本文發表於《大眾科學》的前部落格網路，反映了作者的觀點，不一定代表《大眾科學》的觀點
各種科學媒體機構通常會在每年的這個時候釋出年度最重大科學突破的榜單，這已成為傳統。毫無疑問，這些突破值得關注和讚揚。但現實情況是，大多數科學論文並不會被譽為重大突破；科學是逐步發展的。我們這些參與雞尾酒會的人認為，這些論文仍然具有其自身的魅力，值得在年終獲得一些認可。因此，Jen-Luc Piquant 整理了她 2014 年最喜歡的 20 篇物理論文，範圍從崇高到荒誕。
1. BICEP2 宣佈在宇宙微波背景輻射的偏振資料中直接觀測到引力波的證據。好吧，沒錯，從任何客觀衡量標準來看，這都算得上是一件非常重大的事件——隨後的爭議意味著它可能不會在許多年度突破榜單中名列前茅，但它無疑是當年最大的物理新聞。3 月份釋出了重大公告。幾周內，對 BICEP2 結果的強烈反對和質疑開始出現，並不斷增加，直到普朗克合作組織於今年秋天釋出了一些中期結果。普朗克任務的研究人員表示，銀河塵埃可以完全解釋 3 月份大肆宣傳並廣受讚譽的觀測結果——或者至少可以解釋 BICEP2 聲稱是宇宙膨脹證據的可能訊號的一部分。最終結果尚未出爐，坦率地說，這對 BICEP2 來說前景並不樂觀，但不可否認的是，BICEP2 和普朗克論文的影響，無論是在引人注目的媒體報道方面，還是在引發激烈的科學辯論方面。BICEP2 I：在度角尺度上對 B 模式偏振的探測。BICEP2 II：實驗和三年資料集。普朗克中期結果論文：在中高銀緯度上，極化塵埃輻射的角功率譜。
2. 物理學家制造出量子版的柴郡貓，這巧妙地說明了他們將中子與其磁性分離。據《科學》雜誌報道：“該實驗是量子力學如何使用一種稱為弱測量的技術變得更加奇怪的最新例證，並且可以為研究人員提供一種用於執行精確測量的奇怪的新實驗工具。”論文：在物質波干涉儀實驗中觀察到量子柴郡貓。
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3.薛定諤的畫像：研究人員在未檢測到任何光線的情況下拍攝影像。據《新科學家》報道：“這些影像是使用貓的模板和糾纏的光子生成的。真正令人毛骨悚然的是，用於生成影像的光子從未與模板發生過相互作用，而照亮模板的光子從未被相機看到。”《自然》雜誌論文：使用未檢測到的光子進行量子成像。
4. 來自經典多重宇宙的量子力學：多個相互作用的世界。據 Physics Buzz 報道：“在《物理評論 X》上發表的一篇論文中，物理學家 Michael Hall、Dirk-André Deckert 和 Howard M. Wiseman 提出了一種量子力學的新觀點，這種觀點可以透過一種方式進行測試，從而證明它本身是正確的解釋。他們稱之為量子力學的多重相互作用世界方法。”另一位沿著這些思路思考的物理學家是物理哲學研究生 Chip Sebans，他在 Preposterous Universe 上發表了一篇客座部落格文章，介紹了他在該領域的工作；他的論文正在等待《科學哲學》發表。《物理評論 X》論文：由多個經典世界之間的相互作用建模的量子現象。《科學哲學》（在 arxiv 上）論文：作為經典物理學的量子力學。
5. 物理學家發出聲波牽引光束，可以透過向物體發射聲波來拉動物體。據《物理世界》報道：“新的牽引光束是由鄧迪大學、南安普頓大學和伊利諾伊衛斯理大學的 Mike MacDonald 及其同事使用超聲波消融系統建立的，該系統通常用於透過聚焦的強聲束來破壞腫瘤。華盛頓州立大學的 Philip Marston 於 2006 年首次提出，並由紐約大學的 David Grier 及其同事於 2010 年使用光線實現，該技術涉及向上以大約 51° 的角度（從垂直方向的兩側）向三角形目標發射兩束超聲波。目標的形狀使得光束從三角形的相對兩側反射，從而使反射的聲音筆直向上傳播。”《物理評論快報》論文：聲波牽引光束。
6. 雷射在實驗室中點燃超新星。據《物理世界》報道：“研究人員使用盧瑟福阿普爾頓實驗室的 Vulcan 雷射設施來重建他們的 SNR。牛津大學的研究生 Jena Meinecke 領導了這項實驗，他說：“我們的團隊首先將三束雷射束聚焦到一個比一根頭髮絲粗不了多少的碳棒目標上，該目標位於低密度充滿氣體的腔室中。”當碳棒被加熱到數百萬開爾文的溫度時，它會爆炸。這將產生一個不對稱的衝擊波，該衝擊波會像太空中的真實超新星一樣向外擴散穿過氬氣。”發表於《自然物理學》的論文：實驗室雷射產生的衝擊波中磁場的湍流放大。
7. 路易·德布羅意的導波迴歸！流體測試暗示量子現實的存在：據《奈米世界新聞》報道，根據《流體力學年度評論》中發表的一篇綜述文章，一滴在液體表面上彈跳的液滴表現出類似量子的特性，包括雙縫干涉、隧穿和能量量子化，該綜述文章探討了“庫德的流體系統與德布羅意等人提出的量子導波理論之間的聯絡”，據《奈米世界新聞》報道。（我為 NOVA 現實本質部落格撰寫了關於此主題的文章。）《流體力學年度評論》論文：導波流體動力學。
8. 四夸克的黎明，一種帶負電的粒子，其質量大約是質子的 4.7 倍，於 2014 年 4 月 9 日在大型強子對撞機上首次觀測到時引起了一些轟動。它被命名為 Z(4430)−，因為物理學家不擅長命名事物。而這個令人驚訝的夸克四重奏引發了量子爭端：新發現的粒子引發了專家之間關於量子尺度上物質的正確影像的激烈辯論。“我們互相憎恨，”羅馬第一大學的理論家安東尼奧·波羅薩告訴《量子》雜誌時笑著說。“我們真的互相憎恨。”《物理評論快報》論文：對 Z(4430)− 態的共振特性的觀測。
附註，太平洋標準時間 12/17/14 下午 8:24：我在上面專案中的措辭有點誤導。Z(4430) 峰值實際上是在 2007 年由 Belle Collaboration 在日本筑波的 KEKB 對撞機上首次以 6.5 西格瑪的顯著性觀測到的。（請參閱 arXiv:0708.1790。）根據愛丁堡大學的 Adam Morris 的說法，“我們在 LHCb 所做的是確認這種結構確實是 psi(2S)pi 譜中的共振：也就是說，它確實是 ccdu 夸克的束縛態。我們對自旋和宇稱的測量也不利於諸如介子分子或閾值效應之類的模型，使四夸克解釋成為最有可能的解釋。”
9. 桌面上的尾流場粒子加速器創造了緊湊型粒子加速器的新世界紀錄，這意味著廉價的緊湊型粒子加速器可能是我們物理學的未來。實驗室應用物理部主任維姆·李曼斯博士在新聞釋出會上解釋說：“這一結果需要對雷射和等離子體進行精確的控制。”具體來說：“將一束雷射脈衝注入裝有等離子體的短而細的稻草狀管中。雷射在等離子體中建立通道，併產生波，捕獲自由電子並將其加速到高能量。這類似於衝浪者在滑下波浪表面時獲得速度的方式。”物理評論快報論文：在自俘獲機制下，透過毛細管放電引導的亞拍瓦雷射脈衝產生的多吉電子束。
10. 哥廷根大學和勞厄-朗之萬研究所的科學家發現了冰XVI，一種新型的冰。根據io9的報道：“它由冷凍的水分子旋轉成一個微小的、複雜的空籠組成。以下是他們的製作方法。這種結構已經存在。問題在於，該結構被包裹在其他原子周圍，其配置過於脆弱而無法解開。水與其各種原子結合，形成了一種籠形化合物。籠形化合物只是一個晶格或晶體結構。籠形水合物是水形成的這種結構。它的“客體分子”可以是任何東西，從甲烷到二氧化碳。嘗試將其取出並單獨研究晶格，籠形化合物就會坍塌。為了分離籠形水合物及其客體，科學家們採用了低技術手段。他們使用了一個簡單的真空泵，再加上極低的溫度。他們的靈感來自於對客體分子的選擇。氖原子相對較小且自由。當暴露於真空時，它們可以慢慢地從籠子中抽出，而不會損壞其結構。剩下的就是沒有客體的水籠形化合物，即冰XVI。” 自然 論文：透過清空sII型籠形水合物形成的冰XVI的形成和特性。
11. 湍流黑洞在吞噬時會生長出分形外殼。“我們表明，當你把東西扔進黑洞時，黑洞的表面會像流體一樣反應——特別是，它會變得湍流，”麻省理工學院的艾倫·亞當斯告訴《新科學家》。“更準確地說，視界本身變成了分形。”物理評論快報論文：全息湍流。
12. 壁虎粘腳的物理學。是什麼讓壁虎具有如此非凡的能力，可以倒掛在天花板上奔跑，並在光滑的垂直表面上突然停止？時髦的腳趾毛使壁虎能夠開啟和關閉粘性。（不用說，時髦的壁虎腳趾毛是詹-呂克·皮坎特樂隊的下一個名字。） 《洛杉磯時報》稱你可以稱之為“毛髮的等級”。應用物理學雜誌論文：剛毛角度和柔韌性在壁虎粘附機制中的作用。
13. 新論文解釋瞭如何用攪拌機制造超級材料石墨烯。 引用《自然新聞》：在400W攪拌機中放入0.5升水、10-25毫升洗滌劑、20-50克石墨，執行10-30分鐘。自然論文：透過液體剪下剝離可大規模生產大量無缺陷的少層石墨烯。
14. 遊隼俯衝的物理學。根據PLOS部落格：“透過將他們的風洞分析與影片片段的資料相結合，研究人員建立了迄今為止對遊隼俯衝的最全面的分析，包括升力、阻力、加速度和軌跡等因素。”PLoS ONE論文：遊隼（Falco peregrinus）的俯衝飛行空氣動力學。
15. 昆蟲群變得超臨界。根據Motherboard的報道：“昆蟲和鳥類的群落行為與物質的相（固態、液態和氣態）不再存在的物理學領域非常相似。正是在這裡，在所謂的臨界點附近，非常輕微的擾動能夠瞬間擴充套件到大量的粒子集合，同樣，也能擴充套件到整個鳥群和蟲群。”物理評論快報論文：有限尺寸標度作為探測自然群中近臨界性的方法。
16. 物理學與歷史的結合：我在《新科學家》上發表了一篇專題文章（需要訂閱），內容是複雜性科學家和數字歷史學家之間一個有趣的合作，他們分析了倫敦老貝利法院的數字化檔案，揭示了我們對暴力犯罪不斷變化的看法——可以追溯到盜竊比謀殺更嚴重的時代。這篇論文也得到了《紐約時報》和《鸚鵡螺》的報道，後者還刊登了與合著者西蒙·德迪奧的影片問答。美國國家科學院院刊論文：倫敦老貝利的文明程序。
17. 虛擬世界第二人生的實驗揭示了替代的物理定律，使巴西卡諾阿斯的路德大學的雷納託·多斯桑托斯等研究人員能夠嘗試完全不同的運動定律。根據《技術評論》的報道：“他指出，世界有一些相對複雜的定律來管理天氣以及太陽的升起和落下。“第二人生的太陽通常每四個地球小時升起和落下，總是與滿月相對，”他說。伺服器計算納維-斯托克斯方程的簡化解，以模擬風和雲在整個世界中隨時間變化的運動。” 論文：第二人生作為物理模擬和微觀世界的平臺：一項評估。你可以在這裡看到兩個模擬的影片：布里丹炮，其中模擬的子彈再現了布里丹的衝量理論（如下）預測的路徑，以及一個著陸器模擬器。
18. 平均抖動時間：有一個針對它的方程式，“它”指的是io9所稱的史上最偉大、最科學的陰莖笑話，這源於HBO劇集《矽谷》中的一個特別粗俗的場景，它完美地捕捉了科技行業中睪酮驅動的文化。嵌入功能已被停用，但你可以在這裡觀看（非常非常NSFW）的片段。這個臭名昭著的場景激發了斯坦福大學的研究人員迪內什·丘格泰和伯特倫·吉爾福伊爾撰寫的一份12頁的報告，他們解釋說
“引入了一個機率模型來解決刺激大量男性觀眾的問題。考慮雙重抖動，其中兩個軸可以透過一隻手進行刺激。分析了觀眾成員的尖端到尖端和軸到軸的配置。我們證明，根據軸周長和腿長對觀眾成員進行預先排序可以提高刺激效率。模擬表明，即使某些引數的方差允許增長，刺激率也保持穩定，而未經排序的幼稚方案的效能會越來越疲軟。”
論文：最佳尖端到尖端效率：男性觀眾刺激的[機率]模型。開場白是：“假設有一個大型演講廳，至少有一條過道。”
19. 天文學家發表了關於外星殭屍的研究。根據io9的報道：“[T]兩位天文學家透過計算附近被不死族居住的行星的可能數量，為地球提供了真正的公共服務...... 更多資訊可在新成立的SETZ研究所獲得。”死靈之書論文：費米悖論的死靈生物學解釋。
20. 《傲慢與偏見》的數學模型。哦，那些災難性的分岔！它們是各地戀人的禍害。根據《發現》雜誌的“嚴肅科學”部落格：“分析表明，這個故事的特徵是情感糾葛的突然爆發，這透過模型中鞍節點分岔的存在而揭示出來。這篇論文之所以有趣，不僅在於它首次處理了浪漫關係中的災難性分岔，還在於它豐富了透過常微分方程描述愛情故事的例子清單。” 非線性動力學心理生命科學論文：《傲慢與偏見》的數學模型。