被电场捕获的锶离子。图片来源：《物理世界》杂志网站

尽管新冠疫情仍在全球多地肆虐，但并未阻止科学家探索宇宙和自然。 2020年，许多重大技术突破将不断涌现，给我们带来惊喜，改变我们的生活。更好的。

根据在提高我们的知识或科学方面取得的重大进展对实践的重要影响申请时，英国《物理世界》杂志的编辑严格筛选了今年网站上发表的数百项研究成果，根据读者的浓厚兴趣，选出了十大最重要的突破。

量子测量过程的第一张快照

瑞典、德国、西班牙等国的科学家通过一系列“弱”测量来探索量子力学中叠加坍缩的本质。测量一个量子系统会导致它发生变化，从而迫使量子系统进入某种经典状态，这是量子力学奇怪但基本的方面之一。但最新研究表明，某些测量不会破坏所有量子信息。

在单个锶离子的实验中，研究团队拍摄了一系列“快照”。结果表明，测量不是瞬时的，而是逐渐将量子叠加态转变为经典态。

原则上，“弱”测量过程可以检测到这些量子态中的错误，而不会破坏它们。因此，这项工作可能有助于提高量子计算机的勘误能力。

第一个室温超导体问世

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美国科学家观察到，高压富氢材料在高达 15 摄氏度的温度下具有超导性。

超导体可以零电阻导电，从用于核磁共振扫描仪的高场磁体到粒子加速器，都被广泛使用。但超导体在运行时必须冷却到极低的温度，成本高，且使用氦气。因此，凝聚态物理学家一直期待开发出可以在室温下工作的超导材料。

在最新研究中，科学家制造的碳氢硫化氢材料使之前的超导温度记录提高了约35摄氏度。超导性是在室温下首次观察到的。然而，这需要高达 260 万个大气压的高压。相信改变材料的化学成分可以降低所需的压力。

这些突破涵盖材料科学、量子力学、天文学、医学、物理学等诸多学科。这些突破的目的是扩大人类认知的范围，让人类的生活更健康、更美好。

新的钙钛矿X射线探测器可用

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美国科学家利用薄膜钙钛矿开发了一种新型超灵敏X射线探测器。它的灵敏度比传统的硅探测器高几个数量级，大大降低了辐射和成本。

研究人员在这个钙钛矿薄膜探测器中使用了同步加速器光束线，发现钙钛矿材料的X射线吸收系数平均为10-比硅高 40 倍。这种新型X射线探测器比传统探测器更灵敏。硅探测器高出 100 倍，并且只需要非常低的辐射剂量即可生成医学和牙科图像。换句话说，它可以用更少的 X 射线生成与今天相同质量的图像。这对于需要 X 射线扫描的患者来说是个好消息。此外，构建此类大型探测器阵列的成本应远低于相同尺寸的半导体探测器阵列的成本。

在液晶中观察到的铁电向列相

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美国科学家首次发现液晶中存在铁电向列相。在此阶段，液晶特定质量（域）中的所有分子大致指向同一方向。早在1910年，美国物理化学家彼得德拜和德国犹太理论物理学家马克斯波恩就提出了相关假设，而这些假设在100多年后终于得到证实！

在最新的研究中，科学家们发现，当一个弱电场作用于一个叫做RM734的有机分子时，一个含有液晶的细胞边缘会出现。一系列明亮的颜色。事实证明，不同于传统的向列液晶，铁电向列型RM734对电场更敏感。

虽然科学家们需要进一步发现在室温下表现出这种现象的物质，但铁电向列物质无疑可以在许多领域中找到。新的显示屏和重建的计算机内存等功能。

科学家设定声速上限

英国和俄罗斯的科学家通过计算证明，声音在固体和液体中传播速度的上限取决于两个基本常数：精细结构常数和质子与电子的质量比.

他们用大量不同的材料进行了实验，并证实声波的速度随着传播介质中原子质量的增加而降低，并基于此推测声波在固体氢中传播速度最快，并通过计算发现声波与固体氢的理论相似。传播速度极限值：36km/s。