中国首次发现量子反常霍尔效应 杨振宁：诺贝尔奖级
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Howard Peng
Mar 26, 2017, 2:29:06 PM3/26/17
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分享 The Lung Is a Site of Platelet Biogenesis and a Reservoir for Haematopoietic Progenitors
Nature驚人發現：肺竟然是造血器官Nature驚人發現：肺竟然是造血器官 : http://disp.cc/b/163-9WMk
近日，來自加州大學舊金山分校的一個科學家小組在Nature雜誌上發表了一篇題為
「The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for
haematopoietic progenitors」的新成果，他們首次證實肺是個造血器官，
動物體內有一半以上的血小板來自於肺部，這一點在先前從未被發現過。
該項論文的負責人，加州大學舊金山分校的Mark Looney教授表示
：「這項發現毫無疑問說明了肺的複雜作用——它們不止用來呼吸
，還是生成血液關鍵組成部分的重要參與者，我們在小鼠中觀察到的結果，
強烈表明肺在人類的血液生成中也起著關鍵性的作用。」
對於數以百萬計的血液病患者和需要接受肺移植的患者而言，這個新發現，
有可能對他們疾病的治療產生巨大而深遠的影響。
據瞭解，這項突破性研究背後的最大功臣是一種叫做「雙光子活體成像」
（two-photon intravital imaging）的技術，Looney教授正是共同發明人之一，
這種成像技術使研究人員能夠完成極為精細的觀察，
從而在活體小鼠的肺部的微小血管中，看到單個細胞的行為。
研究最初，Looney和他的研究小組是在利用這一技術調查肺部免疫系統與
循環血小板之間的作用。它們使用了經工程改造後，
血小板能夠發出明亮綠色螢光的小鼠。令人意外的是，
科學家們在肺部血管中觀察到了數量驚人的血小板產生細胞——巨核細胞
。雖然這類細胞以前也在肺部被觀察到過，但它們通常被認為主要在骨髓中「生活」，
產生血小板。
於是，研究人員開始用這項突破性的成像技術，繼續觀察小鼠肺部。很快，
他們得到了更多的數據。據統計，
這些巨核細胞能以每小時生成1000萬個血小板的速度進行工作，
這表明小鼠體內超過一半的血小板都是在肺部，而不是在骨髓生成的！
此外，研究還在肺部血管之外發現了大量先前被忽視的巨核細胞祖細胞和血液幹細胞。
Looney博士表示，據他們所知，這是首個描述血液祖細胞在肺部「居住」的研究。
這些在肺血管中的巨核細胞與血液幹細胞引人好奇——它們是怎麼來到肺部的呢？
它們會不會在肺部與骨髓之間來回移動？為了回答這些問題，
研究人員們做了一系列肺移植實驗。
首先，研究人員從將普通小鼠的肺部移植到了巨核細胞會發出綠色螢光的小鼠體內，
並發現那些本沒有螢光細胞的肺部內，也慢慢出現了綠色螢光。
這表明這些能生產血小板的巨核細胞來源自骨髓。
其次，研究人員將帶有螢光巨核細胞組細胞的肺移植入了血小板計數較低的突變小鼠。
移植後，小鼠體內爆發了一波綠色螢光，並將血小板計數迅速拉回到正常水平，
並維持了數月之久。這遠遠超過了單個巨核細胞或血小板的壽命。因此，
這些結果表明，進入突變小鼠體內的那些螢光巨核細胞組細胞在它們體內得到了激活，
從而能生產健康的巨核細胞，重塑血小板的生產。
最後，研究小組將所有細胞都被螢光標記的、
健康的肺移植到骨髓缺乏正常血液幹細胞的突變小鼠中。
結果發現，來自移植肺的螢光細胞快速轉移到受損的骨髓處。
這些細胞不僅促成了血小板的生成，還生成了各種血細胞，
包括嗜中性粒細胞、B細胞、T細胞等免疫細胞。這一實驗表明，
肺部包含多種多樣的血液祖細胞和幹細胞，
這些細胞能夠修復受損的骨髓以及許多血液組成的產生。
「據我們所知，這是首個描述肺部血液組細胞的研究，
它或許與數百萬患有血小板減少症的人息息相關，」
Looney教授說道：「我們見到，許多造血幹細胞並不是待在一處，
而是隨著血流周遊全身。也許在不同器官中研究幹細胞，會成為未來的一部分。」
另一些科學家們認為，這項研究對於瞭解人類的許多疾病有著重要意義。
同時，它也促使科學家們思考，這會對人類肺移植手術產生怎樣的影響。
The Lung Is a Site of Platelet Biogenesis and a Reservoir for Haematopoietic Progenitors
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/articles/28329764/
On Wednesday, April 10, 2013 at 9:54:14 PM UTC-7, jiaodaren wrote:
http://news.ifeng.com/mainland/detail_2013_04/10/24067756_0.shtml
中国首次发现量子反常霍尔效应 杨振宁：诺贝尔奖级
2013年04月10日 13:36
来源：中国新闻网
实验团队领衔者薛其坤院士和曾在该领域获诺奖的华人崔琦
清华大学薛其坤院士发布量子反常霍尔效应实验成果
原标题：中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应
中新社北京4月10日电(记者马海燕)中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应引起国际物理学界巨大反响，著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁10日称赞其是诺贝尔奖级的成绩。
清华大学和中国科学院物理研究所10日在北京联合宣布：由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队最近取得重大科研突破，在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。这一实验发现也证实了三年前中科院物理研究所与斯坦福大学理论团队的预言。
杨振宁表示，这让他想起很多年前接到物理学家吴健雄的电话，第一次告诉他在实验室做出了宇称不守恒的实验，这个发现震惊了世界。今天薛其坤及其团队做出的实验成果，是从中国的实验室里第一次做出了诺贝尔奖级的物理学成绩，不仅是科学界的喜事，也是整个国家的喜事。
杨振宁说，获诺贝尔奖的具体条件无法定义，但他相信99%在前沿物理学做研究的人都会同意这是一个诺贝尔奖级的成果。过去人们总认为中国人不擅于做实验，仿佛只会搞理论，其实中国已经有世界一流的实验室，加上中国人的勤奋和团队合作精神，是能够做出一流的实验的。
美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。
在过去4年间，薛其坤和他的团队测试了1000多个样本，克服重重障碍，才在极其严格的实验要求下完成这一实验。这项研究成果的长远意义在于将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。(完)
新闻背景
霍尔效应：诺贝尔奖的富矿
霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压，这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。次年，霍尔又在磁性金属中发现了无需外部磁场的霍尔效应，称为反常霍尔效应。
从那时起，霍尔效应就像一个富矿，一代又一代科学家为之着迷和献身，他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。
1980年左右，德国科学家冯·克利青发现了整数量子霍尔效应，获得1985年诺贝尔物理奖。
1982年，美籍华人物理学家崔琦和施特默等发现了分数量子霍尔效应，这个效应不久由另一位美国物理学家劳弗林给出理论解释，他们三人荣获1998年诺贝尔物理奖。
最近一次与霍尔效应有关的诺贝尔奖是2010年的诺贝尔物理奖。2005年，英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，在常温下观察到量子霍尔效应。他们于2010年获诺奖。石墨烯这种“超薄的碳膜”厚度只有0.335纳米，是至今发现的厚度最薄和强度最高的材料。
此外，量子化自旋霍尔效应于2007年被发现，2010年获得欧洲物理奖，2012年获得美国物理学会巴克利奖。
2013年3月15日，《科学》杂志在线发文，宣布薛其坤院士领衔的团队在实验上首次发现量子反常霍尔效应，而这被认为有可能是量子霍尔效应家族的最后一个重要成员。（文/本报记者 雷嘉）
新闻解释
量子反常霍尔效应 将为我们带来什么
与量子霍尔效应相关的发现之所以屡获学术大奖，是因为霍尔效应在应用技术中特别重要。人类日常生活中常用的很多电子器件都来自霍尔效应，仅汽车上广泛应用的霍尔器件就包括：信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器等。
例如用在汽车开关电路上的功率霍尔电路，具有抑制电磁干扰的作用。因为汽车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。而汽车上有许多灯具和电器件在开关时会产生浪涌电流，使机械式开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路就可以减小这些现象。
此次中国科学家发现的量子反常霍尔效应也具有极高的应用前景。量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此至今没有广泛应用于个人电脑和便携式计算机上——因为要产生所需的磁场不但价格昂贵，而且体积大概要有衣柜那么大。而反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同，因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转，反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的。
如今中国科学家在实验上实现了零磁场中的量子霍尔效应，就有可能利用其无耗散的边缘态发展新一代的低能耗晶体管和电子学器件，从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题。这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊作用：无需高强磁场，就可以制备低能耗的高速电子器件，例如极低能耗的芯片，进而可能促成高容错的全拓扑量子计算机的诞生——这意味着个人电脑未来可能得以更新换代。（文/北青报记者 雷嘉）
Nature驚人發現：肺竟然是造血器官Nature驚人發現：肺竟然是造血器官 : http://disp.cc/b/163-9WMk
近日，來自加州大學舊金山分校的一個科學家小組在Nature雜誌上發表了一篇題為
「The lung is a site of platelet biogenesis and a reservoir for
haematopoietic progenitors」的新成果，他們首次證實肺是個造血器官，
動物體內有一半以上的血小板來自於肺部，這一點在先前從未被發現過。
該項論文的負責人，加州大學舊金山分校的Mark Looney教授表示
：「這項發現毫無疑問說明了肺的複雜作用——它們不止用來呼吸
，還是生成血液關鍵組成部分的重要參與者，我們在小鼠中觀察到的結果，
強烈表明肺在人類的血液生成中也起著關鍵性的作用。」
對於數以百萬計的血液病患者和需要接受肺移植的患者而言，這個新發現，
有可能對他們疾病的治療產生巨大而深遠的影響。
據瞭解，這項突破性研究背後的最大功臣是一種叫做「雙光子活體成像」
（two-photon intravital imaging）的技術，Looney教授正是共同發明人之一，
這種成像技術使研究人員能夠完成極為精細的觀察，
從而在活體小鼠的肺部的微小血管中，看到單個細胞的行為。
研究最初，Looney和他的研究小組是在利用這一技術調查肺部免疫系統與
循環血小板之間的作用。它們使用了經工程改造後，
血小板能夠發出明亮綠色螢光的小鼠。令人意外的是，
科學家們在肺部血管中觀察到了數量驚人的血小板產生細胞——巨核細胞
。雖然這類細胞以前也在肺部被觀察到過，但它們通常被認為主要在骨髓中「生活」，
產生血小板。
於是，研究人員開始用這項突破性的成像技術，繼續觀察小鼠肺部。很快，
他們得到了更多的數據。據統計，
這些巨核細胞能以每小時生成1000萬個血小板的速度進行工作，
這表明小鼠體內超過一半的血小板都是在肺部，而不是在骨髓生成的！
此外，研究還在肺部血管之外發現了大量先前被忽視的巨核細胞祖細胞和血液幹細胞。
Looney博士表示，據他們所知，這是首個描述血液祖細胞在肺部「居住」的研究。
這些在肺血管中的巨核細胞與血液幹細胞引人好奇——它們是怎麼來到肺部的呢？
它們會不會在肺部與骨髓之間來回移動？為了回答這些問題，
研究人員們做了一系列肺移植實驗。
首先，研究人員從將普通小鼠的肺部移植到了巨核細胞會發出綠色螢光的小鼠體內，
並發現那些本沒有螢光細胞的肺部內，也慢慢出現了綠色螢光。
這表明這些能生產血小板的巨核細胞來源自骨髓。
其次，研究人員將帶有螢光巨核細胞組細胞的肺移植入了血小板計數較低的突變小鼠。
移植後，小鼠體內爆發了一波綠色螢光，並將血小板計數迅速拉回到正常水平，
並維持了數月之久。這遠遠超過了單個巨核細胞或血小板的壽命。因此，
這些結果表明，進入突變小鼠體內的那些螢光巨核細胞組細胞在它們體內得到了激活，
從而能生產健康的巨核細胞，重塑血小板的生產。
最後，研究小組將所有細胞都被螢光標記的、
健康的肺移植到骨髓缺乏正常血液幹細胞的突變小鼠中。
結果發現，來自移植肺的螢光細胞快速轉移到受損的骨髓處。
這些細胞不僅促成了血小板的生成，還生成了各種血細胞，
包括嗜中性粒細胞、B細胞、T細胞等免疫細胞。這一實驗表明，
肺部包含多種多樣的血液祖細胞和幹細胞，
這些細胞能夠修復受損的骨髓以及許多血液組成的產生。
「據我們所知，這是首個描述肺部血液組細胞的研究，
它或許與數百萬患有血小板減少症的人息息相關，」
Looney教授說道：「我們見到，許多造血幹細胞並不是待在一處，
而是隨著血流周遊全身。也許在不同器官中研究幹細胞，會成為未來的一部分。」
另一些科學家們認為，這項研究對於瞭解人類的許多疾病有著重要意義。
同時，它也促使科學家們思考，這會對人類肺移植手術產生怎樣的影響。
The Lung Is a Site of Platelet Biogenesis and a Reservoir for Haematopoietic Progenitors
https://www.ncbi.nlm.nih.gov/labs/articles/28329764/
On Wednesday, April 10, 2013 at 9:54:14 PM UTC-7, jiaodaren wrote:
http://news.ifeng.com/mainland/detail_2013_04/10/24067756_0.shtml
中国首次发现量子反常霍尔效应 杨振宁：诺贝尔奖级
2013年04月10日 13:36来源：中国新闻网
实验团队领衔者薛其坤院士和曾在该领域获诺奖的华人崔琦
清华大学薛其坤院士发布量子反常霍尔效应实验成果
原标题：中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应
中新社北京4月10日电(记者马海燕)中国科学家首次在实验中发现量子反常霍尔效应引起国际物理学界巨大反响，著名物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁10日称赞其是诺贝尔奖级的成绩。
清华大学和中国科学院物理研究所10日在北京联合宣布：由清华大学教授、中国科学院院士薛其坤领衔，清华大学物理系和中科院物理研究所联合组成的实验团队最近取得重大科研突破，在磁性掺杂的拓扑绝缘体薄膜中，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应。这一实验发现也证实了三年前中科院物理研究所与斯坦福大学理论团队的预言。
杨振宁表示，这让他想起很多年前接到物理学家吴健雄的电话，第一次告诉他在实验室做出了宇称不守恒的实验，这个发现震惊了世界。今天薛其坤及其团队做出的实验成果，是从中国的实验室里第一次做出了诺贝尔奖级的物理学成绩，不仅是科学界的喜事，也是整个国家的喜事。
杨振宁说，获诺贝尔奖的具体条件无法定义，但他相信99%在前沿物理学做研究的人都会同意这是一个诺贝尔奖级的成果。过去人们总认为中国人不擅于做实验，仿佛只会搞理论，其实中国已经有世界一流的实验室，加上中国人的勤奋和团队合作精神，是能够做出一流的实验的。
美国科学家霍尔分别于1879年和1880年发现霍尔效应和反常霍尔效应。1980年，德国科学家冯·克利青发现整数量子霍尔效应，1982年，美国科学家崔琦和施特默发现分数量子霍尔效应，这两项成果分别于1985年和1998年获得诺贝尔物理学奖。
在过去4年间，薛其坤和他的团队测试了1000多个样本，克服重重障碍，才在极其严格的实验要求下完成这一实验。这项研究成果的长远意义在于将推动新一代低能耗晶体管和电子学器件的发展，可能加速推进信息技术革命进程。(完)
新闻背景
霍尔效应：诺贝尔奖的富矿
霍尔效应是美国物理学家霍尔于1879年发现的一个物理效应。在一个通有电流的导体中，如果施加一个垂直于电流方向的磁场，由于洛伦兹力的作用，电子的运动轨迹将产生偏转，从而在垂直于电流和磁场方向的导体两端产生电压，这个电磁输运现象就是著名的霍尔效应。次年，霍尔又在磁性金属中发现了无需外部磁场的霍尔效应，称为反常霍尔效应。
从那时起，霍尔效应就像一个富矿，一代又一代科学家为之着迷和献身，他们的成就也多次获得诺贝尔物理奖。
1980年左右，德国科学家冯·克利青发现了整数量子霍尔效应，获得1985年诺贝尔物理奖。
1982年，美籍华人物理学家崔琦和施特默等发现了分数量子霍尔效应，这个效应不久由另一位美国物理学家劳弗林给出理论解释，他们三人荣获1998年诺贝尔物理奖。
最近一次与霍尔效应有关的诺贝尔奖是2010年的诺贝尔物理奖。2005年，英国科学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫成功地在实验中从石墨中分离出石墨烯，在常温下观察到量子霍尔效应。他们于2010年获诺奖。石墨烯这种“超薄的碳膜”厚度只有0.335纳米，是至今发现的厚度最薄和强度最高的材料。
此外，量子化自旋霍尔效应于2007年被发现，2010年获得欧洲物理奖，2012年获得美国物理学会巴克利奖。
2013年3月15日，《科学》杂志在线发文，宣布薛其坤院士领衔的团队在实验上首次发现量子反常霍尔效应，而这被认为有可能是量子霍尔效应家族的最后一个重要成员。（文/本报记者 雷嘉）
新闻解释
量子反常霍尔效应 将为我们带来什么
与量子霍尔效应相关的发现之所以屡获学术大奖，是因为霍尔效应在应用技术中特别重要。人类日常生活中常用的很多电子器件都来自霍尔效应，仅汽车上广泛应用的霍尔器件就包括：信号传感器、ABS系统中的速度传感器、汽车速度表和里程表、液体物理量检测器、各种用电负载的电流检测及工作状态诊断、发动机转速及曲轴角度传感器等。
例如用在汽车开关电路上的功率霍尔电路，具有抑制电磁干扰的作用。因为汽车的自动化程度越高，微电子电路越多，就越怕电磁干扰。而汽车上有许多灯具和电器件在开关时会产生浪涌电流，使机械式开关触点产生电弧，产生较大的电磁干扰信号。采用功率霍尔开关电路就可以减小这些现象。
此次中国科学家发现的量子反常霍尔效应也具有极高的应用前景。量子霍尔效应的产生需要用到非常强的磁场，因此至今没有广泛应用于个人电脑和便携式计算机上——因为要产生所需的磁场不但价格昂贵，而且体积大概要有衣柜那么大。而反常霍尔效应与普通的霍尔效应在本质上完全不同，因为这里不存在外磁场对电子的洛伦兹力而产生的运动轨道偏转，反常霍尔电导是由于材料本身的自发磁化而产生的。
如今中国科学家在实验上实现了零磁场中的量子霍尔效应，就有可能利用其无耗散的边缘态发展新一代的低能耗晶体管和电子学器件，从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题。这些效应可能在未来电子器件中发挥特殊作用：无需高强磁场，就可以制备低能耗的高速电子器件，例如极低能耗的芯片，进而可能促成高容错的全拓扑量子计算机的诞生——这意味着个人电脑未来可能得以更新换代。（文/北青报记者 雷嘉）
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