物理
物理
最高的元素超导转变温度
2023年6月，中国科学技术大学与南京大学的研究人员发表了研究成果。他们通过超高压技术手段，发现元素钪在高压下具有高达36K的超导转变温度，刷新了元素超导最高转变温度的世界纪录。【源】
最先创立气泡统一方程
2023年3月，哈尔滨工程大学船舶工程学院教授张阿漫发表了其创立的气泡统一方程。它以简洁优美的数学方程，描述了自然界气泡运动的基本规律，破解了气泡动力学理论未解之谜，探明了气泡高效传递能量机制，为大型船舶的防护设计提供了理论依据。【源】
首次证实水可以结晶成立方冰
2023年3月，中国科学院物理研究所宣布，首次通过实验证实水结晶成冰时可以直接形成立方冰。【源】
首次成功调控马约拉纳零能模阵列
2022年6月8日，中国科学家宣布首次在铁基超导材料锂铁砷中成功调控大面积、高度有序的马约拉纳零能模格点阵列。这一成果对实现马约拉纳零能模的编织以及拓扑量子计算具有里程碑意义。【源】
最先实现水波单向传播
2022年5月，厦门大学物理科学与技术学院陈焕阳教授课题组借鉴人工表面等离激元（Spoof-SPPs）的理论方法，提出并设计了一种一维凹槽阵列，首次实现水波局域化和单向传播，该装置可以等效为各向异性水深和负水深，并且他们还发现了一般的浅水波方程，它不仅适用各向异性且非均匀的水深，也适用非均匀重力系统。团队提出了水波极化激元的概念。研究结果表明，水波可被信息化。【源】
首次测得“第二声”衰减率
热在物质中是怎么传播的？通常是通过扩散，即从近到远温度逐渐降低。然而，在某些情况下它也可能以波动的形式传播，很像声波。因此，这种现象被称为第二声，相对的普通声波被称为第一声。第二声不会出现在普通物质中，只会出现在某些特殊的物质中，例如超流的氦。【源】
2022年2月，中国科学技术大学潘建伟团队在世界上首次“破译”了“第二声”的衰减率，即声扩散系数。这项量子模拟重大突破是该团队基于超冷锂-镝原子量子模拟平台获得的结果，并以此准确测定了体系的热导率与粘滞系数。
最先实现硅基半体量子芯片自旋调控
2021年5月，中国科学家郭国平、李海欧、张建军团队首次在硅基锗空穴量子点中实现朗道g因子张量和自旋轨道耦合场方向的测量与调控，对于该体系更好地实现自旋量子比特操控及寻找马约拉纳费米子有着重要的指导意义。
无磁非互易领域的最高隔离比
2021年4月，中国科学家邹长铃、张鹏飞、张天才团队在原子系综中实现了51.5dB的非互易隔离，是世界上无磁非互易领域的最高隔离比，并且首次探讨了非互易器件中量子噪声问题，证明了该新的全光非互易效应不会引入额外的量子噪声。
首次用超冷原子实现三维自旋轨道耦合
2021年，中国科学家潘建伟、陈帅、刘雄军团队在世界上首次利用超冷原子体系实现了三维自旋轨道耦合，并构造出有且仅有一对外尔点的理想外尔半金属能带结构。
首次观察到马约拉纳零能模
2018年中国科学家高鸿均主导的联合研究团队，利用其自主设计组装的极低温强磁场扫描隧道望远镜，首次在铁基超导材料铁碲硒中观察到了马约拉纳零能模，即为马约拉纳任意子。该马约拉纳零能模纯净度高，能在相对更高的温度下得以实现，且材料体系简单，对构建稳定的、高容错、可拓展的未来量子计算机的应用具有极其重要的意义。随后，他们又在其它铁基材料中观测到马约拉纳零能模。
首次在原子尺度上揭示水的核量子效应
2018年北京大学江颖团队实现了氢原子的空间成像和精确定位，首次在原子尺度上揭示水的核量子效应。
最精确的万有引力常数
2018年中国科学院院士罗俊团队在《自然》杂志刊发最新成果，测出了当前世界最精确的万有引力常数值。该团队采用两种不同方法测量G值，吻合程度接近10的负5次方的水平 。
最强的脉冲平顶磁场
2018年11月22日，华中科技大学国家脉冲强磁场科学中心成功实现64特斯拉脉冲平顶磁场强度，创造了脉冲平顶磁场强度新的世界纪录。此次该校64特斯拉脉冲平顶磁场实验，磁体重量、电源能量不到国际同类型磁场系统的1/10，磁场强度更是一举超过此前美国国家强磁场实验室创造的60特斯拉。
最长的光存储时间
2021年4月25日，中国科学家李传锋、周宗权团队成功将光存储时间提升至1小时，向实现量子U盘迈出重要一步。此前的纪录由德国于2013年创造，时长1分钟。
首个存储单光子量子存储器
2018年中国发明了世界上第一个存储单光子量子存储器。
最精确的TeV电子宇宙射线能谱
2017年暗物质粒子探测卫星“悟空”获得了目前国际上最精确的TeV电子宇宙射线能谱，并首次直接测量到了该能谱在1TeV（1万亿电子伏特）处的拐折。这一疑似暗物质的踪迹，是近年来科学家离暗物质最近的一次重大发现，将打开人类观测宇宙的一扇新窗口。
最多的量子纠缠数量
2018年中国科学家潘建伟团队等通过调控六个光子的偏振、路径和轨道角动量三个自由度，在世界上首次实现18个光量子比特的纠缠，刷新了所有物理体系中最大纠缠态制备的世界纪录。
最先实现多光子纠缠
多光子纠缠就是通过干涉度量的方法实现多光子的量子纠缠。2016年12月，中国科学技术大学科研团队在国际上首次实现十光子纠缠。
最先发现外尔费米子
2015年中国科学院物理研究所及北京凝聚态物理国家实验室实验首次在凝聚态物质中证实存在外尔费米子态。
最先发现四夸克物质
2013年3月中国科学家利用北京正负电子对撞机首次发现发现四夸克物质Zc（3900）。
最先发观测到量子反常霍尔效应
2013年清华大学薛其坤团队首次从实验上发现量子反常霍尔效应。
最先发观第三种中微子振荡模式
2012年大亚湾中微子实验国际合作组发现了一种新的中微子振荡，并测量到其振荡几率。
首次用空心电子束冷却高能重离子束
2000年至2007年，中国科学院近代物理研究所完成了兰州重离子加速器冷却储存环HIRFL-CSR的预研、设计、建造与调试。CSR利用原有的回旋加速器系统作注入器，采取双环结构，将重离子束的能量从低能区提高到中高能区；在世界上首次实现了空心电子束对高能重离子束的冷却；并首次对100毫秒量级的短寿命滴线核素63Ge、65As和67Se的质量进行了高精度测量；同时还实现了储存环高能重离子束变能共振慢引出，使每个引出束团能量可调，为深部肿瘤临床治疗解决了关键技术难题。
最先发明超导高电荷态ECR离子源
2007年，中国科学家赵红卫团队，发明了一种把产生轴向磁镜场的螺线管线包置于径向六极铁内部的“冷铁”超导磁体结构，在世界上首次研制成功了具有原创结构的超导高电荷态ECR离子源（SECRAL）。该离子源还创造了以下世界纪录：
世界上唯一一台已投入长期运行供束的第三代高电荷态ECR离子源。
18GHz、24GHz、18GHz与14.5GHz双频微波等工作模式下产生的最大的高电荷态离子束流强度。
磁场最高的全永磁高电荷态ECR离子源
中国科学孙良亭团队研制的离子源是国际上磁场最高、性能最好的全永磁高电荷态ECR离子源。
最先发现超短激光吸收转换规律
中国科学院物理研究所利用自主建立的强场物理研究平台，实验、理论和数值模拟研究密切配合，发现了超短超强激光吸收机制相互转换的规律，获得了2007年中国科学院杰出科技成就奖。
最先观测到β延发裂变现象
2001年，中国科学家袁双贵团队，通过对β延发裂变先驱核锕-230的研究，最先通过实验观测到了β延发裂变现象。
最先发明回旋加速器质谱计
1999年中国科学院上海原子核研究所建成了世界上第一台回旋加速器质谱计。
最先精确测量t轻子质量
中国科学家在北京正负电子对撞机BEPC的北京谱仪BES上，首次使用阈值扫描数据驱动方法对t轻子的质量进行了精确测定。这项成果获得了1995年国家自然科学奖。
最先合成的新核素
1992年，中国科学家获得了新核素铂-202，这是中国科学家首次合成的新核素。由中国科学家最先合成的新核素还有：磷-25、锗-63、砷-65、硒-65、硒-67、锕-205、铀215、铀216、镎-219、镎-220、镎-223、铒-175、铪-185、铪-186、汞-208、汞-209、钍-237、钍-238、镤-239、铈-121、钕-125、钷-128、钐-129、钆-135、钆-137、铽-139、镝-139、钬-142、镱-149、镅-235、𨧀-259、𬭛265等。
亮度最高的电子对撞机
北京正负电子对撞机(BEPC)是中国第一台高能加速器，1988年建成。经改造，在现有的隧道内新建了双环对撞机(BEPCⅡ)。中国的双环对撞机创造了世界上最大的加速器峰值，亮度达到了1×1033cm-2s-1。它还创造了以下世界纪录：
隧道周长最短的加速器
对撞区长度最小的加速器
2009年北京正负电子对撞机重大改造工程获得国家科技进步一等奖。
最早建立完善的岩土力学理论体系
二十世纪六十年代，中国土木工程专家郑颖人，创造性地开拓和发展了岩土工程领域的围岩稳定理论、区域性土理论、锚喷支护结构理论、广义塑性力学等四个全新理论体系，在世界上最早建立起完善的岩土力学理论体系。
最先提出层子模型
1965年，中国物理朱洪元团队在总结坂田模型和夸克模型的基础上，提出了层子模型，阐明了强子性质及其相互转化关系。
最先发现反西格玛负超子
1960年，中国物理学家王淦昌领导的小组发现了反西格玛负超子。
最先发现μ子原子
1948年，中国物理学家张文裕发现了μ子原子及μ子原子能级间跃迁发射γ射线。
最先发现固体杂质相关的x光漫散射
1947年中国物理学家黄昆最先发现固体中的杂质会导致x光漫散射，其强度集中在普通x光衍射斑点附近。
最先发现晶粒间界内耗峰
1947年，中国物理学家葛庭燧发明了金属内耗测量装置，并成功利用该装置最先发现晶粒间界内耗峰。
最先发现正电子
赵忠尧最先发现正电子。
最早进入量子力学领域的科学家
王守競是世界上最早进入量子力学领域的科学家。1927~1928年间他把新诞生的量子力学成功地应用于原子分子的研究，最早用变分法求二级微扰，计算类氢原子间的偶极矩-偶极矩相互作用，从而得到范德瓦耳斯作用能量的系数。在计算氢原子和类氢原子的基础上，又分别计算了氢分子和多原子分子的非对称转动谱能公式。【源】
最早发现地心引力
明朝科学家王征是世界上最早发现地心引力的科学家。他在1627年出版的《远西奇器图说》中绘制了地心引力的示意图并进行了详细地描述：“试观上图，圆为地球，甲为地球中心，乙、丙、戊皆重物，各体各欲直下至 地心方止，乃其本所故耳。 譬如磁石吸铁，铁性就石， 不论石之在上在下，在左 在右，而铁必就之者，其性然也。”
而广为流传的地心引力发现者牛顿，出生于1643年。
最先提出声音靠气体传播
明朝科学家宋应星在世界上最先提出声音靠气体传播。
最早测算流量
世界上最早关于流量的测算始自北宋。元丰元年（1078年）已有记载用水流断面计量过水量，也考虑到流速的不同。元代以过水断面一方尺为一徼来计算水程（相当于流量）。清康熙年间，陈潢提出以单位时间过水若干立方丈为过水量单位。康熙皇帝提出过闸水量的计算应“先量闸口阔狭，计一秒所流几何”，已与现代流量概念相同。乾隆年间，何梦瑶提出用木轮测水面流速的方法。
最早的弦共振实验
北宋沈括在友人家观察到琵琶的弦与筚篥发生共鸣，为了进一步弄清原因，他用琴瑟的弦设计了一个共振实验。这就是世界上最早的弦共振实验。他在《梦溪笔谈》中记述：“琴瑟弦皆有应声。宫弦则应少宫，商声则应少商，其余皆隔四相应。”沈括还特地用纸人来演示其“相应”的情形：“今曲中有声音者，须依此用之，欲知其应者，先调诸弦令声和，乃剪纸人加弦上，鼓其应弦，则纸人跃，他弦即不动。声律高下苟同，虽在他弦鼓之，应弦亦震，此为正声。”
最先观察与描绘晶体形态结构
11世纪，唐慎微修订的《证类本草》中绘有白石英、紫石英和丹砂图。这是世界上最早对晶体形态结构的观察和描绘。
最早发明人工制冷
早在西汉，中国人就发明了人工制冰法。《淮南万毕术》 记载：”取沸汤置瓮中，密以新缣,沈中三日成冰” 。这种热水制冰法，利用了姆潘巴现象和焦耳-汤姆逊效应，是世界上最早的人工制冰法。【源】
到了唐朝，又发明了时发明硝石制冰法。《杜阳杂编》记载：“盛阳安镬，用水晶如掌者汲水煮沸，取越瓶盛汤，油帛密封，复煮千沸，急沉涧底，平旦冰结矣，名寒筵冰”，意思是说，在盛夏的时候，古人安装上一个镬（一种比较大的容器，类似于一种大锅），把像手掌大小的晶体硝石加热后，再加入水，另外把装有香料、糖、水之类混合物的越瓶，用油布密封起来，将瓶子迅速沉入大锅里。根据硝石主要成分硝酸钾遇水吸热的原理，大锅里的硝石溶于水时，会吸收大量热，使周围温度降很低。所以，第二天一早，瓶子里的混合物水就凝结成冰，称之为“寒筵冰”。这时候瓶子里的食物就已经和冰块混合在一起了。当时，人们已经会反复利用硝石来造冰，不仅提升了冰的使用效率，而且冰的使用范围也已经延伸到冷饮食品方面。
最早的磁力测量
南北朝的陶弘景在《名医别录》中不仅提出磁性有强弱之分，而且指出了测量方法，是世界上最早进行磁力测量的科学家。
最早的密度表
成书于西晋时期的《孙子算经》，记载了一些物质的密度，如“每方寸物之重为：金一斤，银一十四两，玉一十二两，铜七两半，铅九两半，铁六两，石三两。”这是世界上最早的密度表。
最早提出相对性原理
最晚成书于东汉的《尚书纬·考灵曜》 提出：“地恒动不止，而人不知。譬如人在大舟中，闭牖而坐，舟行而人不觉也。” 这是世界上最早的相对性原理。
最早发现弹性定律
春秋时代的《周礼·考工记·弓人》中载有“量其力，有三钧”一句。东汉经学家郑玄在其所著《周礼注疏》中为此句注解时写道：“假令弓力胜三石，引之中三尺，弛其弦，以绳缓擐之，每加物一石，则张一尺。”
唐初，贾公彦在疏解郑玄注时又写道：“假令弓力胜三石，引之中三尺”者，此即三石力弓也。必知弓力三石者，当“弛其弦，以绳缓擐之”者，谓不张之，别以一绳系两箫，乃加物一石张一尺，二石张二尺，三石张三尺。
这是世界上最早关于弹性定律的记载。【源】
最早测定水密度
有关水密度的测定，中国最早在《后汉书·礼仪志》有记载：“冬至前后……，权水轻重，水一升冬重十三两……。”说明当时的古人已认识到水的密度与温度有关，冬至前后，中国北方气温一般在0℃上下，这时水的密度较大。这是世界上水密度的最早记载。
最早的声学定律
《吕氏春秋》记载，黄帝令伶伦取竹作律，增损长短成十二律；伏羲作琴，三分损益成十三间。三分损益法就是把管（笛、箫）加长三分之一或减短三分之一，听起来就很和谐。这是世界上最早的声学定律。
最早记录共振现象
最早记录共振现象的文章载于《庄子》：“为之调瑟，废于一堂，废于一室，鼓宫宫动，鼓角角动，音律同矣。夫或改调一弦，于五音无当也。”
最早提出浮力原理
战国时期的墨子在所著的《墨经》中最早提出了浮力原理。
《墨经》里有两段论述浮力原理的文字：“荊之大，其沉浅，說在具。” “沉，荊之貝也。则沉浅，非荊浅也，若易五之一。”
这两段文字相互关联，其中“荊”，应作“刑”，刑与形通，意思是“形体”、“物体”、“說在具”的“具”，通俱，意思是“相同”；“荆之貝也”的“貝”、流传有误，应为“具”。
第一段文字的意思是：“物体很大，在水中沉下去的部分很浅，道理在于物体的重量与它所受到的浮力相等，平衡了。”
第二段文字的意思是：“把物体放进水中，物体在水中平衡了。即使它沉下去的部分很浅，并不是它本身矮浅，（而是物体的重量跟它所受浮力相比较的结果），就如同市场上商品交易，根据比价，一件商品可以换五件别的商品一样。” 【源】
最早的有关物理学基本理论的著作
战国时期的《墨经》是世界上最早的有关物理学基本理论的著作。《墨经》全书包括《经上》、《经下》、《经上说》、《经下说》四篇。论述的物理学内容有力学、声学和光学等，最早提出"杠杆原理"、"浮力原理"等。其中最精辟、最受人推崇的是几何光学部分。更令人惊叹的是，在两千多年前《墨经》中已经出现了现代原子学说的萌芽思想，这无论在哲学发展史上还是在科学发展史上都占据一定的地位。
最早利用密度检测物质纯度
中国古代对固体密度测量，最早记载为春秋末战国初（公元前400年前后）成书的《考工记》，其中有：“栗氏为量，改煎金锡则不耗，不耗然后权之，权之然后准之，准之然后量之。”意思是说栗氏制造量器时，要反复冶炼铜锡合金（青铜），直至合金精纯而不含杂质为止，然后称量出制造量具所需合金的重量，再用水测量所称合金的体积，看是否合乎制造量具的要求。这是目前为止，中国古代运用密度检测物质纯度的最早记载。这比传说中的阿基米德测量王冠纯度的故事早了200多年。
对惯性现象的最早论述
春秋时代的《考工记》最早作出了关于物体惯性的论述。在《辀人篇》中说：“劝登马力，马力既竭，辀尤能一取焉”。意思是说，马拉车的时候，马已停止用力了，但车还能前进一段路程，这里指出了物体的一种基本属性惯性，这也是世界上对惯性现象的最早论述。
最早利用重心原理
半坡遗址出土的尖底瓶，距今5000年。尖底瓶用作汲水，因为其底尖，容易入水，入水后又由于浮力和重心关系自动横起灌水，同时，由于口小，搬运时水又不容易溢出，正是由于这些优点，小口尖底瓶成为仰韶文化最为典型的器类之一。 尖底瓶是世界上最早利用重心原理的发明。