麻省理工学院的研究人员获得物理学世界年度突破奖

MIT物理系副教授Pablo Jarillo-Herrero（右）因其团队发现了“魔角”石墨烯（一种用于调整石墨烯电子性质的有前途的技术）而被授予“年度物理世界的突破奖”。研究生Yuan Cao（左）是这项工作的首席研究员。

“魔角”石墨烯被命名为2018年年度突破；第一个离子面和氢气的最早证据被提名进入前10名的突破。

School of Science | MIT Haystack Observatory | Department of Aeronautics and Astronautics December 27, 2018

http://news.mit.edu/2018/mit-research-honored-physics-world-breakthrough-of-the-year-awards-1227

麻省理工学院的研究人员领导的三项科学和工程进展被命名为2018年物理学世界的十大突破。由麻省理工学院领导的一项发现获得了该杂志的最高荣誉：2018年年度突破奖。

美国麻省理工学院(MIT)的物理学副教授Pablo Jarillo-Herrero因发现石墨烯片在以“魔角”旋转时可以充当绝缘体或超导体的角色而获得了年度突破奖。麻省理工学院(MIT)航空与航天学副教授Steven Barrett，因其团队成功地制造和驾驶第一架没有移动推进部件的飞机而被评为前十名突破奖。麻省理工学院干草堆天文台（ MIT’s Haystack Observatory）的科学家Alan Rogers，在宇宙大爆炸后仅1.8亿年，追踪到对氢气体的最早证据的观测做出了贡献，因此也被选入前十名突破奖。

《物理学世界》的编辑选择这些发现的依据包括这些发现对扩大知识和了解的重要性、科学进步工作的重要性以及现实世界应用的发展等标准。

扭转技术（twistronics）的诞生

Jarillo-Herrero和他的合作者发现，石墨烯是由蜂窝状晶格组成的二维碳原子层，当以一定的角度扭转时，在两个电极之间会发生反应：作为绝缘体，电子完全被阻挡在流动之外；作为超导体，电流可以在没有电阻的情况下流动。这个发现导致了“扭转技术（twistronics）”的发展，物理学世界的记者Hamish Johnston称之为“一种调整石墨烯电子性质的非常有前途的新技术。”

Jarillo-Herrero和他的同事在去年3月的《自然》杂志上发表了他们的研究结果，发表在了两篇论文中。Yuan Cao是 Jarillo-Herrero实验室的一名电子工程和计算机科学研究生，在2018年Nature’s 10杂志上也参与了同样的研究。根据他们对科学的贡献，被列入到2018年的10大杰出人物列表中。

离子飞行

由Steven Barrett 负责协调的麻省理工学院的电动飞机计划，正专注于从长远来看可能导致飞机接近无声推进的技术，以及低或无发射的技术。该小组的离子飞机类似于轻型滑翔机，其特点是在机翼前缘和下方之间有一排像水平栅栏一样的金属线。

这些导线起到了正电荷电极的作用，而沿着飞机机翼后端运行的同样排列较厚的导线则起到了负极的作用。电池提供40000伏特的电压，通过电源变换器为电线充电。这些导线会吸引并带走周围空气分子中带负电荷的电子，就像一个巨大的磁铁吸引铁屑。留在飞机后面的空气分子被新离子化了，反过来又被飞机后部的负电荷电极所吸引。当新形成的离子云向负电荷的电线流动时，每一个离子与其他空气分子相撞数百万次，形成推进飞机前进的推力。

Barrett和他的同事在11月的《自然》杂志上发表了他们的开创性成果。

在马萨诸塞州韦斯特福德市的美国麻省理工学院干草堆天文台（MIT Haystack Observatory）的科学家Alan Rogers，因在早期观察到宇宙的氢气体而被授予荣誉，他参与了全天再电离时期信号探测实验(EDGES)合作。Rogers和他的同事们使用了位于澳大利亚西部偏远地区的小型无线电天线，首次能够探测到迄今为止观察到的最早的氢信号：时间是在宇宙大爆炸发生后仅仅1.8亿年。这个发现通过与周围的氢气的相互作用以及宇宙背景辐射的吸收，提供了对第一颗恒星形成的洞见，美国国家科学基金会（NSF）的一段视频解释了这一点。

支持这项研究的美国国家科学基金会项目官员 Peter Kurczynski说：“进行这项检测是一个巨大的技术挑战，因为噪音源比信号亮一千倍——就像身处飓风的中心，试图听到蜂鸟翅膀的拍打声。这些研究人员在沙漠中安装了小型无线电天线，他们所看到的远超过了最强大的太空望远镜，为早期宇宙打开了一扇新的窗口。”

EDGES的合作由亚利桑那州立大学的Judd Bowman领导，这项研究于2月在《自然》杂志上发表。

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