更新时间：2025-05-18 02:08作者：佚名
科学技术每日记者张·梅格兰（Zhang Mengran）
12月8日，《英国杂志》 《物理世界》宣布了2022年的十大突破，涵盖了量子，医学物理，天文学到凝结物质的各个方面。这十个突破是由《物理世界》编辑团队从今年涵盖该杂志网站上发表的所有物理领域的数百项研究中选择的。
创造一个超冷化学的新时代
冷却灯：约翰·道尔（John Doyle）团队使用的实验设置。资料来源：约翰·道尔（John Doyle）
诸如中国科学技术大学的Zhao Bo之类的科学家和美国哈佛大学的约翰·道尔（John Doyle）等科学家创造了第一个超冷多原子分子。
尽管物理学家一直将原子冷却至绝对零以上的一小部分，超过30年，并且第一个超冷的双原子分子出现在2000年代中期，但仍难以实现包含三个或更多原子的超冷分子的目的。
中国科学技术大学和哈佛大学的小组使用了不同的和互补的技术来生产220NK 3-原子钠分子样品和110k氢氧化钠样品。他们的成就为物理和化学研究的新研究铺平了道路，超冷化学反应的研究，量子模拟的新形式和基础科学测试都受益于这些多原子分子平台，并且更接近实现。
观察四个中子
德国达姆施塔特技术大学和武士合作组织的其他成员的核物理研究所的金属duer犬观察到了这四个中子，并证明了存在无负荷的核材料的存在。
顾名思义，这四个中子由四个中子组成。四个中子是通过在液体氢靶标发射氦8核而产生的。碰撞可以将氦8核分为粒子（两个质子和两个中子）和四个中子。通过检测反弹的颗粒和氢核，团队计算出四个中子在未结合的四个中子状态中存在仅10秒钟，即22秒的功率。观测值的统计显着性大于5，超过了粒子物理发现的阈值。该团队计划在四个中子中研究一个中子，并寻找包含六个和八个中子的新粒子。
超高效发电
来自麻省理工学院的Alina Lapotin，Aseghen Henry及其同事以及国家可再生能源实验室已建造了热光伏电池（TPV）电池，效率超过40。
新型TPV电池是第一个将红外光转换为电能的固态热发动机，该电池比基于涡轮机的发电机更有效，并且可以在各种可能的热源下运行。这些热源包括热能储能系统，太阳辐射（通过中等辐射吸收器）和废热以及核反应或燃烧。因此，该设备可以成为更清洁，更环保的网格的重要组成部分，并补充可见的太阳能光伏电池。
最快的光电开关
来自德国慕尼黑大学的Marcus Ossiande，Martin Schultz和同事以及维也纳科学技术，意大利科学技术大学的科学技术，定义和探索物理设备中光电开关的“速度限制”。
该团队使用激光脉冲将介电材料样品从仅持续一秒钟（10负15秒）的激光脉冲切换为导电，以达到每秒运行1000万亿次（1击Hz）所需的速度。尽管驱动此类超快速开关所需的公寓大小设备意味着它不会在很快的实际应用中出现，但结果暗示了经典信号处理的基本局限性，并表明Phohertz固态光电学原则上是可行的。
打开一个新窗口通往宇宙
壮观的景象：韦伯望远镜看到的船基地星云。资料来源：NASA，ESA，CSA和STSCI
NASA，加拿大航天局和欧洲航天局发布了詹姆斯·韦伯太空望远镜（JWST）拍摄的第一张图片。
经过多年的延误和成本上升，耗资100亿美元的JWST终于于2021年12月25日推出。对于许多太空探测器而言，发射是任务中最危险的部分，但是JWST还必须承受一系列危险的深空操作，包括展开其6.5米的主镜，并展开其网球法院大小的太阳遮阳板。
在启动之前，工程师发现了344个“单点”故障，可能会阻碍望远镜的任务或使其无法使用。值得注意的是，在JWST的科学仪器投入运行后，遇到了没有问题，望远镜迅速开始收集数据并捕获宇宙的壮观图像。
JWST的第一张图片是由美国总统拜登（Biden）在白宫举行的一次特别活动中发布的，此后发布了许多令人眼花tomimate乱的图像。
人体中使用的第一种闪光质子疗法
辛辛那提大学的艾米丽·多赫蒂（Emily Doherty）的团队致力于快速01试验，以进行Flash放射疗法的首次临床试验和首次使用闪光质子疗法的人类使用。
Flash放射疗法是一种新兴的治疗技术，以超高剂量率辐射，这种方法据信可以保护健康的组织，同时仍有效地杀死癌细胞。使用质子提供超高剂量辐射，将允许对体内深处的肿瘤进行治疗。
该试验包括10例手臂和腿部骨转移的患者，他们接受了单一质子治疗，其剂量为40 Gy/s或更多，约为传统光子放射治疗的剂量率的1,000倍。该小组证明了临床工作流程的可行性，并表明闪光质子疗法与传统放射治疗缓解效果一样有效，而不会引起意外的副作用。
改善光传输和吸收
奥地利维也纳技术大学和法国雷恩大学的团队创建了一种反射结构，可以通过复杂的媒体实现完美的传播；虽然以色列希伯来语耶路撒冷的一项研究旨在开发“反激光”，使任何材料都可以从各个角度吸收所有光线。
在第一项研究中，研究人员设计了一个反射层，该层在数学上优化了，以匹配波从物体前表面反射的方式。将这种结构放在随机无序培养基面前完全消除了反射，并使对所有入射光波的对象半透明。
在第二项研究中，该团队根据一组镜子和镜头开发了一个连贯的完美吸收器，这些吸收剂捕获了腔内的事件光。由于精确计算出的干扰效果，反射的光束反射在入射梁和镜面干扰之间，从而导致反射光束几乎完全消失。
冠军半导体：立方硼阿森尼
冠军半导体：立方硼Arsenide的蝙蝠模型。资料来源：麻省理工学院
两支独立团队，由麻省理工学院的陈帮派和休斯顿大学的Ren Zhifeng领导；另一个由中国国家纳米科学中心的Liu Xinfeng和休斯顿大学的Bao Jiming和Ren Zhifeng领导，发现Cubic Boron Arsenide是科学界已知的最好的半导体之一。
两组进行的实验表明，材料的小和纯区域比构成现代电子产品的基础的半导体（例如硅）具有更高的导热性和孔迁移率。硅的低孔迁移率限制了硅设备的运行速度，其低导热率会导致电子设备过热。
相比之下，长期以来，在这些措施中，长期以来一直在预计砷的立方硼在这些措施中的表现会优于硅，但是研究人员一直在努力使单晶样品的材料样本足够大以测量其性质。两支球队都克服了这一挑战，使立方硼Arsenide的实际应用更近一步。
改变小行星的轨道
NASA和Johns Hopkins大学应用物理实验室首次通过成功改变小行星的轨道表现出“动力学影响”。
20021年11月推出的双重小行星重定向测试（DART）航天器是研究小行星动力学影响的第一个任务。它的目标是一个二进制近地小行星系统，该系统由160米至直径的小行星Dimofus组成，绕着较大的780米至直径的小行星迪迪莫斯（Didimos）绕。
经过1100万公里的小行星系统旅行，达特（Dart）在9月以约6公里/秒的速度成功击中了迪莫弗斯（Dimofus）。几天后，NASA确认DART成功改变了Dimofus的轨道32分钟——将轨道从11小时的55分钟缩短到11小时23分钟。
这种变化比NASA定义的最小成功轨道周期变化的73秒大25倍。结果还将用于评估如何最好地利用动能电击技术来捍卫人星球。
Akharonov-bohm检测重力的效果
美国斯坦福大学的一个研究小组测试了重力的Aharonov-Bohm效应。
原始的Akharonov-bohm效应于1949年首次预测，是一种量子现象，即使在零电场和零磁场区域中，带电颗粒的波函数也会受到电势或磁电位的影响。自1960年代以来，已经观察到了这种效果，通过将电子束分开并将两个光束发送到包含完全屏蔽磁场的区域的两侧。当梁在检测器上重新组合时，Akharonov-Bomer效应显示为梁之间的干扰。
斯坦福大学物理学家使用超低原子观察到了这种作用的重力版本。小组将原子分为两组，每组相距约25厘米，其中一个与大量物质相互作用。当重新结合时，原子显示与重力的Akharonov-bohm一致的干扰。这种效果可用于以非常高的精度来确定牛顿的通用引力常数。
资料来源：科学技术日报