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知否

2015-09-10

方圆 2015年10期
关键词:天文台微波炉天文学家

Q “质子重离子医院可定向爆破肿瘤”是怎么回事?这能替代传统的治疗方法吗?

A “定向爆破”有一定根据,但稍显夸张。恶性肿瘤治疗有三种传统疗法:手术、化疗和放疗。放疗就是用一定能量的放射线去杀灭肿瘤细胞。常见的治疗用放射线包括X射线,γ射线,电子线;不太常见的放射线包括质子,中子或重离子(例如碳离子)等等。射线没长眼睛,它既有可能杀伤肿瘤细胞,也有可能杀伤正常细胞。不过相比正常细胞,某些类型的肿瘤细胞对射线损伤更敏感,所以从理论上讲,对患有这样的患者实施放疗就有机会控制肿瘤进展,或者根除肿瘤。因此,医生会要求放疗技术人员设法将射线能量汇聚在需要照射的肿瘤部分,尽量避开需要受保护的正常组织。

在实际治疗中,技术人员往往会从多个角度对同一肿瘤病灶照射。在类似的多角度照射方案中,与X射线相比,质子束治疗不但更好地保护浅层组织,还能完全避免照射深层组织。这在实际治疗中有非常重要的意义。质子束治疗还有一个特殊之处,它会让受照人体区域中的一部分本来没有放射性的原子带上放射性(主要是正电子射线,半衰期很短)。在正常治疗中,带有放射性的人体区域不会对患者本人造成大剂量的照射,但却可以帮助技术人员验证治疗计划的实施效果。用PET/CT扫描受照人体区域,得到放射性原子的强度分布,就可以重建患者在质子治疗中的实际受照情况,为下一步治疗提供依据。这在X射线治疗中是无法直接做到的。

精确制导导弹并不能完全替代普通炮弹,质子治疗也是如此。一个重要的原因是贵。据《放射治疗和肿瘤学》的一篇论文,质子治疗设施和X射线治疗设施的平均造价分别是9500万美元和2300万美元;每年的成本投入是2500万美元和960万美元;单次治疗的收费是740美元和230美元(一个疗程通常是20-30次治疗)。《绝命毒师》里的老白得了晚期肺癌,接受的正是普通的X射线治疗。他在剧中因为缺少治疗费用并且对生活绝望而走向了犯罪道路,如果他接受的是质子射线治疗,不知道编剧又会搞出什么狗血情节来。(解答人Sheldon:理论物理博士)

Q 科学家捕捉到了神秘脉冲信号,研究十几年发现是他们天文台里的一个微波炉,是真事吗?

A 这是真事,可惜不够准确。天文学家的基本功就是预先寻找各种可能的噪声来源,在处理数据时把噪声尽量除去,最后得到“干净的”信号。文中所谓的“神秘信号”确实被起了一个奇怪的名字佩利冬(peryton:一种半鹿半鸟的怪兽),但天文学家早就知道它不可能是文中所谓的“蒸发的黑洞”、“合并的中子星”,或者“外星人联络信号”,因为它不是从一个点发出的,而是从一小片区域发出的——这是典型的本地干扰噪声。加上佩利冬的其他特征,天文学家怀疑它其实是一种人为制造的无线电干扰。

2014年年底的时候,澳大利亚天文学家分别在派克(Parke)和另外一个观测站上安装了专门检测人为无线电干扰的仪器。结果发现,这种干扰只有躺枪的派克天文台有,另一个观测站没有。而且,频率为1.4GHz的噪声出现的时候,同时还会探测到2.3~2.5GHz的噪声。所以,天文学家断定干扰来自派克天文台之内的一种设备。再仔细研究噪声出现的时间,发现它在上班时间出现得特别频繁,所以强烈怀疑这事是微波炉干的。这个信号第一次出现是在17年前,也就是1998年。但两台微波炉已经在天文台里工作了超过27年。

其实故事的开头本来可以写得更奇葩:“话说,17年前,一群天文学家突然在7分钟内捕捉到16个神秘信号,其中约有一半信号的产生时间前后相差22秒。”为啥会有22秒的间隔?天文学家怀疑微波炉有一种“时断时续”的工作模式会导致磁控管一会儿打开,一会儿关闭。他们找到了微波炉的说明书,果然有这样一种工作模式周期正好是22秒。(解读人Sheldon:理论物理博士)

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