7月10日外媒科學網站摘要:中國團隊研製下一代光芯片:數據處理不靠“電”
7月10日(星期四)消息,國外知名科學網站的主要內容如下:
《自然》網站(www.nature.com)
DNA揭秘:人類馴養牲畜的代價——瘟疫崛起
大約6500年前,歐亞大陸的狩獵採集社羣開始定居並飼養牲畜,而動物的疾病也隨之傳播給人類。一項發表於《自然》(Nature)雜誌的大規模基因組分析表明,人類轉向畜牧養殖的同時,也成爲一些原本僅存在於動物體內的病原體的宿主,例如引發鼠疫和麻風病的微生物。
這項研究由英國牛津大學和丹麥哥本哈根大學的團隊合作完成。他們分析了歐亞大陸1313具古代人類遺骸的DNA,時間跨度達3.7萬年,在血液、骨骼和牙齒中鑑定出5486條微生物序列,包括細菌、病毒和寄生蟲。結果顯示,人畜共患病原體主要出現在約6500年前或更晚的樣本中,並在5000年前達到高峰。這一時期,人類社羣正從狩獵採集轉向農耕和畜牧,同時草原遊牧民族遷入歐洲,他們馴養馬匹、牛羣,與動物共同生活,增加了病原體傳播的機會。
研究指出,生活方式的改變促進了病原體從動物向人類的躍遷。例如,鼠疫桿菌(Yersinia pestis)最早出現在5700至5300年前的樣本中,並在5000年前廣泛傳播。麻風分枝桿菌(Mycobacterium leprae)最早出現在約1500年前的斯堪的納維亞樣本中,正值松鼠皮毛貿易興盛。
研究還指出,雖然狩獵採集時代人畜共患感染可能偶有發生,但研究顯示隨着生活方式變化,感染風險顯著增加。這一發現對現代仍有警示意義,因爲人類活動仍在不斷侵佔野生動物棲息地,增加疾病跨物種傳播的風險。例如,新冠病毒和H5N1禽流感病毒均源於動物。
《科學通訊》網站(www.sciencenews.org)
34億年前的撞擊秘密:科學家借地球岩石解碼火星生命信號
科學家在澳大利亞西北部的“北極穹頂”發現了一處十億年以上前的小行星撞擊遺蹟,該遺蹟隱藏在34.7億年前噴發的熔岩碎巖中。這一發現可能爲研究火星遠古生命提供重要參考。相關研究成果發表於《科學進展》(Science Advances)期刊。
該區域的砂岩中保存着地球上最古老的微生物化石,它們形成於遠古熱液池和淺海環境。由於火星在30至40億年前可能同樣存在液態水和生命活動,這些岩石成爲研究火星生命跡象的理想類比樣本。美國耶魯大學的研究團隊指出,火星表面的岩石常因隕石撞擊或熱液活動發生蝕變,可能掩蓋或扭曲潛在的微生物化石結構,而此次發現的撞擊遺蹟有助於科學家理解類似過程對化石保存的影響。
與火星和月球不同,地球的古老撞擊坑大多因板塊運動和侵蝕作用消失。此次發現的“米拉爾加撞擊結構”是地球上罕見的深部撞擊證據,其震裂錐分佈範圍達7公里,表明曾有一顆直徑1至2公里的隕石撞擊地球,形成約16公里的隕石坑。澳大利亞科廷大學的研究人員強調,受衝擊的34.7億年玄武岩中含有罕見的“受衝擊”鈦礦物,密度高於地表常見同類礦物,記錄了撞擊時的高壓環境,這類岩石是研究早期地球撞擊歷史的珍貴材料。
這一發現爲未來火星樣本分析和生命探測任務提供了新的研究框架,幫助科學家在複雜的地質背景中尋找可能的生命證據。
《每日科學》網站(www.sciencedaily.com)
塑料殺手:全球35萬心臟病死亡竟與這種化學物質有關!
塑料中的化學物質可能正在危害人類健康。一項新研究發現,廣泛用於食品容器和醫療設備的鄰苯二甲酸二(2-乙基己基)酯(DEHP),與2018年全球約35.6萬例心臟病死亡相關,其中約75%的病例集中在中東、南亞、東亞和太平洋地區。
DEHP是一類常見於塑料製品、化妝品、洗滌劑等產品的化學物質。當它們分解爲微小顆粒並被人體攝入後,可能引發肥胖、糖尿病、生育問題甚至癌症。美國紐約大學朗格尼健康中心的研究團隊重點分析了DEHP的影響,該物質會引發心臟動脈炎症,增加心臟病和中風風險。研究估計,2018年全球55至64歲人羣中,DEHP暴露導致的心臟病死亡佔心臟病死亡總數的13%以上,造成的經濟負擔估計高達5100億美元,甚至可能達到3.74萬億美元。
研究使用了全球200個國家和地區的健康與環境數據,包括尿液中的DEHP代謝物檢測結果。東亞、中東和太平洋地區受影響最嚴重,印度、中國和印尼的死亡病例最多。研究人員指出,這些地區可能因塑料生產快速增長而面臨更高的DEHP暴露風險。
該研究由柳葉刀子刊《電子生物醫學》(eBioMedicine)發表。研究團隊強調,需加強全球監管以減少鄰苯二甲酸鹽暴露,尤其是在工業化快速發展的地區。
《賽特科技日報》網站(https://scitechdaily.com)
告別電域限制!中國團隊打造下一代光通信芯片
大數據時代對信息處理提出了更高要求,尤其是在海量數據傳輸和能耗管理方面。目前,90%以上的數據通過光波傳輸,但處理仍依賴電域,導致效率瓶頸。爲此,研究者提出兩種方案:光-電-光轉換(O-E-O)和全光信息處理(AOSP)。O-E-O存在並行處理能力不足等問題,而AOSP通過光域直接處理數據,在複雜度、成本和能效上更具優勢。
硅基光子學是推動AOSP發展的關鍵技術,其CMOS(互補金屬氧化物半導體)兼容性、低損耗和強非線性特性,可滿足未來光網絡的“3T”(格式、波長、帶寬透明)、“3M”(多功能、多通道、多網絡)和“3S”(自感知、自學習、自適應)需求。
由華中科技大學、上海交通大學、電子科技大學和南開大學等機構組成的團隊,成功研製出單片集成可編程AOSP芯片,可支持光濾波、信號再生和邏輯運算。該芯片基於絕緣體上硅(SOI)技術,通過超低損耗波導(0.17dB/cm)和高Q值微環(2.1×10⁶)實現寬可調濾波(0.55 pm至648.72 pm)和高效四波混頻(轉換效率12 dB)。此外,團隊採用新型波導結構和先進封裝技術,解決了光熱串擾問題,實現八通道多功能集成(總處理能力800 Gb/s),併兼容多種調製格式。實驗證明,該芯片可使QPSK信號的接收靈敏度提升6dB以上。
未來,隨着納米制造和新型材料的發展,AOSP芯片的性能將進一步提升,爲高速通信和先進計算提供更高效的解決方案。(劉春)