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系外行星大气首次发现水汽 微观世界新物质态屡有创新

科技日报·2020/01/03

2019年,英国在行星科学、微观粒子、物质结构研究等基础领域均取得不俗成绩。
在行星科学领域,伦敦大学学院9月12日宣布,该校研究人员首次在一颗太阳系外类地行星大气中发现水汽,水的含量可能介于0.01%至50%之间,且这颗星球与恒星的距离让它处于“宜居带”中,其温度可能符合生命存在所需条件。这是科学家首次在“超级地球”大气层中发现水汽,有助于人类理解潜在宜居行星的大气演化历程。在太阳研究领域,英国科学家借助地面望远镜研究一个特殊的太阳耀斑事件后得出结论称,产生这个太阳耀斑的磁场强度比以前认为的强10倍。这一发现或将改变我们对太阳大气内发生的物理过程的理解,并为太阳日冕研究开辟新途径。
在揭示宇宙奥秘方面,英国科学家的表现同样可圈可点。7月10日,平方公里阵列射电望远镜(SKA)全球总部在英国柴郡举行启用和移交仪式,标志着这个由多国参与建设的全球最大射电望远镜正式投入使用,为探索宇宙奥秘提供了更好的国际合作平台。英国天文学家还通过高性能计算设施,重新处理来自国际低频阵列射电望远镜(LOFAR)获得的所有国际站的数据,比以往更详细地研究星系及其活动的演变,绘制出数千个过去未知星系的图像。英国科学家还借助超级计算机对星系进行的模拟表明,爱因斯坦的广义相对论可能不是解释引力如何作用或星系如何形成的唯一方式,另一种f(R)引力模型(变色龙理论)也可以解释星系的形成。
微观世界研究领域同样捷报频传!7月中旬,英国物理学家首次拍摄到一种量子纠缠的照片,捕获到这种难以捉摸现象的视觉证据,该研究有望促进量子计算等领域的发展。同月,牛津大学物理学家领导的团队首次研制出一款磁场噪声波谱仪,让人类第一次“听”到了一个磁单极子流产生的磁噪声,这一方法有助于开展磁单极子物理学新研究。8月,英国科学家利用与宇宙结构相关的数据,限定了宇宙间最小、最难研究的组成部分之一——中微子家族中最轻成员的质量,即不超过0.086电子伏特,约为电子质量的600万分之一。
在物质结构领域,中英科学家4月初合作发现了一种新物质形态:链融态,即在极端高温高压条件下,可使金属钾原子同时呈现固态和液态并存的稳定物质形态。