由天文学家和天体物理学家组成的国际研究小组，首次对引力波进行的观测被评为“2017年度Physics World最重要科研突破”，该发现意味着天文学研究迎来了崭新的时代。其他九个重要科研突破也同样得到了高度评价，研究范围涵盖从拓扑物理到埃及古物学等多个课题。

　　这幅图像展示了相互环绕运行的两颗中子星的合并过程。图片来源：Karan Jani/佐治亚理工大学。

　　2017年8月17日，LIGO-Virgo引力波探测器和Fermi伽玛射线太空望远镜分别独立探测到相隔2秒的信号。这一信号来自宇宙深处两颗中子星的合并过程，其中一颗中子星被命名为GW 170817。这是使用LIGO-Virgo进行观测的科学家第一次观测到中子星的合并过程，而且仅仅五个小时之后，他们就已经计算出了该中子星的位置。在接下来的几天内，共有70多架世界各地的大型望远镜对GW 170817中子星进行了详细的观测，并且在伽马射线、X射线、可见光、红外线和无线电等多波段进行了大量的观测。天体物理学家也在其中寻找中微子的痕迹，但没有被观测到。

　　这些联合观测提供了大量关于中子星在所谓的“kilonova”碰撞时所发出的信息。这次观测得到了重要的线索，表明宇宙中的重元素是如何产生的。观测中子星合并的引力波和可见光的能力也为测量宇宙膨胀率提供了新的独立方法。此外，这一观察结果还引起了国际天文学界关于短能量高能伽玛射线爆发的长期争论。

　　物理学家首次研发“拓扑”激光

　　研究团队成员分别为：BoubacarKanté(左)，Babak Bahari(中)和Abdoulaye Ndao，他们发明了一种新型拓扑激光腔，能够以任意谐振腔形状传播光线。图片来源：加州大学圣地亚哥分校Jacobs工程学院。

　　圣地亚哥加州大学的BoubacarKanté和同事制造出了第一束“拓扑”激光。激光光束能够在任意形状的空腔中发生反射且不发生散射，就像电子在拓扑绝缘体表面的运动一样。新型激光器工作在通信波段，使用这种拓扑激光器能够制造质量更高的光子电路，并防止量子信息发生散射。

　　结合诺贝尔奖技术制造超分辨率显微镜

　　Stefan Hell(左)和同事们展示了他们的新技术。图片来源：IreneBöttcher-Gajewski/马克思普朗克生物物理化学研究所。

　　来自马克思普朗克生物物理化学研究所、乌普萨拉大学和布宜诺斯艾利斯大学的Francisco Balzarotti、Yvan Eilers、Klaus Gwosch、Stefan Hell及其同事们开发了一种能够实时追踪活细胞中生物分子的新型超分辨率显微镜。这种新技术被称为极大信息发光激发探测(MINFLUX)，它结合了两种诺贝尔奖获奖技术的优点，其中一种技术是由Stefan Hell发明的。MINFLUX比现有的技术能够在发射更少光子的前提下，更快地获得纳米尺度分辨率下的图像。

　　三光子干涉时间测量

　　加拿大滑铁卢大学的Sascha Agne和Thomas Jennewein，英国牛津大学的Stefanie Barz、Steve Kolthammer和Ian Walmsley分别独立测量了三光子的量子干涉图谱。由于三光子干涉需要同时将三个不可分辨的光子传送到相同的位置，并且确保在测量中消除单光子和双光子干涉效应。三光子干涉除了对量子力学的基本原理进行了实验验证之外，还可应用于量子密码学和量子模拟器等。

　　雷电能够产生放射性同位素

　　京都大学的Teruaki Enoto及其同事通过测量指示核衰变的伽马射线信号证明雷击会导致大气中放射性同位素的产生。

　　实验室条件下实现无颗粒量子通信

　　布里斯托尔大学的Hatim Salih、中国科学技术大学的潘建伟教授及其同事们在不交换任何粒子的前提下实现了利用量子物理传递信息的图像传递实验，这种技术被称为“反事实成像”。

　　超高能宇宙射线来自河外星系

　　位于阿根廷的皮埃尔奥格天文台中使用了1600个切伦科夫探测器。图片来源：Steven Saffi。

　　阿根廷皮埃尔奥格天文台收集到来自银河系以外遥远星系发出的超高能宇宙射线，这意味着宇宙射线可能有更多的起源。

　　美科学家建造实验室条件下“时间晶体”

　　马里兰大学的Christopher Monroe和哈佛大学的Mikhail Lukin及其同事分别独立制造了能够自发破坏离散时间对称性的“时间晶体”。

　　玻璃聚合物超材料提高自然冷却速率

　　Ronggui Yang(右)和Xiaobo Yin(左)展示他们研制的玻璃聚合物超材料。 图片来源：Glenn J Asakawa/科罗拉多大学博尔德分校。

　　来自科罗拉多大学波尔得分校的Ronggui Yang和Xiaobo Yin等人研制了一种由玻璃微珠、聚合物和银制成的新型超材料，能够以更快的被动红外辐射速度散发其自身热量。

　　μ介子揭示胡夫金字塔内部的空洞

　　胡夫金字塔内部的虚拟现实展示图像。图片来源：ScanPyramids。

　　埃及科学家使用μ介子射线找到了胡夫金字塔内部存在大型空洞的证据。

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