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受限许多体系统中热光子的超 ballistic 运输

Superballistic transport of thermal photons in confined many-body systems

Institute of Frontier and Interdisciplinary Science, Shandong University(山东大学前沿交叉科学研究院);School of Energy Science and Engineering, Harbin Institute of Technology(哈尔滨工业大学能源学院);Laboratoire Charles Fabry, UMR 8501, Institut d’Optique, CNRS, Université Paris-Saclay(查尔斯·法布里实验室,法国国家科学研究中心光电学研究所,巴黎萨克雷大学)

Jian Dong, Junming Zhao, Philippe Ben-Abdallah, Linhua Liu

AI总结:

研究提出在稀疏等离子体纳米颗粒链中,通过腔体引导模式放大长程相互作用,实现超越传统 ballistic 运输极限的超 ballistic 热辐射热传输,为超快光子热传输及量子纳米系统热管理提供新途径。

摘要:

当系统尺寸小于能量载体的平均自由程时,球面传输被认为是能量传输的极限。在此,我们预测了一种超球面辐射热传输模式,该模式在稀疏等离子体纳米颗粒链中超越了这一极限。这种异常模式表现出有效热导率的超线性 scaling(k ~ L^1.5),其起源是通过腔体引导模式放大长程相互作用。我们的结果建立了一个超快光子热传输的框架,并为量子和纳米系统中的热管理、信息处理和能量传输开辟了新途径。

英文摘要:

Ballistic transport, realized when the system size is smaller than the mean free path of energy carriers, is traditionally regarded as the ultimate limit for energy transfer. Here, we predict a superballistic radiative heat transport regime that surpasses this limit in dilute chains of plasmonic nanoparticles confined within cavities. This anomalous regime exhibits superlinear scaling of the effective thermal conductivity (k ~L^1.5) and originates from the amplification of long-range interactions mediated by cavity-guided modes. Our results establish a framework for ultrafast photonic heat transport and open pathways for thermal management, information processing and energy transfer in quantum and nanoscale systems.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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