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2019世界各国科技发展回顾 俄量子加速器等技术表现不俗


  来源: 科技日报 时间:2020-01-03 编辑:清风
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此外,国际空间站上的俄罗斯宇航员正在进行浮萍栽培实验,初步结果表明,这种植物在失重状态下的生长情况与在地球上的相同。俄罗斯科学院高温联合研究所还首次成功完成了液碳特性实验,类似实验此前只能用计算机模拟,因为碳只有在极高压和极高温下才呈现液态,而现有设备无法承受这样的高压和高温。


美国:微观粒子研究领域硕果累累 首张黑洞照片问世震惊全球


2019年,美国科学家在包括粒子物理在内的多个基础物理领域取得重大突破,发现新五夸克粒子(pentaquarks)和首张黑洞照片问世是其中的翘楚。在粒子物理领域,如今要发现一种新粒子越来越困难。欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机LHCb实验发现新五夸克粒子成为2019年粒子物理领域的一项突出成就,美国和中国科学家联袂扮演了重要角色。美国科学家还开发出在室温下合成并捕获三粒子的方法,使操纵三粒子并研究其基本性质成为可能。他们还利用改进的电子散射方法精确测量了质子半径,0.831飞米的新值对解决所谓的“质子半径”难题至关重要。美国科学家还首次在光子—质子碰撞中测量了J/ψ介子的产生截面。此外,他们利用暗物质探测器XENON1T观察到氙-124的放射性衰变,高达1.8×1022年的半衰期为宇宙年龄的1万亿倍,这些研究为人类理解世界增添了新视角。在天体物理学领域,引力波研究热度未减!美国激光干涉引力波天文台(LIGO)在4月开始了为期一年的新一轮科学探测。同在4月,人类首张黑洞照片问世,成为2015年人类首次直接探测到引力波以来又一项里程碑式的成果,哈佛-史密森天体物理中心谢泼德·杜勒曼领导的事件视界望远镜(EHT)团队,将同LIGO团队一样永载科学史册。


2019年天体物理学领域还有一些值得书写的研究成果:美国科学家根据哈勃太空望远镜数据新测定的宇宙膨胀速度,比根据早期宇宙特征(宇宙微波背景辐射)预测的膨胀速度快约9%,这意味着天文学家需要一些超出当前物理学的新理论来解释宇宙;发现了迄今最重的中子星J0740+6620,直径约19公里,质量却超过太阳质量2倍;“揪出”了第二个没有暗物质的星系,表明暗物质实际上可与星系分离,这颠覆了科学家此前的认知;还通过实验揭示了宇宙大爆炸发生的可能机制,有助于科学家进一步理解宇宙起源模型。


美国和英国科学家还携手发现了一种以前不为人知的光波:季亚科诺夫—福格特波,代表我们在理解光与复杂材料如何相互作用方面向前迈进了一步,也为一系列技术进步奠定了基础。


尽管人类不断追逐星辰大海,但人类对宇宙的探知远未到尽头。


德国:超导材料最高临界温度创纪录 生命起源和进化研究独树一帜


2019年,德国科学家在揭示宇宙奥秘,研发新超导体,以及探索生命起源和进化等方面取得较大进展。


在探索宇宙奥秘方面,德国Hazel Hen超级计算机运行一年多生成了迄今最详细的大尺度宇宙模型TNG50,其时间跨度138亿年,物理宽度2.3亿光年,包含数万个正处于演化中的星系。在俄罗斯的帮助下,德国于7月成功发射X射线空间望远镜“eROSITA”,并传回首批图像。未来有望发现大约10万个释放X射线的星系团和数百万个活跃黑洞,有助于更好地理解宇宙中占主导地位的暗物质和暗能量。


马克斯·普朗克学会下属多个研究所有重要发现。如在两个伽马射线暴的观测中发现迄今已知最高能光子,研究解析了高能伽马射线暴形成过程;首次在行星状星云NGC 7027中检测到了宇宙演化的最重要标记之一——氦合氢离子,为一项长达几十年的研究画上了句号。


在生命起源和人类进化过程研究方面,法兰克福大学研究人员发现一种嗜热细菌通过吸入一氧化碳呼出氢气而生长,这被认为是地球上最古老的细胞呼吸形式。图宾根大学科学家在德国发现生活在约1160万年前的猿类化石,证明了一种新型体式行为“延伸型肢体攀爬”,为人们了解猿类在成为两足动物之前的情况提供了新线索。德国科学家还在希腊发现的一块约21万年前的头骨,代表了有关亚欧大陆现代人类的最早证据。


脑科学研究方面,马克斯·普朗克脑研究所科学家重建了小鼠桶状皮层89个神经元的形态特征及其连接。德国和英国研究人员合作发现,阻断特殊钙通道可拯救神经细胞,或能成为针对帕金森病的新神经保护疗法的基础。德国和瑞士科学家开发出首个植入式磁共振探测器,能突破脑扫描方法的电物理极限,以前所未有的分辨率探测大脑的生理机能,为未来针对脑细胞神经元活动和生物能过程的高特异性和定量绘图技术铺平了道路。


在量子技术领域,维尔茨堡大学研究人员设计汞碲量子阱,首次成功构建拓扑量子点接触,使研究边界状态之间的潜在相互作用成为可能。雷根斯堡大学科研人员在原子级半导体(二硒化钨)中发现新的量子干涉现象,为开发新型激光源和量子信息光学处理装置开辟了新途径。


2019年,德国科学家在超导领域也取得突破性成果。德美两国科学家合作发现,在超过100万倍地球大气压下,氢化镧在零下23摄氏度具有超导性,这是迄今超导材料已获证实的最高临界温度。


关键词:基础研究 科技发展回顾 量子加速器    浏览量:1265

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