英国物理学会旗下的《物理世界》杂志每年都会评选本年度的十大物理学突破。2016年物理学领域的新进展，你都知道吗？由四位《物理世界》编辑和记者组成的小组挑选出了2016年十大进展，评判标准包括：研究的基本重要性；知识的重大进步；理论与实验之间的密切联系；引起了物理学家们的广泛兴趣。
今年的第一没有什么悬念，《物理世界》毫无疑问地将2016年年度最大突破授予了LIGO科学合作组织，表彰其“引起巨大变革的发现——有史以来第一次直接探测到了引力波”。2015年9月14日，就在先进LIGO还处于试运行的阶段，科学家们探测到了第一个引力波事件，并于今年2月发表结果。第二组引力波在2015年12月26日通过了LIGO的探测器，大家称它为“节礼日事件”，并在今年6月发表结果。
引力波是时空的连漪——为了寻找它，科学家已经进行了长达数十年的观测。这些测量意味着引力波真正成为了能够探测天文事件的手段，标志着引力波天文学和光学、射电望远镜与引力波相结合的多信号天文学时代的开启。不久以后，全球其他地区的引力波探测器也将完成，将与LIGO的双探测器一道形成全球引力波探测器系统。引力波的两个事件都是由遥远宇宙的灾难性事件引起——两个黑洞的碰撞和最后的并合。
在第一个事件中，具有36和29个太阳质量的两个黑洞合并形成一个旋转的，相当于62个太阳质量的黑洞，这个距我们约13亿光年远的事件被称为GW150914。这一事件引起的引力波被当时新升级的aLIGO的两个探测器同时探测到——一个在华盛顿州的汉福德，另一个在路易斯安那州的利文斯顿。事实上，当信号到达天文台时，这两个探测器还在校准中。
尽管如此，GW150914发出的信号如此强烈清晰，以至于通过肉眼就能以数据的形式“看到”它，并且其统计确定性可以达到5.1σ。被称为GW151226的节礼日事件中，所探测到的引力波也是由黑洞碰撞产生的。他们重达14和8个太阳质量，合并成一个旋转的，具有21个太阳质量的黑洞，距我们约14亿光年远。2015年10月，LIGO记录了第三个可能的事件，被称为LVT151012。
虽然统计的数据还没有显著到能作为一个发现，但是LIGO团队仍然认为这个事件也是源于两个合并的黑洞。LIGO在其四个月的观察中检测到三个事件，这不是什么特别的事。LIGO的仪器已经灵敏到能检测到其干涉仪臂之间1000个质子直径的长度变化——这是一个令人难以置信的工程壮举。LIGO改变了我们对宇宙的看法——它的观测成为了引力波和黑洞存在的第一个直接证据。
此外，在两个事件中合并的恒星质量黑洞不符合我们目前对黑洞的理解。天文学家原本认为，这样的双星根本不会形成，就算可以形成，它们之间离得也太远以至于不能合并。LIGO的合作者也认为第一次检测到的信号应该是来自于更罕见的双中子星合并，而不是黑洞的结合。但最近的发现中的数据表明，双黑洞合并的速度可能高于之前的预期。接下来是其余的九个突破，排名没有先后之分。
美国耶鲁大学的王晨、罗伯特·舍尔科普夫团队，与法国国家信息与自动化研究所共同创造了一只可以同时存在于两个不同的箱子里既死又活的“薛定谔的猫”。来自慕尼黑大学、GSI亥姆霍兹重离子研究中心、美因茨亥姆霍兹研究所以及古腾堡大学的拉尔斯·冯·德温斯、彼得·斯若夫等人探测到了钍-229原子核一种罕见的时钟跃迁。格拉斯哥大学的吉尔斯·哈蒙德和他的同事们研发了一种既廉价又小型的高灵敏度重力仪。
哥伦比亚大学、弗吉尼亚大学、康奈尔大学、日本国家材料科学研究所、沈阳材料科学国家实验室和IBM的科里·迪安、阿维克·高什等人测量到了石墨烯中电子的负折射。“淡红斑点”团队在离太阳系最近的恒星——比邻星的宜居带中发现了一颗岩石行星的明确证据。牛津大学的克里斯·巴兰和美国国家标准技术研究院的廷·雷伊·坦等人成功让不同离子间发生了量子纠缠，并对其进行了测量。
英国斯特拉思克莱德大学的盖尔·麦康奈尔、布拉德·阿莫斯等人研发出了一个同时拥有大视场和高分辨率的新型显微镜镜头。奥地利因斯布鲁克量子光学和量子信息研究所和因斯布鲁克大学的瑞纳·布拉特、彼得·佐勒等人使用量子计算机模拟了基本粒子的相互作用。来自德国美因茨大学的克里安·辛格、约翰内斯·罗斯纳格尔等人制造出了基于单个原子的发动机。