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2019年中国十大科技进展新闻

来源:中国科学报  2020-01-14 09:33:16



嫦娥四号实现人类探测器首次月背软着陆

2019年1月3日,嫦娥四号探测器首次成功着陆在月球背面艾特肯盆地冯·卡门撞击坑,在“鹊桥”号中继星的支持下,嫦娥四号着陆器与“玉兔二号”巡视器分别开展了就位探测和巡视勘察。嫦娥四号在月球背面的工作时长已超过300天,远超设计寿命;“玉兔二号”巡视器克服各项障碍,行驶里程也已超过300米,实现了“双三百”的突破。

科研团队重构了嫦娥四号月球背面下降轨迹,对着陆点进行了精确定位;获取了着陆区形貌、构造、成分等地质信息,发现以橄榄石和低钙辉石等矿物组分为主的岩石,并对其来源作出初步判断,对揭示艾特肯盆地地质演化乃至月壳早期演化历史、月球深部物质结构及形成机理等问题具有重要价值。




我国天文学家发现迄今最大恒星级黑洞

2019年11月28日,《自然》发布了中国科学院国家天文台刘继峰、张昊彤研究团队的一项重大发现。

依托我国自主研制的国家重大科技基础设施郭守敬望远镜(LAMOST),研究团队发现了一个迄今为止质量最大的恒星级黑洞,并提供了一种利用LAMOST巡天优势寻找黑洞的新方法。这个70倍太阳质量的黑洞远超理论预言的质量上限,颠覆了人们对恒星级黑洞形成的认知,有望推动恒星演化和黑洞形成理论的革新。

据悉,研究团队的下一步工作将实施“黑洞猎手”计划,未来5年预计发现并测量近百个黑洞。




我国科学家首次观测到三维量子霍尔效应

霍尔效应描述了当磁场加载到金属和半导体上时,电力与磁力之间的一种相互关系。近140年来,国际科学界相继发现了霍尔效应和量子霍尔效应。

中国科学技术大学乔振华课题组与南方科技大学张立源课题组等合作,首次在毫米级碲化锆块体单晶体材料中观测到三维量子霍尔效应的明确证据,并指出该效应可能是由磁场下相互作用产生的电荷密度波诱导的。该成果2019年5月9日在线发表于《自然》。

据悉,自从1980年发现量子霍尔效应后,学界把注意力集中在二维体系。这次发现的三维量子霍尔效应,补全了霍尔效应家族的一个重要拼图。




我国科学家研制出新型类脑计算芯片

历经多年努力,我国科学家研制成功面向人工通用智能的新型类脑计算芯片——“天机芯”芯片,而且成功在无人驾驶自行车上进行了实验。

清华大学类脑计算研究中心教授施路平团队的相关论文2019年8月1日在《自然》以封面文章的形式发表。

据悉,“天机芯”第一代、第二代产品分别于2015年、2017年研制成功。经过不断改进设计,目前的第二代“天机芯”具有高速、高性能、低功耗的特点。未来“天机芯”的发展方向,是为人工通用智能的研究提供高能效、高速、灵活的计算平台,还可用于多种应用开发,促进人工通用智能研究。




世界首台百万千瓦水电机组核心部件完工交付

由东方电气集团东方电机有限公司研发制造的白鹤滩水电站首台百万千瓦水轮发电机组的转轮,于2019年1月12日在电站工地的转轮厂房正式完工,并较原计划提前交付。这将有力确保白鹤滩水电站在2021年如期实现首台机组投产发电的目标。

据悉,百万千瓦水电机组是当今世界上单机容量最大机组,也是中国水电向世界水电“无人区”发起的冲刺。整个机组中最为核心、研制难度最大的部件就是转轮,堪称机组的“心脏”。转轮总重达353吨,经过了24道工序,由100余名东电工匠耗时12个月“精雕细琢”完成。而整个百万千瓦机组的设计研发历时10年之久。




“太极一号”在轨测试成功

我国首颗空间引力波探测技术实验卫星第一阶段在轨测试任务顺利完成。

2019年9月20日,该卫星被命名为“太极一号”。中科院科研团队不到1年完成了“太极一号”的研制任务。

第一阶段在轨测试结果表明,激光干涉仪位移测量精度达到百皮米量级,约为一个原子的大小;引力参考传感器测量精度达到重力加速度的百亿分之一,相当于一只蚂蚁推动“太极一号”卫星产生的加速度;微推进器推力分辨率达到亚微牛量级,约为一粒芝麻重量的万分之一。我国空间引力波探测迈出奠基性的第一步。




自然界中约24%的材料可能具有拓扑结构

2019年2月28日,来自中科院物理所、南京大学和美国普林斯顿大学的3个研究组分别在《自然》发布了最新相关研究成果。

他们的研究表明,数千种已知材料都可能具有拓扑性质,即自然界中大约24%的材料可能具有拓扑结构。拓扑描述的是几何图形或空间在连续改变形状后还能保持不变的性质。

当 “拓扑”这一数学概念被引入物理学领域后,一方面推动了基础物理学研究的发展,另一方面也促使大量新颖拓扑材料出现。




我国科学家解析“奇葩”光合物种硅藻捕光新机制

中国科学院植物研究所发现了自然界“奇葩”光合物种——硅藻如何利用其独特结构高效地捕获、利用光能。

2019年2月8日,《科学》以长文形式在线发表了这一成果。

基于该研究,科学家未来有望设计出可以高效“捕光”的新型作物。

中科院植物所沈建仁和匡廷云研究团队解析了硅藻主要捕光天线蛋白高分辨率结构,这是硅藻首个光合膜蛋白结构解析研究工作,为研究硅藻的光能捕获、利用和光保护机制提供了重要的结构基础。




我国自主研发全数字PET/CT装备进入市场

华中科技大学教授谢庆国团队发明的全数字PET/CT,已于2019年5月31日通过国家药品监督管理局注册审批,获得市场准入和对外销售资质。

该成果意味着国产全数字PET打破国际技术垄断,我国高端医疗仪器开发取得了重大突破。

PET是正电子发射断层成像的简称,是继超声、CT和核磁共振之后的尖端医学影像技术,在恶性肿瘤、神经系统疾病、心血管疾病等重大疾病早期诊断、疗效评估、病理研究等方面,具有极大应用价值。




研究发现16万年前丹尼索瓦人下颌骨化石

研究人员2019年5月2日在《自然》发表文章称,在海拔3280米的中国青藏高原东北部甘肃省夏河县白石崖溶洞,发现的一件化石经鉴定为丹尼索瓦人下颌骨。该成果将青藏高原史前人类最早活动时间,由距今4万年推至距今16万年。

由中科院青藏高原研究所陈发虎院士、兰州大学资源环境学院副教授张东菊和德国马普学会进化人类学研究所教授Jean-Jacques Hublin等带领的研究团队,对化石发现地及其周边地区进行了近十年的系统考古调查,发现了大批可能与该化石共存的文化遗存,为深入研究丹尼索瓦人的文化内涵、行为特征和高海拔环境适应策略等提供了关键信息。

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