2022年物理学领域十大突破!从半导体到外太空,中国占两席!( 二 )



尽管实际生活中 , 人们可能用不到这样的超快速开关 , 但这个实验表明了经典信号处理的终极限制 , 也证明了拍赫兹级的固态光电技术在原则上是可行的 。
【打开了宇宙的新窗口】
今年7月 , 美国国家航空航天局(NASA)公布了詹姆斯·韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的第一张图片 。
关于韦伯太空望远镜 , 我们已经介绍过多次:
这个项目经过多年的延期和成本上涨 , 历史二十多年 , 造价100亿美元的韦伯太空望远镜最终在2021年12月25日发射 , 又在预定位置成功展开工作 , 成为目前人类观测宇宙最强大的望远镜 。
今年 , 韦伯发回的第一批照片也表明 , 它所有功能正常 , 正在为人类全力探索深空 , 揭开更多宇宙深处的秘密 。

【首次人体FALSH质子治疗试验】
美国辛辛那提大学的EmilyDaugherty教授的团队及合作者 , 致力于致力于FAST-01试验(FLASH放射治疗骨转移癌的可行性研究) ,
今年 , 他们首次尝试了临床FLASH放疗和首次FLASH质子治疗 。 也被称为全球首个“超级质子治疗”的临床试验 。

FLASH疗法是一种实验性的治疗方式 , 原理是在不到一秒的时间内以超高剂量率提供放射疗法 , 比传统放射疗法的速度快了100倍 。 能达到一次照射摧毁所有癌细胞 , 而正常细胞无损害的效果 。
质子提供的超高剂量率辐射 , 还能治疗位于身体深处的肿瘤 。 可以说是放射性疗法发展的新方向 。

【完善光的传输和吸收】
维也纳工业大学StefanRotter和法国雷恩大学MatthieuDavy共同领导的团队 , 制造了一种抗反射的结构 , 能让光线更容易地穿过某个物体 。
他们在光的“穿透性”方面取得了重大的突破 。
而与此相对的 , 是以色列耶路撒冷希伯来大学OriKatz教授团队的一项研究:
他们开发出了“反激光”技术 , 能让任何材料吸收多个角度射来的光线 。
他们在光的“吸收”方面取得了重大突破 。

【优胜的半导体:立方砷化硼】
中美两个独立的团队 , 各自证实了最好的半导体材料——立方砷化硼 。
中国团队是国家纳米科学中心的刘新风教授领导的 , 联合了休斯顿大学的包吉明团队和任志锋团队 。
美国团队是麻省理工学院的陈刚教授领导 。
两个团队在实验中证明明 , 和最常用硅材料相比 , 立方砷化硼运行速度更快 , 且运行中不易发热 , 是更好的半导体材料 。

【改变小行星轨道】
这项成就属于美国宇航局NASA 。
去年11月 , NASA发射了一颗冰箱大小的飞行器 , 去撞击小行星迪莫弗斯(Dimorphos) , 以此来测试撞击能否改变小行星的运行轨道 。
这项实验被称为“双小行星重定向测试”(DART) 。
今年10月 , 飞行器以每秒6000米的速度成功击中了小行星 , 数天后 , NASA宣布了测算结果:
撞击使小行星迪莫弗斯运行轨道的时间比过去缩短了32分钟 。
这项实验表明:
通过撞击小行星改变其轨道来保护地球 , 理论上是可行的 。

【检测引力的阿哈罗诺夫—玻姆效应】
美国斯坦福大学研究团队成功检测到了引力的阿哈罗诺夫—玻姆效应 。
阿哈罗诺夫—玻姆效应原本是量子物理学里的现象 , 它证明即使在磁场为零的区域 , 仍会存在磁效应 。
该团队将超冷的原子分成两组 , 每组相距约25厘米 , 其中一组与大质量的物质发生引力相互作用 。
当重新组合时 , 原子显示出与引力的阿哈罗诺夫—玻姆效应一致的干涉 。
这个效应也可用于确定精度较高的牛顿万有引力常数 。

但愿 , 在接下来的2023年里 , 人类可以在物理学领域取得更大的突破 。
无论世界怎样变幻 , 人类对科学进步的追求 , 却是永恒不变的 。

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