环球科学：三位理论物理学家获基础物理特别突破奖 | 科技早头条

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　　· 物理学 ·

　　三位理论物理学家获基础物理特别突破奖

　　从左至右分别为Nieuwenhuizen、Ferrara和Freedman。（图片来源：CERN）

　　8月6日，科学突破奖评选委员会公布了2019年基础物理特别突破奖项的获奖者。三位理论物理学家——欧洲核子研究组织的Sergio Ferrara、麻省理工学院的Daniel Freedman和纽约大学石溪分校的Peter van Nieuwenhuizen因提出超引力理论而荣获这一奖项，并将平分300万美元的奖金。1976年，为了统一所有自然力，三位物理学家创建了超引力理论。该理论将引力与一种量子场论整合在一起，拉开了通过量子变量描述时空几何结构的序幕。

　　科学突破奖用以表彰全世界最杰出的科学家，是全球奖金最高的科学奖项。除了生命科学奖、基础物理奖以及数学奖这三类常规奖项，评选委员会还会为做出巨大贡献的物理学家颁发基础物理学特别突破奖。此前的基础物理学特别突破奖获奖者包括探测到引力波的LIGO团队、发现希格斯玻色子的CERN团队、斯蒂芬·霍金以及发现脉冲星的Jocelyn Bell Burnell。

　　· 生物技术 ·

　　可用智能手机控制的无线脑植入装置

　　科学家发明了一种智能手机控制的微型脑植入装置，可以方便地控制小鼠的神经回路。传统的脑植入装置通常使用刚性金属管和光纤来递药和给予光刺激，长期使用会导致脑组织的损伤，无法慢性给药且不易于控制。而这一新装置由一个可替换的药筒和嵌有微流通道与小型发光二极管的探针组成，并可通过智能手机无线控制。通过在手机上进行简单操作，科学家就能通过选定的药物和光组合刺激特定神经元，并可在动物实验中实现自动化控制。这项发明将有助于老年痴呆症、成瘾、抑郁症等神经精神疾病的研究。该研究发表于《自然-生物医学工程》上。

　　· 天文学 ·

　　科学家提出寻找温暗物质方法

　　暗物质占据了宇宙物质的84%。目前的主流暗物质模型都是基于冷暗物质建立的，冷暗物质不会和任何外界物质、辐射相互作用。而与之相对，温暗物质则有可能和光速移动的轻粒子相互作用。最近发表在《皇家天文学会月报》的研究提出，这种温暗物质会在特定条件，比如模拟遥远星系在宇宙中的分布过程中展现出踪迹，而氢气的分布则能够很好地提供该过程的线索。研究指出，在未来可利用氢气的吸收分布图，来推测温暗物质是否存在。

　　· 细胞工程 ·

　　科学家构建3D肝病模型

　　在一项发表于《细胞-代谢》的研究，实验室中首次培育出3D微型人类肝脏。匹兹堡大学的研究人员通过基因编辑，将人体细胞转化成有功能的3D肝组织，这种改造细胞产生的肝组织可以模拟非酒精性脂肪肝（NAFLD）。这是研究人员首次使用实验室中的干细胞，创造出了带疾病的微型人类肝脏。该研究不仅有助于病因和疾病发展的理解，同样可用于测试白藜芦醇等药物在治疗脂肪肝中的疗效。

　　· 量子物理 ·

　　中国科学家研制出24比特的超导量子处理器

　　在一项发表于《物理评论快报》的研究中，中国科学技术大学与中科院物理研究所的研究团队合作，研制出包含24个比特的高性能超导量子处理器。研究团队首次在固态量子计算系统中，完成对“玻色—哈伯德”梯子模型多体量子系统的模拟，实现了超过20比特的高精度量子相干调控。这项研究显示了超导量子芯片作为量子模拟平台的应用潜力，为利用多量子比特系统研究多体物理系统奠定基础。（新华社）

　　· 生物化学 ·

　　藻类高效光合效率的机制揭晓

　　相比于高等植物，更低级的藻类似乎有着更高的光合效率。光合作用的关键酶——核酮糖二磷酸羧化酶（Ribsco）常常会识别错二氧化碳分子和氧分子，因此降低酶的效率。最近发表在《美国科学院院刊》的研究发现，衣藻会吸收HCO3-，待其通过三层细胞膜进入Ribsco所在区域之后直接转换成二氧化碳，避免了和氧分子进行竞争。此外，研究人员发现了能帮助HCO3-通过三层膜的蛋白。研究人员表示，基于这项研究，人们有望在农作物中重现衣藻的高效光合作用，提升农业效率。

　　· 纳米科学 ·

　　科学家合成出世界上最薄金纳米片

　　来自英国利兹大学医学研究所和分子与纳米物理小组的科学家通过还原氯金酸成功合成了一种新型的金纳米片，仅有两个原子层的厚度——0.47nm，这也是目前世界上最薄、不依附于任何基底而存在的金材料。由于所有原子均存在于材料的表面，这种超薄纳米金的催化活性能够达到目前使用的三维金纳米颗粒的10倍。预计其将在医疗器械、电子工业、工业催化领域有大规模应用前景。该研究也为二维金属材料未来的发展提供了思路。该项研究成果发表在 Advanced Science 上。（科研圈）

　　文：吴非、杨心舟、马一瑗、陈德芊