超級計算機(jī)將變身“人腦”？

　　由瑞士工程師領(lǐng)導(dǎo)一個歐洲科學(xué)團(tuán)隊，目前正打算讓全球功能最強(qiáng)大的超級計算機(jī)在單個細(xì)胞尺度精確模擬“人腦”。

　　他們將迄今所有與大腦運(yùn)行的未解之謎有關(guān)的信息結(jié)合在一起并復(fù)制在屏幕上，令其精確到單個細(xì)胞和分子的程度，進(jìn)而嘗試操縱并測量大腦的各個方面。

　　該項目有望在12年內(nèi)能“竣工”。而其一旦完成，很可能意味著徹底變革人們對一些神經(jīng)疾病的理解，甚至進(jìn)一步洞悉人類自己是如何思考、做決定的。不過，屆時的能量提供將成為一個更大的挑戰(zhàn)——據(jù)估計該“人造大腦”或?qū)⑿枰粋€核電站做后盾。

　　一周之“首”

　　人們一向?qū)μ焱跣堑拇艢馊χ跎伲涨疤煳募依霉胀h(yuǎn)鏡，首次捕捉到天王星位于晝夜平分點(diǎn)時上空美麗的極光畫面，此地上演的一場壯觀天王星光影展，由短暫、微弱的發(fā)光斑點(diǎn)組成，這與經(jīng)常出現(xiàn)在地球極區(qū)附近的光幕十分不同，但這次觀測卻能有助于科學(xué)家檢驗以往的理論：我們地球磁氣圈是如何產(chǎn)生作用的。

　　一周技術(shù)刷新

　　既能吸光又能發(fā)光的太陽能電池

　　為了獲得太陽能電池更高的轉(zhuǎn)化效率，美國的一個科研團(tuán)隊基于吸光和發(fā)光之間的數(shù)學(xué)關(guān)聯(lián)，演示了一種新的理念——將電池設(shè)計得像發(fā)光二極管（LED），既能吸光又能發(fā)光。該設(shè)計有望讓太陽能電池突破轉(zhuǎn)化效率的極限，目前使用新概念設(shè)計出的一種由砷化鎵制成的太陽能電池模型，已取得了高達(dá)28.3%的轉(zhuǎn)化效率，而超過30%將是其目標(biāo)。

　　納米點(diǎn)電子記憶體速度奇高

　　美國和***的研究人員利用納米點(diǎn)創(chuàng)建的新電子記憶體技術(shù)，在寫入和擦除數(shù)據(jù)方面比當(dāng)今主流電荷存儲內(nèi)存產(chǎn)品要快10至100倍，打破了世界紀(jì)錄，其獨(dú)特的記憶存儲方法保證了穩(wěn)定與長期性，而材料和工藝也與目前主流的集成電路技術(shù)兼容，能滿足當(dāng)前的CMOS工藝生產(chǎn)線，也可應(yīng)用于其他先進(jìn)設(shè)備的結(jié)構(gòu)，對現(xiàn)行的同類設(shè)備提出挑戰(zhàn)。

　　碳基半導(dǎo)體“一氧化石墨烯”出現(xiàn)

　　美國科學(xué)家在研制出的混合納米材料時，無心插柳地打造出了一種全新的碳基材料一氧化石墨烯（GMO），這種有序的、自然界并不存在的半導(dǎo)體由碳家族的神奇材料石墨烯合成，目前僅在實驗室小規(guī)模制造而出，但有可能會比石墨烯更容易大規(guī)模生產(chǎn)。如果成功，該半導(dǎo)體新材料將有助于碳取代硅，應(yīng)用于電子設(shè)備中。

　　扁平形的中子發(fā)生器

　　傳統(tǒng)中子發(fā)生器是基于加速器而構(gòu)建成圓柱形，但美國能源部下屬實驗室開發(fā)出一種新型中子發(fā)生器，把傳統(tǒng)圓柱形變成了像計算機(jī)芯片那樣的平面幾何形。其比傳統(tǒng)的更小，直徑只有1英寸到2英寸，旋轉(zhuǎn)起來就像是圓柱形一樣，卻可將中子數(shù)量增加一到兩個數(shù)量級。這種扁平形中子源緊密、簡單而且可低成本大量生產(chǎn)，為醫(yī)療、安檢、防擴(kuò)散等領(lǐng)域帶來更多新的應(yīng)用。

　　前沿探索

　　黃金納米粒子在腦部腫瘤“安家”

　　斯坦福大學(xué)醫(yī)學(xué)院發(fā)現(xiàn)，一種黃金納米粒子能在腦部腫瘤“安家”，同時對3種不同的成像方式可見，精確顯示腫瘤的輪廓，能有效提升腫瘤手術(shù)切除精準(zhǔn)度。這種粒子的尺寸約為人類紅血球大小的1/60，黃金核心能吸收光聲成像的光脈沖，隨粒子微微升溫生成可檢測到的超聲信號，計算出三維的腫瘤圖像。其深度貫穿以及敏感的特性，使實驗中對小鼠腦瘤的移除提升至前所未有的精度。

　　電子可分裂為兩個獨(dú)立的準(zhǔn)粒子

　　一個由瑞士和德國科學(xué)家領(lǐng)導(dǎo)的研究小組通過實驗發(fā)現(xiàn)，一個電子分裂成兩個獨(dú)立的準(zhǔn)粒子：自旋子（spinon）和軌道子（orbiton）。衰變成的兩部分各自攜帶了電子的部分屬性：自旋子具有電子的旋轉(zhuǎn)屬性;軌道子具有電子繞核運(yùn)動的屬性，但這些新粒子都無法離開它們的物質(zhì)材料而存在。由于同時用自旋子和軌道子來編碼操控信息，可能就是未來的發(fā)展方向，因而該新的觀察結(jié)果將對高溫超導(dǎo)和量子計算機(jī)等前沿領(lǐng)域產(chǎn)生重要影響。

　　激光可快速高效創(chuàng)建單光子

　　美國物理學(xué)家利用激光從超冷的銣原子氣體云內(nèi)激發(fā)單個原子，開發(fā)出了一種能快速、有效創(chuàng)建單光子的新方式。這套單光子系統(tǒng)有望應(yīng)用于光量子信息處理之中，其為研究原子的糾纏態(tài)和自旋波等提供了便利條件，科學(xué)家能相當(dāng)高效地將里德伯激發(fā)轉(zhuǎn)化為單光子，隨時獲取所需的狀態(tài)，速度可比現(xiàn)有系統(tǒng)快近千倍。

　　嶄露頭角

　　人工光合作用終可媲美自然界

　　瑞典科學(xué)家研發(fā)出了一種光合作用分子催化劑，其能快速使水轉(zhuǎn)化成氧氣和氫氣，讓每秒300次光合作用成為現(xiàn)實，而天然光合作用每秒僅能進(jìn)行100次到400次。這是人工催化劑首次能與自然界天然存在的光合作用相媲美，而其還有望降低太陽能和其他可再生能源的成本。

　　奇觀軼聞

　　三維打印機(jī)也是家用藥物制造機(jī)

　　害怕買到毒膠囊嗎？如今英國科學(xué)家開發(fā)出一種新的三維打印程序，通過將反應(yīng)容器作為打印素材，能按需求合成各種有機(jī)和無機(jī)物，“打印”出化學(xué)產(chǎn)品。利用該程序，或許能開發(fā)出一種家用化學(xué)品制造機(jī)，讓人們在家里自己生產(chǎn)出感冒所需的阿斯匹林——但這應(yīng)該是在很遠(yuǎn)很遠(yuǎn)的將來，因為不但監(jiān)管起來有難度，該技術(shù)本身也還處于非常初級的階段。