2020年十大科学发现( 二 )
快速射电暴（FRB）是来自遥远星系的短而强的无线电波闪烁，持续时间大致在毫秒级，以X射线及其他无线电波形式爆发。快速射电暴首次发现于2007年，它们的短命特性使得探测它们和确定它们在天空中的位置变得具有挑战性。
SGR 1935 + 2154位于Vulpecula星座中，距离地球约30000光年，是已知具有瞬态无线电脉冲的银河磁星，被确认是这次快速射电暴的起源。这是人类首次确定一个快速射电暴的起源，也是首次在银河系内观测到快速射电暴。这是第一个探测到无线电波以外的辐射的快速射电暴，且是第一个在银河系中被发现的，同时也是第一个与被称为磁星的恒星残留物有关的快速射电暴，这证明了磁星可以是快速射电暴的起源。
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陨石块含有意料之外的太阳前颗粒
文章插图
1969年2月坠落在墨西哥北部的阿连德陨石
图片来自The Planetary Society
太阳前颗粒是太阳诞生前形成的微小的固态星际物质，有时会在原始陨石中发现。“好奇的玛丽”是一个著名的“包裹体“，是陨石中的一个块体，称为富钙铝包裹体（CAI）。这块陨石来自芝加哥野外博物馆的罗伯特·普利茨克陨石和极地研究中心的收藏品，它的名字是为了纪念化学家玛丽·居里。在这项新的研究中，研究团队使用惰性气体同位素特征来表明，在好奇玛丽中存在着前太阳碳化硅（SiC）颗粒。这一点很重要，因为人们普遍认为太阳前的粒子过于脆弱，无法承受太阳诞生时的高温环境。碳化硅存在于难熔包裹体中，这一发现有助于研究第一批固体物质凝结时太阳星云的环境。
论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41550-019-1000-z
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用电场控制原子核
文章插图
艺术家对纳米级电极如何用于局部控制硅芯片内单个原子核的量子状态的印象，图源：UNSW/Tony Melov
诺贝尔奖得主尼古拉·布隆伯根在1961年首次提出一种想法：只用电场控制单个原子的原子核。几十年过去了，这种方法一直未能实现。悉尼新南威尔士大学的研究团队却无意中做到了。
研究人员最初打算对锑的单个原子进行核磁共振，锑是一种具有大的核自旋的元素。最初的目标是探索量子世界和经典世界之间的边界，这是由核自旋的混沌行为所设定的。这纯粹是一个好奇心驱动的项目，没有考虑实际应用。”很快研究人员意识到实验出了问题：原子核的行为非常奇怪，在某些频率下没有反应，但在其他频率下却表现出强烈的反应。经过一段时间困惑和思考，他们意识到实验是在做电共振而不是磁共振。在证明了用电场控制原子核的能力之后，研究人员利用复杂的计算机模型来了解电场究竟如何影响原子核的自旋。这项研究强调了核能电共振是一种真正的局部微观现象：电场扭曲了原子核周围的原子键，使原子核重新定向。
新南威尔士大学量子工程科学教授Andrea Morello说：“这一发现意味着我们现在有了一条利用单原子自旋构建量子计算机的途径，而不需要任何振荡磁场来运行。”此外，我们可以用这些原子核作为精密的电场和磁场传感器，或者回答量子科学中的基本问题。”
核自旋可以用电场而不是磁场来控制，这将产生深远的影响。产生磁场需要大线圈和大电流，而由于物理定律的限制，很难将磁场限制在非常小的空间内，因为磁场往往具有较大的影响范围。另一方面，电场可以在一个小电极的尖端产生，并且在远离电极尖端的地方急剧下降。这将使控制放置在纳米电子设备中的单个原子变得更加容易。
论文原文：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-2057-7
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【 2020年十大科学发现】蠕虫数量在过去40年中增长了283倍
文章插图
Anisakis蠕虫的生命周期。图片来源：Wood，2020年全球变化生物学
蠕虫在海洋哺乳动物的肠道中繁殖，并通过它们的粪便释放到海洋中。蠕虫在水中孵化后，首先会感染磷虾等小的甲壳类动物。当小鱼吃了被感染的甲壳类动物时，蠕虫便转移到它们的体内，随着大鱼吃到被感染的小鱼，这种蠕虫继续存在。当人类和海洋哺乳动物食用含有蠕虫的鱼时，它们可能被感染。
成千上万的论文在特定的地方和特定的时间观察了这种寄生蠕虫（称为Anisakis或“鲱鱼蠕虫”）的数量。而华盛顿大学的研究团队综合了这些研究成果，发现蠕虫的丰度在最近几十年急剧增加，这种蠕虫可以传播给食用生的或未煮熟的海鲜的人类，典型的食物如寿司或者刺身。自1970年代以来，其丰度增加了283倍，这可能对人类和海洋哺乳动物的健康产生影响，因为它们都可能无意中吃到了这种蠕虫。
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