分类： 物理学

来源：《科学进展》

日本理化学研究所的研究，首次明确了手性磁体中电子流动方向依赖性的双重机制。在手性磁体（如钴锌锰合金）中，电子自旋呈螺旋排列，导致电流单向优先传导。研究发现，其机制随温度与磁场变化：一种源于电子与手性磁准粒子的散射差异；另一种源于移动电子与静态螺旋自旋间的耦合效应。这一发现为基于斯格明子等拓扑结构的低能耗存储器件设计提供了关键理论基础，并有望拓展至其他材料体系。

来源：《美国国家科学院院刊》

针对近期实验中观察到的磁性与超导共存现象，研究团队提出理论解释：在二维材料（如MoTe₂）中，电子可分数化为“任意子”；当特定分数（如2/3电荷）的任意子占主导时，它们能克服量子阻挫并实现无耗散集体流动，形成一种全新的“任意子超导”态。该机制突破了传统超导与磁性互斥的认知，为设计新型量子比特提供了理论路径。

来源： 德国物理学家梅廷·托兰在《平安夜，匆匆夜》一书中的计算分析

托兰通过计算指出，若按传统方式，圣诞老人需在24小时内完成2,708次/秒的访问，其雪橇所需能量远超德国全年消耗，人和驯鹿将瞬间蒸发。然而，若引入量子理论，圣诞老人可被视为物质波，其所有可能状态叠加成的“圣诞老人波”能同时存在于所有家庭中完成送礼。这一理论虽无法被观测，却为圣诞传说的“存在”提供了科学遐想。

来源：美国国家航空航天局（NASA）与夏威夷大学马诺阿分校联合项目

夏威夷大学马诺阿分校主导的国际团队于12月15日在南极发射了“通用反粒子谱仪”气球实验。该实验将气球升至约24英里高空，旨在探测宇宙中的反质子与反氘核等反物质粒子，这些信号可能为揭开占宇宙质量85%的暗物质之谜提供关键证据。该实验整合了多国科研力量，是近年来利用南极气球平台进行前沿物理探测的重要尝试。

来源：《物理评论X》

北京大学研究团队将机器学习与原子力显微镜结合，首次揭示了冰在远低于冰点温度下表面“预融化层”的微观结构。研究表明，在零下152至93摄氏度间，冰表面会形成分子排列无序但呈固态的“非晶层”，并随温度升高渐变为类液态。该方法为研究各类无序界面及相变提供了原子尺度新工具。

来源：法新社（AFP）

欧洲核子研究中心（CERN）宣布，已获得来自私人及慈善机构的10亿美元捐赠，用于筹建未来环形对撞机（FCC）。捐赠方包括硅谷投资人尤里·米尔纳的“突破奖基金会”、谷歌前CEO埃里克·施密特、意大利阿涅利家族继承人约翰·埃尔坎等。FCC设计周长91公里，深度约200米，目标是探索占宇宙95%的暗物质与暗能量。该项目总成本约170亿美元，预计CERN的25个成员国将于2028年决定是否启动建设。

来源：《高能物理杂志》

辛辛那提大学等机构物理学家提出，氘-氚核聚变反应堆中可能产生轴子（一种假想暗物质粒子）。研究表明，反应堆内产生的中子与墙壁材料发生核反应或减速时释放的“制动辐射”，可生成轴子或类轴子粒子。这突破了美剧《生活大爆炸》中主角未能解决的理论难题——剧中曾计算认为太阳产生轴子的概率远高于聚变装置，但新研究指出聚变过程可通过不同机制产生轴子。该理论为探测暗物质提供了新途径。

来源：《物理评论快报》

德国达姆施塔特工业大学与法兰克福大学的研究团队通过理论计算发现，在极高密度下，夸克会进入“色超导态”——夸克成对并形成能隙，从而显著改变物质的热力学性质。该状态不仅使色超导物质在热力学上更稳定，还导致其中的声速大幅提升，可能超过光速的60%。这一特性有助于解释已知最大质量中子星的稳定性，而中子星观测数据亦可反过来帮助约束夸克能隙的大小。