最近,《物理世界》(Physics World)网站评选出年度十大科研突破。入选主要符合以下标准:在知识或科学理解方面取得重大进步;对科学进步及实际应用有重要影响;读者感兴趣的程度。以下是2020年《物理世界》十大科研突破入选名单,排名不分先后。
01 给量子测量过程拍快照
瑞典斯德哥尔摩大学马尔库斯·海因里希等人,以及德国锡根大学、西班牙巴斯克及塞维利亚地区的研究者,运用一系列“弱”测量探测量子力学中叠加态坍缩的本质。这个团队在以单个锶离子为对象展开的实验中拍摄了一系列“快照”,结果表明,测量不是瞬间把量子叠加态变成经典状态的,而是逐步做到这点的。
02 麻省理工学院于浩村和李·迈克库勒以及LIGO科学合作团队的成员证明了量子尺度相关性可以在重达数十千克的宏观物体上留下痕迹。他们在使用激光的压缩真空态时,证明了量子噪声会下降到标准量子极限之下,这证明了激光束和镜体之间的量子相关性。
03 Borexino合作团队在太阳的碳-氮-氧循环中探测到了中微子。这个观测结果证实了最早在80年前提出的一个恒星核合成理论,同时也能激励物理学家使用下一代中微子探测器解决太阳的“金属丰度之谜”。
04 美国科罗拉多大学博尔德分校的诺尔·克拉克及该校和犹他大学的同行在液晶中发现了铁电向列相。克拉克等人发现,当他们在一种名叫RM734的有机分子上施加弱电场时,包含液晶的细胞边缘会出现一系列明亮的颜色。
05 美国洛斯阿拉莫斯国家实验室的聂婉怡等人利用薄膜钙钛矿开发出了一种极为敏锐的X射线探测器。研究人员在这种薄膜钙钛矿探测器中使用了同步加速光束线,并且发现,就高能X射线来说,钙钛物质的X射线吸收系数平均要比硅高10~40倍。
06 伦敦玛丽女王大学的克斯特亚·特拉琴科、剑桥大学的巴托梅乌·蒙塞拉特和克里斯·皮卡德以及俄罗斯科学院的瓦蒂姆·布拉津通过计算证明,声音在固态和液态物质中传播速度的上限仅与两个无量纲量有关,也即精细结构常数以及质子与电子的质量比。
07 安德里亚·阿鲁、鲍桥梁、邱成伟和一支由纽约城市大学、新加坡国立大学、莫纳什大学、中国地质大学及德克萨斯大学奥斯汀分校合作者组成的国际团队证明了,在二维三氧化钼扭曲层中,光可能实现无色散及无衍射传播。
08 荷兰埃因霍温理工大学的伊尔哈姆·法达利、阿兰·迪杰斯特拉和埃里克·巴克斯,德国耶拿市弗里德里希-席勒大学的延斯·雷内·萨克特和一支国际团队研制出了一种直接带隙硅基材料,这种材料能发出波长适用于光学通信的光。
09 由德国海德堡癌症研究中心若昂·塞科和伦敦大学学院西蒙·乔利领衔的一支团队证明了混合粒子束可以让癌症治疗和治疗监控同时进行。
10 美国罗切斯特大学的兰加·迪亚斯和该校及拉斯维加斯内华达大学的同行在温度高达15℃的高压富氢材料中观察到了超导现象。