“小柯”秀

《自然》

非绝热朗道—齐纳—马约拉纳隧穿首次可视化

借助亚周期能带结构摄像技术，德国雷根斯堡大学的Vincent Eggers等首次直接观测到强光场驱动的非绝热朗道—齐纳—马约拉纳隧穿，为理解强场下量子材料的电子调控提供了新视角。近日，相关研究成果发表于《自然》。

强光场为全光方式调控相干电子轨迹、设计能带结构和塑造物质的涌现相开辟了全新的可能性。要揭示其背后的量子机制，需要在能带结构中直接可视化光波驱动的电子运动。尽管光电子动量显微术已对许多光周期平均后的光激发电子进行了成像，但亚周期能带结构摄像此前仅限于较小的电子动量。然而，量子材料中光波驱动的基本过程往往发生在整个动量空间。

对此，研究团队引入了一种覆盖整个第一布里渊区、具有阿秒精度的亚周期能带结构摄像技术，并可视化了最基本却又难以捕捉的强场过程之一：非绝热朗道—齐纳—马约拉纳隧穿。强场驱动在石墨烯的类狄拉克能带结构中的加速，与周期性朗道—齐纳—马约拉纳带间隧穿相互作用，表现为布里渊区边缘载流子分布的相干亚周期位移与畸变。这种极度非热平衡的电子分布，使研究团队能够区分相互竞争的散射过程，并评估其对相干电子调控的影响。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-11214-y

能带结构显著延缓电子—空穴复合

英国牛津大学的Marcello Righetto等发现，硫化铋具有独特的“准直接带隙”能带结构，可在保持强光吸收的同时显著延缓电子—空穴复合，从而绕开基尔霍夫吸收—发射互易律对太阳能转换效率的根本限制。近日，相关研究成果发表于《自然》。

良好的吸收体必定也是良好的发射体，这一原理是广义普朗克定律的基础；当以范鲁斯布鲁克—肖克利方程的形式应用于半导体时，会使太阳能转换受到实质性限制。

研究团队展示了如何在硫化铋等半导体中规避这种互易关系——这类半导体表现出准直接带隙特征，即一个较低能量的间接跃迁与一个位于其上方几个kBT处的直接跃迁相伴。在确定硫化铋的准直接带隙性质之后，研究团队揭示了这一特征如何相对于经典直接半导体显著延缓该材料中的双分子电子—空穴复合。

由此形成的高吸收系数与延迟复合的组合，为打破普朗克定律相关限制提供了前所未有的可能性，对太阳能转换具有深远意义。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1038/s41586-026-11223-x

《科学》

全球淡水物种所受威胁在地理上高度集中

加拿大麦吉尔大学的Christophe Brabant等发现，全球淡水物种所受威胁在地理上高度集中。近日，相关研究成果发表于《科学》。

人类活动正在侵蚀生物多样性，尤其是淡水物种。尽管全球在量化物种脆弱性和威胁方面已取得重大进展，但人们对全球淡水物种正在受到何种威胁仍缺乏认识。

研究团队开展了一项以物种为中心的威胁空间评估，绘制了45类威胁对21490个两栖类、鱼类、哺乳类、蜻蜓类和爬行类淡水物种的影响。研究团队发现，在高度开发和水资源管理强度大的区域，物种受到多种重叠威胁的强烈影响。尽管威胁因类群和区域而异，但威胁概率的升高会提高灭绝风险和种群下降的程度，且淡水物种所承受的威胁强度高于陆生物种，空间格局也截然不同。

这些发现为锁定最急需的淡水保护与管理干预措施建立了空间明确的基线。

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https://doi.org/10.1126/science.aeb7910

固有胎龄时序主导早产后人类小脑发育

美国国家儿童医院的Georgios Sanidas等发现，早产会使人类小脑的发育轨迹偏离固有的宫内时序，表现为谱系特异的发育异步，因而同一矫正月龄的婴儿可能处于截然不同的发育状态。近日，相关研究成果发表于《科学》。

内在程序塑造着大脑成熟过程，但其中哪些程序会被早产扰乱，以及涉及哪些分子通路，仍属未知。人类小脑是宫外发育的范例，其加速生长和回路形成与妊娠晚期同步，而这一阶段会被早产打断。

研究团队利用涵盖活体神经影像和神经发育结局，以及死后空间转录组和组织病理学分析的多模态数据集，发现早产使小脑的发育轨迹发生偏移。尽管围产期暴露因素有所不同，但小脑生长和功能结局仍随胎龄而定。支撑宏观轨迹的空间分辨发育程序，表现为颗粒细胞成熟不完全和浦肯野细胞结构精细化的受损，提示谱系特异的发育异步。

相关论文信息：

https://doi.org/10.1126/science.aeb9095