乌克兰科技日报记者 张浩

乌克兰RT-32天文射电望远镜的建成无疑是该国基础研究领域的标志性事件。 这是乌克兰继2014年因失去克里米亚而失去世界上最大的射电望远镜之一RT-70之后,再次拥有射电望远镜。

这台新的射电望远镜位于乌克兰西部利沃夫州的空间研究和通信中心。 它是在直径32米的空间通信站天线(MARK-4B)的基础上改建而成。 其主要特点是多频段、多通道。 借助该仪器,科学家可以研究重要的课题,例如银河系核心的活动、恒星形成、太阳辐射、射线爆发、脉冲星以及引力和电磁产生的光谱。

乌克兰科学院表示,这台新型射电望远镜将为该国基础科学发展提供新动力,也将为乌克兰参与利用外层空间的国际研究项目提供保障。 乌克兰科学院表示,射电望远镜RT-32建成后,其主要任务是恢复乌克兰射电望远镜在欧洲甚长基线干涉测量(VLBI)网络中的工作。 未来它将与美国相关望远镜兼容,成为欧洲领先的射电天文仪器之一。 一。

德国

激光离子加速器走向应用

加大量子技术投资

德国科技日报记者 李珊

2020年,德国加大了在量子计算机领域的投入,在光学等领域取得了多项突破。

德国电子同步加速器研究所的等离子体加速器持续运行了30个小时,期间总共加速了10万束电子束,这意味着激光离子加速器可以从实验室走向实际应用。

在量子技术领域,德国希望在量子计算、量子通信、量子传感器技术和量子密码学等领域保持经济和技术竞争力。 为此,政府决定投资20亿欧元建造三台量子计算机,第一台计划于2021年建成。于利希研究中心于2020年初开始建立量子计算机技术实验室:亥姆霍兹量子中心(总部)。

亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心(HZDR)和德累斯顿工业大学设计了一种硅基光源,可以产生可以在玻璃纤维中良好传输的单光子,首次展示了硅基单光子。 光子光源的可能性。 马克斯·普朗克固体研究所发现,一层只有一个原子厚的金或银会变成半导体。 这一新特性有望在微电子和传感器技术等领域得到应用; 该研究所还将超短激光脉冲与扫描隧道显微镜相结合,开发出一种可以跟踪在量子尺度上发生的极快过程的显微镜。

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科学家以1.25埃的分辨率重建了脱铁铁蛋白结构的详细三维信息,首次成功观察蛋白质结构中的单个原子。图片来源:德国马克斯普朗克生物物理化学研究所

马克斯·普朗克生物物理化学研究所首次成功观察到蛋白质结构中的单个原子。 此外,马克斯·普朗克量子光学研究所还创造了一种由约 200 个原子的单层形成的光学镜。 研究中将超低温原子装载到光学晶格中形成有序的原子阵列,这可能成为一个新的研究课题。 量子光学现象的平台。

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量子世界的镜子:由约200个原子单层组成的光学镜。图片来源:德国马克斯·普朗克量子光学研究所

美国

微观粒子与超导研究成果丰硕

天体物理学和地球科学各显神通

科技日报驻美国记者 刘海英

2020年,美国科学家在粒子研究、超导研究、天体物理等领域取得了诸多成果。

在粒子研究领域,美国科学家首次观测到μ子电离冷却,为成功建造μ子对撞机迈出了关键一步; 他们得出的结论是,温度在 2.81-3.31μeV 之间(1μeV=百万分之一电子伏特)。 质量范围之间不存在轴子的结论缩小了与暗物质相关的轴子质量的搜索范围; 此外,他们首次观测到极其罕见的玻色子“三重态”生成事件,这有助于发现超越粒子物理标准模型的新物理; 此外,他们还首次在金属表面观察到马约拉纳费米子的证据。

在超导研究方面,科学家首次发现了超导材料在太空中形成的证据——陨石中存在微量超导粒子。 这一发现点燃了人类寻找室温超导材料的新希望。 科学家还发现钌酸锶是一种新型g波超导体,并获得了迄今为止在低温条件下获得的最精确的共振超声波谱数据。 此外,他们还在高压下观察到有机组分源氢化物的室温超导性,并将温度提高到零电阻至15℃,从而朝着创建最佳高效电力系统的目标迈出了重要一步。

在天体物理方面,今年也有不少成果:首次确认双白矮星引力波源、首次获取富钙超新星X射线照片、首次发现“中间质量”黑洞和一颗绕白矮星运行的巨型行星,以及首次在银河系中发现快速射电爆发。 宇宙的起源,以及迄今为止最大的宇宙三维图和最大的恒星、星系和类星体三维天文图像目录的发布。

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通过多颗卫星和地面望远镜,科学家首次确定了银河系快速射电爆发的起源。 图片来源:互联网(healththoroughfare.com)

在地球科学方面,科学家在陨石中发现了地球上最古老的固体物质——大约50亿至70亿年前形成的星尘; 并确认了地球上最古老的撞击结构——澳大利亚。 西部的亚拉布巴陨石坑; 地球磁场形成之谜被发现——地球基底岩浆海洋中硅酸盐液体的“发电机”机制……这些发现让人类进一步了解地球。

日本

星系研究不断取得突破

在黑洞领域获得的新知识

日本科技日报记者 陈超

2020年,日本科学家在宇宙学、暗物质、黑洞等领域继续努力,取得了丰硕成果。

日本国家天文台通过斯巴鲁望远镜和凯克望远镜发现,120亿年前宇宙中存在一个比银河系还重的星系。 这个星系是一个“安静”的星系,停止了恒星形成活动,揭示了星系形成的历史。 重要发现。 京都大学基础物理研究所利用人工智能机器学习方法对宇宙中暗物质成分的数量和性质进行了各种计算,无需新的模拟即可快速预测新的宇宙学模型的结果,该研究正在有望揭开影响宇宙演化的暗物质和暗能量之谜。

此外,以东京大学为中心的研究小组对距离约100亿光年的6个类星体进行了光谱观测,然后根据获得的光谱中发射线的强度推断出铁和镁的丰度比,并发现它们与宇宙化学演化的理论模型是一致的。

在黑洞研究方面,日本研究人员获得了很多新知识。 近畿大学的研究人员利用ALMA望远镜以前所未有的高分辨率捕捉到了距地球110亿光年的星系中心超大质量黑洞喷射出的超高速气流,以及由此产生的剧烈气流。银河系中的星际气体云。 令人震惊的情况。 这表明,即使在星系演化的早期阶段,喷流也对星系内部的气体产生了重大影响,是阐明星系演化的重要一步。 京都大学等国际研究团队解开了超巨黑洞吹出的“黑洞风”之谜。 京都大学领导的国际研究小组通过X射线模拟观测,定量再现了实际观测到的黑洞吹出的“风”。 ,并首次证明这种风是由黑洞周围产生的紫外线的力量产生的。 科学家计划利用日本定于2022年发射的XRISM卫星来捕捉更清晰的“黑洞风”。

法国

直接观测炽热的星际介质

确定球粒陨石水浓度和成分

法国科技日报记者 李洪策

2020年,法国科学家在天文、地质等领域取得了不少成果。

法国天文学家首次直接观测到星系间的温暖介质,它可能是尚未发现的重子物质的组成部分。 宇宙的质量由三大类组成:重子物质、暗物质和暗能量,分别约占宇宙质量的4.9%、26.8%和68.3%。 然而,我们生活中充满的重子物质,即普通物质的30%,却无法通过观测来探测到。 这就是所谓的重子缺失问题。 巴黎萨克雷大学空间天体物理研究中心的研究团队直接在X射线波段发现了星系间暖介质,为重子缺失问题提供了可能的答案。

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气体网连接着整个宇宙的星系,温暖的星际介质渗透到宇宙网中(模拟)。 图片来源:网络()

法国南希岩性研究中心的研究人员测定了一系列球粒陨石的水浓度和成分,认为地球上的水可能来源于顽辉石球粒陨石等物质释放的氢,这表明在地球形成之前就有从一开始就有足够的基本元素形成水。 顽火辉石球粒陨石也被学术界称为“E型球粒陨石”,被认为是原始太阳系星云凝聚产生的物质。 结合宇宙化学模型分析,研究人员认为地球上的水可能来源于顽辉石球粒陨石释放到地壳和地幔中的氢。 参与地球形成的顽火辉石球粒陨石具有很高的氢含量,使它们能够释放出足够的氢,形成至少是地球海水量三倍的氢。

英国

小型引力波探测器推出

具有里程碑意义的核聚变设施竣工

田可可 科技日报驻英国记者

尽管科研活动受到了COVID-19疫情的较大影响,但2020年英国科学家在引力波、核聚变等基础研究领域仍然取得了许多重要成果。

萨里大学研究人员利用特殊装置捕获放射性元素钽187并研究其特性,为探索宇宙元素合成机制迈出了关键一步。 伦敦大学学院 (UCL) 的研究发现,微小的金刚石晶体可用于制造非常灵敏的小型重力探测器,可以测量引力波。 这种基于量子技术的探测器尺寸仅为目前使用的引力波探测器的1/4000,可以探测中频引力波。

2020年10月,英国在卡勒姆科学中心成功建造了具有里程碑意义的核聚变研究设施。 它可以在核心内产生大量带电气体等离子体。 该设施将为解决核聚变研究的一些关键问题发挥重要作用。 影响。

研究人员利用加速器质谱仪采用了一种不同于传统放射性碳测年但仍能准确确定年代的新方法——脂肪酸测年,这有助于在缺乏传统鉴定数据的情况下确定陶器的用途。 推断考古遗址的年龄。

为保持量子技术商业应用的全球领先地位,英国和加拿大合作,分别投资2000万英镑和4400万加元,资助“基于独立参考标准量子通信”等8个项目的研发。关于卫星网络”。

以色列

量子显微镜可以记录光流

直接观察光分支流

毛莉 科技日报驻以色列记者

2020年,以色列科学家继续努力,在量子科学和光学研究领域取得重大突破。

以色列理工学院的一个团队开发了一种量子显微镜,可以记录光的流动,并用它来直接观察纳米晶体内捕获的光。 该研究成果被认为是量子科学领域的重大突破。

该校科学家还首次利用显微镜甚至肉眼直接观察肥皂泡膜中光分支流的动态物理现象,并借助相机记录下分支流的美丽图像。 光学分支将开辟物理学的新领域,同时也有助于医学诊断和开发体内“流体流动引导方法”以解决某些健康问题。

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研究人员通过显微镜观察到背景中有气泡的光分支流现象。图片来源:以色列理工学院

巴西

新南极研究基地启用

涵盖十七个实验室

科技日报驻巴西通讯员 邓国庆

2020年1月,巴西在南极洲的新科研基地正式启用——8年前的一场大火摧毁了巴西的南极基地。 新基地耗资1亿美元,建筑面积4500平方米,几乎是老基地的两倍。 它以其时尚的建筑设计和可容纳64人的酒店式住宿而引人注目。 新基地将位于乔治王岛的凯勒半岛,即旧基地所在地,并将保留其名称:费拉兹南极站。

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巴西新建南极研究基地可容纳64人。图片来源:《科学》网站

该基地设有 17 个实验室,将支持环境微生物学、人体生理学、古生物学和气候变化方面的一系列研究。

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