这 10 位科学家即将改变世界

无论在职业生涯的任何阶段，在自己的科学领域留下切实的印记都是一项了不起的成就。每年， 《大众科学》都会表彰 10 位起步早、成绩斐然的早期研究人员：十大杰出研究人员。这些研究人员已经是各自领域的创新者和变革者。他们提出未曾提出的问题，采用新颖的方法，寻求不存在的补救措施。无论他们是出于满足需求的愿望、追求正义还是纯粹的迷恋，毫无疑问，这些获奖者都将让世界变得更美好。从更公平的人工智能到自组装实验室器官，再到潜在的新物理定律，这些崭露头角的研究人员的开创性工作让我们得以一窥未来的前沿科学。虽然他们已经引起了人们的关注，并获得了一些最负盛名的学术奖项，但这些专家才刚刚起步。他们接下来会想到什么呢？

MyDzung Chu：解决亚裔美国人社区内的环境健康差异
Woojin Han：设计微环境以培养肌肉干细胞
玛丽·卡斯韦尔·斯托达德：探究鸟蛋的奇妙之处，建设更美好的世界
卡拉·麦金利：了解子宫如何再生
蒂娜·拉西西 (Tina Lasisi)：了解人类皮肤和头发的多样性
布伦丹·基思 (Brendan Keith)：为旧数学注入新活力
卡洛斯·阿圭列斯-德尔加多：利用南极冰层解开太空之谜
昆顿·史密斯：培育器官解决健康差距
Robin Brewer：利用人工智能赋能边缘化社区
罗纳德·加西亚·鲁伊斯：​​用激光探寻宇宙的起源

解决亚裔美国人社区内的环境健康差异

美国在收集其增长最快的移民人口健康数据方面存在很大问题。亚洲人来自几十个国家，每个国家都有自己的语言和文化。有些人以学生身份来美国，有些人持工作签证来美国，还有很多人以难民身份来美国。亚洲移民的社会经济背景各异，但公共卫生研究人员经常将他们的数据归为一个群体。

这种汇总似乎表明，美国亚裔的平均健康状况相当良好。但塔夫茨医学中心环境流行病学家 MyDzung Chu 表示，这掩盖了社区内弱势少数群体的经历。

Chu 的使命是梳理美国亚裔健康问题的细微差别，尤其是在地方层面。她研究波士顿唐人街社区，调查可能隐藏在更大趋势中的环境健康差异。她的研究结合了当地团体和个人的意见和反馈。正在进行的一个项目名为“唐人街英雄”，与 John Durant、Ponnapa Prakkamakul 和亚洲社区发展公司合作完成，涉及绘制唐人街公园和其他露天空间的高温和污染地图——这两个与气候变化相关的变量已知会直接损害健康，最终目的是教育社区并倡导改变，使这些空间更健康。

朱说，唐人街是波士顿最热的街区。看看她的研究小组最初绘制的露天空间地图，不难看出原因。该地区的许多公共空间都是铺砌的，在阳光下炙烤，而阴凉的绿地往往位于唐人街的外围。

为了更深入地了解这些差异对健康的影响，Chu 和她的团队在 2023 年夏天在每个露天场所安装了传感器，以测量颗粒物、热量和湿度。他们开着一辆充当移动监测站的货车在该地区巡视，测量二氧化碳、烟尘和二氧化氮等污染物。他们还评估了这些空间的设置，并注意到每个区域有多少铺砌、有多少遮荫或有多少绿化等因素。他们将于今年秋季晚些时候开始汇总数据。

最终目标是“以一种非常容易理解的教育方式将所有这些数据分享给唐人街的居民”，Chu 说，并利用这些数据推动变革。Chu 的团队将与社区合作伙伴合作创建论坛和研讨会，教育唐人街居民了解气候和高温危害，以及保持健康的策略。他们还会征求当地人的反馈，包括他们希望在公园和绿地中看到哪些类型的改造。“我们将记录下来并与全市分享，”Chu 说。

对于在马萨诸塞州西部一个关系紧密的越南社区长大的 Chu 来说，这种工作感觉很自然。她的父亲是一名从事结核病宣传工作的公共卫生工作者。“他总是在社区里看望病人，看望越南社区中患有结核病或有患结核病风险的新移民和难民，”她回忆道。在获得史密斯学院神经科学学士学位、埃默里大学公共卫生硕士学位和哈佛大学陈曾熙公共卫生学院博士学位后，她学会了如何在社区宣传的基础上运用严谨的研究方法，“追随父亲的脚步”是“非常有意义的”。

朱女士了解到，这项工作需要研究人员和他们希望研究的人之间建立大量的信任与合作。这意味着要参加社区活动，倾听人们的担忧，并了解当地和文化背景。这条道路促使她与当地组织波士顿唐人街社区中心和亚洲妇女健康组织合作，研究如何改善社区成员的文化响应能力培训，这些社区成员通常是心理健康危机期间的第一响应者。朱女士和她的合作者组织了焦点小组，以评估唐人街居民的心理健康需求，并了解哪些障碍（如耻辱或缺乏医疗保险）阻碍了他们寻求治疗。他们评估了现有的急救员培训课程，发现了一些差距，导致受训人员无法应对某些问题，例如亚裔青少年自杀倾向或跨性别亚裔人士面临的心理健康挑战。朱女士和她的同事将他们的研究结果报告给了开展心理健康急救员培训的组织。朱先生表示，还有很多工作要做，尤其是这些培训将以不同的语言推出，“但我对这项工作感到非常自豪，因为我认为我们能够做一些真正有影响力的事情，即使资金只有一点点。”

Chu 表示，人们在数据中看到自己的经历是一种验证，而这些见解可以让他们向市县官员提出基于证据的论据，以改善社区。但她强调，如果研究人员不听取他们想要研究的人的意见并向他们学习，那么这一切都不会发生。“这就是我们真正能够创造出创新、相关且有影响力的东西的方式，”她说。 —HS

构建微环境以培养肌肉干细胞

如果你走进Woojin Han 的纽约实验室，你可能会看到一排排像果冻一样的微小样品，每个样品大约有五美分硬币那么大。虽然这些无色的斑点看起来不起眼，但 Han 解释说，它们本质上是一个 3D 培养皿。作为西奈山伊坎医学院的骨科助理教授，Han 正在尝试对水凝胶（这些无色的斑点）进行生物工程改造，使其类似于骨骼肌干细胞的自然微观环境。

韩说，他们的目标是制作一种培养基，让干细胞“在不丧失自我更新能力（我们称之为‘干细胞特性’）的情况下增殖”。干细胞之所以特殊，正是因为它们尚未分化。它们是人体的原材料，具有发育成各种不同细胞的潜力。除了胚胎开始构建身体时产生的完全灵活的干细胞外，大多数成人组织（包括肌肉）中也存在干细胞。肌肉干细胞可以根据需要产生新的骨骼肌（人体中最常见的肌肉类型）。但这种多变性使得干细胞难以在实验室中培养。当它们被放入培养皿中时，它们会立即开始分化，变成某种类型的成熟细胞。如果韩的团队能够模拟这些干细胞在我们体内生长的特定微观环境，那么这将为干细胞疗法和移植开辟新的途径。 2022 年，他从美国国立卫生研究院获得了 220 万美元的资助，以继续进行这项研究。不起眼的水凝胶块是关键。

为了制造出能够让干细胞在模糊状态下茁壮成长的水凝胶，Han 和他的团队必须考虑许多变量，例如硬度、形状、化学成分等。他发现，较软的凝胶可以更好地重现肌肉组织的相对硬度，并帮助干细胞保持干细胞特性，而当水凝胶被挤压成肌肉纤维的形状时，其成功率似乎更高。

观察骨骼肌干细胞在体内如何生长是关键。通常，它们一侧夹在肌肉纤维之间，另一侧夹在位于身体组织之间的基底膜之间。“有证据表明，这种不对称分区的微环境在控制细胞如何建立极性并开始引导细胞分裂过程方面起着非常重要的作用，”他说。它创造了一种微妙的平衡，使干细胞能够增殖，但不会分化。为了重现这种不对称，韩和他的团队开发出了一种“三明治水凝胶系统”，即将细胞嵌入两种不同的水凝胶之间。“我们在材料工程方面取得了很大进展，现在我们开始深入研究生物学的细节。”

2015 年，当韩在佐治亚理工学院担任博士后研究员时，他就已经对再生医学产生了兴趣。“我一直对这样一个事实很感兴趣：尽管我们的肌肉在轻微受伤的情况下具有非常惊人的再生能力，但它们在更严重的伤害或疾病中却无法再生，”他说。韩开始研究水凝胶等生物材料，以研究如何提高移植后的细胞存活率，移植后，供体的骨骼肌干细胞开始在宿主体内产生新的肌肉纤维。他看到了一个潜力无限的世界。一种更好的培养骨骼肌干细胞的培养基可以帮助使干细胞疗法成为治疗严重肌肉疾病患者的可行方法。

此类治疗的研究仍在进行中。但就目前而言，“还没有办法获得大量此类细胞，因为它们在体内非常稀少，”韩说。从长远来看，韩希望能够从患者活检样本中提取骨骼肌干细胞。利用韩的水凝胶作为介质，实验室将能够增殖这些干细胞，收集它们，并将它们注射回患者体内。这可以帮助创伤性体积肌肉损失和肩袖损伤患者的肌肉愈合和再生。韩说，理论上，这甚至可以逆转杜氏肌营养不良症等疾病所见的损伤，杜氏肌营养不良症是一种导致肌肉纤维逐渐变弱的遗传性疾病。但这一切都是在遥远的未来，“仍有许多未知数。”

韩承认，充分重塑维持肌肉干细胞永久活力所需的微环境是一项艰巨的任务。但韩和他的同事将继续改进他们的水凝胶，努力尽可能延长“干细胞”的寿命。 —HS

探究鸟蛋的奇妙之处，建设更美好的世界

鸟类一直是玛丽·卡斯韦尔·“卡西”·斯托达德生活中的一部分。她的母亲和祖母都是鸟类观察爱好者，从小她就对鸟类产生了浓厚的兴趣。

在耶鲁大学获得生物学学士学位后，斯托达德在剑桥大学攻读了动物学博士学位。她开始研究杜鹃——一种偷偷将蛋产在其他鸟类巢穴中的鸟。“为了逃避这种行为，杜鹃进化出了出色的蛋色和图案模仿能力，”她说。“杜鹃是让我对所有这些关于蛋的问题产生兴趣的切入点。”2016 年，她进入普林斯顿大学，对这一领域产生了浓厚的兴趣，现在她是该校生态学和进化生物学副教授。

蛋的形状尤其引起了她的好奇。斯托达德可以对许多可能的变化进行诗意的描述。“虽然蛋的形状很像鸡蛋，但许多海鸟的蛋却很尖，”她说。“蜂鸟的蛋看起来像 Tic Tac 糖果，猫头鹰的蛋像高尔夫球一样圆。”但科学家们长期以来一直缺乏对这种变化如何发生以及为什么发生的确切理解。

有一种理论认为蛋的形状与营养有关。猫头鹰的蛋是球形的，表面积与体积的比率较小，这可能是由于鸟类饮食中缺乏钙质而产生的。另一种学派认为，鸟类每次产下的蛋的数量可能会影响蛋的形状，以确保它们都能完美地安放在巢中。还有一种理论认为，尖尖的形状（如筑巢在悬崖边的海鸟产下的蛋）可以防止孵化中的雏鸟从悬崖上滚落。但这些理论都没有经过足够大的样本量测试，也没有经过足够全面的研究来得出有意义的结论。

为了弄清鸟蛋形状多样性的原因和方式，斯托达德带领一个由生物学家、计算机科学家、数学家等组成的多学科团队，分析了大约 1,400 种鸟类的 49,000 多枚鸟蛋。这项研究让斯托达德的实验室接触到了各种跨学科方法。她的实验室还在研究鸟类生物学的其他方面，包括正在科罗拉多落基山脉进行的一项关于蜂鸟视觉的研究项目。

研究团队将鸟蛋的形状转化为数学模型，并结合栖息地、饮食和每个物种每次产卵数量等数据。他们发现，预测鸟蛋形状的最佳指标之一是飞行能力。“飞行能力强的鸟类——飞行距离长或迁徙距离长的鸟类——往往会产下更椭圆或更尖的蛋，”斯托达德说。该团队于 2017 年在《科学》杂志上发表了他们的研究成果。

其理论认为，飞行能力强的鸟类拥有更流线型的身体结构，这使得骨盆能够产出更长更薄的蛋。斯托达德承认，这可能不是蛋的大小和形状背后的唯一进化力量，不同的物种可能由于不同的进化压力而产下外观相似的蛋。但她说，当你查看来自 1,400 种鸟类的综合数据时，飞行是一个强有力的预测因素。

现在，斯托达德的实验室将注意力转向贝壳本身。“目前，我们团队的一个主要重点是了解贝壳的生物力学特性，”斯托达德说。“这让我们走上了一条全新的道路，带来了一整套全新的问题和工具。”

她说，蛋壳是一种迷人而独特的材料：它非常轻，而且组装起来非常快。最重要的是，它既坚固又易碎。保护成长中的雏鸡的蛋也必须让里面的幼雏在需要的时候挣脱。“我和我的同事认为，我们对蛋壳的了解可以应用于设计具有特殊机械性能的新型合成材料，”斯托达德说。“例如，有时我们希望玻璃窗从外面很难打破，但从里面很容易打破。”

研究蛋壳也有着令人着迷的科学意义。了解蛋的形成过程和原因，可以让我们了解鸟类如何在恐龙同类灭绝时繁衍生息，以及它们可能如何受到气候变化的影响。

斯托达德说，在她的实验室里，问题总是根植于鸟类进化。“我们的问题始于鸟类……根植于进化生物学，”她说。但她和她的同事们利用一切可能的工具和学科来寻找答案——他们跟踪研究的进展。 —HS

了解子宫如何再生

作为一名博士后研究员，卡拉·麦金利偶然发现了一些研究，这些研究激发了她的兴趣，并改变了她的科学轨迹：研究人员刚刚开发出在培养皿中培养微型子宫的新方法。当时，麦金利正在加州大学旧金山分校研究肠道的再生愈合特性。但她对子宫生物学了解得越多，她就越想知道。

子宫有点异常。随着年龄的增长，我们的身体会因衰老、疾病和创伤而受到损害。身体通常可以修复或替换自身的一部分，但并不完美。疤痕会形成并累积，使大多数组织随着时间的推移功能减弱。

但子宫的情况略有不同。每个月经期间，子宫都会脱落全部或大部分内膜（子宫内膜），然后完美地重建脱落的部分，不会留下任何疤痕。子宫并非不会受伤；某些医疗程序和感染会留下疤痕组织。但子宫通常能从怀孕和分娩的身体创伤中恢复过来，这真是一个奇迹。“这是一个独特而强大的系统，有助于了解人类的再生能力，”麦金利说，他现在是哈佛大学干细胞和再生生物学助理教授，也是霍华德休斯医学研究所的弗里曼·赫拉博斯基学者。

她说，对月经和子宫再生的研究仍然很少。但研究这些过程可以为未来的医学治疗开辟广阔的可能性。例如，了解这种有规律、无疤痕再生背后的机制可以帮助科学家促进其他组织和器官的类似愈合。更全面地了解月经的工作原理也可以治疗月经量大或痛经。

该领域的许多科学家通过在培养皿中培养小型子宫类似物来研究这些可能性。麦金利说，“许多出色的成果”都来自这些方法。但她的实验室更感兴趣的是研究活体子宫。研究人体器官功能的科学家倾向于使用小鼠或大鼠作为模型。在某些方面，它们的生物学特性与我们十分相似。但实验室中通常使用的物种不会来月经。事实上，大多数哺乳动物没有月经周期。在啮齿动物中，只有一种——开罗刺鼠 ( Acomys cahirinus )——已知有月经周期。麦金利的实验室将它与普通实验室小鼠一起使用，普通实验室小鼠经过诱导也会经历类似月经的过程。

麦金利说，从动物全身的角度来研究月经是了解我们自身身体系统的关键。“月经是一个非常复杂的过程，我们还不知道影响它的所有因素。”研究刺鼠月经将有助于她找出哪些变量有助于子宫内膜的再生能力。麦金利计划研究哪些细胞负责重建子宫内膜。她关于这个主题的最新研究是一篇发表在《年度评论》上的论文，该论文总结了科学家目前对子宫修复如何在不留疤痕的情况下进行以及为什么某些医疗程序后会出现疤痕的了解。

生殖健康是麦金利学术热情的自然目标。她长期以来一直对科学领域的性别平等问题感兴趣。2019 年，她创立了一个名为 Leading Edge 的项目，致力于增加女性和其他性别少数群体在生物医学研究领域的存在感。

据世界卫生组织统计，全球有近 20 亿育龄妇女。但 McKinley 表示“对子宫的研究，特别是非妊娠子宫的研究，很少受到科学界的关注”。部分原因是人们对月经普遍存在禁忌和偏见。长期以来，人们往往只关注胎儿发育，而忽略了女性生殖健康的所有其他方面。但也存在技术限制：子宫几乎不是最容易接触的身体部位，月经时间也并不总是规律或可靠的。此外，在 2016 年证实开罗刺鼠有月经之前，研究人员还缺乏研究这一过程的良好动物模型。这些都是科学家在设计研究时必须考虑的因素。

麦金利认为，这些障碍不应该成为科学研究的障碍。她认为，全世界大约有 20 亿人的子宫能够每 28 天左右脱落和再生一次，他们值得对生殖健康进行扎实的研究。探索一个有如此多未知数的领域——并且可能对如此多的人产生影响——是非常令人兴奋的。但麦金利认为这不仅仅是一个发现的机会。“我们也认为这是一种义务，”她说。 —HS

了解人类皮肤和头发的多样性

尽管在多元文化家庭中长大，蒂娜·拉西西 (Tina Lasisi) 却从未过多考虑过多样性的生物学。多样性是存在的，但她并没有过多考虑过其生物学。这种情况在 2011 年剑桥大学生物人类学本科课程上发生了改变。一位教授向拉西西和她的同学们展示了皮肤色素沉着变化图如何与世界各地紫外线照射的差异几乎完美重叠。她顿时灵光一闪。

拉西西对肤色和黑色素沉着被解释为抵御有害紫外线的保护力量感到着迷。“太酷了，这解释了肤色和为什么我是棕色的，”她回忆道。但她立即问了第二个问题：“那我的头发呢？”她解释说，“这是非常黑人女性会做的事情。”和皮肤一样，头发是一种高度种族化的身体特征，黑人，尤其是女性，经常感到有压力要捍卫或改变它。

如果肤色可以通过黑色素来测量，并根据紫外线照射强度进行映射，那么拉西西想知道，是否有类似的方法可以量化头发并试图找到与地理的联系？她开始寻找头发多样性的进化解释，特别是头发形态和卷曲度。没有人能给她一个很好的答案。科学文献很少。她发现的少数几篇专注于头发多样性的研究并没有探究不同头发质地的进化功能——也没有一篇试图量化不同的质地。

于是拉西西开始磨练自己的方法论。她开发了一种测量人类头发形状变化的方法，即从单根头发中取出碎片，测量其曲线，并使用美国国立卫生研究院的 ImageJ 程序分析和量化不同人的头发。她于 2016 年在《美国体质人类学杂志》 （现称为《美国生物人类学杂志》）上发表了她的研究成果，并于 2021 年在《自然科学报告》上发表了一项后续研究。

拉西西说，目前描述卷发的许多方式都充满偏见：卷曲、卷曲、难以梳理、脆弱。“许多这些指标都带有偏见和偏见，”她说，“因为它们里面有一套价值观。”

在那个形成性的本科班之后的 12 年里，拉西西在宾夕法尼亚州立大学攻读博士学位期间，一直致力于解答有关头发形状和多样性的未解答问题，之后在同一所大学完成了以科学交流为重点的博士后研究职位，并在南加州大学完成了第二个专注于法医遗传谱系的博士后研究职位。现在，她作为密歇根大学的人类学助理教授管理着拉西西实验室。她说：“我真的想专注于建立我的实验室，这样我们就可以成为那些想要定量和准确测量头发样本以用于各种目的的人的中心。”

如今，拉西西已成为头发形态和功能方面的顶尖专家，她希望探索的问题远远超出了卷曲模式的变化。例如，拉西西对研究激素和头发生长之间复杂的相互作用感到兴奋。“你可能体内有大量睾丸激素，但仍然无法长出满脸胡须，”她说，“或者仍然会脱发。”这些关系尚不清楚，但可能会改变脱发的治疗方法和性别肯定护理的选择。拉西西还在开展对面部毛发和皮肤多样性的研究，以帮助减少人工智能的偏见。你可以在庞大的数据集上训练人工智能，“但如果你不了解给定变体的结构，你可能会在不知不觉中创建一个有偏见的训练数据集，”她说。

Lasisi 目前在这一领域的重点是收集尽可能多的头发数据，包括遗传信息。“有很多很棒的资源和数据库，里面有遗传数据，各种科学数据，”Lasisi 说，“但它们包含的关于头发的数据（如果有的话）是分类的、主观的，通常是自我描述的”，这意味着人们提供了自己对自己头发的非标准化描述。Lasisi 实验室必须继续收集头发样本的工作，以获得足够精确和准确的测量结果，以回答她提出的问题。它还将擦拭唾液以收集头发捐赠者的遗传数据。

除了在医学和人工智能方面的潜在应用外，对人类多样性背后进化的更多理解可以增强人们的权能。拉西西最近的一篇论文提出了证据，表明人类头发的进化是为了保护头部免受阳光照射，而紧密卷曲的头发可以提供最大的防晒保护，同时还能让头部通风降温。拉西西说，了解你的性格特征是如何形成的可以改变你对自己的看法。了解到那项将紫外线和皮肤黑色素沉着联系起来的研究让她对自己的外表有了新的认识。她希望在未来的几年里为许多其他人做同样的事情。 —HS

为旧数学注入新活力

计算机模拟触及我们生活中的方方面面。布朗大学应用数学助理教授 Brendan Keith 表示，制造业的每个分支（造船、工程、航空航天等）都基于过去六十年左右开发的一系列算法。这些类型的算法被称为有限元方法，可帮助像 Keith 这样的研究人员预测物体在不同环境中的行为方式。您可以看到为什么这对在摩天大楼上工作的工程师或建造巨型货轮的制造商特别有用。

小时候，布伦丹·基思从未想过自己会成为自称“计算科学书呆子”的人。但他爱上了高中物理，渴望模拟各种倾斜物体在空中飞行的距离并估计它们会落在哪里。最终，他将注意力从物理转移到几何学，最后转向应用数学，并于 2013 年在加拿大麦吉尔大学攻读硕士学位。五年后，他在德克萨斯大学奥斯汀分校获得了计算科学、工程和数学博士学位。现在，他运用理论试图解释我们周围的世界。

作为布朗大学的助理教授，基思正在为古老的数学注入新的活力。他目前正在尝试用一种他称之为近端伽辽金的方法（最近加入到以苏联数学家鲍里斯·伽辽金命名的一组方法中）来更新古老的技术。

问题在于如何让模拟与现实世界保持一致。这包括在计算机模拟过程中防止一个物体穿透另一个物体，这种错误使得预测屏幕外事物如何发展变得更加困难。例如，当飞机制造商模拟飞行过程中空气如何流过喷气机翼时，他们需要确保气压条件反映现实。到目前为止，准确模拟这种情况而不违反现实物理定律并因此破坏计算机模型一直很棘手。因此，Keith 和他的同事 Thomas Surowiec 找到了一种方法，在计算机上“将问题分解成小块”，对每个小块进行数学变换，运行模拟，然后重新组合它们。

他们的新解决方案最终减少了这类工作所需的时间和成本，最重要的是，防止计算机模型失控；例如，近端 Galerkin 方法可以防止钢材进入电线杆，而不是缠绕电线杆，从而帮助正确运行汽车碰撞模拟。今年，Keith 从能源部获得了 80 多万美元的资助，用于完善这项研究以及他正在研究的其他新数值方法。

Keith在2021年还获得了更高的计算，他有助于凝视黑洞的新机器学习技术。创建称为引力波的涟漪。）但是，该过程耗时且昂贵，并且可以使用Keith的技术进行超级计算机。

凭借他的新资金，基思希望将他的近端盖尔金方法应用于各种领域的研究人员，现在正在考虑更好地了解骨折的方法，设计大桥梁，并模拟车辆崩溃，实际上有很多可能的事情。 ers。

基思说：“我的梦想是实际开发了人们在50年内仍在使用的算法

用南极冰解决太空之谜

数十年来，物理学家已广泛接受了我们的宇宙。 e。

标准模型中的另一个孔：它没有解释中微子的关键事实，这是每秒中性粒子的类型。 它们实际上是宇宙中质量最丰富的颗粒。

“粒子物理学家就像侦探一样，”哈佛大学物理学助理教授卡洛斯·阿格勒斯·戴尔加多（CarlosArgüelles-Delgado）说：

这种差异在十年前就在秘鲁的祖国完成了一个物理大师的计划时，就吸引了他们，就像当时的许多拉丁美洲物理学家一样，他们的学术顾问对构建的构想缺乏企业，这使得Argüelles-delgado当时确实变得很像。他们认为，这种重点是促使他们挖掘计算并试图了解令人困惑的粒子。

这是一个特别困难的任务，因为中微子很少与其他类型的物质相互作用，这是“幽灵粒子”的昵称。

中微子可能很难发现：您只需要在麦迪逊大学的威斯康星州的arguelles-delgado工作，在2015年获得物理学博士学位它们与冰相互作用，产生了带电的颗粒，该颗粒发出了称为Cherenkov辐射的蓝色光芒，以记录光图案，以衡量到达中微子的方向和能量。

自2011年推出以来，Icecube已发现中微子充满了宇宙中一些“最暴力”的位置的能量，因为它们以直线方式旅行，因为它们是无力的，他们无法被大多数其他形式的物质中断或重新指导的产品 - 这些杂乱无章的中产阶级。

许多观察到的中子是从太阳或我们的大气层中拉开的，而去年，iCecube却从4700万光年的光线中捕捉到了一个相对较高的黑洞。例如，他们通过此信息筛选了新的见解。

这种ICECUBE数据是由Argüelles-Delgado及其全球各地的同事所研究的，可以帮助您寻找难以捉摸的暗物质，可以仔细研究黑洞，甚至确定了物理学的新定律，因为中微子可以直接朝着调查现象（例如Aperp of Perp of Perp protprists of Perprants the Crim犯罪现场）。

在接下来的十年中，ICECUBE将获得更高的传感器和校准设备，并大约八倍的分辨率

生长的器官解决健康差异

在人类试验中，最多有90％的新药失败了，因为证明对动物受试者安全的物质最终对人有毒，但是高科技的解决方案可以使我们更有效的药物，较少的打ic：从干细胞中生长从干细胞中，模仿我们的器官以及如何与药物相互作用。

这个未来派的领域吸引了 到 昆顿·史密斯（Quinton Smith）最初在2007年开始学习新墨西哥州的化学工程师，并考虑了他的互动，但他意识到他的互动并没有像研究那样吸引他，他决定在他的《生物学》中将工程专业摄入John Onseron。 ERECHT是Stem Cell工程的早期领导者。

史密斯说：“拥有干细胞的观点和工程背景是一个非常强大的工具：我们可以实际上取代动物研究并在芯片上创建一个身体以真正研究组织的相互作用吗？”

研究人员花了数十年的时间为当今的器官实验奠定了基础，实验室可以从成人自己的血液或皮肤细胞开始，并通过指导其生长的化学物质鸡尾酒转变为任何成人细胞类型。

史密斯（Smith）在2021年成立的加利福尼亚大学（University of California）的实验室是全球范围内的许多器官，但他的团队却以一种改变游戏规则的新技术来分开。根据史密斯的组织工程：它们为细胞提供氧气和养分，并可以使越来越大的实验室结构能够进行交流和繁殖。

多亏了他的工程专业知识，史密斯加入了一个科学家的社区，他们从硅芯片中汲取了灵感，他的团队首先将微小的频道印刷到其“器官”芯片上，这些芯片是由含有硅的植物材料的植物中的植物中填充的，这些化合物均已填充了这些植物。形成结缔组织，它们共同形成模拟我们体内脉管系统的试管。

史密斯的团队可以通过人造血管发送液体，例如，血液流动的变化如何促进疾病的发展，或者特定的药物可能会影响史密斯的这种类型的肝脏模型。

通过使用患者自己的干细胞，他甚至可以创建定制模型来测试其对药物的独特反应，并开发个性化的干细胞疗法，以使医生可以通过将干细胞植入易于范围的地方来恢复患病器官的功能，例如在手臂下进行此类补充，这可能会使史密斯的需求降低。

史密斯还在利用他的人造机器人来解决另一个明显的医疗差距，他有兴趣调查先兆子痫的原因，这是怀孕的潜在致命的并发症，这会导致任何疾病的疾病。史密斯说：“与系统性种族主义相关。

为了解决这个紧急的难题，史密斯正在使用他开发的技术来创建胎盘，以便弄清楚孕妇的环境如何刺激胎盘中的炎症，并干扰这是尤其关键的工作，因为有后勤的障碍。 ities

通过AI赋予边缘化社区权力

罗宾·布鲁尔（Robin Brewer）成长为独生子女，她有很多时间在计算机上闲逛。 C ++，这种好奇心使她在马里兰州的学士学位和硕士学位学习计算机科学和以人为本的计算。

但是，当她在2013年在西北大学（Northwestern University）攻读博士学位时，她决定退后一步，并了解其他人如何与技术互动。

“我确实是一个倡导者，提倡更老化的第一和残疾 - 首先研究和设计方法，”现为密歇根大学信息助理教授Brewer说。

为了纠正这些差异，酿酒者基于老年人和残疾人的反馈，近年来，她的角色集中在AI和Siri等语音助手的角色上，并帮助人们在2023年与人共享的经验，以探索较旧的语音技术。更像他们自己的不依赖刻板印象。

她的工作可能特别有用，因为美国辩称，在这种情况下，酿酒师认为我们不应该用自动机取代人类专业人士，她认为技术可以帮助减轻2020年在家中支持老年人的压力 - 据报道，在美国有超过5000万人为有特定健康需求或不适用的人提供护理。

目前，Brewer正在开展一项计划，以聆听护理人员，并描述他们的日常挑战。

虽然布鲁尔认为，她的大部分工作背后的人工智能可以使边缘化的人群受益，但在2023年6月出版的一项研究中，她还致力于面对AI的偏见。对身体的局限性进行研究，并可能对依靠他人寻求帮助的人发表有害评论。

虽然研究人员对AI的偏见和老年人的偏见进行了工作，但酿酒者说，对残疾人社区的危害很难量化和采取行动。

去年，酿酒师从国家科学基金会享有声望的早期职业奖获得了超过500,000美元的奖励，以研究语音技术如何帮助老年人避免在网上进行谎言。

她说：“这并不是所有的彩虹和阳光。”

瞄准激光器对宇宙的起源

尽管我们的宇宙是数十亿年的历史，但关于大爆炸的问题仍然有很多问题研究由此产生的相互作用来测试解释我们宇宙的标准模型理论的预测。

但是，根据麻省理工学院的助理教授罗纳德·加西亚·鲁伊斯（Ronald Garcia Ruiz）在塞恩（Cern）的博士学位后，大型强子对撞机无法提供所有答案。

他将宇宙的开端与在西瓜中凝视的方式有两种不同的方法来瞥见其内部的内部：一个相当剧烈的，您可以看到它的内部。这种带有电子的“西瓜”，提供更清晰，更精确的视野。

他和他的同事创造了放射性原子和分子来完成工作，因为它们的中子和质子不平衡。这种不对称性使原子和分子对实验室中的时髦物理发生高度敏感，并且可以帮助宇宙中的Matter和Antartate在宇宙中的不平衡比例。

很难巩固这些放射性物质，但是加西亚·鲁伊斯（Garcia Ruiz）和他的团队在专门的核物理实验室工作，包括cern和稀有同位素束的设施，美国能源部的科学用户设施部门由密歇根州立大学运营，然后由他们的独特的，高度敏感的激光系统来衡量这些互动，以衡量这些互动范围。这些颗粒并在同一元素的不同同位素之间捕获能量的任何变化，因为它们可能会揭示出无视已知的基本力的现象。

这一切都必须在闪存中发生，因为这些放射性物质可以在不到一秒钟的时间内消失。

这种激光技术很好地补充了大型强子对撞机方法，因为它为科学家提供了自然基础的特写视图。

加西亚·鲁伊斯（Garcia Ruiz）的作品也在粒子物理学的世界之外引起了潮流。衰减。

最终，他的目标是帮助标准模型中的一些差距，并更深入地研究生命的起源，宇宙和所有事物。

他说：“我认为我们确实正处于革命时代，我们对基本物理学的理解。 ”