2020年注定不是平凡的一年,尽管崎岖坎坷,但是人类探索的脚步不会停止。在2020即将结束之际,《自然》(Nature)杂志盘点了今年的十大科学发现。这些发现涵盖了多个领域,甚至和我们的生活息息相关。
1、打破物质-反物质的镜像对称性
日本T2K中微子合作组织的研究发表于4月15日的《自然》杂志,报告了轻子破坏粒子-反粒子镜像对称(也称为CP对称)的可能发现。轻子的CP破缺难以观测,却可以利用中微子进行搜索。中微子有三种“味”,由它们所关联的带电轻子(电子、μ子或τ子)决定,并且可以在运动过程中从一种味转变为另一种味。如果CP对称守恒,μ中微子到电中微子转换的振荡概率将与反μ中微子到反电中微子转换的振荡概率相同。在T2K实验中,位于日本神冈天文台的地下探测器探测到穿过地球295公里的中微子(或反中微子)。实验测量了μ中微子到电中微子转换的振荡概率,结果在95%的置信水平上排除了CP守恒,这可能是宇宙中物质-反物质不对称性起源的最早标志。
2、南极上空臭氧层的修复使高速气流停止漂移
20世纪80年代中期,科学家在南极上空发现了春季大气臭氧层空洞,这揭示了人类制造的臭氧消耗物质(ODSs)对大气层的威胁。位于海拔10到20公里处的南极臭氧层空洞也影响了南半球大气环流,进而影响地表的气候。最明显的一个趋势是,夏季的高速气流开始向极地移动。高速气流是行星尺度的大气环流现象,地球上有数条环绕的高速气流带。1987年的《蒙特利尔议定书》及其随后的修正案禁止了臭氧消耗物质的生产和使用。因此,大气中臭氧消耗物