《国家科学院院刊》
大气永久氧化前1亿年已出现有氧氮循环
美国麻省理工学院的Benjamin T. Uveges团队发现大气永久氧化前1亿年已出现有氧氮循环。5月12日，相关研究发表于美国《国家科学院院刊》。
研究人员报告了来自4个相隔数百公里的钻探岩芯、分别形成于约24.3亿年前（Duitschland组）和约23.3亿年前（Rooihoogte组）的稳定碳（δ13C）、氮（δ15N）同位素比值数据。在Duitschland组中观察到显著的碳同位素负偏移，表明当时发生了大规模有机碳氧化事件，这可能与一次假定的“雪球地球”事件及24.3亿年前的大气氧含量上升事件密切相关。此外，Duitschland组中一致较高的δ15N正值，结合全球δ15N记录在时间尺度上的广泛变化趋势，呈现出与现代海洋沉积物相似的分布模式，表明有氧氮循环的出现时间比此前公认的早了大约1亿年。
这项研究更新了关于大氧化事件前后海洋氮循环和地球表面氧化演化过程中的一个关键时间节点。
相关论文信息：
10.1073/pnas.2423481122
《光：科学与应用》
高度多模系统频率转换过程的光子-光子化学热力学
美国加州大学洛杉矶分校的Demetrios N. Christodoulides团队对高度多模系统中频率转换过程的光子-光子化学热力学进行了研究。5月12日，相关研究发表于《光：科学与应用》。
通过运用光学统计力学中的基本概念，研究人员建立了一个普适性理论框架，将所有频率成分视为可以参与由多种多波混频效应所介导的“光学热力学反应”的化学反应物或产物。这些光子-光子反应受守恒定律支配，直接决定了每种频率组分在所形成的化学平衡中的光学温度和化学势。
在此基础上，研究人员构建了一个全面的化学计量模型，并正式推导出一个表达式。该表达式以类似于原子/分子化学反应的方式，将化学势与光学化学计量系数联系起来。这一理论进展开启了新的预测能力，有助于在高度多模光子结构中优化频率生成，从而超越传统方法仅依赖非线性光学动力学的局限性。此外，研究人员识别出一种瑞利-金斯热化的普适机制：在接近零光学温度的条件下，某种光学反应能够促使光向目标频率的基本模式进行完全且熵增不可逆的转化。
这项研究的理论结果在可实现二次谐波产生、和频产生及四波混频过程的数值模拟中得到了验证。
相关论文信息：
10.1038/s41377-025-01856-4
0 条