9月27日外媒科學網站摘要：火星消失的大氣層去哪了
9月27日（星期五）消息，國外知名科學網站的主要內容如下：
《自然》網站（www.nature.com）
首次發現僅含一個電子的碳鍵：它將出現在教科書中
一個多世紀以來，化學家們一直認爲，當原子共用一個或多個電子對時，形成了共價鍵，即一種強原子間的連接。而現在，研究人員首次觀察到了兩個碳原子之間的單電子共價鍵。
這種罕見的鍵合行爲已在其他一些原子間被發現，但在碳原子之間的存在尤其令科學家們興奮，因爲碳是地球上生命的基本元素，也是許多工業化學品的重要組成部分。這一發現發表在最新一期的《自然》（Nature）雜誌上。
觀察到單電子碳鍵的關鍵是設計出一種能夠穩定它的分子。由日本東京大學領導的國際研究小組創造了一種分子，該分子擁有一個穩定的碳環“殼層”，有助於將中心的碳-碳鍵結合在一起。相較於常規的碳-碳鍵，這種中心鍵的長度較長，使其在氧化反應中更容易失去一個電子，從而形成罕見的單電子鍵。
爲了以穩定、可觀察的形式捕捉這種化合物，研究人員將其結晶化。在碘存在的條件下，氧化反應生成了紫色的鹽，這種鹽的穩定殼層幫助維持了內部的單電子碳-碳鍵。隨後，研究人員通過多種分析技術對分子和碳鍵進行了表徵，並發現這種化合物在常溫下非常穩定。
《科學》網站（www.science.org）
螞蟻可能迫使食蟲鳥類遷徙至海拔更高的地區
在南亞低地的森林中，鳥類種類繁多，然而食蟲鳥類卻相對稀少。上個月發表在《生態學快報》（Ecology Letters）上的一項研究或許可以解釋這一現象。織工蟻（weaver ants），這種生活在低地森林中的兇猛螞蟻，捕食微小的無脊椎動物，可能減少了食蟲鳥類的食物來源，從而迫使它們遷徙至更高的海拔。
許多山脈擁有所謂的“螞蟻線”，即海拔1000至1500米的高度。昆蟲學家發現，在這個高度以上，無脊椎動物的數量往往減少。這一區域也被認爲是一些動物（如菲律賓的小型哺乳動物）開始繁盛的地方，生態學家推測，這可能是由於螞蟻的缺失。
2020年，在喜馬拉雅山脈進行的一項研究表明，螞蟻可能也在影響鳥類的分佈。該研究發現，在低地森林中，食蟲鳥類如雨燕和鶯的數量非常少。當研究人員移除織葉蟻（Oecophylla smaragdina）並阻止它們爬樹時，無脊椎動物如甲蟲和飛蛾的數量大幅上升。這些昆蟲是食蟲鳥類的主要食物來源，研究人員據此推測，與螞蟻的競爭可能是低地食蟲鳥類數量稀少的原因。
印度科學研究所的另一研究小組分析了全球山地鳥類的海拔分佈數據。在沒有織工蟻的地區，食蟲鳥類的物種多樣性在低海拔達到頂峰，並隨着海拔升高逐漸減少。然而在有織工蟻的地區，食蟲鳥類的多樣性高峰則出現在海拔約1000米的高度。研究表明，食果鳥類和食腐鳥類並沒有這種現象，進一步驗證了螞蟻對食蟲鳥類的影響假設。
《每日科學》網站（www.sciencedaily.com）
1、研究人員建立百歲老人的幹細胞庫以研究人類壽命
美國波士頓大學醫學院和波士頓醫學中心的研究人員創建了世界上最大的百歲老人及其後代的誘導多能幹細胞（iPSC）庫。多能幹細胞具有無限生長的能力，能夠分化爲體內的任何細胞或組織類型，並能忠實地保留創造它們的個體遺傳背景。
通過建立百歲老人幹細胞庫，研究人員希望解密這些人如何延緩或避免與年齡相關的疾病，並以此開發和驗證相關治療方法。這項研究提供了一種獨特的資源，有助於更好地理解百歲老人保持健康的機制，並幫助其他人延長健康壽命。
研究人員收集了100多位百歲老人及其後代的外周血樣本，同時獲得了他們在抵抗殘疾和認知障礙方面的數據。研究小組分析了基因表達在分子衰老時鐘中的調控機制，以比較這些特殊受試者的生理年齡和實際年齡的差異。他們成功將分離出的外周血單核細胞重編程爲高質量的iPSC細胞系，這些細胞系功能強大，具有多能性、基因組穩定性，並能夠發育和分化爲多種細胞類型。
此外，研究發現，百歲老人及其後代的生理年齡明顯年輕，有些人的生理年齡與實際年齡相差多達20歲。
該研究發表在《衰老細胞》（Aging Cell）雜誌上。
2、火星消失的大氣層可能就隱藏在我們眼前
越來越多的證據表明，數十億年前，火星表面可能有液態水流動。如果有水存在，那麼必然有一個厚實的大氣層防止水凍結。但在大約35億年前，火星上的水乾涸，富含二氧化碳的大氣層迅速變薄，只剩下如今稀薄的火星大氣。
火星的大氣去了哪裡？這個問題一直是火星46億年曆史中的核心謎團之一。
麻省理工學院的兩位地質學家提出，答案可能藏在火星的黏土中。在《科學進展》（Science Advances）雜誌發表的一篇論文中，他們推測火星上消失的大部分大氣可能被鎖在覆蓋火星地殼的黏土中。
研究小組認爲，當火星上存在水時，液態水可能穿過某些類型的岩石，並引發一系列緩慢的化學反應，逐漸將二氧化碳從大氣中抽出，並轉化爲一種可以在火星黏土中儲存數十億年的碳形式。
研究人員還提出，火星上這種被隔離的二氧化碳未來可能被提取出來並轉化爲推進劑，爲未來火星與地球之間的任務提供燃料。
《賽特科技日報》網站（https://scitechdaily.com）
1、新研究揭示量子處理器可擴展性的路徑
爲了發揮其全部潛力，量子計算機需要數百萬個量子比特（量子位）。然而，當量子信息處理系統擴展到多個量子位時，挑戰就隨之而來。即使是控制少量量子位也需要高度複雜的電子設備，而擴展複雜電路是其中的主要障礙。
在最近的理論研究中，由美國羅德島大學領導的一個研究團隊提出了一種模塊化系統，用於擴展量子處理器。他們通過靈活的方式將量子位長距離連接，使其協同工作以執行量子操作。相較於傳統計算機，在量子位之間進行這種糾纏操作的能力是量子計算增強能力的基礎。這項新研究的論文已發表在《物理學評論X輯-量子》（PRX Quantum）雜誌上。
使用半導體構建量子處理器從理論上看是將量子位擴展至更大規模的有力方法。研究人員指出，現有的半導體技術已爲製造數十億個微型晶體管奠定基礎，可以進一步用來製造體積更小的量子位。此外，將量子位存儲在電子和其他半導體粒子的內部自旋中，有助於保護量子信息免受丟失。
儘管在單一量子位陣列中增加更多自旋量子比特及其控制電路是個挑戰，研究團隊提出了通過糾纏自旋量子位並靈活調整頻率的方案。這一靈活性爲基於半導體的模塊化量子處理系統開闢了新道路能夠使用現今已能製造的小型量子位（模塊）陣列來構建多量子位系統，並將它們與強大的遠程糾纏鏈路連接起來。
2、南極洲的清潔空氣謎題：科學家發現不尋常的氣溶膠模式
德國萊布尼茨對流層研究所（TROPOS）利用海洋-大氣平臺對南極洲的研究表明，南極平流層的高濃度氣溶膠可能與火山活動和暖空氣入侵有關。這一發現對完善氣候模型和理解區域氣候變化至關重要。
初步研究結果已發表在《美國氣象學會公報》（BAMS）上。
南極洲和南大洋是全球氣候系統的重要組成部分。儘管過去一個世紀南極洲氣候相對穩定，但近年來觀測到了顯著變化。
利用大氣激光雷達的測量結果，研究人員瞭解到有多少粒子漂浮在南極洲的上空，以及漂浮在哪個高度。研究發現，南極洲對流層大多相對清潔。相比之下，研究小組在平流層觀察到意想不到的大量粒子。
從激光雷達得到的光學特性清楚地表明這些氣溶膠爲硫酸鹽氣溶膠，這主要是由火山噴發引起的。這些氣溶膠是自2023年1月以來在平流層觀測到的，因此最有可能與2022年1月的湯加洪阿哈阿帕伊島（Hunga Tonga-Hunga Ha'apai）火山噴發有關。
雖然在南極洲大氣上層觀測到的氣溶膠比預期的要多，但低層被證明和假設的一樣乾淨。連續的測量使團隊能夠“觀察”雲的生長。例如，在一層海洋氣溶膠中觀察到由冰晶和水滴組成的穩定混合相雲，持續了10小時。（劉春）