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科技·前沿 | 近期科研成果扫描(3)
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▲粲夸克偶素(J/psi)和质子(p)不变质量谱中的峰状结构是三个五夸克态的贡献
五夸克态研究骨干、本次新发现主要完成者、清华大学工程物理系张黎明副教授表示,2015年首次发现五夸克态只利用了大型强子对撞机一期运行的实验数据,新的研究利用了迄今为止LHCb探测器采集的所有数据。通过重新优化的事例选择条件,信号的接收效率又得到了显著提高。用于这次实验分析的数据有效统计量比2015年时几乎增加了一个数量级,在低统计量时无法观测到的细致结构清晰地显现出来,给予了人们新的惊喜。
1964年盖尔曼提出夸克模型以解释强子(包含重子和介子)的内部结构。夸克模型认为,重子由三个夸克构成,介子由一对正反夸克构成。盖尔曼同时指出,可能存在有别于普通重子或介子的奇特强子态,例如五夸克态。2015年LHCb实验在底重子到粲夸克偶素(J/psi)、质子(p)和K介子的衰变过程中,发现粲夸克偶素与质子的不变质量谱中存在明显的增强结构,进一步的分析表明,需要两个共振态才能很好地描述这个增强结构的效应,分别命名为Pc(4450)和Pc(4380),括号中的数字表示以兆电子伏为单位的粒子质量。此成果入选了英国《物理世界》杂志年度物理学领域“十大突破”和美国《物理》杂志年度物理学领域“八项重要成果”。由高原宁、张黎明和杨振伟组成的清华大学LHCb团队对五夸克态的发现作出了重要贡献。
▲五夸克粒子一种可能的内部结构:由一个粲重子和一个反粲介子构成的分子态
“2015年LHCb发现了五夸克态,但还有很多有趣的问题没有解决,例如,这五个夸克是如何结合成奇特重子的?我们一直在努力探索这些问题的答案,今天似乎有了更清晰的图像。” LHCb中国组负责人高原宁教授表示。
“新的发现使得我们对五夸克态的理解又进了一步。”清华大学工物系杨振伟副教授表示,“这三个五夸克态的宽度都很窄,质量略低于粲重子和反粲介子质量之和,有可能是粲重子和反粲介子形成的束缚态,但目前也不能排除有其它可能的解释。”
清华环境学院胡洪营教授研究组在污水再生处理反渗透膜生物污堵控制领域取得重要进展
3月24日,清华大学环境学院胡洪营教授课题组在水环境领域顶级期刊《水研究》(Water Research)上发表了题为《氯消毒显著加重污水再生处理反渗透膜生物污堵》(Chlorine disinfection significantly aggravated the biofouling of reverse osmosis membrane used for municipal wastewater reclamation)的研究论文。该成果颠覆了氯消毒预处理可控制反渗透膜(RO)生物污堵的传统观念,为RO工艺污堵控制提供了新思路和新视角。
▲氯消毒预处理可控制反渗透膜(RO)的生物污堵
RO膜的生物污堵是污水再生处理RO工艺高效、稳定运行面临的突出难题。目前,主要通过消毒预处理削减RO系统进水中的微生物量、在运行中投加非氧化性抑菌剂等手段对其进行控制。氯消毒是污水处理过程中最常用的微生物灭活手段。然而,该研究却发现氯消毒虽然可有效灭活反渗透(RO)系统进水中的微生物,但却导致了更加严重的生物污堵。
在污水再生RO系统中,氯消毒预处理虽然有效降低了进水微生物总量,但并不能完全杀灭进水中的所有微生物。经群落结构分析,发现5和15 mg-Cl2/L消毒后剩余细菌中耐氯菌的丰度显著升高,且其胞外多聚物(EPS)的分泌量显著增大,EPS中大分子量物质占比也显著升高。在RO系统运行过程中,高丰度的耐氯菌附着在膜表面,长期运行后形成厚度更厚、EPS含量更高、EPS分子量更大的污堵层,造成了更严重的膜污堵问题。
该研究首次发现了污水再生处理RO系统中氯消毒加重膜污堵的现象,并从群落结构角度,分析了消毒预处理对生物污堵的影响,深入解析了其内在机理,从而颠覆了RO系统利用氯消毒预处理控制生物污堵的传统理念,开辟了从微生物群落结构视角控制RO膜生物污堵的新领域。
清华大学环境学院博士生王运宏为文章第一作者,胡洪营教授和巫寅虎副研究员为文章的共同通讯作者。
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High-frequency Micro Supercapacitors with Filter/Oscillator Demonstrations”)的封面文章,首次研制出工作频率突破百赫兹、同时具有高电容密度和电路可集成性的高频微型超级电容器。
文章来源:《航空航天医学杂志》 网址: http://www.hkhtyxzz.cn/zonghexinwen/2020/0714/378.html