CO 光譜能告訴我們星際冰晶的形成故事嗎？

期刊: ApJ, 1003, 3 (2026)

作者: R. Aslam, C.-Y. Lee, Y.-H. Chiu, C. Cecchi-Pestellini*, A. Ciaravella, A. Jiménez-Escobar, A. Mangione, & Y.-J. Chen*

題目: CO Line Profiles in Accreting Ices

研究說明: 在寒冷的宇宙環境中，各種分子會陸續附著在塵埃表面，逐漸形成冰晶外殼。這些冰晶並不是單一、均勻的結構，而會隨著周遭溫度、化學組成與形成歷程不同，呈現出不同的排列方式與局部環境。這些差異，也會反映在它們的紅外光譜上。 其中，CO 是一個特別敏感的「探針」。它的紅外吸收特徵，會隨著周圍有哪些分子、冰晶是混合還是分層，以及形成時經歷過什麼樣的溫度變化而改變。問題是，過去許多實驗都在固定低溫下製作冰晶，但真實宇宙中的塵埃，往往是在持續降溫的過程中逐步累積分子。那麼，CO 的光譜是否能幫助我們看出這些冰晶是如何形成與演化的？ 在這項研究中，我們製作含有 CO、H2O、NH3、CH4、CO2 與 CH3OH 的冰晶，並比較兩種形成方式：一種是在固定 12 K 下沉積，另一種則是在溫度從 200 K 降到 12 K 的過程中持續沉積。我們再利用這些實驗光譜建立 CO 的特徵資料庫，並拿來分析 JWST 對兩條分子雲視線與一個原行星盤的觀測結果。 主要發現 • CO 的光譜形狀可以反映冰晶中的化學環境與結構。 • 降溫過程中形成的冰晶較容易呈現分層結構，固定低溫沉積則較容易形成混合冰晶。 • JWST 光譜顯示，分子雲中的 CO 主要存在於分層環境，而原行星盤中的冰晶則更複雜，也經歷了更多後續重整。 這項研究為什麼重要？ 這項研究顯示，CO 的紅外吸收帶不只是辨認分子的「光譜指紋」，也可以成為讀取星際冰晶形成歷史與內部結構的線索。透過把實驗室光譜直接與 JWST 觀測連結，科學家可以更進一步了解冰晶中的分子如何排列，以及這些結構如何從相對平靜的分子雲，演變到更動態、受熱與擾動影響的原行星盤環境。

碳質塵埃如何塑造太空中的 CO2化學？

期刊: ApJ, 1004, 181 (2026)

作者: C.-Y. Lee*, K.-J. Chuang*, Y.-Y. Hsu, C. Jäger, Th. Henning, & Y.-J. Chen*

題目: Extreme-ultraviolet Photochemistry in Water-covered Carbonaceous Dust Analogs: Effects of Dust Thickness and Hydrogen Content

研究說明: 宇宙中散布著大量微小的富碳塵埃。別看它們尺寸微小，表面卻像是一座座迷你化學實驗室：周圍氣體中的分子可以附著在塵埃上，並在這裡展開各種化學反應。 過去研究已發現，當覆蓋水冰的碳質塵埃受到X射線或紫外光照射時，可以形成 CO2。但一顆塵埃「本身是什麼樣子」，是否也會影響 CO2 的形成？特別是塵埃的厚度與含氫程度，扮演了什麼角色？ 在這項研究中，我們在實驗室製作不同厚度與含氫程度的碳質塵埃類比物，在僅 15 K 的低溫下覆上一層水冰，再以極紫外光照射，模擬這類在原行星盤環境中特別重要的高能輻射過程。 主要發現 • 塵埃厚度越厚，形成的 CO2 越多。 • 含氫的碳質塵埃具有更高的反應性。 • 極紫外光照射還會改變碳的結構，促使 C≡C 三鍵的形成。 這項研究為什麼重要？ 研究顯示，碳質塵埃並非只是讓冰晶附著的「背景舞台」，塵埃本身的厚度與含氫程度，也會左右冰晶與塵埃交界處發生的化學反應。這些結果讓我們更進一步了解，在孕育行星系統的原行星盤中，CO2 與富碳物質可能如何受到高能輻射影響，並隨著環境持續演化。

碳質塵埃如何影響太空中的 CO2形成？

期刊: A&A, 712, L16 (2026)

作者: Y.-H. Chiu, T. Suhasaria*, C. Jäger, C.-Y. Lee, K.-J. Chuang, Th. Henning, and Y.-J. Chen*

題目: Molecule-specific diffusion and desorption of interstellar ices on carbonaceous dust

研究說明: 碳質塵埃如何影響太空中的 CO2 形成？ 在寒冷的宇宙環境中，星際塵埃表面常覆蓋著一層冰晶，其中包含 CO、CO2 和 H2O 等分子。這些冰晶保存了重要的揮發性物質，也參與恆星與行星形成過程中的化學演化。 在實驗室裡，科學家經常利用平滑、化學性質穩定的表面來研究星際冰晶，並假設當冰晶層夠厚時，底下的表面就不再重要。然而，真實的星際塵埃其實具有高度多孔的結構。那麼，塵埃表面的特性，是否仍會影響覆蓋在上面的冰晶？ 在這項研究中，我們將 CO、CO2 和 H2O 冰晶分別沉積在平滑的 CaF2 表面，以及實驗室製作的多孔碳質塵埃類比物上，並在 15 K 的低溫下利用紅外光譜觀察冰晶的特徵，再逐步升溫追蹤它們的變化與脫附行為。 主要發現 • 碳質塵埃改變了 CO 和 CO2 冰晶的紅外光譜特徵。 • CO 和 CO2 會擴散進入多孔塵埃中，使脫附延後。 • 相較之下，H2O 冰晶受到塵埃表面的影響較小。 這項研究為什麼重要？ 我們的研究顯示，星際塵埃並不只是承載冰晶的「背景舞台」。它的多孔結構會影響分子的排列方式、我們看到的紅外光譜，以及分子何時從冰晶中脫附回到氣相。因此，在解讀 JWST 等天文望遠鏡觀測到的星際冰晶光譜時，塵埃與冰晶之間的交互作用也是不可忽略的一環。這些結果也有助於建立更貼近真實星際環境的化學模型，進一步了解恆星與行星形成環境中的物質演化。

以向量子Rindler（加速）參考系的變換為例探討一般量子相對論變換

期刊: Chin. J. Phys. 97 (2025) 1293

作者: Otto C. W. Kong

題目: Exact Quantum Rindler Frames from an Algebraic Approach

研究說明: 由固有加速度定義的量子參考系變換。 由此產生了新的度規張量可觀測量態與加速度態之間的糾纏。

符合熱力學第二定律之主動熱浴熱機描述

期刊: Phys. Rev. Research 8, 023136

作者: Yi-Hung Liao, Jerard Vincent Ang, Pik-Yin Lai, and Yonggun Jun

題目: Second law-abiding-account of heat engines in active bath

研究說明: 熱力學第二定律對能量轉換設下基本限制，例如卡諾效率上限。主動熱浴中若出現看似違反該限制的現象，通常與對熱庫能量學的考量不夠完整有關。若在布朗旋轉子模型中，將主動雜訊明確納入為獨立自由度，則可證明系統的熵產生仍維持非負，且卡諾極限依然成立。本研究顯示，只要將主動漲落正確納入熱力學描述，即可維持基本熱力學原理的適用性。

利用 Λ 型超導人造原子透過電磁誘發透明現象實現光的減速與儲存

期刊: Phys. Rev. Research 7, L012015

作者: Kai-I Chu, Xiao-Cheng Lu, Kuan-Hsun Chiang, Yen-Hsiang Lin, Chii-Dong Chen, Ite A. Yu, Wen-Te Liao, and Yung-Fu Chen

題目: Slow and stored light via electromagnetically induced transparency using a Λ-type superconducting artificial atom

研究說明: 本研究成功利用單個超導量子位元與高品質共振腔耦合，構建出 Lambda 型人造原子並觀測到電磁誘發透明（EIT）現象。相較於傳統需大量原子團的系統，本研究僅憑單顆人造原子即可將微波脈衝減速至 3.6 km/s。透過絕熱切斷控制光，微波脈衝能被儲存於共振腔中，達成「按需儲存與取回」。此成果展現了在超導電路中實現微波量子記憶體的潛力，為量子資訊處理技術帶來重要進展。

近極端帶電 Nariai 黑洞中泡利阻礙的飽和效應

期刊: Phys. Rev. D 113 (2026) 025011

作者: Chiang-Mei Chen, Chun-Chih Huang and Sang Pyo Kim

題目: Saturation of Pauli Blocking in Near-extremal Charged Nariai Black Holes

研究說明: 我們在近極端 Nariai 黑洞（近視界幾何為 de Sitter時空）中求解帶電費米子的狄拉克方程。與玻色子不同，費米子放射受到泡利阻礙限制，且不出現超輻射放大。利用對偶關係，我們亦分析 anti de Sitter 時空中的 Schwinger 產生，並比較費米子與玻色子的情形。

具熱力學一致性的旋轉黑洞陰影

期刊: Phys. Rev. D 113 (2026) 044044

作者: Che-Yu Chen, Chiang-Mei Chen and Nobuyoshi Ohta

題目: Shadow of Rotating Black Holes with Consistent Thermodynamics

研究說明: 我們研究具有尺度依賴牛頓常數的 Kerr 黑洞，並以熱力學一致性加以約束。結合 Sgr A* 的觀測資料，我們對模型參數空間給出限制，並指出黑洞陰影的特徵主要由事件視界性質所決定。值得注意的是，熱力學一致性預示陰影尺寸存在下限，且模型允許超越 Kerr 極限的自旋，並可能產生具有尖角結構的陰影。

PtSe2/PtTe2凡德瓦莫瑞雙層之電子結構調變

期刊: ACS Nano

作者: Yin-Song Liao, Ruei-Yu Wang, Han-Wei Tsai, Guan-Hao Chen, Hsin-Hsien Chan, Hsun-Ting Hsieh, Cheng-Maw Cheng, Chun-Liang Lin, Meng-Kai Lin,* and Jyh-Pin Chou

題目: Moiré-Induced Electronic Reconstruction in van der Waals Heterobilayer PtSe2/PtTe2

研究說明: 凡德瓦異質結構，由於材料可逼近原子尺度，因此在凝態物理學群極受注目。由於界面間沒有鍵結，凡德瓦異質結構界面間仍會透過如莫瑞週期調製、電荷重新分配、以及電子軌域的混層導致能帶結構的變化以及調製界面耦合的強弱。於本研究中，林孟凱的團隊透過分子束磊晶技術成功成長出單層PtSe2/PtTe2異質接面，並運用角解析光電子能譜技術證實了此凡德瓦異質接面的耦合特性。除實驗發現，林孟凱的實驗團隊亦協同台灣大學周至品教授團隊進行第一原理計算，研究更深入的物理機制。藉由實驗及理論比對，得知此異質結構會透過界面交互作用，使得PtSe2產生曲折而破壞晶體對稱性，進一步導致自旋能帶分裂；此外，莫瑞週期中特定的局域電子態，會產生靠近費米能階的「平帶」結構，意味著部分的價電子產生了局域性。此研究結果解釋了凡德瓦二維系統的界面交互作用機制，並說明了界面交互作用如何影響能帶結構的分布，提供了凡德瓦二維系統在低維度下的應用可能性。

彎曲時空中的量子力學新理論 — 海森堡繪景及非交換幾何觀點

期刊: Chin. J. Phys. 96 (2025) 690

作者: Otto C. W. Kong

題目: Quantum Mechanics in Curved Space(time) with a Noncommutative Geometric Perspective

研究說明: 向量具有四種形式和不變幅值平方。 由自由粒子哈密頓運動獲得一般度量張量下的量子測地線方程。