2010年12月6日

一月紀聞國外篇 --2010.12(492)

大強子對撞機 成功模擬大霹靂
11/7 瑞士歐洲粒子物理研究中心(CERN)日前宣布,他們已成功用大強子對撞機(LHC)模擬出迷你規模的大霹靂(big bang)。科學家希望在分析這次實驗成功後獲得的數據,能夠解開宇宙與物質誕生之謎。

根據物理學家的估測,宇宙是在137 億年前發生大霹靂後誕生。當時宇宙先是處於一個高密度高壓的狀態,而後隨著宇宙急速地膨脹、冷卻,讓原本呈現融解狀態,密集的粒子變成現今的物質,慢慢形成現在的宇宙。

這次的模擬實驗,是讓兩個鉛離子,以極高速度在大強子對撞機的地下環狀隧道內進行相撞,在瞬間產生出高過太陽核心溫度100萬倍的劇烈高溫,這樣的高溫過去只有在大霹靂發生後的第一個10億分之一秒內存在過。在這樣的狀態下,連組成原子的基本粒子——質子跟中子都會融解成更基本的夸克及膠子,這種狀態可說是現今物質的起源。

參與這項實驗的英國伯明翰大學(Birmingham University)的埃文斯博士(David Evans)表示:「我們對這次實驗結果感到非常滿意,這是首次利用大強子對撞機,模擬出大霹靂並產生前所未有的高溫。在這樣的高溫下,中子跟質子都會融解成夸克、膠子,透過研究這些處於融解狀態的粒子,物理學家同仁希望可以進一步了解,讓夸克結合在一起的強作用力(strong force)是怎麼運作的。」

加拿大細胞研究 皮膚直接造新血
11/8 加拿大麥克馬斯特大學(McMaster University)巴提亞(Mickie Bhatia)團隊研究出一種新方法,能夠直接將皮膚細胞轉化成血球細胞,並且不需要先把皮膚細胞轉化成幹細胞,研究成果發表在Nature

研究團隊先從人體採取皮膚纖維母細胞(fibroblast),透過病毒將Oct4 基因導入細胞中,再以充滿細胞激素(cytokine)的培養液培養,啟動Oct4 以轉化皮膚纖維母細胞成為血液細胞。實驗結果顯示,這些皮膚纖維母細胞能夠被轉化成常見的三種血液細胞,也就是紅血球、白血球及血小板。

Oct4 基因是日本山中伸彌(Shinya Yamanaka)教授用來製造誘導性多能幹細胞(induced pluripotent stem cells, iPSCs)的基因之一。巴提亞團隊雖然使用了這個基因來轉化皮膚纖維母細胞,但是在檢驗所有細胞轉化後的基因表現,確認這些細胞都沒有幹細胞化及癌化的現象,初步證實其安全性。

研究人員指出,這個新方法不但比其他以細胞造血的方法過程簡化,還可以避免利用人類胚胎幹細胞製血造成的爭議。未來如果確定此法對人體無害,將對患有血癌或造血功能不全的病人
大有助益,他們不必再苦等符合的骨髓出現,而只要用自己的皮膚就能製造出需要的血液。

終結超級細菌威脅
11/19 英國格拉斯哥史崔克萊大學(University of Strathclyde in Glasgow)研究團隊開發出一種滅菌光線,能夠殺死具抗藥性的超級細菌,並且沒有傳統滅菌方法的副作用(如人體直接照射紫外線殺菌,可能會造成人體細胞內的DNA 突變)。

這種滅菌光線為一種高強度窄光譜(high-intensity narrow-spectrum, HINS)光線,利用可見光中的窄光譜光線來激發細菌體內的分子,產生化學物質來殺死細菌,其成效甚至能夠消滅對青黴素具抗藥性的金黃葡萄球菌(methicillin-resistant Staphylococcus aureus, MRSA)。

研究人員表示,臨床實驗已證明這種能夠和傳統照明一起使用或是取代傳統照明的滅菌光線,可以針對光線所照射的區域進行消毒,與傳統清潔、消毒方法相比,可多降低環境裡60%的病原菌。這是由於光的滲透性質,使得滅菌光線不管是直接照射或是經由反射,都可以消毒環境中的空氣或任何表面。由於這項技術可以殺死病原菌,又對病患及工作人員無害,未來可望在醫院大規模使用。

頻繁使用電子設備影響睡眠
11/1 根據美國近日出爐的一項研究調查結果,每天習慣長時間使用手機、網路的人,可能要大幅調整他們的生活作息了。

美國甘迺迪醫學中心(JFK Medical Center)日前以8~22 歲的青少年為對象,針對他們使用的電子設備,如手機、電腦的時間跟睡眠狀況進行了一項調查,結果顯示有睡前傳簡訊或是使用其他電子設備習慣的人,比較容易導致失眠、腿痛等症狀。研究人員波羅斯(Peter G. Polos)表示:「其他的後遺症還包括影響白天上課的認知能力,或是產生過動、焦慮、沮喪、學習困難等現象。」

研究人員認為,瀏覽這些電子設備顯示的影像以及為了快速回應簡訊而頻繁操作電子設備,讓使用者過量地接收訊息,導致他們無法安心成眠。美國胸腔學院(American College of Chest Physicians)院長古特曼(David Gutterman)也表示:「有鑑於失眠或睡眠失調會影響學習能力,加上研究證實這種例子越來越多,因此醫師在診斷兒童睡眠問題時,應該納入使用電子設備的習慣,以更準確評估病情。」

天文新發現 見證黑洞成形
11/15 美國航太總署(NASA)透過錢德拉X 光太空天文望遠鏡(Chandra X-ray observatory),在距離地球5000 萬光年遠的室女座M100 銀河系,發現一個超新星SN1979C 可能已轉變成一個新生黑洞。

航太總署是根據錢德拉X光太空天文望遠鏡蒐集到的數據,顯示SN1979C 已成為一個穩定的X 光源,並且從X 光光譜得知,這個光源正在吸收周圍可能是超新星爆炸後殘留的物質,綜合這些證據判斷SN1979C 已經爆炸並形成一個新生的黑洞,估計其爆炸的時間距今僅30 年。

SN1979C是人類目前在宇宙中發現最年輕的,也是目前唯一一個人類有機會見證其成形過程的黑洞,為超新星爆炸後形成黑洞的理論提供了重要證據。

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