【推荐】PRL导读2019年122卷01期十三亿乘以零点025等于多少

2025-03-03 10:00:54 发布在新闻热点0

序

普通物理：统计与量子物理

责编：艾清

开放集体自旋模型的可积量子动力学

Ribeiro和Prosen考察了与马尔科夫自旋极化热浴相接触的一个集体量子自旋s的系统，用守恒的超算子荷构建一个刘维尔式的微分表示，来发现它们的精确谱和本征模。他们用半经典量子化条件，研究了在大s极限下这个模型的谱性质，展示了沿着复平面特定曲线上的谱密度可能是发散的。他们也探究了来表征稳态性质的精确解，特别是在不连续相变的情况下会引起非极化的环境，并且确定相干和布居数的衰减率。他们提供了一个探究存在非平凡稳态的可积刘维尔算符的系统方法，也提供了方法去研究它们的谱性质和本征模。（刘宁）

Integrable Quantum Dynamics of Open Collective Spin Models

P. Ribeiro and T. Prosen

Phys. Rev. Lett. 122, 010401 (2019)

Floquet-Bloch

能带

中的输运

Fujiwara等人报告了在可调幅的光晶格中长程输运的Floquet能带工程和Floquet-Bloch能带的直接图像。在一种Floquet-Bloch能带中他们通过成千上万的格点观察到玻色凝聚体的可调节快速长程高保真度输运。当淬火进入到反宇称性的Floquet杂化能带，调制使得Wannier-Stark局域化可以被持续不断地控制转动。这项工作的核心结果是，输运动力学的使用能够展示Floquet-Bloch能带结构的直接图像。这些结果证明了在动力学的Floquet-Bloch能带中的输运，可以被映射到准粒子有效能带中的输运，打开了通向冷原子超快多带电子动力学量子仿真的道路。（刘宁）

Transport in Floquet-Bloch Bands

C. J. Fujiwara, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 010402 (2019)

强量子达尔文主义和强独立性

等价于谱广播结构

我们身处的具有客观性的日常世界是如何从其具有量子行为的微观组分中涌现出来的？这是一个处于量子力学基础核心的开放问题。量子达尔文主义和谱广播结构是为这一问题提供了关键的见解的两个不同理论框架。然而，最近的研究表明，这两种框架对与环境相互作用的系统状态的客观性可能有相互冲突的预测。在本文中，Le和Olaya-Castro通过定义强量子达尔文主义解决了这个问题。他们证明，当与子环境的强独立性结合时，强量子达尔文主义等价于谱广播结构。作者们进一步证明，强量子达尔文主义在不需要强独立性的情况下，对信号态的客观性是充要的。这一研究揭示了强量子达尔文主义和谱广播结构间的深层联系，从而在理解和解决量子世界中经典性的出现方面取得了根本性的进展。它们共同为我们提供了对态结构、几何、量子和经典信息的转变的更清晰的理解。（马宇翰）

Strong Quantum Darwinism and Strong Independenceare Equivalent to Spectrum Broadcast Structure

T. P. Le and A. Olaya-Castro

Phys. Rev. Lett. 122, 010403 (2019)

在光学模拟中观测到受激霍金辐射

[编辑推荐语]用非线性光纤光学系统作为实验室中的模拟黑洞，本文观测到了受激霍金辐射的光学模拟

利用模拟黑洞，在实验室中可以对霍金辐射理论进行检验。Drori等人利用非线性光纤中的光脉冲建立了人工视界。每个脉冲可以通过克尔效应产生对折射率的移动微扰。当探测光的群速度(由于微扰而减慢)与脉冲速度相匹配时，探测光将其视为事件视界。在本文报道的实验中，作者们观察到探测器会激发霍金辐射，它在正负频混合的极端非线性光纤光学区域中出现。（马宇翰）

Observation of Stimulated Hawking Radiation in an Optical Analogue

J. Drori, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 010404 (2019)

自旋为

的原子系综中

光子介导的自旋交换动力学

[编辑推荐语]由非局域相互作用诱导的自旋动力学在光学腔囚禁的冷原子系统中被首次成像出来

Davis等人在本文中报告了在原子系综中由光子介导的自旋交换相互作用的直接观测结果。在光学谐振腔中，与单模光耦合的冷铷原子云内产生的相互作用延伸到500μm的距离。作者们通过淬火动力学和局部磁化成像对系统进行了表征，验证了相互作用的相干性，并演示了对其强度和符号的光学控制。此外，通过将这一自旋为1系统初始化在mf=0的塞曼态上，作者们观察到了mf=±1状态中关联对的产生，这一过程类似于玻色-爱因斯坦凝聚中的自发参量下转换和自旋混合。本文的工作为具有长程相互作用的量子模拟和纠缠增强的量子计量开辟了新的机遇。（马宇翰）

Photon-Mediated Spin-Exchange Dynamics of Spin-1 Atoms

E. J. Davis, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 010405 (2019)

相互作用

Hofstadter

界面

二维拓扑绝缘体在它们的边界上具有传导边缘态大部分是绝缘的。Irsigler等人在时间反演不变性的Hofstadter-Hubbard模型做全实空间分析，考察了出现在相互作用费米子的光滑拓扑相边界的边缘态。他们使用局部压缩率，谱线密度，广义局域自旋Chern标记和霍尔响应等物理量来刻画拓扑相边界以及边缘态的局域化，发现所有这些量具有很好的一致性。在界面上计算边缘态谱，他们观测了边缘态的鲁棒性与费米子两体相互作用是矛盾的，并且断定相互作用只是移动了它的位置。因此对于相互作用系统的大多数边界对应得到了证实。由于边缘态的实验探测仍然是超冷原子设备的一个挑战，因此他们提议在量子气体显微镜中通过测量关联来探测局域压缩率。（刘宁）

Interacting Hofstadter Interface

B. Irsigler, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 010406 (2019)

为高能效电子

原子核

自旋耦合调制的连续波控制

Casanova等人发展了高效能连续微波方案来耦合电子和原子核自旋，使用相位和振幅调制来搭建它们频率差异的桥梁。这些控制有希望能够在微波功率应该被限制以及由于大磁场和原子核磁矩所导致的高Larmor频率的生物系统中应用，这包括了纳米级高磁场增强热核极化和更大化学位移的NMR。他们的控制也适合用在量子信息处理器和原子核极化的方案中。（刘宁）

Modulated Continuous Wave Control for Energy-Efficient Electron-Nuclear Spin Coupling

J. Casanova, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 010407 (2019)

量子开放系统的单轴动力学解耦

动力学解耦（DD）是抑制量子系统被环境退相干的一种迅速且有效的方法。与通常的双轴DD不同，该工作提出了一种单轴解耦协议，该协议所要求的脉冲数显著减少，且所需的满足“魔法”条件的偏置场要低得多。Yao等人证明这种单轴DD协议在许多具有实际意义的模型系统中都是有效的，例如杂散磁场中的自旋原子玻色-爱因斯坦凝聚(经典噪声)，或者半导体量子点中与核自旋耦合的电子自旋(量子噪声)。比起一般的解耦方法，用该方法解耦只需控制脉冲数的一半，而所需的偏置场比一般的解耦方法低10-100倍。该方法对控制脉冲的旋转误差还具有较强的鲁棒性。作者们提出的单轴DD协议为量子计算和量子信息处理、量子计量和弱场核磁共振中的相干控制提供了新的思路。（马宇翰）

Uniaxial Dynamical Decoupling for an Open Quantum System

Q. Yao, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 010408 (2019)

用超导量子电路来模拟和操纵

可调谐的

Weyl

半金属带

Tan等人使用超导量子电路模拟了高可调的

Weyl

半金属带。他们利用微波场驱动超导量子电路，并将晶格的动量空间映射到参数空间，实现了

Weyl

半金属的哈密顿量的计算。他们通过测量能谱，直接对

Weyl

点进行成像，并通过Berry曲率的测量进一步确定了

Weyl

点的拓扑匝数。此外，他们还使用额外的泵浦微波场来操纵带结构，通过人工磁场作用下产生与动量相关的

Weyl

点能量，对于一些特殊的

Weyl

半金属中产生手性磁拓扑电流，这一点是必不可少的，并且它可能对于拓扑物理学有着重要的影响。（成晶晶）

Simulation and Manipulation of Tunable Weyl-Semimetal Bands Using Superconducting Quantum Circuits

X. Tan, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 010501 (2019)

利用量子边信息实现态交换

Lee等人考虑两个用户Alice和Bob间的量子通信任务，其中Alice和Bob通过本地操作和共享纠缠辅助的经典通信来交换各自的量子信息。本文中，作者们假设Alice和Bob可能有量子侧信息，没有被传输，且经典通信是自由的。在这项工作中，作者们推导出完美的完成这项任务所需的最小纠缠量的一般上界和下界，称为量子边信息态交换。此外，作者们还证明了当Alice和Bob利用其量子边信息时，最优纠缠代价可以是负的。最后本文给出了利用量子边信息实现态交换的初态条件，进而给出了精确的最优纠缠代价。（马宇翰）

State Exchange with Quantum Side Information

Y. Lee, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 010502 (2019)

固态自旋系统中

鲁棒的几何量子门的实验实现

Huang等人通过绝热控制金刚石缺陷中的固态自旋，实验实现了一组通用的单比特和双比特几何量子门。与非绝热方法相比,绝热几何量子计算方案提供了一个独特的对固有参数变化鲁棒性的优势。这一优势显式地在作者们的实验中展示了出来：当驱动场幅度变化2倍或解谐波动的范围与门时间的倒数可比的时，单比特门保持不变。本文所述的绝热控制技术及其方便的实现为通过鲁棒几何量子门实现量子计算提供了一种范例。这对具有非均匀耦合或谱扩散等参数波动噪声的量子信息系统具有重要意义。（马宇翰）

Experimental Realization of Robust Geometric Quantum Gates with Solid-State Spins

Y.-Y. Huang, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 010503 (2019)

纳米线超电感

Fluxonium

量子比特

Hazard等人描述了一个由约瑟夫森结组成的Fluxonium量子比特，该约瑟夫森结通过NbTiN纳米线超感应电感分流。他们用多模理论解释了测量的能谱，该理论考虑了电感的分布特性以及电路的非线性对约瑟夫森电势中所有阶的影响。通过使用多光子拉曼光谱，他们解决了多个fluxonium跃迁，观察了多级Autler-Townes分裂并测量的了激发态寿命T

=20μs。通过在不同的磁通量值下测量T

，他们发现在寿命限制机制中电容性损耗和电感性的交叉有损耗。（成晶晶）

Nanowire Superinductance Fluxonium Qubit

T. M. Hazard, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 010504 (2019)

制备量子态有多难？

考虑一个处于输入态下的量子系统。人们想把它推进到一个目标状态。假设经典状态和操作是自由资源，Girolami确定了一个几何成本函数，他根据与经典过程的不同程度来量化协议的难度。其数量决定了完成任务所需的幺正变换的下界。然后，他还讨论了状态准备的量子特征与在目标状态下产生的相干性和量子相关性之间的联系。（成晶晶）

How Difficult is it to Prepare a Quantum State?

D. Girolami

Phys. Rev. Lett. 122, 010505 (2019)

从不可规一化的玻尔兹曼

吉布斯统计

到无限遍历理论

Aghion等人研究了在外部力存在下浸入热浴中的粒子，该外力至少以1/x的速度衰减下去，例如粒子通过兰纳-琼斯势或对数电位与表面相互作用。随着时间的增加，他们的系统接近一个不可归一化的玻尔兹曼态。他们研究了一些可观测量，例如能量，它对于这个渐近热状态是可积的，他们计算了时间和集合平均值。利用最大熵原理，他们得到了一个有用的非平衡的类经典集合，其中约束条件是归一化，有限平均能量和随时间线性增加的均方位移。他们的工作将无限遍历理论与玻尔兹曼-吉布斯统计结合起来，从而扩展了玻尔兹曼-吉布斯统计的范围，同时也为遍历性的概念提供了新的思路。（成晶晶）

From Non-Normalizable Boltzmann-Gibbs Statistics to Infinite-Ergodic Theory

E. Aghion, D. A. Kessler, E. Barkai

Phys. Rev. Lett. 122, 010601 (2019)

周期驱动的经典自旋链中的渐近预热化

Howell等人揭示了在一个干净的、混沌的周期驱动经典自旋链中，在预热阶段和无穷大温度阶段间的连续动态加热转变。转变时间是驱动频率的一个陡峭的指数函数，这表明最初在量子弗洛凯（Floquet）系统中观察到的指数的长寿命预热平台在经典极限下仍然存在。虽然弗洛凯定理在非线性系统中没有直接的推广，但作者们的发现为用逆频展开可以很好地描述预热物理提供了强有力的证据。作者们将预热平台的稳定性和鲁棒性与驱动诱导的同步联系了起来，这是逆频展开没能给出的。本文的研究结果为将弗洛凯控制的思想推广到经典多体系统奠定了基础，并与超流体状态下的光子晶体和冷原子实验直接相关。（马宇翰）

Asymptotic Prethermalization in Periodically Driven Classical Spin Chains

O. Howell, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 010602 (2019)

引力与天体物理

导读：郭敏勇；责编：高思杰

对一般黑洞合并后剩余物的

高精度质量、自旋和反冲的预测

文章中，作者提出对一般进动的双黑洞剩余物性质的精确拟合，在大型数值相对论模拟库中接受了训练。他们在质量比为q≤2,自转大小χ

,χ

≤ 0.8的进动双黑洞系统七维的参数空间中，使用高斯过程回归对剩余物质量，旋转和反冲速度进行差值外推。对于进动系统，他们在估算剩余物质量、自旋大小和反冲大小等方面的误差比现有的拟合公式得到的结果低至少一个数量级。此外，他们还模拟了剩余物的自转和反冲方向。因为直接由进动模拟进行训练，他们的拟合没有关于定义进动量的初始频率的模糊性。他们还在质量比q≤8,自转大小χ

,χ

≤ 0.8范围内构建了齐自转系统的剩余物性质模型。作为副产物，他们还提供了对所有拟合量的误差估计，可以相容地被纳入当前和未来的对引力波参数估计分析中。他们的模型通过快速且易于使用的PYTHON模块公开发布，名字为SURFINBH。

High-Accuracy Mass, Spin, and Recoil Predictions of Generic Black-Hole Merger Remnants

Vijay Varma, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 011101 (2019)

在以距离倒数的六次方变化的短程引力中

对洛伦兹破缺力的联合搜索

通过短程引力实验对平方反比定律的精确测量可以为洛伦兹对称性提供灵敏的检验。华中科技大学与印第安纳大学对实验数据的联合分析，为洛伦兹破缺（牛顿引力定律修正为距离倒数的六次方）有关的22个参数同时设置了限制。他们的结果可以在10

−12

的尺度排除短程引力的洛伦兹破缺力。

Combined Search for a Lorentz-Violating Force in Short-Range Gravity Varying as the Inverse Sixth Power of Distance

Cheng-Gang Shao, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 011102 (2019)

宇宙学在大、小尺度上的

引力的参数化理论

文章中，作者提出了在宇宙学中大、小尺度上的引力替代理论参数化之间的联系。这种关系的建立只使用了理论的一致性条件。他们发现，在两种极限下，“退移”和“有效牛顿常数”可以写为一组四个时间函数，其中两个是后牛顿物理学中的α和γ参数的直接推广。该工作是对之前已经建立了可以在小尺度上检验引力的框架的推广，并且，据作者称，这是第一次建立起来在不同尺度上引力参数化之间的联系。他们希望，在宇宙学多尺度上一致性地检验引力时，通过减少所需要的方程自由度数目，其结果将有助于观察约束的引入。

Parametrizing Theories of Gravity on Large and Small Scales in Cosmology

Timothy Clifton and V. Sanghai

Phys. Rev. Lett. 122, 011301 (2019)

德西特时空在红外量子标量场

涨落下的稳定性

文章中，作者通过威尔逊重整化群研究了在经典德西特几何中，光量子标量场的超视界涨落的反作用。这允许我们以非微扰的方式处理引力放大的涨落，并且随着长波模式逐渐整合出来，它解析地遵循时空曲率的约化重整化流。深红外的无界圈修正最终被可以稳定几何的非微扰效应屏蔽掉。

Stability of de Sitter Spacetime against Infrared Quantum Scalar Field Fluctuations

G. Moreau and J. Serreau

Phys. Rev. Lett. 122, 011302 (2019)

基本粒子与场论

责编：晁伟、刘晓辉

O(4)

对称的

Majorana

量子力学

能

谱

作者研究了由具有O(N)

对称性，由四次哈密尔顿量支配的三指标Majorana费米子ψ

abc

的量子力学。与Sachdev-Ye-Kitaev模型类似，该张量模型在大N极限下由西瓜图(melonic diagrams)主导并可解。对于N=4的情景，态的总数目为2

，但是很自然地根据O(4)群的U(1)×U(1)嘉当子群的荷能被分解成不同的扇区。最大的扇区的荷为零并包含了超过1亿6千5百万个态。作者使用了Lanczos算法来确定了在此扇区以及其他扇区的最底态的能谱。作者发现，绝对基态是非简并的。如果SO(4)

为规范对称，那么根据之前的工作可知，该模型有36个态和一个残余离散对称。作者详细研究了该离散对称群；该群导致若干规范单态能级简并。作者数值地找出了所有规范单态能量并由此猜测了他们的解析表达式。

Spectrum of Majorana Quantum Mechanics with O(4)

Symmetry

K. Pakrouski

Phys. Rev. Lett. 122, 011601 (2019)

在

Belle

实验搜索轻的

奇

希格斯玻色子和小质量暗物质

作者在本文中报道了首次使用Belle实验搜索轻的奇CP希格斯，A

，衰变到两个小质量暗物质，χ，并伴随单光子末态和遗失能量（missing energy）的结果。实验搜索了由Υ(2S) → Υ(1S)π

−

产生的事例，继而伴随在壳过程Υ(1S)→γA

或者离壳过程Υ(1S) → γχχ。实验使用了157.3×10

个Υ(2S)衰变数据样本，并没有发现信号的证据。实验对该过程在质量区间M

< 8.97 GeV和M

< 4.44 GeV的分支比做出了限制。实验利用了离壳过程的限制给出了WIMP质量低于5GeV区间的与WIMP-核散射过程相当的限制。

Search for a Light CP-odd Higgs Bosonand Low-Mass Dark Matter at the Belle Experiment

I. S. Seong et al.

(Belle Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 122, 011801 (2019)

测量粲夸克混合参数

本文报道了使用D

→ K

−

, D

→ π

−

and D

→ K

−

衰变测量粲夸克混合参数y

。实验要求D

介子源自B

和B

介子的半轻子衰变。测得的y

为(0.57 ± 0.13 ( stat ) ± 0.09 ( syst )) %与当前的世界平均值相当并且有相同的误差。

Measurement of the Charm-Mixing Parameter y

R. Aaij et al.

(LHCb Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 122, 011802 (2019)

在

√s = 13 TeV

搜索

暗物质与顶夸克伴随产生

使用LHC的CMS探测器在积分亮度为35.9fb

-1

、质子质子对撞能量为13TeV中搜索了暗物质粒子与顶夸克共同产生。实验没有发现对标准模型的显著超出。实验使用了暗物质通过0-自旋媒介粒子与暗物质和标准模型夸克耦合来产生的模型解释实验结果，因而给出了媒介粒子与夸克的耦合强度的限制。这些限制是迄今为止对标量媒介粒子的最强对撞机限制也是对低质量赝标量媒介粒子的最强限制。

Search for Dark Matter Particles Produced in Association with a Top Quark Pair at √s =13 TeV

M. Sirunyan et al.

(CMS Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 122, 011803 (2019)

研究

→K

−

动力学

并用

→K

−

ℓ

测试轻子味普适性

作者使用了BESIII探测器收集的质心质量为3.773GeV、积分亮度为2.93fb

-1

的e

湮灭数据，在极大提高精度的前提下，测量了D

→K

−

绝对分支比为 B

→K

−

νμ

=(3.413±0.019

stat

±0.035

syst

)%。结合之前测量的B

→K

−

νe

，

两个分支比的比值确定为B

→K

−

νμ

→K

−

νe

=0.974±0.007

stat

±0.012

sys

，与理论对轻子味普适性的期望在误差范围内相一致。实验也对在不同四动量转移区域的两者之比进行了研究，在当前的统计量之下，也没有发现破坏轻子味普适性的证据。考虑通过标准模型及格点QCD的全局拟合的输入量，实验确定了f

(0)=0.7327±0.0039

stat

± 0.0030

syst

和|V

| = 0.955± 0.005

stat

± 0.004

syst

± 0.024

LQCD

。

Study of the D

→K

−

Dynamics and Test of Lepton Flavor Universality with D

→K

−

ℓ

Decays

M. Ablikim et al.

(BESIII Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 122, 011804 (2019)

圈效应在解释有

矢量

轻子型夸克

的

衰变新物理累积证据时的重要性

近年来，实验在B介子衰变中发现了新物理的迹象，其中包括在4σ的b → c τ ν 和5σ的b → s ℓ

ℓ

−

跃迁。此外，在b → u τ ν 和 b → d μ

−

观测中也发现了与标准模型稍许的不一致。虽然他们本身并不显著，但也指向了同样的方向。更进一步，从τ衰变抽取的V

也与从CKM幺正性确定的数值有些许出入（~2.5σ），并且通过分析BELLE数据也发现了B

→τ

−

中有超出。考虑新物理的解释，SU(2)单态轻子型夸克是特别有趣的，因为它是唯一的可以解释上述所有反常现象的、对于标准模型的单个粒子扩充。为了解释这些现象，我们需要与τ轻子有大的耦合常数，因此作者在此计算的圈图效应变得很重要。作者将圈图效应包含在他们的唯像分析中后发现，不违反K→πν¯ν的限制的前提下，无论是V

中的矛盾还是B

→τ

−

中的超出都无法被完全解释。然而，它可以解释b → c τ ν 和 b → u τ ν数据，并发现B

→ τ

−

和 K → π ν ¯ ν之间潜在的关联。进一步地，解释b → c τ ν预言了在C

中有一个正的偏移而在C

中为负的偏移，也与b→sℓ

ℓ

−

数据的全局拟合相一致。最后，作者指出他们可以完全解释b → c τν and b → s ℓ

ℓ

−

而无需违反由τ → ϕμ , Υ → τμ , 或者 b → s τμ过程设下的限制。

Importance of Loop Effects in Explaining the Accumulated Evidence for New Physics in B Decays with a Vector Leptoquark

Andreas Crivellin et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 011805 (2019)

在

系统中观测到两个共振峰

与

和

*±

性质的精确测量

本文报道了LHCB实验第一次在积分亮度为3fb

-1

、质心能量为7TeV与8TeV的pp对撞产生的Λ

末态中观测到两个与共振融洽的结构。实验确认了基态的Σ

和Σ

*±

并精确测量了他们的质量和宽度。

Observation of Two Resonances in the Λ

Systems and Precise Measurement of Σ

and Σ

*±

Properties

R. Aaij et al. (LHCb Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 122, 012001 (2019)

原子、分子与光学

导读：宋新秀；责编：张文凯

精确密度矩阵泛函的发散形式的交换力

对于平移不变的单能带晶格模型，本文利用自然轨道的从头算来简化约化密度矩阵泛函理论（RDMFT），并发现了其显著潜在特性。首先，在每个对称扇区内，交互泛函F仅取决于自然轨道占据数n。纯的和整体的N可表示的1矩阵的各组P

和E

都重合。其次，最重要的是，精确泛函可由多面体E

≡P

的几何特性来确定，且受线性约束。对于较小的系统，它遵循如下关系，

[n] =∑

(i)

(n)D

(j)

(n)]

1/2

。只要把每个D

(i)

替换成一组{ D

(j)

(n)}的线性组合并添加一个含相互作用的非解析项，就可把该方法推广到任意大小的系统。第三，梯度d

/ dn在边界∂E

上显示发散，这意味着费米子交换对称性是以“交换力”的方式在RDMFT中表现出来。所有这些发现都适用于具有非固定粒子数的系统。最后，作为范例，作者推导出了Hubbard 平方的精确泛函。

Diverging Exchange Force and Form of the Exact Density Matrix Functional

Christian Schilling and R. Schilling

Phys. Rev. Lett. 122, 013001 (2019)

中

带的

多重态中

发现了新谱线

本文展示了首次在实验中利用梳状腔衰荡光谱法将甲烷的重叠谱线的测量分辨率提高到了千赫兹水平，而大多数现有的实验室测量结果都是具有兆赫级别的分辨率，并且不能分离合并的谱线。为了证明该技术，文章使用Lamb-dip光谱和线性吸收光谱来识别2 v

波段的

9多重态中的重叠的振动-旋转光谱线。首次发现了三条新的弱谱线。该实验方法可扩展到甲烷和许多其他气相分子的重要谱段，并为今后的高精度研究提供了更详细的分子结构和线参数信息。

Discovery of New Lines in the

9 Multiplet of the 2v

Band of

H. Lin, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013002 (2019)

双色同向旋转圆偏场下阿秒钟的统一描述

本文实验测量了双色同向旋转圆偏振场中（ω+2ω）Ar原子的激光强度依赖的光电子动量分布（PMDs）。该分布上的干涉图案显示出与激光强度比有关的复杂结构。当基场远弱于二次谐波场时，PMD上的主要阈上电离峰值和侧带呈相反分布，而当两种颜色的光强度相当时，PMD显示出典型的单叶分布。利用强场近似，作者分析性地解释了PMD上的干涉图案在不同相对激光强度下是如何演变的。通过分析干涉图案，作者还揭示了发射电子波包的相位差和时间演变。结果表明，在监测光强度比时，同向旋转圆场中双指针阿秒钟几何结构可被普遍模拟成缝宽可变的空间旋转的时域双缝实验，此阿秒钟可用于探测和控制强场电离。

Universal Description of the Attoclock with Two-Color Corotating Circular Fields

Peipei Ge, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013201 (2019)

利用极化调制超短激光脉冲

显著增强

激光

本文发现，通过调制用于照射N

的强烈的超短近红外（40 fs，800 nm）激光脉冲，可以将指定为B2Σu+（v'= 0）→X2Σg+（v'= 0）发射的自种子的N

激光在391nm处的强度增强了2个数量级。文章发现，391nm激光的这种显著增强对激光脉冲内的偏振态的时间变化敏感，而当偏振态变化时，391nm处的自发荧光发射的强度保持恒定。作者认为其中包含一个位置多态耦合，通过它可以将布居数从N

的X2Σg+状态转移到第一个电子激发的A2Πu状态，导致X2Σg+状态中的布居数耗尽，从而导致布居数在X2Σg+状态和B2Σu+状态之间反转。

Significant Enhancement of N

Lasing by Polarization-Modulated Ultrashort Laser Pulses

Helong Li, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013202 (2019)

基于亚循环电离动力学的

椭圆度原位精确测量

椭圆偏振激光脉冲（EPLP）被广泛应用于超快科学的许多领域，但椭圆度（ε）从未在激光焦点的相互作用区域内进行原位测量。本文提出并实现了一种通过在时间上重叠两个相同的反向旋转EPLPs来得到ε的稳健的方案。通过改变两个EPLPs之间的相位延迟，对混合线性电场进行相干控制以电离氙原子；再利用相位延迟来灵敏地调制阈上电离的电子光谱和离子产出。作者证明这些调制可用于准确确定EPLP的ε。结果表明，该方法非常可靠，适用于各种激光参数。ε的准确测量可以更好地表征激光脉冲，并有望在许多强场过程中对子循环动力学进行更精细和定量的控制。

Accurate in situ Measurement of Ellipticity Based on Subcycle Ionization Dynamics

Chuncheng Wang, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013203 (2019)

光电子圆二色性的量子控制

基于多个光电离路径间的量子干涉，本文展示了在随机取向的手性分子中对光电子圆二色性的相干控制。为了显著增强手征特征，作者使用了一个无法区分（1 + 1'）共振增强多光子电离通路的有限流形，其在共同的光电子能量产生干扰，但可探测不同的中间状态。结果表明，这种相干控制机制最大化了在最佳光电子能量下对二色性有建设性贡献的分子态的数量，因此优于其他方案，包括由双色场（ω，2ω）驱动的相反奇偶路径之间的干扰以及顺序泵浦探针电离。

Quantum Control of Photoelectron Circular Dichroism

R. Esteban Goetz, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013204 (2019)

偶极自旋网络中的

选择性解耦与哈密顿量设计

本文提出了一种在介观双极自旋网络中选择性地解耦、重新耦合和设计有效交互的协议。特别的是，作者开发了一种多功能协议，依靠魔角旋转来执行哈密顿量设计。通过将全局控制场与局部致动器来结合使用，如对位于核自旋网络附近的金刚石氮空位中心，就可以实现对其有效耦合的全局和局部控制。结果表明，所得到的有效哈密顿量可以在简单直观的几何图形中得到很好的理解，并通过在少体系统中进行精确的数值模拟来证实其有效性。本文所提出方法可应用于金刚石平台的二维室温量子模拟器以及分子磁体系统这些新兴领域。

Selective Decoupling and Hamiltonian Engineering in Dipolar Spin Networks

A. Ajoy, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013205 (2019)

在超低能量下操纵单原子碰撞

本文利用单个原子铯（Cs）杂质与超冷铷（Rb）气体的碰撞来探测具有超精细塞曼态灵敏的原子相互作用。控制Rb浴的内部状态就可以获得在原子间自旋交换中观察到的全新现象。由于对所有相关能级的出色实验控制，这些都可以在超低能量下来操纵。首先，作者在低于300 mG的磁场中解析了一系列之前从未报道过的Feshbach共振，其间隔能量低至h×15kHz，从而检测了铯的超精细态流形中的自旋交换动力学。该系列起源于与分子态的耦合，其结合能低于h×1kHz，且波函数扩展在微米范围内。其次，在低于≈100mG的磁场下，作者观察到出现新的碱性原子反应路径，其中在两个原子之间的单个直接碰撞中，可以转移两个量子角动量。该路径源自偶极自旋-自旋弛豫的超精细模拟。本文的工作成果是控制原子碰撞动力学的弱秒超低能量特性，这为高精态态化学发展、控制量子多体系统中的自旋交换以进行固态模拟、确定高精度分子势都开辟了新途径。

Tailored Single-Atom Collisions at Ultralow Energies

Felix Schmidt, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013401 (2019)

玻色气体中与能量有关的三体损失

文章研究了在一系列平均能量和横向约束范围内的量子牛顿摆中的原子损失，从而发现，一维三体碰撞率与能量密切相关，这正如严格的一维理论预测的那样。作者将该理论应用于波导中的原子，然后，使用详细的动量测量来推断所发生的所有碰撞。最后，作者将观察到的损失与该理论进行比较，发现非常一致。

Energy-Dependent Three-Body Loss in 1D Bose Gases

Laura A. Zundel, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013402 (2019)

结构光的可调双光子量子干涉

由于结构光子在传播、聚焦以及与物质的相互作用中表现出丰富的性质，结构光子如今已是经典和量子光学中的重要资源。特别是光的矢量模，一种偏振在光束剖面上变化的模，已经被用于从显微镜到量子信息的多个领域。要充分利用量子域中复杂光的全部潜力，其关键因素之一是对量子干涉的控制，量子干涉是量子通信、传感和计量等领域的重要资源。在这里，作者报道了矢量光模式之间可调谐的Hong-Ou-Mandel干涉。通过简单地调整器件参数并且不需要干涉设置来演示如何使用设计合理的自旋轨道装置来控制矢量模式光之间的量子干涉。作者相信，通过提供一种以紧凑、高效和稳健的方式控制量子干涉的新工具，本文结果可以在基础研究和基于结构光的量子技术中找到应用。

Tunable Two-Photon Quantum Interference of Structured Light

Vincenzo D’Ambrosio, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013601 (2019)

利用超强耦合量子发射器

探测机械振子的状态

将机械谐振器耦合到一些光学驱动的量子发射器上来进行机械谐振器的精确位置测量是量子传感和计量学的一项重要挑战。本文通过推导出在超强耦合机制下有效的耦合发射器和谐振器的主方程，充分表征了与该测量过程相关的量子噪声。在较短时间尺度内，作者证明了这种噪声对读出灵敏度的基本限制，并且标准量子限制可以在实际的实验条件下恢复。而在较长的时间尺度下，机械正交散射导致发射器与驱动光解耦，从而关闭了噪声源。该方法可用于描述与有限尺寸储集层强耦合的任意量子系统之间的相互作用。

Probing the State of a Mechanical Oscillator with an Ultrastrongly Coupled Quantum Emitter

Cyril Elouard, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013602 (2019)

非线性动力学和流体力学

责编：兰岳恒

无序环形晶格中的宇称热化能隙

从周期晶体中的电子到光子、声子、等离子体系统甚至准晶中的对应物，分割两态的能隙在不同物理系统中广泛存在。近来《nature》物理子刊上，有人提出光在无序结构中存在一个光子统计不可达的热化能隙，本质上由无序免疫手征对称性引起，且可用光子统计来反映。在满足手征对称性的情况下，晶格拓扑结构被认为是决定光子统计的决定性因素。与一维晶格的光子统计不同，环形晶格中的光子统计由其奇偶性决定，如光子的奇偶位置。这里，Yao Wang等人首次在实验上观察到强无序环光子结构中的宇称热化能隙。认为：在有限尺度内，虽然光线趋向于局域化，但仍能通过测量光子统计，找到宇称引发的无序-免疫手征对称性和由此产生热化能隙的明确证据，而强无序结构诱导的安德森局域化在较大尺度结构中掩盖了这一现象。他们的研究结果揭示了对称性、无序性和局域性之间的关系，为光子芯片上的信息处理和量子调控提供了新的资源和人工设备。（王丁）

Parity-Induced Thermalization Gap in Disordered Ring Lattices

Yao Wang, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013903 (2019)

线性无耦合谐振器的非线性耦合

Menotti等人研究了由两个谐振器构建的系统，该系统中的两个谐振器仅通过非线性相互作用进行耦合，且每个谐振器的线性特性可以被局部控制。他们证明了这类动力系统具有特殊性质，对经典和量子非线性光学现象的研究具有重要意义。并以双泵自发四波混频为例子进行了讨论。（王丁）

Nonlinear Coupling of Linearly Uncoupled Resonators

M. Menotti, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 013904 (2019)

极端退相干与量子混沌

Zhenyu Xu等人研究了与失相过程相关的退相干率极限。研究表明：涨落混沌量子系统呈现极端退相干特性，其速率与粒子数成指数关系，超过了涨落k-体相互作用系统的多项式依赖关系。同时认为：量子混沌系统可以作为自发波函数塌陷模型的天然实验平台。他们还进一步讨论了与能量失相相关的幺正性缺失对ADS/CFT黑洞退相干的影响。（王丁）

Extreme Decoherence and Quantum Chaos

Zhenyu Xu, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 014103 (2019)

拓扑

FANO

共振

FANO共振是一种广泛存在的，具有特殊非对称性和超尖线形的波散射现象，广泛应用于众多著名光学器件中。它对几何和环境变化的高度敏感性使它成为高效传感器的基石，但也给FANO共振系统的实际实现带来了极大的挑战。文中介绍了拓扑FANO共振的概念，通过特殊设计实现几何缺陷免疫保证了超尖非对称线形结构，同时对外界参数变化仍然具备高敏感性。Nejad等人展示了在声学系统中这种共振的实验研究，并证明对几何无序结构具备固有鲁棒性。在微波、光学和等离子体系统中也发现了这种具有拓扑保护的FANO共振，这为包括低阈值激光器、全吸收器、超快开关或调制器以及高精度干涉仪在内各种可靠波基器件的研发开辟了一个激动人心的前沿，避免了由于无意产生的缺陷造成的性能下降。（王丁）

Topological Fano Resonances

F. Zangeneh-Nejad and R. Fleury

Phys. Rev. Lett. 122, 014301 (2019)

声波陶瓷绝缘体的实验演示

Yujiang Ding等人展示了利用洛伦兹互易破缺角动量偏置的谐振器阵列来实现声Chern绝缘体(ACI)实验。利用组成转子的高Q因子共振来降低所需的转速。ACI是一种基于有效磁场的新型拓扑声学系统，类似于电子量子霍尔绝缘体。实验表明：具有稳定性和均匀元流偏压的ACI提供了声音在其边缘处的单向非互易传输，且在拓扑上不受各种缺陷的影响。该团队的研究为探索独特可观测拓扑相位和开发基于拓扑绝缘体的声学非互易器件提供了新机遇。（王丁）

Experimental Demonstration of Acoustic Chern Insulators

Yujiang Ding, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 014302 (2019)

同步泵浦环形谐振腔中

极化和时间反演对称性的互动

光学诱导对称破缺在非线性光子学中起着重要作用，其应用范围从集成光路的光学开关到环形激光器的孤子生成。在这项工作中，Copie等人首次研究了两种类型自发对称破缺的相互作用，它们可以在光环谐振器中同时发生。具体来说， Copie等考察了一种短脉冲光同步泵浦的环形谐振器。在这个系统中，他们数值研究了时间对称破缺（其中谐振器中的脉冲在种子脉冲之前或之后运行）和极化对称破缺之间的相互作用和转换（其中谐振器从线性极化种子脉冲中自发产生椭圆偏振光）。Copie等找到了可以独立观察到单个对称破缺的泵参数范围，并发现了它们之间动态相互作用发生的区域。除了不同类型对称破缺相互作用的有趣基础物理学外，他们的工作有助于更好地理解光学环腔的非线性动力学，这对于包括全光逻辑门，同步泵浦光频梳生成和基于谐振器的传感器技术在内的未来应用非常有意义。(江柯缙)

Interplay of Polarization and Time-Reversal Symmetry Breaking in Synchronously Pumped Ring Resonators

F. Copie, et al.

Phys. Rev. Lett.122, 013905 (2019)

非振动介质中的内旋螺旋

Yoshikawa等人报告了在水平液膜向下自由表面上观察到螺旋形图案的自发形成。表面对瑞利 - 泰勒不稳定性失稳，由薄膜释放的液体可以传播液体帘幕形式出现。它们产生于薄膜圆形周边并呈现内旋螺旋臂图案。在唯像构造的元胞自动机帮助下，可以得出，在整个薄膜表面上以恒定流速周期性地排出液体由锁相引发模式导致。(江柯缙)

Inwardly Rotating Spirals in a Nonoscillatory Medium

Harunori N. Yoshikawa, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 014502 (2019)

湍流热对流中的温度波动曲线：

对数和幂律依赖性

何宇昊和夏克青报告了在大纵横比（Γ=4.2）矩形对流单元内的两个区域中均方根温度（σ

）分布的实验测量。研究发现，在边界层被大尺度流剪切的区域，σ

与板的垂直距离（z）具有幂律关系，而在羽流丰富的区域，σ

对数依赖于z。可以通过平衡运动方程中的惯性力和粘性力来理解幂律，根据浮力和惯性力之间的平衡来理解对数律。当用对流温度θ

归一化时，对于不同瑞利数的值，σ

的依赖关系塌缩到单根曲线上。这表明由Deardorff提出的对流温度是热边界层之外流体的合适温度标度，无论是对数律还是幂律。这一发现表明羽流与对数均方根温度曲线之间有很强的联系。本文表明，多种力平衡机制可以在高度湍流体中共存。(江柯缙)

Temperature Fluctuation Profiles in Turbulent Thermal Convection: A Logarithmic Dependence versus a Power-Law Dependence

Yu-Hao He, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 014503 (2019)

等离子体与束物理

责编：陈少永

氢簇中与相对论诱导的透明性耦合的半球

收敛无碰撞激波驱动准单能质子束加速

Matsui等人在使用三维PIC模拟，研究了在相对论诱导透明（RIT）机制下激光与氢簇相互作用产生的半球形无碰撞激波加速准高能质子束。将一个PW级激光脉冲聚焦到一个微米级球形氢团上，在激光照射的半球上激发了一个新月形无碰撞击波并向球里传播。击波汇聚在球中心，在RIT机制作用下质子束被击波波前沿激光传播方向推出。质子束在簇里面和外面经历了进一步加速，最终形成一个约300MeV的准单能光谱峰，同时因为RIT效应，维持了一个窄的能量范围（~10%）和一个小的半发散角度（~5°）。该机制适用于有限范围的参数，这些参数的阈值与激光峰值强度和簇半径有关，这样的结果由多个进程以自洽方式同步产生。该方案利用球面团簇的内外自由度，使得质子束可以替代平面靶，从而实现高重复率和无杂质的操作。（阳青程）

Quasimonoenergetic Proton Bunch Acceleration Driven by Hemispherically Converging Collisionless Shock in a Hydrogen Cluster Coupled with Relativistically Induced Transparency

R. Matsui, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 014804 (2019)

部分电离等离子体中磁重联的动力学模拟

快速磁重连伴随着快速释放储存的磁能，这样的物理过程在几乎所有自然界和实验室等离子里都有发生。虽然在完全电离等离子中被广泛地研究，但对于部分电离等离子体（如星际介质或太阳色球层）中是否和何时发生快速重联尚不清楚。Jara-Almonte等人开展了部分电离等离子体中快速磁重联的首次动理学PIC模拟，结果表明快速磁重连可在部分电离的系统中发生。模拟发现，当电流片宽度小于离子惯性长度时，就会发生快速重连，该结果与先前的分析预测相反。最高重连率≥0.08，归一化到主体阿尔芬速度（包含离子和中性物质），和之前实验预测的一致。然而，当主体阿尔芬速度降至中性声速以下时，重联速率将与系统大小相关。归一化流入速度依赖于系统的电离部分，这是中性动量输运的结果。作者建立了一个描述入流的模型，模型与模拟的结果相符。（阳青程）

Kinetic Simulations of Magnetic Reconnection in Partially Ionized Plasmas

J. Jara-Almonte, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 015101 (2019)

在温稠密氢中

极低的电子

离子温度弛豫速率：

量子电子和耦合离子之间的相互作用

在温稠密物质中非平衡过程的理论和计算建模是一个巨大的挑战。Ma等人采用约束电子力场（CEFF）法结合非平衡分子动力学，研究了温稠密氢中的电子-离子弛豫过程。CEFF发展了包含动态量子衍射的波包，消除了库仑突变。这个模型预测的温度弛豫时间比基于量子统计势的分子动力学结果长3倍。通过对能量分布和平均自由程的分析，该结果具有非局域性。最后，作者提出了一个改进的GMS[Gericke, Murillo, and Schlanges, Phys. Rev. E 78,025401 (2008)]模型，在这个模型中的库仑对数与CEFF结果符合得很好。（阳青程）

Extremely Low Electron-ion Temperature Relaxation Rates in Warm Dense Hydrogen: Interplay between Quantum Electrons and Coupled Ions

Q. Ma, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 015001 (2019)

超材料结构中高功率

反向切伦科夫尾场辐射的产生

Lu等人首次展示了电子束穿过超材料结构时产生的高功率反向切伦科夫尾场辐射。该结构支持一种具有负群速度的基本横向磁模，可导致反向切伦科夫辐射的产生，这在实验中也得到了明确验证。在11.4GHz的2 ns脉冲中，65 MeV的单个45nC电子束穿过这种结构时产生了高达25MW的能量，这与理论预期完全一致。两个时间间隔合适的85nC电子束通过相干尾场叠加产生了高达80MW的射频功率，这是超材料结构在没有损坏的情况下得到的最高射频功率。这些结果展示了超材料结构的独特特性，对未来包括双光束和共线加速器的高梯度尾场加速器非常有吸引力。其优点包括高功率发生和高梯度加速的高并联阻抗，结构简单坚固，且优化参数空间大。（王科力，牟茂淋）

Generation of High-Power, Reversed-Cherenkov Wakefield Radiation in a Metamaterial Structure

Xueying Lu,

et al

Phys. Rev. Lett. 122, 014801 (2019)

在

10-PW

激光脉冲驱动的

光子

光子碰撞中产生电子

正电子对

Yu等人提出了一种通过使用由10-PW激光器驱动的准直、宽带伽玛射线脉冲来展示双光子Breit-Wheeler过程的新方法。理论计算表明，每次照射可以产生超过3×10

个电子-正电子对，发散角为，信噪比高于。正电子信号（大致为探测极限的100倍）可以用现有光谱仪进行测量。这种演示从两个光子到对生成过程的方法，将为双光子物理学和其他基础物理理论提供重要的测试依据。（王科力，牟茂淋）

Creation of Electron-Positron Pairs in Photon-Photon Collisions Driven by 10-PW Laser Pulses

J. Q. Yu,

et al

Phys. Rev. Lett. 122, 014802 (2019)

利用由微密度等离子体和超薄箔组成的

双层靶对高能碳离子进行激光加速

Ma等人报道了用超强飞秒激光脉冲轰击由控制良好的微密度等离子体和超薄箔组成的双层靶，产生每核子高达48MeV的高能碳离子的实验。PIC模拟表明，碳离子在辐射压力作用下从超薄箔中喷出，然后在由超有质电子流形成的增强鞘场中被加速。这种级联加速尤其适用于飞秒激光脉冲的重离子加速。重离子能量可以达到数十MeV/u，且具有高重复率，这一突破将引发核物理、高能密度物理和医学物理的重大进展。（王科力，牟茂淋）

Laser Acceleration of Highly Energetic Carbon Ions Using a Double-Layer Target Composed of Slightly Underdense Plasma and Ultrathin Foil

W. J. Ma,

et al

Phys. Rev. Lett. 122, 014803 (2019)

高能量密度等离子体中

Bragg

峰

周围低

离子猝灭形式的实验验证

Frenje等人报告了对低Z离子猝灭形式的首次准确实验验证。在充分表征的高能量密度等离子体中，实验验证了从低速离子猝灭区经由Bragg峰到高速离子猝灭区的离子猝灭形式。这些测量在电子温度为1.4-2.8keV和数密度为4×10

-8×10

-3

的范围内进行。在这些条件下的实验证明， Brown-Preston-Singleton形式比其他形式更好地描述了Bragg峰周围的离子猝灭，但在v

~ 0.3 v

处的离子猝灭，Brown-Preston-Singleton形式的结果明显低于观察结果。假设在离子-离子相互作用模型中，包含核弹性散射及等离子体离子间的可能耦合模式，则可以解释在此速度下~20％的差异。这将改变我们对α能量沉积和燃料离子加热的理解，从而降低点火实验中的点火阈值。（秦晨，牟茂淋）

Experimental Validation of Low-Z Ion-Stopping Formalisms around the Bragg Peak in High-Energy-Density Plasmas

J. A. Frenje, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 015002 (2019)

靶等离子体中到

亚电子伏温度的热电子冷却

目前的有界等离子体模型中假设靶等离子体电子温度远远超过从靶发射的冷电子的温度（T

emit

）。Campanell和Johnson证明，当面对碰撞等离子体的鞘发生反转时，即使上游等离子体温度高了几个数量级，靶等离子体电子温度仍然等于T

emit

。这种极端的冷却效应可以在许多应用中改变等离子体特性和向热电子发射表面的热传递过程。这还为托卡马克中用热离子偏滤板诱导分离提供了可能性。（秦晨，牟茂淋）

Thermionic Cooling of the Target Plasma to a Sub-eV Temperature

M. D. Campanell and G. Johnson

Phys. Rev. Lett. 122, 015003 (2019)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.015003

凝聚态物理：结构

责编：殷志平

用于预测玻璃中玻色子

振动异常的取向序的结构参数

目前为止，从非晶结构的特征中定量地预测玻色子峰仍是一个主要的挑战，玻色子峰是玻璃中通用的THz振动异常。作者利用模型Cu

玻璃的分子动力学模拟，将玻色子峰分解为驻留在不同类型的Voronoi多面体中原子的贡献。然后，他们引入一个微观结构参数来描述“取向序”，使用从中心原子指向其Voronoi多面体最远顶点的矢量。该序参数表示在低频下最可能的横向振动方向。其振幅强度与玻色子峰强度成线性关系，而且其空间分布解释了准定域模式。这种相关性对于不同类型的玻璃都是适用的。（毛慧灿）

Structural Parameter of Orientational Order to Predict the Boson Vibrational Anomaly in Glasses

J. Yang, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 015501 (2019)

压缩断裂作为一个关键的转变

脱钉的实验证据和普适类映射

在混凝土的三种不同微观结构(聚合体大小和孔隙度)样本和四个不同大小样本的压缩加载过程中的声发射(AE)测量显示，断裂发生前，裂纹的速率加快，断裂附近声发射能量和持续时间呈幂律分布，裂纹相关长度和时间朝断裂方向发散。这就要求将无序材料的压缩断裂解释为完整状态和断裂状态之间的关键转变。相关的临界指数独立于样本大小和微观结构的无序，并且接近平均场脱钉值。虽然压缩断裂在几个方面不同于经典脱钉，包括弹性重分布核的性质，但两个过程之间的类比允许推导出(有限)尺寸效应的强度，这匹配了作者的大量数据集。在自然灾害预测方面，如火山爆发、山体滑坡或悬崖崩塌，这种对断裂的关键解释也可能产生重要的影响。（刘瑞）

Compressive Failure as a Critical Transition: Experimental Evidence and Mapping onto the Universality Class of Depinning

C. C. Vu, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 015502 (2019)

与绝热剪切带相关的温度升高：

因果关系的澄清

[编辑推荐语]：高速摄影和测温技术回答了金属在极端应变下的局部变形——剪切带是由热引起的还是产生了热本身。

升温效应，绝热剪切带(ASB)以及材料承载能力的损失之间的关联是与绝热剪切失败相联系的重要问题之一。作者的实验提供的直接证据证实在应力塌陷的数个微秒之内将形成ASB，而ASB形成后大约30微秒温度升高并且达到最大值。这个观测结果暗示着温度升高并不是ASB形成的原因，而可能是绝热剪切局部化的结果。因此，传统上被广泛接受的ASB的热软化机理应当被重新考虑。（曹锦）

Temperature Rise Associated with Adiabatic Shear Band: Causality Clarified

Yazhou Guo, Qichao Ruan et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 015503 (2019)

开放量子系统中

没有显示对称性或无序的离散时间晶体

作者在周期性驱动的开放量子系统中建立了亚稳态和离散时间晶体相之间的联系。作者强调的机制既不需要系统显示任何微观对称性，也不需要存在无序，而是依赖于亚稳态的出现。作者在一个开放的量子自旋系统中对此进行了详细的研究，该系统是研究强相互作用耗散里德堡气体集体现象的一个典型模型。在这里，一个半经典的方法揭示了在热力学极限中一个强大的离散时间晶体相的出现，在这个过程中，亚稳态、耗散和粒子间相互作用起着至关重要的作用。作者进行数值模拟，以研究从全部到短距离的相互作用范围的依赖性，以及时间晶体寿命的系统尺寸的缩放。（麻晓波）

Discrete Time Crystals in the Absence of Manifest Symmetries or Disorder inOpen Quantum Systems

F. M. Gambetta, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 015701 (2019)

介电超表面传输中的无序诱导的相变

与无序材料的光相互作用既复杂又迷人。本文揭示了由硅纳米圆柱体制成的电介质惠更斯超表面中的无序诱导的相变，同时硅纳米圆柱体还支持电偶极共振和磁偶极共振。取决于位置无序的程度和两个共振的光谱失谐，透射系数的相位角表现出从正常色散到反常色散的清晰相变。结合光谱失谐粒子的共振是否分离或重叠的考虑，作者区分了四种不同的相态。他们通过使用偶极子粒子来分析研究了这一现象，并公开了整个相图。同时，利用实际结构进行的全波模拟也支持他们的观点，而且该观点也得到了实验结果的证实。在超材料激发的硅纳米光子学、无序介质中的光子学以及相变的基本物理学等不断发展的领域中，揭示这一现象具有里程碑的意义。（毛慧灿）

Disorder-Induced Phase Transitions in the Transmission of Dielectric Metasurfaces

A. Rahimzadegan, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 015702 (2019)

量子顺弹性二维材料

Bishop等人研究了氧化锡(SnO)单层膜二维弹性能量图景并使用从头算分子动力学证明了转变温度T

为8.5±1.8K，这个温度接近由密度泛函理论得到的T=0 K时的弹性能垒J。在分子动力学演化过程中，速度自相关的功率谱允许识别可能负责结构转变的软声子模式。由声子模式的玻色爱因斯坦占据得到的平均原子位移表明量子顺弹性相的存在，并且可以被电荷掺杂调控：SnO单层膜可能是具有电荷可调量子相变的二维量子顺弹性材料。（刘瑞）

Quantum Paraelastic Two-Dimensional Materials

T. B. Bishop, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 015703 (2019).

超塑纳米模塑

对金属形变的温度及特征尺寸效应研究

作者报道了一种利用超塑纳米模塑技术在普遍接受的形变机理图中引入特征尺寸的新方法。这个新的图使得多种形变机制能够解耦并且允许通过实验确定位错和扩散主导的形变机制之间的边界。此外，作者提出的方法提供了一个实际的方法以研究小尺度材料力学性质的温度效应。其中黄金的尺寸-温度形变机制图由这个方法首次提出。作者发现当温度提升后著名的霍尔-佩奇效应则非常微弱。另外，随着温度的提高从位错到扩散主导的变形机制之间的转变在这个图上清晰显示了出来，并且对于黄金来说这一转变温度大致为0.54T

。（曹锦）

Investigation of Temperature and Feature Size Effects on Deformation of Metals by Superplastic Nanomolding

Ze Liu

Phys. Rev. Lett. 122, 016101 (2019)

准一维电荷密度波系统中

交织的孤子和杂质：

In/Si(111)

最近对准一维(quasi-1D)电荷密度波(CDW)系统的研究，在Si(111)上的原子线中，给准一维系统中的拓扑孤子带来了一些有趣的问题：少数原子大小的孤子的存在、孤子的手性以及利用手性开关的逻辑实现。使用扫描隧道显微镜和第一原理计算，作者表明，先前报道的“短”相位翻转缺陷是在吸附原子，因此具有非孤子性质，解决了关于高局域孤子存在的争论。观察到的“长”相位翻转和相位缺陷分别是具有和不具有手性的真正孤子。当手性孤子（相位翻转缺陷）存在于原始的CDW(8×2)表面时，手性孤子（相位翻转缺陷）由于其8×2的有序性而不能被破坏。只有当它们被吸附原子捕获并构成闭环畴壁的一部分时，手性孤子才能存在。手性孤子和吸附原子的交织意味着先前提出的利用孤子手性的逻辑的局限性，但它提供了通过控制吸附原子缺陷来实现这一点的机会。（麻晓波）

Intertwined Solitons and Impurities in a Quasi-One-Dimensional Charge-Density-Wave System: In/Si(111)

Geunseop Lee, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016102 (2019)

原子分辨率下的声子光谱

[编辑推荐语] Z-对比成像中的电子能量损失谱可以检测由声子激发的单原子振动模式。

透射电子显微镜中光源单色化的进展为通过使用能量损失谱中的声子损失谱来研究凝聚态物质开辟了新的可能性。本篇文章中，作者探索了光谱的空间变化，因为原子大小的探针可以扫描一层薄薄的六边形氮化硼。同时，他们还证明了原子结构的声子谱映射是可能的。这些结果与声子的量子激发模型一致，并确认了Z-对比成像是基于与声子激发相关的非弹性散射。（毛慧灿）

Phonon Spectroscopy at Atomic Resolution

F. S. Hage, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016103 (2019)

二维二氧化硅的环统计：

平衡态的有效温度

与邻域有强相互作用的子系统的热力学性质与标准行为有很大的不同。Roy等人研究了二维平衡无序二氧化硅中环和三重态的热力学性质。他们的统计数据遵循玻尔兹曼行为，尽管温度降低了很多。这个有效温度很大程度上依赖于所选子系统的长度。通过对一维伊辛模型和解析可解模型的系统分析，作者认为这些观测结果反映了强局部正能量相关性的存在。（刘瑞）

Ring Statistics in 2D Silica: Effective Temperatures in Equilibrium

P. K. Roy and A. Heuer

Phys. Rev. Lett. 122, 016104 (2019)

凝聚态物理：电子性质

责编：袁喆、马锋杰、沈卡

三层石墨烯硼氮化物

Moiré

超晶格中的栅极可调拓扑平带

Chittari等人研究了在几乎对齐的ABC三层石墨烯（TLG）氮化硼（BN）界面中由Moiré超晶格和电场引起的平带的电子结构，其中库仑效应可以导致关联的能隙相。他们的计算表明，对于适当的垂直电场和扭转角，正比于层数且具有限Chern数C=3的谷-自旋分辨的孤立超晶格平带出现在电荷中性点附近。当通过库仑相互作用改变能带简并性时，这些拓扑带可以导致具有轨道和自旋磁性的反常量子霍尔相。对于具有~50 meV中等大小的层间势差，在扭转角θ≲0.6°的区间可实现~10 meV的窄带宽，使得TLG-BN系统成为研究电场可调的由库仑相互作用驱动的自发霍尔相的有前途的平台。（方子明）

Gate-Tunable Topological Flat Bands in Trilayer Graphene Boron-Nitride Moiré Superlattices

Bheema Lingam Chittari et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016401 (2019)

增强杂化为

CeRhIn

中的

电子向列性奠定了基础

在铈基材料中，由于4

电子可与传导电子杂化，从而使该类材料中的4

电子发生离域现象。而电子离域将使原本的基态失稳，在费米面可能出现新的现象。CeRhIn

是一种典型的铈基材料。本文中，作者借助于高分辨膨胀测量法研究CeRhIn

晶格对外磁场的响应。结果显示，在低场时，

面上的有限磁场分量会破坏正方晶格的对称性，表明体系中可存在有限的向列磁化率。同时，磁致伸缩量子振荡现象证实了费米面可以随新轨道的出现而变化。进一步，通过分析晶体场基态的场致变化，作者得到了面内铈的 4

杂化在

处增强，符合面内晶格扩展规律。基于此，作者提出在这种重费米子材料中观察到的向列相行为是由于4

电子与携带

电子各向异性的传导电子间的杂化效应所致。（刘钱）

Enhanced Hybridization Sets the Stage for Electronic Nematicity in CeRhIn

P. F. S. Rosa et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016402 (2019)

2H-NbSe

中竞争电荷密度波的拓扑貌图

尽管已经进行了数十年对2H-NbSe

电荷密度波（CDW）的研究，但人们尚未了解其非公度CDW基态的起源。Gye等人发现2H-NbSe

的CDW由两种不同的，能量上相互竞争的结构组成。两个CDW的横向异质结相互纠缠作为拓扑激发，导致了CDW相移和不具有传统畴壁的非公度性。部分解离的拓扑激发网络及其顶点解释了不寻常的畴壁现象。这里发现的竞争相的非常规拓扑性可以广泛应用于材料中的各种非公度或相共存现象。（方子明）

Topological Landscape of Competing Charge Density Waves in 2H-NbSe

Gyeongcheol Gye, et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016403 (2019)

ABO

钙钛矿中的杂化

切换

(switching)

诱导莫特相变

Paul等人提出“杂交-切换诱导莫特相变”的概念，这与包括BiNiO

和PbCrO

在内的大量ABO

钙钛矿材料有关，其在A位阳离子（Bi或Pb）上具有扩展的6s轨道，以及强A-O共价诱导的配体空穴。使用从头算电子结构和隶转子（slave rotor）理论计算，他们表明这样的系统表现出呼吸声子驱动的A位点到氧的杂化波不稳定性，这与B位过渡金属离子（Ni或Cr）的强关联性有关，并引起了莫特绝缘态。这类系统在压力下会诱导出绝缘体-金属相变，并伴随着由于配体杂化切换引起的巨大体积坍塌。（方子明）

Hybridization-Switching Induced Mott Transition in ABO

Perovskites

Atanu Paul et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016404 (2019)

非磁杂质导致二维拓扑绝缘体中

电导量子化失效

[编辑推荐语] 理论学家预测磁杂质对电子的背散射会干扰二维拓扑绝缘体的电流流动，这与实验结果一致。

根据Kramers定理，在没有多体效应的情况下，二维拓扑绝缘体中的非磁性杂质不能在二维拓扑绝缘体的边缘态中引起背向散射，从而产生针对弹性无序的电导量子化。然而，对二维拓扑绝缘体进行的实验测量结果都显示了与理论预测结果的偏差。本文中，作者对二维拓扑绝缘体中的量子化电导进行相关研究。结果显示，尽管有拓扑保护，且没有磁性杂质，二维拓扑绝缘体也仅能在异常短通道中显示出电导的量子化特性。在边缘附近的短程非磁性杂质和在位电子-电子相互作用的共同作用将在体系中产生有效的非共线磁性散射体，从而导致较强的背向散射。作者表明，即使在零温下，电子与电子相互作用的强度也不大的情况下，这种机制也会导致电导量子化的偏差。该理论为理解原子尺度晶体中的实验现象提供了一个直观的概念框架。（刘钱）

Failure of Conductance Quantization in Two-Dimensional TopologicalInsulators

due to Nonmagnetic Impurities

P. Novelli et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016601 (2019)

近开放马约拉纳岛中的库仑阻塞

Pikulin等人研究了由拓扑超导体与任意透射率的单模式结连接形成的马约拉纳岛中的基态能量和低能激发谱。库仑阻塞的作用会造成能量随着门电压诱导电荷的变化呈现周期为e的调制。作者发现调制的幅度是反射系数的函数且在反射系数趋于0的极限下与反射系数的平方根成正比。当反射系数很大时，调制幅度对约瑟夫森和充电能量的依赖性与常规超导库伯对盒子相似。过渡区域反射系数的值很小且依赖于充电能量和超导能隙的比值。（李松）

Coulomb Blockade of a Nearly Open Majorana Island

Dmitry Pikulin et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016801 (2019)

在

(001)

金刚石表面上光化学刻蚀羰基

最近有研究表明，当金刚石被暴露在紫外线辐射时，金刚石的表面会进行非剥离光化学刻蚀，从而控制晶格层的单层和部分层的去除。虽然报道指出表面悬挂键的氧端对刻蚀过程至关重要。然而，其中碳脱离的确切机制仍不清楚。本文中，作者利用原子尺度表面表征方法，结合含时密度泛函理论计算，研究了紫外激光脉冲与氧端金刚石表面的相互作用。作者指出，在金刚石的（001）表面的羰基官能团上，可发生激光诱导解吸附(Laser-Induced Desorption，LID)现象。在该过程中，双键羰基可被光激发成类CO的三键态。同时，作者揭示LID中碳的去除是一个原子一个原子地进行的。（刘钱）

Photochemical Etching of Carbonyl Groups from a Carbon Matrix: The (001) Diamond Surface

L. Weston et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016802 (2019)

节线半金属中受相互作用

驱动的表面陈绝缘体

以非平庸块体能带交叉为特征的节线半金属可以给出几乎平带的鼓膜型表面态，因此相互作用在这些体系中可以诱导出对称性破缺态和潜在新型相。本文中Chen和Lado发现在块体保持非磁状态的同时，电子间相互作用可以在鼓膜型表面态上驱动Stoner不稳定性，并与自旋轨道耦合一起驱动表面态变为二维陈绝缘体。作者发现每个鼓膜型表面态都携带半整数个拓扑电荷，所以含有两个鼓膜型表面态的系统的净陈数为-1。研究发现，这个现象在手性对称性破缺情况下依存在。本文的研究结果表明节线半金属是一种利用鼓膜型表面态的增强相互作用效应来实现陈绝缘体和无损耗电子输运的可靠平台。（李松）

Interaction-Driven Surface Chern Insulator in Nodal Line Semimetals

Wei Chen and J. L. Lado

Phys. Rev. Lett. 122, 016803 (2019)

在

形结构的单金属中

产生和探测纯自旋流

不同于所有已有的在双层膜结构中测量自旋霍尔角的方法，Chen等人发展了一种基于单金属H形结构来产生和探测纯自旋流的新方法。作者通过这个方法解决了长期以来在Au自旋霍尔角的标定上存在的争议。此外，作者还把Cu中很长的自旋扩散长度和Bi中很强的自旋轨道耦合的优点结合起来，在10nm 厚的Cu薄膜中掺杂0.15 nm的 Bi获得了很大的自旋霍尔角。这种新型的人工合成材料可以产生很大的自旋轨道转矩并能翻转近邻铁层的磁矩，同时具有很大的自旋霍尔角和很长的自旋扩散长度。（李松）

Generation and Detection of Pure Spin Current in an H-Shaped Structure of a Single Metal

Caigan Chen et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016804 (2019)

吸附剂和极化子之间的相互作用：

金红石

TiO

(110)

面上的

[编辑推荐语]：通过考虑吸附CO与极化子之间的相互作用，解决之前吸附CO研究中的不确定性。

极化子的形成在确定离子晶体的结构、电学和化学性质中起到主要作用。结合第一性原理计算、扫描隧道显微镜和原子力显微镜等研究手段，Reticcioli等人分析了吸附在还原金红石TiO

表面的CO分子与极化子之间的相互作用，发现吸附的CO在表面层与极化子有吸引作用，而在次表面层与极化子有排斥作用。因此，CO的吸附与样品的还原态有关。对于轻微还原的表面，存在很多吸收能量相当的吸附构型且极化子处于次表面层。而对于强还原表面，只有两种主要吸附构型：要么在氧空位以内，要么在与表面极化子耦合的表面Ti

处。对于含有近表面Ti间隙的TiO

(110)表面可以得到相似的结论。这些结果表明极化子对理解极化半导体和过渡金属氧化物在催化和能源相关应用中的性能至关重要。（李松）

Interplay between Adsorbates and Polarons: CO on Rutile TiO

(110)

Michele Reticcioli et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016805 (2019)

解码

(deciphered)

表面吸附物的

超快瞬态动力学：

Cu(100)

上的

时间分辨振动光谱学成为了监测热载流子诱导表面反应的宝贵实验工具。然而，缺乏对导致瞬态光谱变化的准确微观机制的完整理解限制了其适用性。在这里，Novko等人介绍了一个稳健的第一性原理理论框架，成功解释了由飞秒激光脉冲引起的Cu（100）上CO内部拉伸模式的非热频率和线宽变化。两个不同的过程引起这些变化：电子-空穴对激发是非热频移的起因，而电子介导的振动模式耦合引起线宽变化。此外，耦合的起源和精确顺序最终被确定。（方子明）

Ultrafast Transient Dynamics of Adsorbates on Surfaces Deciphered: The Caseof CO on Cu(100)

D. Novko et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 016806 (2019)

铁基

1-x

超导体中的择优磁激发

当考虑自旋-轨道耦合，局域磁性和巡游电子在自旋空间中都预期表现出各向异性，但这种效应对非常规超导电性形成的影响尚未有所研究。这里，Guo等人报导了铁基超导体Sr

1-x

中的光谱证据，表明在形成超导Cooper对时，与局域磁矩激发的极化相比，巡游电子“更喜欢”受到c轴极化磁激发的辅助。他们的结果自然地解释了为什么这种材料中超导电性与四方磁相强烈竞争，并提供了如何用磁性“Hund金属”制造出良好超导体的新观点。（方子明）

Preferred Magnetic Excitations in the Iron-Based Sr

Superconductor

Jianqing Guo et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 017001 (2019)

时间反演破缺Bi/Ni双层膜

系统中的无节点块体超导性

外延生长的Ni/Bi双层膜具有时间反演对称性破缺的超导序参数，其超导转变温度高达4.1K。Chauhan等人使用时域太赫兹谱测量了Bi/Ni双层膜在0.2到2太赫兹频率范围内的低能电动力学响应与温度和磁场的关系。作者在BCS型超导体与正常态金属有着有限散射速率的理论框架内对数据进行了分析。在零磁场下，薄膜中所有的态都完全打开能隙，这对可能出现的配对对称性提出了重要限制。实验数据似乎排除了在铁磁超导界面很常见的奇对称的配对形式。通过配对破缺参数分析与磁场相关的响应，作者认为在整个双层膜中的超导性可能有着p波型的非常规超导本质。（李松）

Nodeless Bulk Superconductivity in the Time-Reversal Symmetry Breaking Bi/Ni Bilayer System

Prashant Chauhan et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 017002 (2019)

弱阻挫量子反铁磁体中关联的部分无序

部分无序是指长程磁序和无序在微观上共存，它是一种有限温度下受到熵效应驱动的罕见现象，已经在一些伊辛或者易面自旋系统中被实验或理论工作讨论过。这里Gonzalez等人给出了扭曲三角晶格上自旋1/2海森堡反铁磁体的解析结果和数值分析，结果表明这个系统的量子基态在弱阻挫区域具有部分无序的特征。这个态除了六角晶格中心的无序自旋构型以外还同时存在具有180度尼尔序的蜂窝子系统。这些六角晶格中心的自旋在短距离内按铁磁序排列，这是由蜂窝晶格的零点量子涨落所造成的类Casimir效应导致的。（李松）

Correlated Partial Disorder in a Weakly Frustrated Quantum Antiferromagnet

M. G. Gonzalez et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 017201 (2019)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.017201

共振

射线散射测定

金属

RuO

中的反常反铁磁性

在具有局域d电子和绝缘体的电子系统中，有序磁性产生于强交换相互作用，这种相互作用常常利用海森堡模型进行描述。然而，在具有巡游电子的金属中，基于类带态之间的关联效应来解释磁现象往往更为合适。目前，利用哈伯德模型(Hubbard model)，在平均场近似的基础上对铁磁金属的磁性有了基本的了解。然而，对反铁磁金属自旋序的一般描述仍然具有挑战性。本文中，作者利用共振x射线散射技术，研究了金红石RuO

薄膜和大块晶体的磁序。结合磁Bragg信号的偏振分析和方位角依赖性，作者发现在温度高于300K时，RuO

中存在共线反铁磁序。在最简单Ru氧化物材料中确定自旋序基态之外，作者还发现磁序甚至存在与纳米厚度的薄膜中，为今后的反铁磁自旋电子学的应用提供了可能。（刘钱）

Anomalous Antiferromagnetism in Metallic RuO

Determined by Resonant X-ray Scattering

Z. H. Zhu et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 017202 (2019)

具有长程相互作用的

二维量子磁体的量子临界性

Fey等人通过研究方形和三角晶格上的横场Ising模型，研究了在代数衰减的长程相互作用存在下二维量子磁体的临界破缺。这在技术上是通过将微扰连续酉正变换与经典蒙特卡罗模拟相结合来提取高场量子顺磁体中单粒子激发的高阶级数来实现。他们发现，非阻挫系统从平均场变为具有连续变化临界指数的最近邻普适类。对于方格子上的阻挫情形，系统保持在最近邻模型的普适类中，与相互作用的长程性质无关，但是对于三角晶格，他们认为其量子临界性由一阶相变线终止。（方子明）

Quantum Criticality of Two-Dimensional Quantum Magnets with Long-Range Interactions

Sebastian Fey, et al

Phys. Rev. Lett. 122, 017203 (2019)

CrNb

薄层中手性

自旋螺旋的异常温度行为

条形图案广泛存在于多自由度的有序系统中，比如密度波、Wigner晶体、磁畴、超导体和液晶等体系中。对于这一研究领域而言，知道条纹图案随温度的演化一直都是十分重要的。本文中，作者利用洛伦兹透射电子显微镜和小角度电子散射技术，研究单轴手性螺旋磁体CrNb

薄片中磁图案随温度的演化。结果显示，由于手性螺旋磁序(chiral helimagnetic order, CHM)的存在，在这种材料中会显示出正弦条纹图案。进一步，作者发现，随着温度的增加，最初的CHM周期不依赖于温度。但是当温度升高到90K附近时，CHM周期开始缩小。此时的温度低于块体CrNb

中的磁相变温度。若继续升高温度到140K，条纹将消失。该温度又高于块体CrNb

中的磁相变温度。作者认为这种级联相变反映了二维熔融的三重分级行为。（刘钱）

Anomalous Temperature Behavior of the Chiral Spin Helix in CrNb

Thin Lamellae

Y. Togawa et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 017204 (2019)

一维硬玻色子模型中的浮动相与手征转变

Chepiga等人研究了在冷原子实验提出的硬玻色子模型的周期三电荷密度波和无序相间相变的性质。在充分利用硬玻色子约束的密度矩阵重整化群算法的基础上，他们研究了多达9000个格点的系统，并以前所未有的精度计算了非公度短程关联的关联长度和波矢。他们提供了强有力的数值证据，表明存在一个中间浮动相，远离可积的Potts点，而在其邻近处，他们的数值数据与Huse-Fisher手性普适性类中的独特相变一致。（方子明）

Floating Phase versus Chiral Transition in a 1D Hard-Boson Model

N. Chepiga and F. Mila

Phys. Rev. Lett. 122, 017205 (2019)

超辐射量子材料

目前，研究人员对腔的量子化光子场与材料中电子或其它自由度之间的强耦合现象有很大的兴趣。一个主要目标是创造新的集体态，使光子与这些自由度纠缠在一起。超辐射是耦合光物质系统中集体现象最早也是最重要的例子之一。在这里，作者从理论上研究量子材料中电子关联性与光子场的作用对超辐射的影响。结果显示，量子材料中电子强关联性与光子场引起的远程相互作用之间的协同效应可以导致光和物质中相干相的稳定。通过研究耦合到空腔场的相互作用电子二能级模型，作者发现可以实现同时具有激子凝聚和光子超辐射特性的相。（刘钱）

Superradiant Quantum Materials

G. Mazza and A. Georges

Phys. Rev. Lett. 122, 017401 (2019)

ZrTe

中电荷密度波的无序猝灭

电荷密度波(charge density wave, CDW)是金属体系中电子态的一种特殊形式。CDW除了具有电子的特征外，它还表现出周期性晶格畸变(periodic lattice distortion，PLD)的特性。在过去的十年中，通过对氧化铜超导体家族中不相称的PLDs的观察，CDWs与超导(superconductivity, SC)之间的竞争重新引起关注。本文中，作者从实验上观测ZrTe

中的CDW与体系中Te元素含量高低的影响。利用角度分辨光发射光谱，作者观察到：当少量Te被Se取代后，体系的能带和费米表面都会发生变化。特别是在三维体系中，Se取代Te后，体系的散射率将出现较大提高。准一维体系的电子结构不受取代作用的影响，在低温下仍有一个带隙，当温度升高到室温后，带隙开始打开。同时，作者也观察到电子态的长程序是不存在的。进而表明超导与CDW之间的竞争与CDW长程序的抑制有关。（刘钱）

Disorder Quenching of the Charge Density Wave in ZrTe

Moritz Hoesch et al.

Phys. Rev. Lett. 122, 017601 (2019)

软物质与交叉科学

导读：张鑫洁；责编：严钢

快速移动接触线所形成的特征界面结构

强润湿过程中，快速移动的表面在浸入第二个流体浴槽时会拖曳出薄层尾随流。He等人利用高速干涉测量技术，发现了该薄层厚度的特征结构，即多个薄而平的三角形结构被较厚的区域分隔开。这些特征由液体粘度和渗透速度决定，在润湿和去湿两种几何构型中均会出现且很鲁棒。这种结构的存在表明了横向运动的重要性。作者基于速度分布对厚度波动具有鲁棒性的假设提出了一个理论模型，该模型能够很好地估计薄区域的间隙厚度。

Characteristic Interfacial Structure behind a Rapidly Moving Contact Line

Mengfei He

et al

Phys. Rev. Lett. 122, 018001 (2019)

布里渊光散射测量肿瘤的高频力学性质

[编辑推荐语]一项新的实验使用光探针测量了肿瘤的力学响应，提供了有关肿瘤结构和药物疗效的重要信息。

肿瘤的结构可视为一个受到细胞内和细胞间流体入侵的，由细胞骨架相连形成的弹性网络。这种仅由弹性骨架决定的多孔弹性系统的低频力学控制了肿瘤的生长、治疗剂的渗透以及侵袭性。包含内部流体额外贡献的高频力学性质也被认为参与了肿瘤的发展和耐药性，但缺少对其深入的研究。Margueritat等人将高频粘弹性模量作为对比机制，使用布里渊光散射产生肿瘤微组织的无标记图像，证实了该模量能够区分具有不同转移潜能的肿瘤组织。测微图还揭示药物治疗能够使该模量在整个组织中发生异质性改变，揭示了肿瘤核心的疗效滞后。利用高频渗透力学既能够推进当前的基于粘弹性的理论，也可实现对肿瘤药物反应的综合描述。

High-Frequency Mechanical Properties of Tumors Measured by Brillouin Light Scattering

Jérémie Margueritat

et al

Phys. Rev. Lett. 122, 018101 (2019)

连续吸引子神经网络中的

类离散吸引子轨迹

连续吸引子神经网络产生一组平滑连接的吸引子状态。在大脑的记忆系统中，这些吸引子状态可能代表着连续的信息片段。然而在重现以往经历时，海马神经元呈现出一个不连续的序列，其中神经状态的离散转变被锁相于慢伽马振荡。Fung等人用连续吸引子神经网络解释了离散的局部吸引子的出现。研究发现，连续吸引子神经网络存在若干个相，这些相依赖于外部输入与局部抑制反馈之间的相互作用。在没有任何离散性假设的情况下，类离散吸引子的行为自发地出现在其中一个相。作者用微扰法分析了连续吸引子模型的动力学，证明了随着外部刺激的速度增加，网络模型呈现出从连续到离散吸引子态的转变。

Discrete-Attractor-like Tracking in Continuous Attractor Neural Networks

Chi Chung Alan Fung

et al

Phys. Rev. Lett. 122, 018102 (2019)

蛋白质进化的超漏斗状能量景观

统一了蛋白质进化、折叠和设计的原理

进化机制的探索可通过采用不同的适应度标准对进化过程进行追踪来实现。然而，量化蛋白质进化的选择力仍然是一项巨大的挑战。Yan等人基于蛋白质折叠的能量景观理论，确定并量化了作为蛋白质进化选择力的热力学稳定性和动力学可达性。蛋白质的进化可被视为一条沿着底部具有线性吸引子的超漏斗状能量景观移动的轨迹，由此产生的进化序列和结构呈现出显著的蛋白质特征，包括疏水核、高设计性和快速折叠。本文揭示的进化原理在真实蛋白质的进化中得到了证实，为新型蛋白质的设计提供了有价值的见解和实用方法。

Superfunneled Energy Landscape of Protein Evolution Unifies the Principles of Protein Evolution, Folding, and Design

Zhiqiang Yan

et al

Phys. Rev. Lett. 122, 018103 (2019)

[文字编辑：谢晓芝]

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