- 2017年度中國科學十大進展解讀

　　6.研發(fā)出基于共格納米析出強化的新一代超高強鋼

　　超高強鋼在航空航天、交通運輸、先進核能以及國防裝備等國民經(jīng)濟重要領域發(fā)揮支撐作用，而且也是未來輕型化結(jié)構(gòu)設計和安全防護的關鍵材料。

　　北京科技大學呂昭平研究組與合作者針對低成本高性能的目標，創(chuàng)新性提出利用高密度共格納米析出相來強韌化超高強合金的設計思想，采用輕質(zhì)且便宜的鋁元素替代馬氏體時效鋼中昂貴的鈷和鈦等元素，大幅降低成本的同時通過簡單的熱處理促進極高密度、全共格納米相析出，研發(fā)出共格納米析出強化的新一代超高強鋼。

　　他們通過調(diào)控晶格錯配度使得析出相在產(chǎn)生極低共格畸變的同時又具有高的有序抗力，這極大增強了合金的強度但不犧牲其延展性能。相關研究進展發(fā)表在2017年4月27日在《自然》上。

　　《自然·材料》（Nature Materials）發(fā)表專門評述文章指出，該研究“以完美的超強馬氏體鋼設計思想，簡化的合金元素及析出相強化本質(zhì)，為研發(fā)具有優(yōu)異的強度、塑性和成本相結(jié)合的結(jié)構(gòu)材料提供了新的途徑”。

　　7.利用量子相變確定性制備出多粒子糾纏態(tài)

　　實現(xiàn)多粒子糾纏是量子物理實驗研究的一大追求。清華大學物理系尤力和鄭盟錕研究組，通過調(diào)控銣-87原子玻色-愛因斯坦凝聚體中的自旋混合過程，使其連續(xù)發(fā)生兩次量子相變，實現(xiàn)了包含約11000個原子的雙數(shù)態(tài)的確定性制備。

　　通過直接觀測該糾纏態(tài)，他們表征其不同內(nèi)態(tài)間原子數(shù)的差值的漲落低于經(jīng)典極限10.7±0.6分貝，其集體自旋的歸一化長度為近似完美的0.99±0.01。這兩個指標反映該多體糾纏態(tài)可以提供超越標準量子極限約6分貝的相位測量靈敏度，以及至少910個的糾纏原子數(shù)——創(chuàng)造了目前能確定性制備的量子糾纏粒子數(shù)目的世界紀錄。

　　利用量子相變確定性制備多體糾纏態(tài)是一種嶄新的嘗試。由于連續(xù)量子相變點處有限系統(tǒng)的能隙很小，系統(tǒng)穿過相變點時會產(chǎn)生較大的激發(fā)。量子相變點兩邊迥異的多體能級結(jié)構(gòu)依然能夠幫助制備出高品質(zhì)的多粒子糾纏態(tài)。

　　這一全新的理解和糾纏態(tài)制備方法為未來其它多粒子糾纏態(tài)的制備提供了一種思路。另外，雙數(shù)態(tài)的確定性制備為超越標準量子極限的測量科學與技術的實用化發(fā)展。相關研究進展發(fā)表在2017年2月10日《科學》上。