平方公里阵列射电望远镜高温超导体间质组织

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1、平方公里阵列射电望远镜 高温超导体间质组织平方公里阵列射电望远镜（ SKA ）在中国天眼（ 500 米口径球面射电望远镜， FAST ）仍在 领跑射电天文望远镜，为世界天文探测做重要贡献之时，科 学家们已经在着手研制下一代超级射电天文望远镜平 方公里阵列射电望远镜 （square kilometre array , SKA ）。SKA 是多国合作、共同出资的国际大科学工程，中国为 SKA 项 目的主要参与国之一。 SKA 选址在澳大利亚、 南非及非洲南 部8个国家的无线电宁静区域，设计的频率范围在 50MHz15GHz ，由低频阵列（ 130万只对数周期天线） 、中频阵列（250 个致密孔径阵

2、列）和高频阵列（ 2500 只 15 米蝶形天线）组 成，最长基线为 3000 千米，计划于 2030 年建成。 SKA 将探 索“宇宙第一缕曙光” 、搜索脉冲星、探测引力波、检验暗 物质和暗能量特性、寻找地外文明和适合人类居住的星 球, SKA 是人类迄今为止计划建造的最宏伟的天文观测 设备，汇集了天文学、无线电、信息、通信、计算机、机械 制造等领域的最新科技成果，将对自然科学和人类文明做出 划时代的重要贡献。 SKA 将承载射电天文学未来 50 年的发 展命脉，有望克服包括 FAST 在内的单口径射电望远镜的缺 陷和不足，同时希望获得更高的灵敏度、更大的视场、更高 的频率、更高的空间分辨率

3、、更高效的巡天能力等。一一从 FAST 到 SKA 科学家揭秘下一代超级射电天文望远镜 （新 华网， 2018 年 5 月 30 日） 2018 年 2 月 6 日，由中国主导研制的国际大科学工 程“平方公里阵列射电望远镜” （SKA ）首台天线，在中国 电子科技集团公司第 54 研究所启动。它的成功研制，标志 着中国在 SKA 核心设备研发中发挥引领和主导作用，在国 际大科学工程中，为世界成功提供“天线解决方案” 。 SKA 始于 20 世纪九十年代初，是国际天文界计划建造的世界最 大综合孔径射电望远镜，也是人类有史以来建造的最庞大天文设备。 世界最庞大天文设备SKA首台天线在华诞生（人民网

4、， 2018 年 2月 6日）SKA 是下一代最先进的射电望远镜， 是宏伟科学目标驱 动的望远镜。它的科学目标是要在宇宙中寻找致密天体，检 验引力理论、探测引力波，宇宙中的第一缕曙光，生命摇篮 计划（寻找地外文明） ，星系演化，宇宙结构（暗物质和暗 能量性质），宇宙磁场起源，探测未知世界等。 射电 天文望远镜： FAST 与 SKA （搜狐科技， 2018年 5月29日） 高温超导体2018年3月5日，自然（Nature）期刊连发两篇文章： 将两层只有原子厚的石墨烯以特别的角度（ 1.1 度，被称为“魔角”）偏移时，材料就能在零电阻下导电。尽管该系统 仍然需要被冷却至 1.7K （ 1.7 开

5、尔文，约零下 271摄氏度）， 但结果表明了它或许可以像已知的高温超导体那样导电。一 旦该结果被确认，此次的发现对于理解高温超导电性至关重 要。这一发现引起物理学界的热烈反响，而文章的第一作者 为年仅 21 岁的中国人留学美国麻省理工学院的博士生 曹原这也令国人颇为关注与振奋。说到高温超导体，需要先解释什么是超导体。超导体指 的是在一定条件下（临界温度、临界磁场和临界电流密度构 成的临界曲面所包围区域内） ，直流电阻突然为零，且成为 完全抗磁性的物质。自 1911 年第一个超导体金属汞被 发现存在 4.2 K 的超导电性以来，大量单质和合金超导体被 发现，但它们的超导临界温度都很低，成本十分昂

6、贵。高温 超导体是超导临界温度一般高于25K （-248 C）的一类超导体，可见“高温”只是相对而言。已发现的高温超导材料有 铜氧化物和铁基超导体等。 2015 年，德国科学家宣称在硫化 氢中发现了 203 K 的高温超导，但需要在 200GPa（200 万个 大气压）的条件下才能实现。已发现的高温超导体应用起来存在许多技术难度，而且 其物理性质极其复杂，难以被现有理论框架解释。寻找新型 的高温超导体，以至常压下的实用型常温超导体，是科学家 们探索的目标。 物理学家不断地想要找到高温超导材料，以应用在 日常生活之中。然而，大多数材料只有在接近绝对零度时， 才会转变为超导体。即使是所谓的“高温”

7、超导体也只是在 相对意义上的：目前零电阻导电的最高温度约为-140 C。如果有哪种材料能够在室温下表现出超导电性，就可以为能量 传输、医用扫描仪和交通领域带来革命性的改变。石 墨烯研究的意外发现，是否能解开高温超导之谜 （搜狐科 技，2018 年 3 月 7 日） 与低温超导材料相比，高温超导新材料能在较高温 度下达到“零电阻” ，在电力能源、高端医疗、高速交通、 大科学仪器、军工等领域有着广泛的应用前景。一一打响 四个品牌 |上海超导：打破垄断 闯出“中国创造”路 （新民 晚报， 2018 年 5 月 8 日） 研究人员表示，当第二层石墨烯相对于第一层发生 扭曲时，当满足 1.1 度的“魔法

8、角度” ，并且温度降低到 1.7 开尔文（约-271 C）以下时，双层石墨烯即可实现超导。令 人惊讶的是， Jarillo-Herrero 及其同事介绍， 通过利用电场去 除电子，这种双层石墨烯材料也可以成为绝缘体。与绝缘体 的密切关系可以说是某些类型高温超导体所共有的特性，虽 然它们仍然需要冷却，但已经能够在比其他超导体温度高出 很多的情况下发挥作用。一一自然：扭曲后的双层石墨 烯“千层糕”，可以在低温下实现超导 （百家号， 2018 年 3 月 9 日）间质组织2018 年 3 月 27 日，美国的一个科研团队在 科学报告 （ Scientific Reports ）杂志上发表了题为 人体

9、组织中一种新 的间质组织结构及其分布的论文，随即美国全国广播公司 （NBC ）和美国有线电视新闻网（ CNN ）新闻分别发布题为 间质： 科学家发现人体新器官 和新发现人体最大器官 的头条新闻，并迅速在世界各地掀起一股“新器官”报道狂 潮。这一消息一度登上热搜榜首， “最大器官”“经络证据” 等说法引起热议。其实，间质的概念早在 1954 年就有过报 道。细胞间质就是细胞之间的物质，是人体细胞所生活的液 体环境。有人提出间质组织与中医三焦的论述有相通之处。 此次研究者的论文原文中也没有“新器官”的提法，研究的 贡献在于，用新的技术方法比以前更客观地了解到皮下和内 脏原有间质组织的结构，并为癌症

10、等疾病的诊断提供一些参 考依据。新器官等提法与媒体的误读和夸大不无关系。 这些间质组织位于皮肤之下，以及肠道、肺部、血 管和肌肉内部，并连接在一起形成由强大的柔性蛋白质网支 撑的网络，其间充满了液体。研究人员在科学报告杂志 上撰文，首次将间质组织归为新器官，并对其功能进行了研 究。一一科学家发现人体新器官间质组织（科技日报，2018 年 3 月 30 日） 这篇文章的“新”并不在于“发现新器官” ，而是首 次采用了一种新的技术方法激光共聚焦显微内窥镜检 测法，观察了一些已存在的组织结构。以往人们观察这些组 织时需要先采样再经过一系列处理和染色制作成组织切片 再放到显微镜下观察，这些处理过程破坏了间质的原有结 构，间质由于失水而变得“干瘪皱缩” 。而激光共聚焦显微 内窥镜可以直接对人体组织进行实时观测，不会破坏组织形 态，因此间质原本充满流动液体的结构才被完整地呈现在屏 幕上。与其说“发现了间质” ，不如说“看清了间质”更恰 当。一一科学家发现了“新器官”间质？别逗了，？连新发现都不算！ （果壳网， 2018年 4月4日）（执笔 / 中国科技术语编辑部：魏星）