寻找暗物质 - 一种前景光明的新方法

寻找暗物质-一种前景光明的新方法宇宙中约80%的物质是一种未被发现的物质，称为"暗物质"。虽然理论上认为暗物质的存在已经有大约90年的历史，但JEDI合作组织的科学家们利用先进的粒子加速器技术，正在开发新的方法来探测暗物质，尽管确凿的证据仍然难以捉摸。该研究的合著者之一约尔格-普雷茨（JörgPretz）解释说："这是协调星系内可见物质的速度分布与现有知识的唯一方法，一种以前未观察到的'暗'物质形式必须额外地稳定星系"。他同时也是尤里希研究中心核物理研究所的副所长和亚琛工业大学的教授自20世纪30年代以来，物理学家一直在寻找这种物质。科学界不乏各种理论，但还没有人成功地探测到暗物质。沃尔克-海尼博士（VolkerHejny）说："这是因为暗物质的性质还完全不清楚。"海尼博士也来自于尤利希核物理研究所，和他的同事约尔格-普雷茨（JörgPretz）一样，也是进行这项实验的国际JEDI合作组织的成员。JEDI是JülichElectricDipolemomentInvestigations的缩写，参与合作的科学家自2011年以来一直致力于测量带电粒子的电偶极矩。"暗物质是不可见的，迄今为止只是通过其引力间接地显现出来。它的影响相对微小，这就是为什么只有在质量极大的情况下--比如整个星系--暗物质才会真正显现出来"。理论物理学家已经提出了一些暗物质可能由其组成的假想基本粒子。根据这些粒子的特性，可以使用各种方法来探测它们--这些方法不需要高度复杂的引力效应探测。这些方法包括轴子和类轴子粒子。在他们的实验中，JEDI的科学家们利用了尤利希粒子加速器COSY的一个特殊功能：使用偏振光束。图片来源：ForschungszentrumJülich/Ralf-UweLimbach"轴子最初是为了解决量子色动力学强相互作用理论中的一个问题，"Pretz解释道。"轴子这个名字可以追溯到诺贝尔物理学奖得主弗兰克-威尔切克（FrankWilczek），指的是一种洗涤剂品牌：可以说，这种粒子的存在是为了'清理'物理学理论。"为了探测轴子，JEDI合作项目的科学家们利用了粒子的自旋。"自旋是量子力学的一个独特性质，它使粒子表现得像小型条形磁铁，"Hejny解释说。"例如，医学成像中的磁共振成像（简称MRI）就利用了这一特性。作为这一过程的一部分，原子核的自旋会被强大的外部磁场激发。"核磁共振成像技术也被用来寻找暗物质。在普通核磁共振成像中，原子处于静止状态，而在加速器中，粒子几乎以光速运动。这使得某些领域的检查更加灵敏，测量更加精确。在他们的实验中，JEDI的科学家们利用了尤利希粒子加速器COSY的一个特殊功能，即使用偏振光束。"在传统的粒子束中，粒子的自旋方向是随机的，"Pretz说。"而在偏振粒子束中，自旋是朝一个方向排列的"。全世界只有少数加速器具备这种能力。"如果正如科学家们所猜测的那样，我们周围存在轴子的背景场，那么这将影响自旋的运动--因此最终可能在实验中被检测到。然而，预期的影响微乎其微。测量还不够精确。不过，虽然JEDI实验还没有发现暗物质粒子的证据，但研究人员已经设法进一步缩小了可能的相互作用效应的范围。也许更重要的是，他们能够在寻找暗物质的过程中建立一种新的、有前途的方法。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385203.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1385203.htm

一种研究夸克的新方法已经被提出

一种研究夸克的新方法已经被提出夸克是基本粒子，是物质的基本组成部分。它们是我们所知的最小的东西，并不是由任何更小或更简单的东西组成的。夸克有六种不同的"口味"：up,down,charm,strange,top与bottom。它们在自然界中从未被单独发现，而是总是与其他夸克结合在一起，形成原子核中的质子和中子，以及其他亚原子粒子如介子。夸克被认为是质子和中子的组成部分，它们构成了宇宙中的大部分物质。对物质的研究似乎有点像打开一叠俄罗斯的马特罗什卡娃娃（套娃），每一层都揭示了另一个熟悉的，但不同的，比前一层更小和更难探索的组件排列。在我们的日常规模中，我们有可以看到和触摸的物体。无论是玻璃中的水还是玻璃本身，这些大多都是分子的排列，小到无法看到。物理学工具、显微镜、粒子加速器等等，让我们更深入地观察，发现分子是由原子构成的。但这并没有停止--原子是由一个被电子包围的原子核构成的。而原子核又是核子（质子和中子）的排列，它赋予原子以特性和质量。但它也没有结束；核子还由不太熟悉的东西组成，即夸克和胶子。而正是在这个规模上，我们对基础物理学知识的限制出现了障碍。至于探索夸克和胶子，它们最好必须相互隔离；然而，目前，这似乎是不可能的。当粒子加速器粉碎原子并创造出原子碎片雨时，夸克和胶子再次结合的速度太快，研究人员无法详细地探索它们。来自东京大学物理系的新研究表明，我们很快就能打开马特罗什卡娃娃的下一层。"为了更好地了解我们的物质世界，我们需要做实验，为了改进实验，我们需要探索我们做事的新方法，"福岛健二教授说。"我们已经概述了一种可能的方法来确定负责夸克禁闭的机制。这一直是物理学中的一个长期问题，如果实现的话，可以揭开关于物质和宇宙结构的一些深层奥秘。"亚原子夸克的质量小得令人难以置信：一个核子中的夸克加起来占总质量的不到2%，胶子似乎完全没有质量。因此，物理学家建议，大部分的原子质量实际上来自夸克和胶子的结合方式，而不是来自这些东西本身。它们被所谓的强力所束缚，这是自然界四种基本力量之一，包括电磁力和引力，而且人们认为强力本身就赋予了核子以质量。这是一个被称为量子色动力学（QCD）的理论的一部分，其中"chromo"来自希腊语，表示颜色，这就是为什么有时会听到夸克被称为红色、绿色或蓝色，尽管事实上它们是无色的。福岛说："严格证明强力产生质量仍然遥不可及。障碍在于QCD描述事物的方式使理论计算变得困难。我们的成就是证明，在一组特殊的情况下，强作用力可以实现夸克的封闭。我们通过将夸克的一些观察到的参数解释为一个新的变量，我们称之为虚角速度。虽然在本质上是纯粹的数学，但它可以被转换回我们可以控制的真实数值。一旦我们学会如何将我们的想法转化为实验，这应该会导致实现快速旋转夸克物质的异国状态的手段。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340289.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1340289.htm

一种治疗罕见的复杂癌症的新方法

一种治疗罕见的复杂癌症的新方法由MortenScheibye-Knudsen副教授领导的一项新研究发现，抑制plk1基因可以帮助治疗病情最严重的肉瘤患者，这些患者的癌细胞具有高表达的cep135蛋白。这一突破可能在未来5-10年内为肉瘤的新的、更有效的治疗方法铺平道路。然而，最近的一项研究可能已经发现了一种新的a治疗方法，可以帮助最病态的肉瘤患者。"我们已经了解到，癌细胞高度表达cep135蛋白的肉瘤患者情况更差。但是抑制一种叫做plk1的基因也能抑制肉瘤细胞的生长，这表明我们可以有针对性地治疗病情最严重的肉瘤患者，"负责这项新研究的细胞和分子医学系健康老化中心的MortenScheibye-Knudsen副教授说。确定肉瘤患者预后的方法已经有了，不同形式的治疗方法也是如此。但新的研究确定了一种新的方法。肉瘤是在i.a.骨骼、肌肉或脂肪组织中发现的癌症肿瘤。有两种主要类型：骨肉瘤和软组织肉瘤（肌肉、脂肪组织、结缔组织、血管和神经纤维）。肉瘤影响1%的癌症患者。在丹麦，每年约有45人被诊断患有骨肉瘤，220人被诊断患有软组织肉瘤。被诊断为骨肉瘤的成年人有60%的五年生存率，而被诊断为骨肉瘤的成年人有50-70%的五年生存率。"这是一种新的分层方法，可能是治疗肉瘤的一种新的、更好的方法。而另一种方法的引入对病人来说总是好消息。因为没有两种癌症是相同的。理想情况下，治疗应该总是根据病人的具体情况而定，"MortenScheibye-Knudsen强调说。他希望其他能够获得必要测试设施的研究人员能够更详细地研究他的结果，并最终设计一种新的治疗方法。如果该方法被证明是有效的，他相信在5到10年内，患者可能会得到一种新的治疗。莫滕-谢贝-克努森和他的同事们一开始就研究了患有罕见的神经系统疾病沃纳综合症、奈梅亨断裂综合症和共济失调-泰兰吉特综合症的患者。这些患者会出现早期衰老的症状，如白发、皱纹和脂肪组织的流失--而且他们在早期就有患癌症的高风险。"与年龄相关的疾病，如癌症，是我作为健康老龄化中心的研究人员的主要兴趣领域之一。随着我们年龄的增长，身体发生了很多事情，确定因果关系可能很困难。但是在患有维尔纳综合症等疾病的人身上，我们更容易看到哪些基因负责哪些过程。"MortenScheibye-Knudsen说："可以这么说，这给了我们一个分子处理的方法。"为了确定这些病人为什么会在早期就患上癌症，研究人员比较了这三种疾病的基因表达。在这里，他们与InsilicoMedicine公司合作，该公司的大型Pandaomics平台使他们有可能识别成千上万种不同疾病的基因突变。结果发现，cep135是这三种疾病的癌症基因的一个共同点。"这使我们研究了各种癌症的基因表达，我们了解到cep135与i.a.肉瘤的高死亡率有关，但也与膀胱癌有关。肉瘤与众不同，因为许多韦纳氏综合症患者都会患上肉瘤，"MortenScheibye-Knudsen解释说。最后，研究人员试图找到抑制肉瘤的方法。Cep135不是一个有用的目标，因为它是一种所谓的结构蛋白，很难成为目标。相反，研究人员了解到，通过抑制plk1基因，他们能够瞄准肉瘤。"这项研究表明，我们可以利用表现出加速老化的遗传性疾病来确定新的治疗目标。"MortenScheibye-Knudsen说："在这项研究中，我们调查了癌症，但该方法原则上可用于所有与年龄有关的疾病，如痴呆症、心血管疾病和其他。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356641.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356641.htm