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《细胞》
科学家解析人类胚胎发育机制
美国哈佛大学的Yusuf Ilker Yaman和Sharad Ramanathan合作，发现人体类器官对称性发育控制信号传导梯度驱动的分节时钟波。相关论文近日在线发表于《细胞》。
哺乳动物的发育涉及形态的协调，包括轴向伸长、生长发育和神经管形成。
为深入了解控制人类轴向形态生长的信号，研究人员通过诱导多能干细胞空间偶联上皮囊肿的前后对称，发现轴向延伸类器官由神经管组成，两侧为体细胞前中胚层，可按顺序分割为体节。体节细胞分化基因MESP2的周期性激活，在空间和时间上与类器官体细胞前中胚层中，向前移动的分节时钟波一致，这概括了体节产生的关键。时间扰动表明，FGF和WNT信号在轴向伸长和体细胞发生中起着不同的作用，FGF信号梯度驱动分节时钟波。通过生成和扰动类器官，这些类器官同时概括了人类胚胎中多个轴向组织的结构，这项工作为剖析人类胚胎发育的机制提供了手段。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.042
《自然-物理学》
科学家观测并调整波包长度场参数
美国中佛罗里达大学的Ayman F. Abouraddy研究组对光学Broglie-Mackinnon波包进行了观测。相关成果日前发表于《自然-物理学》。
伴随运动粒子的Broglie波包是色散的，缺乏由粒子质量和速度决定的固有长度。Mackinnon提出了一种由色散Broglie相波构造的局域非色散波包，该色散Broglie相波通过粒子和观察者角色的反转具有固有长度。到目前为止，Broglie-Mackinnon波包仍停留在理论阶段。
该团队报道了在异常群速度色散存在的情况下，利用近轴时空耦合脉冲激光场，观测光学Broglie-Mackinnon波包。关键的是，Broglie-Mackinnon波包的带宽有一个与波包群速度和等效质量相容的上限。与先前观测到的线性传播不变波包，在任何轴向平面上的时空轮廓都是X形相比，Broglie-Mackinnon波包的时空轮廓是唯一的O形（相对于空间和时间圆对称）。
通过分析它们的时空光谱结构，研究人员在色散介质中产生无色散Broglie-Mackinnon波包，观察它们圆形对称的时空强度分布和封闭轨迹谱，并调整唯一决定波包长度的场参数。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41567-022-01876-6
高频信号纳米级控制获突破
太赫兹光与纳米波长马侬模式通过自旋轨道转矩耦合，这一成果由德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心的Sergey Kovalev和Ruslan Salikhov小组取得。相关论文近日发表于《自然-物理学》。
基于自旋技术，纳米波可以在太赫兹频率下工作，但需要在超快时间尺度上操作才能实现。例如，基于自旋波（也称为磁振子）的设备需要在纳米波长有效地产生高能交换自旋波。为了实现这一点，需要在磁振子模式和电磁刺激（如相干太赫兹场脉冲）之间进行实质性的耦合。然而，由于亚毫米波辐射和纳米级自旋波之间存在较大的动量不匹配，很难有效地激发太赫兹光的非均匀自旋波。
该团队通过工程薄膜来改进光物质相互作用，以利用局限于重金属/铁磁异质结构界面的相对论性自旋轨道扭矩。使宽带太赫兹辐射激发频率高达0.6太赫兹的自旋波模式，波长短至6纳米。数值模拟表明，太赫兹光与交换支配磁振子的耦合完全来自于界面自旋-轨道转矩。其结果对其他磁性多层结构具有普遍适用性，并使高频信号的纳米级控制具有广阔前景。
相关论文信息：
https://doi.org/10.1038/s41567-022-01908-1
