PRL导读-2024年132卷21期

量子分裂是高斯纠缠的一个重要发生器，例如EPR态，显然是最常见的纠缠形式。一般来说，它是由具有高度相干和低噪声外部驱动的非线性过程的强泵浦产生的。相比之下，最近涉及离子阱和超导电路中有效三线性过程的实验为测试几个热量子的分裂开辟了互补的可能性。在如此小的热能的刺激下，强简并三线性耦合产生了大量的非经典性，可通过超过3分贝的可提取正交压缩来检测。实质纠缠可以通过与三线性耦合并行存在的第三模式的频繁无源线性耦合来产生。在任何高斯近似之外，这种新形式的纠缠令人惊讶地随着分裂热量子的平均粒子量而增长；高斯纠缠中没有的一种性质。利用可提取压缩，作者揭示了非线性玻色子系统的这种新的纠缠机制。

（刘承葛）

Entanglement Growth via Splitting of a Few Thermal Quanta

P. Laha, D. W. Moore, and R. Filip

Phys. Rev. Lett. 132, 210201 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.210201

EPR导引是一种独特的量子关联，揭示了一种独特而固有的不对称性。这篇文章深入研究了高维量子系统中EPR导引的多方面不对称性，探索了理论框架和实验验证。作者引入了真正的高维单向导引的概念，其中高施密特数的二分量子态在一个导引方向上是可证明的，但不是可逆的。此外，作者探讨了在单侧设备无关的上下文中证明施密特数的下界和上界的两个标准。这些标准可作为识别EPR双向导引潜在不对称维度的工具。通过制备两个高保真度的量子比特混合态，作者在  希尔伯特空间中实验观察到EPR导引的不对称结构。这篇快报为理解量子比特之外的不对称EPR导引提供了新的视角，并在不对称高维量子信息任务中具有潜在的应用。

（刘承葛）

Observation of Diverse Asymmetric Structures in High-Dimensional Einstein-Podolsky-Rosen Steering

R. Qu, C. Zhang, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 210202(2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.210202

受超导量子处理器实验的启发，作者研究了随机场Floquet量子Ising模型的多体光谱中的能级配对。在Jordan Wigner费米子中写入自旋模型时，这些配对来自Majorana零模和π模。两种分裂都具有对数正态分布和随机横向场。相反，随机纵向场以截然不同的方式影响零分裂和π分裂。当零模配对被迅速消除时，π模配对非常稳健，甚至被加强，达到更大的无序强度。作者在自洽Floquet微扰理论中解释了作者的结果，并研究了边界自旋关联的含义。π模配对对纵向无序的鲁棒性可能对量子信息处理有用。

（刘承葛）

Robust Spectral 𝜋 Pairing in the Random-Field Floquet Quantum Ising Model

H. Schmid, A.-G. Penner, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 210401 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.210401

[编辑推荐]  [Featured in Physics]  将充电器和电池耦合到公共环境会诱导能量直接流入电池。

由于时间反演对称性的破坏而产生的非互易性已成为各种量子技术应用的基本工具。它能够实现信号的定向流动和有效的噪声抑制，构成了当前量子信息和计算系统架构中的关键元素。在这里，作者探索了它在优化量子电池充电动力学方面的潜力。通过在充电过程中通过环境工程引入不可逆性，作者诱导了从量子充电器到电池的定向能量流，从而大幅增加了能量积累。尽管存在局部耗散，但与传统的充电器—电池系统相比，非可逆方法的电池能量增加了四倍。这种效应在稳态极限中观察到，即使在过阻尼耦合状态下也仍然适用，消除了对演化参数进行精确时间控制的需要。作者的结果可以扩展到量子节点的手性网络，作为多节量子电池系统来提高存储容量。所提出的方法可以在光子学和超导量子系统中使用当前最先进的量子电路直接实现。在更广泛的背景下，非可逆充电的概念对传感、能量捕获和存储技术或研究量子热力学都具有重要意义。

（刘承葛）

Nonreciprocal Quantum Batteries

B. Ahmadi, P. Mazurek, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 210402 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.210402

量子热力学的一个基本挑战是探索热力学机器中固有的尺寸约束。在两能级系统中，最紧凑的冰箱需要三个实体的参与，它们在独立的条件下运行，不允许使用外部工作源。在这里，作者使用核自旋系统构建了这样一个最小的冰箱，其中同一分子中的三个不同的二能级碳-13核参与其中，以促进制冷过程。独立的功能使其能够在不依赖外部净功的情况下运行，独特的机制使这款冰箱与经典冰箱不同。作者评估了它在不同条件下的性能，并系统地审查了一系列场景中的冷却约束，这揭示了量子信息和热力学之间的相互作用。

（刘承葛）

Experimental Realization of Self-Contained Quantum Refrigeration

K. Y. Huang, C. Xi, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 210403 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.210403

用传播光进行通用量子计算的主要瓶颈是制备足够品质的Gottesman-Kitaev-Preskill态。这是一项极具挑战性的任务，既是实验上的也是理论上的，因为目前还没有一种简单可计算的方法来衡量这些状态的质量。作者引入了Gottesman-Kitaev-Preskill压缩这一方法，并展示了它与当前表征态的方法之间的关系。该方法计算简便，可被轻易地用于态的制备和实验结果的验证。

（张皓玥）

Ground State Nature and Nonlinear Squeezing of Gottesman-Kitaev-Preskill States

P. Marek

Phys. Rev. Lett. 132, 210601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.210601

[编辑推荐] 新构建的伪魔法系综具有低非稳定性，但在计算上与具有高非稳定性的系综无法区分，这对量子扰频器、量子密码学和魔法态蒸馏具有重要意义。

非稳定性的概念，或“魔法”，量化了精确意义上的非经典量子态:表现出低非稳定性的态排除量子优势。作者引入了量子态的“伪魔法”系综，尽管低非稳定性，但在计算上与那些具有高非稳定性的量子态无法区分。以前，这种计算上的不可分辨性已经在纠缠方面进行了研究，引入了伪纠缠的概念。然而，他们证明了伪魔法既不遵循伪纠缠也不代表它。在应用方面，伪魔法的研究为量子加扰理论提供了新的见解: 它揭示了一些态，即使它们起源于非加扰幺正，对任何物理观察者来说它们仍然与加扰态无法区分。其它应用包括态合成问题的新下界、性质测试协议和对量子密码学的影响。他们的快报是由这样的观察驱动的，只有对计算上有界限的观察者(本质上受有限时间计算约束)可测量的量才具有物理意义。最终，作者的研究结果表明，非稳定性是量子态的“可隐藏”特征: 有些态比计算有界的观察者看到的要魔法得多。

（张皓玥）

Pseudomagic Quantum States

A. Gu, L. Leone, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 210602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.210602

有了量子关联，网络中的量子传感器在时钟同步和参考帧对齐等分布式传感任务中显示出了超越经典传感器的潜力。另一方面，这种分析是针对简单和理想化的网络进行的，而在实际量子网络中共享的关联，由网络态的概念捕获，要复杂得多。在这里，作者证明了限制使用量子网络态估计全局参数性能的一般界限，建立真正的多方纠缠对于实现量子优势的必要性。该边界还可以作为网络中的纠缠见证，并可以推广到由浅电路产生的态。此外，虽然他们的边界禁止局部网络态达到海森堡极限，但他们设计了一个概率协议，一旦成功，就能达到量子计量的最终极限，并保护相关方的隐私。作者的工作确立了量子计量在量子网络中的局限性和可能性。

（张皓玥）

Quantum-Enhanced Metrology with Network States

Yuxiang Yang, Benjamin Yadin, and Zhen-Peng Xu

Phys. Rev. Lett. 132, 210801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.210801

独立于设备的量子密钥分发允许两个用户建立共享的加密密钥，而无需信任所使用的量子设备。这样做需要用户之间的非局域关联。然而，Farkas等人的研究表明，对于已知的协议非局域性并不总是足够的，这导致了一个问题，即是否存在任何与设备无关的量子密钥分发实现所需的最小非局域性的基本下界。在这里，作者证明不存在这样的边界，给出了实现与局域集任意接近的关联的密钥的方案。此外，他们的一些结构实现了每对纠缠量子比特的最大1比特密钥。他们通过研究一组贝尔不等式来实现这一点，这些贝尔不等式构成了具有单个线性贝尔表达式的最大纠缠态的所有自检验。在这组不等式中，存在非局域关联，其性质是一对输入产生任意接近完美密钥的输出。这种关联存在于Clauser-Horn-Shimony-Holt值的范围内，包括那些任意接近经典边界的值。最后，作者证明了可以同时产生完美密钥和完美随机性的量子关联的存在性，同时也显示了任意小的Clauser-Horn-Shimony-Holt违反。这开启了一种新型加密协议的可能性。

（张皓玥）

Device-Independent Quantum Key Distribution with Arbitrarily Small Nonlocality

L. Wooltorton, P. Brown, and R. Colbeck

Phys. Rev. Lett. 132, 210802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.210802

独立于设备的量子密钥分发允许在具有潜在不受信任设备的两个远程方之间证明共享加密密钥的安全性。安全性证明基于贝尔实验的测量结果统计(关联)，安全性由量子理论定律保证。虽然已知观察到的关联必须是贝尔非局域的才能证明安全性，但最近的结果表明，贝尔非局域性通常不足以用于标准的与设备无关的量子密钥分发。在这项工作中，作者相反地表明，对于设备无关的量子密钥分发，不存在足够的非局域性量的下界。更重要的是，他们证明了从某些表现出任意小的非局域性的关联中，人们仍然可以提取无界的与设备无关的密钥速率。因此，设备无关密钥速率和贝尔非局域性之间的定量关系一般不能绘制。他们的主要技术包括自我测试和与设备无关的量子密钥分发之间的严格连接，应用于最近发现的具有任意多个测量结果的贝尔不等式族。

（张皓玥）

Unbounded Device-Independent Quantum Key Rates from Arbitrarily Small Nonlocality

M. Farkas

Phys. Rev. Lett. 132, 210803 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.210803

作者用3D广义相对论中微子辐射大涡旋模拟研究了中子星合并中的非平衡态效应。合并过程中，中子星的核温度较低（T约为数个MeV）且处于非平衡态，此时陷俘中微子会在较热的双星合并界面产生。但在约2到3ms内，物质与中微子会在遗迹大质量中子星上处处达到平衡态。作者的结果表明，如果有耗散效应（如内部粘滞性）发生，也只会在合并后较短时间内活跃。

Neutrino Trapping and Out-of-Equilibrium Effects in Binary Neutron-Star Merger Remnants

Pedro Luis Espino, Peter Hammond and et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 211001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211001

“瞳”X射线卫星搭载了独特的高分辨率分光仪以革新通过寻找来自DM衰变的窄X射线谱线惰性中微子暗物质（DM）的搜寻。不幸的是，此卫星在发射后不久就失联了，至今使用“瞳”对DM衰变仅有的分析使用的是对英仙座星系团获取的数据。本文中，作者基于对“瞳”的已有空白天空位置数据，发表了一项明显更灵敏的研究，来在银河系中寻找DM衰变。最近发射的XRISM卫星也有与“瞳”近似一致的软X射线谱性能；为了未来空白天空数据分析，作者推算了XRISM的全任务灵敏度，并且作者发现对质量约在1到18keV的暗物质，XRISM将具有领先的DM衰变灵敏度，对惰性中微子以及重的类轴子暗物质图景有重要意义。

Resurrecting Hitomi for Decaying Dark Matter and Forecasting Leading Sensitivity for XRISM

Christopher Dessert, Orion Ning and et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 211002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211002

对于能在双黑洞合并的引力波中探测到的暗物质，在邻域内其必定会达到超出平均的密度。对于轻（类波）暗物质，双星间的暗物质密度会由于周围环境的加速而显著增长。本文中，作者证明当标量粒子的Compton波长与轨道分离程度可比拟时，2π/μ~d，等质量黑洞双星合并的最后十个轨道的退相位效应是最大化的。这一效应的现象与通常讨论的情形不同，其中动态摩擦力（沿轨道）以及能量与角动量的辐射会驱动退相位，而且是由朝向黑洞之间超密区域的径向力主导的（时空曲率在径向）。同时作者的数值研究将之限于同阶尺度，这一效应会在有更大的分离以及（或者）更大的粒子质量是仍然出现，在双星的合并历史中发挥重要作用。

Effect of Wave Dark Matter on Equal Mass Black Hole Mergers

Josu C. Aurrekoetxea, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 211401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211401

在最大超对称杨-米尔斯理论中，振幅面体通过几何方法提供了散射振幅的全圈被积函数。不幸的是，通常用于积分的维正规化破坏了美丽的几何画面。这促使我们提出了一个“变形”的扩增面体。围绕四粒子振幅，我们引入了两个变形参数，这两个参数可以解释为粒子质量。我们提供的证据表明，质量模式对应于库仑分支上真空期望值的特定选择。变形幅度是红外有限的，这使得答案在四个维度上得到了很好的定义。利用基于微分方程的四维积分技术，我们计算了最多两圈的振幅。在变形参数为零的极限下，我们恢复了已知的Bern-Dixon-Smirnov振幅。在只有一个变形参数为零的极限下，我们发现了与角度相关的尖点反常维数的联系。

Coulomb Branch Amplitudes from a Deformed Amplituhedron Geometry

Nima Arkani-Hamed, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 211601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211601

我们对标量场论进行了系统的分类，其振幅允许双拷贝公式，并在四点处识别了两个构建块，在五点处识别出13个构建块。同时使用四点块作为引导种子，这自然会导致单拷贝理论，即规范的非线性西格玛模型。此外，它的双拷贝包括一个新颖的理论，可以用诱导度规的Lovelock不变量来写，并在特定的极限中包括Dirac Born Infeld和特殊的伽利略。这些戈德斯通模式的振幅具有两种不同的软行为区间，对应于非线性对称性的混合。

Hybrid Goldstone Modes from the Double Copy Bootstrap

Yang Li, Diederik Roest, and Tonnis ter Veldhuis

Phys. Rev. Lett. 132, 211602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211602

本文给出了在洛伦兹不变性各向同性破坏（LV）下，光子在真空中衰变为费米子的运动学的新计算结果，并通过标准模型扩展进行了参数化，用于解释LHC数据中的瞬发光子产生。LHC Run 2测量单举瞬发光子产生，观察到的光子的横向能量高达2.5TeV，提供了各向同性系数的下限𝜅_tr>−1.06×10⁻¹³（95%置信水平）。这一结果比之前强子对撞机给出的限制提高了55倍。光子衰变运动学的计算具有进一步的潜在用途，可以根据费米子对的出现来约束LV系数。

New Constraint for Isotropic Lorentz Violation from LHC Data

David Amram, Killian Bouzoud, Nicolas Chanon, Hubert Hansen, Marcos R. Ribeiro, Jr., and Marco Schreck

Phys. Rev. Lett. 132, 211801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211801

本文提出了reactoscope，这是一种用于类轴粒子（ALP）搜索的新型实验装置。核反应堆产生大量光子，其中一小部分可以通过反应堆堆芯中的Primakoff过程转化为ALP。ALP产生的通量离开核电站，通过强磁场区域，可以有效地转换为能够被检测到的光子。这种磁场是轴晕镜实验的关键组成部分。法国格勒诺布尔附近有核反应堆和轴子晕镜实验。在那里，劳厄-朗之万研究所的研究反应堆距GrAHal约700  m，一个轴子晕镜平台用于提供多种体积和磁场（高达43T）配置。我们与该研究所和GrAHal一起推导了亲光ALP搜索的灵敏度预测，并仔细研究了类似的实现，例如欧洲核子研究中心的轴子太阳望远镜实验和Bugey核电站。我们获得的结果补充并扩展了现有实验室的探测范围，例如光穿墙实验。虽然与天体物理极限相比，推导出的灵敏度没有竞争力，但我们的分析不受与这些极限相关的假设的影响。

New Directions for Axionlike Particle Searches Combining Nuclear Reactors and Haloscopes

Fernando Arias-Aragón, Vedran Brdar, and Jérémie Quevillon

Phys. Rev. Lett. 132, 211802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211802

[Featured in Physics] An experiment at CERN seeks signs of dark matter by looking for missing energy and momentum in the debris of particle collisions.

本文报道了在NA64实验中首次使用高能μ介子束和缺失能量动量技术对暗区进行的搜索结果。来自欧洲核子研究中心超级质子同步加速器M2光束线的μ介子，动量为160  GeV/𝑐 被射到活动目标。信号特征由末态的动量＜80 GeV/𝑐的单个散射μ介子组成，伴随着能量缺失，即下游量热计中没有可检测的事例。在（1.98±0.02）×10¹⁰靶μ子的总数据集中，在预期信号区域中没有观察到事件。这使我们能够对(𝑚𝑍′,𝑔𝑍′)参数空间设置新的限制，这是𝑍′(𝐿𝜇−𝐿𝜏)模型的参数空间，其可以解释μ子反常磁矩。此外，我们的研究排除了热暗物质遗迹丰度所暗示的部分参数空间。我们的结果为用μ子束以独特和互补的方式探索暗区和亮暗物质铺平了道路。

First Results in the Search for Dark Sectors at NA64 with the CERN SPS High Energy Muon Beam

Yu. M. Andreev et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 211803 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211803

[Editors’ Suggestion] The ratio of inclusive semileptonic 𝐵 meson decays into 𝜏 versus other leptons is in agreement with lepton universality.

We measure the tau-to-light-lepton ratio of inclusive 𝐵-meson branching fractions 𝑅(𝑋𝜏/ℓ)≡ℬ(𝐵→𝑋𝜏𝜈)/ℬ(𝐵→𝑋ℓ𝜈), where ℓ indicates an electron or muon, and thereby test the universality of charged-current weak interactions. We select events that have one fully reconstructed 𝐵 meson and a charged lepton candidate from 189  fb⁻¹ of electron-positron collision data collected with the Belle II detector. We find 𝑅(𝑋𝜏/ℓ)=0.228±0.016(stat)±0.036(syst), in agreement with standard-model expectations. This is the first direct measurement of 𝑅(𝑋𝜏/ℓ).

First Measurement of 𝑅(𝑋𝜏/ℓ) as an Inclusive Test of the 𝑏→𝑐𝜏𝜈Anomaly

I. Adachi et al. (Belle II Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 211804 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211804

We present lattice-QCD results for the electromagnetic form factors of the proton and neutron including both quark-connected and -disconnected contributions. The parametrization of the 𝑄² dependence of the form factors is combined with the extrapolation to the physical point. In this way, we determine the electric and magnetic radii and the magnetic moments of the proton and neutron. For the proton, we obtain at the physical pion mass and in the continuum and infinite-volume limit √⟨𝑟2𝐸⟩^𝑝=0.820(14)  fm, √⟨𝑟2𝑀⟩^𝑝=0.8111(89)  fm, and 𝜇^𝑝_𝑀=2.739(66), where the errors include all systematics.

Precision Calculation of the Electromagnetic Radii of the Proton and Neutron from Lattice QCD

Dalibor Djukanovic, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 211901 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211901

We evaluate the top-bottom interference contribution to the fully inclusive Higgs production cross section at next-to-next-to-leading order in QCD. Although bottom-quark-mass effects are power suppressed, the accuracy of state-of-the-art theory predictions makes an exact determination of this effect indispensable. The total effect of the interference at 13 TeV is −1.99(1)^+0.30_−0.15  pb, while the pure 𝒪(𝛼⁴_𝑠) correction is 0.43 pb. With this result, we address one of the leading theory uncertainties of the cross section.

Top-Bottom Interference Contribution to Fully Inclusive Higgs Production

Michał Czakon, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 211902 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.211902

Maximilian Attems等人的研究结果表明，同样的QCD机制在解释重离子碰撞中高横动量强子以及喷注谱被抑制的同时，可以预测介质致使的  对在喷注中的产生增强。该现象无法在传统的喷注淬火观测量中发现，但他们证明其可以在核碰撞中利用  标记喷注直接观测到。

（褚胤涵）

Medium-Enhanced    Radiation

Maximilian Attems et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 212301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.212301

作者通过使用频率梳参照、波长调制和饱和吸收技术，报告了对深紫外线下汞的6s^{2 1}S₀ → 6s6p ³P₁互组合线的精密光谱研究。这种方法使作者能够在254 nm的绝对频率轴上进行亚多普勒探测，同时确保相对较高的信噪比。测量²⁰⁰Hg和²⁰²Hg 玻色子同位素的绝对线中心频率，总不确定度分别为8和15kHz（即，相对值为6.8×10^-12和1.3×10^-11），其统计和系统组分与过去的确定值相比显著减少。这个显著的结果也得益于对直流斯塔克效应的深入研究。此外，作者找到了最精确的²⁰⁰Hg-²⁰²Hg同位素位移，即5295570±15_stat±8_syst kHz，这是以前从未获得的。

Comb-Referenced Doppler-Free Spectrometry of the ²⁰⁰Hg and ²⁰²Hg Intercombination Line at 254 nm

Stefania Gravina, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 213001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.213001

一种结合了熵工程的先进的冷却方案对于设计模拟强关联电子系统的低温物理的孤立人工量子系统至关重要。这项研究理论上展示了一种使用具有SU(𝒩)对称相互作用的多组分费米气体的冷却方法，重点是在二维光学晶格中的¹⁷³Yb原子。渐进地引入非均匀的状态选择性激光产生了两个不同的子系统：一个由两个特定的自旋分量组成的中心低熵区域，作为强相关电子系统的量子模拟器，而周围的组分混合体保留了系统的大部分熵。每个组分的总粒子数是良好的量子数，为两组分区域创建了一个明确的边界。通过广泛的有限温度Lanczos计算评估冷却效率。该结果为量子模拟哈伯德或海森堡类型的二维系统奠定了基础，为凝聚态物理中的低温现象提供了关键的洞察。

Engineering of a Low-Entropy Quantum Simulator for Strongly Correlated Electrons Using Cold Atoms with SU(𝒩)-Symmetric Interactions

Daisuke Yamamoto, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 213401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.213401

作者提出了一种新型的原子干涉仪结构，它结合了大动量传递和光学谐振腔的增强，用于测量水平方向的引力应变。使用布拉格衍射并利用谐振器提供的光学增益，作者在厘米级共振腰部以毫瓦级的光功率实现了最多8ℏ𝑘的动量传递。重要的是，作者的实验使用了一种原创的谐振器设计，该设计允许大的谐振光束腰，并无需在腔模式下捕获原子。作者通过测量谐振器倾斜度的变化，展示了水平方向的惯性灵敏度。这一结果为未来的混合原子或光学引力探测器铺平了道路。此外，作者的方法的通用性扩展到了广泛的测量几何形状和原子源，为实现高灵敏度的惯性原子传感器开辟了新的途径。

Multiphoton Atom Interferometry via Cavity-Enhanced Bragg Diffraction

D. O. Sabulsky, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 213601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.213601

绝热捷径的方法使得在量子信息处理中能够以增强的速度有效执行绝热动力学。由于动力学速度和无过渡驱动场相关联的成本之间的固有权衡，执行任意快的操作变得不切实际。为了理解这个过程中速度和能量成本之间的准确相互作用，作者理论上提出并通过实验证实了一种新的权衡，该权衡由在𝑠参数化相空间内紧密优化的界限所特征化。作者的实验是在一个被困在谐振势中的单个超冷⁴⁰Ca⁺离子中进行的。通过精确操作离子的量子态，作者以Landau-Zener模型为例，其中量子速度极限以及成本都受光谱间隙的控制。作者见证了他们提出的权衡确实在涉及初始本征态和初始热平衡态的情况下是严格的。作者的工作有助于理解绝热捷径的基本约束，并揭示了传统上被忽视的未充分利用的相空间的潜力。

Single-Atom Verification of the Optimal Trade-Off between Speed and Cost in Shortcuts to Adiabaticity

J.-W. Zhang, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 213602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.213602

作者理论上在布里渊实投影平面上，通过合成规范场产生的动量空间非对称（𝐤-NS）对称性，构建了一个高阶拓扑绝缘体（HOTI）。在一个棋盘格𝐙₂通量模型中，出现了两个反对易的𝐤-NS滑移反射，它们对Berry曲率施加了非对称约束，并在不同的动量下非局域地量子化体极化和 Wannier区域极化。模型的体块呈现出各向同性的四极相图，其中转变本质上来自体块间隙的闭合。该模型同时具有内在和外在HOTI特性：在一对边界打开的带状几何体中，由于𝐤-NS对称性的破坏，边缘终止可以诱导出在对称性保护的拓扑相内的边界阻塞拓扑相。最后，作者展示了实射影平面四极绝缘体的具体设计，并展示了如何基于声学谐振腔阵列测量动量滑移反射。作者的结果通过𝐤-NS对称性为在变形布里渊流形上的HOTIs提供了新的见解。

Higher-Order Topological Insulators via Momentum-Space Nonsymmorphic Symmetries

Jinbing Hu, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 213801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.213801

作者提出了一个简单的耗散系统，该系统具有纯三次散焦非线性和非均匀线性增益，可以在不利用相互竞争的非线性和非线性增益或损失的情况下支持具有高拓扑电荷的稳定局域耗散涡旋孤子。这种孤子的局域化是由一种有趣的机制实现的，即当散焦非线性刺激能量从具有线性增益的环状区域流向介质的边缘，在那里能量由于线性背景损失而被吸收。涡旋孤子从线性增益引导的涡旋模式中分叉出来，其特征值取决于拓扑电荷，只有在特定的增益幅度下才变为纯实数。增大增益幅度会导致涡旋孤子的横向扩张，但同时它通常也会导致稳定性的增强。增加背景损耗可以产生具有高拓扑电荷的稳定的涡旋孤子，这些孤子在保守和耗散系统中通常容易出现不稳定性。在这个系统中，扰动的不稳定涡旋孤子的传播揭示了不同寻常的动态机制，即初态不是衰减或破裂，而是转化为具有较低或有时甚至更高拓扑电荷的稳定涡旋孤子。作者的研究结果表明，对于包括极化子系统、结构化微腔和激光器在内的广泛类别的系统，存在一种高效的机制，可以在简单的环境中形成非线性激发涡旋载流态，并抑制破坏性的方位调制不稳定性。

Stable Vortex Solitons Sustained by Localized Gain in a Cubic Medium

Chunyan Li, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 213802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.213802

液体表面邻近界面区域的微观应力场不均匀性是液体表面张力的基本起源，但由于毛细波动的扩展，详细的分子水平应力场理解仍然难以捉摸。在这项工作中，我们解卷积毛细波动以揭示内禀应力场，并展示出对各种单原子系统而言，原子级别对表面张力的贡献在功能形式上是相似的。这些贡献被限制在约为所有研究系统的粒径的1.5±0.1倍的界面区域内。此外，内禀密度和应力分布显示出强烈的空间相关性，这在开发预测表面应力和表面张力的统计力学理论中应具有重要用途。

（邱仲普）

Intrinsic Stress Field for Liquid Surfaces

Zi-Feng Yuan, Brian B. Laird, Cheng-Jie Xia, Xiang-Ming Ma, Hong-Tao Liang, and Yang Yang

Phys. Rev. Lett. 132, 214001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.214001

Pompili等人提出了一种新的方法，通过在等离子体放电管中产生磁场，来演示相对论电子束在弯曲路径上的偏转和引导传输。实验证明，与传统的弯曲磁体相比，引导传输受束流色散的影响要小得多。并且在数值模拟的支持下，研究证明了通过使用更大的放电电流，甚至可以使其无色散。这一原理验证实验扩展了等离子体设备的使用，它彻底改变了粒子加速器领域，使在几厘米内产生GeV束流成为可能。与基于传统弯曲磁体和四极透镜的最先进技术相比，这些结果为下一代台面设备的开发提供了紧凑且经济实惠的解决方案。

（刘泰齐）

Guiding of Charged Particle Beams in Curved Plasma-Discharge Capillaries

R. Pompili, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 215001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.215001

[Editors’ Suggestion] [Featured in Physics] New solar observations indicate that plasma waves are responsible for the Sun’s outer atmosphere having different abundances of chemical elements than the Sun’s other layers.

Mariarita Murabito等人研究了阿尔芬波在太阳色球层中的传播，并区分了向上和向下传播的阿尔芬波。研究发现了波在色球层中反射的明确证据，波在不同情况下的传播的差异被认为与日冕结构共振或非共振相关。这一结果确立了阿尔芬波与日冕元素丰度异常的联系，即阿尔芬波的有质动力作用于色球层等离子体，并与色球层离子而非中性粒子相互作用，从而提供了一种新的离子—中性粒子分离机制。这被视为等离子体喷入日冕时的“第一电离势效应”，对太阳上其他地方的慢速太阳风及其元素组成的起源具有影响。

（陈鹏）

Observation of Alfvén Wave Reflection in the Solar Chromosphere: Ponderomotive Force and First Ionization Potential Effect

Mariarita Murabito et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 215201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.215201

在聚变等离子体中，漂移-阿尔芬波的极化，即静电与电磁扰动幅度的比值，几十年来一直无法测量，尽管其在波动力学和影响等离子体性质方面发挥着关键作用。Xiaodi Du等人报道了在磁约束聚变等离子体中，首次测量到的漂移-阿尔芬波极化，这一突破得益于从回旋动理学发展而来的一种新颖方法，利用了电子温度和密度的扰动。对DIII-D托卡马克的数据分析表明，超出测地声模频率的波呈现电磁极化主导，而较低频率的波则显示出电磁和静电的混合极化，表明剪切阿尔芬波与漂移声波之间存在强烈耦合。

（杨宁）

First Measurement of Drift-Alfvén Wave Polarization in Magnetically Confined Fusion Plasmas

Xiaodi Du, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 215101 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.215101

Mao等人提出了一种普遍的自旋超导二极管效应(SDE)，它是在具有自旋三重态关联的体系中由自旋轨道耦合(SOC)诱导的，其中相反方向的临界自旋超电流不相等。通过金兹堡——朗道理论分析和能带分析，他们发现自旋-↑↑和自旋-↓↓库珀对具有源自SOC的相反的相位梯度和相反的动量，从而导致自旋SDE。他们用数值方法研究了两种具有SOC的超导体，一种是玩具模型的p波超导体，另一种是实际的超导纳米线，它们都表现出自旋SDE。此外，他们的理论还为自旋和电荷SDE提供了统一的图像。

  （董静萍）

Universal Spin Superconducting Diode Effect from Spin-Orbit Coupling

Yue Mao et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216001

Intriguingly, conducting perovskite interfaces between ordinary band insulators are widely explored, whereas similar interfaces with Mott insulators are still not quite understood. Here, we address the (001), (110), and (111) interfaces between the LaTiO₃ Mott, and large band gap KTaO₃insulators. Based on first-principles calculations, we reveal a mechanism of interfacial conductivity, which is distinct from a formerly studied one applicable to interfaces between polar wideband insulators. Here, the key factor causing conductivity is the matching of oxygen octahedra tilting in KTaO₃and LaTiO₃ which, due to a small gap in the LaTiO₃results in its sensitivity to the crystal structure, yields metallization of its overlayer and following charge transfer from Ti to Ta. Our findings, also applicable to other Mott insulators interfaces, shed light on the emergence of conductivity observed in LaTiO₃/KTaO₃ (110) where the “polar” arguments are not applicable and on the emergence of superconductivity in these structures.

Emerging Two-Dimensional Conductivity at the Interface between Mott and Band Insulators

I. V. Maznichenko et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216201

在无序和准周期系统中，迁移率边(ME)是理解扩展(金属)和局域(绝缘)态之间转变的关键概念，它代表了区分扩展态和局域态的临界能量。在这里，Liu等人通过计算稳态密度矩阵和分析突然引入耗散的淬火动力学，探讨了耗散对具有MEs特征的准周期系统的影响。他们表明，无论初始态如何，耗散可以导致系统进入以扩展或局域态为主要特征的特定态。他们的结果建立了将耗散作为诱导扩展态和局域态之间转变以及操纵粒子动态行为的新途径。

（董静萍）

Dissipation-Induced Extended-Localized Transition

Yaru Liu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216301

关联电子系统可能产生多种有效相互作用，这些相互作用对准粒子性质的综合影响很难厘清。Yu等人引入了一种明确的电子自能分解方法，可以同时量化各种有效相互作用的贡献。他们使用这个工具在动态簇近似中重新审视了掺杂空穴的Hubbard模型，其中自旋涨落通常被认为是赝隙的起源。虽然他们的涨落分解证实了自旋涨落确实抑制了反节点电子谱权重，但还表明仅靠它们无法定量地获得赝隙自能。非局域多玻色子费曼图对赝隙的定量描述有重要贡献。

（董静萍）

Unambiguous Fluctuation Decomposition of the Self-Energy: Pseudogap Physics beyond Spin Fluctuations

Yang Yu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216501 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216501

Using spin-echo nuclear magnetic resonance in the model transverse field Ising system TmVO₄, we show that low frequency quantum fluctuations at the quantum critical point have a very different effect on ⁵¹V nuclear spins than classical low-frequency noise or fluctuations that arise at a finite temperature critical point. Spin echoes filter out the low-frequency classical noise but not the quantum fluctuations. This allows us to directly visualize the quantum critical fan and demonstrate the persistence of quantum fluctuations at the critical coupling strength in TmVO₄ to high temperatures in an experiment that remains transparent to finite temperature classical phase transitions. These results show that while dynamical decoupling schemes can be quite effective in eliminating classical noise in a qubit, a quantum critical environment may lead to rapid entanglement and decoherence.

Spin Echo, Fidelity, and the Quantum Critical Fan in TmVO₄

Y-H. Nian et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216502 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216502

Anyons are particles intermediate between fermions and bosons, characterized by a nontrivial exchange phase, yielding remarkable braiding statistics. Recent experiments have shown that anyonic braiding has observable consequences on edge transport in the fractional quantum Hall effect (FQHE). Here, we study transport signatures of anyonic braiding when the anyons have a finite width. We show that the width of the anyons, even when extremely small, can have a tremendous impact on transport properties and braiding signatures. In particular, we find that taking the finite width into account allows us to explain recent experimental results on the FQHE at filling factor 2/5 [M. Ruelle et al., Phys. Rev. X 13, 011031 (2023)]. Our work shows that the finite width of anyons crucially influences setups involving anyonic braiding, especially when the exchange phase is larger than π/2.

Finite Width of Anyons Changes Their Braiding Signature

K. Iyer et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216601

非阿贝尔拓扑相(NATPs)表现出与已建立的阿贝尔拓扑相不同的神秘内在物理特性，但缺乏直接的构形和操作，特别是对于经典波。在这篇文章中，Sun等人开发了一对三分量声学偶极子之间的新型编织型耦合，它们作为具有有效虚耦合的功能元件。在一维中对它们进行排序使他们能够在紧凑但时间反演不变的厄米系统中生成声学NATP。他们进一步提供了包含所有i, j和k非阿贝尔相的完整相图，并通过不同端点状态直接展示了它们独特的商关系。他们基于实空间编织的NATPs可能会激发对具有非交换特性的声学器件的探索。

（董静萍）

Non-Abelian Topological Phases and Their Quotient Relations in Acoustic Systems

Xiao-Chen Sun et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216602

Hybrid elastic and spin waves hold promises for energy-efficient and versatile generation and detection of magnetic signals, with potentially long coherence times. Here we report on the combined elastic and magnetic dynamics in a one-dimensional magnetomechanical crystal composed of an array of magnetic nanostripes. Phononic and magnonic modes are impulsively excited by an optical ultrafast trigger and their decay is monitored by time-resolved magneto-optical Kerr effect. Complementary Brillouin light scattering measurements and micromagnetic simulations concur in a unified picture, in which the strength and degree of mixing of coherent and dissipative coupling of the quasiparticles are determined quantitatively.

Coherent and Dissipative Coupling in a Magnetomechanical System

P. Carrara et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216701 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216701

The antiferromagnetic Weyl semimetal Mn₃Sn has attracted wide attention due to its vast anomalous transverse transport properties despite barely any net magnetization. So far, the magnetic properties of Mn₃Sn have been experimentally investigated on micrometer scale samples but not in nanometers. In this study, we measured the local anomalous Nernst effect of a (0001)-textured Mn₃Sn nanowire using a tip-contact-induced temperature gradient with an atomic force microscope. Our approach directly maps the distribution of the cluster magnetic octupole moments with 80 nm spatial resolution, providing crucial information for integrating the Mn₃Sn nanostructure into spintronic devices.

Observation of Cluster Magnetic Octupole Domains in the Antiferromagnetic Weyl Semimetal Mn₃Sn Nanowire

Hironari Isshiki et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216702 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216702

Gu等人报导了利用量子点在室温附近对热发射率进行高效的温度调制。量子约束效应导致了一种类似于准两能级电子系统(QTLES)的独特特征。QTLES的介电函数ε(ω)依赖于电子居数差δρ(T)，该电子居数差具有很强的温度依赖性，可以通过调节固体的费米能级来调控。Ag₂Se量子点的实验证实了这一理论，并展示了满足工程应用要求的调制速率dε/dT≈1.5×10⁻³ K⁻¹。这项研究为热辐射的温度调控提供了一条有效的新途径，并为能量收集、热伪装、热整流等应用开辟了新的可能性。

（董静萍）

Thermal Emission Modulation by Electron Population in Quantum Dots

Yu Gu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216901 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216901

Recent advances in electron microscopy trigger the question of whether attosecond electron diffraction can resolve atomic-scale electron dynamics in crystalline materials in space and time. Here, we explore the ultrafast dynamics of the relevant electron-lattice scattering process. We drive a single-crystalline silicon membrane with the optical cycles of near-infrared laser light and use phase-locked attosecond electron pulses to produce electron diffraction patterns as a function of delay. For all Bragg spots, we observe time-dependent intensity changes and position shifts that are correlated with a time shift of 0.5–1.2 fs. For single-cycle excitation pulses with strong peak intensity, the correlations become nonlinear. The origins of these effects are local and integrated beam deflections by the optical electric and magnetic fields at the crystal membrane. Those deflections modify the diffraction intensities in addition to the atomic structure factor dynamics by time-dependent rocking-curve effects. However, the measured time delays and symmetries allow one to disentangle both effects. Future attosecond electron diffraction and microscopy experiments need to be based on these results.

Field-Induced Rocking-Curve Effects in Attosecond Electron Diffraction

Y. Morimoto et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216902 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216902

Controlling interlayer excitons in Van der Waals heterostructures holds promise for exploring Bose-Einstein condensates and developing novel optoelectronic applications, such as excitonic integrated circuits. Despite intensive studies, several key fundamental properties of interlayer excitons, such as their binding energies and interactions with charges, remain not well understood. Here we report the formation of momentum-direct interlayer excitons in a high-quality MoSe₂/hBN/MoSe₂ heterostructure under an electric field, characterized by bright photoluminescence (PL) emission with high quantum yield and a narrow linewidth of less than 4 meV. These interlayer excitons show electrically tunable emission energy spanning ∼180 meV through the Stark effect, and exhibit a sizable binding energy of ∼81 meV in the intrinsic regime, along with trion binding energies of a few millielectronvolts. Remarkably, we demonstrate the long-range transport of interlayer excitons with a characteristic diffusion length exceeding 10 μm, which can be attributed, in part, to their dipolar repulsive interactions. Spatially and polarization-resolved spectroscopic studies reveal rich exciton physics in the system, such as valley polarization, local trapping, and the possible existence of dark interlayer excitons. The formation and transport of tightly bound interlayer excitons with narrow linewidth, coupled with the ability to electrically manipulate their properties, open exciting new avenues for exploring quantum many-body physics, including excitonic condensate and superfluidity, and for developing novel optoelectronic devices, such as exciton and photon routers.

Electrical Control and Transport of Tightly Bound Interlayer Excitons in a MoSe₂/hBN/MoSe₂ Heterostructure

Lifu Zhang et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 216903 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.216903

[编辑推荐] [Featured in Physics] 对超导电路中准粒子温度分布的测量揭示了一种行为，可以为减轻超导量子比特中准粒子引起的误差提供策略。

超导量子比特中观测到的准粒子密度通常超过平衡状态下的预期值许多个数量级。这种非平衡准粒子密度是否仍然具有与声子浴平衡的能量分布？在这篇文章中，Connolly等人通过测量Josephson结两侧具有不同超导能隙的transmon量子比特中电荷宇称转换的热激活，肯定地回答了这个问题。然后，他们演示了如何利用器件的能隙不对称来操控其宇称。

（董静萍）

Coexistence of Nonequilibrium Density and Equilibrium Energy Distribution of Quasiparticles in a Superconducting Qubit

Thomas Connolly et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 217001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.217001

[编辑推荐] 用颗粒铝薄膜制备的紧凑微波谐振器实验揭示了一类强耦合双能级系统。

无序薄膜是量子信息或粒子探测器物理中超导、高阻抗电路的常用材料。有许多不同粒度的材料可供选择，但是，尽管一些材料的微波损耗很低，但高度的无序总是意味着存在内在缺陷。值得注意的是，量子电路容易与双能级系统(TLS)相互作用，通常源于电路介电部分的固态缺陷，如表面氧化物或隧道势垒。Kristen等人研究了外加机械应变和电场作用下颗粒铝薄膜的TLS。分析揭示了一类具有高达30 eÅ电偶极矩的强耦合TLS，比通常报道的固态缺陷的偶极矩大一个数量级。值得注意的是，这些大的偶极矩在电阻率较高的薄膜中更经常出现。他们的观察为颗粒超导体提供了新的线索，并可能对它们作为量子电路材料的使用产生影响。

（董静萍）

Giant Two-Level Systems in a Granular Superconductor

K. Kristen et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 217002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.217002

[编辑推荐] 给出了任意单列系统四阶累积量的显式公式。

单列系统中，粒子在狭窄的通道中扩散，但不会相互超越，这是在沸石或碳纳米管等受限几何结构中观察到的示踪亚扩散的基本模型。20年前，对于任何扩散单列系统，在长时间下，示踪剂的均方位移都是确定的。然而从那时起，对于一般的单列系统，甚至用于探测偏离高斯性的四阶累积量的行列式，仍然是一个悬而未决的问题。本文中，作者填补了这一空白，并为任意单列系统的四阶累积量提供了一个显式公式。作者的方法还允许他们量化示踪剂对其环境引起的微扰，这是被编码在关联剖面中。这些显式结果构成了获得任意单列系统关联剖面的封闭方程的第一步。

（谭宇涛）

Tracer Diffusion beyond Gaussian Behavior: Explicit Results for General Single-File Systems

Aurélien Grabsch and Olivier Bénichou

Phys. Rev. Lett. 132, 217101 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.217101

[编辑推荐]普遍标度定律表明，在足够大的二维和三维晶格中，通过弱非线性相互作用可以普遍地实现热化。

理解系统如何实现热化是统计物理学的一项基本任务。文章提出了分析和数值证据，表明在足够大的二维和三维晶格中，通过弱非线性相互作用可以普遍实现热化。热化时间遵循普遍的标度规律，且不受晶格结构、相互作用势的类型或晶格是否有序的影响。此外，这一研究强调了维数和简并度对热化动力学的关键影响。

(谢梦祥)

Thermalization of Two- and Three-Dimensional Classical Lattices

Zhen Wang, Weicheng Fu, Yong Zhang, and Hong Zhao

Phys. Rev. Lett. 132, 217102 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.217102

两亲物自组装成各种双连续中间相，其平衡结构采用高对称性立方网络的形式。在本快报中，Dimitriyev等人证明这些系统中对称性破缺的扭曲会引起异常大的非仿射集体变形，作者认为这是变形网络内“质量平衡”的一般结果。作者提出并研究了双连续网络的最小“液体网络”模型，其中三次变形是通过松弛具有恒定张力键的残余应力机械网络来建模的。作者表明，非亲和性很大程度上取决于网络的化合价以及键中应变软化或应变硬化张力的程度。以二嵌段共聚物熔体作为模型系统，液体网络理论基于与自洽场论预测的比较和立体畸变的直接实验表征，捕获了两个双连续相的定量特征，这在软两亲性系统中可能更普遍。

Nonaffinity of Liquid Networks and Bicontinuous Mesophases

Michael S. Dimitriyev, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 218201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218201

在这项实验和模拟相结合的研究中，Stricker等人利用键序拓扑来定量匹配机械均匀压缩的胶体悬浮液中的颗粒体积分数与原子模拟中的温度。获得的绘图温度高于动态玻璃化转变温度，表明所检查的胶体系统在结构上最像模拟的过冷液体。此外，结构绘图程序为量化捕获胶体系统中的弛豫提供了统一的框架。

Unifying Atoms and Colloids near the Glass Transition through Bond-Order Topology

Laura Stricker, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 218202 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218202

[编辑推荐] 由于拥挤效应和推进力之间的竞争，介观尺度流动和混沌平流可以在致密的活性悬浮液中发展，让人想起湍流中的多尺度流动模式。

Keta等人研究了两种过阻尼自推进盘的二维模型，一种是具有对齐相互作用的，一种是不具有对齐相互作用的。这两种模型都支持活性介观尺度流动，导致其均匀稠密流体状态下大尺度上的混沌平流和传输，远离动态停滞。它们形成的流和涡流让人联想到湍流中的多尺度流动模式。作者表明，这些流动的特征并不取决于活性流体的具体细节，而是由拥挤效应和持续推进之间的竞争造成的。这一观察结果表明，自推进粒子的致密活性悬浮液呈现出一种“活性湍流”，不同于其他类型活性系统中报告的集体流动。

Emerging Mesoscale Flows and Chaotic Advection in Dense Active Matter

Yann-Edwin Keta, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 218301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218301

客观欧拉相干结构 (OECS) 和瞬时李亚普诺夫指数 (iLE) 控制流体流动中的短期物质传输，就像拉格朗日相干结构和有限时间李亚普诺夫指数在较长时间内的作用一样。吸引OECS和iLE揭示了短时吸引子，并且可以根据欧拉应变率张量进行计算。在本快报中，Sinigaglia等人首次设计了一种最佳控制策略，以在可压缩、粘度主导的活性向列流中创建短时吸引子。通过调节活性应力强度，作者的框架实现了应变率张量最小特征值的目标轮廓，控制短时吸引子的位置和形状。作者表明，其最优控制策略有效地实现了所需的短时吸引子，同时抑制了干扰。作者的工作将最优控制和相干结构相结合，为引导可压缩活性向列体系中的材料传输提供了新的视角，并应用于形态发生和合成活性物质。

Optimal Control of Short-Time Attractors in Active Nematics

Carlo Sinigaglia, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 218302 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218302

奇粘度（OV）是例如外部磁场中自旋（活性）粒子或电子的流体中的传输系数。 OV的主要特征是它不会在两个空间维度上产生耗散。相比之下，Everts和Cichocki明确表明，在三维情况下，OV可以通过改变流体流动来间接促进耗散。作者通过广义稳态蠕动流方程的精确解析解，用OV量化单个球形粒子在流体中移动的耗散率。 作者的结果提供了一种通过测量单个球形粒子的固体运动来量化OV影响的新方法。此外，作者明确演示了如何通过将被动颗粒与自旋活性颗粒混合来设计复杂流体的流变特性。

Dissipative Effects in Odd Viscous Stokes Flow around a Single Sphere

Jeffrey C. Everts and Bogdan Cichocki

Phys. Rev. Lett. 132, 218303

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218303

1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶全酶和连接蛋白凝结成“类核糖体”（藻类光合作用的重要增压剂），可以根据“连接体和间隔物”理论进行定性理解。Payne-Dwyer等人推导出小型1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶连接体聚集体的半解析配分和，从而能够计算稀相滴定曲线和二聚图。通过将滴定曲线与表面等离子共振和单分子荧光显微镜数据进行拟合，作者提取了预测二聚图所需的分子特性。作者使用这些来估计冷凝的典型浓度，并成功地将它们与显微镜观察结果进行比较。

Predicting Rubisco-Linker Condensation from Titration in the Dilute Phase

Alex Payne-Dwyer, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 218401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218401

在许多基本生理事件中，生物组织在固态和液态之间转变。最近的实验观察进一步表明，在二维上皮组织中，这些固液转变可以通过类似于平衡二维熔化中观察到的中间六角相的中间态发生。六角相的特征是准长程（幂律）取向序，但没有平移序，从而赋予无结构流体一些结构。虽然已经表明组织模型中的六角序可以通过运动性和热涨落诱导，但细胞分裂和细胞凋亡（出生和死亡）的作用仍然知之甚少，尽管其具有基本的生物学作用。在本快报中，Tang等人在组织的自推进Voronoi模型的框架内研究细胞分裂和细胞凋亡对全局六角秩序的影响。尽管细胞分裂直接破坏了有序，而活性运动促进了变形，但作者表明，随着运动的增加，它们的联合作用会驱动液体—六角—液体转变。六角相是通过细胞分裂产生的位错缺陷和运动产生的向错-反向错对的活性结合之间的微妙平衡来实现的。作者制定了一个平均场模型来阐明细胞分裂和运动性之间的竞争以及随后的六角序的发展。

Cell Division and Motility Enable Hexatic Order in Biological Tissues

Yiwen Tang, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 218402 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218402

睡眠的特点是非快速眼动睡眠（源自广泛的神经元同步）和快速眼动睡眠（神经元去同步类似于清醒行为）。虽然这些被认为是全局大脑状态，但最近的研究表明事实并非如此。通过对氨基甲酸乙酯麻醉睡眠模型中的小鼠介观电压敏感染料记录进行时频分析，Curic等发现在同步神经活动的背景下，整个皮层中出现短暂的神经去同步化，其方式让人想起关键的传播过程 并指示“同步边缘”相变。

Spatial-Temporal Analysis of Neural Desynchronization in Sleeplike States Reveals Critical Dynamics

Davor Curic, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 218403 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.218403

END