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· 超导材料
曹原团队再发 Nature，“魔角”石墨烯能经受强磁场考验
图片来源：Courtesy of Pablo Jarillo-Herrero, Yuan Cao, Jeong Min Park, et al
美国麻省理工学院（MIT）的曹原等人 7 月 21 日在《自然》（Nature）发表论文，报告了三层扭转的“魔角”石墨烯（MATTG）在面内磁场高达 10 T 时仍表现出超导性，比传统自旋单态库珀对（spin-singlet Cooper pairs）超导体的泡利极限（Pauli limit）高出 2~3 倍。可承受强磁场的超导材料具有广阔的应用前景，如增强磁共振成像（MRI）工作的磁场，以提供更高的清晰度和成像深度。
MATTG 的顶层和底层分别相对中间层扭转 1.57° 和 -1.57°。沿面内方向施加磁场，石墨烯的超导性随磁场增强而消失，但在较窄的载流子浓度区间和偏置电压中又会重新表现出超导性，这表明超导性并非出于自旋单态的库珀电子对。通过改变外部磁场，两个超导相可通过一级相变互相转变。新超导相可抵抗 10 T 以上的磁场，该现象伴随着整个新超导相，这排除了超导放大配对效应（large superconducting amplitude pairing）导致的赝相。作者认为该特性来自于自旋三重态，库珀电子对总自旋为 1，不受泡利极限约束。（MIT，Nature）
· 光学
我国科学家完成小型自由电子激光器原理实验验证
自由电子激光是一种高亮度 X 射线光源，可用于探测物质内部动态结构，研究光与原子、分子和凝聚态物质的相互作用过程。中国科学院上海光学精密机械研究所在小型化 X 射线自由电子激光研究中取得了突破性进展，通过显著提升激光尾波场加速的电子束品质，并结合创新设计的紧凑型束流传输与辐射系统，首次实现了基于激光加速器的自由电子激光放大输出，典型激光波长 27 纳米，最短激光波长可达 10 纳米级，单脉冲能量可达 100 纳焦级，并通过轨道偏移以及自发辐射定标等方法证明了最后一段波荡器中能量增益高达 100 倍。研究人员表示，这项研究在国际上率先完成了台式化自由电子激光器原理的实验验证，对于发展小型化、低成本自由电子激光器具有重大意义。研究团队未来将进一步提升自由电子激光的输出功率和光子能量，并将这项研究成果开放共享。相关论文 7 月 21 日发表于《自然》（Nature）。（科技日报）
· 行星科学
金星轨道器红外成像首次揭示金星夜间天气
金星的大气环流有三种主要模式，其中日侧极地向环流和新发现的夜侧赤道向环流可能会推动金星表面的超快旋转。图片来源：2021 JAXA/Imamura
由于缺乏阳光导致成像困难，人们对金星夜间的天气知之甚少。日本东京大学（University of Tokyo）的研究者近期使用进行轨道探测器“晓”号（Akatsuki）的红外传感器观察到了金星夜间的云顶环流（cloud-top circulation）。“晓”号是日本首个行星探测器，发射于 2010 年，主要任务是使用各种机载仪器观察金星及其天气系统。金星大气的超快旋转（super-rotation）导致图像中存在大量噪声，掩盖了真实特征。团队开发了新的技术进行降噪，帮助分析红外成像。结果显示出金星夜间存在经向（南北向）环流，其运动朝向赤道，与朝向两极的日间相反。研究者认为这两种环流可能一并推动了金星表面的大气超快旋转。这一观测分析可帮助建立更准确的金星天气系统模型，该方法也可用于研究其他行星，包括火星和气态巨行星。此外，由于地球和金星拥有相似的大小、质量和轨道区域，基于金星天气系统的比较研究也将帮助加深对地球天气系统机制的了解。相关论文 7 月 21 日发表于《自然》（Nature）。（东京大学）
· 药物研发
一种新药物能根除小鼠的乳腺癌
美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校（UIUC）的研究人员发现了一种小分子化合物 ErSO，或可用于治疗乳腺癌。该化合物通过过度激活雌激素受体阳性癌细胞的保护性细胞通路，对其进行靶向消灭。在小鼠实验中， ErSO 可杀灭 95% -100% 的人类雌激素受体阳性乳腺癌及其在骨、脑、肝和肺部的转移细胞；大的肿瘤也能迅速缩小到检测不到的水平，且即使复发，重新出现的乳腺癌细胞也仍对 ErSO 敏感。
研究人员表示，ErSO 所治疗的激素受体阳性乳腺癌是乳腺癌里最常见的类型，占所有乳腺癌病例的 75%。小鼠研究进一步显示，接触 ErSO 对其生殖发育没有影响。且接受远高于治疗所需剂量药物的小鼠、大鼠和狗均显示出对 ErSO 的良好耐受性。目前德国拜耳公司（Bayer AG）已获得该化合物的专利权，将进行人体临床试验，以开发针对激素受体阳性乳腺癌的新药。相关论文 7 月 21 日发表于《科学-转化医学》（Science Translational Medicine）。（Science Translational Medicine, UIUC, UpToDate）
· 脑科学
大脑通过钙离子引导血液流入以获取能量
大脑通常依靠大量血液获取能量，然而人们对大脑如何在活动增加时表达对更多能量的需求，然后将血液供应引向特定的地方还知之甚少。一项来自美国马里兰大学医学院（University of Maryland School of Medicine）和佛蒙特大学（University of Vermont）的合作研究表示，当需要能量时，小鼠的大脑神经元会通过钙离子控制血管，将血液流向特定的大脑区域。
研究人员发现，当神经元发射电信号时，会导致血管内皮细胞中的钙离子增加。检测到钙离子的酶会指导细胞制造一氧化氮，它可以使血管周围的细胞松弛，从而扩大血管，使更多的血液流入。了解大脑如何引导血液流动或将有助于治疗阿尔茨海默病和痴呆症等疾病。在这些疾病中，错误或不充足的血液流动会导致神经元病变恶化，最终导致认知能力下降和记忆问题。相关论文 7 月 21 日发表于《科学进展》（Science Advances）。（Science Advances，University of Maryland School of Medicine）
大脑神经元间的“噪音”使神经连接保持年轻
神经元之间通过释放神经递质进行的交流称为诱发神经传递。然而即使在没有电信号的情况下，突触也会释放含有神经递质的液滴，这种微型释放事件（miniature release event）长期以来一直被视为大脑的“背景噪音”。但瑞士洛桑联邦理工学院（EPFL）主导的一项研究表明，微型释放事件有助于保持突触结构的完整性，从而使中年果蝇的神经连接保持年轻。
该研究通过分析一组控制果蝇运动的神经元，发现随着果蝇的衰老，突触会分解，导致神经元之间的连接断裂，进而使个体运动表现下降，这与人类的衰老过程类似。实验发现，当诱发神经传递和微型释放事件均被阻断时，突触会加速老化；仅增加诱发神经传递无法影响突触衰老过程，而提高微型释放事件频率可以使突触保持完整，并使中年果蝇的运动能力保持在与年轻个体相当的水平。这表明在衰老过程中，神经信号传递的变化发生在突触的结构分解之前。未来通过进一步研究微型释放事件的减少如何改变突触的结构，可能有助于更好地理解神经退行性疾病和神经发育障碍等疾病。相关论文 7 月 20 日发表于《自然-通讯》（Nature Communications）。（Nature Communications，EPFL）
· 微生物学
科学家在西藏冰川冰中发现了 15,000 年前的病毒
7 月 20 日发表在《微生物组》（Microbiome）杂志上的一篇研究论文显示，美国俄亥俄州立大学（The Ohio State University）的研究人员从取自中国青藏高原的冰样本中发现了近 1.5 万年前的病毒，这些病毒中的大多数因一直处于冷冻状态而幸存下来。据悉，该样本于 2015 年从海拔 22,000 英尺的古里雅冰帽（Guliya ice cap）收集得来，样本分析发现了 33 种病毒的遗传密码，其中 4 种病毒已经被科学界确认，而余下至少 28 种不同于目前已被分类的任何病毒。研究人员指出，这些病毒有帮助它们在极端寒冷环境中感染细胞的基因特征，且其浓度远远低于海洋或土壤中所发现的病毒浓度。根据环境和已知病毒数据库的分析结果，这些病毒可能源自土壤或植物，而不是动物或人类。研究人员表示，这一发现有助于更好地了解病毒过去几个世纪的演化历程。（Microbiome，OHIO State News）
· 疫情通报
7 月 21 日我国内地新增确诊病例 50 例，其中本土病例 12 例（江苏 11 例，云南 1 例）
据国家卫健委通报，7 月 21 日 0—24 时，31 个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增确诊病例 50 例，其中境外输入病例 38 例（云南 21 例，广东 7 例，四川 5 例，上海 2 例，陕西 2 例，湖南 1 例），本土病例 12 例（江苏 11 例，云南 1 例）；无新增死亡病例；新增疑似病例 1 例，为境外输入病例（在上海）。新增无症状感染者 18 例，其中境外输入 11 例，本土 7 例（均在江苏）。截至 7 月 21 日 24 时，31 个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告确诊病例 92414 例，累计死亡病例 4636 例。
据世卫组织通报，截至欧洲中部时间 7 月 21 日 18:09（北京时间 7 月 22 日 00:09），过去 24 小时全球新增确诊病例 449,764 例，新增死亡病例 10,679 例：其中英国新增确诊病例 46,125 例，新增死亡病例 96 例；印度新增确诊病例 42,015 例，新增死亡病例 3,998 例。全球累计确诊病例 191,148,056 例，累计死亡病例 4,109,303 例。（国家卫健委，世卫组织）
编写：周舒义、武大可、管榕、许楚楚、戚译引
编辑：武大可、戚译引
封面图片来源：Pixabay
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