冷却灯：约翰道尔团队使用的实验装置。

资料来源：约翰道尔/哈佛大学

壮观景象：韦伯望远镜看到的船底座星云。

资料来源：NASA、ESA、CSA、STScI

冠军半导体：立方砷化硼的棒槌模型。

资料来源：麻省理工学院

[今天的观点]

记者张梦燕

12月8日，英国《物理世界》杂志发表了2022年的十大突破，涵盖了从量子、医学物理学、天文学到凝聚态物质的方方面面。这10项突破是由《物理世界》编辑小组今年在该杂志网站上发表的涵盖物理学所有领域的数百项研究中选定的。中国的两个科学家团队以超冷多元分子研究和未来半导体发现入选。

开创超冷化学的新纪元

中国科技大学的潘建伟、赵博、美国哈佛大学的约翰道尔等科学家创造了第一个超冷多元分子。

30多年来，物理学家们努力使原子接近绝对零度冷却，2000年代中期制造了第一个超冷二元分子，但制造包含3个以上原子的超冷分子的目标仍然难以实现。

中国科技大学和哈佛大学使用了不同和互补的技术，分别制作了220nK(纳克尔文)的三原子钠钾分子样品和110K(微开尔文)的氢氧化钠样品。他们的成就为物理和化学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、基础科学的测试都得益于这个多元分子平台，变得更加容易实现。

观察四方者

德国达姆施塔特技术大学核物理研究所的梅塔尔杜尔和武士合作组织的成员观察了四方，证明了没有电的核材料的存在。

四重子是向液态氢靶发射氦8核而产生的。碰撞将氦8核分为粒子(两个质子和两个中子)和四个中子。通过检测反动的阿尔法粒子和氢原子核，小组计算出这四个中子以未结合的四重子状态存在的时间只有10-22秒。观察结果的统计重要性大于5，超过了粒子物理学发现的门槛。

超高效率发展

美国MIT和国家可再生能源研究所的研究人员构建了超过40%的热电池(TPV)电池。

新的TPV电池是第一个将红外线转换为电力的固体热机，比基于涡轮的发电机更有效，可以在各种可能的热源下工作。该设备可以成为更清洁、更环保的电网的重要组成部分，可以补充可见光、太阳光和光伏电池。

最快的光电开关

德国马克斯普朗克量子光学研究所和慕尼黑大学领导的国际团队在物理设备上定义并探索了光电开关的“速度限制”。

该团队使用仅持续1秒(10-15秒)的激光脉冲，达到了每秒操作1000万亿次(一拍赫兹)开关所需的速度，从而将电介质材料样品从绝缘状态转换为导电状态。

打开宇宙的新窗口

美国国家航空航天局(NASA)、加拿大航天局和欧洲航天局公开了詹姆斯韦伯太空望远镜(JWST)拍摄的第一张照片。

由于多年的延误和费用的上升，价值100亿美元的JWST于2021年12月25日发射。JWST的第一张照片是美国总统拜登在白宫特别活动上发表的，之后还刊登了很多眼花缭乱的照片。

首次用于人体的闪光质子治疗

美国辛辛那提大学研究小组正致力于FLASH-01实验，用于FLASH放射治疗的首次临床试验和FLASH质子治疗的首次人体使用。

闪光放射疗法是一种新的治疗技术，以极高的剂量率释放辐射，这种方法在保护健康组织的同时，被认为可以有效地杀死癌细胞。使用质子提供超高剂量率辐射，可以治疗身体深处的肿瘤。

研究表明，闪光质子疗法在缓解疼痛方面和传统放射疗法一样有效，不会产生意想不到的副作用。

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数学优化的防反射结构，以适应波在物体前表面反射的方式。像这样的

与此类似，以色列耶路撒冷希伯来大学领导的一项研究，开发了一种基于一组镜子和透镜的相干完美吸收器，可将入射光捕获在空腔内。由于精确计算的干涉效应，入射光束与镜子之间反射回来的光束发生干涉，使反射光束几乎完全消失。

冠军半导体：立方砷化硼

两个独立的团队——一个由美国麻省理工学院的陈刚和休斯敦大学的任志锋领导；另一个由中国国家纳米科学中心的刘新风和休斯敦大学的包吉明、任志锋领导，发现立方砷化硼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基础的硅等半导体相比，该材料的小而纯区域具有更高的热导率和空穴迁移率。硅的低空穴迁移率限制了硅器件的运行速度，而其低导热性会导致电子器件过热。

改变小行星的轨道

NASA和约翰斯·霍普金斯大学应用物理实验室通过成功改变小行星的轨道，首次展示了“动能撞击”。

双小行星重定向测试（DART）飞船于2021年11月发射，是有史以来首次执行调查小行星动力学影响的任务。DART在9月以大约6公里/秒的速度成功撞击了小行星迪莫弗斯。几天后，NASA证实DART成功地将迪莫弗斯的轨道周期改变了32分钟——将其从11小时55分钟缩短到11小时23分钟。

检测引力的阿哈罗诺夫—玻姆效应

美国斯坦福大学研究团队检测了引力的阿哈罗诺夫—玻姆效应。

该团队将原子分成两组，每组相距约25厘米，其中一组与大质量物质发生引力相互作用。当重新组合时，原子显示出与引力的阿哈罗诺夫—玻姆效应一致的干涉。该效应可用于以非常高的精度确定牛顿的万有引力常数。

来源： 科技日报