9月5日外媒科学网站摘要：“核时钟”取得重大突破

9月5日（星期四）消息，国外知名科学网站的主要内容如下：

《自然》网站（www.nature.com）

“核时钟”取得重大突破，为超精确计时铺平道路

物理学家已经展示了构成核时钟的所有关键组件——一种通过测量原子核内微小能量变化来计时的装置。这样的时钟可能会大大提高测量精度，并为基础物理学带来新的见解。

研究人员测量了导致稀有同位素钍-229的原子核转移到更高能量状态的光的频率，即核时钟的“滴答”声，其精度比之前的最佳计时装置提高了10万倍。他们通过将能量转换与世界上最精确的时钟同步来做到这一点。这项研究由美国实验天体物理联合研究所（JILA）领导，并于最近发表在《自然》（ Nature ）杂志上。

这一突破源于用一种叫做“频率梳”的激光装置探测钍-229原子核。严格来说，这个装置还不是一个时钟，因为它还没有被用于实际计时。但是，这一令人印象深刻的结果表明，核时钟的研发已触手可及。

目前最精确的时钟是原子钟，它使用激光计时——激光的频率被精确调制，以匹配原子内部两个能级之间的电子能量转移。最精确的原子钟每400亿年才会有一秒的误差。核时钟的工作原理略有不同，它通过质子和中子的能量转移来计时，其滴答声来自这些粒子激发态之间的转变，而不是电子的转移。

这种能量转移需要更高频率的紫外线，从而产生更快的滴答率，可能达到甚至超过原子钟的精度。但核时钟最大的潜在优势在于它的精度和稳定性结合。与电子相比，原子核内的粒子对电磁场等外界干扰不那么敏感，这意味着核时钟可以更加便携且坚固。

《科学》网站（www.science.org）

脑脊液不仅存在于大脑和脊髓，还可能流向更远的身体部位

名字往往具有误导性，许多人可能会以为“脑脊液”只存在于大脑和脊髓中。事实上，几个世纪以来，科学家和医生都是这样认为的。但美国佛罗里达大学的研究人员最近在《科学进展》（Science Advances）杂志上报告称，这种清澈的液体不仅仅清洁、滋养和保护大脑及脊髓，还浸润着身体其他部位的神经。

这是首次证明脑脊液可以在全身传播。这一发现可能为药物输送到身体一些最难到达的部位开辟新的途径。

2.5年前，佛罗里达大学的科学家在一项整形手术研究中发现了奇怪的现象。当他们向含有脑脊液的人类尸体脑腔注入生理盐水时，手腕上的周围神经肿胀起来于是科学家们决定进一步研究，将荧光液体注入活老鼠的脑室中，以追踪液体的去向。结果，染料意外地进入了贯穿腿后部的坐骨神经。

研究小组在老鼠身上重复实验，并使用更精细的示踪剂——金纳米颗粒。他们发现，较小的颗粒可以从脑液传播到坐骨神经的周围神经，而较大的颗粒则停留在脊髓与周围神经的交界处。

这些研究结果表明，漂浮在脑脊液中的小信号分子、营养物质甚至药物都可能传递到神经。然而，对于这些分子具体是什么以及它们传播的速度，科学家们仍保持谨慎态度。

科学家们已经知道周围神经也被一种叫做神经内膜液的物质浸润，但它的来源一直不明。这项新研究表明，神经内膜液和脑脊液可能是同一种液体。

《每日科学》网站（www.sciencedaily.com）

1、未收集的垃圾和露天焚烧是塑料污染危机的主要源头

英国利兹大学的研究人员利用人工智能对全球5万多个城市的废物管理进行了建模。这个模型使研究小组能够预测全球产生了多少废物，以及这些废物的去向。

他们发表在《自然》（Nature）杂志上的研究计算出，2020年，全球进入环境的塑料制品达到了惊人的5200万吨——如果这些塑料排成一条线，将绕地球1500多圈。

报告还显示，全球超过三分之二的塑料污染来自未收集的垃圾，全球约12亿人（占全球总人口的15%）无法获得垃圾收集服务。

研究结果进一步表明，2020年大约有3000万吨塑料——占所有塑料污染的57%——在没有任何环境控制的情况下于家庭、街道和垃圾场被焚烧。燃烧塑料对人类健康构成了严重威胁，包括神经发育、生殖问题以及出生缺陷等。

研究人员还确定了新的塑料污染热点，显示印度是最大的污染贡献者，其次是尼日利亚和印度尼西亚。

2、农业加速了人类基因组进化，使其更好地从淀粉类食物中获取能量

一项由美国、意大利和英国研究人员开展的最新研究发现，过去1.2万年间，欧洲人的碳水化合物消化能力显著增强。研究表明，负责分解淀粉的酶的基因数量从平均8个增加到了超过11个。

这种基因数量的增加与农业从中东向欧洲扩展密切相关。随着农业的发展，人类饮食中富含碳水化合物的主食（如小麦和其他谷物）逐渐成为主流。基因编码的增多通常意味着人体能够产生更多的酶——在这种情况下，唾液和胰腺中的淀粉酶可以更高效地将淀粉分解成糖，为身体提供能量。

这项研究最近发表在《自然》（Nature）杂志上。

研究人员发现，大约1.2万年前，欧洲人平均有约4个唾液淀粉酶基因编码，而现在这一数量已经增加到7个左右。在同一时期，欧洲人的胰淀粉酶基因编码总数也增加了约0.5个。

总体而言，过去1.2万年中，具有多个淀粉酶基因编码的染色体频率增加了7倍，表明这一基因的增加为欧洲人的祖先提供了生存优势。

研究还发现了世界其他农业种群中淀粉酶基因增加的证据。这些基因所在的染色体区域在不同种群中表现相似，表明农业兴起后，人类基因组因应对饮食中碳水化合物的增加发生了相似的变化。

《赛特科技日报》网站（https://scitechdaily.com）

1、新发现让科学家可提前数周预测飓风活动加剧

美国国家大气研究中心（NCAR）领导的一项研究发现，当一种被称为开尔文波的大规模大气波通过后，两天内形成的飓风数量是几天前的两倍。这一发现可能使预报员和应急管理人员在飓风活跃期到来前几天甚至几周发出预警。

研究小组采用创新的计算机建模方法来解析开尔文波的影响。开尔文波是一种大气波，可以在大气中延伸超过1600公里，并影响全球天气模式。

该研究的主要作者表示，如果天气预报员能够在太平洋上空探测到开尔文波，他们可以预测几天后大西洋上空的飓风数量将会增加。这将帮助气象研究人员与应急管理人员和地方政府更好地合作，为飓风活跃期做好准备，并及时发出警告。这项研究可能拯救许多生命。

这项研究成果发表在《天气评论月刊》（Monthly Weather Review）上。

几十年来，科学家们已经注意到，飓风聚集形成后，几周几乎没有飓风活动。几项研究表明开尔文波可能是飓风激增的原因，但科学家们无法分离出其他潜在因素，并证明开尔文波是罪魁祸首。为了克服这个问题，研究人员使用了一种新颖的计算机建模工具组合来证实开尔文波确实促进了飓风的形成。

2、开启明天的治疗：一次性合成数十亿种分子以加速药物发现

近年来，个性化癌症治疗的报道频繁出现，例如利用修饰的免疫细胞或抗体进行治疗。然而，这类治疗非常复杂且昂贵，应用范围有限。大多数医学疗法仍然依赖于可大规模生产的小分子化合物，因此成本较低。

新分子疗法发展的瓶颈在于现有技术发现新活性物质的能力有限。21世纪初，哈佛大学和瑞士苏黎世联邦理工学院开发了DNA编码化学文库（DEL）技术，有望缓解这一问题。该技术使用磁性颗粒大规模生产和测试分子。

迄今为止，DEL技术已经能够合成数百万种化合物并同时测试其有效性。然而，这一方法的缺点是研究人员只能从有限的化学构建模块中构建小分子。瑞士苏黎世联邦理工学院的化学家现在改进了这一过程。

他们开发了一项名为“自净化DEL”的新技术，能够在几周内自动合成和测试数十亿种不同的物质。该技术还可用于合成较大的药物分子，如环肽，能够靶向其他药物靶点。

这一研究成果最近发表在《科学》（Science）杂志上。（刘春）