125年來(lái)，物理學(xué)都取得了哪些突破性進(jìn)展？讓我們一起見證那些非凡的閃光時(shí)刻
1893年，美國(guó)物理學(xué)家Edward Nichols在康奈爾大學(xué)創(chuàng)辦了Physical Review（《物理評(píng)論》）期刊，這便是今天包括Physical Review Letters（《物理評(píng)論快報(bào)》）在內(nèi)的物理學(xué)頂級(jí)期刊方陣——Physical Review系列期刊的鼻祖。
今年是Physical Review創(chuàng)刊125周年，為了紀(jì)念這一重要的時(shí)刻，美國(guó)物理學(xué)會(huì)（APS）從浩如煙海的論文中遴選出了49項(xiàng)具有里程碑意義的工作，繪制出了一張橫跨百年的時(shí)間表。
今天，我們就一起來(lái)回顧物理學(xué)發(fā)展歷程中那些非凡的閃光時(shí)刻。（本文還添加了其它兩篇非常重要但卻被沒(méi)有被選出的論文）
1
1913年：測(cè)定電子電量
圖片來(lái)源：wikimedia commons
1913年，Millikan 通過(guò)油滴實(shí)驗(yàn)證明了電荷量不能是連續(xù)值，只能是某個(gè)基本常數(shù)的整數(shù)倍，這就是我們今天所說(shuō)的“元電荷”。值得一提的是，在當(dāng)時(shí)的實(shí)驗(yàn)條件下，密立根油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)得的元電荷數(shù)值與今天公認(rèn)值的誤差不到0.5%。（Millikan榮獲了1923年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
2
1923年：發(fā)現(xiàn)光的粒子性
光究竟是粒子還是波？1923年，Compton散射實(shí)驗(yàn)告訴我們光具有粒子的特性：當(dāng)X射線和伽馬射線被電子散射時(shí)，它們的動(dòng)量減少了，這與經(jīng)典電磁理論相違背，從而證實(shí)了光的粒子性。（Compton榮獲了1927年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
3
1927年：實(shí)驗(yàn)證明物質(zhì)波的存在
圖片來(lái)源：C.DAVISSON AND L.H.GHRMER
德布羅意在理論上預(yù)言了物質(zhì)波的存在，而在實(shí)驗(yàn)上的證實(shí)工作則是由Davisson和Germer 完成的。1927年，他們用電子束轟擊金屬鎳的晶體，觀察到了清晰的干涉圖案，這是物質(zhì)波存在的最好證明。（德布羅意榮獲了1929年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。）
4
1931年：不可逆過(guò)程相關(guān)理論的提出
Onsager在兩篇論文中提出了描述像熱傳遞這種不可逆過(guò)程的普適理論。在這套理論中，Onsager推導(dǎo)了一組應(yīng)用廣泛的“倒易關(guān)系”。例如，他們可以被用于預(yù)測(cè)熱電子和自旋電子器件的行為。（Onsager榮獲了1968年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）
5
1932年：氘的發(fā)現(xiàn)
1932年，Urey、Brickwedde和Murphy發(fā)現(xiàn)了一種由一個(gè)質(zhì)子、一個(gè)中子和一個(gè)電子組成的氫的同位素——氘。隨后在第二次世界大戰(zhàn)中，氧化氘（也就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的重水）被應(yīng)用到核反應(yīng)堆中。如今，氘被廣泛應(yīng)用于核磁共振實(shí)驗(yàn)以及大量的化學(xué)和粒子物理學(xué)實(shí)驗(yàn)。（Urey榮獲了1934年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。）
6
1933年：發(fā)現(xiàn)反物質(zhì)
通過(guò)觀察宇宙射線中未知粒子在云室中的軌跡，1933年，Anderson發(fā)現(xiàn)了電子的反粒子——正電子。狄拉克曾預(yù)言每一種費(fèi)米子都具有一個(gè)質(zhì)量相同但電荷相反的反粒子，Anderson的發(fā)現(xiàn)為這項(xiàng)預(yù)言提供了第一個(gè)證據(jù)支持。（安德森榮獲了1936年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
7
1935年：EPR佯謬挑戰(zhàn)量子理論
Einstein（愛(ài)因斯坦）、Podolsky和Rosen（EPR）構(gòu)造出一個(gè)思想實(shí)驗(yàn)旨在證明量子力學(xué)和定域?qū)嵲谛蚤g的沖突。后來(lái)的實(shí)驗(yàn)通過(guò)驗(yàn)證貝爾不等式不成立反而證實(shí)了量子力學(xué)的正確性。EPR在論文中論述了糾纏的性質(zhì)，糾纏現(xiàn)在已經(jīng)成為量子信息領(lǐng)域的基礎(chǔ)。
8
1935年：量子力學(xué)是完備的嗎？
這是沒(méi)有被APS編輯選出的論文之一。1935年10月，Bohr（玻爾）對(duì)EPR的論文進(jìn)行了詳細(xì)的回復(fù)，之后關(guān)于EPR實(shí)驗(yàn)也支持了玻爾的預(yù)期（見36）。但今天有些理論家仍然相信玻爾是錯(cuò)誤的，而愛(ài)因斯坦才是正確的。（在那個(gè)年代，關(guān)于量子力學(xué)是否完備，玻爾和愛(ài)因斯坦展開了一場(chǎng)世紀(jì)論戰(zhàn)。雖然愛(ài)因斯坦一直堅(jiān)信量子力學(xué)是不完備的，但在整個(gè)辯論的過(guò)程中，都極大的促進(jìn)了量子力學(xué)的發(fā)展。）
9
1938年：核磁共振的發(fā)現(xiàn)
1938年，Rabi和他的同事發(fā)現(xiàn)了核磁共振現(xiàn)象，并測(cè)量了分子束中的核磁矩。后來(lái)，Bloch、Purcell和他的合作者將Rabi的技術(shù)拓展到液體和固體的核研究，最終使核磁共振成像成為可能。（Rabi榮獲了1944年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)，Bloch與Prucell榮獲了1952年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。）
10
1939年：核裂變液滴模型的提出
在物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)驚人的核裂變現(xiàn)象不到一年之后，1939年，Bohr和Wheeler用液滴模型計(jì)算核裂變參數(shù)，計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)非常吻合。這一模型的提出對(duì)原子彈和核電的發(fā)展至關(guān)重要。
11
1939年：恒星核反應(yīng)的預(yù)測(cè)
1939年，Bethe預(yù)言兩種產(chǎn)物為氦的核反應(yīng)可能是恒星動(dòng)力的來(lái)源：氫的聚變和碳-氧-氮循環(huán)。九年后，Bethe、Alpher和Gamow利用最初的宇宙大爆炸模型為宇宙中的元素豐度提出了一種解釋。（Bethe榮獲了1967年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
12
1939：黑洞形成的過(guò)程
1939年，在與Bohr和Wheeler提出裂變論文的同一期中，Oppenheimer 和Snyder 首次描述了黑洞形成的過(guò)程。當(dāng)然，那個(gè)時(shí)候“黑洞”這一名字并不存在（直到1967年，Wheeler提出黑洞一詞后才普及起來(lái)），但Oppenheimer和Snyder 詳盡地的解釋了一顆大質(zhì)量恒星是如何在自身的引力下坍縮，并最終消失在視線之中。但他們的研究并沒(méi)有引起重視，不久后Oppenheimer就投入曼哈頓計(jì)劃。
13
1947年：蘭姆位移的發(fā)現(xiàn)
Lamb（蘭姆） 和Retherford測(cè)量發(fā)現(xiàn)了狄拉克理論未預(yù)言到的氫原子兩個(gè)能級(jí)之間的微小能級(jí)差，這個(gè)能級(jí)差被稱作“蘭姆移位”。Bethe將蘭姆移位歸因于電子和真空漲落之間的相互作用，并在幾個(gè)月后用一種新的“重整化”方法描述了這種效應(yīng)，為量子電動(dòng)力學(xué)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。（Lamb榮獲了1955年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
14
1948年：量子電動(dòng)力學(xué)的發(fā)展
Schwinger和Feynman（費(fèi)曼）分別獨(dú)立地提出了他們各自版本的量子電動(dòng)力學(xué)（QED）理論，費(fèi)曼還在論文中引進(jìn)了著名的“費(fèi)曼圖”。后來(lái)，Dyson證明了這兩種理論其實(shí)是等價(jià)的。QED提出了很多前所未有的精確預(yù)測(cè)，例如電子的反常磁矩等，這些預(yù)言都在后來(lái)的實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)。（Schwinger和Feynman榮獲了1965年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。）
15
1953年：中微子的首次間接探測(cè)
1930年，為了解釋原子核在β衰變過(guò)程中的能量損失，Pauli假設(shè)存在著一種未知的粒子——中微子。1953年，Reines 和Cowan宣稱他們用放在核反應(yīng)堆旁邊的大水箱探測(cè)到了幽靈般的粒子。1956年，他們?cè)凇犊茖W(xué)》雜志發(fā)表了關(guān)于中微子決定性的探測(cè)結(jié)果。1960年，他們?cè)凇段锢碓u(píng)論快報(bào)》給出了關(guān)于實(shí)驗(yàn)的完整說(shuō)明。（Reines榮獲了1995年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。）
16
1954年：楊-米爾斯理論的提出
1954年，Yang（楊振寧）和Mills構(gòu)造出可以描述基本粒子行為的場(chǎng)論的數(shù)學(xué)形式。這些楊-米爾斯場(chǎng)成為電弱統(tǒng)一理論和描述夸克行為的量子色動(dòng)力學(xué)（QCD）中的核心部分。
17
1956年：弱相互作用中發(fā)現(xiàn)宇稱不守恒
很久之前，宇稱守恒一直是物理學(xué)中一個(gè)普適的原則。直到1956年，為了解釋觀測(cè)到的奇怪的宇宙射線數(shù)據(jù)，李政道和楊振寧大膽假設(shè)宇稱對(duì)稱性在弱相互作用中被破壞。一年后，吳健雄和她的合作者通過(guò)β衰變實(shí)驗(yàn)證明了宇稱守恒被破壞。（李政道和楊振寧榮獲了1957年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。）
18
1957年：BCS超導(dǎo)理論的發(fā)展
在超導(dǎo)電性被發(fā)現(xiàn)的近半個(gè)世紀(jì)之后，Bardeen、Cooper和Schrieffer（BCS）提出了解釋超導(dǎo)現(xiàn)象的理論。在這個(gè)理論中，電子配對(duì)并凝聚成一個(gè)單量子態(tài)。BCS理論不僅在凝聚態(tài)物理中有應(yīng)用，其在粒子物理和核物理中BCS理論也發(fā)揮著重要的作用。（BCS榮獲了1972年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
19
1960年：π介子中發(fā)現(xiàn)自發(fā)對(duì)稱性破缺
1960年，Nambu將π介子的微小質(zhì)量和近似對(duì)稱性聯(lián)系起來(lái)，獲得了一個(gè)重要的新視角：物理系統(tǒng)的對(duì)稱性可以和組成系統(tǒng)的元素的對(duì)稱性不同。這種“自發(fā)對(duì)稱性破缺”是普遍存在的，例如在磁體和固體中自發(fā)對(duì)稱性破缺就經(jīng)常出現(xiàn)，在希格斯玻色子理論中也存在自發(fā)對(duì)稱性破缺。（Nambu榮獲了2008年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
20
1962年：八重態(tài)模型
Gell-Mann利用八重態(tài)的方法把輕介子和自旋為1/2的重子進(jìn)行分類。這種分類原則依賴于一種近似對(duì)稱性，它最終被三種最輕的夸克的對(duì)稱性所解釋，這三種夸克是上夸克、下夸克和奇異夸克。（Gell-Mann因此榮獲了1969年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
21
1962年：發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)系外的X射線源
為了避免地球大氣對(duì)要探測(cè)的X射線的吸收，1962年，Giacconi和他的合作者用火箭把蓋革計(jì)數(shù)器送入太空。令人吃驚的是，他們發(fā)現(xiàn)了一個(gè)位于太陽(yáng)系外的X射線源。Giacconi因此被稱為X射線天文學(xué)之父，他的工作直接促成了使用太空望遠(yuǎn)鏡對(duì)黑洞和其它射線源發(fā)射的X射線的探測(cè)。（Giacconi獲得了2002年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。）
22
1963年：光學(xué)相干量子理論的提出
Glauber發(fā)展了描述光線中光子之間關(guān)聯(lián)性的理論。他的突破在于他意識(shí)到由于量子力學(xué)的原因，先抵達(dá)探測(cè)器的光子會(huì)影響探測(cè)到之后的光子的概率。他的工作證實(shí)了有必要使用新的方法進(jìn)行光學(xué)探測(cè)。（Glauber獲得了2005年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
23
1963年：Cabibbo預(yù)言粒子混合
1963年，Cabibbo的理論預(yù)言讓人們意識(shí)到：相同質(zhì)量的夸克并不一定包含相同的味，如上、下、奇異。甚至夸克還可以是不同味的混合體?？ū炔┑南敕ń忉屃藶槭裁刺囟Ｗ拥乃プ儽灰种?，同時(shí)也在粒子物理中引入混合的概念。
24
1964年：密度泛函理論的提出
1964年，Hohenberger,、Kohn和Sham建立了密度泛函理論（DFT）。利用密度泛函理論可以相當(dāng)精確地計(jì)算分子和固體材料的性質(zhì)，并且這個(gè)方法大大減小了計(jì)算量。密度泛函理論使用了多電子量子力學(xué)方程的近似解法。Verlet隨后建立了密度泛函理論的經(jīng)典版本，這是一種在計(jì)算機(jī)模擬中解決牛頓方程的數(shù)值方法。1985年， Carr和Parrinello 統(tǒng)一了DFT和Verlet的方法。（Kohn因此獲得了1998年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）
25
1964年：希格斯玻色子的預(yù)言
1964年，Englert和Higgs分別獨(dú)立地給出了解釋基本粒子為什么有質(zhì)量的模型。在他們的理論中需要一種新粒子的存在，也就是我們現(xiàn)在所說(shuō)的希格斯玻色子。希格斯玻色子是標(biāo)準(zhǔn)模型中非常關(guān)鍵的一環(huán)，在被理論預(yù)言近50年后，它終于在歐洲核子研究中心（CERN）的大型強(qiáng)子對(duì)撞機(jī)中被發(fā)現(xiàn)。（Englert和Higgs榮獲了2013年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
26
1967年：電弱理論的發(fā)展
1967年，Weinberg提出了一個(gè)關(guān)于電弱相互作用的理論，當(dāng)這個(gè)理論被拓展到包含夸克和強(qiáng)相互作用時(shí)，它就變成了粒子物理學(xué)的標(biāo)準(zhǔn)模型。這套理論的最核心部分后來(lái)都被實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，包括2012年希格斯玻色子的發(fā)現(xiàn)。（Weinberg榮獲1979年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
27
1969年：質(zhì)子內(nèi)部結(jié)構(gòu)的探測(cè)
1969年，F(xiàn)riedman、Kendall、Taylor和他們的合作者通過(guò)電子-質(zhì)子散射實(shí)驗(yàn)給出了質(zhì)子不是基本粒子的第一個(gè)實(shí)驗(yàn)證據(jù)。數(shù)據(jù)證實(shí)了他們提出的質(zhì)子由更加基本的粒子組成的想法，這些更基本的粒子就是我們現(xiàn)在知道的夸克。（他們因此獲得了1990年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
28
1971年：重整化群理論的提出
Wilson的兩篇論文建立了重整化群理論的基礎(chǔ)，重整化群理論是研究不同長(zhǎng)度標(biāo)度下物理性質(zhì)的數(shù)學(xué)工具。當(dāng)一個(gè)系統(tǒng)發(fā)生相變時(shí)，它的關(guān)聯(lián)長(zhǎng)度趨于無(wú)窮大，重整化群理論正是描述這種關(guān)聯(lián)性的強(qiáng)有力的工具。（Wilson因此獲得了1982年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
29
1972年：氦-3超流性的發(fā)現(xiàn)
1972年，Osheroff、Lee和Richardson觀測(cè)到接近絕對(duì)零度的氦-3變成了超流體，這種流體完全沒(méi)有粘性。這個(gè)結(jié)果表明像氦-3原子這樣的費(fèi)米子一樣可以具有超流相，這比氦-4的超流相更為復(fù)雜。（他們因此獲得了1996年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
30
1973年：夸克相互作用理論的建立
Gross 和 Wilczek，以及Politzer分別提出了解釋夸克的兩個(gè)看似相互矛盾的觀測(cè)結(jié)果的理論：夸克總是被束縛在一起來(lái)構(gòu)成其他的粒子，如質(zhì)子或中子；而在一個(gè)復(fù)合粒子中，夸克只是被松散的束縛在一起。（三位發(fā)現(xiàn)者因此獲得了2004年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
31
1974年：粲夸克的發(fā)現(xiàn)
1974年，Ting（丁肇中）和Richter領(lǐng)導(dǎo)的研究小組分別獨(dú)自利用粲-反粲束縛態(tài)發(fā)現(xiàn)了粲夸克，這種束縛態(tài)就是現(xiàn)在的J/ψ介子。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)被稱為“十一月革命”，因?yàn)樗芽淇说母拍顝睦碚摌?gòu)造變成實(shí)驗(yàn)事實(shí)。（丁肇中和Richter因此獲得了1976年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
32
1975年：殼層模型在不穩(wěn)定輕原子核中失效
原子核的殼層模型預(yù)測(cè)了最穩(wěn)定的原子核中的中子和質(zhì)子具有特定的“幻數(shù)”。1975年，在CERN進(jìn)行的關(guān)于不穩(wěn)定鈉原子核的研究發(fā)現(xiàn)在中子含量高的原子核中殼層模型失效。
33
1977年：拓?fù)湎嘧兊睦碚摫硎?/span>
Thouless、Kosterlitz和Haldane利用拓?fù)淅碚撁枋隽舜罅抗腆w中奇異的相和相變。他們的工作為描述薄膜中的輸運(yùn)現(xiàn)象和低維量子磁體、超流體和超導(dǎo)體中的奇異行為提供了新的視角。 （他們也因此獲得了2016年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
34
1978年：六角相的預(yù)言
Halperin和Nelson提出二維固體融化中包含一種介于固體和液體之間的中間相，這個(gè)發(fā)現(xiàn)被稱為六角相。六角相在之后的實(shí)驗(yàn)和理論模擬中均得到證明，這說(shuō)明二維系統(tǒng)的融化和三維系統(tǒng)有著本質(zhì)區(qū)別。
35
1980年：量子霍爾效應(yīng)的發(fā)現(xiàn)
1980年，Von Klitzing、Dorda和Pepper發(fā)現(xiàn)低溫下二維電子氣的霍爾電導(dǎo)隨著外加磁場(chǎng)的增強(qiáng)按照e2/h 整數(shù)倍變化。緊隨著量子霍爾效應(yīng)被發(fā)現(xiàn)分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)，它是被Tsui、Stormer和Gossard發(fā)現(xiàn)的，分?jǐn)?shù)量子霍爾效應(yīng)中激發(fā)了分?jǐn)?shù)電荷。（Von Klitzing因此獲得了1985年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；Tsui和Stormer獲得了1998年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
36
1981年：暴脹理論登場(chǎng)
為了宇宙的均勻性和平坦性等問(wèn)題，Guth假設(shè)在大爆炸發(fā)生后的不到一秒的時(shí)間內(nèi)，宇宙經(jīng)歷了以指數(shù)方式快速膨脹的過(guò)程。這被稱為暴脹理論。
37
1982年：貝爾測(cè)試驗(yàn)證量子力學(xué)預(yù)言
量子理論預(yù)言糾纏態(tài)中的粒子之間的關(guān)聯(lián)性超出了經(jīng)典粒子可以達(dá)到的極限。1982年，Aspect和他的合作者通過(guò)貝爾測(cè)試證實(shí)了這個(gè)預(yù)言。實(shí)驗(yàn)中使用了從一個(gè)原子中發(fā)射的光子對(duì)，結(jié)果是量子理論勝出。值得一提的是，Aspect消除了導(dǎo)致之前實(shí)驗(yàn)失敗的測(cè)量?jī)x器之間的相互作用。
38
1982年：掃描隧道顯微鏡的發(fā)明
1982年，Binning、Rohrer和他們的合作者利用原子尺度的針尖測(cè)量材料表面微小的隧穿電流來(lái)制造掃描隧道顯微鏡。這種探測(cè)手段可以掃描出材料表面原子精度的圖像。1986年，Binning、Quate和Gerber發(fā)展了原子力顯微鏡的相關(guān)技術(shù)。（Binning和Rohrer因此獲得了1986年諾貝爾獎(jiǎng)。）
39
1984年：發(fā)現(xiàn)準(zhǔn)晶體
Schechtman和他的同事在合金中的重大發(fā)現(xiàn)促使物理學(xué)家重新思考晶體的概念，因?yàn)樵谶@種合金中的原子排列呈現(xiàn)出五重旋轉(zhuǎn)對(duì)稱性，并且不具有周期性結(jié)構(gòu)。在后續(xù)的論文中，Levine 和 Steinhardt 把這種原子排列方式稱為準(zhǔn)晶體并解釋了這種結(jié)構(gòu)可以存在的原因。（Schechtman因此獲得了2011年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)）
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1985年：激光冷卻技術(shù)的發(fā)明
Chu（朱棣文）和他的同事利用相向傳播激光束的輻射壓，將原子限制在極度低溫的狀態(tài)下，這種技術(shù)可以在100毫秒內(nèi)將原子溫度降低至幾百毫開爾文。他們冷卻和俘獲原子的技術(shù)提高了原子光譜學(xué)的精度，也促進(jìn)了物質(zhì)的量子相（比如玻色-愛(ài)因斯坦凝聚）的研究。（Chu因此獲得了1997年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
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1986年：計(jì)算機(jī)模擬納維葉—斯托克斯公式
Frisch、Hasslacher 和 Pomeau 提出了一種模擬納維葉—斯托克斯公式的方法，這種方法描述了液體的行為并被運(yùn)用到科學(xué)技術(shù)的許多領(lǐng)域。他們的方法包含了被稱為“元胞自動(dòng)機(jī)”的虛擬粒子，它們?cè)诹蔷W(wǎng)格上的運(yùn)動(dòng)和液體粒子的運(yùn)動(dòng)相關(guān)。
42
1987年：高溫超導(dǎo)體的發(fā)現(xiàn)
Chu（朱經(jīng)武）和他的同事合成了一種被稱為釔鋇銅氧（YBCO）的化合物，這種物質(zhì)在創(chuàng)紀(jì)錄的高溫下（93開爾文）轉(zhuǎn)變?yōu)槌瑢?dǎo)體。這么高的轉(zhuǎn)變溫度已經(jīng)可以利用液氮達(dá)到，這使得釔鋇銅氧材料可以在實(shí)際生活中得到應(yīng)用。
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1988年：發(fā)現(xiàn)巨磁阻效應(yīng)
Fert 和 Grunberg 分別發(fā)現(xiàn)他們可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)兩層磁體中的一層來(lái)顯著改變兩層磁體之間的電阻。巨磁阻效應(yīng)現(xiàn)在被用于制造硬盤驅(qū)動(dòng)器和自旋電子學(xué)器件，這些裝置可以用電子的自旋而不是電荷來(lái)傳遞和儲(chǔ)存信息。（他們因此獲得了2007年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
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1992年：利用光子實(shí)現(xiàn)宏觀量子態(tài)
Haroche和他的合作者利用光子和腔內(nèi)的高度激發(fā)的原子相互作用，實(shí)現(xiàn)了宏觀量子疊加態(tài)，也就是我們常說(shuō)的“薛定諤的貓”態(tài)。利用類似的實(shí)驗(yàn)裝置，該團(tuán)隊(duì)在之后還觀測(cè)到了量子退相干——是量子測(cè)量的核心手段。（Haroche因此獲得了2012年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)）
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1998年：發(fā)現(xiàn)中微子振蕩
1998年，日本的超級(jí)神岡研究人員發(fā)現(xiàn)了μ子中微子可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化成τ子中微子的確鑿證據(jù)，反之亦然，這就是中微子“振蕩”。2001年，加拿大的薩德伯里中微子天文臺(tái)探測(cè)到了太陽(yáng)發(fā)出的全部三種中微子，總流量與標(biāo)準(zhǔn)太陽(yáng)模型的預(yù)言符合得很好，解決了先前觀測(cè)到的太陽(yáng)中微子缺失問(wèn)題。中微子振蕩意味著中微子具有質(zhì)量，這與粒子物理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型不相吻合，對(duì)理論物理和實(shí)驗(yàn)物理而言都有一定的影響。
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2000年：完美透鏡的構(gòu)想
Pendry設(shè)想了一種完美的“超透鏡”，它利用了負(fù)折射率材料，突破了經(jīng)典光學(xué)的衍射極限，放大了倏逝波，使人們可以觀測(cè)到物體表面的精細(xì)信息。
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2001年：隨機(jī)圖模型的發(fā)展
Newman、Strogatz和Watts發(fā)展了一種數(shù)學(xué)體系來(lái)分析隨機(jī)圖，這對(duì)很多現(xiàn)實(shí)世界的網(wǎng)絡(luò)，例如流行病的傳播、人際社交網(wǎng)絡(luò)等，都是很好的模型。他們的這種模型比以往的方法更具有普適性，拓展了隨機(jī)圖理論的適用范圍。
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2006年：第118號(hào)元素的合成
2002年，俄羅斯杜布納核研究聯(lián)合研究所的科學(xué)家找到了一種具有118個(gè)質(zhì)子的超重化學(xué)元素的線索。2006年，經(jīng)歷了一系列的實(shí)驗(yàn)最終確定了該元素是蘇的存在。至此，元素周期表第七周期被全部填滿。第118號(hào)元素最終被命名為Oganesson，以紀(jì)念其發(fā)現(xiàn)者之一。
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2007年：三維拓?fù)浣^緣體的預(yù)言
Fu（傅亮）和Kane預(yù)言了三維拓?fù)浣^緣體——一種具有導(dǎo)電表面態(tài)的奇異絕緣體——即便存在雜質(zhì)或缺陷也能保持穩(wěn)定。在他們的預(yù)言之前，拓?fù)浣^緣體只存在于二維體系中，他們的研究表明這種神奇的性質(zhì)可能存在于更多種類的材料中。
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2015年：在固體中發(fā)現(xiàn)外爾費(fèi)米子
1929年，德國(guó)科學(xué)家Weyl（外爾）在理論上預(yù)言存在一種具有“手征性”的無(wú)質(zhì)量費(fèi)米子，即“外爾費(fèi)米子”。然而，物理學(xué)家從沒(méi)有發(fā)現(xiàn)任何一種基本粒子符合這種性質(zhì)。2015年，中科院物理所研究團(tuán)隊(duì)在TaAs中最終發(fā)現(xiàn)了類似于外爾費(fèi)米子的凝聚態(tài)物質(zhì)，該項(xiàng)研究從理論預(yù)言、樣品制備、到實(shí)驗(yàn)觀測(cè)的全過(guò)程，都由我國(guó)科學(xué)家獨(dú)立完成。
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2016年：引力波的發(fā)現(xiàn)
激光干涉引力波天文臺(tái)（LIGO）首次探測(cè)到了兩個(gè)黑洞合并產(chǎn)生的引力波信號(hào)，這是愛(ài)因斯坦廣義相對(duì)論的最后一個(gè)預(yù)言。引力波的發(fā)現(xiàn)開啟了引力波天文學(xué)的新時(shí)代，并于2017年觀測(cè)到雙中子星合并的引力波信號(hào)。對(duì)引力波的發(fā)現(xiàn)做出重大貢獻(xiàn)的Rainer Weiss、Kip Thorne和Barry Barish獲得了2017年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。
