封面故事:
离子通道在膜电压作用下被打开的分子机制
依赖于电压的离子通道响应于膜电压的变化而打开,但发生这一过程的分子机制却不清楚。由MacKinnon及其同事在2003年所做的先驱性工作表明,该过程涉及一种类脂暴露的“桨”状结构的运动,但这种运动的性质仍然存在争议。在两篇互补性文章的第一篇中,Alabi等人通过证明这种“桨”状结构的功能在移植进关系较远的通道中时被忠实保留下来的事实,说明了这种结构特征的重要性。这项工作还强调了膜内这一结构的移动性。Long等人描述了被由类脂排列成的一个类似于双层的体系所包围的一个被改变了的Kv1.2钾通道的高分辨率结构。“桨”状结构中的临界正电荷被类脂和蛋白相互作用所稳定,这说明了该“桨”状结构可能会以某种方式响应于电压的变化而运动,将该通道孔打开。
受海森堡测不准原理限制的极限测量精度已达到
在基础层面上,测量精度受限于所涉及的量子资源(如光子)的数量,而标准相测量方案导致一种不确定性(标准量子极限),该不确定性与这一数量成比例关系。理论上,应当有可能达到仅仅受限于海森堡测不准原理的一个精度。有少量实验已经打破了标准量子极限,但此前没有一个达到海森堡极限,主要是由于需要难以生成的奇异的量子纠缠状态。Higgins等人采用了另一种方法,该方法利用了没有纠缠的光子状态,允许它们实现受海森堡测不准原理限制的相。这标志着为实现量子增强的测量精度而进行的工作的复杂性有了极大降低。
一种关于超材料的理论架构
被称为超材料的含有具各种不同形状和排列的金属包容物的透明材料,能使光以不寻常的方式传播。Tsakmakidis等人介绍了一种关于超材料的理论架构,该架构能使光完全静止。与以前对光进行减速和储存的方法相比,这一新方法能够实现高耦合效率,同时允许宽带室温操作。在达到一个临界点时,光线就无法进一步传播;由于光波的每个频率成分(或颜色)是在稍微不同的地方被阻止的,所以这将导致一个“被束缚的彩虹”的形成。这项工作在两个重要的现代科学领域——超材料和慢光——之间架起了桥梁,并且还有可能导致在光数据处理和存储方面或在量子光学记忆装置的实现方面的应用。
作者:田天 来源:科学时报(http://www.sciencenet.cn/)