研究团队主要借助欧洲航天局“盖亚”(Gaia)卫星的数据,对上百万颗恒星的位置、运动和化学指纹进行了精确测量,从而辨认出一系列独特的“恒星流”。这些恒星流是矮星系被银河系强大引力撕碎后,逐渐拉伸、溶解形成的“遗骸” 。通过追踪这些横跨天际的恒星流,科学家们得以绘制出银河系的暗物质分布图,将恒星流变成了灵敏的引力探测器
。这项开创性工作,使恒星流成为称量和描绘银河系周围不可见暗物质晕的重要工具
。
获奖者: 伊娃·Y·安德烈(Eva Y. Andrei,美国罗格斯大学)、巴勃罗·哈里略-埃雷罗(Pablo Jarillo-Herrero,美国麻省理工学院)、艾伦·H·麦克唐纳(Allan H. MacDonald,美国德克萨斯大学奥斯汀分校)。
在纳米世界里,今年的奖项表彰了一项近乎“炼金术”的发现。三位物理学家证明,将两层只有一个原子厚度的碳材料(石墨烯)堆叠在一起,并将其中一层相对于另一层旋转一个约1.1度的特定“魔角”,就能产生单层材料所不具备的非凡电子行为 。
2011年,艾伦·麦克唐纳从理论上预测,以这个精确角度扭转双层石墨烯会“压平”电子的能量分布,为奇异的量子现象创造出一个“游乐场” 。2018年,巴勃罗·哈里略-埃雷罗及其团队在实验中证实了这一预测,他们观察到,仅通过改变电子密度,这种材料就能在绝缘体和超导体(即电阻为零的导电状态)之间进行调控
。伊娃·安德烈则提供了基础性的扫描隧道显微镜工作,直接可视化了这些电子特性如何从扭曲的原子结构中显现出来
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获奖者: 克里斯汀·霍尔特(Christine Holt,英国剑桥大学)、凯尔西·C·马丁(Kelsey C. Martin,美国西蒙斯基金会)、艾琳·舒曼(Erin Schuman,德国马克斯·普朗克大脑研究所/英国伦敦大学学院)、奥斯瓦尔德·斯图尔德(Oswald Steward,美国加州大学尔湾分校)。
神经科学奖颠覆了一个经典的生物学假设。几十年来,主流观点一直认为,神经元在位于细胞中央的细胞体内制造所有蛋白质,然后再将它们运送到遥远且分散的突触(神经元之间的连接点) 。而这四位科学家证明,神经元拥有一套更为精妙的系统:它们能够在需要的地方——突触本身——“就地”制造特定的功能蛋白
。
这一发现对于理解学习与记忆具有根本性意义。当某个突触受到刺激时,快速的局部蛋白质合成能让这个特定的连接点立刻增强或减弱,无需等待来自遥远细胞核的指令,这为大脑的可塑性提供了分子层面的基础 。霍尔特、马丁、舒曼和斯图尔特等人的工作共同证实,制造蛋白质的细胞机器——核糖体,就驻扎在神经元的树突和轴突中,这种局部合成对于发育中的大脑正确“布线”以及成人大脑适应新经历都至关重要
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