美国物理学会：2018年物理学十大进展

暗物质领域的“动荡” 

暗物质领域在 2018 年有很多“动荡”。WIMP（弱相互作用有质量粒子）是被最广泛讨论的暗物质候选者，但是近来其他候选者逐渐引起注意。其中，LIGO-Virgo 联合探测到双黑洞合并产生引力波之后，原始黑洞得到了广泛关注。 

但是，对超新星统计分析，以及它们都没有被隐藏的黑洞“引力透镜”放大或变亮，表明黑洞可能不是暗物质主要组成。在此之后，原始黑洞的关注热度下降。对于这些现象，理论学家提出猜想：与暗物质相互作用后，气体被冷却。一种可能性是暗物质粒子携带着非常小的电荷。 

首次洲际量子通信：量子加密 

中国潘建伟团队通过“墨子号”中继，利用卫星链路，首次实现与奥地利团队的量子加密的的洲际视频会议。数据安全性通过量子密钥分发（QKD）得以保障。 

通过千赫兹的密钥交换频率，研究团队之间的洲际会议持续了 75 分钟，总数据传输量达 2GB。长距离的 QKD 曾经在陆地的光纤网络中有过尝试，但是纤维中的光失效限制了通讯距离只能在几百公里之内。而利用天地链路，实现了相距 7600 公里的位点之间的通信。这些结果对于那些设想“量子互联网”的人来说无疑是好消息。 

中微子难题再次复杂化 

费米实验室的研究人员开展 MnibooNE 实验，发现了与已知的三个中微子味（电子味、μ子味、τ子味）不相符的信号。 

MnibooNE 实验发现μ中微子可以在非常短短的距离内转变成电子中微子，而这在传统的中微子振荡中是不可能发生的。这一结果也进一步验证了液体闪烁器中微子探测器（LSND）实验的早期结果。 

MiniBooNE 和 LSND 实验结果都可以利用第四种中微子——“惰性中微子”相关理论进行解释。因为与加速器和核反应器中产生的中微子相关研究结果均不一致，所以惰性微中子假设曾几乎被摒弃。不过，MiniBooNE 的新结果重新点燃了该假设相关争论。惰性中微子的存在还有可能解释暗物质以及物质-反物质不对称性。 

600 亿 RPM：有史以来最快转速

你能想象 600 亿转/分钟（RPM）的转速吗？两个科研团队均发表相关成果，实现 600 亿 RPM 的超高转速，创造了世界纪录。 

这两个团队分别是来自普渡大学、北京大学和清华大学的研究人员构成的合作研究团队，以及苏黎世联邦理工学院的研究团队。两个团队在设计方法上是相似的，利用圆偏振光（可产生旋转电场）旋转纳米物体。这样旋转频率下的离心力足以使硅旋转体分裂，因此该技术可用于纳米应力试验设备，还可以用于研究难于测量的旋转摩擦的量子形式——Casimir 转矩（由物体与量子真空中虚拟粒子之间相互作用造成的摩擦效应）。