2011全球十大科学新闻：超光速粒子挑战相对论

作者：《环球科学》杂志社来源：《北京日报》发布时间：2011年12月28日点击数： ( 字体：小大 )

　　2011年即将过去，但这一年里发生的科学事件却将产生持续影响：超光速粒子实验如果得到证实，物理学根基将被撼动；日本大地震引发的核危机，促使人们反思核电站安全；航天飞机的退役标志着一个时代的终结，却也意味着航天事业新时代的开始……

　　《环球科学》杂志日前根据专家团队、专业编辑和网络投票三方意见，评选出了本年度全球十大科学新闻。

　　超光速粒子挑战爱因斯坦相对论

　　入选理由：一个可能撼动现代物理学根基的惊人实验。

　　2011年9月23日，欧洲核子研究所公布了一个震惊世界的研究结果：中微子的运行速度可能超过光速。这项研究是由欧洲核子研究所的超级质子同步加速器产生高强度、高能量的μ子型中微子束，发送到730千米外的意大利格兰·萨索国家实验室，以便检测中微子振荡现象。研究人员发现，中微子到达格兰·萨索的时间比预期早了60纳秒，这可能意味着中微子的运行速度比光速还快。

　　根据爱因斯坦的狭义相对论，光速是宇宙中的速度极限，不可超越。如果此次研究结果被证实，意味着奠定现代物理学基础的爱因斯坦相对论将遭到严重挑战。不过，不少科学家对这一结果表示怀疑，仍需进一步研究的证实。

　　日本大地震引发核危机

　　入选理由：核电安全引起全球高度关注。

　　2011年3月11日13时46分，在日本本州东海岸附近海域(北纬38.1度，东经142.6度)发生9级地震并引发海啸，造成超过2万人死亡和失踪。地震发生后，福岛第一核电站的核反应堆自动停止运行，由于冷却设备也停止运行，12日15时30分左右，1号机组发生爆炸，接着3号和4号机组也连续发生核泄漏。大量放射性物质泄漏到核反应堆外部，日本各地均监测到超出本地标准值的辐射量，大范围海域也受核污水的污染。

　　2011年4月12日，日本原子能安全保安院根据国际核事件分级表，将福岛核事故定为最高级7级。这次事故也让全球多个国家重新考虑本国的核电计划。

　　航天飞机退役

　　入选理由：航天事业里程碑式的拐点，载人航天的平民化时代或将到来。

　　航天飞机是太空时代的象征，它承载着人类的梦想和骄傲。2011年7月21日，随着美国航空航天局（NASA）的“亚特兰蒂斯”号航天飞机在佛罗里达州肯尼迪航天中心安全着陆，航天飞机时代拉下帷幕，一个时代就此终结。

　　今后，美国空间站的补给及宇航员的输送，一部分将通过租用俄罗斯的“联盟号”飞船进行，另一部分则有赖于一些私营公司。包括波音公司在内的其他企业也在摩拳擦掌，准备进入商业载人航天领域。一旦太空旅行实现商业化，载人航天的平民化时代就将到来。

　　IBM研制出首款石墨烯集成电路

　　入选理由：迈向石墨烯芯片的关键一步。

　　2011年6月，IBM托马斯·沃森研究中心的科学家在《科学》上发文宣布，他们研制出了首款由石墨烯圆片制成的集成电路，向开发石墨烯计算机芯片前进了一大步。这块集成电路建立在一块碳化硅上，并且由一些石墨烯场效应晶体管组成。最新的石墨烯集成电路混频最多可达10千兆赫兹，而且可以承受125℃的高温。这块集成电路还可以运行得更快，未来可用石墨烯圆片来替代硅晶片。届时，由这类集成电路制成的芯片可以改进手机和无线电收发机的信号，使得手机或许能在通常认为无法接收信号的地方工作。

　　基因大规模变异速检技术问世

　　入选理由：为检测遗传疾病、识别突变细菌和开发新疫苗打通了一条捷径。

　　如何对付耐药性越来越强的“超级病菌”，是医学界面临的重大挑战之一，因为病菌的突变速度，总是领先于抗生素的研发进程。2011年4月，美国马萨诸塞大学医学院的丹尼尔·玻仑在《美国国家科学院院刊》上发表文章称，为了解决这个问题，他和同事开发了一种名为EMPIRIC的技术，可在试管中人为地让基因产生几乎所有可能的突变，然后在同一试管中，对这些可能的突变进行检测、分析，看这些突变会引起什么后果。

　　这种技术为系统性地鉴定病原体的耐药突变、开发新疗法和新疫苗提供了一条捷径。新方法还有助于科学家深入理解其他一些生物学问题，比如环境压力怎样在基因层面影响进化，哪些突变可能引起遗传疾病，如何筛查可能产生具有耐药性的病毒变种等。

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