衝擊我們認知的科學發現

夸克膠子湯

2010年2月，科學家們宣布他們創造了一個「夸克膠子湯」，在那裡質子和中子分裂成它們的組成部分——夸克和膠子。

為了達到所需的溫度，加速器中的金原子發生了極其強烈的碰撞，大約4萬億攝氏度。這些條件是太陽中心溫度的25萬倍，與宇宙誕生後的溫度相似。它們是地球上有史以來最熱的溫度。

驚人的粒子三胞胎

利用鋰原子，科學家們重新創造了一個古老的數學符號，這個符號早在二世紀就在阿富汗佛教藝術中出現過。這個被稱為波羅米安環的符號描繪了三個環連在一起。如果取下任何一個環，它們都會散開。

物理學家們預測粒子應該能夠形成同樣的排列，但是直到現在還沒有人能夠做到。在2009年12月科學家發現粒子三胞胎，是在這一預測之後的40年。

美國科學家藉助歐洲核子研究中心（CERN）的大型強子對撞機（LHC）和其緊湊繆子線圈實驗（CMS），首次觀察到極罕見的玻色子「三胞胎」生成事件。

10萬億個質子和質子碰撞，才會生成一個此類「三胞胎」，這些事件發生的概率僅為發現希格斯玻色子的50分之一。

光使物質彎曲

通過稜鏡，我們可以使光彎曲，卻我們很少發現光使物質彎曲。但科學家們在2010年3月報告的一項實驗中看到了這一點。研究人員在一個黑暗的實驗室裡組裝了納米顆粒的扁平帶狀物——只有十億分之一米長的微小物質。

當這些微小物質暴露在陽光下時，它們捲曲成螺旋狀。這些結果可以幫助工程師設計新型的光學和電子器件。

懸浮磁鐵

核聚變—恆星內部原子核的融合—是地球上長期追求的目標。如果科學家能夠實現這一目標，它將提供一種強大的能源，而不會對環境造成負面影響。

2010年1月，科學家們向這個目標又邁進了一步，他們宣布已經建造了一個懸浮磁鐵，為聚變創造了一些必要的條件。通過在半空中懸掛一個巨大的甜甜圈形狀的磁鐵，研究人員能夠控制包含在磁鐵外腔中的帶電粒子的極熱氣體的運動。研究人員說，這種氣體的密度接近核聚變所需的密度。

新的反物質粒子

通過在原子破碎機中以接近光速的速度將粒子粉碎在一起，科學家們創造了一種從未見過的物質：反超晶格。

這個粒子在很多方面都很奇怪。首先，它不是正常的物質，而是它可怕的對立面，叫做反物質，只要它與普通物質接觸就會湮滅。第二，反超晶格是所謂的「奇怪」粒子，這意味著它包含一個罕見的構造塊，稱為奇異夸克，它不存在於構成常規原子的質子和中子中。

這項實驗是在位於紐約厄普頓的布魯克海文國家實驗室的相對論重離子對撞機上進行的。

光的卷餅

光似乎沿直線傳播，但有時會扭曲成結。2010年1月，研究人員報告使用計算機控制的全息圖將雷射束扭曲成椒鹽卷餅形狀。指示光流的全息圖是專門用來向特定方向和形狀發送光的。

研究人員使用了一個被稱為紐結理論的數學模型來研究由此產生的循環。物理學家們說，這些被稱為光學旋渦的光漩渦可能會對未來的雷射設備產生影響。

詭異的糾纏

量子力學中一個奇怪的現象就是粒子可以「糾纏」起來，這樣即使在空間中它們被分開後，當一個粒子受到一個作用時，另一個粒子也會立即作出反應。

2009年6月，科學家們宣布他們測量了一種新系統中的糾纏度—兩對分離的振動粒子。以前的實驗已經驗證了粒子內部性質的糾纏，比如自旋態，但是糾纏的振動粒子是科學家們第一次發現糾纏粒子的運動模式，是一個類似於更大日常世界的系統。