袁岚峰:中国虽大,但没一寸多余,还要用来观测宇宙!|2019-07-09

2019年7月9日16:43:10 发表评论

听说西藏羊八井的AS阵列,马上又想到了深入南海的蛟龙号。

没错,我们的征途是星辰大海,那当然得能看到星辰能摸到大海才行啊,利用我们的大好河山追求科学发展,是我们中国人民天生的义务和权力!

什么?有人不想让我们看,不想让我们摸?没有关系,这么用心发展科学,就是为了掌握更多的真理;拥有了更多真理,就能够说服这些人了……

羊八井发现迄今最高能量的宇宙伽马射线

S:今天第一条新闻,是来自于中科院高能物理研究所的一条好消息!7月3日,高能物理研究所在北京举行了新闻发布会,公布了我国西藏羊八井ASgamma实验阵列近日发现了迄今为止最高能量的宇宙伽马射线的消息。

X:AS是空气簇射air shower的简称,指能量很高的初级宇宙线进入地球大气后,同空气中的原子核连续发生强相互作用和电磁作用,产生大量次级粒子的现象。

S:是啊,ASgamma实验阵列选址于海拔4300米的西藏羊八井,从1990年一期阵列建成,整个实验阵列俯瞰的话就是山野中一个个排列有趣的“小白盒”。经过多次改造升级,一直致力于对宇宙射线的探测研究。早在公元1054年,北宋时期的中国人曾详细记录了一次超新星爆发事件。而此次发现的宇宙伽马射线,就来自于这次超新星爆发产生的蟹状星云方向,距离地球6500光年左右。此次探测到的伽马射线能量高达450 TeV,比此前国际上正式发表的75 TeV的最高能量高出5倍以上。

X:了解伽马射线所能达到的最高能量以及这些超高能射线的能量分布,有助于揭示宇宙中极端天体的性质,所以这种观测对于我们了解宇宙是非常有意义的。

S:是的,同时此次实验也是由中科院高能物理研究所和日本东京大学宇宙线研究所共同主持完成的。而作为西藏羊八井ASgamma实验的后续项目,我国还正在四川稻城建设大面积高海拔宇宙线观测站(LHAASO)【发音“拉索”】,部分设备也已经建成并投入观测运行。

X:哎,小时候经常在课本上各种书上看到说我们祖国地大物博,全国各处都有美景美食。现在随着中国科学发展起来,才慢慢懂得“地大物博”这四个字的价值可远不止这些,从蛟龙号在南海下潜深海到小白盒在西藏观测宇宙,为了发展我们的科技,这可真的是中国虽大,但一寸都不能少啊!

袁岚峰评论:这个研究属于非加速器粒子物理。我们以前讲的对撞机,是属于加速器粒子物理。我们讲对撞机时说到王贻芳和曹俊是大亚湾中微子项目的正副发言人,这个大亚湾中微子项目就是非加速器粒子物理的一个例子。加速器是人工制造高能粒子,而大自然产生的有些高能粒子比人工制造迄今为止的最高能量还要高得多,这次羊八井实验探测到的伽马射线就是刷新了这方面的纪录。因此,加速器和非加速器这两条研究途径都不可偏废,作为一个有雄心的大国,需要同步发展。穷国才做选择,大国全都要!

人工智能设计疫苗

X:阿帅你有没有看上周的【科技袁人PLUS】节目啊?

S:当然看了,尤其是江俊老师科普他们现在如何用人工智能结合大数据设计新材料,印象深刻啊。

X:哎,这你就说到重点了,下面这条新闻啊,就和江俊老师所描述的材料学新范式有异曲同工之妙。近日,一种新型流感疫苗在美国开始进行试验,而它也是世界首例采用人工智能进行设计的疫苗!

S:听你这么一说感觉还真挺靠谱的,药物的设计某种程度上也是在尝试寻找各种化学成分的最佳“组合”,这点上确实和江老师讲得的材料设计有点像!

X:没错,澳大利亚弗林德斯大学(Flinders University)的医学教授尼古拉•彼得罗夫斯基和他的研发团队开发出了一种被命名为“涡轮增压”的流感疫苗,这种疫苗据称含有一种额外成分,可以刺激人体免疫系统产生比普通疫苗更多的流感病毒抗体。

S:名字听上去就很强力!

X:没错,研究人员表示,人工智能起到的作用就是加快了这种疫苗的发现过程,大幅度降低了成本!通常情况下,科学家需要对数百万种化合物进行筛选,最终找到一种有效的化合物往往要花费上数年时间,并且花掉好几亿美元。但这一次,彼得罗夫斯基教授表示他们在人工智能帮助下只花了两年时间就开发出了这种新疫苗!研究人员先创建了一个程序,用以识别能够对抗流感的疫苗和那些不起作用的疫苗;然后创造了另一个程序,列出数万亿种设想中的化合物,再筛选出最有可能起效的10种。而科学家只需要在这10种可能性范围内进行研究就行了!

S:真是太好了阿玄,你知道这意味着什么吗?

X:呃,意味着人工智能未来可以帮助人类降低药物研发成本,解决天价药问题有希望了?

S:没错,但除此之外还意味着,你学的计算机知识可以帮我做我的生物课作业了!

改善肠道菌减少温室气体排放

S:下一条新闻……

(在阿帅说话的同时,阿玄此时笑眯眯打开一瓶可乐想要喝;阿帅阻止并拿走了可乐,拿出一袋酸奶,放在阿玄面前。)

X:What's your problem?

S:你听我说了这新闻就明白了。近日,英国阿伯丁大学的研究团队在《科学进展》杂志上发表了一篇论文,提出可以通过改变肠道菌群的方式来改善全球变暖现象。

X:这么神奇吗?

S:其实在全球排放的温室气体中,畜牧业要占总量的14.5%,而大部分又来自于生产牛肉牛奶的——牛身上!没错,正是牛因为打嗝、放屁排放了大量甲烷,对气候产生了决定性影响。而哺乳动物体内的核心肠道微生物群对排放气体成分起到着决定性作用。于是研究人员就想到了通过改善牛群肠道感菌,就能减少排放物中甲烷含量的办法。研究人员在4年时间里观察了欧洲7个农场的1016头奶牛,发现所有农场中至少有一半的奶牛都有相同的500种肠道微生物。通过基因分析发现,其中很多是可遗传的,并且在决定甲烷排放方面发挥了关键作用。下一步就是要研究如何改变这些肠道微生物了,可以改组这部分基因,也可以通过给牛群接种益生菌疫苗改变它们的肠道菌群,总之,有很多办法可想,研究人员认为,这可以减少50%的甲烷排放!

X:真是可喜可贺哈哈哈,合着你把我当牛了啊,给我把快乐水还过来!

袁岚峰评论:大家知道,印度的牛是世界最多的,因为印度教把牛作为神。因此,印度产生了巨量的甲烷,这是对全球环境非常不利的。印度,作为一个世界大国,需要对世界负起责任来!

中国科大首次实现全光量子中继

X:2019年七月初,潘建伟团队在国际上首次实验实现“全光量子中继器”的原理性验证,相关内容已经发表在国际学术权威期刊《自然·光子学》上。

S:袁老师一直致力于量子信息方面的科普工作,所以这一次,我们也第一时间就去请教了袁老师这项工作的意义。

X:首先我们要知道量子保密通信的安全传输距离是有限的。例如京沪干线是用光纤来传输光子,而光纤是有一定的概率吸收光子的,因此我们需要一个个“中继站”保证传输距离,而中继站是有两种选择的!一种是用传统的中继方式存储数据,称之为“可信中继”;另一种基于量子力学技术的中继站叫做“量子中继”,本次的进展就是关于量子中继的。大家可以猜想一下哪一种方式更好,我们现在使用的又是哪一种方式呢?

S:都说遇事不决,量子力学。既然都是量子保密通信,那肯定是用的是“量子中继”啊。

X:那你可就想当然了,我们其实使用的都是“可信中继”,也就是说,还是使用的传统方式。

S:那所以说“量子中继”和“可信中继”到底哪种方式更好?这次的成果到底有什么意义呢?

X:这也正是我想问的,不过不用担心,我已经请袁老师做一期节目来分析了。请大家长按这个催更键,一键催更,答案就在本周五的《科技袁人》。

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