环球科学：为何听音乐能减轻疼痛感；北京本轮疫情病毒属奥密克戎BA.5.2分支

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　　· 物理学 ·

　　LHCb实验组发现包含双粲夸克的四夸克态

　　新发现四夸克粒子的想象图（Daniel Dominguez/CERN）

　　参与强相互作用的粒子称为强子，在现代物理学的夸克模型中，强子分为重子（由三个夸克组成）或介子（夸克-反夸克对）。构成原子核的质子和中子即为两种重子。而夸克模型也预言存在结构更复杂的强子，如五夸克（由四个夸克和一个反夸克构成）和四夸克（由两个夸克-反夸克对构成）。自2003年起的对撞实验中陆续发现过这些复杂强子。近日，发表在《自然·通讯》的一项研究中，大型强子对撞机的LHCb实验组新发现了一种四夸克态。

　　研究人员分析了LHC对撞机从2011年到2018年积累的数据，特别关注了质量为D*+介子（由粲夸克和反下夸克构成）与D0介子（由粲夸克和反上夸克构成）质量之和的区域，发现了超过100个信号形成窄峰，表明存在四夸克态。研究人员将新发现的粒子命名为Tcc+，它由两个粲夸克、一个反上夸克、一个反下夸克构成。这种粒子可能有两种内部结构，一种为“分子结构”，两个粲夸克间距很大；一种为“紧凑结构”，两个粲夸克间距非常小。研究人员表示，这种新粒子的发现有助于解答关于“紧凑四夸克”性质的问题。

　　· 神经科学 ·

　　听音乐减轻疼痛感的原因

　　早在1960年代，科学家就发现音乐和其他形式的声音具有镇痛效应，能缓解在牙科、外科、产科及肿瘤科患者出现的急性和慢性疼痛。然而，其中的神经机制仍未阐明。7月7日，一项发表于《科学》的研究揭示了声音能减轻小鼠痛苦的神经机制。

　　研究者将掌部发炎的小鼠暴露在3种声音下，包括舒缓的古典音乐片段、打乱重组的音乐片段（不好听）和白噪音音频。结果表明，低音量播放的3种声音均达到镇痛效应，而高音量播放则对小鼠的疼痛反应无明显影响。研究者利用非感染性病毒与荧光蛋白作为神经传递的示踪剂，发现了一条由听觉皮质到丘脑（神经信号的中转站，包括痛觉信号）的神经通路。在小鼠实验中，低音量的白噪音减弱了丘脑接收端神经元的活动强度。研究者进一步测试发现在抑制该通路时，达到的镇痛水平与白噪音环境相当；而激活该通路则将增加小鼠的疼痛敏感性。这项研究结果或可能帮助患者镇痛，提供比阿片类药物更安全的治疗方案。

　　· 古生物学 ·

　　一些恐龙手小或是因为头大

　　鲨齿龙Meraxes gigas（图片来源于论文）

　　一些巨型的食肉动物，比如雷克斯霸王龙（Tyrannosaurus rex）和阿贝力龙（Abelisauridae）通常具有相对于体型极其小巧的前肢，这与它们巨大的体型、头骨形成了鲜明的对比。生活白垩纪早期的鲨齿龙（Carcharodontosauridae）也具有类似的特征。此前，一些研究人员曾在阿根廷巴塔哥尼亚沙漠中发现了5具恐龙骨架。7月7日，在一篇发表于《当代生物学》的研究中，他们报道了其中一具恐龙骨架属于一种新的鲨齿龙Meraxes gigas。

　　恐龙骨架包括一个几乎完整的前肢，来自一个身长11米的Meraxes gigas。它与雷克斯霸王龙是远亲关系，但比雷克斯霸王龙提前2000万年灭绝。研究人员追溯了鲨齿龙从1.5亿年前到9000万年前的身体结构演化过程，发现随着时间的推移，它们进化出更大的头部和更短的手臂。而暴龙和阿贝力龙也表现出类似的演化趋势。这些头部笨重的两足动物可能需要较小的前肢来保持平衡。另外，当强大的头部取代了掠食性的手臂时，前肢可能会因为不被需要而缩小。但这些大型恐龙并没有完全失去前肢，其前肢与股骨的比例都没有超过0.4。Meraxes gigas的前肢具有功能臂的特征，具有肌肉、附着点和功能关节。研究人员推测，这些大型恐龙可能会用它们粗短的手臂从俯卧姿势向上推或抓住配偶。

　　· 新技术 ·

　　模仿蜜蜂交流的机器人

　　机器人通过收发数字信号来交流，但在某些环境下，数字信号可能失真或无法传递。而在自然界，蜜蜂通过“跳摇摆舞”传递视觉信号，告诉同伴花蜜方位和距离，为机器人通讯带来了启发。最近，在一项发表于《机器人学与AI前沿》的研究中，科学家模仿蜜蜂的交流方式，写出算法让机器人解读人类的手势或机器人同伴的舞姿，并照此执行命令。

　　实验中，一台信使机器人先利用骨骼跟踪算法，读懂摄像头拍摄到的人类手势中包含的指令，再携带指令来到操作机器人面前，在地面上移动描绘出一个特定形状。其中，形状指示在任务中的前进方向，而描绘所用的时间则代表前进距离。科学家先在计算机里对这种沟通模式进行模拟测试，又让真人志愿者和机器人一同参与实地测试，两项测试中手势解读的正确率分别为90%和93.3%。科学家认为，此类技术具有极大的应用潜力。

　　· 计算机 ·

　　世界上首个自校准光子芯片

　　未来，自动驾驶汽车、远程控制采矿和医疗设备等依赖互联网的新技术将需要更快、更大的带宽。光子电路能够操纵信息的光通道，但也可以提供一些计算能力，例如搜索任务。对光子芯片重新编程，可以使使搜索任务更迅速和准确。然而，制造这种芯片需要精确到纳米尺度，这是困难且极其昂贵的——而自我校准技术克服了这个问题。近日，研究人员开发出世界上首个自校准光子芯片，相关研究发表在《自然·光子学》。

　　研究人员通过将光参考路径引入可编程光子集成电路（PIC）实现自校准，并采用了快速收敛自校正算法。这种PIC在相位调谐元件之间存在热串扰的情况下，可以完全控制其复杂的脉冲响应。研究人员表示，这种方法为通信网络重构、神经形态硬件加速器和量子计算机等苛刻应用提供了稳定、精确的大规模PIC控制。将来可能在无人驾驶、自然语言处理、人工智能医疗等场景发挥作用。

　　· 神经科学 ·

　　春季北极臭氧层损耗改变北半球气候

　　来自太阳的紫外辐射具有潜在危害，要吸收这些紫外辐射，地球大气的臭氧层至关重要。近年来，氯氟烃等气体的释放导致臭氧层受到破坏。其中，南极上空持续存在的臭氧层空洞对南半球地表环境的影响已为人所知；而最近一项发表于《自然·地球科学》的新研究表明，在北极反复出现的春季臭氧损耗（因人类排放破坏臭氧层的气体所致）会暂时改变北半球的气温和降雨模式。

　　研究者分析了过去四十年（1980-2020）间的气候数据，识别出北极上空臭氧层出现明显损耗的年份。结果发现，通常在春季臭氧水平特别低的时间段过去几周后，欧洲北部会出现较湿润的状况，而欧洲南部和欧亚地区则会出现较为温暖、干燥的环境。科学家使用两种气候模型（包含对臭氧化学的准确体现），成功将臭氧损耗的效果与不相干的大气环流过程分离开来。他们发现，臭氧损耗会使平流层变得更冷。而这一冷却效果拉长了极地涡旋存在于春季的时间，极地涡旋会把寒冷的北极空气带向南面，导致北半球的地表温度和降水异常。

　　· 新冠疫情 ·

　　北京本轮疫情病毒属奥密克戎BA.5.2分支

　　7月6日下午，北京市召开新冠肺炎疫情防控工作第379场新闻发布会。北京市疾控中心副主任庞星火通报，北京市疾控中心实验室对7月5日通报的感染者1至3的标本进行基因测序，结果显示，新冠病毒病毒均属于奥密克戎变异株BA.5.2分支。基因序列比对结果显示，3例感染者与北京市现有及既往本土病例、北京市境外输入病例序列同源性低，为不同传播链。

　　综合流行病学调查及基因测序结果，初步考虑本次疫情为输入病例引起的本土聚集性疫情。截至目前，除昨日通报的感染者1为社会面筛查人员，其余感染者均为其密切接触者，均为隔离观察人员，传播链条清晰，来源明确，根据现有疫情发展态势，初步认为本次疫情总体可控。（新华网）

　　· 新冠疫情 ·

　　截至北京时间7月8日10时，据约翰·霍普金斯大学最新统计，全球累计新冠确诊病例553 408 214例，死亡病例6 347 324例。

　　根据国家卫生健康委员会官方网站的数据，7月7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97例。其中境外输入病例50例（广东16例，福建14例，天津5例，上海4例，四川3例，山东2例，山西1例，江苏1例，浙江1例，湖南1例，重庆1例，云南1例），含4例由无症状感染者转为确诊病例（天津1例，浙江1例，广东1例，四川1例）；本土病例47例（上海17例，安徽17例，内蒙古4例，福建3例，广东3例，江苏2例，陕西1例），含3例由无症状感染者转为确诊病例（均在安徽）。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）。

　　31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团报告新增无症状感染者381例，其中境外输入50例，本土331例（安徽140例，江苏67例，山东66例，上海28例，福建14例，陕西8例，广东4例，广西2例，海南2例）。

　　截至2022年7月6日，31个省（自治区、直辖市）和新疆生产建设兵团累计报告接种新冠病毒疫苗340581.2万剂次。

　　文：白德凡、栗子、clefable、马一瑗、韩佳桐