材料百态

近室温超导材料氢化镧（LaH10）分子结构。图片来源：zegmetal.com

2019年，德国科学家在揭示宇宙奥秘，研发新超导体，以及探索生命起源和进化等方面取得较大进展。

在探索宇宙奥秘方面，德国Hazel Hen超级计算机运行一年多生成了迄今最详细的大尺度宇宙模型TNG50，其时间跨度138亿年，物理宽度2.3亿光年，包含数万个正处于演化中的星系。在俄罗斯的帮助下，德国于7月成功发射X射线空间望远镜“eROSITA”，并传回首批图像。未来有望发现大约10万个释放X射线的星系团和数百万个活跃黑洞，有助于更好地理解宇宙中占主导地位的暗物质和暗能量。

马克斯·普朗克学会下属多个研究所有重要发现。如在两个伽马射线暴的观测中发现迄今已知最高能光子，研究解析了高能伽马射线暴形成过程；首次在行星状星云NGC 7027中检测到了宇宙演化的最重要标记之一——氦合氢离子，为一项长达几十年的研究画上了句号。

在生命起源和人类进化过程研究方面，法兰克福大学研究人员发现一种嗜热细菌通过吸入一氧化碳呼出氢气而生长，这被认为是地球上最古老的细胞呼吸形式。图宾根大学科学家在德国发现生活在约1160万年前的猿类化石，证明了一种新型体式行为“延伸型肢体攀爬”，为人们了解猿类在成为两足动物之前的情况提供了新线索。德国科学家还在希腊发现的一块约21万年前的头骨，代表了有关亚欧大陆现代人类的最早证据。

脑科学研究方面，马克斯·普朗克脑研究所科学家重建了小鼠桶状皮层89个神经元的形态特征及其连接。德国和英国研究人员合作发现，阻断特殊钙通道可拯救神经细胞，或能成为针对帕金森病的新神经保护疗法的基础。德国和瑞士科学家开发出首个植入式磁共振探测器，能突破脑扫描方法的电物理极限，以前所未有的分辨率探测大脑的生理机能，为未来针对脑细胞神经元活动和生物能过程的高特异性和定量绘图技术铺平了道路。

在量子技术领域，维尔茨堡大学研究人员设计汞碲量子阱，首次成功构建拓扑量子点接触，使研究边界状态之间的潜在相互作用成为可能。雷根斯堡大学科研人员在原子级半导体（二硒化钨）中发现新的量子干涉现象，为开发新型激光源和量子信息光学处理装置开辟了新途径。

2019年，德国科学家在超导领域也取得突破性成果。德美两国科学家合作发现，在超过100万倍地球大气压下，氢化镧在零下23摄氏度具有超导性，这是迄今超导材料已获证实的最高临界温度。

在未来地球科学研究领域，德国科考船“极地之星”于2019年9月20日开始有史以来最大一次国际北极气候研究多学科漂流观测（MOSAiC）。教研部资助1.5亿欧元，来自19个国家的600人将轮班参与该项目。

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