eLight·封面 | 论文发表6天下载6.3万次

Original Light新媒体 中国光学 2022-05-24 15:00 Posted on 吉林

编者按

eLight编辑 / 郭宸孜（右），孙婷婷（左）

六天前，eLight发表了纽约城市大学爱因斯坦杰出特聘教授Andrea Alu的一篇邀请综述，目前文章已经有6.3万次阅读。然而，这几天我们的心情却此起彼伏，借此编者按，与各位分享一个“家长里短”的故事。

两天前，我突然想到这篇文章的一个细节，想要再确认一下。点进文章后，难以置信的access数据：2.2万出现在我眼前。诚实的说，我真的揉了好几遍我的眼睛，才确认是真的。虽然此前我们一致认为这是一篇具有broad interest的综述，时机、构思、启发性都非常强，而且Alu也确实是40岁出头、H指数就高达120的明星大佬，在Google Scholar的热门领域Metamaterials、Electromagnetics、Plasmonics、Nanophotonics等领域标签中，总引用都排在前十。但是如果关注光学领域的朋友就会知道，光学圈并不大，在我印象中，一般被引大几百次的光学论文由于本身文章热度高且一些读者重复访问文章多次，才会有2万+的阅读。所以可以想象我当时的心情，是既兴奋，又带着自我怀疑的忐忑。我做了大量调查，把文章的媒体数据和我们在国内外社交媒体分享时的阅读加权，最终数据是远大于2.2万的，虽然媒体的阅读不一定能完全转化为文章阅读，但至少说明2.2万是可信的。我怀着异常兴奋的心情，发了朋友圈向大家汇报这个好消息，同时也写信分享给Alu教授。第二天清晨，我出于好奇又点进文章，access再度令我震惊：4.8万！那时我彻底不淡定了，我高度怀疑哪里出了问题。举个简单的对比，不知道大家是否记得被曹原的魔转角文章刷屏的时候，这篇大写的优秀的文章发表4年，被引4000+次，阅读是20万+。所以我陷入了深深的自我怀疑，甚至纠结起会不会出了什么差错，连之前的2.2万也是错误的数据，但是我却已经广而告之了？到了单位，我一边联系主编，一边和白老师以及同事讨论，最终我们决定向出版商了解情况。和我们的Publisher杨璐老师聊完后，她向我提及，系统数据是不会出错的，除非一种情况：过往一些热门的文章会被机器人持续自动下载后，去转载或是兜售，但这种情况后台一般可以通过IP异常识别出来。据此，我们决定让杨老师和她同事确认这篇文章的后台数据。我只等待了短短几个小时便得到了杨老师的截图和回复：数据无误，令人振奋。但这几个小时间，我的内心备受煎熬，兴奋、期待、压力和怀疑交织在一起。今天，文章的access上涨至6.3万，同时我们欣喜的发现，eLight其余文章的access也上涨了300/篇/天，超出以往的5倍，说明这篇文章也给eLight期刊带来了读者。

说到这，还有一件趣事，eLight之前的文章阅读数据都不错，有2篇文章已经9800多次阅读了，我还在心中暗自揣测，哪一篇会率先成为我们首篇破万阅读的文章，没想到被Alu的综述弯道超车了。不过令人开心的是，在昨天和今天，这两篇文章也分别迈进了1万阅读大关。文中，我们也会将3篇破万阅读的文章排列展示一下，一家人就是要整整齐齐。

也许有人会问，我们为什么这么在意阅读量？其实eLight创刊不到1年，去年的文章已经篇均被引30次了，这是对期刊而言很现实的数据，但是Alu这篇综述的阅读量却给了我们更大的鼓舞。因为从Light到eLight和Light: Advanced Manufacturing，我们一直坚持期刊是为读者服务的，如果没有人阅读，那办刊的意义又何在呢？在我们心中，阅读是一切影响力和数据的前提。所以我们感谢在朋友圈中阅读我们文章的你们，也感谢那些回复我们邮件推送的科学家，有说“very interesting paper”和“very promising”的，有说“have been following eLight closely”和“精确说出eLight有几篇文章的”，没有想到常常被认为是广告的邮件推送能收到这些真诚的回复，我们内部常常会一起欣赏，内心感受到了无限的力量。

最后想说明，这篇编者按仅限于我个人的见闻，有很多文章，例如PRL的引力波文章，Science的量子计算优越性文章，COVID初期的很多重要进展，都是几十万上百万的阅读的，还有像Shanhui Fan被引了17000多次的Photonics Crystals神文，虽然期刊没有显示阅读，但是可以想象一定是几十万-百万级别的，所以以上只是个人浅见，有未提及的重要文章请原谅编者见识的局限。

郭宸孜（eLight编辑部主任）

超材料——具有特定亚波长结构的人工媒质，现如今已具有了自然界材料所不具备的广泛的新颖特性。因此，在各种波动体系的研究中都有大量工作以其为平台展示丰富而奇特的物理现象。

近些年来，有关超材料的研究也拓展到了时间域，非互易传播、时间反演、光增益和拖拽等全新的波调控的概念得以被深入探究。与此同时，凝聚态物理领域也有不少研究着眼于“设计”物质，拓展了已知物相的范围。其中尤为有趣的当属 Floquet 物质，其特点是哈密顿量在时域具有周期性；这种周期调制可由光脉冲等手段改变电子的能带结构来实现，因而可以极大地改变物质的稳态特征。

最近，Floquet 物理的相当一部分研究工作很好地扎根于拓扑绝缘体这一科研沃土。拓扑绝缘体可以使波的传播免受媒质中杂质和无序散射的影响，这一发现也获得了 2016 年诺贝尔物理学奖。静态的拓扑绝缘体往往依赖于其特定的空间晶体排列或外加磁场，而 Floquet 系统中周期性的时间调制恰恰能合成有效磁场，且不再局限于电子体系，而可以推广至电磁波（光子）、固体或气体（声子），乃至水波。后述这些体系通常都不受或极不敏感于外加磁场的影响。

Floquet 系统的光学实现传统上是通过用空间维度替换时间维度来实现的。然而，根据诺特定理，时间平移对称性破缺本质上意味着系统中存在增益和损耗（不再满足能量守恒），即系统与施加时域调制的外部机制（其作用类似于一个能量源或负载）有着能量交换。由于其固有的非平衡动力学特性，Floquet 拓扑系统自然也拥有了静态拓扑系统所不具备的新奇特点。

与此同时，超材料的研究实现了许多极端的波—物质相互作用，而时间维度最近也成为了设计新颖波动现象的又一自由度。这其中包括时间反演（类比于波在空间分界面的反射现象）、非互易性（波的传播特性依赖于其传播方向）等众多物理现象。尤为重要的是，超材料的概念已然延拓到了大多数波动体系中，不失为研究 Floquet 物理中的丰富现象的一个理想实验平台。

然而值得注意的是，超材料在波动物理学中的广度也带来了独特的复杂性和挑战。例如，大多数光子系统对入射波的响应具有固有的时延，这在求解诸如电子等物质波的薛定谔方程时通常不存在。这种效应即是大家熟知的色散（如棱镜将白光分成一道彩虹）。当材料特性以超快的速度被调制乃至发生突变时，色散又为 Floquet 超材料的设计提供了新的自由度。而这种超快（小于一个周期）的材料特性变化，又可形成时间域的超构单元；其作为基本单元的响应再经周期性组合后又能涌现更为丰富的物理特性。

总而言之，Floquet 超材料中单个时域超构“原子”的响应与整体的 Floquet 行为的协同作用可以作为调控波—物质相互作用的全新范式。尽管仍有许多未知的挑战， Floquet 物理和超材料的融合定将相得益彰，有望在这两个领域都激发出新的灵感与概念，并为这些新兴概念在经典波体系中的实现提供更多的可能性。

图1：Floquet 物理和超材料的主要进展和应用，及二者结合作为 Floquet 超材料的示意图

Yin, S., Galiffi, E. & Alù, A. Floquet metamaterials. eLight 2, 8 (2022).

https://doi.org/10.1186/s43593-022-00015-1