熱輻射是指所有有限溫度的物體都會發射出電磁波的現象。這些電磁波的波長和強度取決于物體的溫度和材料。例如，太陽是一個高溫的物體，它發射出可見光和一些不可見光。而人體是一個低溫的物體，它發射出紅外線等長波長的電磁波。

那么，如何描述物體發射出多少電磁波呢？這個問題可以用一個叫做發射率（e）的量來描述。發射率是指物體在某個波長、某個角度和某個極化方向上發射出的電磁能量與理想黑體在同樣條件下發射出的電磁能量之比。理想黑體是一種假想的物體，它可以吸收所有入射到它上面的電磁波，也可以發射出最大可能的電磁波。理想黑體的發射率為1，而其他物體的發射率都小于1。

同樣，我們如何描述物體吸收多少電磁波呢？我們可以用一個叫做吸收率（α）的量來描述。與上面描述的類似，吸收率是指物體在某個波長、某個角度和某個極化方向上吸收入射到它上面的電磁能量與入射到理想黑體上面的電磁能量之比。理想黑體的吸收率為1，而其他物體的吸收率都小于1。

1860年，德國物理學家基爾霍夫提出了一個定律，稱為基爾霍夫定律或者熱輻射定律。這個定律說，在平衡狀態下，任何一個物體在某個波長、某個角度和某個極化方向上的發射率和吸收率是相等的。也就是說，α(λ, θ,χ, T)=e(λ, θ,χ, T)。這個定律說明了一個重要的原理：輻射和吸收是互逆的過程。如果一個物體在某種條件下能夠很好地發射電磁波，那么它在同樣條件下也能夠很好地吸收電磁波。

基爾霍夫定律已經被認為是一個普遍適用的定律，它指導了我們設計和控制熱輻射器件的方法。然而，最近有一些理論工作提出了一種可能違反基爾霍夫定律的機制：非互易性。非互易性是指一個系統在不同方向上表現出不同的性質。例如，在有外加磁場或者旋轉運動時，一些材料或者結構會產生非互易性。

非互易性會導致一個有趣的現象：當我們改變入射或者觀察方向時，物體的發射率和吸收率會發生變化，而且這種變化是不對稱的。也就是說，α(λ, θ,χ, T)≠e(λ, θ,χ, T)，這就違反了基爾霍夫定律的要求。這種違反基爾霍夫定律的效應可以用來實現一些新穎的功能，比如提高能量收集效率，或者實現隱身技術。

那么，這種違反基爾霍夫定律的效應是否真的存在呢？有沒有實驗上的證據呢？最近，加州理工學院的一組研究人員首次直接觀察到了這種效應。他們設計了一個特殊的器件，它由一個光子晶體和一個磁光材料組成。光子晶體是一種具有周期性結構的人造材料，它可以產生一種叫做導引模共振的現象，即在某些特定波長和角度上，光子晶體表面會出現強烈的電磁場增強。(www.ws46.Com)

磁光材料是一種具有磁光效應的材料，即在外加磁場的作用下，磁光材料的折射率會發生變化，從而影響光子晶體的導引模共振。這樣，通過改變磁場的方向，可以調節器件的發射率和吸收率。研究人員使用了一個特殊的實驗裝置，它可以同時測量器件在不同方向上的發射率和吸收率。他們發現，在某些特定波長和角度上，器件的發射率和吸收率確實不相等，而且隨著磁場方向的改變，它們會出現不對稱的變化。這就是非互易性導致的違反基爾霍夫定律的效應。

這個效應的大小取決于磁場強度、波長、角度和極化方向等因素。研究人員通過理論分析和數值模擬，解釋了這個效應的物理機制，并給出了一些量化的結果。他們指出，這個效應是由于光子晶體和磁光材料之間的耦合作用，以及導引模共振對電磁場分布的影響所造成的。

這篇發表在《自然光子學》的論文是一項開創性的工作，它首次實驗地證明了非互易性可以導致違反基爾霍夫定律的效應，并提供了一種新穎的方法來控制熱輻射。這個效應可能會引起物理學界和工程學界的廣泛關注，也可能會激發更多關于熱輻射定律和非互易性的研究。