2025 科技大爆炸！太空探索、基础物理、脑机接口等领域突破不断

2025 年太空探索大事件，人类迈向宇宙新征程

2025 年，太空探索领域可谓热闹非凡！一大批探测器将带着人类的好奇心奔赴“星辰大海”。以色列太空登陆组织将通过“创世纪 2”号再次挑战月球，该探测器由轨道器和两架着陆器组成，将开展多项科学实验。印度空间研究组织计划发射“月船 - 4”号探测器，研究月球表面及矿物成分。私人航空公司也纷纷加入月球探索行列，美国“萤火虫”公司的“蓝色幽灵”着陆器、“直觉机器”公司的“奥德修斯 - 2”号探测器，以及日本太空初创企业 ispace 的第二艘登月舱“复活”号等都将前往月球。此外，金星生命探测器将发射升空，探索金星是否存在生命条件；“贝皮科伦布”号水星探测器将进入绕水星飞行轨道；中国的“天问二号”探测器将开展小行星采样返回和主带彗星绕飞探测任务。NASA 的 SPHEREx 任务将绘制详尽的“宇宙地图”，揭示宇宙的奥秘。太空商业服务也在蓬勃发展，Vast 公司的“避风港 1”号商业空间站舱段将发射，SpaceX 的“星链”卫星将启用“直接连接蜂窝网络”服务。大家是不是对这些太空探索进展充满期待呢？

基础物理学突破，揭示微观宇宙奥秘

2025 年 4 月 5 日，“科学突破奖”2025 年度获奖名单揭晓，包括华中师范大学数十名科研人员在内的来自 70 多个国家的 13508 名研究人员，因在欧洲核子研究中心大型强子对撞机（LHC）实验获得的多项物理学基础前沿精确测量，以及对粒子物理标准模型适用性的验证，共同荣获“基础物理学突破奖”。ALICE 实验致力于新物质形态——夸克 - 胶子等离子体物质信号及其性质的研究，LHCb 实验致力于探索物质与反物质的细微差异、基本对称性破缺现象等。华中师范大学的科研团队在粒子探测器研制、实验数据获取与物理分析等方面作出了重要贡献。比如 ALICE 课题组研制了多个关键探测器部件，聚焦于夸克物质喷注探针等研究；LHCb 课题组取得了双粲重子的发现等一系列重要成果。这些研究成果对于我们深入理解微观宇宙的奥秘有着重要意义，你想知道微观世界还有哪些未知等待我们去探索吗？

拓扑量子材料研究进展，开启信息技术新时代

近年来，拓扑量子态及其相关材料成为凝聚态物理研究的前沿热点。拓扑量子材料以拓扑绝缘体、拓扑超导体和拓扑半金属为代表，蕴含着丰富的物理内涵，展现出广阔的应用前景。其可控生长是连接理论预测与物性实现的关键环节。研究人员系统介绍了拓扑量子材料及其晶体生长技术，随着对拓扑材料认知的不断深入，这类材料有望在低功耗电子器件和拓扑量子计算等领域实现突破性应用，为下一代信息技术发展提供新的物质基础。同时，先进表征与测量手段对于验证拓扑能带的存在及其主导的物理现象至关重要，科学家通过这些手段揭示了许多拓扑材料中独有的物理现象，如量子化的霍尔效应等。电输运测量在拓扑量子材料研究中也发挥着关键作用，为新型拓扑量子器件的设计与优化提供了重要技术支撑。拓扑量子材料的研究进展如此令人瞩目，你觉得它会给我们的生活带来哪些改变呢？

脑机接口技术发展，助力人类探索大脑奥秘

中国在脑机接口（BCI）技术领域不断前进。清华大学医学院团队设计研发的脑机接口 NEO，在 2023 年于宣武医院成功进行首例临床植入试验。这款无线微创脑机接口有 8 个电极，可置于大脑感觉运动皮层上，旨在帮助瘫痪人士恢复手部运动功能。早期结果显示，脊髓损伤患者在家连续使用 9 个月后，能够进食、饮水、抓握物体。NEO 团队计划 2025 年开展更大规模试验。与此同时，欧盟资助的“人类大脑计划”成功绘制出迄今最详尽的大脑区域及其细胞结构图谱，在人工智能（AI）的帮助下，人们有望深入基因层面揭开大脑的神秘面纱。2025 年，欧洲首台百亿亿次超级计算机“木星”将启动，借助大脑数据与 AI 的深度融合，科学家将能够虚拟展示某些疗法对大脑产生的微妙影响。脑机接口技术的发展前景无限，你期待它未来能实现哪些突破呢？

超冷原子气体中对流超流相的观测，推动量子多体物理研究

中国科学技术大学潘建伟院士、苑震生教授、邓友金教授等与合作者在超冷原子量子模拟实验中，首次观测到对流超流相这一新奇量子物态，证实了对流的双组分超流体共同形成绝缘体的特性。上世纪 30 年代，科学家在液氦中发现超流现象，推动了近一个世纪以来对相关宏观量子现象的探索。本世纪初，科学家在理论上提出了对流超流的设想，但由于实验技术挑战，此类新奇物态一直未被实验证实。近年来，超冷原子量子模拟器的出现为观测对流超流相提供了新的手段。研究团队巧妙设计制备初态，调控体系演化至对流超流相，并通过相关技术发现了对流超流相的关键实验证据，估计出系统的温度低于 1.2 纳米开尔文，为对流超流相的产生提供了重要的低温条件。此项研究表明，超冷原子量子模拟方法为探索新奇物相提供了丰富的手段，成为深入理解强关联量子多体物态中微观物理机制的重要工具。你对量子世界的奥秘是不是也充满好奇呢？