教育聚焦:2015中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展揭曉
摘要: 十大科學(xué)進(jìn)展分別是 1 實(shí)現(xiàn)單光子多自由度量子隱形傳態(tài) 2 理論預(yù)言并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證外爾半金屬的存在 3 揭示埃博拉病毒演化及遺傳多樣性特征 4 實(shí)現(xiàn)對(duì)反物質(zhì)間相
十大科學(xué)進(jìn)展分別是
1 實(shí)現(xiàn)單光子多自由度量子隱形傳態(tài)
2 理論預(yù)言并實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證外爾半金屬的存在
3 揭示埃博拉病毒演化及遺傳多樣性特征
4 實(shí)現(xiàn)對(duì)反物質(zhì)間相互作用力的測(cè)量
5 探測(cè)到宇宙早期最亮中心黑洞質(zhì)量最大的類星體
6 發(fā)現(xiàn)東亞最早的現(xiàn)代人化石
7 揭示人類原始生殖細(xì)胞基因表達(dá)與表觀遺傳調(diào)控特征
8 解析細(xì)胞炎性壞死的關(guān)鍵分子機(jī)制
9 研制出碳基高效光解水催化劑
10 實(shí)現(xiàn)對(duì)單個(gè)蛋白質(zhì)分子的磁共振探測(cè)。
科技部基礎(chǔ)研究管理中心今天公布2015年度中國(guó)科學(xué)十大進(jìn)展遴選結(jié)果,“實(shí)現(xiàn)單光子多自由度量子隱形傳態(tài)”等科研成果入選。這些科研成果意義重大,獲得了廣泛的國(guó)際贊譽(yù)。
■ 解讀1 攻破公認(rèn)“老大難”
實(shí)現(xiàn)單光子多自由度量子隱形傳態(tài)
1997年,國(guó)際上首次報(bào)道了單一自由度量子隱形傳態(tài)的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。然而,真正的量子物理體系具有多個(gè)自由度而非單一自由度。因此,研究多自由度的量子隱形傳態(tài),成為近20年來(lái)量子信息領(lǐng)域的一個(gè)巨大挑戰(zhàn)。
面對(duì)挑戰(zhàn),中國(guó)科研團(tuán)隊(duì)創(chuàng)造性地發(fā)展了多項(xiàng)新穎的多粒子多自由度糾纏操縱技術(shù)。經(jīng)過(guò)多年艱苦努力,成功實(shí)現(xiàn)了多自由度量子體系的隱形傳態(tài)。“為理解和展示量子物理的一個(gè)最深遠(yuǎn)和最令人費(fèi)解的預(yù)言邁出了重要的一步。”國(guó)際知名量子光學(xué)專家Wolfgang Tittel教授如是評(píng)價(jià)。該成果被英國(guó)物理學(xué)會(huì)評(píng)為“2015年度國(guó)際物理學(xué)十大突破之首”。
■ 解讀2 力戰(zhàn)疫情消解恐慌
揭示埃博拉病毒演化及遺傳多樣性特征
2014年初,埃博拉病毒肆虐全球。有研究顯示,此次病毒進(jìn)化速率較以往有成倍提高,這引起了全球疫情防控機(jī)構(gòu)的恐慌。
中國(guó)科學(xué)家對(duì)大量病例標(biāo)本進(jìn)行基因組測(cè)序后,獲得來(lái)自塞拉利昂的175株病毒的全長(zhǎng)基因組數(shù)據(jù),發(fā)現(xiàn)埃博拉病毒的變異速率與先前暴發(fā)疫情中埃博拉病毒的變異速率接近。這些研究成果加深了對(duì)病毒進(jìn)化特點(diǎn)以及傳播動(dòng)力學(xué)的理解,消除了國(guó)際社會(huì)對(duì)于埃博拉病毒快速變異的擔(dān)憂。同時(shí),大量基因組序列的發(fā)表為現(xiàn)場(chǎng)病毒檢測(cè)PCR引物設(shè)計(jì)提供了參考,并有助于對(duì)埃博拉病毒疫苗和治療方案的研發(fā)。
相關(guān)研究論文發(fā)表在《自然》雜志上,引起國(guó)外主流媒體的關(guān)注,專家盛贊此項(xiàng)研究成果具有重要意義。
■ 解讀3 挑戰(zhàn)國(guó)際主流觀點(diǎn)
發(fā)現(xiàn)東亞最早的現(xiàn)代人化石
作為人類起源與演化研究的重要組成部分,現(xiàn)代人起源一直是古人類學(xué)研究與爭(zhēng)議的熱點(diǎn)。目前國(guó)際學(xué)術(shù)界的主流觀點(diǎn)認(rèn)為,現(xiàn)代人19萬(wàn)年前起源于非洲,6萬(wàn)年前擴(kuò)散到歐亞大陸,成為當(dāng)?shù)噩F(xiàn)代人的祖先。
近10年來(lái),中國(guó)學(xué)者在這個(gè)領(lǐng)域的研究取得一系列重要進(jìn)展,確定早期現(xiàn)代人至少10萬(wàn)年前在華南地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn)。然而,學(xué)術(shù)界對(duì)于具有完全現(xiàn)代形態(tài)的人類在東亞地區(qū)出現(xiàn)時(shí)間尚不清楚。中國(guó)科研人員在南部的湖南省先后發(fā)現(xiàn)47枚人類牙齒化石,牙齒齒冠和齒根呈現(xiàn)典型現(xiàn)代智人特征。最終確定,具有完全現(xiàn)代形態(tài)的人類至少8萬(wàn)年前在華南局部地區(qū)已經(jīng)出現(xiàn),填補(bǔ)了現(xiàn)代類型人類在東亞地區(qū)最早出現(xiàn)時(shí)間和地理分布的空白。這對(duì)“中國(guó)沒(méi)有早于6萬(wàn)年的現(xiàn)代人”這一國(guó)際主流觀點(diǎn)提出了有力挑戰(zhàn)。
■ 解讀4 實(shí)現(xiàn)徹底變革
研制出碳基高效光解水催化劑
在過(guò)去40年,聚焦于一步、四電子過(guò)程來(lái)研究光催化分解水,已經(jīng)開(kāi)發(fā)出多種無(wú)機(jī)和有機(jī)材料體系的光解水催化劑。然而,大多數(shù)光催化劑量子效率較低、穩(wěn)定性較差。
中國(guó)科學(xué)家設(shè)計(jì)構(gòu)建出一種非金屬碳納米點(diǎn)-氮化碳(C3N4)納米復(fù)合材料高效光解水催化劑,提出并示范了一種兩步、兩電子過(guò)程的高效完全光解水新機(jī)制,實(shí)現(xiàn)了可見(jiàn)光下高效的全分解水。該催化劑具有較好的穩(wěn)定性以及較高的轉(zhuǎn)換效率。倫敦大學(xué)瑪麗女王學(xué)院Steve Dunn教授將該研究視為“該領(lǐng)域的徹底變革”。(記者潘旭濤)
責(zé)任編輯:yss
(原標(biāo)題:人民日?qǐng)?bào)海外版)
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