基礎研究
美 國
“上帝粒子”研究傳出新消息；最短最純X射線和超小激光器問世；量子研究有新進展；看到納米粒子內部結構
毛黎（本報駐美國記者）費米實驗室7月表示，他們在“萬億電子伏特粒子加速器”（Tevatron）500萬億次正負質子碰撞產生的殘骸中發現了希格斯玻色子存在的征兆，并將其質量范圍壓縮至118Gev/c2到132Gev/c2之間。此次獲取信號的確定性水平約為“2.9西格瑪”，這意味著仍有大概千分之一的可能性，得到的“上帝粒子”信號只是噪音或統計異常。不過，這些數據只能接近證明它的存在，還需要根據歐洲大型強子對撞機（LHC）的實驗結果來建立發現“上帝粒子”存在的更堅實證據。
科學家用制造可見光激光的方法，打造出了世界上波長最短、最純的X射線激光；西北大學科學家利用3D蝴蝶結式的納米金屬空腔結構開發出只有病毒大小的新型超小激光器。它能最大限度地突破閾值限制，讓所有光子都以激光形式進行發射。
耶魯大學的物理學家證明了量子糾錯的最基本形式，相關技術可以糾正那些在高速運算中出現的錯誤；科學家研制出單晶體人造鉆石，使量子比特存儲時間超過1秒鐘。其亦是人類首次實現用一種材料在常溫下將量子比特存儲如此長時間，代表著量子信息處理的最新發展；斯坦福大學利用金屬鏑造出世界上第一個雙極量子費米子氣體，其兼具晶體和超流液二者相互矛盾的特征，是全新的量子物質形態。
科學家使用掃描透射電子顯微鏡首次看見納米粒子內部的情況，并獲得納米粒子中單個原子及原子排列的三維圖像；普渡大學研制的纖細等離子體納米天線陣列采用新奇的方式對光進行精確地操控，改變光的相位，創造出負折射現象；研究人員用激光照射一種蝴蝶結形的納米光學天線陣列獲得靈巧的光鑷，它能鑷住各種粒子并能把不同粒子按大小排列；利用透射電子顯微鏡和先進的液體池處理技術，科學家對由鉑、鐵納米粒子構成的納米棒的生長軌跡進行了實時觀測，結果有力地支持了納米粒子在晶體生長中充當“人造原子”角色的理論。
物理學家探索出了一種基于二次諧波產生過程的電流探測新方法，可直接“看”到電子的運動并測出電子的速度；在某些超導體中，運動電子好像比真空中的自由電子重1000倍，但同時電子運動卻毫無阻力。科學家表示，產生這種現象是由于“量子糾纏”的過程，該過程決定了晶體中運動電子的質量。
物理學家利用激光從超冷的銣原子氣體云內激發單個原子，開發出能快速、有效創建單光子的新方式。這套單光子系統有望應用于光量子信息處理之中，其為研究原子的糾纏態和自旋波等提供了便利條件；聯合量子研究所（JQI）的科學家研制出只需耗時120皮秒而能耗僅為90阿焦的最低能耗全光開關。
圣母大學通過實驗證明了利用石墨烯原子層可以有效操控太赫茲電磁波，并制作出基于石墨烯材料的太赫茲調制器樣機；科學家借助紅外線光束，沿石墨烯表面激發出了電子波，并證明通過簡單的電路，能夠控制這些被稱為等離子體振子的振蕩波的長度和高度。
康奈爾大學將“時空斗篷”上升到實驗階段，其研制出的事件隱身裝置通過加速或放慢光束的不同部分，令一個事件徹底消失約40皮秒。此外，科學家借用將激子冷卻到絕對零攝氏度左右，首次觀察到了激子內發生自發相干現象時的各種圖案。研究人員開發出直徑不足2英寸的平面幾何圖形狀的新型中子發生器。科學家在原子內部發現了新的三體原子束縛態。在這種狀態下，三個相同的原子松散地依附在一起，既存在于玻色子中又存在于費米子中。
斯坦福大學和南加州大學開發出設計碳納米管線路新方法，生產出一種以碳納米管為基礎的全晶片數字電路。該技術突破了碳納米管在實際應用中的兩個瓶頸：即使在許多納米管發生扭曲偏向的情況下，新碳納米管數字電路的整個線路仍能工作；如果線路中出現了金屬碳納米管，會導致短路、漏電、脆弱易受干擾等，新碳納米管數字電路中那些不必要的元素可被清除。
俄羅斯
利用激光首次成功合成磁性粒子；將建成世界最大激光裝置；發現影響超導臨界溫度的新因素
張浩（本報駐俄羅斯記者）1月，俄科學院烏拉爾分院電子物理研究所利用激光首次成功合成磁性粒子。激光合成法可使納米粒子產量比傳統制備法約增加一倍，能耗也可降低85%。其被視為當前世界上最先進的氧化鐵磁性納米粒子制備方法，在環境治理、生物陶瓷和定向給藥等方面具有廣闊應用前景。
2月，俄聯邦核中心發布消息稱，下諾夫哥羅德州吉維耶夫區將建成世界最大激光裝置。該激光裝置的功率為2.8兆焦耳，超過目前已知最大的美國和法國約2兆焦耳的同類裝置功率。俄科研人員透露，該激光裝置造價約為450億盧布，具有軍民兩用性質，可用于能量高密度物理、稠密熱等離子物理及激光熱核聚變等領域的研究。
2月，俄科學家發現了影響超導臨界溫度的新因素。俄科學院烏拉爾分院固態化學研究所通過對含氧鐵基超導復合材料進行研究發現，超導材料的結構和穩定性受氧原子空缺的影響。通過改變超導材料結構中氧原子的當量能夠對超導材料的臨界溫度產生影響。研究結果為新材料研制開辟了道路，并可能在多個領域引發技術飛躍。
5月，俄科學院西伯利亞分院生物物理研究所在研究細胞內部活動變化的過程中，通過對海洋橈足類水蚤熒光蛋白基因編碼的重組、蛋白質改性以及對分子發光強度的研究，首次獲得了發光強度超過自然水蚤蛋白5倍的突變發光蛋白。研究同時發現，該水蚤熒光蛋白的遠端氨基酸非常接近于哺乳動物，適用于哺乳動物細胞反應變化過程的熒光分析，比天然的熒光蛋白具有更強的靈敏度。
英 國
希格斯粒子，暗物質研究漸顯真容；宇宙探索發現頻仍，量子研究進步明顯
劉海英（本報駐英國記者）7月4日，歐核中心（CERN）宣布發現一種新粒子，其特性與所謂的“上帝粒子”即希格斯粒子的理論描述保持高度一致，質量范圍大約在125GeV至126GeV之間，信號確定水平約為5西格瑪，即99.98%。但CERN表示，還有數據在分析中，仍具不確定性，還需要更多數據來佐證。
7月31日，歐核中心稱“上帝粒子”被找到的可信度增大。更為完整的分析結果將確定性水平提高到接近6西格瑪，準確率達到99.997%，為新粒子就是希格斯玻色子提供了更強有力的支撐。最早預言希格斯粒子存在的英國科學家彼得·希格斯也成了國人的驕傲。
12月14日，來自歐核中心ATLAS項目組的最新結果發現，新粒子在質量以及衰變為雙光子的速率等屬性上與粒子物理學標準模型的預測有一定偏差——新粒子的質量比以其衰變為Z玻色子來計算要多大約3GeV。這使得新粒子為“上帝粒子”的身份依舊存疑。
暗物質研究方面，1月，包括英科學家在內的一國際科研團隊繪制出了迄今最大最詳細的暗物質分布圖，標志著人類對暗物質性質的理解又向前邁進了一大步；9月，英德科學家經過2年研究得出結論稱，暗能量存在的可能性高達99.996%。雖然在6月，英國達勒姆大學天文學家稱，據以確定宇宙物質組成的標準宇宙模型可能是錯誤的，暗物質和暗能量也許根本就不存在。但一系列新發現表明，也許暗物質如希格斯粒子一樣，在爭議之后會逐漸露出真容。
天文學領域，1月，英美天文學家利用哈勃望遠鏡發現了聚在一起的5個星系，這一處于最初發展階段的星系團距離地球131億光年，是在早期宇宙觀測到的最遙遠原星系團；5月，英天文學家根據赫歇爾天文望遠鏡的觀察數據得出結論，大質量黑洞會遏制早期恒星的誕生，該發現有助于解釋星系核球與其中心黑洞質量的關系，亦為探討恒星形成提供了線索；10月，英美等國科學家發現一顆位于天鵝座并與4顆恒星相伴的行星，這是科學家首次發現此類天體系統。
量子研究領域，1月，英荷科學家利用鈮酸鋰波導，實現了對單光子路徑和偏振的快速控制；4月，英科學家首次利用光讓電子“穿越墻壁”，實現了量子隧穿；8月，英加科學家首次用相機拍下量子糾纏的圖像，在同一時刻觀察到量子光場的全景，使多達2500種不同的糾纏態呈現眼前。
基礎研究領域，英科學家通過化學工程制造出一種名為Cr7Ni的特殊分子結構，可延長量子比特壽命，其磁性能保持量子疊加態超過15微秒；首次對極熱致密等離子體進行受控研究，實驗結果推翻了50年來人們廣泛接受的模型，將對從核聚變到恒星內部運行機制等許多研究領域產生重要影響。
法 國
“普朗克”探測器發現分子云和神秘微波，以及連接星系團的熱氣體帶；歐航局批準暗物質探測項目
李釗（本報駐法國記者）2月，歐洲航天局（簡稱歐航局）發布公告稱，“普朗克”太空探測器最近觀測到非常罕見的分子云和特殊的微波“霧”。這些發現有助于科學家深入了解宇宙結構。11月，歐航局又宣布，“普朗克”探測器首次探測到連接兩個星系團的熱氣體帶。探測結果顯示，在距離地球約10億光年的“埃布爾399”星系團和“埃布爾401”星系團之間有長達1000萬光年的絲狀熱氣體帶。歐航局初步推測，這些氣體可能是由冷塵埃形成的纖維狀物質和產生于星系團的氣體混合而成。“普朗克”探測器于2009年5月啟用，其主要任務是探測宇宙誕生的“余燼”——宇宙微波背景輻射，以幫助科學家研究早期宇宙形成和物質起源的奧秘。
6月，歐航局宣布，“歐幾里德”暗物質和暗能量探測項目正式獲歐航局科學項目委員會批準，進入全面建設階段。根據這一項目，歐航局計劃于2020年發射一艘探測飛船，飛船上有直徑1.2米的望遠鏡、可見光照相機和近紅外照相機，通過大型分布式處理系統來繪制覆蓋三分之一天空、多達20億個星系及其暗物質的三維分布圖，以揭示宇宙間暗物質和暗能量的真相。這一項目的正式通過對科學界、相關機構和歐洲工業來說是一個重大的里程碑，其有望讓科學家更好地了解暗能量和暗物質的本質及其對星系的影響，以及探索宇宙加速膨脹的原因。
法物理學家塞爾日·阿羅什和美物理學家戴維·瓦恩蘭因“提出了突破性的實驗方法，使測量和操控單個量子體系成為可能”獲得2012年諾貝爾物理學獎。兩人各自獨立發明和發展了測量及操控單個粒子的方法，并能在實驗過程中保有粒子的量子力學特質，而這種方式在此之前被認為是不可企及的。這也為量子物理的實驗研究進入新時代鋪平了道路。
11月21日，為期兩天的歐航局部長級會議決定為未來的太空探索項目投入100億歐元，以增強歐洲在太空領域的競爭力。
11月，法國國家保護性考古研究院宣布該機構在法北部塞納-馬恩省發現一具保存近乎完整的猛犸象骨架化石。考古人員首先發現了兩根猛犸象牙、股骨和部分骨盆，在隨后的深入發掘過程中又挖掘出了肱骨、頜骨以及4段相連的脊椎骨。這具骨架雖已經散開，但分散范圍很小。雖然目前還無法斷定其性別，但考古人員初步確定，這頭被命名為“赫爾穆特”的猛犸象是一頭20歲至30歲的成年猛犸象，高2.8米至3.4米，重約5噸，毛發覆蓋全身，擁有很厚的脂肪層，大約生活在公元前20萬年至5萬年。
德 國
新一代粒子加速器FAIR在德始建；首個量子初級網絡構建成功；研發出新型、簡易、低成本皮秒激光系統
李山（本報駐德國記者）科學設施方面，國際大科學合作項目新一代粒子加速器FAIR （反質子與離子研究設施） 在德國達姆施塔特開始建設。該項目總投資約12億歐元，其中德聯邦教研部將投入5.26億歐元，是迄今為止教研部向單個科研設施支持力度最大的項目。
量子研究方面，德馬普量子光學研究所歷經數年，設計出一種 “完美控制”量子網絡中所有組件的方法，進而第一次將兩個各自代表網絡節點的系統，通過一個60米長的光纖相連，并在它們之間進行量子信息高效率和高保真的交換。這是首個初級量子網絡，其包含一對糾纏原子，這對糾纏原子可通過單光子相互傳遞信息，是“已經實現了第一個在節點之間可完成量子信息可逆交換的量子網絡原型。”
地球和環境研究方面，德奧斯那布呂克大學參與的科研小組對地球生物起源提出一種新觀點，認為地球生物的發源地可能是地球表面火山活動地區的池塘和沼澤地，而并非目前普遍認為的海洋是地球生物的發源地；5月，德使用齊柏林新技術（NT）飛艇開展迄今為止持續時間最長的歐洲氣候監測研究，測量大氣化學對氣候變化的影響；德極星號科考船則于10月27日起航，遠赴南極開展為期18個月的考察。
測量領域，德卡爾斯魯爾理工學院和魯爾波鴻大學共同研發出用于測量距離的雷達系統并得到成功應用。這個雷達系統以一個微米的精確度為測量距離創下了新紀錄；德耶拿大學則與企業聯合研發出一種新型、簡易、低成本的皮秒激光系統，擴大了傳統激光系統脈寬范圍，非常適于工業應用；德國美茵茨大學開發出一種利用黃金納米微粒發射的微弱輻射來“感知”和觀察蛋白質分子運動的新方法。
天體物理方面，德萊布尼茨天體物理研究所從理論到實驗證實了一種磁場效應，它可以解釋，類日恒星為何在壽命末期的轉速要比預期慢很多。
其他方面，德國德累斯頓工業大學研制出世界首個“化學芯片”，它處理的是以物質濃度為特征的化學信息，可自主實現化學信息的處理過程，是一種真正具有芯片實驗室功能的微處理器；德哥廷根大學與馬普學會的科學家通過紅外線光譜分析手段首次確定最小的水分子晶體結構，即最少需要275個水分子才可以形成晶體。該結論是研究物質由原子狀態進入固體狀態的變化過程（相變物理學）領域的重要成果。
日 本
計算推出，東京地區可能發生里氏7級地震；探查震源，創造最新海平面下掘進世界記錄
葛進（本報駐日本記者）東京大學地震研究所通過計算得出，東京地區可能發生里氏7級地震。目前東京所在的日本首都圈地區發生的3至6級地震頻率與東日本大地震前相比近。這也從側面為地球早期生命起源于熱水環境這一學說提供了證據。
東京大學的研究人員發現，地球內部存在個別“熱點”移動現象。所謂“熱點”指的是能夠噴出地球內部熔巖的火山或者海底火山，以往人們的認識是這些火山的位置都是不會移動的，受地殼運動影響，移動的只是這些火山的噴火口。此次研究推翻了這一認識，有助于人們重新審視以往的地殼運動理論。
已經增加了約5倍，根據小規模地震頻率增加則發生更大規模的地震幾率也會上升的規律，經計算，今后30年內東京地區發生大規模地震的概率為98%，而今后4年內的發生概率為70%。
日地質勘探船“地球”號于今年5月在調查引起東日本大地震的震源區域時，將探頭掘進到了海底地下865.5米，從而創造了最新的海平面下掘進世界記錄，為7740米。
日國立天文臺的研究人員與丹麥的研究人員在離地球約400光年的宇宙空間中，發現了可作為生命構成要素的糖分子。同樣類型的糖分子過去曾在宇宙中的兩個地方發現過，而在適合行星形成的場所還是首次發現。該
研究成果有助于人們研究地球以外的行星上會出現何種生命形式。
日京都大學物質—細胞統合系統據點iPS（誘導多功能干細胞）細胞研究中心主任長山中伸彌和英發育生物學家約翰·格登因在細胞核重新編程研究領域的杰出貢獻而獲2012年諾貝爾生理學或醫學獎。山中伸彌是誘導多功能干細胞的創始人之一。2007年，他所在的研究團隊通過對小鼠的實驗，發現誘導人體表皮細胞使之具有胚胎干細胞活動特征的方法。此方法誘導出的干細胞可轉變為心臟和神經細胞，為研究治療目前多種心血管絕癥提供了巨大助力。又因其實現了細胞分化過程的逆轉，被稱為生理學上的革命性突破。
日理化學研究所人工合成的元素被確認為元素周期表上的第113種元素。該元素的命名權將由日本產生，這也是元素周期表上第一次出現由日本人發明的元素。
東北大學與高輝度光科學研究中心的研究人員利用大型放射光設置（Spring-8）試驗發現，地球內部的地幔部分是由化學構成不同的上下兩層組成。該項研究成果將有助于人們弄清地球的形成和進化過程。
海洋研究開發機構通過解析基因組證明，生活在約70攝氏度的地下溫泉水中的細菌在所有已知細菌中與他們“共同的祖先”最為相近。這也從側面為地球早期生命起源于熱水環境這一學說提供了證據。
東京大學的研究人員發現，地球內部存在個別“熱點”移動現象。所謂“熱點”指的是能夠噴出地球內部熔巖的火山或者海底火山，以往人們的認識是這些火山的位置都是不會移動的，受地殼運動影響，移動的只是這些火山的噴火口。此次研究推翻了這一認識，有助于人們重新審視以往的地殼運動理論。
韓 國
韓政府借承辦核安全峰會之機，加大了在核開發領域的基礎研究投入
薛嚴（本報駐韓國記者）3月，韓國浦項產業科學研究院表示，已經成功從1000升鹽水中提取出5公斤鋰，并把提取時間從原來的12個月大幅縮減到1個月，提取率也由以前的50%提高到了80%以上。除鋰之外，還可以分離提取鹽水中的鎂、鈣、鉀和硼等高附加值元素。
9月，韓科學技術研究院（KAIST）表示，該院新材料工學研究組在世界上首次開發出了可以彎曲且性能卓越的電池。該研究組在硬質礦物云母制造的電路板上，將薄層構造堆積的兩極物質“鋰鈷氧化物”進行700攝氏度的熱處理后，除去云母剩余的物質即成為具有柔韌性的電池材料，再采用塑料包裹的辦法，制造出相當于頭發十分之一厚度的超薄且柔韌的電池。科研人員表示，該電池彎曲前后電壓沒有變化，反復進行一萬次充電和放電實驗顯示運作穩定。同時，電池內部使用了耐熱性強的固體電解質，因此沒有爆炸的危險。
南 非
科學家發現地球上最早“幼兒園”——恐龍“幼兒園”
李學華（本報駐南非記者）南非和加拿大科學家對恐龍蛋化石和恐龍幼仔足印的研究表明，在恐龍中可能存在著集體定居和撫育孩子的行為。這大概是地球上最早的幼兒園。
科學家表示，恐龍可能非常關心甚至溺愛自己的孩子。小恐龍只有在體格足夠大（是剛孵出來的2倍大）以后，才會離開父母的保護，獨立生活。這是因為恐龍幼仔未長出牙時，需要由它們的父母喂養，且很有可能是成年恐龍提供反芻食物來喂養幼仔。而基于化石和沉積學的證據，科學家斷定，這些結伴定居、細心照料孩子的恐龍為巨椎龍。它們體長6米多，生活在1億9千萬年前的早侏羅紀時期，被科學家稱為恐龍時代的“綿羊”。此次發現的恐龍窩點比早前已知的有類似定居行為的恐龍化石遺址要早1億年，這為研究早期恐龍的繁育生物學提供了經驗數據。（未完，待續）