12月12日,英国《物理世界》杂志公布了2025年十大科学突破榜单,研究成果涵盖天文学、反物质、原子分子物理等领域。编辑团队根据三个关键标准从 2025 年报道的所有科学发现中选出了这 10 项突破:对知识和理解的重大贡献、对科学进步或实际应用的重大价值以及对读者的普遍吸引力。其中,中科院团队在二维材料领域的最大进展入选,即首个二维金属材料的研制。以下是今年的十大突破(排名不分先后)。我们第一次成功地创造了二维金属材料。中国科学院的一个团队打破了传统观念,创造了第一个超薄单原子层金属。其厚度ss仅为人类头发直径的1/100,000倍。研究小组通过熔化金属并使用单层二硫化钼作为范德华砧进行挤压,能够普遍制造出各种具有原子极限厚度的二维金属。这一成果被认为是二维材料领域的重大进展,因为它为研究二维金属独特的物理性质及相关应用打开了大门。小行星样本揭示生命起源的线索 一个国际研究小组在从小行星贝努带回的样本中发现了盐、氨、糖、富含氮和氧的有机物以及超新星尘埃的痕迹。这些样本由 NASA 的 OSIRIS-REx 航天器于 2020 年收集,其复杂的化学成分支持了这样的假设:小行星撞击可能为早期地球上的生命形成提供了必要的原材料。这项研究不会不仅加深我们对生命起源的认识,也将阐明太阳系天体的形成机制。首次观察到分子超流动性 包括加拿大不列颠哥伦比亚大学在内的一个联合团队首次观察到氢分子的超流动性。为了克服氢气在超流体温度下凝固的问题,研究小组花了大约20年的时间将氢分子簇附着在氦液滴上,并通过掺入甲烷分子作为探针,成功探测到超流体转变。这一进展开辟了探索量子行为和经典行为之间界限的新方法。空心光纤打破了通信传输的限制。英国汤普森大学和 Microsoft Azure 的设备已开发出新的光纤技术。其核心是使用空气代替传统玻璃,并使用玻璃膜来反射光波。碲sts表明,与标准光纤相比,这种光纤的信号衰减减少了35%,传输速度提高了45%。我们希望减少大型快速和生态基础设施的远距离和远距离通信中放大器的必要性。质子治疗用于临床治疗意大利特伦托质子治疗中心的一个团队完成了质子治疗(PAT)的首次临床应用。该技术通过弧形路径以多个角度发送质子束,优化剂量分布以瞄准肿瘤。经过与常规探索方案的比较和验证,该团队成功对9名癌症患者进行了PAT治疗,标志着质子治疗技术进入了一个新阶段。蛋白质量子位能够在活细胞中进行磁传感。美国芝加哥大学的一个团队利用荧光蛋白开发了可以在活细胞中合成的量子比特。この直径3ナノメートルのタンパク质は、ダイヤモンド内に光のような曼曼素空孔中心を持っています。它经过基因改造后可以在细菌中表达,并实现8%自旋对比度的磁场检测,为细胞内原位MRI测量提供了新工具。反质子自旋采集的量子精度测量欧洲核子研究中心的 BASE 合作小组首次实现了对单个反质子自旋的相干操纵。通过将反质子冷却并捕获在电磁阱中,并利用微波脉冲控制反质子的自旋状态,测量精度比以前提高了16倍。这一进步为测试物质-反物质对称性提供了前所未有的精度,并可能揭示标准模型之外的新物理学。智能手机网络创建地震预警系统 加州大学伯克利分校和谷歌合作,利用世界各地 Android 智能手机内置的加速度计创建地震预警网络。 2021年から 2024年までのテsuto期系统每月平均检测到 312 次地震(震级 1.9 至 7.8 级),并向受影响的用户发送警报。这种低成本的解决方案有望填补传统地震监测网络的覆盖空白,并支持灾后应急响应。第一张气态巨行星的天气图已经创建。德国哥廷根大学的一个团队通过对系外行星大气的光谱分析,首次对系外行星进行了气象学分析。研究表明,这颗行星上有时速33000公里的超音速风,两极和赤道之间的温差超过1000摄氏度。大气中水蒸气的检测表明特殊降水过程的可能性,为系外行星气候的研究设立了新标准。单原子显微镜图像更清晰。由美国马里兰大学研究人员组成的研究团队各国使用电子显微镜技术拍摄了二维材料二硒化钨中单个原子的清晰图像,分辨率为 15 皮米,是原子大小的十分之一。这项技术首次对 d Network.e Moiré 内的集体振动(莫尔声子)进行直接观察,为理解材料中的微观相互作用和设计新的量子材料提供了重要手段。 (记者张门兰)
(编辑:韩璐)