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【科技聯播】SCI-TECH NEWS
NEWS
”
01
葉軍團隊成果登《自然》封面：
核激發技術讓“一秒”更精準
9 月 4 日，一篇發表於《自然》期刊的研究論文，將
“一秒”
的精度提高到了前所未有高度。
今年 1 月，由中國科學技術大學研究團隊研製的鍶原子光晶格鍾，其精度便已達到了 5×10-18，即執行 72 億年僅會偏差 1 秒。
時隔不到一年，1 秒的精度就再一次被提高。這次研究由美國科羅拉多大學物理系教授葉軍團隊做出的。之前的光晶格鍾，利用的是原子中的電子在受到激發躍遷時會釋放電磁波的原理。只要電磁波的頻率夠高，線寬夠窄，也就是光譜的純度夠高，就可以靠電磁波的頻率對 1 秒做出定義。
葉軍團隊的核鍾專案登上《自然》雜誌封面
葉軍團隊雖然仍然是用激發電磁波去測量時間，但卻由原來的對電子激發轉向了核激發。類似於傳統原子鐘及光鍾中，當核外電子吸收能量後可以躍遷至更高能級，原子核自身在吸收特定的能量後，也有可能處於更高能量的狀態，並輻射出一定能量的電磁波。在該項研究中，葉軍團隊即成功激發了釷-229 核鍾躍遷，輻射出紫外波段的電磁波，並與鍶-87 原子鐘建立了直接的頻率連線。透過核鍾與原子鐘之間的頻率比測量，可以將 1 秒 的精度再提高 1 個量級，達到 10-19 的理論精度。
核時鐘與原子鐘之間的頻率比測量
此外，相較於傳統原子鐘和光鍾所需的絕對零度（即約零下 273℃），該實驗的控制溫度也僅在約零下 122℃，這也意味著核鐘的執行環境比原子鐘要容易達到得多。
這個研究標誌著核基固態光學鐘的新開端。
科學家們對於“一秒”精度的追尋，並不只是對技術極致的追求，而是時間的精度越高，就越延伸了對更小尺度的物理學規律探索的下限。
要知道，我們現在幾乎所有對真實世界的測量都建立在“時間”的基礎之上。國際標準單位一共有 7 個，除了“摩爾”是直接透過阿伏伽德羅常數定義的，其他所有單位都需要透過時間輔以定義。
比如，“米”是光在 1/299792458 秒內在真空中行進的距離。“千克”是由普朗克常數和米、秒同時定義。“安培”是由電荷常數 e 和秒所定義，“開爾文”是由玻爾茲曼常數和千克、米、秒同時定義。
所以任何對 1 秒精度的推進，都不只是單純提高我們人類觀測世界的單一維度，而是人類觀測世界精度的全面提升。
02
宇宙巨龍現身！天文學家發現
2300 萬光年黑洞噴流
在宇宙中，許多天體的尺度總是會讓人感到驚歎，9 月 18 日，發表於《自然》期刊的一篇文章為我們揭示了一個全新的“龐大”發現。
天文學家在分析位於荷蘭的低頻陣列射電望遠鏡（LOFAR）拍攝的影像時，發現了一個超大質量黑洞噴出的兩道巨大噴流，總長度約為 2300 萬光年。它是迄今為止發現的最長的黑洞噴流，研究團隊將它命名為“波爾費裡翁”（Porphyrion）——來自希臘神話中的巨人。
LOFAR射電望遠鏡拍攝的已知最長的黑洞噴流對，
被命名為“波爾費裡翁”
2300 萬光年這個尺度到底有多大呢？論文作者用這樣的類比幫我們理解：“如果波爾費裡翁的噴流和我們的星球（地球）一樣寬，那麼為它們提供動力的黑洞就只有變形蟲的寬度。”
雖然波爾費裡翁可以代表早期宇宙時代的一種古老的噴射結構，但是它本身僅可以追溯到 63 億年前，與現今約 140 億年的歷史相比尚屬年輕。
這種噴射結構產生的原因，是黑洞透過巨大的引力吸引周圍物質時向宇宙深處噴射的輻射。這其實代表著，超大質量黑洞不僅主宰著它們的母星系，還在更大尺度上影響著整個宇宙。天文學家喬治·德約戈夫斯基(George Djorgovski)在研究所公佈的報告中表示：“這一發現顯示，它們的影響可能比我們之前想象的還要廣泛。”
“波爾費裡翁”的藝術圖
也就是說，宇宙中許多遙遠的星系之間或許並不像它們表面那樣孤立著，而是可以在更大尺度上產生聯絡。比如研究人員馬丁·惠就提到，類似的噴流可以把星系間介質的溫度區域性加熱至一百萬度，而且它們產生出的噴射磁場可能會填滿宇宙網狀卷鬚之間的廣袤空間。
03
南極綠化潮：全球變暖下
南極半島植被覆蓋猛增
10 月 4 日，一篇發表在《自然·地球科學》期刊的文章揭示了南極半島的新變化，原本被認為是乾燥寒冷的不毛之地的南極洲，其邊緣在過去的四十年裡顯著綠化。科學家利用衛星資料發現，南極半島的植被覆蓋面積從 1986 年的 213 英畝增長到 2021 年的 2,952 英畝，並且綠化速度更是隨著時間的推移而加快。
南極半島上的諾爾塞爾角（Norsel Point）地區出現綠化趨勢
研究認為，植被蔓延是由於環境變化的推動。隨著全球變暖和海冰減少，南極洲邊緣地區的環境變得更加溫暖溼潤，從而導致了植物生長速度的加快。文章作者表示，這一發現引起了人們對南極洲未來的嚴重擔憂，因為苔蘚擴散可能會促使土壤形成，並讓入侵植物在南極洲紮根。南極洲這一標誌性、脆弱的地區很可能會由此經歷根本性的改變。
南極半島上的苔蘚
全球變暖引發的綠化現象並不僅僅發生在南極。今年 7 月，發表於耶魯大學的一篇文章顯示，隨著空氣中二氧化碳的增多，許多幹旱地區也正在變綠。在澳大利亞、非洲、印度西部、中國北部等等許多幹旱區域，都發生了這樣的情況。二氧化碳的增加不僅推動了氣候變化，還加速了植物的光合作用。富含二氧化碳的空氣使植物能夠更有效地利用稀缺的水資源，甚至可以為一些最乾旱地區的植物生長提供養分。
衛星影像顯示羅伯特島（Robert Island）的綠化情況。左上為原始衛星影像，右上為分析後的相同影像，把植物覆蓋區域改為亮綠色
但這一現象也並非好事，生態學家警告說，這些新增的植被很可能會破壞本就稀缺的水資源儲備，並摧毀寶貴的乾旱土地生態系統，而在某些地方，乾旱環境中的額外植被更是會增加發生叢林火災的風險。
04
Ray-Ban 智慧眼鏡陷隱私爭議，
AI 技術雙刃劍顯現
9 月 25 日，Meta 公開了它最新的多模態 AI 模型 LLAMA 3.2。其中最大的兩個模型 11B 和 90B 可以支援影像推理，包括文件級理解（包括圖表和圖形）、影像字幕以及視覺基礎任務，如在影像中透過自然語言描述精確定位物件。Llama 3.2 在影像識別和一系列視覺理解任務上，效能也已經追平並超過了 Claude 3 Haiku和 GPT4o-mini。
LLAMA 3.2 使用者介面
除了 LLAMA 3.2 之外，Meta 在同日還發布了多款新品，包括虛擬現實（VR）頭顯裝置 Quest 3S 和增強現實（AR）眼鏡 Orion。此外，Meta 還宣佈將為其與知名眼鏡製造商 Essilor Luxottica 於 2023 年合作推出的 Ray-Ban 智慧眼鏡新增 Meta AI 功能。在多模態 AI 模型的支援下，使用者現在可以透過 Messenger 和 Instagram 等 Meta 應用與 Meta AI 進行自然的語音對話，例如透過語音指令讓 Meta AI 拍照。
虛擬現實（VR）頭顯裝置 Quest 3S
然而，僅一週之後，圍繞 Ray-Ban 智慧眼鏡的隱私問題便引發了擔憂。10 月 1 日，哈佛大學的兩名學生在 X 上釋出了一條演示影片，展示了如何使用智慧眼鏡和麵部識別技術來即時獲取人們的個人資訊，包括電話號碼和地址。這項技術利用了 Ray-Ban Meta 智慧眼鏡的即時影片直播功能，然後透過計算機程式監控並檢索公共資料庫，反饋各種隱私資訊。
Ray-Ban 智慧眼鏡
儘管 Meta 在 Ray-Ban 智慧眼鏡上搭載有指示正在拍攝的隱私燈，但在戶外明亮的光線下，這一指示燈很難被注意到，人們很難察覺自己正在被拍攝。如今，隨著 Meta AI 功能的進一步搭載和強化，越來越多的媒體表達了對智慧眼鏡裝置可能被濫用的憂慮。
Meta 的新產品展示了公司在虛擬現實和增強現實領域的雄心壯志，同時它一貫堅持開源的做法也無疑推動著元宇宙願景的進一步實現。然而，我們也需要意識到，技術的快速發展往往伴隨著新的挑戰和責任，開源也難免會引發使用上的問題。
05
劇烈運動後免疫力下降？
浙大研究揭示乳酸影響機制
運動對健康真的有益無害嗎？近來喜歡運動的人越來越多。不過，在很多運動達人之間都流傳著一個說法，那就是在劇烈運動之後似乎更容易因為感染而得病，這也被稱作是高強度運動之後的免疫空窗期。
9 月 25 日，浙江大學研究團隊發表於《自然》期刊的文章為這一說法提供了一定程度的佐證。
通常在劇烈運動之後，人體的
乳酸水平會隨之升高
。而研究團隊發現，當乳酸水平升高時，細胞內的丙氨醯 -tRNA 合成酶 1 和 2（AARS1/2）能夠感知乳酸的存在，並利用乳酸對 cGAS 進行乳酸化修飾，
導致 cGAS 失活
——而 cGAS 是參與抗病毒先天性免疫反應的關鍵蛋白，其活性的抑制意味著機體對病毒的防禦能力下降。也即是說，乳酸的積累很可能會削弱機體的抗病毒免疫反應。
AARS2是cGAS的乳酸化酶
這樣看來，運動仍然需要適量，或者至少在劇烈運動之後，要做好對流行性疾病的防護。
這就是本期想跟你聊的幾條科技新聞，很高興你能看到這裡，保持對世界科學技術發展發展脈動的感知。
小調查
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