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瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA
瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA
作者:郑金武 张铮铮 | 2014/10/29 7:37:23 | 浏览:2683 | 评论:0

     瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL)的研究者日前展示了小型蛋白质是如何在紫外光的照射下分解为量子三重态的。量子三重态是一种具有活性的状态,它所能造成的危害大于蛋白质分子分裂破碎所导致的结果。10月21日,该项研究成果发表在美国物理联合会出版的《化学物理学报》期刊上。

研究者用紫外激光照射气相的肽分子——酪氨酸和苯基丙氨酸,这些蛋白质都是人体内具有吸光性能的氨基酸分子。随后,研究者使用紫外到红外的光谱技术观察这些分子, 研究它们的结构随时间的变化。最终发现有些分子在紫外光的照射下不是直接分解,而是形成了中间过渡的量子三重态。

一般情况下,分子的自旋是配对的。也就是说如果两个电子同时出现,一个自旋指向一个方向,另一个则指向相反的方向。但是在某种情况下,电子的自旋可以翻转从而使两个电子的自旋都在同一个方向上。这种状态叫作量子三重态。

研究人员指出,因为电子的结构可以影响分子对外界的反应,了解电子经历三重态,有助于人们对分子光致损害的潜在后果有更深一步的了解。

“三重态存在的时间很长,并且参与有害的化学反应。”文章作者、物理化学家Aleksandra Zabuga如是说,“三重态分子可以将它们的能量传递给附近的氧原子,从而产生高度活性的单态氧或者其他的自由基。这些自由基会围绕在细胞周围,对DNA造成破坏,比肽的分裂碎片要危险得多。”

下一步,研究者希望研究区域环境对光致分裂的影响。

太阳黑子活动爆发袭击地球:部分无线通讯中断

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA

这是SDO望远镜拍摄的此次耀斑爆发景象。“这个黑子群目前仍在继续扩大,其复杂性也在增加。”NASA称:“耀斑爆发产生的粒子辐射无法穿过地球大气层并对生活在地面人员健康造成损伤,但当其强度足够强时,仍可以造成地球大气层扰动,并干扰GPS以及其他通讯系统的工作。”

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA

这是显示太阳黑子群AR12192跟随太阳自转运动出现的画面。而太阳耀斑是发生在太阳表面,与黑子活动有关的剧烈爆发事件。太阳黑子的磁场可以储存巨大的能力,但这里的磁力线也有可能会发生相互缠绕甚至断裂,此时就会释放出巨大的能量,发生耀斑爆发现象。

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA

这是美国宇航局太阳动力学天文台(SDO)拍摄的极紫外波段太阳图像。可以看到发生耀斑爆发的区域。空间天气网的托尼·菲利普斯(Tony Phillips)表示:“看起来下一次发生剧烈爆发只不过是个时间问题。”

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA

此次出现的太阳黑子群编号 AR12192。其大小已经与太阳系最大的行星木星相当。空间天气预报中心预报员贝尔奇表示,此次爆发事件对那些借助地球高层大气进行的无线电通讯造成了影响。这其中包括部分但不是全部的雷达与航班系统通讯,以及部分的业余爱好者无线电通讯。

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA

这张图像中明亮的区域便是此次发生爆发的区域。贝尔奇表示此次爆发事件强度短暂地达到了影响地球无线电通讯系统的程度,但其强度很快出现了下降。英国气象办公室空间天气运行中心的一名发言人称,这可能是25年来最大的黑子群。

瑞士洛桑联邦理工学院(EPFL):太阳导致量子三重态威胁人体DNA

这是马来西亚一座天文台拍摄的太阳黑子群AR12192精密图像,时间是10月21日。此次爆发的耀斑等级被定为X1.6,其释放的能量相当于整个地球上所有核武器同时爆炸释放总能量的100万倍。

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这是SDO/HMI拍摄的图像。可以看到太阳黑子与木星以及地球大小的对比。“22日美国东部时间10:28,太阳再次发生强烈爆发。NASA太阳动力学天文台(SDO)抓拍了此次事件发生的场面,其发生的位置位于日面下半部。此次爆发的等级确认为X1.6级。”

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