《物理评论A》

光子时间晶体中缺陷状态可调

近日， 印度理工学院焦特布尔分校Somnath Ghosh研究小组探究了光子时间晶体中的缺陷。相关研究8月16日发表于《物理评论A》。

研究人员在光子时间晶体中引入孤立的时间缺陷，以增强对光波放大的控制。结果发现，存在缺陷的情况下，透射率和反射率在带隙内的特定动量值接近1，同时这对光波放大数量有显著影响。研究人员展示了时间缺陷对光子时间晶体周期强度指数增长的影响，这种效应主要取决于光子时间晶体的Floquet频率，当产生四个脉冲而不是两个脉冲时影响变得更明显，这是间隙传播的结果。进一步证明，通过操纵缺陷的时间和介电性质，可以调整动量中的缺陷状态，以满足特殊应用的设计需求。

据悉，光子时间晶体提供了一个全新的平台，其周期性变化的电磁特性会产生光波放大现象。随着基于超表面的光子时间晶体实际应用的实现，控制这种放大的需求变得越来越重要。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.023511

新研究确定规范量子热力学理论

近日，巴西里约热内卢联邦大学的Fernando Nicacio与Raphael N. P. Maia揭示了时间局域非马尔可夫演化的规范量子热力学。相关研究8月14日发表于《物理评论A》。

该研究团队在处理一般的时间局域非马尔可夫主方程时，将电流和功率定义为与经典热力学中的过程相关。每个过程都有一个对称变换的特征，这是主方程规范，且与不同的热量和功有关。一旦确定了热力学量，就会出现对热力学定律的规范解释。研究人员还提供了与规范无关的热力学行为的充分必要条件，并证明了满足量子平衡条件的系统与规范无关。

该理论可应用于量子热机，研究人员表示，规范变换可以改变机器效率，但这仍受经典卡诺界限的制约。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.022209

《自然》

早期宇宙存在明亮星系

近日，美国国家光学-红外天文学研究实验室Pablo Arrabal Haro研究小组证实，早期宇宙中存在非常明亮的星系，并反驳了有关这些星系的一些说法。相关研究成果8月14日发表于《自然》。

该研究团队利用詹姆斯·韦布空间望远镜（JWST）获得的光谱数据证实，两个非常明亮星系的红移值超过11，同时发现另一个被认为距离非常遥远的候选星系实际值为16，而不是先前估计的4.9。这个候选星系展现出不同寻常的星云线发散和尘埃变红组合，因此和更遥远物体的颜色相似。这些发现进一步支持了早期非常明亮星系快速形成的证据，并强调了进行光谱验证的必要性。此外，发现大量明亮的早期星系，可能揭示了当前星系形成模型存在缺陷，或与通常认为的在后期具有的物理性质存在偏离。

据悉，在宇宙历史的最初5亿年里，第一批恒星和星系形成，为宇宙播下了重元素的种子，并最终使星系间的介质重新电离。通过JWST的观测，研究人员发现了大量早期恒星形成星系的候选者，研究人员通过多波段光度法估计其距离，发现其红移值高达16，远远超出了JWST之前的极限。尽管这种方法通常是可靠的，但光度红移可能会受到简并和偶然灾难性误差的影响。因此，需要进行光谱测量来验证这些源，并可靠地量化可以约束星系形成模型和宇宙学的物理特性。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-023-06521-7

《国家科学院院刊》

科学家揭示双层石墨烯中异常磁输运现象

近日，美国斯坦福大学David Goldhaber研究小组与美国国家强磁场实验室的Oskar Vafek等人揭示了应变诱导开放费米表面扭曲双层石墨烯中的异常磁输运现象。相关研究成果8月14日发表于美国《国家科学院院刊》。

据悉，玩具型Hofstadter模型中的各向异性跳跃被用来解释在远离魔角的扭曲双层石墨烯中测量到的朗道光谱。

该研究团队怀疑玩具型Hofstadter模型中的各向异性可能由单轴应变引起。为验证这一想法，研究人员将Bistritzer-MacDonald模型扩展到单轴异质应变，并详细分析了其对能带结构和磁输运的影响。研究人员发现，这种应变影响了能带结构，将3个本应简并的van Hove点转移到不同的能量上。结合玻尔兹曼磁输运计算，这再现了以前无法解释的密度范围内非饱和磁电阻，并预测了实验数据中未注意到的更微妙特征。与纵向电阻率的显著特征相反，霍尔系数几乎不受单轴应变的影响。

在某种程度上，霍尔系数在电荷中性点的两侧仍然显示出单符号变化，但这种符号变化不再发生在van Hove点。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1073/pnas.2307151120