2011年世界科技发展回顾 多个领域实现突破

　　美 国

　　地球生命起源于太空有新证据，人类祖先早在320万年前便用双脚行走；测地线效应与惯性系拖曳效应获实验证实；观察到迄今为止最重的反物质。

　　毛黎(本报驻美国记者)氨基酸是构成生物体蛋白质的基本单位，地球上生物体中氨基酸为左旋型——“左撇子地球之谜”，美国科学家在小行星的陨石样本中发现了氨基酸异缬氨酸，且它们绝大多数以左旋形态存在。该发现为“地球生命起源于太空”提供了新证据。

　　美国两所大学的科学家对发掘于埃塞俄比亚哈达尔遗址的南方古猿足骨的第4根跖骨化石进行分析研究后发现，非洲南方古猿具有定型的弓形足。他们认为，人类的祖先早在320万年前就开始像现代人一样用双脚行走。

　　科学家通过分析“引力探测器B(GP-B)”卫星数据，证实了爱因斯坦广义相对论中两项重要预测——测地线效应与惯性系拖曳效应，从而为这项史上延续时间最长的空间项目画上了句号。

　　多国科学家借助相对论重离子对撞机让金核相互对撞。在对撞10亿次后形成的强子气体中，他们首次观察到了新型反物质反氦-4，这是迄今科学家观察到的最重反物质。科学家借此预测下一个可能会“现身”的更重反物质将是反锂-6。

　　美国科学家发现，在Bs介子的质子和反质子碰撞后，Bs介子比反介子更多。这标志着制造出的物质比反物质更多，正如宇宙诞生之初的那样。他们认为，异常高的宇称不守恒最有可能解释物质和反物质之间的不对称。

　　科学家们宣布观察到了一种重子家族中的最新成员——中性粒子Xi-sub-b (Ξb0)。它由一个奇夸克、一个上夸克和一个下夸克组成。

　　科学家使用精确的原子逐层排列技术，构造出了超薄的超导场效应晶体管，以洞悉绝缘材料变成高温超导体的环境细节。高温超导体化合物模型(镧—锶—铜—氧)的临界温度可达30开氏度左右，是以前纪录的10倍。

　　美国物理学家表示，他们首次在两个分隔的带电原子(离子)之间建立了直接运动耦合，实现了原子之间的单量子能量交换。

　　光子设备小型化后，光波之间会因紧密接触产生衍射干扰，而表面等离子体激元能减少衍射干扰但强度变弱。科学家利用“混合等离激元”的准粒子克服了上述问题，演示了首个真正的纳米尺度波导。

　　科学家首次成功利用激光器发出的可见光将由数十亿原子组成的固态纳米机械系统冷却至量子基态，使其遵从量子力学法则。过去，科学家只能通过囚禁单个原子或离子实现这一点。

　　研究人员发现，光也能产生巨大的磁效应，有望据此开发出存储太阳能的“光电池”，替代传统的半导体太阳能电池。这种制造“光电池”的方法可能推翻物理学的百年教条。

　　科学家成功制造出超纯的砷化镓。在特定状态下，超纯砷化镓中电子不再遵守单粒子的物理学法则，而被它们之间的相互作用(遵从量子力学法则)所掌控。

　　在哈佛大学工作的中国博士后完成的光学演示表明，精巧设计的界面的确能够干预光的传播。也就是说，光线传播可以不遵从反射和折射定律，人工界面可以成为决定光传播的因素。

　　美国和德国科学家通过实验发现并首次证明，“隧道控制”效应或许是化学反应的新驱动力。它可让化学反应偏离传统方向，获得新的反应结果。

　　科学家研制出世界上首台功能性反激光器，并演示了吸收近红外线放射物的效果。其被命名为相干完全吸收器，可让光束通过互相干涉从而完全被消耗掉，以达到将光束吸收而不是发射的目的。

　　英 国

　　揭示宇宙黑暗时期现象、发现最炽热行星、发布完整宇宙三维地图；制造新型单分子磁体；进行电子的精确测量；探索金属生命存在可能性。

　　刘海英(本报驻英国记者)1月，英国科学家成功找到了一颗恒星发出的气体云，并捕捉到一个巨型黑洞散发出来的光线，同时发现了第一批恒星遗留下来的残骸以及一颗正在爆炸的恒星爆炸余波的踪迹，这些发现弥补了宇宙进化史上大爆炸后和恒星诞生间“缺失的一环”，揭开了约5亿年宇宙史“黑暗时期”的神秘面纱。

　　1月，英国科学家称，他们在2010年确认存在的一颗气态巨行星WASP-33b，被后续观测证实为有史以来宇宙中最炽热的行星。该巨行星位于380光年之外的仙女座，表面温度接近3200摄氏度，远高于某些恒星。

　　4月，英国诺丁汉大学研究人员通过甲苯分子将两个铀原子键合在一起，制造出新型单分子磁体。与常规磁体相比，新化合物的分子包含两个铀原子，会在低温下保持磁性，可大幅提高计算机的数据存储能力，具有显著的商业和产业价值。

　　5月，英美印三国科学家通过地表检测和计算机模型推测发现，由于上覆层地幔的热量循环作用，地球内核从整体上在凝固，但局部存在融化现象。这一发现有助于人们进一步理解地球内核的形成机制，以及作为“地球发电机”的外核怎样产生地磁场。

　　5月，英国朴茨茅斯大学科学家公布了迄今最完整详尽的宇宙三维地图，其观测视线首次延伸到了宇宙中距离地球3.8亿光年处的银道面。同时，他们也绘制出了隐藏在银河后的宇宙空间的细节，有助于更好地理解这些地区对其与宇宙其他部分之间运动的影响。

　　5月，英国伦敦帝国理工大学的科学家进行了对电子形状的精确测量，测量结果表明，即便在10-27厘米的精度上，电子仍然是完美的球形；如果将电子放大到太阳系的尺度，其圆度的偏差甚至小于人类发丝的宽度。这一结论与现有理论预测结果并不相同，向超对称性理论提出了挑战。

　　9月，英国科学家用含有金属的巨型分子，成功制造出类似于细胞的气泡，并赋予它们一些类似生命的特征。研究人员希望诱使这些气泡演变成完全无机的、能自我复制的实体，以此证明完全基于金属(无机物)的生命的存在。如该研究得到证实，则意味着存在外星生命的可能性将大大提高。

　　俄罗斯

　　研发出激光镊子，即全息激光微控制器。

　　张浩(本报驻俄罗斯记者)10月，俄罗斯国立萨拉托夫技术大学研究团队以德国相位控制器为基础，借助大功率红外激光研制出激光镊子(全息激光微控制器)。该激光镊子能同时抓住并移动5个至7个微小物体，而当前国际上的同类仪器只能抓起单个微小物体。其将被广泛应用于生物和物理研究领域。