2023年,这些成果值得回顾
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2023年底,中央各大媒体陆续发布了年度科技盘点,中国科学院的多项成果入选。为方便读者了解,我们将中国科学院牵头或参与的成果汇总,供大家“一站式”查阅。
“拉索”完整记录“宇宙烟花”爆发全过程
精确测量迄今最亮伽马暴的高能辐射能谱
约20亿光年外的宇宙深处,一颗“超级太阳”在燃料耗尽时坍缩爆炸,发出持续几百秒的绚烂“宇宙烟花”——伽马射线暴GRB 221009A。中国科学院高能物理研究所高海拔宇宙线观测站“拉索”首次完整记录迄今最亮伽马暴的万亿电子伏特伽马射线爆发全过程,“拉索”国际合作组在此基础上精确测量了迄今最亮伽马暴的高能辐射能谱,刷新了对伽马暴的认知。
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中国国家太空实验室正式运行
首次公布中国空间站全貌高清图像
在动辄以亿年为计量单位的浩瀚宇宙,载人航天三十余载或许只是弹指之间,却把一个文明古国对科学探索的崭新高度标注在了无垠苍穹。2023年,中国空间站进入应用与发展阶段,中国空间站全貌高清图像首次公布,“夜空中最亮的星”让曾经的遥不可及变得近在眼前。
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构建量子计算原型机“九章三号”
刷新光量子信息技术世界纪录
从《九章算术》到如今的“九章”量子计算机,几千年时光镌刻着中国人对运算的求索。中国科学技术大学、中国科学院上海微系统与信息技术研究所等合作,成功构建255个光子的量子计算原型机“九章三号”,再度刷新光量子信息技术世界纪录,求解高斯玻色取样数学问题比当时最快的超级计算机快1亿亿倍。
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全球光学时域巡天能力最强设备
墨子巡天望远镜正式投入观测
2000多年前,墨子最早记录并解释了小孔成像现象。今天,以“墨子”命名的大视场巡天望远镜让人们可以仰望同一片天空。2023年,中国科学技术大学、中国科学院紫金山天文台等建设的全球光学时域巡天能力最强的墨子巡天望远镜在青海冷湖天文观测基地正式投入观测,每3个晚上能巡测整个北天球一次。仰观宇宙之大,探索璀璨群星,逐梦苍穹,人类步履不停。
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中国天眼看到“时空的涟漪”
发现纳赫兹引力波存在的关键性证据
引力波被称作“时空的涟漪”,携带着宇宙的奥秘。中国科学院国家天文台等团队利用中国天眼FAST,探测到纳赫兹引力波存在的关键性证据,这是纳赫兹引力波搜寻的重要突破,有助于理解宇宙结构的起源。中国天眼成果频出,不断拓展人类观测宇宙的视野极限。
我国科学家揭示衰老新机制
为衰老相关疾病防治提供新的策略
病毒与人类之间的协同进化关系源远流长,二者之间的交锋从未随时间停止过。衰老是人类慢性疾病最大的危险因素之一。中国科学院动物研究所和中国科学院北京基因组研究所发现了年轻的ERV亚家族在细胞衰老过程中被再度唤醒,提出了古病毒复活介导衰老程序化及传染性的理论,并创新性地发展出阻断ERV古病毒复活及扩散以实现延缓衰老的多维干预策略。
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作物主效耐碱基因及其作用机制首次揭示
在盐碱地上能够促进粮食增产
联合国粮农组织调查数据显示,截至2015年,全球超过10亿公顷盐渍化土壤因盐碱程度过高而不能被有效利用,其中盐碱化土约占盐渍化土壤的60%。中国科学院遗传与发育生物学研究所等以耐盐碱作物高粱为材料,首次发现主效耐碱基因AT1及其作用机制。大田实验证明,该基因可显著提升高粱、水稻、小麦、玉米和谷子等作物在盐碱地的产量,在改良盐碱地综合利用中具有重大应用前景。
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圆环阵太阳射电成像望远镜正式建成
可监测太阳爆发活动
太阳是地球空间天气事件的源头。要想理解日地空间环境系统和空间天气因果链,就要对太阳和日地空间传播链条进行高质量监测。国家重大科技基础设施“空间环境地基综合监测网”(子午工程二期)标志性设备之一圆环阵太阳射电成像望远镜顺利通过工艺测试。它不但能监测太阳的各种爆发活动,还能监测太阳风暴进入行星际的过程,对于理解太阳爆发机制和日地传播规律以及预测太阳活动对地球的影响具有重要作用。
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发现M87星系黑洞喷流周期性进动
符合爱因斯坦广义相对论预测
活跃星系中心的超大质量黑洞是宇宙中最具破坏性且最神秘的天体之一。超大质量黑洞、吸积盘和喷流之间的能量传输机制是怎样的?这是一个困扰了物理学家和天文学家一个多世纪的难题。包括中国科学院上海天文台在内的全球45个团队发现M87星系中心黑洞喷流呈现周期性摆动,摆动周期约为11年,振幅约为10度。这一现象符合爱因斯坦的广义相对论关于“如果黑洞处于旋转状态,会导致参考系拖曳效应”的预测。这项研究成果成功地将M87星系中心黑洞喷流的动力学与该星系中心超大质量黑洞的状态联系起来,为M87黑洞自旋的存在提供了观测证据。
实现世界最大规模51比特量子纠缠态制备
刷新世界纪录
多年以来,实现大规模的多量子比特纠缠一直是各国科学家奋力追求的目标。然而,由于更大规模的真纠缠态制备要求高连通性的量子系统、高保真的多比特量子门以及高效准确的量子态保真度表征手段,此前真纠缠比特的规模未能突破24个量子比特。继实现10比特、12比特、18比特的真纠缠态制备之后,来自中国科学技术大学等单位的研究人员又取得了重要突破——成功实现51个超导量子比特簇态制备和验证,刷新了所有量子系统中真纠缠比特数目的世界纪录。
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人体免疫系统发育图谱绘制
有助于深入理解免疫系统功能和调控机制
作为防止病毒细菌等病原体入侵的“卫士”,免疫细胞是人体免疫系统中不可或缺的组成部分。明确免疫细胞类型、分化及功能状态,对了解免疫力和揭示免疫相关疾病的发生发展机制具有重要意义。来自中国科学院深圳先进技术研究院等单位的科研人员成功绘制了迄今覆盖组织范围最广、时间跨度最长、采样密度最高的人体免疫系统发育图谱,有望推动全球免疫学和发育生物学领域的发展。
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中国“人造太阳”EAST获重大突破
创造高约束模式等离子体运行时长新纪录
2023年4月12日21时,位于中国科学院合肥物质科学研究院的有“人造太阳”之称的全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)创造新的世界纪录,成功实现稳态高约束模式等离子体运行403秒,对探索未来的聚变堆前沿物理问题,提升核聚变能源经济性、可行性,加快实现聚变发电具有重要意义。
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中国首次火星探测火星全球影像图发布
为人类深入认知火星作出中国贡献
在2023年“中国航天日”主场活动启动仪式上,国家航天局和中国科学院联合发布了中国首次火星探测火星全球影像图。发布的影像图为彩色,包括按照制图标准分别制作的火星东西半球正射投影图、鲁宾逊投影图和墨卡托投影加方位投影图,空间分辨率为76米,将为开展火星探测工程和火星科学研究提供质量更好的基础底图。天问一号任务获取的包括影像图在内的一批科学探测数据,将为人类深入认知火星作出中国贡献。
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我国科考队首次登顶卓奥友峰
首次在该区域开展综合科学考察
卓奥友峰地处中国与尼泊尔边界、喜马拉雅山脉中部,海拔8201米,是世界第六高峰。这是我国科考队首次登顶珠峰以外的海拔8000米以上高峰。此次科考开展了极高海拔自动气象站架设、峰顶冰雪测厚、冰芯钻取及雪冰样品采集等多项科考任务,围绕亚洲水塔变化、生态系统与碳循环、人类活动与生存环境安全、矿产资源与地质环境等重大科学问题开展考察研究,揭示极高海拔地区变化和极端过程变化对青藏高原生态环境变化的影响。
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300MW先进压缩空气储能系统膨胀机
我国先进压缩空气储能技术迈上新台阶
中国科学院工程热物理研究所等自主研发了国际首套300MW级先进压缩空气储能系统膨胀机。膨胀机是压缩空气储能系统的核心部件,具有负荷高、流量大、流动传热复杂、高效宽工况运行要求高等技术难点。集成测试中,各项测试结果均达到或超过设计指标。
新一代国产CPU龙芯3A6000发布
自主研发、自主可控
新一代国产CPU——龙芯3A6000发布。龙芯3A6000采用我国自主设计的指令系统和架构,无需依赖任何国外授权技术,是我国自主研发、自主可控的新一代通用处理器,可运行多种类的跨平台应用,满足各类大型复杂桌面应用场景。它的推出,标志着我国自主研发的CPU在自主可控程度和产品性能方面达到新高度,性能达到国际主流产品水平。
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