美国留学

冷却灯：约翰·道尔（John Doyle）团队使用的实验设置。

图片来源：约翰·道尔/哈佛大学

壮观的景象：韦伯望远镜看到的船基地星云。

图像来源：NASA，ESA，CSA和STSCI

冠军半导体：立方硼Arsenide的蝙蝠模型。

图像来源：麻省理工学院

【今天的观点】

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。选择了两支中国科学家团队进行超冷多原子分子研究和未来的半导体发现。

创造一个超冷化学的新时代

来自中国科学技术大学的Pan Jianwei，Zhao Bo和美国哈佛大学的约翰·道尔（John Doyle）等科学家创建了第一个超冷多原子分子。

30多年来，尽管物理学家努力将原子冷却至绝对零，并在2000年代中期创建了第一个超冷的双原子分子，但仍难以实现包含三个或更多原子的超冷分子的目标。

中国科学技术大学和哈佛团队使用不同的和互补的技术生产220NK（NK）和110K（Micro-Kedan）氢氧化钠样品的3个原子钠分子样品。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，从而更容易实现。

观察四个中子

德国达姆施塔特技术大学核物理研究所的金属duer和武士合作组织的成员观察到了四个中子，并证明了存在未充电的核材料。

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仅存在于未结合的四个中子状态仅10^-22秒。观测值的统计显着性大于5，超过了粒子物理发现的阈值。

超高效发电

MIT和国家可再生能源实验室的研究人员已经建造了效率超过40的热光伏电池（TPV）。

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。该设备可能是清洁剂，更环保的网格和补充可见太阳能光伏电池的重要组成部分。

最快的光电开关

由Max Planck量子光学研究所和德国慕尼黑大学领导的国际团队定义和探讨了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1秒（10^-15秒）的激光脉冲切换到导电状态，以达到每秒运行1000万亿（1击Hertz）开关所需的速度。

打开一个新窗口通往宇宙

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增加，这项耗资100亿美元的JWST于2021年12月25日推出。美国总统拜登（Biden）在白宫举行的一次特别活动中发布了JWST的第一张图片，此后发布了许多令人眼花himes乱的图像。

人体中使用的第一种闪光质子疗法

辛辛那提大学研究团队致力于快速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速率辐射可以治疗体内深处的肿瘤。

研究表明，闪光质子疗法与传统放射治疗缓解相同，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，该结构在数学上优化了，以符合波浪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。

同样，以色列希伯来大学耶路撒冷大学的一项研究开发了一种基于一组镜子和镜头的连贯的完美吸收器，这些吸收剂捕获了腔内的事件。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

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刘Xinfeng和休斯顿大学的Bao Jiming和Ren Zhifeng领导。他们发现立方硼砷是科学界已知的最好的半导体之一。

这两个团队进行的实验表明，与构成现代电子产品的基础的半导体（例如硅）相比，材料的小和纯区域具有更高的导热率和孔迁移率。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。

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。达特（Dart）在9月以约6 km/s的速度成功击中了小行星迪莫弗斯。几天后，NASA确认DART成功地将Dimofus的轨道周期更改了32分钟——，从而将其从11小时的55分钟缩短到11小时23分钟。

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。

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