據(jù)國(guó)外媒體報(bào)道，日前，《物理世界》雜志最新評(píng)選出2019年十大發(fā)現(xiàn)，其中科學(xué)家拍攝黑洞照片排名第一，以下是該媒體評(píng)選的2019年十大發(fā)現(xiàn)：

1、直接觀測(cè)黑洞及其“影子”

圖中顯示距離地球5500萬(wàn)光年的星系中心，存在一個(gè)環(huán)繞超大質(zhì)量黑洞的環(huán)形射電輻射，事件視界望遠(yuǎn)鏡天文學(xué)家首次獲得黑洞事件視界附近圖像，宇宙物質(zhì)和能量均無(wú)法逃脫黑洞的強(qiáng)大引力作用，這是通過(guò)全球6個(gè)不同地點(diǎn)8個(gè)射電望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)的結(jié)果。這個(gè)黑洞的質(zhì)量是太陽(yáng)65億倍，圖中明亮環(huán)狀結(jié)構(gòu)是吸積盤(pán)中黑洞周?chē)臍怏w和塵埃，它被加熱到數(shù)十億攝氏度，從而會(huì)發(fā)出明亮的無(wú)線電波。愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論預(yù)測(cè)黑洞有一個(gè)“影子”，其半徑大約是黑洞視界半徑3倍，黑洞的影子十分有趣，其大小和形狀主要取決于黑洞的質(zhì)量，同時(shí)也取決于黑洞旋轉(zhuǎn)速度。

2、神經(jīng)義肢技術(shù)裝置將腦活動(dòng)轉(zhuǎn)換為語(yǔ)言

來(lái)自哥倫比亞大學(xué)祖克曼研究所的Hassan Akbari、Nima Mesgarani，以及加州大學(xué)舊金山分校的Edward Chang等人共同開(kāi)發(fā)了一種神經(jīng)修復(fù)裝置，能夠從神經(jīng)活動(dòng)中重建語(yǔ)言，該裝置能夠幫助那些不能說(shuō)話的人群重新獲得與外界交流的能力，受益者包括：癱瘓患者、中風(fēng)患者。除了在醫(yī)學(xué)上的應(yīng)用之外，還可將人類(lèi)思想直接轉(zhuǎn)換成語(yǔ)言，這樣可使計(jì)算機(jī)與大腦直接交流成為現(xiàn)實(shí)。

3、首次發(fā)現(xiàn)“火震”

美國(guó)宇航局“洞察號(hào)”火星任務(wù)科學(xué)家首次發(fā)現(xiàn)“火震”信號(hào)，該信號(hào)是4月6日探測(cè)到的，研究人員認(rèn)為，這種微小震動(dòng)源自火星內(nèi)部，而不是火星風(fēng)或者其他表面現(xiàn)象。與月球一樣，火星沒(méi)有構(gòu)造板塊，因此在地震活動(dòng)方面比地球更加安靜，研究火星地震學(xué)將提供火星內(nèi)部的重要信息，揭曉該行星是如何形成的。

4、CERN物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)粲夸克的不對(duì)稱(chēng)性

歐洲核子研究中心大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)實(shí)驗(yàn)物理學(xué)家首次測(cè)量粲夸克(charm mesons)的“電荷——宇稱(chēng)不守恒(CP)”現(xiàn)象，研究人員通過(guò)測(cè)量D0介子(包含1個(gè)粲夸克)和反D0介子與K介子/反K介子對(duì)或者介子/反介子對(duì)的衰變速率，從而發(fā)現(xiàn)“電荷——宇稱(chēng)不守恒”不對(duì)稱(chēng)性。由于D0介子和反D0介子產(chǎn)生相同的物質(zhì)，歐洲核子研究中心最大的挑戰(zhàn)是確定是否有某個(gè)事件與DO或者反DO介子有關(guān)，雖然這一最新測(cè)量結(jié)果與我們目前對(duì)“電荷——宇稱(chēng)不守恒”現(xiàn)象不對(duì)稱(chēng)性的理解是一致的，但它開(kāi)啟了尋找標(biāo)準(zhǔn)模型之外的物理學(xué)可能性。

5、“小線圈”創(chuàng)造破紀(jì)錄的連續(xù)磁場(chǎng)

美國(guó)佛羅里達(dá)州塔拉哈西市國(guó)家高磁場(chǎng)實(shí)驗(yàn)室(MagLab)研究員Seungyong Hahn和同事在實(shí)驗(yàn)室建立了有史以來(lái)最高的連續(xù)磁場(chǎng)，他們使用一個(gè)叫做“小線圈”的袖珍、高溫超導(dǎo)磁體制造的連續(xù)磁場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到45.5特斯拉，相比之下，冰箱磁體只有1特斯拉的1%。這是一種混合動(dòng)力磁鐵，依靠將一個(gè)異常冷的超導(dǎo)體與一個(gè)更典型的電磁鐵配對(duì)工作，之前實(shí)現(xiàn)該狀況需要一個(gè)小型建筑管道，以及35噸的機(jī)械裝置，但最新設(shè)計(jì)的“小線圈”超導(dǎo)磁體，只有390克重，看起來(lái)有點(diǎn)像用薄金屬片包裹的扁平圓盤(pán)，它是由稀土鋇銅氧化物(REBCO)制成，取代了45噸重混合磁鐵中使用的鈮基合金。

6、卡西米爾效應(yīng)為微小物體創(chuàng)造了“量子陷阱”

美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校的張翔(音譯)和同事首次采用卡西米爾效應(yīng)(Casimir effect)誘捕微小物體，卡西米爾效應(yīng)是一種奇特的現(xiàn)象，量子波動(dòng)可在物體之間產(chǎn)生吸引力和排斥力。張翔和同事使用可協(xié)調(diào)的卡西米爾效應(yīng)引力和排斥力組合，在沒(méi)有能量輸入的情況下，在黃金和聚四氟乙烯表面之間夾住一小片金箔。測(cè)量參與能量捕獲過(guò)程的微小作用力是光學(xué)計(jì)量的一個(gè)勝利，并提供了一個(gè)機(jī)會(huì)更好地理解卡西米爾效應(yīng)如何影響微機(jī)械設(shè)備的操作，如果這些效應(yīng)進(jìn)一步被控制，甚至可能會(huì)有涉及捕獲粒子的實(shí)際應(yīng)用。

7、反物質(zhì)量子干涉法首次亮相

反物質(zhì)不僅是一種粒子，也是一種波，即使在單個(gè)反物質(zhì)粒子層面上，這種觀點(diǎn)也是成立的。為了證實(shí)反物質(zhì)即是正電子，也是波，物理學(xué)家進(jìn)行了更加復(fù)雜的“雙縫實(shí)驗(yàn)”，1927年，“雙縫實(shí)驗(yàn)”首次證實(shí)了電子——物質(zhì)的一種方式，同時(shí)證實(shí)反物質(zhì)即是粒子，也是一種波。由于“雙縫實(shí)驗(yàn)”是兩個(gè)波重疊但在相對(duì)移動(dòng)時(shí)波峰和波谷會(huì)相互抵消或疊加，形成一種獨(dú)特模型，該實(shí)驗(yàn)類(lèi)型也稱(chēng)為“干涉測(cè)量法”。今年6月份，意大利和瑞士物理學(xué)家找到了如何產(chǎn)生低能量正電子束，可作為“雙縫實(shí)驗(yàn)”中首個(gè)反物質(zhì)量子干涉法。

8、量子計(jì)算機(jī)性能優(yōu)于傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)

哈特穆特·奈文(Hartmut Neven)、約翰·馬丁尼斯(John Martinis)以及谷歌AI量子等多家美國(guó)研究機(jī)構(gòu)的專(zhuān)家，他們首次實(shí)現(xiàn)量子計(jì)算機(jī)計(jì)算運(yùn)行。事實(shí)證明量子計(jì)算機(jī)比傳統(tǒng)超級(jí)計(jì)算機(jī)進(jìn)行的計(jì)算時(shí)間更短，這種量子計(jì)算機(jī)是由53個(gè)可編程超導(dǎo)量子比特組成，大約僅需200秒就能完成一次基準(zhǔn)計(jì)算，相比之下，這一計(jì)算則需要超級(jí)計(jì)算機(jī)運(yùn)行1萬(wàn)年才能完成。

9、緊湊型重力探測(cè)儀

美國(guó)加州大學(xué)伯克利分校研究員維多利亞·徐(Victoria Xu)和同事制作一個(gè)微型重力探測(cè)儀，利用捕獲的原子來(lái)測(cè)量由于引力起到的局部加速度，這種“量子重力儀”依賴(lài)于原子云在太空中首先垂直分離再重新結(jié)合時(shí)產(chǎn)生的干涉圖樣。大多數(shù)重力儀測(cè)量的是原子下落時(shí)重力對(duì)其產(chǎn)生的影響，而最新設(shè)計(jì)的重力探測(cè)儀是將原子懸浮在一個(gè)光學(xué)陷阱中，在其中原子與引力場(chǎng)相互作用長(zhǎng)達(dá)20秒時(shí)間。這種微型重力探測(cè)儀大幅提高了測(cè)量靈敏度，從而為地球物理勘探至基本力敏感測(cè)試等應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。

10、面向兒童的首款可穿戴式腦磁掃描儀

英國(guó)科學(xué)家瑞恩·希爾(Ryan Hill)、馬修·布魯克斯(Matthew Brookes)和同事研制一種“自行車(chē)頭盔”式腦磁圖掃描儀(MEG)，用于測(cè)量?jī)和粘；顒?dòng)中的大腦活躍情況。相比之下，傳統(tǒng)腦磁圖系統(tǒng)通過(guò)使用低溫冷卻傳感器測(cè)量大腦產(chǎn)生的微弱磁場(chǎng)，該傳感器可以安裝在尺寸適當(dāng)?shù)乃腥祟^盔中，但是該頭盔體積較大，對(duì)任何頭部運(yùn)動(dòng)高度敏感。目前，研究人員在500克重的頭盔上安裝輕型光泵磁力儀，可以適應(yīng)任何形狀大小的頭部，它可應(yīng)用于2-5歲看電視的兒童，玩電腦游戲的青少年，以及彈奏尤克里里琴的成年人。

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