2014年世界科技发展回顾（基础研究篇）中科院物理所2015-01-03 09:32:21宇宙研究成果丰硕，理论物理、生命科学等成果不断涌现，新的方法和技术同信息技术融合给科研带来巨大推动。海法大学的研究人员发表“无中生有”研究报告,论述宇宙的演化发展来历。
美国在探索宇宙方面，詹姆斯—韦伯太空望远镜的仪器设备全部到位，即将成为人类有史以来观测能力最强的太空望远镜；美利用宇宙网络成像仪拍摄到前所未有的星系际介质图像，有助于加深对星系和星系间动态的认识；借助改进过的双子座行星成像仪拍摄到了迄今最清晰系外行星照片，将有助于科学家更好地了解系外行星的运行规律及其年龄、质量等信息；天文学家现已在计算机上“从零开始”创建一个宇宙，以前所未有的准确度模拟出了星系的分布和组成；有证据表明，早期宇宙的性质由最小星系决定。
美国哈佛—史密森中心在内的联合研究团队发现了宇宙原初引力波存在的直接证据，成为宇宙暴涨理论的第一个最有力验证。该研究成果同时被认为有望揭示宇宙诞生之谜；欧洲空间局的研究团队分析普朗克望远镜从同样天体捕获到的数据提出了另一种观点，认为“原初引力波”信号可能源于太空尘埃。
美国费米国家加速器实验室的科学家首次观察到了粲夸克衰变成反粲夸克现象。美国普林斯顿大学的研究团队宣布，找到了由物质和反物质组成的马约拉纳费米子。美拟对撞金原子再现原始“粒子汤”。上述研究不仅有助于解释宇宙为什么由物质而非反物质组成这一问题，进一步弄清暗物质的性质，还将有望厘清早期宇宙如何演化到现有状态。
美天文学家发现了“体重”为地球17倍的新型岩石行星，颠覆了行星形成理论；另一项联合研究在太阳系内发现了一颗遥远的矮行星，刷新了有关太阳系边界的认知，揭示了一颗质量十倍于地球的大行星存在的可能；美国研究者联合使用多台天文望远镜发现了一颗可能是迄今发现的“最寒冷、最暗淡”的白矮星。
在探寻地外生命方面，美国航空航天局勾勒了利用现有及未来的太空望远镜技术寻找外星生命的路线图，保守估计银河系内一亿个星际环境可支持生命存在；搜寻地外文明科学实验计划公布了两个新的技术方法，包括在世界范围内使用望远镜阵列寻找文明存在的信号；美国科学家在火星第三大火山阿尔西亚山的山麓上，发现了大型湖泊曾经存在的痕迹；研究显示冥王星卫星“卡戎”可能存在表面冰层且有巨大的裂缝；美天文学家首次在一个海王星大小的太阳系外行星上发现了水蒸气；利用开普勒太空望远镜在太阳系外找到了一颗大小与地球类似的拥有液态水的行星。
而研究发现，此前被认为最有可能孕育生命的星体之一的土卫六的海洋和死海一样“咸”，意味着其或许并不适合生命生存。进一步的观测显示，被称为“第二地球”的格利泽很可能仅是主恒星磁场爆发导致的误成像。华盛顿大学天文学家发现首个“自透镜”效应的双星系统，这种“结伴”行星的发现为人类寻找外星生命的努力增加了一个新途径。
美国国家航空航天局太阳动力观测卫星记录了目前无法解释的“太阳黑子消失”现象。美国天文学宣布找到太阳“失散多年的兄弟”，该星体和太阳形成于同一星云；美国国家航空航天局星际边界探索任务证实了位于太阳系边缘的神秘的能量和粒子带，可以作为指示局部星际磁场方向的“天空路标”。
一项研究比对了多个星体及地球海水中氘的丰度发现，部分存在于地球、陨石、月球表面的水，可能比太阳系还“老”，显示更多星系诞生生命的可能性；一项碳粒陨石研究发现，地球上水与岩石极有可能同时形成，早期地球表面或被水覆盖，生命或起源于地球形成早期；耶鲁科学家发现了迄今地球最深处的生命证据；美国科罗拉多大学博尔德分校研究人员发现在地球上空范艾伦辐射带外带的内缘附近屏蔽所谓“杀手粒子”进入地球大气层的机制。
美国航空航天局关于小行星月均两次撞击地球的研究报告成为热门话题；美国田纳西大学宣布一颗名为1950DA的小行星有0.3%的几率在2880年撞击地球。
在黑洞研究方面，2014年美国学界的一项研究成果对黑洞学说构成了有力挑战。而基于现有黑洞理论的一项研究在距离地球大约2.5亿光年的一个小型星系内发现了一个质量为太阳170亿倍的超大黑洞，观测显示其磁场强度相当于自身万有引力。而对于月球的研究则发现，月球核心外部由一个液态层所包围。
一项欧美联合研究宣布成功测得目前最为精确的顶夸克质量为173.34±0.76GeV（10亿电子伏特）／c2；美国麻省理工开发出一种测量技术能够将微观物体称重精度提高到阿克；美国学者检测到了迄今为止最小的力，大约42幺牛顿；一项研究报告提出了真空光速低于此前理论的新的理论体系，以及支持性证据。
美国国家航空航天局得到了开普勒-93b行星的直径数据为18800公里(+/-240公里)，成为太阳系外星球直径精度最高的测量。美国耶鲁大学的利用激光降低一氟化锶的温度，成功制造出迄今为止温度最低的分子。美国国家标准与技术研究所发布了一台名为NIST-F2的原子钟，提供目前最精确的时间。
在中微子研究方面，“冰立方”捕获第三个千万亿电子伏特的中微子。而最新研究发现，银河系中心的黑洞可能是一个中微子工厂。全球距离最远的中微子实验启动，两个探测器相距800公里。
在暗物质研究方面，阿尔法磁谱仪最新成果显示暗物质存在可能性。美国国家航空航天局的钱德拉X射线天文台探测到来
自英仙座星系团的神秘X射线信号，有可能标志着人们发现了暗物质的一种形态。美国国家航空航天局下属费米太空望远镜的最新公开数据显示，银河系心脏地带的一个信号应是由暗物质粒子相互碰撞产生的。其最终可能会带来首张暗物质图像，并揭秘暗物质的构成。美科学家提出名为“混合味道多成分暗物质“模型，美法物理学家构造成功一种暗物质模型并模拟了暗物质中的泡泡状空间。
英国银河系研究及“光变物质”方法研究成果有望加速科学家宇宙探索步伐，纳米晶体测量新技术及超导电性起源研究成果拥有巨大应用潜力。
法国在地球物理、理论物理、应用物理等许多领域取得了成果，一些成果具有前瞻性和奠基性。
德国成功测量到迄今为止最精确的电子质量，首次直接观察到哈斯勒化合物的自旋极化，并在海洋、极地和气候变化等方面取得成果。
俄罗斯2014年，对于基础研究的投入继续加大。出现了一批有深度的科研成果。
加拿大首次实现3光子直接纠缠，绘制出首张银河系磁场图，开发可测量光子纠缠的实验装置等。
日本在海洋科学、医药、生物工程、地球物理、应用物理等涉及国计民生的领域取得了全方位的进展。
韩国2014年，韩国研究机构在原子研究等领域取得突破，实现了生物组织3D打印和组织再生的突破。
以色列参与欧洲空间局“罗塞塔”号彗星探测任务，研究超大质量黑洞变化，研究地中海生态变化，建设国家电子和电光学研究中心。