借助全球最敏感的中微子探测器,一支国际物理学家团队第一次向全世界报告,他们已经直接探测到了在太阳内核发生的、由"基础"质子—质子(PP)融合过程产生的中微子。
主报告人安德瑞·波卡尔是来自马萨诸塞大学阿莫斯特学院的物理学家,他解释说,在99%的太阳能源产生的步骤中,PP反应是第一步。
利用这些中微子的最新数据,我们可以直接着眼于太阳最大能源生产过程的发端或链锁反应,直达其极热的密实核心。
据物理学家组织网8月27日报道,超过百人的这支国际团队,通过比较两个不同类型——中微子和表面光的太阳能辐射,获得了关于太阳热力学平衡的试验资料,这些信息的时间尺度是10万年。
波尔卡说:"如果说眼睛是灵魂的窗口,利用这些中微子,我们已经瞥见了太阳的灵魂。
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太阳内核产生的PP中微子被直接探测到
在内部从下向上观察到的太阳中微子天文台不锈钢球体。
"无处不在"却"难以琢磨"
在太阳核心发生的核聚变过程中,核子作用和不同元素的放射性衰变产生了中微子。
这些粒子以接近光速的速度冲出太阳,以每秒4200亿次的频率击打地球表面的每一寸土地。
"就目前所知,中微子是我们看向太阳内核的唯一途径。
当两个质子融合成一个氘,会释放这种PP中微子,这种中微子非常难以研究,因为中微子内部作用产生的能量很低,而充斥着巨量丰富的自然放射现象,轻易就覆盖了其作用时发出的信号。
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波尔卡补充道:"由于只需要通过弱核力完成相互作用,它们穿过物质几乎不受任何影响,因此,你很难从普通材料的核衰变中检测和区分出它们。
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中微子会以三种状态进入探测器。
那些来自太阳核心的,应该是"电子",当它们从出生地旅行到地球时,会再现其他两种状态"U介子"和"Τ(希腊字母表中的第19个字母)"之间摇摆或转换。
"根据这一现象和以前的太阳中微子测量,探测器再次强烈证实了这种微粒的行为是多么的难以琢磨。
"波卡尔说。
郭华东院士。
图片来源:中国科学院空天信息创新研究院 郭华东此次获奖的一项突出成果,是主持研制全球首颗可持续发展科学卫星1号(SDGSAT-1)。
作为卫星首席科学家,他提出“人类活动痕迹精细刻画”的空间观测理念,率团队突破多载荷协同等关键技术,实现了对与人类活动密切相关地物参量的昼夜连续探测,使可持续发展指标的系统性空间监测成为可能。
目前,该卫星数据已实现全球开放共享,惠及116个联合国成员国,开创了国产卫星数据全球服务新模式。
郭华东因此被联合国秘书长聘为“联合国可持续发展目标技术促进机制10人组”成员,并获国际科学理事会可持续发展科学奖。
据悉,国际宇航联合会成立于1951年,是全球航天领域最具影响力的非政府国际组织之一。
国际宇航联合会“名人堂”奖专门表彰为全球航天事业进步做出开创性、终身性贡献的顶尖学者,是全球航天领域公认的权威荣誉。
来源:科技日报
这套被列为“全球重要农业文化遗产”的“稻鱼共生”模式,如今被科学家用现代研究证实:它不仅能让水稻增产,还能少生病虫害、少长杂草,堪称“一举多得”的生态妙招。
近日,华东理工大学药学院万年峰教授课题组等中国科学家,联合英、法、美、德、瑞士、丹麦、西班牙等全球多国科研人员,在国际生物学著名期刊《细胞》子刊——《当代生物学》上以封面文章形式,发表了题为“营养级联驱动农业文化遗产稻鱼共生系统的可持续性”的研究成果。
研究团队整合了全球18个国家的实验数据,并在我国东部开展了长期田间定位与行为学实验,系统证实了“稻鱼共生”这一古老农艺不仅能增产,更能通过生态调控机制控制病虫害,为生态农业转型与保障粮食安全开辟了科学路径。
全球数据分析带来了令人振奋的发现。
与水稻单作相比,稻鱼共生使水稻产量平均提升了12.5%,而且不同鱼种带来的增产效果存在明显差异。
更值得关注的是,养鱼之后稻田里的无脊椎捕食性和寄生性天敌数量几乎翻了一番,增加了99.3%,与此同时害虫减少了24.1%,病害减少了38.8%,杂草更是减少了45.7%。
研究还发现,就不同气候带、水稻类型和试验类型而言,温带的控害与增产效果比热带的更好,非有机稻田的效果优于有机稻田的,小区试验的效果优于盆栽试验。
那么,“稻鱼共生”究竟是如何实现增产的呢?研究团队通过路径分析找到了答案:在水稻与病虫草害的两营养级关系中,稻鱼共生通过直接抑制有害生物来促进增产;
而在水稻、害虫、天敌这三营养级关系中,稻鱼共生则是通过增加天敌数量来抑制害虫,进而实现间接增产。
令人欣喜的是,这种下行控制作用在有机与非有机系统、温带与热带地区均持续存在,形成了一条清晰的生态链条:稻鱼共生促进天敌种群,天敌抑制害虫,最终促进水稻生产力。
为了进一步验证这一全球效应,万年峰课题组开展了连续4年的野外田间试验。
结果证实,与水稻单作区相比,稻鱼共生区内的稻飞虱、螟虫、卷叶螟等主要害虫数量明显下降,而捕食性蜘蛛的数量则更高。
与此同时,养鱼后水稻的千粒重和产量也都增加了。
路径分析再次确认,稻鱼共生通过增加天敌数量来抑制害虫,进而实现间接增产效应。
4年野外试验证实:稻鱼共生模式抑制害虫和保育捕食性蜘蛛 盆栽行为学实验进一步阐明了其中的机制。
研究团队观察到,鲫鱼和红鲤鱼等鱼类偏好取食褐飞虱等害虫,却不会捕食捕食性狼蛛。
这意味着鱼类在稻田中扮演着“精准调控者”的角色,既直接削减了害虫,又保护并强化了田间的天然“控害军团”,从而建立了一套高效的协同控害网络。
该研究不仅用现代科学证实了传统生态农业的智慧,更揭示了其背后深刻的生态学原理——通过恢复和强化稻田内的生物多样性,驱动正向的生态系统级联效应,可以实现生态集约化生产。
“这一成果可以为全球在保障粮食安全、减少农药使用与农业面源污染、应对生物多样性丧失等多重挑战时,提供一套兼具高度生态效益和生产效益的可推广方案。
”万年峰教授说。