23 February 2007 Vol 315, Issue 5815, Pages 1049-1154
中世纪伊斯兰设计揭示了数学突破
一项新研究提出，中世纪伊斯兰工匠发明的一个用来设计华丽瓷砖表面图案的制造过程，使他们能够生产复杂的图案，而这种图案欧洲在几百年后才了解。许多中世纪伊斯兰建筑的墙上有华丽的几何星形和多边形的girih图案，通常上面还叠加有Z字形的线网。研究人员通常认为中世纪的工匠是用直尺和圆规构造这些图案的。哈佛大学的Peter J. Lu和普林斯顿大学的 Paul J. Steinhardt现在显示，这些13世纪的工匠用的是一组装饰用多边形瓷砖来产生这些图案的，文章作者称之为girih瓷砖。Girih瓷砖的方法比过去的方法效率更高也更精确，这表明伊斯兰数学和设计有重要的突破。到了15世纪这些瓷砖图案变得特别复杂，其中有些图案被现在的数学家称为“准晶体”，也就是1970年代初Roger Penrose首先证明的有名的Penrose图案。在这项研究中，作者显示伊斯兰建筑师在1453年用两种不同尺寸的girih瓷砖创造出重叠的图案，构成几乎完美的准晶体图形，其中的数学步骤直到500年后西方才有搞清楚。
报告：Decagonal and Quasi-Crystalline Tilings in Medieval Islamic Architecture, Peter J. Lu and Paul J. Steinhardt
克洛维斯文化的新年代
对克洛维斯(Clovis)文化物质新的放射性碳年代测定、以及对过去材料的年代的重新评价表明，这个群落在美洲居住的时间比过去认为的要晚、也要短。人们过去曾认为克洛维斯文化是美洲最早的。人类学家Michael Waters和Thomas Stafford Jr.提出，以其特有的打猎用的尖器为特征的克洛维斯人可能不是美洲最古老的居民。研究人员重新估计了所有的克洛维斯考古点发现的材料，排除了其中不能算人工制造的或不能准确定年代的物品。然后他们从五个没有准确年代的地点收集了精确的放射性碳材料，他们还确定了另一个地点的人类遗骸的年代。所有这些年代的测定缩小了过去认为的克洛维斯人的时间区域，1950年前的放射性碳年代测定给出的区间是11,500年前到10,900年前，修正后的年代是11,050年前到10,800年前。研究人员认为，克洛维斯文明持续了几百年，可能不是美洲最早的文明。
报告：Redefining the Age of Clovis: Implications for the Peopling of the Americas, Michael R. Waters and Thomas W. Stafford, Jr.
超新星气体环的来源
非同寻常的超新星1987A的一个三维计算机模型模拟了研究人员认为发生在上万年前的两个恒星的碰撞，并解释了这个三环超新星的许多特征。Thomas Morris和Philipp Podsiadlowski创造了一个两个恒星合并的流体动力学模型，对角动量以及来自两个恒星的气体加积的具体模拟表明发生了两次爆炸：一次爆炸形成了滴漏形状的物质摒弃，第二次爆炸产生了较小的气体膨胀。这些爆炸能解释围绕爆发恒星的三个气体环，其中两个环来自喷发的滴漏，另一个环来自第二次爆炸。这个1987年发现的超新星是自从开普勒1604年观察到超新星后，用肉眼能看到的第一个，今年2月是它发现的20周年。
报告：The Triple-Ring Nebula Around SN 1987A: Fingerprint of a Binary Merger, Thomas Morris and Philipp Podsiadlowski
火山产生的“脏”雷暴雨
研究人员首次直接观察了火山爆发中产生的闪电，为这个人们了解甚少的现象提供了详细的信息。在本期一篇简报中，R. J. Thomas和同事描述了阿拉斯加奥古斯丁火山爆发中闪电活动的两个阶段。第一个阶段来自爆发本身的电荷充电，过去研究人员不知道其存在。第二个阶段涉及火山羽状烟中存留的充电。因为火山爆发还产生大量的水和灰，文章作者提出这些爆发的行为也许像“脏的雷暴雨”。
简报：Electrical Activity During the 2006 Mount St. Augustine Volcanic Eruptions, Chris H. Okubo and Alfred S. McEwen
提高中子源的能量
正当世界上最强的中子源-散列中子源-即将投入使用之际，Andrew Taylor和同事呼吁开展下一代中子源的研究。在本期的这篇综述中，他们提出合并中子散射与快速增长的惯性约束聚变这两个领域，从而在今后几十年中使中子研究的能量增加几个数量极。同步X射线源的能量一直在快速增长，下一步的能量提高看来是在自由电子激光器，文章作者提出中子源将靠实验室产生的热核燃烧研究来提高能量，这种研究现在正在先进的发电厂中进行。中子是X光源的一个宝贵的补偿，因为它们能用来为几乎所有的固体和液体提供结构与动态信息，中子在寻找结构中的氢原子、分辨原子的热运动与结构细节、以及定位材料中的磁性结构上比X光有更大的优越性。改进的中子源将为许多科学领域的进展提供手段，包括凝聚态物理、化学反应、工程、生物、以及地质行星科学。
综述：A Route to the Brightest Possible Neutron Source? , Andrew Taylor, et al.
用透射电子显微镜成像小分子
研究人员在一篇简报中报告，他们用接近原子的分辨率观察到单壁碳纳米管中的单个的、有机小分子。Masanori Koshino和日本的同事测量了直径为0.9到1.2纳米的碳纳米管中的碳氢链，他们用的纳米管的直径与这些分子的大小差不多。研究人员检验了这样一个原理：如果小分子能够被局限在一个适当的视野内，则可以用透射电子显微镜来测量单个分子的结构动力学。科学家过去曾假设碳氢链会被电子的撞击损坏，所以许多人不愿意尝试这个方法。
科学特快简报：Imaging of Single Organic Molecules in Motion, Masanori Koshino, et al.
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