《2025年“物理世界”盘点年度十大科学新发现》 如果需要更多备

英国《物理世界》杂志在12月12日发布了2025年度十大科学突破榜，入选成果横跨天文、反物质、原子分子物理等多个研究领域。编辑团队参考了三个标准：对知识领域的深远影响、对科学发展或实际应用的重要意义，以及能引发广泛关注的价值，从全年度报道的科研进展中遴选出这十项突破。其中，中国科学院关于二维金属的创新研究成功上榜。

以下是本年度的十项重要突破（顺序不分先后）。

首次实现二维金属材料制备

中国科学院的科研团队首次突破技术壁垒，制备出只有一个原子层厚度的金属材料，其厚度仅为人类头发的二十万分之一。研究人员采用新颖方法，将金属融化并通过单层二硫化钼以范德华压砧方式进行挤压，从而成功泛化到多种金属，实现原子极限厚度的二维金属普适制备。这一成果扩展了二维材料的研究范围，为探究二维金属的物理特性和未来应用提供了新路径。

小行星样本带来生命起源新证据

来自多个国家的科学家在贝努小行星采回的样品中首次发现盐、氨、糖类、富氮氧有机物以及超新星尘埃的痕迹。这些样本由美国NASA的OSIRIS-REx探测器于2020年采集，复杂成分为早期地球可能由小行星撞击获得生命基础原料的假说提供支持。同时，研究加深了对生命诞生过程及太阳系演化的理解。

首次观测到分子超流性

以加拿大不列颠哥伦比亚大学为核心的团队，在分子氢中首次观测到超流现象。研究人员解决了氢在低温下易凝固的难题，通过将分子氢束缚于液氦滴并以甲烷作为探测分子，历经近20年努力，终于实现了分子超流的探测。该发现为微观量子现象与经典物理的交界研究打开了新方向。

空心光纤助力通信技术突破

英国南安普敦大学联合微软AzureFiber开发了采用空气为芯的新型空心光纤，通过玻璃膜反射光信号。实验显示，这种光纤信号衰减比传统光纤降低了35%，传输速度增加了45%。这种技术有望减少远距离通信中对信号放大的需求，为未来高速、低耗的网络基础创造可能。

质子弧疗法正式应用到临床

意大利特伦托质子治疗中心的医学团队率先将质子弧疗法（PAT）引入实际治疗。通过以弧形路径从多个角度射入质子束，实现对肿瘤区域精准剂量分布。经与传统放射方法对比，团队已为九名患者实施了该疗法，标志着质子放射治疗进入了新的发展阶段。

蛋白质量子比特在活细胞中实现磁场感知

美国芝加哥大学的团队利用荧光蛋白，培养出可在活细胞内生成的量子比特。该蛋白质纳米结构仅3纳米，具备类似钻石氮空位缺陷的光学和自旋特性，经过遗传工程改造后能够在细菌中表达，并以8%的自旋对比度感知磁场，为细胞内磁共振成像带来新手段。

反质子自旋实现高精度量子测量

欧洲核子研究中心BASE实验组在单个反质子上首次实现了精确自旋操控。研究人员将反质子冷却并困于电磁阱中，通过微波脉冲改变其自旋状态，测量精度提升了16倍。此进展为检验物质与反物质间对称性提供了更敏锐的测试工具，有望揭示新物理规律。

智能手机网络创新地震预警

加州大学伯克利分校与谷歌合作，通过全球安卓系统手机的加速度传感器搭建地震预警网络。在2021至2024年间，该系统平均每月可检测312次地震（震级1.9至7.8），并能定向向受影响人群发布预警。这种便捷低成本方案极大提高了地震预警的覆盖效率，有助于紧急响应和灾后救援。

首张系外气态巨行星天气图问世

德国哥廷根大学团队通过光谱观测，首次绘制出系外气态巨行星WASP-127b的大气天气图。分析显示，该行星存在每小时3.3万公里的高速风流，极地与赤道温差超过1000℃，并检测到水汽，可能存在特殊的降雨机制。这项突破为系外行星气候研究提供了全新范例。

单原子的显微成像分辨率再刷新

美国马里兰大学等团队利用电子显微镜，首次以15皮米分辨率拍摄到二维二硒化钨材料中单个原子的清晰图像。该分辨率约为原子直径的十分之一，并首次直接观察到莫尔晶格内集体振动（莫尔声子），为深入解析材料微观相互作用与量子材料设计提供了新思路。