每年12月至次年2月是南极夏季，也是科学家利用南极独特自然条件开展科学研究的大好时机。仅仅在12月一个月内，美国国家航空航天局（NASA）和国家科学基金会（NSF）就将在南极施放5颗科学探测气球。
NASA和NSF于美国东部时间12月20日从南极施放了一个科学探测气球，以探测宇宙射线对地球的影响。由马里兰大学设计的宇宙射线能量学与质量实验（CERAM Ⅵ），是为研究来自于银河系遥远超新星爆炸引发并到达地球的高能宇宙射线粒子。目前，该种粒子悬浮在南极126000英尺（约39公里）上空。
在此之前，两个相对较小、可手工发射的空间科学有效载荷，在成功升空飞行后，已经完成其使命。它们携带的用于研究辐射带相对电子损失的气球组实验，由达特茅斯学院设计和建造，该实验的目的是寻找产生极光的地球范艾伦辐射带，其如何及在何处与地球高空大气层发生周期性相互作用。这项飞行实验将为于2013年和2014年的同样飞行实验做好准备工作。
除此之外，宾夕法利亚大学正在开展亚毫米光圈望远镜的气球实验（BLAST），该实验将研究银河系中磁场如何阻碍天体形成。亚毫米光圈望远镜的测试设备和望远镜将采集数据，第一次在一些天体形成区域获取磁偏振尘埃的高清晰图像。
另外，NASA的超压气球测试飞行也正在南极进行。NASA用轻型聚乙烯膜制造的、飞行高度接近40公里、有效载荷高达2700公斤的科学探测气球，体积达到了约40万立方米，是目前升空飞行的最大单体、全密封和具有超压结构的气球，其体积是2008年12月至2009年2月升空飞行的同类探测气球的两倍。NASA的最终目标是研发出一个约74万立方米的超压气球，其将和一个足球场一样大。
新浪科技讯 北京时间12月22日消息，据国外媒体报道，美国麻省理工学院科学家近日研究发现，大约在30亿年前随着早期动物开始学会如何利用来自太阳的能量，地球上的生命突然进入一个爆发期。
科学家们对远古基因进行了深入研究，并绘制出一幅地球最早期动物的图景。他们认为，当微生物开始学会利用氧气和来自太阳的能量生活时，最早期的生命开始进化和发展。美国麻省理工学院研究人员研究了1000个如今仍然存在的关键基因，并掌握了它们是如何从远古时期进化过来的。
科学家们研制了一种“基因化石”，这种“基因化石”不仅仅可以告诉人们基因是如何形成的，也可以让人们知道远古微生物是如何支配这些基因的。他们的计算结果显示，所有的现存基因，大约有27%形成于33亿年前到28亿年前之间。在大约5.8亿年前，地球上的生命开始进入了一个快速变化时期，即寒武纪生命大爆发时期，当时生命形态复杂多样。
化石可以帮助古生物学家制定出生命进化的编年史，但是如果想绘制出寒武纪之前的30亿年间的生命图景则相当困难，因为那个时期的软体动物很少会留下化石印迹。不过，那些早期生命形态仍然留下了一种细微的化石：DNA。
由于所有活着的生物体都从父辈那里遗传基因组，因此麻省理工学院的计算生物学家推理认为，他们可以利用现代基因组推想古代微生物的进化过程。他们将不断增长的基因组库中的信息与一种数学模型结合起来。这种数学模型考虑到了数百万年间各种基因遗传、交换和丢失的因素。
科学家埃里克-阿尔姆和劳伦斯-戴维将这一时期称为“太古代大爆发”。由于他们识别的许多新基因都与氧气有关，因此阿尔姆和戴维首先考虑到，氧气的出现可能也是造成“太古代大爆发”的原因之一。科学家认为，直到大约25亿年前，氧气才开始在地球大气层中出现并不断积聚，并可能在“大氧化事件”中杀死了大量的厌氧生命。阿尔姆表示，“‘大氧化事件’可能是细胞生命史上最严重的灾难事件，不过我们还没有发现任何的生物学记录。”
然而，进一步深入研究发现，利用氧气的基因直到28亿年前的“太古代大爆发”末期才出现。这一发现与地球化学家关于“大氧化事件”的设想更为一致。阿尔姆和戴维相信，他们已经发现了现代电子转移的最初来源。电子转移是一个生物化学过程，它负责在细胞膜内运送电子。电子转移被动物用来呼吸氧气，植物和某些微生物在光合作用时也需要这一过程，光合作用直接收获太阳的能量。一种被称为“生氧光合作用”的光合作用被认为是与“大氧化事件”的氧气产生有关，也与我们今天呼吸的氧气有关。
“太古代大爆发”期间的电子转移进化应该经历了生命历史的数个关键阶段，如光合作用、呼吸作用等，两个阶段都导致生物圈收获和存储了大量的能量。戴维表示，“我们的研究结果并没有说明电子转移的进化是否直接导致‘太古代大爆发’。但是，我们可以推测到，生物圏得到了更多的能量，因此可以支持更大、更复杂的微生物生态系统。”
据12月23日（北京时间）出版的《自然》杂志报道，荷兰科学家利用砷化铟纳米线，研发出一种基于电子自旋和电子围绕原子核旋转的量子比特，新系统能更容易同其他电子设备结合在一起，非常适合用于未来的量子计算或密码系统中。
量子计算依靠量子机制内在的不确定性来处理信息，其处理信息的速度远远快过传统机器。普通的信息比特只能代表0或者1，而量子比特以0和1的叠加状态存在，这种模糊性使几个量子比特可以被并行处理，因此可以一次执行多个运算。
电子自旋具有磁性。磁场可以控制所有电子的自旋，但由于磁场振动很难在纳米层级实现，通过磁场控制单个电子的自旋非常困难。荷兰代尔夫特理工大学利奥·柯文采领导的研究团队通过使用电场而不是磁场控制电子自旋规避了这个问题。尽管电场并不会直接影响电子自旋，但电场能通过影响电子围绕其原子核的旋转来间接地影响自旋。
当电子围绕原子核旋转时，原子核的电荷就会移动，通过改变电子围绕原子核的旋转，就可以改变这个磁场，反过来改变电子自旋——这种现象被称为电子自旋—旋转交互作用。
在实验中，柯文采团队使用了一根砷化铟纳米线，产生了一个强烈的电子自旋—旋转交互作用。研究团队朝环绕在纳米线周围的5个窄门施加电压，隔离出两个电子，这两个电子就像两个量子比特，沿着纳米线施加电场脉冲，研究人员能将量子比特的自旋从并行改变到非并行。
澳大利亚悉尼大学半导体自旋传输专家丹纳·麦卡密表示，展示出自旋—旋转量子比特是一个“重要的结果”，但他也提醒说，在实验中，研究人员测量出的自旋—旋转连接的存在时间短于之前在半导体砷化镓中的电子上测量的结果。然而，砷化镓内的自旋—旋转交互作用比新的砷化铟内的交互作用更加微弱。麦卡密也认为，砷化铟自旋—旋转交互作用的存在时间可以改进。
与砷化镓内的电子相比，砷化铟纳米线也有另外一个优势。今年早些时候，美国研究人员首次以纳米线或纳米颗粒的形式合成了四元半导体，这种半导体可以用来制作发光二极管，这让电子态被转变到光子态成为可能，而电子态被转变到光子态是量子密码学的基础。
新浪科技讯 北京时间12月20日消息，英国科学家表示，他们发现了我们所在宇宙在遥远的过去曾被其他平行宇宙“推挤”的证据。在对大爆炸后效应——宇宙微波背景辐射(以下简称CMB)中的图案进行研究之后，他们得出了这一令人不可思议的结论。
英国科学家称，他们可能发现了证据，能够证明CMB中发现的4个圆形图案就是我们所在宇宙与其他宇宙相撞产生的“撞伤”，这种撞击至少发生4次。这一发现立基于复杂的宇宙永恒膨胀理论。这一理论认为，我们所在的宇宙只是一个更大宇宙中的一个“泡泡”，其他宇宙在物理学方面的特性与我们存在差异，它们同时与我们所处的宇宙存在。永恒膨胀理论也被称之为“多元宇宙论”。
一些科学家认为，在这些宇宙“泡泡”彼此发生相撞的地方，会在背景辐射中留下痕迹。这一发现由伦敦大学学院物理学与天文学系的斯蒂芬·费尼得出，可能会在科学界引发争议。很多宇宙学家撰文进行回应，他们表示不能如此简单地对在CMB发现的东西做出结论。撰写研究论文的研究小组指出，在类似CMB这样一个庞大的数据集中寻找所有在统计学上不可能的特性并非难事。他们表示：“如果可以用未来获取的数据验证一次‘泡泡’撞击，我们不仅可以进一步了解我们所处的宇宙，同时也可以洞察我们所在宇宙之外的一个多元宇宙。”
研究论文于14日刊登在互联网上。在对CMB进行了短短一个月的研究之后，科学家便声称发现能够证明大爆炸前存在宇宙的证据。绝大多数科学家认为，宇宙由大约137亿年前的大爆炸创造。恒星和星系在大爆炸后大约3亿年形成。太阳诞生于大约50亿年前，大约37亿年前，地球上首次出现生命。
CMB的历史可追溯到大爆炸后30万年，现在的温度已降至零下270摄氏度左右。牛津大学教授罗杰·彭罗斯和亚美尼亚国立耶烈万大学教授瓦赫·古尔扎德亚发表在arXiv.org网站上的一篇研究论文指出，宇宙的年龄可能超过此前的预计。彭罗斯和古尔扎德亚表示，美国宇航局威尔金森微波各向异性探测器在CMB中发现的证据显示，CMB中的印记年龄超过大爆炸。
两位教授表示他们共发现了12个同心圆，其中一些由5个环构成，说明一些天体在其历史上经历了5次大规模事件。这些环似乎环绕星系团，星系团内CMB出现的变化辐度出奇地低。这项研究发现似乎否定了得到广泛支持的有关宇宙起源的“膨胀理论”。这一理论认为宇宙开始于大爆炸，将继续膨胀下去，直至未来达到某一个点才停止膨胀。彭罗斯和古扎德亚认为，同心圆是上一次大爆炸前的上一个永世中特大质量黑洞碰撞产生的极度强烈的引力辐射波的印记。
