基础物理领域取得重大突破,首张黑洞照片问世震惊全球

来源:科技日报 2020-01-03 14:37:15

2019年,美国科学家在包括粒子物理在内的多个基础物理领域取得重大突破,发现新五夸克粒子(pentaquarks)和首张黑洞照片问世是其中的翘楚。在粒子物理领域,如今要发现一种新粒子越来越困难。欧洲核子研究中心(CERN)大型强子对撞机LHCb实验发现新五夸克粒子成为2019年粒子物理领域的一项突出成就,美国和中国科学家联袂扮演了重要角色。美国科学家还开发出在室温下合成并捕获三粒子的方法,使操纵三粒子并研究其基本性质成为可能。他们还利用改进的电子散射方法精确测量了质子半径,0.831飞米的新值对解决所谓的“质子半径”难题至关重要。美国科学家还首次在光子—质子碰撞中测量了J/ψ介子的产生截面。此外,他们利用暗物质探测器XENON1T观察到氙-124的放射性衰变,高达1.8×1022年的半衰期为宇宙年龄的1万亿倍,这些研究为人类理解世界增添了新视角。在天体物理学领域,引力波研究热度未减!美国激光干涉引力波天文台(LIGO)在4月开始了为期一年的新一轮科学探测。同在4月,人类首张黑洞照片问世,成为2015年人类首次直接探测到引力波以来又一项里程碑式的成果,哈佛-史密森天体物理中心谢泼德·杜勒曼领导的事件视界望远镜(EHT)团队,将同LIGO团队一样永载科学史册。

2019年天体物理学领域还有一些值得书写的研究成果:美国科学家根据哈勃太空望远镜数据新测定的宇宙膨胀速度,比根据早期宇宙特征(宇宙微波背景辐射)预测的膨胀速度快约9%,这意味着天文学家需要一些超出当前物理学的新理论来解释宇宙;发现了迄今最重的中子星J0740+6620,直径约19公里,质量却超过太阳质量2倍;“揪出”了第二个没有暗物质的星系,表明暗物质实际上可与星系分离,这颠覆了科学家此前的认知;还通过实验揭示了宇宙大爆炸发生的可能机制,有助于科学家进一步理解宇宙起源模型。

美国和英国科学家还携手发现了一种以前不为人知的光波:季亚科诺夫—福格特波,代表我们在理解光与复杂材料如何相互作用方面向前迈进了一步,也为一系列技术进步奠定了基础。

尽管人类不断追逐星辰大海,但人类对宇宙的探知远未到尽头。(刘海英)

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