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高性能光子编号解析850 ...
自2001年首次示威以来[Gol'tsman等。，应用。物理。Lett。 79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。Lett。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。，adv。选择。Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。，J。Opt。19，043001（2017）]。在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。通过理论分析，我们表明，通过提高我们读取电路的信噪比和带宽，可以进一步改善所证明的检测器的PNR性能。我们的结果对于光学量子计算和量子通信的未来都是有希望的。
高性能光子编号解析850 ...
自2001年首次示威以来[Gol'tsman等。，应用。物理。Lett。 79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。Lett。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。 SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。 到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。 最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。 在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。 特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。 ，adv。 选择。 Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。 ，J。Opt。 19，043001（2017）]。 在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。 更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。79，705–707（2001）]，超导纳米线单光子探测器（SNSPDS）见证了二十年的伟大发展。SNSPD是大多数现代量子光学实验中的选择检测器，并且正在慢慢地进入其他光子含有光学的光学领域。到目前为止，在几乎所有实验中，SNSPD都被用作“二进制”检测器，这意味着它们只能区分0和> = 1个光子，并且丢失了光子数信息。最近的研究表明，原理证明光子数分辨率（PNR）SNSPDS计数为2-5个光子。在各种量子式实验中，高度要求光子数分解的能力，包括Hong – Ou-Mandel干扰，光子量子计算，量子通信和非高斯量子态制备。特别是，由于高质量的半导体量子点（QDS）的可用性，波长850-950 nm处的PNR检测器引起了极大的关注[Heindel等。，adv。选择。Photonics 15，613–738（2023）]和高性能基于铯的量子记忆[Ma等。，J。Opt。19，043001（2017）]。在本文中，我们演示了基于NBTIN的SNSPD，具有> 94％的系统检测效率，一个光子的低于11 PS的时间抖动，以及2个光子的低于7 PS。更重要的是，我们的探测器使用常规的低温电读数电路最多可以解决7个光子。通过理论分析，我们表明，通过提高我们读取电路的信噪比和带宽，可以进一步改善所证明的检测器的PNR性能。我们的结果对于光学量子计算和量子通信的未来都是有希望的。
圣何塞州立大学本科生科研补助金
1. Yu KR、Natanson H. 和 Dunbar CE (2016) 人类造血干细胞和祖细胞的基因编辑：前景和潜在障碍。人类基因治疗。729-740。2. Sun L.、Wu J.、Du F.、Chen X. 和 Chen ZJ (2012) 环 GMP-AMP 合酶是一种激活 I 型干扰素途径的细胞质 DNA 传感器。科学。339(6121) 786-91。3. Hoffman BE、Ertl HC、Terhorst C. High KA 和 Herzog RW (2012) 病毒免疫学前沿的基因治疗研究。微生物学前沿。3:182。 4. Dull T.、Zufferey R.、Kelly M.、Mandel RJ、Nguyen M.、Trono D. 和 Naldini, L. (1998) 具有条件包装系统的第三代慢病毒载体。病毒学杂志。72(11):8463-8471。5. Hacein-Bey-Abina S、Von Kalle C、Schmidt M、McCormack MP、Wulffraat N 和 Leboulch P. (2003) 两例 SCID-X1 基因治疗后患者中 LMO2 相关克隆 T 细胞增殖。科学。302:415-9。6. Raj D.、Davidoff AM 和 Nathwani AC (2011) 用于血友病 B 基因治疗的自互补腺相关病毒载体：进展与挑战。血液学专家评论。 4(5), 539-49。7. Rogers GL 和 Herzog RW (2015) 血友病的基因治疗。生物科学前沿。20:556-603。8. Lombardo A.、Genovese P.、Beausejour CM、Colleoni S.、Lee YL、Kim KA 和 Holmes, MC (2007) 使用锌指核酸酶和整合酶缺陷型慢病毒载体递送对人类干细胞进行基因编辑。自然生物技术。25(11):1298。
单光子在量子通信和计算中的应用
实际上，这确实意味着人们应该能够知道在给定的足够短的时间窗口内检测到了多少光子（与典型寿命发射器的数量级相当）。这实际上很难通过实验来实现，因为探测器通常无法足够快地从一次检测恢复到下一次检测，并且它们通常不太擅长区分在如此短的时间窗口内检测到的光子数量。这就是著名的 Hanbury Brown 和 Twiss (HBT) 实验的由来，其中使用 50/50 分束器来测量 g (2) 函数（参见图 1 正文）。这个想法非常简单。取一个单光子源，并在分束器的每个输出端口使用两个单光子探测器对其进行分析，真正的单光子将无法同时触发两个探测器。因为只有一个能量量子，即光子，所以粒子行为会显现出来，并且一次只能触发一个探测器，但不能同时触发两个探测器。这非常方便，因为我们可以通过使用两个探测器来规避探测器问题，因为当一个探测器启动并因此在一段时间内无法使用时，第二个探测器已准备好接收潜在的第二个光子。因此，观察到的光子反聚束行为告诉您，如果您在分束器之后通过两个探测器获得同时检测，则在两个探测器之间零延迟（τ=0）和 g (2) (0)=0 时不应发生同时检测。使用术语反聚束是为了强调我们在某一时刻有且只有一个光子 1 。我们说我们具有发射器的光子反聚束。格劳伯表明量子形式可以以同样的方式应用于这个实验 [Gla63a]。从那时起，人们就开始对物质与光子的相互作用进行详细描述和研究，但直到 1977 年，H. Kimble、M. Dagenais 和 L. Mandel [Kim77] 才通过实验证明单光子确实存在。他们利用了来自激发热原子束的单原子跃迁。光统计的第一个结果表明，单光子确实存在，它们不仅仅是某种方便的理论工具。1.1.1.3 N =1 福克态与弱相干态
确保关键矿物质供应：岩石技术破裂的地面是其在德国的第一个锂转换厂
突破性的标志着现场工程在125,750平方米的未来氢氧化锂转换器上的正式开始。Rock Tech最近根据《联邦排放控制法》获得了第一份部分许可，并计划在测试堆积和地面准备方面进行进展。Guben Converter应在2025年中开始进行调试，并将在2026年生产合格的电池级氢氧化锂。Guben Converter是加拿大 - 德国公司打算在欧洲和北美建造的五个转换器中的第一个。关于Rock Tech Rock Tech是一家清洁技术公司，该公司在加拿大和德国的运营旨在生产用于电池电池的氢氧化锂。该公司计划在其客户的门口建造锂转换器，以确保供应链透明度和及时交付，从该公司拟议的氢氧化氢锂商人转换器和德国古本的炼油厂设施开始。为了缩小清洁出行故事中最紧迫的差距，Rock Tech聚集了该行业中最强大的团队之一。该公司采用了严格的环境，社会和治理标准，并正在开发旨在进一步提高效率和可持续性的专有炼油过程。Rock Tech计划从其全资拥有的佐治亚州Spodumene湖项目中采购原材料，位于加拿大安大略省的雷湾矿业区，并从其他负责任的生产地雷中采购。在未来几年中，该公司还希望还从废弃的电池中获取原材料。有关前瞻性信息的警告说明岩石技术的目标：创建一个闭环锂生产系统。www.rocktechlithium.com有关更多信息AndréMandel，电话：+49（0）2102 89 41 116;或电子邮件：amandel@rocktechlithium.com，Rock Tech Lithium Inc.； 777 Hornby Street, Suite 600, Vancouver, B.C., V6Z 1S4 Photo and rendering material, as well as the release of the Brandenburg Government can be found here: https://bit.ly/GroundbreakingGuben Neither the TSX Venture Exchange nor its Regulation Services Provider (as that term is defined in policies of the TSX Venture Exchange) accepts responsibility for the adequacy or accuracy of this release.
神经重症监护学会第 19 届虚拟年会 2021 年 10 月 26 日至 29 日
口头摘要 1 血凝块负荷可将中脑周围蛛网膜下腔出血与动脉瘤病因区分开来 Daniel Mandel、Scott Moody、Kelly Pan、Bradford B. Thompson、Linda C. Wendell、Michael E. Reznik、Karen L. Furie、Ali Mahta 布朗大学，罗德岛州普罗维登斯，美国 背景与目的 中脑周围蛛网膜下腔出血 (PMSAH) 是一种以良性为主的蛛网膜下腔出血。然而，在少数 PMSAH 中，后循环动脉瘤是病因。由于担心遗漏动脉瘤，许多机构都追求详尽的影像学检查。我们旨在设计一个预测模型，该模型基于入院时非造影头部计算机断层扫描 (NCHCT) 的放射学特征，以将 PMSAH 与动脉瘤病因区分开来。方法我们回顾性分析了因疑似动脉瘤性 SAH (aSAH) 而入院的学术中心的连续患者。最终诊断为 PMSAH 或后循环 aSAH 的患者被纳入其中。使用 NCHCT，比较了各组基底池和侧裂中血液的厚度（连续变量）和位置（分类变量）。使用具有统计学意义的特征，我们创建了一个评分系统。使用接收者操作特性 (ROC) 来测量该模型预测动脉瘤病因的准确性。结果在 420 例 SAH 病例中，我们发现 56 例患有 PMSAH，48 例患有后循环 aSAH。平均年龄为 54.7 岁（标准差 12.6），58 名患者（54%）为女性。股池和周围池、半球间裂和侧裂的血液厚度测量值以及向侧裂的延伸程度均具有统计学意义（分别为 p=0.001、<0.001、<0.001、<0.001 和 <0.001）。利用这些显著数字，我们开发了一个 10 分制评分模型，以高精度预测动脉瘤病因（曲线下面积 [AUC] 0.98；95% CI 0.96-1.00；每增加一分的优势比：7.6；95% CI 2.6-22）。结论如果经过外部验证，我们的预测模型可能有助于临床医生对 PMSAH 患者进行风险分层。该模型可以最大限度地减少重症监护病房的长期入院时间，并降低医疗资源利用率和成本。
非单一超表面能够连续控制从玻色子到费米子的量子光子-光子相互作用
光子量子信息处理是量子技术的主要平台之一 1 – 5，它主要依靠光量子干涉来产生不可或缺的有效光子 - 光子相互作用。然而，由于光子的玻色子性质 7 和传统酉光学元件的受限相位响应 8、9，这种有效的相互作用从根本上局限于聚束 6。在这里，我们提出并通过实验证明了非酉超表面实现的光量子干涉的新自由度。由于独特的各向异性相位响应产生了两个极端的本征操作，我们展示了对两个单光子有效相互作用的动态和连续控制，使得它们表现出玻色子聚束、费米子反聚束或任意中间行为，超出了它们固有的玻色子性质。这种量子操作为基础的量子光物质相互作用和用于量子通信、量子模拟和量子计算的创新光子量子装置打开了大门。超材料是一种具有亚波长元素的结构化材料，可以实现自然界中无法找到的波响应。通过定制超材料，人们已经展示了诸如负折射率、亚衍射成像和隐形斗篷等前所未有的特性 10 – 13 。超表面（二维超材料）使我们能够利用平面光学任意定制经典光的波前和传播 14 – 18 。同时，光子是极好的量子信息载体，因为它们具有长相干时间、室温稳定性、易于操纵和光速信号传输。使用单光子源、分束器、移相器和单光子探测器的量子光子学一直是量子计算、量子模拟和量子通信的主要平台之一 1 – 5 。因此，将超材料无与伦比的光控制与量子光学相结合，可以带来量子信息应用的全新可能性 19 – 22 。光子量子信息处理应用（如线性光学量子计算 1 、玻色子采样 23、24、量子行走 25 和量子通信 26）的核心操作单元是量子双光子干涉 (QTPI)。分束器是此量子操作的关键元素。当两个无法区分的单光子同时到达 50:50 分束器的两个输入端口时，QTPI 表现为洪-欧-曼德尔 (HOM) 效应 6 。在原始的 HOM 实验中，两个光子总是聚集在一起，并以相同的输出离开分束器
克尔介质中驱动参量振荡器的量子动力学
相干态是一个重要的概念，其特征值关系为 ˆ a | α = α | α as，是研究和描述辐射场的一个非常方便的基础，它是由薛定谔于 1926 年在对量子谐振子的研究 1 – 4 中首次提出的。然而，基于相干态和光电检测的量子相干理论已由 Glauber、Wolf、Sudarshan、Mandel、Klauder 等人在 20 世纪 60 年代初发展起来，它与经典辐射场中的量子态最为相似，因此被认为是经典力学和量子力学的边界。Glauber 的创新工作于 2005 年获得诺贝尔奖，以表彰他。事实上，相干态已经成为量子物理学中最常用的工具之一，在各个领域，特别是在量子光学和量子信息中发挥着非常重要的作用。相干态使我们能够使用 Wigner 等人早期开发的准概率来描述光在相空间中的行为 7 。相干态的重要性在于它们的概括已被证明能够呈现非经典辐射场特性 8 – 10 。激光作为一种极具潜力的相干光的表现标志着对光与物质之间非线性相互作用的广泛研究的开始 11 。这可以通过实验通过将相干态穿过克尔介质来实现，这是由于出现了可识别的宏观相干态叠加，即所谓的猫态 12 。当克尔介质的入口状态是正则相干态时，Kitagawa 和 Yamamoto 引入了克尔态作为克尔介质的输出 13 。克尔效应会产生正交压缩，但不会改变输入场光子统计特性，即它仍然是泊松分布，这是正则相干态输入的特性，用于产生相干态的叠加 14 – 16 。这里值得注意的是，光在克尔介质中的扩散也以非谐振荡器样本为特征，非谐项取为 ˆ np ，其中 p 为整数（p > 1）17 , 18 。该振荡器模式可以被评估为描述注入具有非线性磁化率的传输线（例如光纤）的相干态的演变。用相干态的量子力学描述的激光束在通过非线性介质时会经历各种复杂的改变，包括量子态的崩溃和复活。在任何线性或非线性的演变中，耗散总是会发生。耗散效应通常导致振幅的减小，但是，如果相互作用发生在原子尺度上，量子效应就会很显著 19。非线性相干态是标准相干态最突出的概括之一 20 。一个合适的问题是：如果初始相干态的时间演化受到时间相关谐振子哈密顿量的影响，并与时间相关外部附加势 21 – 24 耦合，会发生什么情况？时间相关谐振子有很多种，例如参数振荡器 11、25 、卡尔迪罗拉-卡奈振荡器 26、27 和具有强脉动质量的谐振子 28 。
引文 Licata JP, Gerstenhaber JA 和 Lelkes PI (2025) 用于体外电刺激心脏细胞的新型低成本生物反应器。前沿。生物
动脉、植入式设备（如起搏器或植入式除颤器），或在最极端的情况下移植整个心脏（Aronow，2009）。然而，这些疗法并不能直接修复心脏受损的组织。为此，人们进行了无数次尝试，将干细胞衍生的心肌细胞（CM）直接整合到梗塞的心脏中（Silver 等人，2021），无论是单细胞植入（Lee 等人，2024）还是实验室制造的心脏贴片（Liu 等人，2024）。迄今为止，仍然存在阻碍这些治疗成功的重大挑战，例如细胞保留（Wu 等人，2021 年）、由于干细胞分化不完全而导致的畸胎瘤形成风险（Kawamura 等人，2016 年）或缺乏电生理整合（Gepstein 等人，2010 年；Liao 等人，2010 年）。解决这些问题的一步是持续生成干细胞衍生的成熟 CM，这些 CM 在移植后可以通过连接蛋白电耦合到现有的心脏组织（Roell 等人，2007 年）并对电信号作出反应以控制心跳（Mandel 等人，2012 年）。电信号对于体内心脏组织的发育非常重要（Thomas 等人，2018 年；Hirota 等人，1985 年）。体外电刺激 (ES) 此前已被探索作为心脏细胞成熟和功能的调节剂，特别是在人类诱导多能干细胞衍生的 CM (hiPSC-CM) 中 (Ronaldson-Bouchard 等人，2019 年；Ma 等人，2018 年；Hernández 等人，2018 年)。然而，这些研究的结果并不一致。虽然大多数研究表明，一定量的直接耦合脉动 ES 有利于 CM 成熟，但尚未就最佳刺激参数达成共识，包括刺激信号的频率、幅度和脉冲持续时间 (Dai 等人，2021 年)。虽然大多数已发表的研究都是使用 3 – 6 V/cm 范围内的电场强度进行的（Ruan 等人，2016 年；Crestani 等人，2020 年；Chan 等人，2013 年），但其他研究报告称 ES 低至 2 V/cm（Hirt 等人，2014 年）或高达 9 V/cm（Ronaldson-Bouchard 等人，2018 年）。研究在 ES 信号的频率（Tandon 等人，2011 年）和持续时间（Geng 等人，2018 年；Yoshida 等人，2019 年）以及开始此类刺激的发育时间点（Crestani 等人，2020 年；LaBarge 等人，2019 年）方面也存在显著差异。个别研究可能会同时改变多个参数，例如：电刺激的幅度、脉冲频率、持续时间和发展时间。鉴于其中一些研究（Gabetti 等人，2023 年；Hu 等人，2024 年）报告了多个参数变化的结果，但没有适当的控制，因此很难区分哪些参数对于指导心脏分化至关重要。生物反应器是动态细胞和组织培养容器，用于为体外生长的细胞提供刺激，从而重现静态培养条件下通常找不到的环境线索（Licata 等人，2023 年）。尽管最近开发了生物反应器来向心脏细胞传递电信号，但作者往往未能提供足够的细节来确保工作可以重现（Gabetti 等人，2023 年；Hu 等人，2024 年）。在本研究中，我们提出了一种生物反应器，用于精确、可控的电刺激体外生长在 2D 单层或 3D 球体中的细胞。该生物反应器设计用于低剪切流体混合，以增强营养物质的利用率，同时还允许在整个实验期间使用
安全案例：一种可扩展的边境AI安全方法
黑体是一个理想化的物体，它吸收所有传入的辐射并反射或传输，同时也是所有波长辐射的完美散热器。这种现象被称为黑体辐射，其特征是热能光谱，该热能光谱显示了在一系列波长或频率上的辐射强度。可以使用量子理论控制的几种原理来描述黑体辐射的定律。需要特殊的望远镜才能观察肉眼不可见的恒星发射辐射。上次审查于2023年1月14日。“黑体”重定向。注意：这与黑体不同（电影）不同。波兰实验室中的黑体散热器近似于普朗克定律描述的理想模型，并作为光谱辐照度的标准。随着黑体的冷却，其辐射强度降低，峰值波长向更长的波长移动。为了进行比较，经典的雷利 - 简 - 与其紫外线灾难一起显示。黑体或黑体是一个理想化的物体，可吸收所有电磁辐射，而不论入射率频率或角度如何。在热平衡处发出的黑体发射的辐射称为黑体辐射。它的名称来自它吸收所有颜色的光。相比之下，白色身体在各个方向均匀地反映了射线。在恒温下的黑体根据普朗克定律发出电磁辐射，其光谱仅由温度决定（见图），不受形状或组成影响。理想的黑体具有两个关键特性：1）它是一个理想的发射极，2）它垂直于发射方向，无论方向如何，它都会辐射各向同性的能量。真实材料会散发出黑色能量水平的分数 - 发射率。按照定义，热平衡中的黑体具有发射率ε= 1。发散性较低的身体称为灰色身体。以高发射率建造黑体仍然是一个令人感兴趣的话题。在天文学，恒星和行星辐射中有时会使用有效温度来表征，该温度代表了发射相同总电磁能通量的黑体温度。艾萨克·牛顿（Isaac Newton）在他的1704年书中介绍了黑色身体的概念，询问黑体是否比其他颜色更容易从光中吸收热量，因为进入它们的光不会反映出，而是被反射的，有时会吸收，有时会散布在内部，直到它消散。古斯塔夫·基尔乔夫（Gustav Kirchhoff）在1860年首先提出了一个黑体的想法：“可以想象到身体完全吸收了所有事件射线，既不反映也没有传播。”黑体被定义为从所有波长和角度的辐射吸收器。理想化的表示，称为黑体，允许所有入射辐射无反射地进入它，并在内部吸收所有辐射。[10]此定义下降了“无限小厚度”的引用。[9]一个用于模拟黑色表面的广泛使用的模型是一个隔离的围墙中的一个小孔，墙壁上有不透明对辐射的壁。但是黑体辐射到底是什么？入射辐射通过孔进入，如果外壳足够大，则几乎没有机会再排放。但是，当入射辐射波长超过孔的直径时，由于反射，该模型并不完美。[10]有限大小的腔体内的辐射不会遵循理想的planck频谱，而波长与腔的大小相当或大。[11]围栏中的一个小孔可以逃脱一些辐射，近似黑体辐射，该辐射表现出温度t的能量分布特征，并且与小于孔的大小的波长无关。[11]热力学的第二定律指出，如果不受干扰，腔内的辐射最终将达到热平衡，[12]，尽管此过程可能需要很长时间。[13]通常，通过腔或壁中的材料对辐射的持续吸收和辐射发射达到平衡。这种机制“热化”传入辐射，将能量重新分布直至光子达到普朗克分布。与稀释的气体（如稀释气体）相比，凝结物质的存在速度显着加快了热量化的速度。与与物质的相互作用相比，低于数十亿的开尔文，直接光子 - 光子相互作用通常微不足道。[19]可以将光子视为一种相互作用的玻色子气，[20]在H Theorem下描述，任何相互作用的玻色子气体都将在一般条件下达到热平衡。通过热辐射的身体行为通过其传播（τ），吸收（α）和反射（ρ）来描述。身体及其周围环境之间的界面可能是粗糙的或光滑的。对于非反射界面，将区域与不同的折射率分开，反射和折射定律必须是粗糙的。理想化的不透明体不会传输辐射，但可能反映出某些辐射，而透明的身体会传递所有入射辐射。对于所有波长，灰色体具有常数α，ρ和τ。白色身体在各个方向均匀地反映了所有入射辐射。黑体的特征是τ= 0，α= 1，ρ= 0。普朗克的模型描述了完美的黑色身体，但由于表面缺陷而指出了它们在自然界的不存在。基尔乔夫（Kirchhoff）介绍了一个完美的黑体，具有完全吸收的表面层，但普朗克（Planck）指出了对这一想法的严重限制。黑体的实现包括1898年的Otto Lummer和Ferdinand Kurlbaum的腔辐射源，该辐射源已用于迄今为止用于辐射测量。类似黑体的材料是为了伪装和雷达吸附剂应用以及太阳能用途而寻求的。黑体材料是大多数波长的光吸收器，使它们有效地发射红外辐射。这些特性使其非常适合在空间或真空等极端环境中加热应用。此外，它们是有效的抗反射表面，可减少望远镜和相机中的流浪光，从而更准确地观察。具有高折射率的纳米孔材料也表现出较低的反射率，有些人的平均反射率为0.045％。研究人员一直在探索对传统灯泡涂料（例如碳纳米管）进行改进的新材料，这些材料可以实现近乎完美的黑体行为。创建诸如Nanoblack和Super Black之类的材料的创建已经突破了吸收率的边界，某些材料吸收了多达99.9％的传入光。恒星的有效温度取决于理想的黑体的温度，该温度辐射与恒星相同的能量。可以使用不同的颜色指数（例如B-V和U-B）来计算此值，这些颜色指数提供了有关恒星表面通量的信息。通过分析这些指数，天文学家可以估算恒星的有效温度，并将其与完美的黑体温度进行比较。对主要序列和超级恒星的研究揭示了它们的颜色与有效温度之间存在粗糙的相关性。这些恒星群的曲线位于相应的黑体U-B指数下方，表明它们比具有相同颜色指数的理想黑体发出的紫外线少。有趣的是，太阳的有效温度低于其光球温度，该温度随着深度而变化。还使用颜色颜色图中的B-V和U-B颜色指数计算了黑洞的有效温度。物理学家认为，黑洞的温度非零，辐射具有几乎完美的黑体光谱，最终通过真空波动蒸发。大爆炸理论的基础是宇宙学原理，表明在大范围内，宇宙是同质和各向同性的。最初，在编队后大约一秒钟，它是一个在10^10 K以上的温度下的黑色身体。随着它的扩展，物质和辐射冷却，导致当今的宇宙微波背景辐射，在2.7 k左右，它几乎是理想的planck频谱。这种辐射源于Anisotroproproy的真正黑体的完善，这一辐射由Anisotropropy变体的一部分，一部分大约100,000。Stefan-Boltzmann定律将黑体辐射的总能量为σT^4，其中σ是Stefan-Boltzmann常数（5.67×10^-8 W/M^2/K^4）。一种简化的冷却方法涉及补充该法律的发射ε≤1，并考虑辐射，热容量和温度随时间变化的功率变化。但是，这些假设忽略了细节，例如热重新分布机制，变化的组成，相变和温度变化的发射率。这种简化可以通过将总发射功率与发射表面积联系起来来估计对象尺寸，该功率用于确定X射线突发源自中子星而不是黑洞。热辐射定律与物体如何在各种波长中发出或吸收光线有关。通过引入少量物质可以吸收并散发所有光频率，可以加速腔中辐射的热平衡。这是基于包括普朗克，劳登和曼德尔和狼在内的各种物理学家的工作。实现热力学平衡的关键在于光子之间的相互作用，当仅存在光子时，这可以忽略不计。需要少量物质来促进此过程。当光子彼此相互作用或与物质相互作用时，除非分子的分布达到平衡，否则随着时间的推移会导致热能降低。为了表征这种情况，可以定义称为“ H”的合适数量。这个概念对于理解气体如何随着碰撞而进行的行为和变化至关重要。此外，某些材料在吸收或反射光（包括极端黑暗）方面具有出色的特性。示例包括垂直排列的单壁碳纳米管和低密度纳米管阵列制造的极深的材料。这些概念对于理解量子水平的辐射和物质的行为至关重要，尤其是在热力学和统计力学中。在包括物理，天文学和材料科学在内的各个领域进行了广泛的研究，黑体光谱及其性质的概念已得到广泛的研究。由理查德·布朗（Richard Brown）及其同事在英国国家物理实验室创建的“有史以来最黑的黑色”材料就是这种现象的一个例子。对黑人光谱的研究可以追溯到古代，诸如亚里士多德（Lawrence Hugh Aller，1991年）等哲学家的观察以及后来的天文学家（如David F Gray）（1995年2月）。在天体物理学和恒星天文学的背景下，还探索了与材料相互作用的光子的研究（Kenneth R. Lang，2006; B. Bertotti等，2003）。黑体光谱的形成受源中温度曲线（例如太阳或恒星）的影响（Simon F. Green等，2004； David H. Kelley等，2011）。此外，近年来已经对热力学及其在黑洞中的应用进行了广泛研究（Robert M Wald，2005年）。最近的研究还探索了碳纳米管的特性，可用于创建接近完美的黑色表面（Ghai等，2019）。这些材料的开发对包括能源，电子和航空航天在内的各个领域具有重要意义。总体而言，对黑体光谱及其特性的研究继续促进我们对物理世界及其许多奥秘的理解。目前尚无实验或观察证据来支持黑洞热力学的理论。研究人员提出了各种例子，包括通过中微子的发射和辐射冷却中子恒星，但是这些想法尚未经过经验测试。中子恒星中的冷却过程受热容量和中微子发射之间的平衡的控制，其生命的前105 - 6年。后来，夸克物质核心变得惰性，由于核物质分数的中微子排放，恒星进一步冷却。请注意，此解释版本着重于原始文本中介绍的主要思想和概念，而不是提供有关提到的每个点的详细摘要。**基希霍夫的辐射法及其历史**在柏林，在公元783 - 787年之间，古斯塔夫·基希霍夫（Gustav Kirchhoff）就身体发射和吸收辐射的能力之间的关系做出了重大发现。这个概念后来被称为基尔霍夫的辐射法。**早期实验**基希霍夫（Kirchhoff）的论文之一，“关于光和热的不同物体的辐射和吸收力量之间的关系”，在1860年由弗朗西斯·古斯里（Francis Guthrie）从德语转换为英语。在本文中，基尔乔夫解释说，完美的辐射吸收器也是完美的发射极。**黑体理论的发展**在接下来的几十年中，其他研究人员建立在基希霍夫（Kirchhoff）的作品上，包括路德维希·鲍尔茨曼（Ludwig Boltzmann）和马克斯·普朗克（Max Planck）。他们开发了“黑体”的概念，它是一个理想化的物体，它吸收了所有传入的辐射而无需反映任何传入的辐射。**热力学和天体物理学的进步**在20世纪，科学家继续完善他们对黑体理论的理解。阿尔伯特·爱因斯坦（Albert Einstein）对量子力学的发现，使人们对辐射及其与物质的相互作用有了更深入的了解。**现代发展**如今，研究人员正在努力开发可以模拟完美辐射吸收器的特性的新材料。这些材料在天体物理和光学等领域中有应用。注意：我保留了原始文本的结构和音调，但对其进行了改写，以使其更可读和简洁。一项开创性的实验导致发现了量子力学中的新领域，该领域深入研究了辐射下物质的行为。从定义上讲，没有材料是完美的“黑体”，但是有些像碳相似的东西已经接近。在本文中了解其复杂性，示例和特征。这种现象更多地是关于系统的特征，而不是对其进行震撼的实际辐射。黑体辐射：本质上是一种理论概念，一种完全吸收所有入射辐射的系统或物质，而无需重新传播任何一个辐射，都可以视为完美的黑体。根据热力学定律，这种系统必须发出与吸收的光一样，尽管在不同的温度和能量水平下。完美的黑色身体：理想的场景真正的黑色身体将完全黑色的身体看起来完全黑色，因为它能够吸收所有入射热辐射，而不论波长如何，而没有任何传输。但是，这种情况仍然纯粹是理论上的，因为没有任何材料能够真正体现这些特征。黑体辐射的例子和材料虽然没有完美满足黑体标准的材料，但是像石墨这样的物质在光吸收方面非常有效 - 达到96％。太阳也很近，发出了大量的阳光，但效率约为70％。其他示例包括加热物体，例如烤面包机元素和灯泡细丝。理解黑体辐射可视化吸收并以同样概率排放所有辐射的系统是具有挑战性的。但是，物理学家通常认为黑体是热平衡中理想化的空心金属盒 - 配有一个用于辐射逃生的小孔。这个思想实验有助于说明黑体辐射的概念。黑体辐射光谱：连续现象。任何加热物体发出的光谱落在黑体辐射的伞下。值得注意的是，这种现象表现出连续的特性，该特性受物体温度而不是其固有特征的控制。本质上，黑体根据温度在各种波长中排放热辐射。电子过渡和黑体辐射根据量子力学，电子从较高能量状态到较低的态度导致光的发射 - 导致黑体辐射的连续光谱。这种现象为排放提供了宝贵的见解，并在加热，照明，热成像等方面具有实际应用。黑体辐射特征：关键定律，黑体辐射的行为可以通过支配其特征的几个基本定律来解释...根据位移定律，黑体辐射曲线在与温度成正比的逆波长处达到峰值。Wien的公式λmax= b/t显示最大波长（λmax），Wein的常数（b = 2.8977*10^-3 m.k）和温度（kelvin中的t）。普朗克定律在特定温度下使用eλ= h*c*t^（-5）/cosh（h*c/λkt）-1在特定温度下使用黑体发射的光谱能密度。Stefan-Boltzmann法律显示总发射能量（E）与绝对温度成正比（T^4）。黑体辐射曲线显示，较热的身体在较短的波长处辐射峰值能量，而总能量随温度升高而增加，但在较小的波长下峰值。动物的辐射主要属于红外辐射，而肉眼看不到。然而，Max Planck提出能量以离散量（称为Quanta）来解决这一悖论。的应用包括观察灯泡在加热时从红色变为白光的细丝灯泡，并焊接金属碎片，由于温度的升高而发光不同的颜色，这也用于夜视设备中，通过将红外辐射转换为可见图像，以检测暖血动物和人。黑体辐射具有各种商业应用，包括安全性，测试，照明和供暖，因为它能够发射热能。这种现象用于许多过程中，例如电加热器，炉灶，白炽灯灯泡，太阳，星星，防盗警报，温水动物和夜视设备。Planck的辐射定律允许在任何波长和温度下计算能量强度，从而确定黑体辐射源的特性。选择此类来源取决于诸如发射率，温度，发射面积的大小，冷却时间，热身时间和调节稳定性等因素。在物理学中，理想黑体的概念导致了紫外线灾难，该灾难预测了热平衡时无限能量。偏离瑞利 - 吉恩法律的方程式，构成了量子力学的基础。