“旅行者1号”进入星际空间
入选理由：人类历史上首个进入星际空间的人造探测器。
2013年9月12日，美国航空航天局（NASA）宣布，“旅行者1号”于2012年8月25日穿越日球层顶，进入星际空间。它是目前距离地球最遥远的人造物体，也是人类历史上第一个进入星际空间的太空探测器。
2004年，“旅行者1号”进入了临近日球层的区域。2013年9月12日，科学家根据等离子波数据，正式确认“旅行者1号”已于2012年8月25日进入星际空间。经过36年的空间旅程，“旅行者1号”如今距离地球约127个天文单位（约合190亿千米），这里是人造探测器从未到过的地方，它所提供的数据对于科学家了解星际空间和星际介质具有开创性意义。
“冰立方”俘获28个高能中微子
入选理由：科学家确认捕获来自太阳系外的中微子，这一发现将开启天文学研究的新时代。
通过“冰立方”在2010年5月-2012年5月收集的数据，科学家确认捕获了28个高能中微子，它们携带的能量都超过30万亿电子伏特，其特征与科学家预测的系外中微子相似，表明它们来自太阳系外。
中微子是一种中性粒子，能从宇宙中某次剧烈爆发的中心射出，不受干扰地笔直划过宇宙。通过反向查找这些粒子的源头，科学家可以得到各种宇宙事件的第一手资料。为了捕捉这些粒子，物理学家在南极洲冰层以下1英里（约1.6千米）深处，建造了这台名为“冰立方”的巨型中微子探测器。通过研究这些高能中微子，有望揭示宇宙中最奇特的现象。在物理学家看来，太阳系外高能中微子的发现，“标志着天文学的一个新时代开始了”。
科学家首次观察到量子反常霍尔效应
入选理由：科学家首次在实验上观测到量子反常霍尔效应，这可能是“量子霍尔效应家族”最后一个成员。
量子霍尔效应在物理学中占据着极其重要的地位，自1988年科学家提出可能存在量子反常霍尔效应，不断有理论物理学家提出各种方案，然而在实验上没有取得任何进展。2013年，由清华大学薛其坤院士领衔的实验团队，从实验上首次观测到量子反常霍尔效应，这被著名物理学家杨振宁教授誉为“诺贝尔奖级”的科研成果。
“量子反常霍尔效应”是不需要外加磁场的量子霍尔效应，这种效应可能在未来的电子器件中发挥特殊作用：无需高强磁场，就可以制备低能耗的高速电子器件，例如极低能耗的芯片，从而解决电脑发热问题和摩尔定律的瓶颈问题，进而可能催生高容错的全拓扑量子计算机——这意味着个人电脑真正意义上的“更新换代”。