物質反物質的對稱違反
T2K(一個粒子物理實驗)研究報告可能發現輕子群的粒子破壞了粒子—反粒子映象對稱(也稱為CP對稱)。輕子CP破壞可以用中微子搜尋。中微子有三種“味道”,由它們所關聯的帶電輕子(電子、介子和tau粒子)決定,並且可以在運動過程中從一種味道變到另一種味道。如果CP對稱守恆,介子到電子的中微子轉換將與介子到電子的反中微子轉換相同。在T2K實驗中,位於日本神岡天文臺的地下探測器探測到穿過地球的中微子(或反中微子)。這個實驗測量了中微子-電子轉換的振盪機率。結果排除了95%置信水平的CP守恆,這可能是我們宇宙中物質-反物質不對稱起源的第一個跡象。原始研究:Nature 580, 339-344(2020)。
隨著臭氧層的恢復,環流效應已經停止
20世紀80年代中期在南極上空發現的大氣臭氧層空洞揭示了人類製造的臭氧消耗物質(ODSs)所造成的威脅。位於海拔10-20公里的南極臭氧洞,也影響了南半球大氣環流,一直影響到地表。最明顯的是,夏季的急流向極地移動。1987年的《蒙特利爾議定書》及其隨後的修正案禁止了ODSs的生產和使用。因此,大氣中ODS濃度正在下降,臭氧層恢復的初步跡象已經出現。研究報告說,自臭氧恢復開始以來,臭氧空洞相關的環流效應已經停止。以前曾有人注意到這種停止的趨勢,但班納吉和他的同事是第一個正式將其歸因於《蒙特利爾議定書》的影響。原始研究:Nature 579, 544-548(2020)。
史前愛爾蘭精英透過亂倫維持王朝血統
卡西迪等人研究了農耕社會的社會結構,重點研究了被埋葬在通道墓穴中的人。最著名的愛爾蘭通道墓是紐格蘭奇的巨大紀念碑。它是用複雜的工程技術建造的,以確保在一條長石砌通道的盡頭有一個墓室,在一年中最短的一天裡,朝陽照亮墓室。在那裡發現的古代人類遺骸的DNA揭示了一種罕見和意外的亂倫事件。大約5000年前埋葬在紐格蘭奇墓室的一名男子是一級亂倫婚姻的後代,他的父母要麼是兄弟姐妹,要麼是父母和孩子。這一發現讓研究小組推測,與這座宏偉的紀念碑有關的精英們透過亂倫來維持王朝的血統。原創性研究:《自然》582,384-388(2020)。
衛星很快就能繪製出地球上每一棵樹的地圖
Brandt等人報告了他們對覆蓋西非西撒哈拉和薩赫勒地區130多萬平方公里高解析度衛星影象的分析。作者繪製了大約18億棵樹冠的位置和大小圖,以前從未在如此大的範圍內繪製過如此詳細的樹木圖。商業衛星已經開始收集資料,能夠捕捉到一平方米或更小的地面物體。這使陸地遙感領域處於飛躍的起點,從側重於綜合景觀尺度的測量,到有可能在大的區域或全球尺度上繪製每棵樹的位置和樹冠大小。這一進展無疑將推動我們思考、監測、模擬和管理全球陸地生態系統的方式發生根本性變化。原始研究:《自然》587,78 - 82(2020)。
在我們自己的星系中一次快速無線電爆發
發表在《自然》雜誌上的三篇論文報告了探測到一種叫做快速射電暴(FRB)的現象,這種現象來自於我們星系的一個源頭。有趣的是,快速射電暴伴隨著x射線的爆發。這一發現是透過將多個太空望遠鏡和地面望遠鏡的觀測結果綜合起來而得出的。“快速射電爆發”這個名字很好地描述了它們是什麼,持續時間約為毫秒級的明亮的無線電波爆發。它們於2007年首次被發現,由於存在時間很短,這使得探測它們並確定它們在天空中的位置變得特別困難。這個快速射電暴是第一個在銀河系中被發現的,也是第一個與被稱為磁星的恆星殘骸有關的,證明了磁星可以驅動快速射電暴。原始研究:《自然》587, 54-58 (2020);《自然》587,59-62 (2020);《自然》587,63-65(2020)。
低溫電子顯微鏡達到了原子解析度
結構生物學的一個基本原理是,一旦研究人員能夠直接觀察到足夠詳細的大分子,就應該有可能理解它們的三維結構是如何賦予它們生物功能的。在《自然》雜誌上,研究人員報道了迄今為止使用一種稱為單粒子冷凍電子顯微鏡的方法獲得的最清晰的影象,該方法首次確定了蛋白質中單個原子的位置。每個小組使用的硬體都能處理低溫電子顯微鏡成像的不同方面,這些方面以前限制了可達到的解析度。隨著這些技術的發展,低溫電磁影象信噪比的提高將擴大該技術的適用性。也許這些技術的融合將使低溫電子顯微鏡結構的測定達到甚至超過一埃的解析度,這在過去似乎是不可能實現的成就。原始研究:《自然》 587, 157-161 (2020);《自然》587,152-156(2020)。