【科易视界】2016年的国外科技发展回顾

 

回望2016年，老牌科技强国仍然在不断研发出新的技术，不断进步，不断创造新的价值。了解国外科技发展，方能知己知彼，更好地增强自身的科技实力。

美国

引力波探测取得里程碑式成果；多个“首次”发现令人兴奋；量子、超导等领域研究有建树。

2月11日，美国科学家宣布，利用激光干涉引力波天文台（LIGO）首次探测到引力波，这一发现是物理学界里程碑式的重大成果，也是2016年基础科学研究中最令人兴奋的成就之一。

除引力波外，美国科学家在2016年做出了许多“首次”天文发现：

首次在距太阳系最近恒星系发现类地行星——比邻星b；

首次探测到恒星爆炸激波；

首次直接观察到地磁重连；

首次在太阳系内发现无尾彗星；

首次在太阳系外发现手性分子；

首次直接观测到黑洞冷吸积现象……

此外，他们还描绘出首份银河系“年龄图”，计算出可观测宇宙半径为453.4亿光年。在星团R136中发现了超大质量恒星群，确认了1284颗行星的存在。

宏大的天文研究突破连连，在对细微物质世界的研究中美国科学家也有诸多“首次”：

首次发现由底、奇、上、下四味不同夸克构成的四夸克粒子；

首次在准二维材料α-氯化钌内观察到一种新量子物态——量子自旋液体；

首次发现运动的粒子能够远距离交互；

首次揭示水存在量子隧穿状态；

首次用激光拍摄出含4个原子的分子在9飞秒内的化学反应动态过程；

首次观测到蝴蝶型里德堡分子；

首次让串联式混合磁体的磁场强度达到最大峰值36特斯拉，创造了核磁共振领域的最新世界纪录。

在其他基础研究领域，美国科学家也取得了显著成果。

如在量子研究领域，他们使用一种量子反馈技术将量子叠加的时长提高了1000多倍。

设计出一种“量子超材料”，能以光子形式释放能量传递信息；

克服量子计算一大主要挑战，在超导材料内成功实现传输电子自旋信息；

在超导研究方面，提出电子对密度论，称铜氧化物的超导临界温度是由电子对密度决定，对标准超导理论提出挑战；

利用界面组装技术成功诱导非超导材料钙铁砷复合物界面表现出超导性，提供了发现高温超导体的全新方法等。

英国

基础研究观测手段取得突破；超稳定存储介质数据保存达百亿年；人类遗传与进化领域又有新发现。

• 国际天文学工程“平方公里阵列”射电望远镜（SKA）项目组织4月决定，将这一世界最大综合口径射电望远镜项目的总部设在英国。

• 2011年11月成立的SKA项目是本世纪最重要的国际科学工程之一，它计划在2024年后进入全面运行阶段。

• 剑桥大学国际研究团队研制出目前世界上最小放大镜，将聚光能力提高了10亿倍，首次实现低于波长的聚焦，并利用该放大镜对单个原子进行了实时观察。

• 曼彻斯特大学研究人员在试验中利用技术手段，将脑部“调频”到一定脑波频率后，可成功降低志愿者疼痛感，将有助开发治疗慢性疼痛的新疗法。

• 蒂姆·布利斯等3名英国科学家从细胞和分子层面揭示了一种名为“长时程增强效应”现象背后的运行机制，以及这种现象如何影响人类的学习和记忆能力。

• 南安普顿大学的科研人员运用飞秒激光输入法，将纳米玻璃材料变成记录和检索五维数据的存储介质，使得存储数据在190℃环境下可保存138亿年。

• 英国政府投资2亿英镑，正式开工建造英国新一代极地科考船。

• 英国爱丁堡大学与日美两国科学家合作，利用先进成像技术，首次获得人类全部46个染色体的详细三维结构。

德国

受控核聚变实验迈出重要一步；发现超高能中微子银河系外源头；绘制出详细银河系氢气地图。

德国重点基础研究项目“螺旋石7－X”仿星器于2016年3月成功完成第一轮实验，首次制造出氢等离子体，向实现受控核聚变迈出重要一步。

“螺旋石7－X”通过模仿恒星内部持续不断的核聚变反应，将等离子态的氢同位素氚和氘约束起来，加热至1亿℃高温发生核聚变，以获得持续不断的能量。

目前氢等离子体脉冲持续时间从最初的0.5秒达到6秒，预计4年后可实现等离子体脉冲持续时间30分钟的目标。

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德国科学家领导的国际科研团队曾于2012年利用位于南极冰层下的中微子探测器“冰立方（IceCube）”发现超高能中微子。

2016年他们首次为其找到了一个位于银河系外的源头，这一重大发现有可能开启中微子天体物理学的新时代。

尽管这一来源尚未完全确认，但95%的相关性是迄今最高的指标。

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德国和澳大利亚科学家利用超大可操纵射电望远镜，绘制出前所未有的“跨越整个天际”的详细银河系氢气地图。

覆盖100多万次的单独观测以及大约100亿个单个数据点，深度呈现了包含太阳系在内的银河系内部与周围所有氢气的数据，首次揭示了恒星间的结构细节，有助解释银河系形成的最终奥秘。

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