7月22日外媒科學網站摘要：光能激發超導性嗎？

7月22日（星期一）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：

《科學通訊》網站（www.sciencenews.org）

光能激發超導性嗎？一項新的研究再次引發了爭論

超導體在低溫下無電阻傳輸電力。但自2011年以來，部分科學家聲稱，當某些材料受到強烈的超短激光脈衝撞擊時，可在遠高於常規極限的溫度下短暫地表現出超導性。

先前的研究顯示，銅酸鹽在受光照後，其反射率會暫時改變。這一改變意味着電阻的下降可能僅持續了一皮秒（萬億分之一秒）。然而，批評者認爲這種變化可能由其他因素引起，並非超導性所致。

德國馬普研究所的物理學家安德里亞·卡瓦萊裡（Andrea Cavalleri）及其團隊最近在《自然》（Nature）雜誌上報道稱，實驗中的銅在受光撞擊後會釋放出磁場，他們認爲這是超導的邁斯納效應的證據。儘管如此，對於這一結論，學界的接受程度不一，觀點仍然分歧。

研究表明，光可能破壞超導性，但光誘導超導性的觀點出人意料並具爭議性。因此，卡瓦萊裡和他的同事進一步研究了邁斯納效應。他們專注於釔鋇銅氧化物（YBCO），這是一類曾顯示出光誘導超導跡象的化合物。

團隊使用了位於YBCO旁的磷化鎵晶體來測量磁場。他們發現，如果YBCO變成超導體，邁斯納效應將導致其內部磁場被排出。這將使YBCO邊緣的磁場強度增加，正如他們所觀察到的那樣。

《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）

1、破解氫脆的密碼：爲更好地預測氫脆奠定基礎

在選擇基礎設施項目的材料時，金屬通常因其耐久性而被選中。然而，當金屬處於富含氫的環境中，它們會變脆並失效。這種被稱爲氫脆的現象自19世紀中期以來一直困擾着研究人員，因其不可預測性而難以掌握。最近在《科學進展》（Science Advances）雜誌發表的研究，讓我們離自信預測氫脆現象更近一步。

這項研究是由美國華盛頓與李大學（Washington and Lee University）及德州農工大學的研究人員合作完成的。他們研究了鎳基合金Inconel 725的裂紋形成過程，這種合金以其強度和耐腐蝕性著稱，最初是完美無缺、無裂紋的。

目前有幾種假設試圖解釋氫脆的機制。這項研究的結果表明，最著名的假設之一——氫增強的局部塑性（HELP）——並不適用於這種合金。

研究人員發現，塑性（或不可逆形變）在材料中並非均勻，而是侷限於特定區域。HELP假設認爲裂紋起源於具有最高局部塑性的區域。“據我所知，我們的研究是第一個實時觀察裂紋起源位置的研究，並發現它並非始於最高局部塑性的區域。”

實時跟蹤裂紋起源是至關重要的。在裂紋出現後檢查樣品時，氫氣已經從材料中逸出，因此不可能瞭解導致損傷的機制。

這項研究的重要性在於，它有助於爲更好地預測氫脆奠定基礎。隨着氫氣可能成爲未來替代化石燃料的清潔能源，預測這種脆性變得至關重要，以防止未來氫經濟中的意外故障。

2、因果結構決定了意識不能在計算機模擬中存在

人工智能能否發展出意識？德國波鴻魯爾大學第二哲學研究所的瓦尼婭·維澤（Wanja Wiese）博士認爲這是不可能的。在一篇最近發表在《哲學研究》（Philosophical Studies）雜誌上的文章中，維澤博士考察了意識存在所需的條件，並將大腦與計算機進行了對比。他指出人類和機器之間存在顯著差異，特別是在大腦區域的組織、記憶和計算單元方面。維澤博士認爲：“因果結構可能是與意識相關的一個重要差異。”

在他的研究中，維澤博士還引用了英國神經科學家卡爾·弗里斯頓（Karl Friston）提出的自由能原理。該原理指出，確保自組織系統（如生物體）持續存在的過程，可以被視爲一種信息處理方式。在人體中，這包括調節體溫、血液中的氧含量和血糖等重要參數的過程。類似的信息處理過程也可以在計算機中實現，但計算機並不會調節其溫度或血糖水平，而只是模擬這些過程。

研究人員認爲，意識也可能是類似的。如果意識對生存有益，那麼根據自由能原理，那些有助於生物體維持的生理過程必須保留意識經驗留下的痕跡，這可以被描述爲信息處理過程，稱爲“意識的計算關聯”。儘管這在計算機中可以實現，但可能需要滿足額外的條件，以使計算機不僅模擬，還能複製意識經驗。

因此，維澤博士在文章中分析了有意識的生物實現意識的計算關聯的方式與計算機在模擬中實現它的方式之間的差異。他認爲這些差異多數與意識無關。例如，與電子計算機不同，我們的大腦非常節能，但這不太可能是意識的必要條件。

然而，計算機與大腦之間另一個關鍵的差異在於它們的因果結構：在傳統計算機中，數據必須首先從內存加載到中央處理器進行處理，然後再次存儲回內存。而大腦中不存在這樣的分離，各個區域之間的因果聯繫呈現不同的形式。維澤博士認爲，這可能是大腦與傳統計算機在意識方面的關鍵差異之一。

《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）

1、不是科幻小說：研究人員已經開發出超表面牽引光束

澳大利亞ARC轉換元光學系統卓越中心（TMOS）的研究人員已經推動了輕便式牽引光束的開發，這將改變非侵入性醫療程序。他們在創造由元表面實現的牽引光束方面取得了重大進展。這些光束能夠吸引粒子向其靠近，其靈感來源於科幻小說中虛構的牽引光束。在發表於《Acs Photonics》（Acs 光子學）雜誌上的研究中，該團隊描述了他們如何使用硅超表面產生的電磁光束。之前的電磁光束是由笨重的特殊光調製器（SLM）產生的，但這些系統的尺寸和重量阻礙了光束在手持設備中的應用。超表面是一層納米圖案的硅，厚度只有1/2000毫米。該團隊希望有朝一日這種技術能以一種非侵入性方式用於活體組織檢查，而不像目前的方法，例如使用鑷子，可能會對周圍組織造成傷害。

與以前產生的電磁波束相比，這種特殊的電磁波束具有多個優點，因爲輸入波束的所需條件比以前的波束更爲靈活，且不需要SLM，其尺寸、重量和功率要求顯著低於以前的系統。

研究人員表示：“這種設備的緊湊尺寸和高效率可能會導致未來的創新應用。使用超表面提取顆粒的能力可能會影響活檢領域，因爲它能通過侵入性更小的方法減輕疼痛。”

2、慢性疼痛之謎的缺失部分？新發現的蛋白質功能

德國馬克斯·德爾布爾克中心（Max Delbrück Center）的一個研究小組發現了PIEZO2蛋白在促進慢性疼痛超敏反應中的新作用。這一發現爲止痛藥物提供了一條潛在的新途徑，並可能闡明爲什麼專注於電壓門控鈉離子通道的治療在臨牀解決方案中表現不佳。這項研究發表在《大腦》（Brain）雜誌上，這是一本重要的神經學期刊。

PIEZO2蛋白在人的感覺受體中形成離子通道。先前的研究表明，離子通道參與了將觸覺傳遞給大腦的過程。患有PIEZO2基因“功能喪失”突變的人對輕柔的觸摸或振動不太敏感。相比之下，患有PIEZO“功能獲得突變”的患者通常被診斷爲複雜的發育障礙。但功能獲得突變是否與機械超敏反應有關從未得到證實。

爲了研究這種聯繫，研究人員創造了兩種所謂的“功能獲得”小鼠，每一種都攜帶不同版本的突變PIEZO2基因。利用電生理學方法，研究人員測量了從轉基因小鼠中分離出來的感覺神經元的電活動。他們發現，除了像預期的那樣使觸覺感受器變得敏感之外，PIEZO2基因突變還使傷害感受器——檢測疼痛機械刺激的神經元——對機械刺激的敏感度顯著提高。

此外，研究人員還發現，傷害感受器會被機械刺激激活，而這種刺激通常是輕觸的。

這項研究是首次將PIEZO2基因的功能獲得突變與疼痛受體聯繫起來。研究結果表明，PIEZO2通道打開機制的一個特定方面可以成爲新的疼痛藥物的靶向對象。（劉春）