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为什么会出现高温超导现象？这是物理学研究的重大课题。近期，中国科学技术大学潘建伟、姚星灿、陈宇翱等人基于强相互作用的均匀费米气体，首次观测到由多体配对产生的赝能隙，朝着理解高温超导机理迈出重要一步。2月8日，国际学术期刊《自然》发表了这项研究成果。

1911年，荷兰物理学家卡末林·昂内斯发现，当温度下降到零下277摄氏度左右时，汞金属的电阻会降为零，这就是超导现象。如果能研制出室温下电阻为零的“超级导体”，将能显著改善人类的生产生活。

一百多年来，国际科学界不断推进对超导机理的研究。1957年提出的BCS理论，成功在微观层面解释了超导现象的“为什么”，提出理论的三位科学家因此获得诺贝尔奖。

“漫画家华君武先生曾画过一幅画，形象解释了低温下为何会发生超导现象。”中科大教授姚星灿说，如果把电子比喻成只有一只翅膀的蜜蜂，在常温下它们无法克服阻力飞起来，但到了超导临界温度，它们就会双双“结对”拥有了两只翅膀，成群结队地朝一个方向飞去，不受阻力地形成电流，这就是低温超导现象。

但到了1986年，有科学家发现了一种新材料，在零下238摄氏度左右时就能产生超导效应：这种高温超导现象让BCS理论也难以解释。科学界提出假说，这种材料内部的电子在超导温度之上也会“结对”，只是会“乱飞”，电子流动仍然受阻。

BCS理论认为，这种“结对有序飞行”会产生能隙。而电子预配对假说则认为，“结对但乱飞”可以产生赝能隙。研究赝能隙的起源和性质，成为搞明白高温超导机理的关键问题之一。

经过4年多艰苦攻关，近期潘建伟团队研究赝能隙获重要进展。他们建立超冷锂——镝原子量子模拟平台，通过世界先进的均匀费米气体制备和大磁场稳定技术，成功实现超冷原子动量可分辨的微波谱学技术。在此基础上，系统测量不同温度下的幺正费米气体的单粒子谱函数，首次成功观测到赝能隙存在，为电子预配对假说提供了支持。

《自然》杂志多位审稿人认为，“这项工作解决了一个长期存在的重要物理问题，是量子模拟研究的里程碑式进展。”

科研人员介绍，人类已经利用超导技术开发出核磁共振、磁悬浮列车等产品，未来充分理解了高温超导机理，有望开发出更有价值的应用。

（选自“新华网”，作者徐海涛、陈诺，有删改）

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人体干细胞

人类胚胎干细胞是人类胚胎发育早期囊胚中未分化的细胞。囊胚外表是一层扁平细胞，可发育成胚胎的支持组织如胎盘等；中心的腔称为囊胚腔，腔内侧有内细胞群。内细胞群在形成内、中、外三个胚层时开始分化，内胚层分化形成肝、肺和肠等，中胚层分化形成骨骼、血液和肌肉等，外胚层分化形成皮肤、眼睛和神经系统等。由于内细胞群能发育成完整的个体，因而这些细胞被认为具有全能性。

成人身上也有干细胞，主要分布于骨髓、血液、大脑、胰腺等处，比如骨髓和血液中就有造血干细胞。但是，这些成年干细胞非常稀少，较难分离和纯化。它们的作用基本上是确定的，例如骨髓中的造血干细胞在体内环境下的使命就是分化成各种血液细胞。虽然近年来发现成年干细胞也具有一定的可塑性，例如在体外培养时，可通过改变条件让骨髓干细胞分化成神经细胞，但是目前还未发现成年干细胞能像胚胎干细胞那样具有分化出所有类型细胞的能力。同时，成年干细胞在体外难以扩增，而胚胎干细胞可以在体外扩增达三四百代。因此生物学家们普遍认为胚胎干细胞的研究更有价值，美国生物学家戴利说：“20世纪是药物治疗的时代，21世纪则是细胞治疗的时代。”

目前，胚胎干细胞研究的一个重点是用来产生神经细胞，以修复受损伤的神经系统。美国霍普金斯大学一个实验室用病毒感染老鼠的脊髓神经，使之瘫痪，然后从人的胚胎组织分离出来干细胞，在体外培养一段时间后，再注射到瘫痪老鼠的脊髓中。三个月后经过治疗的老鼠能蹒跚走路，而未经治疗的老鼠依然故我。解剖结果显示，这些来自人类胚胎的干细胞已经布满了老鼠的脊髓，并具有成熟的神经细胞的特征。

胚胎干细胞另一个研究重点是用于产生能分泌胰岛素的胰腺组织，再将这些胰腺组织移植到体内，以根治糖尿病。去年西班牙的研究者就将胰岛素基因转入小鼠的干细胞中，使之具有分泌胰岛素的能力，再将这些干细胞植入患糖尿病的小鼠胰腺中，结果小鼠的糖尿病症状消失了。

胚胎干细胞还有多种可能的用途。不过，医学界的美梦还需要一段时间才能变成现实。胚胎干细胞分化的组织是否会在人体内无限度地增殖，甚至形成肿瘤，科学家必须小心提防，以免未得其利，先受其害。而分离干细胞必须“杀死”胚胎，这是否属于谋杀，也正在成为媒体和饭桌上争吵不休的话题。

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超声波是频率在人耳听觉范围上限（16KHz-20KHz）以上的声波。超声波因其频率高，方向性强，穿透本领大，尤其在液体中能产生空化现象等特点，已被广泛应用到许多领域。超声波应用技术甚多，主要分为检测超声、医学超声、功率超声和高频超声等。超声波清洗技术（以下简称“超声清洗”）是功率超声中应用最广泛的一种，主要是利用超声波在液体中的空化作用将物体表面的污物层剥离，从而达到清洗的目的。液体在超声波作用下产生大量的非稳态的微小气泡和空泡，这些气泡和空泡随超声波的振动反复生成、闭合并迅速变大，在闭合时会产生压强高达几百乃至几千帕的微激波，因剧烈碰撞导致突然爆裂，使气泡周围产生上千个大气压，这种现象叫空化现象。由于空化作用极易在固体与液体交界面进行，并且空化瞬时在局部产生几百度的高温和上千个大气压，不仅能把附着在物体表面和死角内的污物打散，而且振动加剧溶液的脉动和搅拌，更增强了清洗的效果。因此，超声清洗已成为国内外最有效的清洗手段。

利用超声清洗，不必将物件拆开和刷洗，省时省力，速度快，效率高。它可清洗结构复杂的零件、深孔、空穴、凹槽、暗洞、盲孔及狭缝中的污物，清洗质量高。在一些难以清洗并有损人体健康的场合，如核工业及医疗中的放射性污物，利用超声清洗可避免对人的伤害，并易于实现清洗自动化。

超声波清洗机自1951年在日本问世以来，发展迅速，并很快应用于各行各业。在汽车工业中，主要的精密零部件在轧制或热处理后，表面会形成锈，还有油污等，装配前采用超声清洗可获得极佳的效果。在维修时，这些零部件的表面有许多积炭、油腻、油泥等，一般的方法很难清洗，以前常采用有机溶剂浸泡，用小锯条等工具刮的方法，洗不净不说，还损伤工件表面，效率相当低，采用超声清洗则易如反掌。在电子工业中，特别是随着微电子技术的发展，对某些材料和零部件的清洁度要求越来越高，如超大规模集成电路中，不允许有0.1μm的微尘和细菌，超声清洗很容易达到要求。另外，利用超声清洗还可除去电子管零件、半导体元件、硅片、印刷电路的油污、焊剂、防腐剂、氧化物、污垢、手垢等，清洗质量好。在医药卫生方面，如手术使用后的器械上附着血液、脂肪、肌肉组织等，加之器械有很多齿纹及关节，手洗不易洗干净，利用超声清洗效率高，又便于无菌操作。除此之外，超声清洗目前已在宝石加工、钟表、光学机械等精密工业、橡胶工业、印刷业、航天工业、食品工业、通讯、机械工具、原子能等行业得到广泛应用。超声清洗因其具有环保、节水、省时、高效、低成本、低腐蚀等特征，必将具有更为广阔的开发和应用前景。