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2011年即將過去，但這一年里發生的科學事件卻將產生持續影響：超光速粒子實驗如果得到證實，物理學根基將被撼動；日本大地震引發的核危機，促使人們反思核電站安全；航天飛機的退役標志著一個時代的終結，卻也意味著航天事業新時代的開始……
《環球科學》雜志日前根據專家團隊、專業編輯和網絡投票三方意見，評選出了本年度全球十大科學新聞。
超光速粒子挑戰愛因斯坦相對論
入選理由：一個可能撼動現代物理學根基的驚人實驗。
2011年9月23日，歐洲核子研究所公布了一個震驚世界的研究結果：中微子的運行速度可能超過光速。這項研究是由歐洲核子研究所的超級質子同步加速器產生高強度、高能量的μ子型中微子束，發送到730千米外的意大利格蘭·薩索國家實驗室，以便檢測中微子振蕩現象。研究人員發現，中微子到達格蘭·薩索的時間比預期早了60納秒，這可能意味著中微子的運行速度比光速還快。
根據愛因斯坦的狹義相對論，光速是宇宙中的速度極限，不可超越。如果此次研究結果被證實，意味著奠定現代物理學基礎的愛因斯坦相對論將遭到嚴重挑戰。不過，不少科學家對這一結果表示懷疑，仍需進一步研究的證實。
日本大地震引發核危機
入選理由：核電安全引起全球高度關注。
2011年3月11日13時46分，在日本本州東海岸附近海域(北緯38.1度，東經142.6度)發生9級地震并引發海嘯，造成超過2萬人死亡和失蹤。地震發生后，福島第一核電站的核反應堆自動停止運行，由于冷卻設備也停止運行，12日15時30分左右，1號機組發生爆炸，接著3號和4號機組也連續發生核泄漏。大量放射性物質泄漏到核反應堆外部，日本各地均監測到超出本地標準值的輻射量，大范圍海域也受核污水的污染。
2011年4月12日，日本原子能安全保安院根據國際核事件分級表，將福島核事故定為最高級7級。這次事故也讓全球多個國家重新考慮本國的核電計劃。
航天飛機退役
入選理由：航天事業里程碑式的拐點，載人航天的平民化時代或將到來。
航天飛機是太空時代的象征，它承載著人類的夢想和驕傲。2011年7月21日，隨著美國航空航天局（NASA）的“亞特蘭蒂斯”號航天飛機在佛羅里達州肯尼迪航天中心安全著陸，航天飛機時代拉下帷幕，一個時代就此終結。
今后，美國空間站的補給及宇航員的輸送，一部分將通過租用俄羅斯的“聯盟號”飛船進行，另一部分則有賴于一些私營公司。包括波音公司在內的其他企業也在摩拳擦掌，準備進入商業載人航天領域。一旦太空旅行實現商業化，載人航天的平民化時代就將到來。
IBM研制出首款石墨烯集成電路
入選理由：邁向石墨烯芯片的關鍵一步。
2011年6月，IBM托馬斯·沃森研究中心的科學家在《科學》上發文宣布，他們研制出了首款由石墨烯圓片制成的集成電路，向開發石墨烯計算機芯片前進了一大步。這塊集成電路建立在一塊碳化硅上，并且由一些石墨烯場效應晶體管組成。最新的石墨烯集成電路混頻最多可達10千兆赫茲，而且可以承受125℃的高溫。這塊集成電路還可以運行得更快，未來可用石墨烯圓片來替代硅晶片。屆時，由這類集成電路制成的芯片可以改進手機和無線電收發機的信號，使得手機或許能在通常認為無法接收信號的地方工作。
基因大規模變異速檢技術問世
入選理由：為檢測遺傳疾病、識別突變細菌和開發新疫苗打通了一條捷徑。
如何對付耐藥性越來越強的“超級病菌”，是醫學界面臨的重大挑戰之一，因為病菌的突變速度，總是領先于抗生素的研發進程。2011年4月，美國馬薩諸塞大學醫學院的丹尼爾·玻侖在《美國國家科學院院刊》上發表文章稱，為了解決這個問題，他和同事開發了一種名為EMPIRIC的技術，可在試管中人為地讓基因產生幾乎所有可能的突變，然后在同一試管中，對這些可能的突變進行檢測、分析，看這些突變會引起什么后果。
這種技術為系統性地鑒定病原體的耐藥突變、開發新療法和新疫苗提供了一條捷徑。新方法還有助于科學家深入理解其他一些生物學問題，比如環境壓力怎樣在基因層面影響進化，哪些突變可能引起遺傳疾病，如何篩查可能產生具有耐藥性的病毒變種等。
英特爾研制出3D結構晶體管
入選理由：晶體管技術的革命性突破，或將延續摩爾定律。
2011年5月4日，英特爾公司宣布3D結構晶體管首次問世。在新的三柵極3D晶體管中，傳統的2D平面柵極被硅基體上垂直豎起的3D硅鰭狀物所代替。鰭狀物的每一面都有一個柵極，而不是像2D平面晶體管那樣，只在頂部有一個柵極。更多的控制可以使晶體管在“開”的狀態下讓盡可能多的電流通過，而在“關”的狀態下盡可能讓電流接近零，同時還能在兩種狀態之間迅速切換。與32納米平面晶體管相比，22納米三柵極3D晶體管在低電壓下的性能提高了37%，在相同性能的情況下功耗減少50%，而造價僅提高了2%～3%。它們將是未來小型手持設備的理想選擇。
磁性和超導性首次被證實可相容
入選理由：超導抗磁性定律被打破。
2011年9月5日，美日兩國科學家在《自然·物理學》雜志上報告稱，他們將薄薄的一層鋁酸鑭放置在一個鈦酸鍶基座上，結果發現，在這兩種復合氧化物的接觸界面上，原子層產生磁性，同時在接近絕對零度的溫度下，電流能毫無電阻地流過界面——這表明，該原子層也具有超導性。
在正常情況下，超導材料在超導狀態下具有零電阻和完全的抗磁性，而這項研究首次證實了超導性和磁性可以相容并存。這為科學家“研制出具有令人驚奇新特性的新材料，以及研究磁性和超導性等在正常情況下不兼容狀態之間的相互作用提供了新的可能性”。
中國成功發射“天宮一號”
入選理由：中國成為第三個掌握空間交會對接技術的國家。
2011年9月29日，中國首個目標飛行器（交會對接實驗中的被動目標）“天宮一號”發射升空。2011年11月1日，中國再次發射“神舟八號”無人飛行器。“神舟八號”在太空中與“天宮一號”成功完成兩次對接，這標志著中國成為了世界上第三個掌握空間交會對接技術的國家。
“天宮一號”與“神舟八號”的成功對接，標志著中國邁入“三步走”戰略的第二步第二階段（即掌握空間交會對接技術及建立空間實驗室），同時也是中國空間站的起點，標志著我國已經擁有建立初步空間站，即短期無人照料的空間站的能力。
無稀土磁鐵誕生
入選理由：有助于全球高科技產業減少對稀土資源的依賴。
2011年3月，日本東北大學研究生院等科研機構團體宣布，成功開發出了一種無需稀土即可獲得強磁力磁鐵的基礎技術。此次研制成功的強磁性氮化鐵所需原料由生產磁性材料的戶田工業提供，合成技術則由日本東北大學研究生院的高橋研等教授開發。
全球稀土資源分布極不平均，稀土資源供應缺口一直是籠罩在高新技術產業之上的陰云。這種“無稀土磁鐵”主要由鐵和氮物質合成，磁性可與采用稀土材料的釹磁鐵等相匹敵，預計2025年前能走向實用。
最有說服力的
暗物質證據現身
入選理由：暗物質是否存在的爭論或將畫上句號。
2011年10月，美國科學家在arXive網站上發表文章稱，利用費米伽馬射線空間望遠鏡，他們在銀河系中心發現了關于暗物質粒子的最有說服力的存在證據。
費米伽馬射線空間望遠鏡于2008年升空，兩年多時間里，它主要掃描了銀河系的高能活躍區，即暗物質最傾向聚集之地。通過分析費米伽馬射線空間望遠鏡傳回的數據，科學家發現了一種可能是由兩個暗物質粒子相撞、湮滅時釋放出的伽馬射線。除了暗物質以外，研究人員也考慮過觀測到的伽馬射線來源于其他物質，然而據已掌握的知識，其他物質根本無法解釋該現象。