《物理世界》評選出2020年十大科學(xué)突破
盡管新冠疫情仍在全球很多地方肆虐,但并未阻止科學(xué)家們探究宇宙和自然的腳步,2020年,多項重大科技突破仍紛至沓來,給我們帶來驚喜的同時,也將讓我們的生活變得更加美好。 英國《物理世界》雜志的編輯對該網(wǎng)站上今年刊發(fā)的數(shù)百篇研究成果進(jìn)行嚴(yán)格篩查,基于在提升我們對知識或科學(xué)理解方面取得重大進(jìn)步、對科學(xué)進(jìn)步及實際應(yīng)用具有重要影響以及讀者深感興趣等原則,遴選出了其中最重大的10項突破。 1.首次給量子測量過程拍快照 來自瑞典、德國、西班牙等國家的科學(xué)家,運用一系列“弱”測量來探究量子力學(xué)中疊加態(tài)坍縮的本質(zhì)。測量量子系統(tǒng)會導(dǎo)致它發(fā)生變化,迫使量子系統(tǒng)變成確定的經(jīng)典狀態(tài),這是量子力學(xué)奇怪但基本的方面之一。但這一最新研究表明,某些測量不會破壞所有量子信息。 在以單個鍶離子為對象展開的實驗中,該團隊拍攝了一系列“快照”。結(jié)果表明,測量并非瞬間、而是逐步把量子疊加態(tài)變成經(jīng)典狀態(tài)。 被電場捕獲的鍶離子。圖片來源:《物理世界》雜志網(wǎng)站 從原理上說,“弱”測量過程能做到在不破壞這些量子態(tài)的前提下,探測到其中的誤差,所以這項工作或許有助于改善量子計算機的勘誤能力。 2.第一個室溫超導(dǎo)體面世 美國科學(xué)家在溫度高達(dá)15攝氏度的高壓富氫材料內(nèi)觀察到了超導(dǎo)現(xiàn)象。 超導(dǎo)體能以零電阻導(dǎo)電,廣泛應(yīng)用于從核磁共振掃描儀內(nèi)使用的高場磁體到粒子加速器內(nèi)。但超導(dǎo)體在工作時必須冷卻到極低的溫度,成本高且要使用氦,因此,凝聚態(tài)物理學(xué)家一直期望開發(fā)出能在室溫下工作的超導(dǎo)材料。 在最新研究中,科學(xué)家制作的碳硫氫化材料將此前的超導(dǎo)溫度紀(jì)錄提升了大約35攝氏度,首次在室溫下觀測到了超導(dǎo)現(xiàn)象,不過,這還需要高達(dá)260萬個大氣壓的高壓,研究人員認(rèn)為,改變材料的化學(xué)組成或許能減少所需壓力。 |