【彗星登陸命名物理世界 2014年突破的一年】

天跡

【彗星登陸命名物理世界 2014年突破的一年】

今年的物理世界2014年突破去歐空局的Rosetta 特派團，第一次在彗星上土地一艘飛船。九其他成就高度讚揚和涵蓋主題從核子物理學到聲學

The Rosetta mission crew celebrate Philae successfully landing on comet 67P/Churyumov-Gerasimenko

觸地得分： Rossetta 特派團船員慶祝

格林威治時間 15： 35 對 2014 年 11 月 12 日當 Philae 模組降落 67 P/Churyumov — — 密切，一顆彗星距離地球和太陽系近 55000 公里時速疾駛 5 億 1100 萬公里表面上創造了歷史。

該模組來休息前兩次, 反彈，然後開始收集資料，現在為分析發送回Rosetta科學家。

著陸後 Philae 七小時旅程，它從主要的羅塞塔飛船分離。

于 2004 年啟動，Rosetta 本身完成涉及三個重力輔助繞越飛行的地球和火星 （見"Rosetta 科學家土地彗星首次探討"之一的 64 億公里旅程後到達這顆彗星).

由 Philae 探測器登陸遙遠的彗星，羅塞塔團隊已經開始在我們的太陽系是如何形成和演化 — — 並最終如何生命得以在地球上出現的理解的新篇章。

除了期待即將從 Rosetta 科學家的迷人的科學，我們也承認技術絕技的 10 年追逐一顆彗星，然後將一個先進的實驗室放在它的表面上。

特派團不是沒有它的問題。儘管處於尷尬的境地，其太陽能電池板做不目前獲得足夠的陽光，電源及其文書的著陸，Philae 設法完成所有對其計畫的測量，僅靠電池供電。

著陸器並不能確保其本身對彗星表面按計劃進行，但是它的確可以深入到表面並獲取進行分析的樣品。

有機分子和灰塵覆蓋的冰

發回的 Philae 的 Cosac 儀器資料的初步分析表明在彗星碳基有機分子。這可以證明是非常重要的資訊，為科學家研究非常年輕的地球，據說是被經常轟擊彗星上的條件。著陸器的 Mupus 儀器也是能夠在這顆彗星的表面，我們現在知道覆蓋著一層灰塵約 10 — — 20 釐米厚在意外堅硬的物質，被認為是水冰錘。

羅塞塔飛船主要文書也有對我們的理解的太陽能系統的重要貢獻。

事實上，就在本周，科學家利用羅西質譜儀發現到彗星中的氫氘比遠遠大於在地球上發現 （見"小行星，不是彗星，給地球提供了大部分的水"）。這給越來越多的證據表明，地球上的水被交付的小行星而彗星，因為以前認為，增添了力量。

在 14： 00 格林尼治標準時間今天，羅塞塔任務經理 Fred 詹森加入的非議編輯器麥高樂 · 約翰斯頓在谷歌 Hangout （見上面視頻） 接受獎項，並分享他獨特的見解，特派團和科學，它是事業。在下面的視頻中，麥高樂莊士敦和同事 Tushna 糧食解釋為什麼 Rosetta 被評為今年的贏家。

頂部 10 突破入選由六個物理世界編輯和記者和判斷十大包括標準的小組

根本重要性的研究 ；

重大進展知識 ；

強關係理論和實驗研究 ；和對所有的物理學家的普遍利益。

現在我們九個亞軍取得突破，其中下面列出順序不分先後。

類星體照耀宇宙網的一個明亮的光

巴斯坎塔盧波、 皮耶羅馬道和在美國，加州大學聖克魯茲分校的賽維爾 · 和法布裡奇奧阿裡巴塔亞和約瑟夫 · 欣納維的馬克斯 · 普朗克研究所德國在德國海德堡 Astronomie 使用發出的一個類星體的輻射來第一次瞥見的宇宙網的燈絲。

宇宙中的物質不均勻分佈和存在於 web 的絲狀結構的中間的空隙。此網站被認為已經形成了在大爆炸之後約 38 萬年，它的存在是一個被廣泛接受的理論預測。

但同時我們可以看到在哪裡它具有凝聚成緻密的物質物件 （例如作為星系中，天文學家已經不看到冷煤氣有絲。

現在，坎塔盧波和他的同事發現了這種氣體的輻射時，吸收類星體發出的紫外線光。研究已經表明燈絲是更"塊狀"比預期，和使用其他類星體的未來測量承諾為客戶提供更多關於早期宇宙的資訊。

從太陽的主要核反應發現中微子

Photograph of the Borexino detector

太陽物理學家的慰藉： Borexino 結果回理論

Borexino 合作，為被最早檢測到中微子從主要的核反應，權力，太陽。

幾乎所有的在陽光下所產生的電能涉及始到低能量微中子和正電子的形式氘融合在一起的兩個質子的核反應鏈。

計算預測約 600 億的這些中微子穿過地球上每平方釐米每秒鐘，但低能量的中微子是特別難於偵查，所以無法驗證理論。

現在，格蘭薩索山在義大利，在深處一些這些中微子有已檢測到間諜閃爍的光芒中發生當中微子與液體的巨槽中的電子發生碰撞。

Borexino 團隊其實不希望看到這些微中子，但其探測器這麼好建成研究人員設法衡量通量 66±7 億中微子每平方釐米，確認長期建立融合理論的太陽能。

鐳射聚變通行證里程碑

Photograph of the fusion fuel capsule at the National Ignition Facility

空腔與視圖： 融合目標

Omar Hurricane 和同事在國家點火裝置 （NIF） 的勞倫斯利弗莫爾國家實驗室和洛斯阿拉莫斯國家實驗室在美國，成為首家獲得"燃料獲得"大於一個驅動鐳射核聚變試驗。

核聚變有望提供大量的清潔能源，但物理學家致力於各種實驗實現這一目標取得進展非常緩慢。現在，颶風和他的同事已經用 NIF 的極強大的鐳射摧毀的氘-氚燃料生產更多能源的核聚變反應不是在燃料中沉積的微小木頭顆粒。

這是經過五年鬥爭來提高過程中放出的核聚變能源的數量。團隊側重于實現穩定的微丸，壓縮和一次得以實現超過 2.5 倍聚變能源出比鐳射能量中。

這種能量的大部分是"阿爾法-粒子加熱"，實現"點火"，藉以從融合釋放出的能量導致更多的燃料，保險絲是必不可少的形式。雖然目標還很遠長期追求，最新的結果是點火的核聚變能源的重要一步。

最後分離的電子的磁相互作用

到 Shlomi 科特勒、 Nitzan 坦艾克曼、 Nir Navon、 Yinnon 格利克曼和 Roee 厄澤裡的以色列第一次來衡量兩個單電子之間的極其微弱的磁相互作用的魏茨曼科學研究所。

自 20 世紀 20 年代，物理學家已經知道電子具有內在的自旋角動量和相關聯的磁矩。

雖然研究者們已經測量單個電子的磁場，兩個電子之間的磁相互作用證明更加難以觀察。

磁相互作用時，在他們強兩個電子之間相隔原子尺度的距離，但不能衡量的因為其他的力量支配的場景。

雖然這些其他影響減弱作為電子動議進一步分開，是如此的磁相互作用，然後迷失在雜訊。科特勒和他的同事將兩個電子放在長期持久的糾纏態，保證了低雜訊環境中，克服了這些問題。

然後，他們得以衡量通過使用鐳射來確定電子自旋是否平行或反平行電子之間的力。

障礙提高光學纖維圖像

Simulation of an image carried by the disordered optical fibre

當地的英雄："安德森本土化"在行動

對 Arash 菲和克萊姆森大學都在美國，使用"安德森本土化"的現象和新墨西哥，康寧公司威斯康星大學密爾沃基分校的同事們創造更好的光纖傳輸圖像。

在光纖中的障礙通常模糊傳輸的圖像，但菲和他的同事所示通過將這種正確的障礙放在正確的地方，可以提高光纖能夠傳輸清晰的圖像。

實際上，他們的原型產生清晰的圖像比最佳可用商業成像纖維。該技術包括使用安德森當地語系化，藉以光將不會傳播通過介質的一定程度的紊亂。

該小組創建了由 80,000 股處於隨機彼此連續的兩種不同材料的纖維。結果是紊亂的橫向鋼絞線的長度方向與光傳播方向的秩序。

磁性全息圖中存儲的資料

Alexander Khitun 和馮檢基 Gertz 在大學的加州大學河濱分校在美國，和 A Kozhevnikov 和科學院 Kotel'nikov 研究所的 Y 菲利蒙諾夫和電子產品在俄羅斯，為創建一種新型的基於自旋波的干擾的全息記憶裝置。

全息涉及反映出一束光從 3D 物件和記錄時發生它混合在一起不是罷工物件相同的梁的干涉圖樣。

它有潛力來存儲和檢索大量的資訊非常有效的方式，但存儲密度受到光的波長。在 Khitun 和同事們的磁性全息設備中使用的自旋波有更短的波長比可見光，並因此可以用於資料存儲在更高的密度。原型裝置包括兩個由磁導線連接的小磁鐵。

資料被保存通過發送大振幅自旋波通過電線來翻轉磁體的取向。通過該設備發送小振幅波和測量它們如何相互作用的磁鐵讀取了資料。

鐳射點燃超新星在實驗室裡

An image of the lab-based 'supernova' created using the lasers

令人震驚的前面： 基於實驗室的"超新星"圖像

蔣祿卡葛列格里和耶拿 Meinecke 的牛津大學在英國和國際團隊，使用世界上最強大的鐳射設施之一，在實驗室中創建小版本的超新星爆炸。

超新星是熱的密集的塵埃和氣體雲，往往是美麗的外表留下的巨大恒星爆炸。特別是殘餘之一，仙后座 A，已長時間困擾天文學家由於其不規則的疑難結構表明存在很強的磁場。

這顆超新星，類比了葛列格里，Meinecke 和同事，發射了三種雷射光束在氬的腔室中的微小的碳杆上。

爆炸杆創建不對稱的激波通過氬氣，多像一個真正的超新星在空間向外擴張。塑膠網格，氣的這顆超新星的區域"塊狀"分佈的類比，放在激波的路徑和結果是類似于在仙后座 A.觀察到很強的磁場這項技術還可用於類比一系列天體物理學過程，研究者說。

量子資料進行壓縮第一次

Aephraim 斯坦伯格與加拿大多倫多市，大學被首次證明量子類比的資料壓縮在勞顧會中的同事。

傳統的資料壓縮方案不能應用到量子資訊，因為它們涉及測量值的資料位要壓縮 — — 破壞量子資訊的過程。

2010 年，然而，物理學家在捷克共和國制訂了一個字串相同製備的量子比特可以被壓縮，儘管不像緊緊作為常規資料。

現在，斯坦伯格和他的同事已經在實驗室中，並被擠壓成兩個由三個基於光子的量子比特的量子資訊。

這項技術可以為量子記憶 — — 這並不容易創建 — — 更有效地利用鋪平道路，並提供測試量子邏輯器件的新方法。

物理學家們的聲音出來聲牽引光束

Simulation of the pressure field surrounding a triangular target in an acoustic tractor beam

拉動力： 牽引光束可以送藥

Christine Démoré 和邁克 · 麥克唐納的鄧迪大學在英國，Patrick 達爾和 Gabriel Spalding 的伊利諾伊衛斯理大學在美國和同事，用於創建第一個聲學可以拉一個物體發射聲波在它的"牽引光束"。

科幻小說的主食，牽引光束似乎無視物理學對源頭的運載勢頭傳出梁拉的物件。

由 Démoré、 達爾和同事聲牽引光束涉及射擊兩束超聲波在物件。

梁有圓形的波陣面曲線周圍傳播的方向，所以帶上角動量。波陣面來襲目標，角動量重定向為週期性勢頭。

這樣的結果是在物件上，把它拉向源的淨外來力，將重定向這一勢頭的一些方向。

使用一個商業的超聲源陣列創建超聲聲束和技術可能有一系列應用的藥物。

這些包括操縱物件、 體液和組織進入體內，並提供封裝藥物對體內需要治療的確切位置。

關於作者

麥高樂莊士敦是非議的編輯器

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