世界多国持续“放大招”,基础研究精彩纷呈

◎科技日报国际部
俄罗斯
Russia
启用贝加尔湖中微子望远镜
首次室温下获得磁性超导材料
2021年 , 俄罗斯在基础研究领域的亮点是 , 在贝加尔湖中启用了北半球最大的深水中微子望远镜“Baikal-GVD” , 用于记录来自天体的超高能中微子流 , 研究地球物理学、水文学和淡水生物学现象 , 探索宇宙的产生和进化过程 。 “Baikal-GVD”体积约半立方米 , 通过在贝加尔湖冰中凿出的一个长方形孔洞 , 这个高科技实验装置被安置在距离湖边约4000米、水深750—1300米的位置 。
世界多国持续“放大招”,基础研究精彩纷呈
文章图片
俄研究人员在建设贝加尔湖深水中微子望远镜 。 图片来源:俄罗斯卫星通讯社
俄罗斯萨马拉大学首次描述了在宇宙化学进化中起最重要作用的有机分子在太空中的出现过程 , 所获数据扩展了关于生命出现的概念 , 并解释了合成有机物的“星际工厂”的运行机制 。 这一研究发现 , 最简单的多环芳(香)烃、茚可以在符合太空条件的温度下形成 。 含有多环芳(香)烃的小硬碳氢化合物粒子通常被称为星际种子 , 它实际上作为合成有机物(如氨基酸和糖)的分子太空工厂而运行 。
莫斯科大学量子技术中心开通了一条量子安全通信线路 , 用于校内20个用户组网通信 , 用户之间最远距离为50公里 。 俄罗斯电信运营商TransTeleCom完成了莫斯科和圣彼得堡间的量子通信干线的建设工作 。
俄罗斯量子中心首次在室温下获得了磁性超导材料 。 相关实验是在钇铁石榴石单晶膜上进行的 。 该物质在某些温度下具有自发磁化作用 。 借助该技术未来可创建不需要复杂和昂贵冷却装置的量子计算机 。
英国
TheUK
首用纠缠光子编码信息成全息图
详细测量格陵兰岛冰川温度
在量子领域 , 英国格拉斯哥大学的物理学家首次找到使用量子纠缠光子将信息编码为全息图的方法 。 这一新型量子全息术突破了传统全息方法的局限性 , 使将来有可能创建更高分辨率、更低噪声的图像 , 帮助研究人员更好地揭示细胞细节 , 进一步了解生物学在细胞水平上的功能 。
世界多国持续“放大招”,基础研究精彩纷呈
文章图片
英国格拉斯哥大学利用量子纠缠光子将信息编码为全息图 。 图片来源:格拉斯哥大学
此外 , 格拉斯哥大学领导的国际研究小组还发现 , 地上的水可能来自“天上”——太阳 。 太阳风由来自太阳的带电粒子(主要是氢离子)组成 , 在太阳系早期撞击地球的小行星所携带的尘埃颗粒表面产生了水 。
布里斯托大学量子工程技术实验室的研究人员解释了一种通过充当自主代理 , 使用机器学习对哈密顿模型进行逆向工程的算法 。 这种新算法对量子系统基本物理原理提供了宝贵见解 , 有望带来量子计算和传感领域的重大进步 , 并有可能翻开科学研究的新篇章 。
英国剑桥大学领导的国际研究小组利用光纤传感技术 , 让激光脉冲通过光纤光缆传输 , 对格陵兰岛冰川的温度进行了迄今最详细测量 , 获得了从冰川表面直到冰面下1000多米底部非常详细的温度测量结果 。 这项研究将有助科学家对世界第二大冰川的未来变动情况进行更精准建模 , 从而更好地应对气候变暖 。
美国
TheUS
揭示缪子行为异常
发现宏观量子纠缠直接证据
在基本粒子研究方面 , 费米国家实验室和中国科学家联合进行缪子反常磁矩实验 , 以前所未有的测量精度 , 揭示缪子的行为与标准模型理论预测不相符 , 为新物理的存在提供了强有力证据 。 由美国科学家主导的国际向前搜索实验(FASER)小组 , 通过分析欧洲大型强子对撞机(LHC)提供的数据 , 首次在LHC上发现了中微子的“蛛丝马迹” 。