16. 量子瞬移走向现实
这并非完全是“斯科蒂，传我上去”，但科学家们首次在光和原子之间实现了信息的瞬移，加速了人们期待已久的超快量子计算机和不可破解加密方案的出现。量子瞬移是指一个亚原子粒子的物理状态从一个地方消失并在另一个地方出现的过程，有点像柯克船长的传送器。这成为可能的是一种被称为“量子纠缠”的奇特现象，即一对粒子具有互补的特性，例如两个自旋方向相反的电子。量子力学中不可约的不确定性使得无法预测给定电子的状态，但由于这两个粒子是纠缠的，测量其中一个粒子的状态会自动确定另一个粒子的状态，无论它们相距多远。
为了在光和原子之间瞬移一个状态，哥本哈根尼尔斯·玻尔研究所的尤金·波尔齐克（Eugene Polzik）及其同事与德国马克斯·普朗克量子光学研究所的伊格纳西奥·西拉克（Ignacio Cirac）合作，将一束光与一团磁化的铯原子气体进行了纠缠。然后，研究人员用激光脉冲将他们想要瞬移的状态编码到光束中。通过将纠缠的量子信息与光束分离并揭示激光信息，该团队成功地将互补状态瞬移到了距离半码远的原子上。“这是第一次，”波尔齐克说，量子瞬移“已经实现了光——信息的载体——与原子之间的转移。”这还是第一次以宏观原子物体作为目标。科学家们此前只在光子对或原子对之间瞬移过状态。但波尔齐克指出，实用的量子计算机需要数据流（如光）与存储的量子态（如硬盘中的原子）之间进行信息传输。
柯特·苏普利
32. 隐身斗篷发明！
当一个以露骨封面女郎闻名的小报打破《科学》杂志的禁令，发布一项重要的物理学发现时，你就知道世界已经有点疯狂了。《太阳报》于10月19日报道称，来自杜克大学和伦敦帝国理工学院的物理学家设计了能够将微波绕过物体弯曲，使其既不被吸收也不被散射的新型材料。“这是隐身斗篷的‘首次实际实现’，”首席科学家大卫·史密斯说。研究人员成功地用微波“隐身”了一个两英寸宽的泡沫填充铜柱。史密斯说，如果他们能够将波长更短的可见光波绕过同一个物体，“看起来就像光穿过了真空，好像什么都没有一样。”尽管有振聋发聩的头条新闻——以及政府情报机构和《哈利·波特》粉丝的恳求——史密斯承认，在他能让任何人消失之前，“可能还需要一段时间”。
乔西·格劳西斯
50. 新信件揭示爱因斯坦的家庭生活
阿尔伯特·爱因斯坦长期以来一直被尊为一位科学家，但近年来，他却被严厉地评判为一位疏忽的丈夫和父亲。七月份，耶路撒冷希伯来大学的阿尔伯特·爱因斯坦档案馆公开了一批1300封个人信件，揭示了一个更为复杂的图景。
当爱因斯坦不在家时，他几乎每天都写信给他的第二任妻子埃尔莎和继女玛戈特，玛戈特于1986年去世后将这些信件遗赠给了档案馆——并规定这些信件要密封20年。阿尔伯特坦诚地与这两位女性交流，令人震惊。据档案管理员芭芭拉·沃尔夫（Barbara Wolff）说，他提到了六位情妇。他轻描淡写地对待这些女性，试图安抚他的家人，听起来却很虚伪。他从牛津写信给在柏林的玛戈特说：“在所有女人中，我实际上只和L夫人（Mrs. L[enbach]）在一起，她完全无害而且品行端正，即使如此，也不会危及神圣的世界秩序。”
然而，在一封写给一位朋友的信中，爱因斯坦在他的虚张声势下透露了一层内疚：“我钦佩你父亲的一点是，他一生只忠于一个女人。这是我两次都严重失败的一个项目。”他也清楚自己作为父亲的不足，他写给玛戈特说，他爱她如同女儿，“甚至可能更多。谁知道我（如果我生了她）会把她变成一个什么样的熊孩子。”
新公开的信件也证明了爱因斯坦试图与他的儿子汉斯·阿尔伯特和爱德华德建立关系，他们和他的前妻米列娃住在苏黎世。一些传记作家认为爱因斯坦因为爱德华德的精神疾病而放弃了他，但通信揭示了一位父亲为儿子陷入精神分裂症而悲痛。信件中关于爱因斯坦作为科学家生活的细节不多，因为他似乎将工作和家庭严格分开。
安妮·卡塞尔曼
正常情况下，相互排斥的原子会飞散开来，就像两块磁铁的同极相向会相互排斥一样。但今年，物理学家迫使原子因相互排斥而结合。奥地利因斯布鲁克大学的物理学家安德鲁·戴利（Andrew Daley）和他的同事们，通过将超冷、高密度的铷原子集合——称为玻色-爱因斯坦凝聚体——注入一个由激光形成的三维“笼子”——即光学晶格——来诱导这种结合。晶格将原子限制在离散的能带中，就像原子被困在晶体中一样。由于量子力学的工作原理，能带之间的间隙是禁区，需要原子在晶格中无法达到的能量值。通过校准激光光的频率，戴利和他的团队创造了条件，使得一对相互排斥的原子在分离时获得的能量将落入禁区。无处可去，原子必须保持在一起。“就像两个人互相憎恨，但他们互相憎恨得如此之深，以至于无法分开，”核心研究员阿德里安·坎蒂安（Adrian Kantian）说。这些爱恨交织的原子构型可用于测试量子计算机和模拟高温超导体，即几乎完美高效地传输电力的材料。
亚历克斯·斯通
87. 光倒行
罗切斯特大学的物理学家们已经设法让光向后传播——而且，奇怪的是，以比光速还快的速度传播。在一个巧妙的桌面实验中，研究人员将一束光通过一根掺有铒（一种会改变光波在光纤中传播速度的金属）的光纤。当一束光进入时，另一束光就出现在另一端，仿佛变魔术一般。第二束光随后分裂成两半，一半向后传播，另一半从光纤中 keluar。物理学家罗伯特·博伊德（Robert Boyd）设计了这项实验，他说，总体的效果是“光脉冲似乎在进入之前就离开了”。这并没有违反任何物理定律，因为光脉冲中的信息从未打破光速障碍。近年来，物理学家们也学会了减慢光速或将其加速到超过每秒186,282英里的常规速度。感到困惑吗？这个动画网站可能会有所帮助。用控制光速的光缓冲器取代电子开关，有望实现更高效的高速通信网络。
亚历克斯·斯通
99. 118号元素出现在元素周期表上
化学家们很快就要为元素周期表中新发现的元素腾出位置了，该元素于10月被发现。118号元素，暂定名为鿫（ununoctium），是迄今为止最重的元素——它拥有118个质子和176个中子，而铅只有82个质子和126个中子——但它也是最不稳定的元素之一，衰变时间不到一毫秒。为了制造出鿫，俄罗斯和美国的一组核物理学家在俄罗斯杜布纳联合核研究所的粒子加速器中，用钙原子（20号元素）轰击放射性锔（98号元素）靶。时不时地，两个原子的原子核会正面碰撞并粘合在一起，克服了质子之间的排斥力。这并不容易：经过两个月和30,000,000,000,000,000,000次碰撞，该小组才设法创造了三个新的原子。从2007年开始，他们将寻找更重的元素，其中一些元素预计会存在几个小时。
亚历克斯·斯通
