2018年十大国际科技新闻

科技创新发现，改变着地球上的生活并改变着我们对现实的看法。2018年的十大国际科技新闻，再次向我们证明了人类思维的深刻和创造能力的无穷：石墨烯旋转特定角度可变超导体、精确定位“幽灵粒子”起源、首次造访小行星并发现水……如果你还没有了解这些最新的科学进展，现在是时候了。这些成果正在为无数科学家提供灵感，带领他们继续突破人类能力的极限。

1.49量子位超导测试芯片交付

英特尔公司2018年宣布，已成功设计、制造并交付49量子位超导测试芯片“Tangle Lake”，意指这些量子位需在极冷温度等条件下工作，其将使研究人员能评估和改进纠错技术，并模拟一些计算问题。“量子霸权”被认为是量子技术发展史上的一个奇点。“量子霸权”指量子计算机的计算能力超过传统计算机，实现对于传统计算机的“霸权”。有观点认为，超过50（左右）量子位后，量子计算机的能力将一骑绝尘，令传统计算机望洋兴叹。目前，“量子霸权”已引英特尔、IBM和谷歌等巨头竞折腰。IBM2017年底宣布成功研制出一款50量子位处理器原型;谷歌也计划很快推出49量子位产品。

2.彎曲空间内首次实现激光束加速

这是曲面加速光束的第一次演示，操作却很简单，通过向白炽灯泡壳内发射激光得以实现。美国和以色列物理学家团队2018年实现了光束轨迹偏移。此前，科学家已经证实光束可以在平坦表面上被加速，加速度使其沿着弯曲而不是直线的轨迹行进。新研究发现，被加速的光束也并非沿着测地线（又称大地线或短程线，可定义为空间中两点的局域最短或最长路径）移动，而是发生了偏移。平面加速光束的轨迹，完全由光束宽度决定，而新研究表明，曲面加速光束的轨迹，由光束宽度和表面曲率共同决定。这仅仅是个开始，这个联合团队现已着手研究光线在极薄的弯曲膜中传播的可能性。

3.两层石墨烯旋叠可变超导体

根据1957年的超导电性理论，某些材料能够以零电阻导电。2018年，美国麻省理工学院科学家发现，当两层石墨烯以1.1度的“魔角”旋转叠加在一起时，可模拟被称为铜酸盐的铜基材料的超导行为。也就是说，研究团队在两层石墨烯中发现了新的电子态，其可以简单实现绝缘体到超导体的转变。这种“神奇角度”石墨烯除了会形成超导态，还会形成另一种电子态。在同时发表的第二篇论文中，团队展示了交叠的双层石墨烯系统会出现一种新的绝缘态——莫特绝缘体态。这一发现轰动业界，被称为石墨烯超导的重大进展。更令人惊讶的是，在传说中毙稿率高达90%的《自然》杂志上连发两篇论文的第一作者，年仅22岁，他就是年轻的中国物理学家曹原。

4.“基因剪刀”首次让皮肤细胞变身干细胞

2006年，格莱斯顿研究所的山中伸弥，用4种被称为转录因子的关键蛋白处理普通的皮肤细胞，制造出了诱导多能干细胞，而后通过向细胞添加化学品混合物，制造出了诱导多能干细胞。在2018年的研究中，格莱斯顿团队提供了制造诱导多能干细胞的第三种方法——使用CRISPR基因调控技术，直接操纵细胞的基因组，将老鼠的皮肤细胞变成了诱导多能干细胞。新方法不仅有助于科学家更方便地获得重要的细胞，也能进一步了解细胞的重编程过程。其实，诱导多能干细胞就像胚胎干细胞一样具备分化成多种细胞的潜力，可用于修复受损的组织和器官。而“基因剪刀”则能精确查找一串代码在基因组中的位置，进行删除或修改。

5.科学家首次精确定位“幽灵粒子”起源

2017年9月，来自太空的一个高能中微子横穿南极洲“冰立方”中微子天文台，科学家争相为其追本溯源。2018年7月，数十个科研团队在《自然》《科学》杂志撰文称，这个“落入凡间的精灵”可能源自一个距地球约37.8亿光年的耀变体（Blazar）。耀变体是由星系中央的巨大黑洞吸积大量物质而产生的剧烈天文现象。科学家称，产生中微子的耀变体可帮助解决天文学的一个百年谜团：不时拜访地球的宇宙射线从何而来？宇宙射线是由宇宙中的“爆发事件”抛射出的带电粒子，是自然界中能量最高的粒子。100多年来，科学家一直希望找到其源头，但通过对其行进路径进行反向追踪不可能做到，因为在抵达地球前，其飞行路径已被地球磁场严重扭转。

6.火星极地冰盖下存在液态水

2015年，火星勘测轨道飞行器告诉我们，红色星球的沟壑，很可能是高浓度咸水流经所产生的，这是火星存在流动液态水“迄今最强有力证据”。但还不是实证。直到2018年，意大利科学家报告在火星上首度发现了一个地下盐水湖，这座湖位于火星南极冰盖之下，直径约20千米。研究人员称，这是火星首次发现持久水体存在的痕迹，解决了关于红色星球是否存在液态水的旷日持久的争论。这处水体的发现，不仅仅是增加了人们对火星上存在生命的期待，这对科学家利用冰盖解读火星气候变化历史十分关键，是未来数年天体生物学研究的科学目标，同时，它也将是本世纪人类登陆火星前，基地建设的最重要资源。

7.反氢内基准能量跃迁首次实现

物理学中最大的谜团之一就是：反物质去哪儿了？氢原子最简单，所以反物质研究由反氢原子开始。100多年前，科学家首次在氢原子内观察到其最基本、最重要的跃迁——莱曼-α（Lyman-alpha）跃迁。2018年8月22日，加拿大和欧洲核子研究中心（CERN）的物理学家在《自然》杂志撰文称，他们首次在反氢原子内实现并观察到了莱曼-α跃迁，向冷却和操纵反氢原子迈近了一步，有望开辟反物质科学的新时代。操控反氢原子有何意义？从理论上来说，500克反物质产生的破坏比世界上最大的氢弹威力都要大，虽然科学家已能制造并抓获反物质，但其存在时间太短，且代价太过昂贵。反物质如能操控，将能成为人类用之不竭的新能源！

8.科学家造出全新光物质形式

光子作为几乎没有质量的基本粒子，是一种“超然”的存在——如果你把两束激光相对，光子只会连个招呼都不打，互相穿过。但在2013年，麻省理工学院和哈佛大学的联合团队，让光子相互作用产生一种物质形式，人们不知道它是什么，都说这就像一个真实版的“光剑”——光束之间会彼此推拉产生对抗。2018年，仍然是这个团队在《科学》上发表论文，宣布他们实现了三个光子之间相互作用，即粘在一起形成了此前未被观察过的一种全新光子物质。研究人员发现，利用弱激光照射，它们不是作为单个、随机分离的光子通过致密的超冷铷原子云，而是成对或者三个光子结合在一起——这表明在光子之间发生了相互作用。

9.人类探测器首次造访小行星“贝努”

小行星是约45亿年前太阳系形成时遗留下来的碎片。有科学家认为，对小行星样本进行原子级分析有望为上述假说提供重要证据。于是，2016年，美国国家航空航天局（NASA）肩负重要使命的“源光谱释义资源安全风化层辨认探测器”（OSIRIS-Rex）朝小行星“贝努”（Bennu）整装出发了。2018年12月10日，NASA兴奋地宣布，OSIRIS-Rex发现小行星的岩石外表下暗藏着由氢分子和氧分子组成的羟基的踪迹，这使直径500米的“贝努”具有孕育生命的潜力，或许也蕴藏着关于地球生命起源的线索。2023年，探测器会将这些物质的样本送回地球，届时，科学家将获得与太阳系历史和演化有关的宝贵资料。

10.嫦娥四号探访月背

2018年12月8日2时23分，中国的嫦娥四号乘坐长征三号乙运载火箭成功发射升空，将于2019年1月进行月球背面软着陆和巡视勘察。如果成功，它将实现人类历史上首次在月球背面投放着陆器和月球车;同时也将实现国际首次地月拉格朗日L2点的测控和中继通信。中国在2018年5月成功发射了“鹊桥”中继卫星，为嫦娥四号探测器与地面测控站之间搭建了一座传输信号与数据的桥梁。嫦娥四号此次背负着勘探艾特肯盆地——冯·卡门陨石坑的重要使命，该陨石坑被认为是月球最古老的撞击特征。而此次前所未有的太空探秘旅程，将为人类了解月球、地球、太阳系的演化提供第一手数据和线索。

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