フロンティアエクスプレス駅 |中国の科学者らは初めて月の土壌で分子水を発見し、「時間結晶」を初めて観測し、初の高速内蔵型衛星を独自に開発した。

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こんにちは、みんな！私は中国科学普及協会の Xiaoke です。本日より、国内外の最新かつ最も興味深い最先端技術開発情報を定期的にお届けし、自宅にいながらにして世界の主要な技術イベントを知ることができるようにします。

今回の内容は以下のとおりです。

• 導入：
• 私の国の「東データ西コンピューティング」プロジェクトは前向きな進展を遂げました
• 中国の科学者が初めて月の土壌で分子水を発見
• 科学者らが初めて室温のリュードベリガス中の「時間結晶」を観測
• 新たなAIモデルがアルツハイマー病を早期に予測する可能性
• 我が国が初の高速内装台車を独自に開発
• なぜコナガはあらゆる毒に対して耐性があるのでしょうか?科学者たちは新たな発見をした

私の国の「東データ西コンピューティング」プロジェクトは前向きな進展を遂げました

画像出典：国家発展改革委員会

国家データ局の最新データによると、今年3月末時点で、全国10カ所のデータセンタークラスターの総計算能力は146万標準ラックを超え、全体のラック使用率は62.72％で、2022年よ​​り4ポイント増加しました。東部ハブノードと西部ハブノード間のネットワーク遅延は基本的に 20 ミリ秒の要件を満たしています。データセンターにおけるグリーン電力の割合は全国平均を上回り、一部の先進的データセンターのグリーン電力利用率は約80％に達し、新設データセンターのPUE（電力利用効率）は1.10まで低下しています。

「東データ西コンピューティング」は、データセンター、クラウドコンピューティング、ビッグデータを統合した新しいコンピューティングパワーネットワークシステムを構築し、東のコンピューティングパワー需要を秩序正しく西に導き、データセンター建設のレイアウトを最適化し、東西間の協調的な連携を促進することです。わが国は2022年2月、北京・天津・河北地域、長江デルタ、広東・香港・マカオ大湾区、成都・重慶、内モンゴル、貴州、甘粛、寧夏に国家コンピューティングパワーハブノードの建設を開始し、10の国家データセンタークラスターを計画しました。 「East Data West Computing」プロジェクトが正式に開始されました。

「東データ西コンピューティング」プロジェクトの実施により、IT機器製造、情報通信、基本ソフトウェア、グリーンエネルギーなどの産業チェーンの発展が推進され、国全体のコンピューティング能力が向上しました。

月の土壌に水分を豊富に含む鉱物が発見される

図：ULM-1の写真と構成。 a. CE5 土壌サンプルの写真、b。 ULM-1 単結晶の写真、c. EDSスペクトル、d。 EPMA スペクトル、e.ラマンスペクトル、f。 IRスペクトル 画像提供：中国科学院物理研究所

月面に水が存在するかどうかは、月の進化の研究や資源開発にとって極めて重要です。

近年、リモートセンシングデータにより、月の照らされた領域に水分子が存在する兆候が示されています。科学者たちは、非常に感度の高い特性評価技術を使用して、その年に収集されたアポロの月サンプルの中に、一部のガラスや鉱物に 1 ppm レベルの「水」(H+、OH-、または H2O) が含まれていることを発見しましたが、水分子が存在するという決定的な証拠はありませんでした。

最近、中国科学院物理研究所/北京国家凝縮物性研究センターの陳小龍研究員らは、北京科技大学、天津大学、中国科学院青海塩湖研究所、鄭州大学などの研究員らと共同で、嫦娥5号が持ち帰った月のサンプルの中に、水分子とアンモニウムを豊富に含む未知の鉱物結晶ULM-1を発見した。これは科学者が月の土壌から分子状の水を発見した初めてのケースであり、月における水分子とアンモニウムの真の存在形態を明らかにした。

この水和鉱物の発見により、月面上の水分子の形態、つまり水和塩の可能性が明らかになりました。揮発性の氷とは異なり、この水和物は月の高緯度地域（嫦娥5号のサンプル採取地点）では非常に安定しています。これは、そのような安定した水和塩が、月の広大な太陽光領域全体にわたって存在する可能性があることを意味します。これにより、将来の月資源の開発と利用に新たな可能性が生まれます。

関連する研究結果はNature Astronomyに掲載されました。

中国の科学者が初めて室温のリュードベリガス中の「時間結晶」を観測

図: (a) 実験装置の実際の写真。装置内の原子ガスは室温であるため、追加の冷却は必要ありません。 (b) 実験装置の概略図。反対方向に入射するカップリング光 (Coupling) とプローブ光 (Probe) により、基底状態の原子が Rydberg 状態に励起され、プローブ光に対する電磁誘導透過 (EIT) が形成されます。差動測定には別の参照ビーム（参照）が使用されます。 (c) 典型的な時間水晶発振信号

画像出典：清華大学

2012年、ノーベル物理学賞受賞者のフランク・ウィルチェクは初めて「時間結晶」の存在を予測しました。つまり、「時間結晶」段階にある物理システムは時間の経過とともに繰り返し、継続的な周期的な振動動作を示します。それ以来、「時間結晶」についての議論は量子多体物理学におけるホットな話題となっている。しかし、多くの理論的分析により、量子ゆらぎのために、連続的な「時間結晶」相が平衡状態のシステム内で安定して存在することは困難であることが指摘されています。

最近、清華大学物理学部の李有教授のチ​​ームは、北京量子情報科学研究所などの国内外の研究機関と共同で、強く相互作用する室温のリュードベリガスにおいて、連続的で安定した「時間結晶」信号を初めて観測した。実験観測時間中に振動振幅の減衰は見られませんでした。同研究所が構築したシステムは、従来の有限温度システムとは異なり、非平衡システムであり、リュードベリ原子間の長距離相互作用、コヒーレント外部場駆動、原子の自発放射などの散逸の相乗効果が「時間結晶」の安定存在の鍵となっている。この特殊な「時間結晶」は「散逸時間結晶」とも呼ばれます。

関連する研究結果は最近、Nature Physics 誌に掲載されました。

新たなAIモデルがアルツハイマー病を早期に予測する可能性

世界中で5,500万人以上が認知症を患っており、その中で最も一般的なタイプはアルツハイマー病です。現在、アルツハイマー病の正確な早期診断は、一般的に、腰椎穿刺や陽電子放出断層撮影などの侵襲的または高価な検査方法に依存しています。しかし、すべての医療機関がそのような検査環境を備えているわけではありません。その結果、患者の最大3分の1が誤診される可能性があり、さらに多くの患者が診断が遅れたために効果的な治療を受けられないことになります。

ケンブリッジ大学と英国の他の研究機関の研究者らは、研究対象者が今後3年以内にアルツハイマー病を発症するかどうかを効果的に予測する非侵襲的で低コストの方法を提供する新しい人工知能（AI）モデルを開発した。

このモデルを英国、シンガポール、その他の国の複数のクリニックから得た実際のデータを使用してテストしたところ、3年以内にアルツハイマー病を発症する人を特定する精度は82％、3年以内にアルツハイマー病を発症しない人を特定する精度は81％であることが示されました。

関連する研究は英国の学術誌「Electronic Clinical Medicine」に掲載されました。

我が国が初の高速内装台車を独自に開発

CRRC Corporation Limitedは、高速内装台車を独自に開発した中国初の企業です。画像出典: 中国国営ラジオ

台車は鉄道車両の走行システムであり、高速電車の主要部品の 1 つです。

最近、中国中車株式会社は、3年かけて国内で独自に開発した初の高速内装台車を正式にリリースしました。従来の外部台車と比較すると、内部台車は 20% 軽量で、車両運転時のエネルギー消費量は 15% 少なく、車輪レールの摩耗は約 30% 低減し、車輪レールの騒音は約 2 デシベル低減し、ライフサイクル全体で線路保守および台車修理コストは 15% 削減されます。軽量、環境に優しく、省エネ、低コストです。

この製品の発売は、我が国の高速鉄道コア技術の徹底的な管理と主要部品の開発における新たな突破口となり、中国の高速鉄道が長期にわたり安定的に発展することに貢献するだろう。

なぜコナガはあらゆる毒に対して耐性があるのでしょうか?科学者たちは新たな発見をした

コナガ幼虫の画像出典：中国農業科学院野菜研究所

コナガは、大根、キャベツ、菜種などのアブラナ科の野菜に害を及ぼす、世界的に大きな農業害虫です。発生すると、作物の収穫量が大幅に減少したり、完全な不作につながることもあります。そのため、人々は通常、予防と駆除のために農薬を使用しますが、農薬を長期的かつ大規模に使用すると、害虫が農薬耐性を進化させ続けるという問題があります。コナガは、野外でBt生物農薬に対して高度な耐性を発達させることが報告された世界初の昆虫です。

では、コナガはどのようにして殺虫剤に対する耐性を獲得したのでしょうか?研究者らは、コナガの体内のエクジソン（20E）濃度の上昇が重要な要因であることを発見した。しかし、なぜコナガの20E含有量は増加するのでしょうか?最近、中国農業科学院野菜花卉研究所の研究者である張有軍氏が率いる研究チームは、コナガの適応進化の分子メカニズムを解明し、中腸転写調節ループを介したBt耐性の制御メカニズムを初めて明らかにした。

研究チームは、PxDfdが重要な転写因子であり、その発現レベルが低下すると中腸のmiR-8545の発現レベルが上昇し、miR-8545の発現レベルが上昇するとグルコース脱水素酵素（GLD）遺伝子の発現が阻害されることを発見しました。

（内容は国家発展改革委員会、中国科学院物理研究所、清華大学、新華網、人民日報オンライン、CCTV.com、光明オンライン、中国国家ラジオ、中国科学日報などから収集したものです。）