Artículo de una semana "Introducción a la ciencia" (publicado en 20210423)
"Science", 2021, Volumen 372, Número 6540
Science, 2021, Volumen 372, Número 6540.
Física Física
Detector de fotón único infrarrojo de unión Josephson
Detector de fotón único infrarrojo de unión Josephson
Autor: Evan D. Walsh, Wu , Gil, Dmitry K. Eftov, Wu Pei'an, Huang Kefeng, et al.
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Ordenadores y ordenadores cuánticos superconductores. Aunque el rendimiento del dispositivo se ve degradado por la generación de cuasipartículas formadas a partir de pares de Cooper rotos, este fenómeno también brinda la oportunidad de una detección sensible de radiación electromagnética. Logramos la detección de un solo fotón en el infrarrojo cercano acoplando fotones a plasmones de superficie localizados en uniones Josephson basadas en grafeno. Utilizando estadísticas de conmutación inducida por fotones en dispositivos basados en corriente, revelamos el papel crítico de las cuasipartículas generadas por fotones absorbidos en el mecanismo de detección. La sensibilidad de los fotones permitirá interconexiones ópticas de alta velocidad y baja potencia para futuras arquitecturas informáticas superconductoras.
Matriz de microláser supersimétrica de alta dimensión
Matriz de microláser supersimétrica de alta dimensión
Autores: Xingduqiao, Bikashkar Limediya, Zihe Gao, , , Zhao, Tian Weiwu, et al.
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La complejidad de aumentar el número de componentes en la fotónica integrada es un obstáculo importante para los conjuntos de láseres de fase bloqueada a gran escala. Aquí, desarrollamos una forma de supersimetría de dimensiones superiores para un control de modo preciso y un escalado de potencia no lineal. Nuestras matrices de microláser supersimétricas poseen la coherencia y la sincronicidad de fase bloqueada de todos los láseres de microanillo acoplados evanescentemente, que oscilan juntos en un supermodo transversal fundamental, lo que permite una alta radiación, una pequeña divergencia y una densidad de energía para la emisión de láser de frecuencia única mejorada en dos órdenes de magnitud. También demostramos la viabilidad de construir rayos láser de vórtice de alta radiación, lo que mejora el rendimiento del láser al utilizar plenamente la libertad espacial de la luz. Nuestro enfoque proporciona un camino para diseñar sistemas fotónicos integrados a gran escala bajo mecanismos tanto clásicos como cuánticos.
Ciencia de materiales
Control direccional de banda ancha de la radiación térmica
Control direccional de banda ancha de la radiación térmica
Autor: Xu Jin, Jyotimoy Mandal, Aaswath P. Raman.
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En comparación con la situación "sin política". Las tecnologías de emisiones negativas desempeñan un papel importante para lograr emisiones cercanas a cero: el carbono capturado representará un promedio del 20 % de las reducciones totales de emisiones para 2050. Nuestra comparación de múltiples modelos revela grandes diferencias entre sectores en las reducciones de emisiones necesarias, y el consenso es que se requiere que el sector eléctrico se descarbonice completamente para 2050. Los promedios entre modelos sugieren que los costos acumulativos de las políticas de China podrían alcanzar entre el 2,8% y el 5,7% de su PIB para 2050, dado un límite de calentamiento de 1,5°C.
Los pozos de agua subterránea en todo el mundo corren el riesgo de secarse
Los pozos de agua subterránea en todo el mundo corren el riesgo de secarse.
Autores: Scott Jacechiko, Debra Perrone,
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Comparación relacionada con la inmunidad natural y la inmunidad de dos dosis. Basándonos en los modelos inmunoepidemiológicos existentes, encontramos que centrarse en una dosis generalmente reduce las infecciones a corto plazo, pero que los resultados a largo plazo dependen de esta relativa solidez inmune. Luego exploramos tres opciones y descubrimos que, bajo ciertas condiciones de inmunidad colectiva parcial, una estrategia de dosis única puede aumentar la probabilidad de evolución antigénica. Destacamos la urgente necesidad de detectar la carga viral y cuantificar las respuestas inmunitarias después de una dosis de vacuna y de ampliar los esfuerzos de vacunación a nivel mundial.