《科學》, 2021，第372卷，第6540期
科學，2021，第372卷，第6540期。
物理學物理學
約瑟夫森結紅外單光子探測器
約瑟夫森結紅外單光子探測器
作者:埃文d .沃爾什，吳，吉爾，德米特裏k .埃夫托夫，吳沛安，黃克鋒，等。
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計算機和超導量子計算機。雖然裝置的性能會由於由斷裂的庫珀對形成的準粒子的產生而降低，但是這種現象也為靈敏地檢測電磁輻射提供了機會。我們通過將光子耦合到石墨烯基約瑟夫森結的局域表面等離子體來實現單個近紅外光子探測。利用基於電流的器件的光子誘導開關統計，我們揭示了由吸收光子產生的準粒子在探測機制中的關鍵作用。光子敏感性將為未來的超導計算架構實現高速、低功率的光互連。
高維超對稱微激光器陣列
高維超對稱微激光陣列
作者:星都橋，比卡什卡利米迪亞，子和高，，，趙，田偉武，等。
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集成光子學中元件數量增加的復雜性是阻礙大規模鎖相激光器陣列的主要障礙。在這裏，我們發展了壹個更高維的超對稱形式，用於精確的模式控制和非線性功率縮放。我們的超對稱微激光器陣列具有所有漸逝耦合微環激光器的鎖相相幹性和同步性——共同在基本橫向超模中振蕩——這使得高輻射、小發散和單頻激光發射的能量密度提高了兩個數量級。我們還論證了構造高輻射率渦旋激光束的可行性，它通過充分利用光的空間自由度來提高激光器的性能。我們的方法提供了壹條在經典和量子機制下設計大規模集成光子系統的途徑。
材料科學
熱輻射的寬帶定向控制
熱輻射的寬帶定向控制
作者:許進，Jyotimoy Mandal，Aaswath P .拉曼。
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與“無保單”的情況相比。負排放技術在實現近零排放方面發揮著重要作用，到2050年，捕獲的碳平均占總減排量的20%。我們的多模型比較揭示了各部門在必要的減排方面的巨大差異，而壹致的是電力部門被要求在2050年前實現完全脫碳。跨模型平均值表明，考慮到1.5攝氏度的變暖極限，到2050年，中國的累積政策成本可能達到其國內生產總值的2.8%到5.7%。
全球地下水井面臨幹涸的危險
全球地下水井面臨幹涸的風險。
作者:斯科特·賈塞奇科，黛布拉·佩羅內，
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與自然免疫和兩劑免疫相比。基於現有的免疫流行病學模型，我們發現在短期內，專註於壹種劑量通常會減少感染，但長期結果取決於這種相對的免疫穩健性。然後，我們探討了三種選擇方案，並發現在部分群體免疫的某些條件下，單劑量策略可能會增加抗原進化的可能性。我們強調了在壹劑疫苗後檢測病毒載量和量化免疫反應以及在全球範圍內加大疫苗接種力度的迫切需要。