盘点:中国2013那些激动人心的科学发现
2013年有许多振奋人心的消息传来:实验中首次发现量子反常霍尔效应,南极冰立方捕捉到来自外太空的中微子,第115号元素存在又添新证据,旅行者1号进入星际空间……
年终岁尾,我们盘点曾经报道过的重大科学发现,重温那激动人心的时刻,共享收获的喜悦。
2013年3月 量子反常霍尔效应
“第一次发表诺奖级别物理论文”
3月15日,《科学》杂志在线发文,宣布由清华大学教授薛其坤领衔、清华大学物理系和中科院物理所联合组成的实验团队从实验上首次发现量子反常霍尔效应。这是中国科学家从实验上独立观测到的一个重要物理效应,也是世界基础研究领域的一项重要科学发现。物理学家、诺贝尔奖得主杨振宁更是直言不讳地将这一成果称为“这是第一次从中国实验室里发表的诺贝尔奖级的物理学论文”。
对普通人而言,“量子反常霍尔效应”并不仅是一个让人云里雾里的科学名词,它还意味着某种科幻小说般的未来生活:若这项发现能投入应用,超级计算机将有可能成为iPad大小的掌上笔记本,智能手机内存也许会超过目前最先进产品的上千倍,除了超长待机时间,还将拥有当代人无法想象的快速。
“我们正在努力提高观测量子反常霍尔效应这一物理现象的温度。希望能从原来的零下273摄氏度提升至零下269摄氏度。”薛其坤在接受科技日报记者采访时表示。半年多来,他们一直在为量子反常霍尔效应进一步深入研究和应用奋斗着。薛其坤说:“零下269摄氏度是氦气的液化温度,是一个标志性温度。比如医院的CT工作时就是这个温度。如果能实现这一目标,将为应用打下良好的基础。”
2013年11月 南极冰立方
“这是中微子天文学的开始”
11月底, 就在嫦娥三号成功发射的几天前,一项宇宙射线研究有了最新结果,被称为“冰立方(IceCube)”的中微子探测器首次探测到来自外太空的中微子。
在分析了2010年5月至2012年5月“冰立方”收集的数据后,科学家发现了28个高能中微子,其能量都超过30万亿电子伏特。这是自1987年以来,科学家们首次捕获到来自太阳系外的中微子。
微中子是一种神秘的高能粒子,是宇宙内最剧烈的撞击产物,并被认为是研究宇宙射线的突破口。
研究人员表示,“冰立方”为我们打开了宇宙的一个新窗口。这一发现为进行新型天文学研究铺平了道路,我们可以利用探测器探测银河系以及银河系以外的遥远区域。
研究报告的作者之一、阿德莱德大学的加里·希尔博士称:“这是我们发现的第一个坚实证据,证明我们探测到来自太阳系以外‘宇宙加速器’的高能微中子。”
“我敢打赌,从现在开始的20年里,我们将回顾并说,‘是啊,这是中微子天文学的开始’。”美国夏威夷大学的John Learned说。
为了找到宇宙中微子,冰立方探测器研究团队——来自12个国家的276位成员,将部分极地冰转入一个粒子探测器。他们从冰上融出许多洞,并放入86行光探测器,每个的深度约为1450—2450米。撞击冰的一个中微子能触发带电粒子崩塌,辐射出光线。光线量能揭示出中微子的能量;探测器被激发的模式和顺序则揭示出它们的方向。
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