本期汇总 2026 年 9 月 28 日至 10 月 3 日报道的九项研究,分物理与太空、生命与健康、地球系统三栏。文中日期多为机构或媒体的报道日期;南安普敦大学的老年认知试验论文早在 8 月 28 日在线发表,本周由大学发布新闻稿。多数结果来自模型、动物实验或观察性研究,还不是可以直接应用的结论。

这一周的新闻有一条共同的线索:看不见的东西,正在被一点点测出来。超导体内部凭空出现的微弱磁场、雷暴云里高达吉伏级的电势、被季风送上平流层的森林有机物,都不能用肉眼看到,却能通过μ子、卫星和飞机航测留下可读的痕迹。

本期按报道日期选取近 7 天的材料,每条标注来源机构和日期。机构和论文作者的结论写在各条正文里,本刊的综合解读集中放在文末。

物理与太空:看不见的场与光

首个打破时间反演对称性的 I 型超导体

“时间反演对称”指一个物理系统无论时间正着走还是倒着走,表现都一样。少数非常规超导体会打破这种对称:它们一进入超导态,内部就会自发产生极微弱的磁场。过去已知的这类材料全部是 II 型超导体,也就是允许磁场以磁通的形式部分渗入的那一类;I 型超导体则会把磁场完全排出体外。

据 Phys.org 2026 年 10 月 2 日报道,印度科学教育与研究学院博帕尔分校的 Anshu Kataria 等人生长了 YbSb₂ 单晶,先通过磁场响应确认它属于 I 型超导体,再把μ子注入接近绝对零度的晶体,用它们探测内部磁场。结果显示,材料进入超导态时出现了自发内部磁场,这是时间反演对称性破缺的证据。论文发表于《物理评论快报》,正式在线日期本刊未能核到。

研究团队提出,这种自发磁场可能来自一种称为“内部反对称非幺正三重态(INT)”的非常规超导相;基于有效低能模型的计算还提示,这种状态可能存在无能隙的马约拉纳表面模式。需要强调的是,这一部分是理论推测,并不等于已经在实验中证实 YbSb₂ 是拓扑超导体。

NASA Roman 望远镜通过导星测试,日冕仪首次接收星光

NASA 在 2026 年 9 月 30 日的 Roman 任务博客中按时间顺序介绍了一组调试进展:

  • 9 月 15–21 日:精细导星系统完成测试。该系统每秒约四次向姿态控制系统报告导星位置。测试确认,望远镜的指向稳定度优于十万分之一度,宽场仪器观测可保持半小时,日冕仪观测可保持八小时。NASA 把这种稳定度比作从约 240 公里外把激光对准一枚美国一角硬币。
  • 9 月 22 日:日冕仪首次接收宇宙光,拍到邻近星系大麦哲伦云中的一颗暗星。由于探测器此时被刻意保持在比最终工作温度更高的状态,以防污染物附着,图像噪声较大。
  • 9 月 27 日:团队降低探测器温度后,转向大麦哲伦云的另一处视场,按预期一次拍到多颗恒星,确认了指向准确。

这些都是在轨调试阶段的初步测试,不是科学观测成果。日冕仪科学家 Vanessa Bailey 的原话是,这是“一项非常有限的测试”,只是一连串更复杂任务的开端。另一种利用光谱进行导星的模式还要在接下来几周验证。据 Caltech 同日报道,NASA 预计 2027 年初发布 Roman 的首批图像,这仍是计划。

宇宙线μ子解开雷暴探测的“东多西少”之谜

位于印度乌蒂的 GRAPES-3 实验,原本是为研究宇宙线而建。它的μ子望远镜面积 560 平方米,每天记录约 40 亿个μ子。由于到达地面的正μ子比负μ子多,雷暴云中的强电场会让正负μ子一减速、一加速,二者的效果不能完全抵消,总通量就会出现可测的微小变化。团队此前据此推算出一次雷暴的电势约为 1.3 吉伏,而过去的直接测量最高只到约 1.3 亿伏。

但这些观测也留下一个谜:2011 年 4 月至 2020 年 12 月,望远镜共记录 487 次雷暴事件,其中 81.5% 出现在视场东侧,只有 13.7% 在西侧,相差近六倍。独立的大气电场观测显示,真实雷暴并没有偏向东边。

据 Phys.org 2026 年 10 月 2 日报道,同一团队在 JCAP 发表的新研究给出了解释:地球磁场会按方向“筛掉”一部分低能量的带正电宇宙线,即所谓地磁截止。模拟显示,正负μ子数量之比在东侧约为 1.37,西侧约为 1.14。东侧的正负失衡更大,望远镜对东侧雷暴电场也就更敏感。如果在模拟中让两侧使用同一比值,东西不对称就消失了。作者 Sunil Gupta 的说法很直接:不是东边的电压不同,而是仪器在东边“看得更清楚”。

GRAPES-3 雷暴事件东西分布与正负μ子比示意图

示意图:根据 Phys.org 报道中的数据绘制,表示东西两侧正负μ子比与雷暴事件占比,并非实验原始图像。

生命与健康:从肠道到大脑

肠道成纤维细胞经 IGF1 调控免疫,抑制炎症性肠病

上海交通大学医学院附属仁济医院周磊团队,联合清华大学朱可可团队和美国康奈尔大学医学院 Gregory Sonnenberg 团队,在 2026 年 9 月 24 日出版的《科学》上报告了一条新的免疫调控通路(中国科学报经科学网 9 月 30 日报道)。

他们分析健康人和炎症性肠病(IBD)患者的单细胞测序数据,找到一群高表达补体成分 C3 的成纤维细胞。这群 C3⁺ 成纤维细胞是肠道中胰岛素样生长因子 1(IGF1)的主要来源,而在患者的炎症组织里明显减少。IGF1 作用于 III 型固有淋巴细胞(ILC3)上的受体 IGF1R;炎症时,ILC3 会在 IFNγ 信号下产生趋化因子 CXCL10,招募浆细胞样树突状细胞(pDC)并加重炎症,IGF1 限制了这一过程。在成纤维细胞中特异敲除 IGF1,或在 ILC3 中敲除 IGF1R 的小鼠,结肠炎都更严重。

临床上,靶向 IGF1 受体的药物可能诱发或加重 IBD,原因一直不清楚。这项研究提供了一个机制解释,也提出靶向“成纤维细胞—ILC3—pDC”轴的治疗思路。目前证据来自人类测序数据和小鼠模型,相关疗法仍是设想。

早产青少年的大脑可分为“风险型”和“韧性型”

据中国科学报经科学网 2026 年 9 月 29 日报道,西安电子科技大学生命科学技术学院冀渭斌在《分子精神病学》发表论文,利用青少年大脑认知发展(ABCD)队列中 3570 名青少年的多中心结构磁共振数据,用半监督机器学习为早产青少年划出两种神经解剖亚型:

  • 风险型:胎龄和出生体重更低,全脑皮层体积和面积普遍降低、皮层下体积降低而皮层厚度升高,伴有明显的认知缺陷和较高的精神病理风险。
  • 韧性型:脑结构呈双向的复杂变化,认知功能与足月出生的青少年没有显著差异,但精神病理风险仍然更高,且表现出“脑龄超前”,作者推测这是通过加速皮层成熟实现认知代偿。

短期纵向随访中,两种模式保持稳定。作者认为,这一分型可以解释过去研究结论不一致的原因,并有望让早产儿随访从只看胎龄、出生体重,转向依据生物标志物分层。这是观察性研究,作者提出的“肾上腺—神经内分泌—结构轴”机制也还是推测。

Active Brains 试验:简单脑力活动与生活建议改善老年认知障碍

南安普敦大学 2026 年 9 月 28 日发布新闻稿,介绍其牵头的 Active Brains 试验。论文已于 2026 年 8 月 28 日在线发表于《柳叶刀·初级保健》。

研究从英国全科诊所招募了 11,500 多名 60–85 岁、有轻度至重度认知障碍的人,随机分成三组,为期 12 个月:

  • 对照组:接受认知测试,并获得一份简短建议,内容包括运动、健康饮食,以及拼图、脑力训练游戏、演奏乐器、合唱、学新语言、社交等“动脑”活动。
  • 网站组:额外使用 Active Brains 网站,网站提供脑力练习和生活方式建议。
  • 网站加辅导组:在网站之外,再由护士等人员提供几次简短的电话或邮件辅导。

按大学新闻稿的口径,12 个月后,对照组中有 28% 的人不再达到认知障碍标准;与对照组相比,网站组的轻度认知障碍人数减少 8%,网站加辅导组的严重认知障碍减少 18%。研究负责人 Paul Little 认为,由于多数参与者本来运动和饮食就较健康,改善主要应归因于这些动脑活动,这属于研究者的推断。

国内转述中出现的“三组约 28%、33%、32% 不再检测出认知障碍”,来自研究者在 The Conversation 撰写的文章,与上面的口径不同,读者不宜把两组数字混在一起比较。此外,试验的另一个主要结局是 5 年后的痴呆诊断,这部分随访仍在进行,因此现在还不能说已经证明这些活动能预防痴呆。

地球系统:从深海到平流层

太阳的 11 年节拍,影响北太平洋“模态水”的形成

模态水是海洋次表层中性质均匀的水团,冬季形成后下沉进入温跃层,把表层的热量和碳带到海洋深处,像一个“储藏室”兼“搬运工”。

据中国科学报经科学网 2026 年 9 月 29 日报道,中国科学院海洋研究所汪嘉宁、刘玲玲等人在《地球物理研究通讯》发表研究,基于约八十年的海洋再分析资料和 CMIP6 单独太阳强迫试验发现:太阳活动极大期之后 1–2 年,北太平洋东部副热带模态水的形成会受到明显抑制;太阳活动极小期则有利于模态水体积增加。

机制上,较强的太阳活动通过平流层—对流层耦合使阿留申低压增强,造成模态水形成区风应力减弱、海洋失热减少、冬季混合层变浅;同时异常风场驱动的埃克曼上升流进一步阻碍水体下沉。这种联系的强弱还受大西洋多年代际振荡调节:暖位相时太阳信号被明显放大,冷位相时较弱,甚至检测不到。作者认为,这也解释了为何 20 世纪 90 年代以来太阳活动在气候中的印记格外明显。

森林排放经季风“搭车”,成为平流层背景气溶胶的重要来源

过去人们通常把平流层背景气溶胶与硫酸盐、火山喷发联系在一起。中国科学院大气物理研究所 2026 年 10 月 3 日经科学网发布的研究给出了另一幅图景。

该所联合暨南大学、兰州大学、美国国家大气研究中心(NCAR)、美国国家海洋和大气管理局(NOAA)和科罗拉多大学,综合九次飞机航测、卫星遥感资料和全球气溶胶—气候模式 CESM1-CARMA 发现:森林和植被排放的挥发性有机物,可以借助亚洲、南美洲、中非、印度尼西亚—澳大利亚等季风区的深对流进入上对流层和下平流层,并形成二次有机气溶胶。飞机观测显示,在亚洲夏季风区 15–18 千米高度,有机物约占气溶胶质量的 50%–70%;季风区下平流层的气溶胶增强可延伸至约 18.5 千米。

研究估算,这类生物源二次有机气溶胶约占全球年均背景平流层气溶胶质量的 40%,每年从对流层进入平流层的通量约为 0.42–0.72 太克,比过去 20 年平均火山气溶胶注入量高约 5%–90%。研究团队同时强调,这并不意味着生物源气溶胶可以简单“替代”火山气溶胶的气候作用,而是说明在没有大型火山喷发的背景时期,地表生态系统通过季风持续向平流层输送有机物。论文发表于 Nature Geoscience。

森林排放经季风深对流进入下平流层并形成二次有机气溶胶的示意图

示意图:根据中国科学院大气物理研究所发布的研究概述绘制,表示输送过程,不按实际高度比例,也非观测原始图像;40% 为模型估算值。

海平面上升,可能为 122 种入侵海洋物种腾出新家

据中新网 2026 年 10 月 3 日电(科学网转载),中国科学家领衔的国际团队在《自然-生态与演化》发表论文,对蓝蟹、中华绒螯蟹、太平洋牡蛎、斑节对虾等 122 种已建立种群的非原生海洋动物进行未来分布建模。

在中等排放情景(SSP2–4.5)下,全球海平面中位数预计到 2050 年上升 20 厘米、到 2100 年上升 56 厘米。团队估计,29 万至 47 万平方公里新被海水淹没的沿海陆地可能成为这些物种的适宜栖息地,下限约相当于意大利国土面积,上限约相当于瑞典国土面积;在所有情景下,入侵物种都可能在其已建立种群的地区拓殖超过三分之二的新淹没区,其中中纬度河口最为突出。风险较高的地区包括美国东部、墨西哥湾、北海沿岸、中国东南部和澳大利亚北部。

这是基于情景的模型预测。作者也提醒,研究存在不确定性,新淹没的栖息地未必总能让物种迅速定居繁殖;他们建议尽早监测,并把海平面上升纳入入侵风险评估。

本刊解读:换个用途的仪器,和不同分量的证据

以下是本刊的综合观察,不代表各研究机构的结论。

把九条新闻放在一起看,有两点值得留意。第一,不少进展来自给既有工具“换个用途”:为宇宙线建的μ子望远镜被用来测雷暴电场,几十年的海洋再分析资料被用来寻找太阳节律,分散在不同季风区的飞机航测被拼成一幅全球图景。第二,这些结果的证据分量各不相同:炎症性肠病的机制主要来自小鼠实验,早产青少年分型是观察性研究,海平面与入侵物种是情景模型,Active Brains 则是大规模随机试验但长期结局未出,Roman 的进展只是调试测试。读新闻时,先分清“这是哪一种证据”,往往比记住一个惊人的数字更有用。

参考来源

  1. Phys.org,《Scientists discover first type I superconductor that breaks time-reversal symmetry》,2026-10-02:https://phys.org/news/2026-10-scientists-superconductor-reversal-symmetry.html;论文 Kataria et al., Physical Review Letters, DOI: 10.1103/drzq-lfn5;arXiv: 2601.07460
  2. NASA,《NASA Checks Roman Guidance System, Takes First Coronagraph Observation》,2026-09-30:https://science.nasa.gov/blogs/roman/2026/09/30/nasa-checks-roman-guidance-system-takes-first-coronagraph-observation/;Caltech 报道,2026-09-30:https://www.caltech.edu/about/news/nasas-roman-space-telescope-takes-first-coronagraph-instrument-observation
  3. Phys.org,《Cosmic-ray particles help probe powerful electric fields inside thunderstorms》,2026-10-02:https://phys.org/news/2026-10-cosmic-ray-particles-probe-powerful.html;论文发表于 JCAP,arXiv: 2603.26112
  4. 中国科学报(科学网),《研究揭示炎症性肠病全新免疫调控机制》,2026-09-30:https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2026/9/202693011546161156099.shtm;论文 Science,2026-09-24,DOI: 10.1126/science.aei0062
  5. 中国科学报(科学网),《研究识别早产青少年脑发育亚型,助力精准风险评估》,2026-09-29:https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2026/9/202692973947568156038.shtm;论文 Molecular Psychiatry,DOI: 10.1038/s41380-026-03741-x
  6. University of Southampton,《Proof that puzzles can reverse cognitive impairment》,2026-09-28:https://www.southampton.ac.uk/news/2026/09/proof-that-puzzles-can-reverse-cognitive-impairment.page;论文 The Lancet Primary Care,2026-08-28:https://www.thelancet.com/journals/lanprc/article/PIIS3050-5143(26)00088-9/fulltext
  7. 中国科学报(科学网),《太阳的11年节拍,如何改写深海储热?》,2026-09-29:https://paper.sciencenet.cn/htmlpaper/2026/9/20269297476833156043.shtm;论文 Geophysical Research Letters,DOI: 10.1029/2026GL122914
  8. 中国科学院大气物理研究所(科学网),《研究揭示生物源排放是背景平流层气溶胶的重要来源》,2026-10-03:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2026/10/572457.shtm;论文 Nature Geoscience,DOI: 10.1038/s41561-026-02115-w
  9. 中新网(科学网转载),《最新研究发现海平面上升助长入侵海洋物种扩散》,2026-10-03:http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2026/10/572461.shtm;论文发表于《自然-生态与演化》