量子粒子が協調して動作すると、単独の粒子では発せられないほど強力な信号を生み出すことがあります。この現象は「超放射」と呼ばれ、量子スケールでの協調を示す代表的な例です。これまで超放射は、量子系が急速にエネルギーを失う現象として知られており、量子技術にとっては課題と考えられてきました。しかし、この度、科学誌『Nature Physics』に掲載された新たな研究は、この常識を覆しました。集団的な超放射の効果が、自己持続的で寿命の長いマイクロ波信号を生みだすことが明らかになり、将来の量子デバイス開発に向け新たな道を拓くことが示されました。

毎年Scienceの年初のEditorialでは、Scienceに関連する顕著な進展について編集長が考察する。今回のEditorialではHolden ThorpがAIに焦点を合わせ、「適切な方法で用いれば、AIによって科学界はより多くのことをできるようになる」とし、その方法について論じている。同氏はAIに対するScienceのポリシーとアプローチを再確認。本誌が使用しているのは厳選したAIツールである。例えばこの1年で、ScienceはDataSeerと協力し、掲載する全研究論文について基礎データおよびコードの共有を義務づけている本誌ポリシーへの遵守状況を評価している。「初回の結果は有望なことに、2021～2024年にScienceに掲載された論文2,680件のうち、69%がデータを共有していた」（関連するScienceのEditor’s BlogにDataSeerプロジェクトの詳細を掲載）。ただしThorpは、「AIは訂正すべき誤りや不足項目を論文から見つけ出すのに役立つが、その使用と出力結果の評価のために、必要な人的労力は減るどころか増えている」と指摘する。というのも、AIツールが生成したレポートを人間が評価しなければならないからである。「複数の姉妹誌も発行しているScienceは、各論文に比較的多くの人的労力を投入できており、文献における『AIによる粗悪な生成物』の蓄積の影響を受けにくいし、それへの寄与も少ない。だが人間であれAIであれ、すべてをキャッチできるシステムはない。テクノロジーにより文献の質が低下する可能性があるからこそ、人間の科学的な経験や専門知識で維持管理する記録の価値が高まる」と、Thorpは述べている。

新しい研究によると、新たに見つかった自由浮遊惑星を地上と宇宙から同時に観測することで、その質量と地球からの距離を直接測定することに成功したという。この研究成果から、惑星が星間空間を漂流するに至るまでの、多様でダイナミックな経緯について見識が得られた。過去の研究では、こうした自由浮遊惑星はほんのわずかしか見つかっていないが、特にNASAのナンシー・グレース・ローマン宇宙望遠鏡の打ち上げが2027年に予定されていることから、今後数年で検出数の増加が期待されると、関連するPerspectiveでGavin Colemanが指摘している。「重力マイクロレンズ現象を宇宙と地上から同時に観測した結果は、将来の探査ミッションの計画に応用することができ、銀河全域における惑星の形成についても理解が深まるであろう」 ほとんどの惑星は、1つまたは複数の恒星に束縛されているが、銀河を独りで放浪する惑星が存在することを示す証拠が増えている。こうした天体は、自由浮遊惑星または浮遊惑星と呼ばれ、その周りに親星である恒星が見つかっていない。また、光をほぼ発しないため、重力マイクロレンズ現象という重力のかすかな影響を利用しなければ発見できない。この発見方法の主な欠点の1つは、惑星までの距離を特定できないために、その質量を単独で測定するのが難しいことである。その結果、この見つけにくい孤独な天体については、依然として不確かな点が多い。 今回、Subo Dongらは、一時的な重力マイクロレンズ現象を利用して、新たに1つの自由浮遊惑星を検出したと報告している。しかし、これまでの検出とは異なり、Dongらはガイア宇宙望遠鏡と並行して複数の地点から地上観測調査を実施し、この重力マイクロレンズ現象を地球と宇宙の両方から同時に観測するという独自の方法を採用した。これらの観測点は遠く離れているため、光が到達するタイミングにわずかな差が生じる。それを利用してマイクロレンズ視差を測定し、これを有限ソース・点レンズモデルと組み合わせることで、著者らは惑星の質量と位置を割り出すことに成功した。その惑星は木星の約22%の質量をもち、天の川銀河の中心から約3,000パーセクの位置にあった。土星と同程度の質量であることから、Dongらは、この惑星は小さな恒星や褐色矮星のように孤立した状況で形成されたのではなく、惑星系の中で形成された可能性が高いと主張している。こうした低質量の自由浮遊惑星は、恒星の周りで生まれた後、近傍の惑星や不安定な親星との相互作用など、重力の大変動によって軌道領域から弾き出されたと考えられる。

Scienceは、世界中でとどまるところを知らない再生可能エネルギーの成長を、2025年のBreakthrough of the Yearに選出した。産業革命以来、人類はエネルギー源として石炭、石油、天然ガスなどの化石燃料に依存してきた。こうした有限の資源から排出される二酸化炭素は、気候温暖化を加速する大きな一因となっている。ところが、2025年は大きなパラダイムシフトが起こった。複数の分野で、太陽光や風力などから得られた再生可能エネルギーの量が、従来の化石燃料によるエネルギー生産量を上回ったのである。今年、太陽光や風力を中心とした再生可能エネルギーは全世界で急成長し、上半期における世界の新規電力需要を全てまかなえるほどになり、今や世界全体では石炭よりも多くの電力を供給している。この移行を牽引しているのは中国である。同国は太陽電池パネル、風力タービン、リチウム電池貯蔵の技術向上に取り組み、再生可能エネルギーの生産と技術において世界的リーダーとして揺るぎない地位を築いた。その他の地域では、小型の屋根置き型太陽光発電システムが、中国製品の市場独占によって手頃な価格で広く入手可能になったため、特に欧州、南アジア、グローバルサウスで急速に普及しており、何百万人もの人々に低コストのエネルギーを安定供給している。すでに、既存の再生可能エネルギーによって、中国における温室効果ガス排出の増加は明らかに抑制されており、進行中の気候温暖化に対する取り組みが世界的に見て転換期にあることがうかがい知れる。さらに、この分野においてより一層の技術革新、例えば太陽電池や電池材料の効率向上が実現すれば、再生可能エネルギーの適用範囲と効果が拡大することは間違いない。ただし、広範な石炭の使用継続、インフラにおける障壁、一部地域（米国など）での政治的抵抗など、依然として多くの難問が残っている。しかしながら、こうした課題はあるものの、今年のbreakthroughは、化石燃料からクリーンで再生可能なエネルギーへの移行が単に可能なだけでなく、実際に移行が加速しており、最も実用的で費用効果の高い選択肢へと急速に変わりつつあることを示している。