新疆天文台恒星形成与演化团组成员吴刚助理研究员经过两年的努力工作,于2013年10月完成了谱线OTF(On The Fly)观测模式相关软件的开发。 

谱线OTF观测模式是在天线匀速运动过程中高采样的记录谱线数据,从而完成天区成图的一种观测模式。相对位置调制PS(Position Switching)模式,OTF观测模式可以大大提高成图观测效率以及数据完整性和一致性。同时解决了OTF数据定标、预处理和大尺度数据拼接等问题。目前,C波段和K波段均已实现OTF扫描观测。软件支持赤道坐标系和银道坐标系双向(经/纬度)扫描、扫描尺寸可调、自动跳过低俯仰源等功能。从观测结果看,观测具有一致性和可重复性。该团组科研人员采用OTF模式对恒星形成区Taurus的氨分子(23694.495MHz)成图和水脉泽(22235.07985MHz)源S269进行观测,取得了良好观测结果。

OTF观测模式的建成丰富了新疆天文台25米射电望远镜谱线观测模式,使南山基地有条件承担大尺度谱线成图和巡天研究工作。

新疆天文台博士研究生鄢淑平利用Rossi X-ray Timing Explorer(RXTE)天文卫星的存档数据,研究了黑洞双星系统吸积流的不规则与准周期的X射线变化,并且在国际上首次将不规则与准周期X射线变化的幅度谱相除来分析吸积流的变化,为深入研究吸积过程提供了一种简便而有效的新方法。相关论文已经分别被国际著名期刊ApJ(2013, ApJ, 767, 44)和MNRAS(2013, MNRAS, 434, 59)发表或接收。

吸积是天体演化的重要过程与现象。对吸积流辐射出X射线变化的研究是认识吸积的重要途径之一。银河系内著名的低质量黑洞双星系统GRS 1915+105产生相对论性的喷流,有复杂多样的X射线状态。即便处于稳定的χ态时,GRS 1915+105的部分能谱可用模型很好地解释,另一部分则不能。

研究人员通过对射电波段观测数据的分析表明,喷流性质的不同,导致了χ态能谱的分化;对低频(约0.1-30赫兹)准周期X射线变化幅度谱的分析认为,准周期X射线变化源自吸积流内区较热的冕。有时,GRS 1915+105处于连续态跃迁的ρ态。对ρ态数据的相位分解也强力支持了准周期X射线变化源自冕。另外,对不规则与准周期X射线变化幅度谱比值的分析,发现吸积盘具有高频(大于10赫兹)不规则X射线变化。而高频不规则变化通常是来自冕,而不是吸积盘。研究表明,这些高频变化可能是由具有高频率变化的冕光子对吸积盘的照射所致。此外,研究人员对单峰ρ态与双峰ρ态幅度谱比值随频率、相位演化进行了详细的对比分析,给出了极为丰富的吸积流演化细节。

鄢淑平的指导老师是王娜研究员,上述工作的合作者有新疆天文台丁国强研究员以及高能物理研究所屈进禄研究员、宋黎明研究员。

据英国《自然》杂志网站11月12日报道,当欧洲耗资50亿美元的大型强子对撞机(LHC)于2008年“开工”时,粒子物理学家们对其寄予厚望,希望其能解答宇宙间的很多谜题。但直到2012年希格斯玻色子的发现,LHC才算不辱使命。现在,为了获得更重大的新发现,很多物理学家提议建造一台超越LHC的机器:超大型强子对撞机(VLHC)。
 
美国SLAC国家加速器实验室的理论物理学家和暗物质专家迈克尔·佩斯金11月2日向美国政府顾问委员会提交了建造VLHC的建议书。他表示,VLHC会让其前任“相形见绌”。LHC最高对撞能级只有14万亿电子伏特,而VLHC则能达到100万亿电子伏特;LHC的加速隧道只有27公里长,而新机器的加速隧道则长达80到100公里。
 
有科学家指出,建造VLHC意义重大。希格斯玻色子的发现再次表明,某些粒子拥有质量,是因为它们同无所不在的希格斯场相互作用。然而,为什么希格斯玻色子的质量如此大呢?科学家们无法回答。他们认为,超对称理论或许可解答这一问题。该理论认为,已知的粒子都有一个更重的“伴侣”,后者或许能在更大的粒子对撞机内发现。尽管LHC还没有探测到任何有关超对称的信号,但佩斯金认为,科学家们有望在2020年前发现某些“蛛丝马迹”。
 
不过,也有科学家认为,VLHC或许并非那么重要,其他优先项目包括:让LHC的对撞能级从7万亿电子伏特升级到14万亿电子伏特;在日本建造让正负电子相互对撞的国际直线对撞机(ILC),从而使物理学家有能力深入研究LHC的任何一项新发现,研究费米国家加速器实验室产生的高密度中微子束等。芝加哥大学理论物理学家、美国物理协会粒子和场研究项目主席乔纳森·罗斯纳表示:“这些项目都是我们关注的焦点,现在强调VLHC有点为时过早。”
 
麻省理工学院的加速器物理学家威廉姆·巴列塔也支持建造VLHC,他补充说,为了制造出这台100万亿电子伏特的机器,物理学家们需要研发出能在更强磁场工作的超导磁铁,候选者包括锡化铌,其能承受更高的磁场,但其身价高昂,且必须冷却到零下255摄氏度。
 
其实,LHC的“监护人”——欧洲核子研究中心(CERN)也正打算建造类似于VLHC的机器。CERN的加速器物理学家迈克尔·本尼迪克特领导着一项“极高能大型强子对撞机”计划,这台机器的很多关键参数与VLHC类似:80到100公里长的环形加速隧道;对撞能量也将高达100万亿电子伏特。本尼迪克特认为,这台机器可能将于2020年左右开始建造,于2035年左右竣工,那时,LHC或许已下岗。本尼迪克特说:“我们可不愿意看到高能物理学领域留下什么空白。不过,这台机器的造价可能不少于100亿美元。”

2012年12月,中国科学院大学对52门“精品数字课程”建设给予了经费支持,科技管理学院共有3门精品数字课程得到资助,分别是科研组织战略管理、科技领导力和科研项目质量管理。2013年11月29日,国科大为检查“精品数字课程”建设前期工作,交流经验、研讨等相关问题,举行教育信息化“精品数字课程”建设中期检查交流会,科技管理学院院长霍国庆教授、颜雪红副院长、高丽丽老师和张晓东博士生参加了此次交流会。

交流会的第一阶段先由国科大副校长王颖教授介绍了精品数字课程建设的背景及目的,网络中心姚郑主任就“云环境下的学习模式创新探索”进行了汇报。第二阶段分为两个小组,主要议题是精品数字课程建设进展及网络课程建设交流。霍国庆院长代表科技管理学院对3门精品数字课程进行了介绍,重点是介绍了研究团队在进行精品数字课程建设研究过程中的原创性成果,如科研组织的战略管理模型、科技领导力五力模型等,针对精品数字课程建设与会人员进行了积极地讨论,霍国庆教授认为首先要明确精品数字课程建设的目的,其次精品数字课程建设是一项系统工程,要进行持续性的工作,课程资料要进行动态更新,最后要保证精品数字课程持续开展下去,可能需要采取一定的激励机制。

参加此次精品数字课程建设交流会,研究课题组明确了任务目标,再接再厉,继续做好后续的工作。

 
对HIV掮客的仔细观察
 
 
由于两项新的研究,HIV的掮客(即让该致命病毒进入免疫细胞内的分子)不再列于结构生物学家的通缉要犯名单之上。这一分子——即HIV-1包膜(Env)三聚体—— 一直是颇具争议的对象;在今年初,科学家们声称已经用低温电子显微镜看见了其稍纵即逝的结构——它一直以难以被定性而出名,但是一些业界人士对该结果提出了质疑。
 
 
如今,在两项新的研究中,科学家们不仅提供了Env三聚体的更高分辨率的视觉材料,而且他们是用两种不同的技术做到的。科学家们能在解密该分子的结构上取得进展是至关重要的,因为它是HIV表面的唯一抗原,因此它也是自然发生的抗体——及对可能的疫苗来说——的唯一标靶。
 
 
为了全面地观看这一重要的分子,来自两个小组的科学家用低温电子显微镜及用X射线晶体学研究对其进行了观察。Jean-Philippe Julien及其同事让该Env三聚体与一种广谱中和抗体结合并接着在4.7埃得到了所产生的复合物的晶体。在一个用相同的三聚体分子但抗体不同的相关试验中,由Dimtry Lyumkis领导的一组科学家使用了低温电子显微术——它与今年初所作的一项有争议的研究中所用的方法类似,但却得到了一个有着更高分辨率的三聚体/抗体复合物。至关重要的是,由Lyumkis等人所获得的低温电子显微镜结构与Julien小组所介绍的晶体学结构相符。对来自两个小组的结合的复合物进行观察可获得对该三聚体结构特征的重要了解。这项工作代表了科学家们朝着对HIV的侵入机制的理解所迈出的重大一步。通过提供对Env三聚体结构的一个更仔细的观察,它可能也会帮助指导基于结构的HIV疫苗的设计。
 
 
表面调整可创制一种针对儿童时期病毒的更好疫苗
 
 
据一项新的研究报告,多亏了一些分子工程的研究,在最后一批还没有获得经批准可使用的疫苗的儿童疾病之中,有一种疾病可能在不久之后就会有疫苗了。呼吸道合胞病毒或RSV可通过学校或日托中心而引起传播速度很快的传染性极强的肺部感染。它是5岁以下儿童住院的最常见的原因,但是研究人员却一直无法设计一种针对它的有效疫苗。在这项研究中,Jason S. McLellan及其同事基于先前的研究显示,一种在RSV膜中的叫作F蛋白的蛋白质会在其融合前状态(当其位于病毒表面时所采取的状态)但却不会在其融合后状态(在侵入细胞后所采取的状态)成为抗体的标靶。研究人员对该蛋白融合前结构上的某一特别位置进行了操控——他们用这一技术设计了100多个变异株——并接着在小鼠及恒河猴中对6种稳定的变异株进行了测试。他们将这些动物进行免疫以观察哪些F蛋白变异株会产生最佳的保护性反应。特别当用某一融合前结构进行免疫时能促成比用融合后糖蛋白进行免疫时要多出高达10倍的抗体;融合后糖蛋白目前是主要的现在正在进行临床试验的RSV候选疫苗的一部分。
 
 
土壤的微生物与肥力
 
 
高草草原曾经覆盖了近10%的美国,但现代农业操作——它一般涉及大量的化肥、灌溉和翻耕——已经将这些生态系统缩减为其昔日辉煌的一小部分。现在,Noah Fierer及其同事对这一近乎灭绝的生物群落进行了一项遗传分析,从而揭示了一组差不多已经从美国中西部消失的土壤微生物,后者曾经在那里繁盛地生长。研究人员的这些发现提示,在大草原土壤中的微生物的高度多元可帮助使这样的生态系统保持完整且富有生产力——而一种叫作疣微菌门的特别的细菌门曾经在这样的土壤中占有优势地位。
 
 
Fierer及他的同事提出,他们的技术也可被用来重建其他近乎灭绝的生物群落的微生物多元性,而这一资讯可对旨在将某些生态系统重新返回其原先的、工业前功能的恢复性努力有帮助。为了得出其结论,研究人员从31个多年来大体上仍然未经耕种的高草平原位置收集了其最上部10厘米的土壤。研究人员接着将土壤的遗传学分析与物种分布模型相结合以预测疣微菌门物种——它们在碳水化合物代谢中起着某种作用——是如何分布在美国中西部各处的。他们说,这一将从前的草原土壤与现代农业土壤所作的比较可被用来指导目前正在进行的草原的数百种恢复工作。
 
 
聚焦眼中的蛋白
 
 
因为一项新的研究,现在人们对眼睛是如何解读周围的世界以发现正在移动的物体的已变得更清楚一点了。研究哺乳动物眼睛的科学家对有关用于探查运动的控制神经回路的分子线索知道的并不太多。但他们知道被称作SAC的星形细胞——它们位于眼睛的感光层(或视网膜)内——是与此有关的;SAC会通过对光的亮与暗做出反应而能探测到运动。相同的SAC细胞类型是如何获得这些对立功能的一直是一个谜。
 
 
Lu O. Sun及其同事着手于更多地理解眼睛中的神经回路是如何解读光模式以准许对运动的检测,他们聚焦于一对被称作SemaA2和PlexA2的视网膜蛋白。研究人员设计了小鼠的视网膜使其缺乏一或两种这样的蛋白并寻求观察这会如何影响SAC细胞的功能。每一次,SAC细胞的反应性都会改变。含有变异SAC的小鼠视网膜在反应性测试中的表现不佳。至关重要的是,切断SemaA2表达可帮助创建两个不同的具有相反结构与功能的SAC细胞组(亮与暗)。这一发现揭示,SemaA2和PlexA2会协作而使哺乳动物的视网膜能够健康成长并发挥功能。
 
 
《中国科学报》 (2013-11-12 第2版 国际)