PRL导读-2024年132卷26期

Leggett-Garg不等式(LGI)的提出是为了评估量子力学的预测与“宏观现实(Macroscopic realism)”的差距大小。利用 LGI，可以描述在不同时间对单个系统执行测量的相关性。Kreuzgruber等人报道了一项使用中子违反 LGI 的实验。中子干涉实验中得到的Leggett-Garg相关器的最终测量值𝐾=1.120±0.007(stat)±0.019(sys)明显高于宏观现实理论预测的极限值𝐾=1。实验结果在中子衍射动力学理论框架内得到了分析，明显地再现了所得值。

（雷家睿）

Violation of a Leggett-Garg Inequality Using Ideal Negative Measurements in Neutron Interferometry

E. Kreuzgruber, R. Wagner et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 260201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.260201

针对受到ℏ之小以及普遍存在的强经典混沌这两种困难影响的体系，Lando等人研究了量子算符平均值随时间的演化。当ℏ→0时，纯量子计算的数值计算成本过高，而利用ℏ很小这一优势的半经典方法在深度混沌体系中则面临概念和实用方面的困难。作者实施了一种解决这些概念问题的方法，从而对算符平均值的干涉贡献部分的来源有了更深的理解。作者表明，在深度混沌体系中，他们的方法能达到前所未有的精度，而标准的半经典方法（Herman-Kluk传播子）仅产生数值噪声。该工作为开发和应用高效且准确的方法来进行强混沌经典极限系统的量子模拟奠定了基础。

（赵秀花）

Computing Quantum Mean Values in the Deep Chaotic Regime

G. M. Lando, O. Giraud, and D. Ullmo

Phys. Rev. Lett. 132, 260401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.260401

在绝热过程中，开放量子系统的态沿着其含时生成子的瞬时稳态进行演化。这一观察使我们能够刻画开放系统在一般绝热演化中的平均动力学。然而，要获取动力学可观测量的涨落信息，比如单次实验中释放的光子数或者时间积分的随机熵产生，需要控制生成子的整个特征值谱，而不仅仅是稳态。在这篇文章中，Paulino等人展示了如何通过利用大偏差理论工具，在绝热开放量子动力学中获取这类信息。他们证明了关于变形生成子的绝热定理，进而能够在有偏的量子态中编码一般时间积分动力学可观测量的全计数统计。作者进一步计算了观测量任意“稀有”时间历史的概率，并推导出实现其典型行为的动力学。本工作为刻画和工程化绝热开放量子动力学，并控制其涨落提供了一种方法。

（赵秀花）

Large Deviation Full Counting Statistics in Adiabatic Open Quantum Dynamics

P. J. Paulino, I. Lesanovsky, and F. Carollo

Phys. Rev. Lett. 132, 260402 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.260402

在本文中，Łobejko等人展示了如何通过引入催化剂来提高热机的性能。具体来说，他们分析了一种最简单的热机模型的效率，该模型仅在两个冲程之间运行，由一对二能级系统组成，并可能由一个d维的催化剂辅助。在没有催化剂的情况下，该机器的效率为奥托效率。催化剂的引入允许构建一个能突破此界限的协议，新的效率可以用一个简单的形式表示，作为奥托公式的推广：1−(1/𝑑)(𝜔_𝑐/𝜔_ℎ)。催化剂还提供了一个更大的该机器能够作为热机运行的参数操作范围。尽管热机效率的提高往往伴随着功产出的减少（在系统达到卡诺效率的时候接近于零），催化剂能带来更有利的功与效率之间的权衡。本文所提供的例子为通过有限维度的辅助系统来提高热机性能带来了新的可能。

（赵秀花）

Catalytic Advantage in Otto-like Two-Stroke Quantum Engines

M. Łobejko, T. Biswas, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 260403 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.260403

[Featured in Physics] Quantum sensing can benefit from entanglement protocols that can be interpreted as allowing qubits to go backward in time to choose an optimal initial state.

量子计量学的目标是利用量子资源来提高测量的灵敏度。量子计量学家通常致力于最大化量子Fisher信息，这限制了测量装置的灵敏度。在计量学基本极限的研究中，一个典型的设置是一个量子比特（自旋1/2系统）受到未知旋转的影响。如果自旋开始于最大化旋转诱导算子的方差的状态，那么就可以获得关于旋转的最大量子 Fisher 信息。然而，如果旋转轴未知，就无法制备最优的单量子比特传感器。受到封闭时间曲线模拟的启发，Song等人绕过了这一限制。作者们获得了有关旋转角的最大量子Fisher信息，而无需考虑未知的旋转轴。为了实现这个结果，作者们首先将探测量子比特与辅助量子比特纠缠在一起。然后，在纠缠基中测量这对粒子，获得的有关旋转角的信息比任何单量子比特传感器都要多。作者们利用双量子位超导量子处理器展示了这种计量的优势。本文给出的测量方法取得了优于每一种无纠缠策略的量子优势。

（雷家睿）

Agnostic Phase Estimation

X. Song, F. Salvati et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 260801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.260801

双场量子密钥分发（TFQKD）克服了线性速率损失限制，有望提高长距离安全密钥速率。然而，消除独立激光源之间频率差异的复杂性阻碍了其实际应用。Chen等人使用稳频激光器分析并确定了实现TFQKD的频率稳定性要求。基于此分析，作者们提出并演示了一种简单实用的方法，利用乙炔的饱和吸收光谱作为绝对参考，无需快速频率锁定即可实现 TFQKD。采用4个强度的发送不发送TFQKD协议，作者们分别通过实验演示了502、301和201公里超低损耗光纤上的TFQKD。作者们预计这种高性能方案将在未来的城际和自由空间量子通信网络中得到广泛的应用。

（雷家睿）

Twin-Field Quantum Key Distribution with Local Frequency Reference

J. Chen, F. Zhou et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 260802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.260802

[编辑推荐] [Featured in Physics] 在国际空间站上长期运行的实验发现了意料之外的来自重氢离子的宇宙线。

本文发表了国际空间站上α磁谱仪（AMS）对氘通量的精密测量结果。此结果基于从2011年五月到2021年四月收集的刚性范围在1.9到21GV的21×10⁶个D核。作者观察到在整个刚性范围内，D通量表现出和p、³He以及⁴He几乎相同的时间变化。高于4.5GV时，D/⁴He的通量比不依赖时间，且其对刚性的依赖性可由单个幂律∝R^Δ（  =-0.108±0.005）较好描述。这与³He/⁴He通量比不同，其中  =-0.289±0.003。高于约13GV时，作者发现D与p通量有近似一致的刚度依赖，其D/p通量比为0.027±0.001。这些预料之外的观测结果表明，宇宙氘核具有相当大的类初级部分。使用与宇宙线传播无关的方法，作者得到了D通量中初级部分，等于9.4±0.5%的⁴He通量，以及等于58±5%³He通量的D通量中次级部分。

Properties of Cosmic Deuterons Measured by the Alpha Magnetic Spectrometer

M. Aguilar et al. (AMS Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 261001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.261001

[编辑推荐]作者基于行星大气中DM湮灭可能导致  过量这一思路提出了暗物质（DM）搜寻方案，以及基于此想法并使用Cassini在近木星飞行时收集的数据来对DM-核子散射截面施加约束。

作者利用行星大气提出了暗物质新的寻找方案。他们指出，在行星中湮灭的DM会造成电离辐射，这又可导致电离层  的过量产生。作者将这一想法应用于木星夜晚侧近赤道的区域。夜晚侧没有太阳照射，且低纬度也离极光足够远，这使寻找过程的背景影响较小。作者使用Cassini关于电离层  辐射的数据。此数据于2000年Cassini近木星飞行时在两侧于木星午夜经三小时采集。结果是将DM-核子的散射截面约束到约10^-38cm²以下。作者也表明未来DM大气电离可能会在类木地外行星中使用行星光谱高精度测量被探测到。

Search for Dark Matter Ionization on the Night Side of Jupiter with Cassini

Carlos Blanco and Rebecca K. Leane

Phys. Rev. Lett. 132, 261002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.261002

作者数值地探索了双黑洞（BH）近散射过程。其分析首次表明非合并的铃宕引力波可由黑洞在它们近距离接触时动态潮汐形变诱导出现。尽管此铃宕引力波与单个黑洞在微扰论中的准正则引力波的物理图景相去甚远，但二者的频率符合良好。作者的研究发现了一类新的引力波形，并开启了黑洞接触时强引力相互作用新研究。

Ringdown Gravitational Waves from Close Scattering of Two Black Holes

Yeong-Bok Bae, Young-Hwan Hyun, and Gungwon Kang

Phys. Rev. Lett. 132, 261401 (2024)

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在  且规范群为U（N）的超对称Yang-Mills理论中半BPS态的超共形指标容许巨引力子项展开，  ，其中m是巨引力子的数目，  是引力子指标。此展开可视为对有限N的迹关系。作者直接在来自半BPS解系的超引力中导出了这一展开，此解系归功于Lin、Lunin以及Maldacena在ⅡB型超引力方面的工作。这些位形的模空间可用协变量子化方案处理。作者展示了从量子化到按巨引力子项展开的精确表达式的过程。作者的方案提供了巨引力子直接按量子化的超引力自由度展开的过程，且其经由典型不连续的量子几何恢复了离散的信息。

Giant Graviton Expansion from Bubbling Geometry: Discreteness from Quantized Geometry

Evan Deddo, James T. Liu, and et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 261501 (2024)

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共振正电子与原子电子湮灭提供了一种寻找与 e⁺e^- 耦合的轻新粒子强大的方法。产生速率的可靠估计需要对电子动量分布进行详细的刻画。作者描述了一种利用目标材料的康普顿轮廓，来正确地在共振湮灭截面中包括电子速度效应的通用方法。此外，作者还发现高 Z 原子可以有效地充当粒子物理加速器，提供了密度高达相对论电子，使实验的质量范围扩展了数倍。

Production of Dark Sector Particles via Resonant Positron Annihilation on Atomic Electrons

Fernando Arias-Aragón, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 261801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.261801

We present a lattice determination of the inclusive decay rate of the process 𝜏 ↦ 𝑋_𝑢𝑠𝜈_𝜏 in which the 𝜏 lepton decays into a generic hadronic state 𝑋_𝑢𝑠 with    flavor quantum numbers. Our results have been obtained in 𝑛_𝑓 = 2 + 1 + 1 isosymmetric QCD with full nonperturbative accuracy, without any operator product expansion approximation and, except for the presently missing long-distance isospin-breaking corrections, include a solid estimate of all sources of theoretical uncertainties. This has been possible by using the Hansen-Lupo-Tantalo method [M. Hansen et al., Phys. Rev. D 99, 094508 (2019)] that we have already successfully applied [A. Evangelista et al., Phys. Rev. D 108, 074513 (2023)] to compute the inclusive decay rate of the process 𝜏 ↦ 𝑋_𝑢𝑑𝜈_𝜏 in the    flavor channel. By combining our first-principles theoretical results with the presently available experimental data, we extract the Cabibbo-Kobayashi-Maskawa matrix element |𝑉_𝑢𝑠| , the Cabibbo angle, with a 0.9% accuracy, dominated by the experimental error.

Inclusive Hadronic Decay Rate of the 𝜏 Lepton from Lattice QCD: The    Flavor Channel and the Cabibbo Angle

Constantia Alexandrou et al. (Extended Twisted Mass Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 261901 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.261901

[编辑推荐] [Featured in Physics] CERN的研究人员显著地提高了顶夸克质量的测量精度。顶夸克质量是标准模型计算的一个主要输入。

ATLAS和CMS实验在LHC上进行了15项顶夸克质量测量的组合。所使用的数据集对应的是在质心能量为7和8 TeV的质子-质子碰撞中的高至5和20 fb^-1的积分亮度。该组合包括使用顶夸克对事件中半轻子和强子衰变的测量，以及使用富含通过电弱  𝑡  通道产生的单顶夸克产生的事件的测量。该组合考虑了测量之间的相关性，并相对于最精确的输入测量实现了总不确定性的31%改进。结果为  𝑚_𝑡 = 172.52 ± 0.14 ( 统计 ) ± 0.30 ( 系统 )  GeV，总不确定性为 0.33 GeV。

Combination of Measurements of the Top Quark Mass from Data Collected by the ATLAS and CMS Experiments at √𝑠=7 and 8 TeV

Hayrapetyan et al. (CMS Collaboration , ATLAS Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 261902 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.261902

作者在QCD的次领头阶，对强子碎裂函数（FFs）中进行了全局性分析，覆盖了各种带电强子（  ，  以及  ）。数据包括来自电子-正电子单-单举湮灭、半单举深度非弹性散射，以及质子-质子碰撞数据，其中包括首次进行的喷注碎裂的测量，这些数据对胶子碎裂函数施加了很强的限制。通过谨慎选取强子的运动学，以确保QCD因子化的有效性以及微扰计算的收敛性，作者获得了令人满意的最佳拟合结果， χ² / d.o.f. = 0.90。轻带电强子中u，d夸克和胶子携带的总动量已经被精确确定，为了测试QCD碎裂中的基本求和规则，目前迫切需要精确确定中性强子的碎裂函数。

Simultaneous Determination of Fragmentation Functions and Test on Momentum Sum Rule

Jun Gao, ChongYang Liu, XiaoMin Shen, Hongxi Xing, and Yuxiang Zhao

Phys. Rev. Lett. 132, 261903 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.261903

Kurkela等人证明了致密物质状态方程的天体物理约束能够为超过核物质向夸克物质转变区域的致密物质中的色超导能隙给定上限。色味锁夸克相中的对效应会增加高密度处的压强，如果这一效应足够大，那么因果律和力学稳定性的要求将导致无法通过与更低密度处一致的方式达到达此压强值。他们将手征有效场论拓展至中子星密度，并结合当前对中子星半径、最大质量和潮汐形变的天体物理观测（PSR J0348+0432、PSR J1624-2230、PSR J0740+6620、GW170817），推断出了中等密度下的状态方程。他们发现，在重子数化学势μ = 2.6 GeV时，如果采用非常保守的假设，则色味锁对隙Δ的上限为457 MeV（95%置信度），而采用更合理的假设，结果则为216 MeV（95%置信度）。未来天体物理的测量和高密度QCD的研究进展可能会强化该约束。

Astrophysical Equation-of-State Constraints on the Color-Superconducting Gap

Aleksi Kurkela et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 262701 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.262701

原子核²³⁸U的十六极形变（β₄）尚未得到确定，这是由于在原子核电跃迁测量中其效应会被大的四极形变（β₂）所掩盖。Xu等人确定出了相对论U+U碰撞中十六极各向异性对椭圆率的非线性响应，该响应仅对β₄敏感，对β₂不敏感。他们通过先进的流体动力学计算证明了所得结果，并讨论了利用相对论重离子对撞机给出的重离子对撞数据确定²³⁸U中β₄的可能性。

Hexadecapole Deformation of ²³⁸U from Relativistic Heavy-Ion Collisions Using a Nonlinear Response Coefficient

Xu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 262301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.262301

omg协议是一个很有前途的范例，它在量子信息处理过程中使用每个单个原子的 希尔伯特空间内的多个特定应用的量子比特子空间。omg操作的一个关键假设是，一个子空间可以独立访问，而不会对存储在其他子空间中的信息造成有害影响。作者发现在一个子空间中基于激光的量子门过程中的强度噪声会引起其他子空间中的退相干现象，这可能使omg操作变得复杂。然而作者表明，磁场诱导的矢量光偏移可以用来消除这种消相干的来源。由于这种技术只需要为栅极激光器选择一个特定的、与磁场相关的偏振态，因此实现起来非常简单，并且可能对基于omg的量子技术有所帮助。

Eliminating Qubit-Type Cross-Talk in the omg Protocol

Samuel R. Vizvary, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263201

作者研究了一氧化二氮分子核激发态相干叠加引发的超快动力学。利用高级从头算方法，作者证明，由电子衰变和核动力学引起的退相干比诱导的超快量子拍频要慢得多，这使得系统在退相干之前经历了几个振荡周期。作者提出了一个概念验证实验，利用x射线自由电子激光器设备提供的谐波上转换方案，通过时间分辨x射线光电子能谱追踪所产生的核激发态相干性的演化过程。

Core-Hole Coherent Spectroscopy in Molecules

Emilio Rodríguez-Cuenca, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263202 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263202

作者研究了在Bardeen-Cooper-Schrieffer(BCS)和Bose-Einstein-Condensate (BEC)的过渡区域中⁶Li原子的自旋平衡超冷谐振捕获的费米气体中的两体相关性。为此，作者使用一种基于原子对的光激发的新方法来精确测量Tan接触，这是由Wang等人最近提出的[Phys. Rev. A 104, 063309 (2021)]。作者绘制了BCS-BEC 过渡区域整个相图中各种温度和相互作用强度的接触图，探测了相空间中尚未被研究的区域。作者的测量结果在最低温度下达到了不确定度约为2%，因此代表了一个精确的定量基准。通过与他们的数据比较，作者在相空间中定位了理论预测和插值给出有效结果的区域。在接触已经众所周知的区域，作者发现与他们的测量结果非常吻合。因此，作者的结果表明光致损耗是测量强相互作用费米气体中量子相关性的精确探针。

Precise Photoexcitation Measurement of Tan’s Contact in the Entire BCS-BEC Crossover

Manuel Jäger, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263401

交变磁性是一种共线磁性，在某些方面有别于铁磁性和传统的反铁磁性。相对于后者，自旋相反的子晶格不仅通过平移和反转相关，还通过空间旋转相关。因此，交变磁体具有自旋分裂带，从而产生独特的实验特征。在这里，作者从理论上展示了如何利用光学晶格中的超冷费米原子实现d波交变磁相。作者提出了一种具有各向异性次近邻跳跃的交变磁性的哈伯德模型，并得到了Hartree-Fock相图。交变磁相分为金属相和绝缘相，并且在大参数范围内具有鲁棒性。作者表明，交变磁性的一个重要特征，各向异性自旋输运，可以通过陷阱扩展实验进行探测。

Realizing Altermagnetism in Fermi-Hubbard Models with Ultracold Atoms

Purnendu Das, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263402 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263402

作者实现并表征了一个在偶极原子阵列中允许任意局部控制的协议，其中自由度被编码成一对里德伯态。作者的方法依赖于局部寻址波束和全局微波场的组合。利用这种方法，作者直接制备了两种不同类型的三原子纠缠态，包括W态和具有有限手性的状态。作者通过进行量子态层析来验证潜在纠缠的性质。最后，利用他们测量多基、多体可观测性的能力，作者探索了由一对三角形块体组成的受抑几何体中低能态的绝热制备。通过使用局部寻址来调整初始状态的对称性，作者证明了制备仅通过手性相关性区分的相关状态的能力（基本上是六体可观测量）。作者的协议是通用的，允许在实验期间在任意时间对阵列中任意子群的原子进行旋转; 这扩展了偶极XY模型的量子模拟的能力范围。

Enhancing a Many-Body Dipolar Rydberg Tweezer Array with Arbitrary Local Controls

Guillaume Bornet, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263601

[Editors’ Suggestion] [Featured in Physics] A vibrating nanobeam could be used to share information between distant solid-state spin qubits, potentially allowing use of these qubits in complex computations.

固态自旋量子比特是量子信息处理有希望的候选者，但是目前难以在大型多量子比特系统中实现受控的相互作用和纠缠。作者描述了一种多量子比特自旋系统的可编程控制方法，其中金刚石纳米柱中的单个氮-空位(NV)色心以扫描探针结构耦合到磁性功能化的氮化硅机械谐振器。量子比特可以通过与纳米机械谐振器的相互作用而纠缠在一起，而可编程的连通性是通过量子比特在纳米柱中的机械传输实现的。为了证明这种方法的可行性，作者对放置在纳米束谐振器上的微磁体周围的力学性质和磁场梯度进行了表征。作者利用核自旋存储器和NV色心来检测振荡微磁体的时变磁场，提取7.7(9)Hz 的自旋-机械耦合，演示了在输运微磁体附近的自旋量子比特的相干操纵。随着现实的改进，可以达到高协同性机制，为利用自旋量子比特进行可扩展的量子信息处理提供了一条新途径。

Toward Programmable Quantum Processors Based on Spin Qubits with Mechanically Mediated Interactions and Transport

F. Fung, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263602

理论和实验研究表明，厄米准晶和非厄米准晶分别由于分形谱和通过异常点向扩散带过渡而表现出局域化。在这里，作者基于 Rb 蒸气室中的电磁感应透明性，对十二边形光子准晶体进行了实验研究。首先，作者观察了在厄米情况下波包展开的抑制。然后作者发现了一个新的机制，增加非厄米特性导致离域化，这表明非厄米准晶的行为比以前认为的更丰富。

Non-Hermitian Delocalization in a Two-Dimensional Photonic Quasicrystal

Zhaoyang Zhang, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263801(2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263801

作者研究了波的时间反射和时间折射现象，这是由介质的介电常数在时间上发生了突然变化的空间界面引起的。作者发现单色波通过介电常数的变化转化为脉冲,而在全反射的临界角附近,时间反射会得到增强。在这种情况下，作者发现倏逝场通过介电常数的突然变化而转变为传播脉冲。这些效应显示了时间反射的增强和临界角附近的高灵敏度,为在光学频段进行时间反射和光子时间晶体的实验奠定了基础。

Time Refraction and Time Reflection above Critical Angle for Total Internal Reflection

Lior Bar-Hillel, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263802

[Editors’ Suggestion] The introduction of hyperbolic shear metasurfaces that support ultraconfined hyperbolic surface modes with symmetry-tailored axial dispersion and loss redistribution makes possible the generalization of the features of shear polaritons to metasurfaces.

具有低晶体对称性和尖锐声子共振的极性电介质可以支持双曲剪切极化子，它是具有频率依赖性光轴和非对称耗散特性的高约束表面模式。到目前为止，这些模式仅在中红外频率的大块天然材料中观察到，其性质受到现有晶体几何形状和声子共振强度的限制。在这里，作者介绍了双曲剪切超表面，这是支持具有对称剪裁轴向色散和损耗重分布的双曲表面模式的超薄工程表面，可以最大限度地增强光-物质的相互作用。通过在这些工程表面设计有效的剪切现象，作者展示了几何控制、超约束、低损耗的双曲面波，其宽带Purcell增强适用于广泛的电磁频谱。

Hyperbolic Shear Metasurfaces

Enrico M. Renzi, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 263803 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.263803

作者通过实验研究了由尺寸为厘米级的磁力搅拌器在封闭容器内的不规则运动所产生的三维流体湍流的衰减过程。这种零平均流动的均匀各向同性湍流非常适合测试萨夫曼（Saffman）模型和巴彻勒（Batchelor）的自由衰减湍流模型。作者报告了一组一致的实验测量结果（湍流动能的时间衰减、能量耗散率的衰减以及积分尺度的增长），这些结果强烈支持萨夫曼模型。作者还测量了衰减早期萨夫曼不变量的保持，并展示了能量谱在大尺度上的k²-比例关系，并在衰减过程中保持其自相似形状。因此，本文首次实验验证了萨夫曼不变量与大尺度的k²-能量谱之间的联系。当容器尺寸足够大时，最终的衰减模式与萨夫曼的模型密切相符。

（邱仲普）

Freely Decaying Saffman Turbulence Experimentally Generated by Magnetic Stirrers

Jean-Baptiste Gorce and Eric Falcon

Phys. Rev. Lett. 132, 264001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.264001

[Editors’ Suggestion] Simulations of Couette flow that eliminate discreet structures show that turbulence proliferates through expanding fronts and decays through spontaneous formation of laminar zones.

有向渗透（DP），一种连续相变的普适类别，最近被确认为亚临界壁流湍流的可能路径。在经典的直管或平板流中，转变通过离散的大尺度湍流结构发生，这些结构在管流中称为涡团，在平板流中称为条带，它们要么自我复制，要么层流化。然而，这些过程可能并非适用于所有亚临界剪切流。在本文中，作者设计了一项数值实验，消除了平面Couette流中的离散结构，并展示了它遵循一种不同的、更简单的转变情景：湍流通过扩展前沿增殖，并通过自发创建层流区域衰减。作者将这种相变映射到一个随机单变量系统上。湍流波动的水平决定了移动前沿转变是不连续的，还是连续的并且属于DP普适类，这对其他流体动力系统有着深远的影响。

（邱仲普）

Phase Transition to Turbulence via Moving Fronts

Sébastien Gomé, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 264002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.264002

人们认为冰中的质子隧穿是非局域的，但其范围已被证明仅限于几个分子。在本研究中，作者测量了高达50 GPa压力下冰的热导率，发现其热导率随压力增加至20 GPa而增加，但在更高压力下减少。作者将这种非单调的热导率归因于高压下质子的集体隧穿，这一现象得到了大规模量子分子动力学模拟的支持。集体隧穿循环在时间上持续数皮秒，在空间上大至纳米级，这与声子周期和波长相匹配，导致在高压下强烈的声子散射。本文的结果显示了在高压冰中存在全局量子运动的直接证据，并为理解声子传播与原子隧穿之间的耦合提供了新的视角。

（邱仲普）

Proton Collective Quantum Tunneling Induces Anomalous Thermal Conductivity of Ice under Pressure

Yufeng Wang, Ripeng Luo, Jian Chen, Xuefeng Zhou, Shanmin Wang, Junqiao Wu, Feiyu Kang, Kuang Yu, and Bo Sun

Phys. Rev. Lett. 132, 264101 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.264101

高马赫数无碰撞激波中的能量分配在各种高能天体物理环境中都起着至关重要的作用。A. Vanthieghem等人提出了一种新的理论模型，用于解释电子加热机制，该机制考虑了电子和离子在激波处的能量交换。其基本机制依赖于电子和离子之间的惯性差异，从而导致在激波转变区域，粒子在减速的磁主导微湍流中产生差异性散射。研究证明，在高马赫数条件下由Weibel不稳定性产生的磁场中，双极型电场和电子的扩散输运之间的自洽相互作用导致了有效的加热，这一结果与全动理学模拟结果一致。

（杨宁）

Electron Heating in High Mach Number Collisionless Shocks

A. Vanthieghem et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 265201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.265201

最近的实验实现了在大偏压下对电子-空穴双层中层间激子的稳态电注入。在层间隧穿可以忽略不计的理想情况下，系统处于准平衡状态，具有减小的有效带隙。层间隧穿引入了电流，使系统偏离平衡。在这项工作中，作者推导出了有偏压电子-空穴双层中层间激子的非平衡场论描述。在大偏压极限下，作者发现p波层间隧穿减小了有效带隙并增加了谷间激子的有效温度。作者讨论了InAs/GaSb量子阱和双层过渡金属二硫化物可能的实验意义。

（刘瑞）

Keldysh Field Theory of Dynamical Exciton Condensation Transitions in Nonequilibrium Electron-Hole Bilayers

Y. Zeng, V. Crepel, and A. J. Millis

Phys. Rev. Lett. 132, 266001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266001

作者们提出了关于三维时间反演对称的奇宇称多能带超导体中，远离费米面的螺旋拓扑超导性的理论。在这些系统中，来自不同能带的电子之间的配对导致了相应的拓扑相变。因此，在有限激发能量下会出现一对螺旋拓扑狄拉克表面态。这些螺旋狄拉克表面态的能量可以通过化学势和能带分裂强度进行调控。它们由时间反演对称性和晶体二重旋转对称性保护。作者们还提出了一些可能观察到这种现象的具体材料。

（郭维安）

Helical Topological Superconducting Pairing at Finite Excitation Energies

Masoud Bahari, Song-Bo Zhang, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266201

作者报告了一种理论描述，关于在具有破坏反演对称性的二维狄拉克材料中出现的新型自旋轨道转矩分量。与通常的金属界面不同，在这些金属界面中，场型和阻尼型转矩分量是相互竞争的，作者发现源自费米海中所有电子的内在阻尼型转矩可以与场型分量同时增强。此外，由于自旋和伪自旋角动量的耦合，出现了以前被忽视的、独特的狄拉克材料转矩分量，导致自旋-伪自旋纠缠。这些转矩对无序具有抵抗力，并且可能提高附近磁体的磁化翻转性能。

（毛慧灿）

Emerging Spin-Orbit Torques in Low-Dimensional Dirac Materials

Joaquín Medina Dueñas, José H. García, and Stephan Roche

Phys. Rev. Lett. 132, 266301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266301

[编辑推荐]光电发射光谱和密度泛函计算表明，石墨烯的特殊能带和自旋极化的Eu态在狄拉克点诱导了一个大的自旋相关能隙。

作者对石墨烯/Eu/Ni（111）的电子性质进行了详细的分析。通过使用角分辨和自旋分辨的光电发射光谱以及从头算计算方法，作者发现Eu在石墨烯/Ni(111)界面中的嵌入导致ππ*狄拉克锥在  点的能隙独立色散，且石墨烯和Eu的混合增加了自旋简并度。同时发现与磁性基底的相互作用会导致狄拉克锥中存在一个大的自旋相关能隙，其拓扑性质以大的Berry曲率和自旋极化的Van Hove奇点为特征，其接近费米能级产生极化子带。

（彭怡然）

Spin-Dependent ππ* Gap in Graphene on a Magnetic Substrate

P. M. Sheverdyaeva, G. Bihlmayer, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266401

二维电子气在量子多体物理中具有重要意义。作者研究了该模型的最小扩展，其具有C₄（而不是完全旋转）对称性和具有各向异性有效质量的两个谷的电子色散。在作者的模型中，电子通过库仑排斥力相互作用，被远处的金属栅屏蔽。使用变分蒙特卡罗模拟，作者发现了具有金属谷极化、自旋非极化基态的宽的中间密度范围。作者的结果与最近在AlAs量子阱中发现的“向列”态直接相关。对于与该系统相关的有效质量各向异性，𝑚_𝑥/𝑚_𝑦 ≈ 5.2，作者在𝑟_𝑠 ≈ 12处得到了从各向异性金属到谷极化金属的转变（其中𝑟_𝑠是无量纲Wigner-Seitz半径）。在更低的密度下，作者发现了电子各向异性降低的（可能是亚稳的）谷和自旋极化态。

（郑鹏宇）

Nematic Metal in a Multivalley Electron Gas: Variational Monte Carlo Analysis and Application to AlAs

Agnes Valenti et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266501 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266501

作者仔细地重新审视了电子与玻色子散射问题，超越了弱耦合展开和流行的半经典处理方法。通过提供在有限温度下准确的数值结果，作者证明了存在广泛的电子-玻色子散射，尽管没有外在无序，量子局域化过程仍然相关。在安德森意义上的局域化是由于大量热玻色子群的动态随机性所致，然而，这种效应仅在扩散开始前的瞬时时间内有效。通过观察到在光吸收中特征性的位移德鲁德峰和随后的电导抑制，作者提供了对这种瞬态局域化现象的令人信服的证据。作者的发现确定了异常金属行为的一般途径，可以广泛适用于相互作用的量子物质。

（杨颖）

Transient Localization from the Interaction with Quantum Bosons

Hadi Rammal et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266502 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266502

UTe₂是一种自旋三重态超导体候选材料，最近已经获得了具有长平均自由程的高质量样品，这使得可以通过量子振荡测量来探测其费米面和有效载流子质量。最近有报道指出UTe₂具有三维费米面组分[Phys. Rev. Lett. 131, 036501 (2023)]。在自旋三重态超导体中，二维和三维费米面部分之间的区别对于超导体的拓扑性质可能具有重要意义。在这里，作者报告了在高磁场下UTe₂的磁导率中观测到的振荡成分。作者发现这些振荡可以很好地用穿过磁通量破裂网络的准粒子之间的量子干涉来描述。作者的观测结果与基于先前dHvA效应测量的这种材料的费米面的准二维模型一致。作者的结果强烈表明，尽管UTe₂表现出多种复杂的物理现象，但它具有一个异常简单的费米面，仅由两个准二维圆柱形部分组成。

（刘瑞）

Quantum Interference between Quasi-2D Fermi Surface Sheets in UTe₂

T. I. Weinberger, Z. Wu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266503 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266503

化合物(TaSe₄)₂是一个经过广泛研究的准一维化合物，其已知在约263 K时发生电荷密度波（CDW）转变。作者认为，通过观察电阻噪声可以推断出在转变附近固定的CDW序参数的临界涨落，因为它们与耗散性正常载流子耦合。值得注意的是，CDW序参数的临界涨落足够缓慢，能够在热力学极限下存续，并且主导低频电阻噪声。在温度窗口  内，噪声方差和弛豫时间显示出快速增长（临界乳白和临界减速），其中  为归一化温度。这个窗口非常宽广，但与Ginzburg准则一致。此外，作者进一步展示了可以定量利用该电阻噪声来提取相关的临界指数。在  以下，作者观察到从均场到以涨落为主导的区域的交叉，临界指数取得异常低值。临界转变区域的涨落分布呈偏态且强烈非高斯。这种非高斯性被解释为当发散的相干体积与宏观样品尺寸相当时，中心极限定理的有效性被破坏。观察到的在广泛温度范围内的大幅度临界涨落，以及从均场到以涨落为主导的区域的交叉，突显了准一维性质在控制相变中的作用。

（郭维安）

Exceptionally Slow, Long-Range, and Non-Gaussian Critical Fluctuations Dominate the Charge Density Wave Transition

Sk Kalimuddin, Sudipta Chatterjee, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266504 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266504

笼目金属的性质是由能带拓扑和电子关联的相互依赖性决定，从而产生异常丰富的相图。在本篇文章中，作者使用红外光谱学研究了反铁磁笼目金属FeGe的体相电子结构的温度演化。作者揭示了在100 K结构相变时低能能带间吸收的剧烈变化，这与电荷密度波（CDW）不稳定性有关。作者通过笼目平面中微小的铁（Fe）位移来解释这种效应，这导致费米能级附近平行的能带。然而，与常规CDW材料相比，FeGe中的光谱权重转移到低能量，这排除了CDW带隙的开启。

（毛慧灿）

Intriguing Low-Temperature Phase in the Antiferromagnetic Kagome Metal FeGe

M. Wenzel et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266505 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266505

作者对FeSe(被称为Hund金属)的电子结构进行了全面的研究，发现它并不具有唯一性。通过由电子格林函数𝐺和自洽方式构建的屏蔽库仑相互作用𝑊所构建的所有两粒子不可约图，揭示了2D FeSe的Mott绝缘体相。伴随着Fe-3𝑑轨道的局域和非局域屏蔽效应的减弱，金属-绝缘体跃迁由其顺磁相中的强库仑相互作用驱动。作者的研究结果表明，莫特物理特性可能在形成单层或纳米结构FeSe的电子、光学和超导特性方面发挥关键作用。

（彭怡然）

Mott-Insulator State of FeSe as a Van der Waals 2D Material Is Unveiled

Byungkyun Kang, Maengsuk Kim, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266506 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266506

Weyl费米子是假设的手性粒子，在晶格系统中也可以表现为三维能带交叉点附近的激发。当将这些准粒子放置在晶格上时，它们受到Nielsen–Ninomiya “no-go”定理的约束，要求布里渊区的总手性消失。这种约束是由它们存在的（可定向的）流形的拓扑结构产生的。在这里，作者试问当底层流形是不可定向的时，Weyl点的拓扑和手性的概念在多大程度上保持了良好的定义。作者证明，在这种情况下，考虑到系统具有非零总手性，手性的通常概念变得不确定。这种对Nielsen–Ninomiya定理的规避源于向量场的一般不连续性，其零点是Weyl点。此外，作者发现非定向流形上的Weyl点带有一个额外的Z₂拓扑不变量，它满足一个不同的no-go定理。作者通过在晶格模型的动量空间中施加一个非点式对称性来实现这种Weyl点。最后，作者在光子平台上通过合成动量实验实现了它们现象学的各个方面。作者的工作强调了准粒子的拓扑结构及其底层流形之间微妙但至关重要的相互作用。

（郑鹏宇）

Weyl Points on Nonorientable Manifolds

André Grossi Fonseca et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266601

扭曲莫尔材料是一类新型的层状结构，其相邻层之间具有不同的扭转角度，因其丰富而有趣的物理现象而备受关注。特别令人感兴趣的是拓扑网络模式，最初在层间偏压下的小角度扭曲双层石墨烯中提出。本文报道了在不需要外部偏置场的情况下，在扭曲莫尔条纹声子晶体中观察到的这种拓扑网络模式。在有重建和没有重建的畴壁中都观察到可以在大范围扭转角下构建的声拓扑网络模式，这与电子莫尔材料中的晶格弛豫相似。通过在网络通道中引入保留谷缺陷，观察到了拓扑网络模式的拓扑稳健性。此外，该网络可以重新配置为具有任何所需连接的二维模式，为声学应用提供了独特的原型平台。

（杨颖）

Topological Network Modes in a Twisted Moiré Phononic Crystal

Dan Yao et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266602

[编辑推荐]一种显示海森堡自旋链从反铁磁有序到铁磁有序的浴诱导转变的方法，为理解环境因素对自旋系统中磁有序的影响提供了一个统一的框架。

耗散过程可以在量子自旋链中驱动不同的磁序。利用一种非微扰的解析映射框架，作者系统地展示了如何通过控制所连接的浴的局部性来构建自旋系统中的不同磁序。作者的映射方法揭示了自旋-浴耦合的影响，导致自旋分裂的抑制、浴修饰和自旋-自旋相互作用的混合，以及对于连接到同一浴的自旋之间非局部的铁磁性相互作用的出现，这些相互作用在全局浴中变得长程。作者的一般映射方法可以方便地应用于各种自旋模型：作者演示了（i）在海森堡自旋链中由浴引起的从反铁磁(AFM)到铁磁序的转变，（ii）在具有成对耦合到浴的横向场伊辛链中从AFM到扩展的尼尔(Neel)相序的转变，以及（iii）在完全连接的伊辛模型中的量子相变。作者的方法在系统-浴耦合中是非微扰的。它适用于各种非马尔可夫浴，并且可以方便地应用于研究在阻挫或拓扑材料中由浴工程化的相。

（刘瑞）

Bath-Engineering Magnetic Order in Quantum Spin Chains: An Analytic Mapping Approach

B. Min, N. A. Sztrikacs et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266701 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266701

[编辑推荐]通过利用基态能级反交叉，六角氮化硼中靠近硼空位的氮核能够通过弱激光实现核自旋极化。

核自旋极化在量子信息处理和量子感测中起着至关重要的作用。在本研究中，作者们通过使用六角氮化硼（h-BN）中的硼空位缺陷（  ）展示了一种稳健且高效的核自旋极化方法，利用了基态能级反交叉(GSLAC)。作者们展示了通过GSLAC辅助的核自旋极化可以以明显较低的激光功率实现，相比于激发态能级反交叉，使该过程在实验上更具可行性。此外，作者们还展示了在h-BN中的  缺陷的核自旋的直接光学读出。研究结果表明，GSLAC是一种有前景的技术，可以用于对h-BN中  缺陷的核自旋进行精确控制和操纵。

（郭维安）

Robust Nuclear Spin Polarization via Ground-State Level Anticrossing of Boron Vacancy Defects in Hexagonal Boron Nitride

Shihao Ru, Zhengzhi Jiang, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266801

ZrTe₅最近因其观察到的非互易输运响应而受到广泛关注，这些响应需要反演对称性（I）的缺乏。然而，关于确切的I-非对称结构和潜在的I破缺机制一直存在争议。在本篇文章中，作者报道了ZrTe₅薄膜中自发的I破缺，这种破缺起源于层间滑移，并由微妙的层内畸变所稳定。此外，作者预测了显著的非线性反常霍尔效应（NAHE）和动力学磁电效应（KME），这些都归因于在I对称性缺乏时Berry曲率和轨道磁化的出现。作者还在基于滑移依赖的k·p模型的基础上，明确展示了滑移铁电性、NAHE和KME之间的直接耦合。通过研究ZrTe₅多层膜的近表面滑移，作者推测自然解理表面上会出现表面非线性霍尔电流和磁化。作者的发现阐明了ZrTe₅薄膜中由滑移引起的I破缺机制，并为在范德瓦尔斯层状材料中调节非互易输运性质开辟了新的途径。

（毛慧灿）

Spontaneous Inversion Symmetry Breaking and Emergence of Berry Curvature and Orbital Magnetization in Topological ZrTe₅ Films

Erqing Wang et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266802

[编辑推荐]一种通过Floquet光谱内的非弹性光散射可以冷却到比之前的下限100K低得多的温度的理论方法。

目前固体激光冷却的温度下限为50–100 K。作者提出可以通过缺陷来克服这一限制，例如具有窄的电子流形和bright光学跃迁的金刚石色心。该方法利用了强场中形成的缀饰态，这些缀饰态扩展了声子跃迁集，并具有可调谐的能量。这样可以增强冷却能力并减少非均匀展宽的影响。作者从理论上证明了硅空位和锗空位的这些效应，并讨论了背景吸收、声子辅助发射和非辐射衰变的作用。

（彭怡然）

Overcoming Temperature Limits in the Optical Cooling of Solids Using Light-Dressed States

Luísa Toledo Tude, Conor N. Murphy, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 266901 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.266901

随机微分方程是研究受统计涨落影响的动力系统的基本模型。在物理学的许多过程中，涨落表现为一种附加干扰的外在驱动力。受路径积分求解量子弛豫问题的启发，Grimm等人发展了一种数值方法来求解带有乘性噪声的经典随机微分方程，该方法避免了对轨迹求平均。为了检验该方法，作者模拟了一个非马尔科夫噪声乘性耦合的经典振子动力学。当使用张量分解技术加速时，它准确地估计了振子进入分岔区域的相变，且计算成本比轨迹平均模拟要低至少一个数量级。

Direct Numerical Solutions to Stochastic Differential Equations with Multiplicative Noise

Ryan T. Grimm and Joel D. Eaves

Phys. Rev. Lett. 132, 267101 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.267101

当双稳态结构失去其中一个稳定状态并快速运动到其余状态时，就会发生跳跃分岔(snap-through bifurcation)。例如，具有对称夹紧端部的屈曲拱，当端部被释放时，可以在倒置和自然状态之间跳变(snap)。标准的线性稳定性分析表明，拱在非对称扰动下变得不稳定。而在本文中，Wang等人研究发现对称转变(transition)也能发生。通过实验、数值和简单模型等手段，作者发现转变的对称性取决于末端释放的速率，足够的快速载荷(fast loading)会导致对称跳跃。简单模型揭示了这种行为是由系统状态空间的一个特定区域引起的，该区域内任何初始的非对称性都会被放大。系统在快速载荷(仍保持对称)时可能不会进入该区域，但在慢速载荷期间会穿越该区域，造成不对称的瞬态放大。

Transient Amplification of Broken Symmetry in Elastic Snap-Through

Qiong Wang, Andrea Giudici et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 267201 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.267201

Srinivas等人确定了在满足质量作用动力学的均相开放化学反应网络(CRNs)中观察无限增长所必需的热力学条件。他们还通过从周围环境提供的转化为CRNs自由能的化学功的比例来表征生长的热力学效率。他们发现，通过将某些物质的浓度固定在一定值或连续流动搅拌槽反应器中进行化学启动的CRNs不能产生无限生长。无限生长需要至少一种物种从周围环境中不断净流入。在这种情况下，单分子CRNs总是产生平衡线性生长，即以平衡浓度和效率为1的物种的连续线性积累。多分子CRNs是产生非平衡生长所必需的，即具有非平衡浓度的物种的持续积累。伪单分子CRNs是多分子CRNs的一个子类，它总是产生零效率的渐近线性增长。他们的发现证明了CRN拓扑结构和化学启动过程在决定生长动力学和热力学中的重要性。

（张一鸣）

Thermodynamics of Growth in Open Chemical Reaction Networks

S. G. M. Srinivas, F. Avanzini, and M. Esposito

Phys. Rev. Lett. 132, 268001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.268001

当缓慢剪切时，堵塞的填料在屈服前会有弹性反应。随着干扰转变点的接近，这种线性弹性逐渐变差，并出现剪切软化、硬化或熔化等丰富的非线性流变。然而，这些非线性流变的物理机制仍然是难以捉摸的。为了澄清这一点，T. Kawasaki等人在准静态剪切γ下对无热无摩擦软颗粒的堵塞填料进行了数值研究。他们发现剪切应力σ与压力P之比具有普遍的标度行为，与初始结构的制备方案无关。特别是，他们揭示了剪切软化值σ/P ~ γ^1/2在一个前所未有的宽应变范围内，直到屈服点，这个简单的标度理论可以使之前现象合理化。

（张一鸣）

Unified Understanding of Nonlinear Rheology near the Jamming Transition Point

T. Kawasaki and K. Miyazaki

Phys. Rev. Lett. 132, 268201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.268201

非热复杂流体中的屈服相变可以解释为具有高介观简并性的弹性吸收状态与流动活性状态之间的吸收相变。T. Jocteur等人使用有限尺寸标度分析，在固定施加剪切应力下的弹塑性模型中定量表征这种相变。他们发现有序参数（即剪切速率）的临界涨落消失，并将该属性与相变的凸特征（β > 1）联系起来。他们将屈服定位在类似于固定能量沙堆（FES）的一系列模型中，仅具有由机械平衡产生的零模式的远程再分布内核。对于具有足够快衰减的重新分布核，该模型族属于短程普适性类别，与通常的 FES 的保守定向渗流类别不同，后者是由零模式引起的。

(张清源)

Yielding Is an Absorbing Phase Transition with Vanishing Critical Fluctuations

Tristan Jocteur, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 268203 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.268203

[编辑推荐]当它们的视觉方向与推进矢量不严格对齐时，活性粒子可以自发地自组织成大规模的旋转模式。

通过结合二维系统中的朗之万动力学模拟和基于守恒定律原理的分析方法，R. Saavedra等人研究了在视觉感知方面具有运动变量的粒子系统。这里通过区分自推进方向和感知锥轴来引起具有预定方向的持续旋转。团簇可能有一个类似流体的中心和一个旋转的外层，或者显示出由外层活动驱动的类似固体的旋转。因此，具有错位感知的不连续运动可能成为微型机器人中强大的自组织策略。

(张清源)

Swirling Due to Misaligned Perception-Dependent Motility

Rodrigo Saavedra, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 268301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.268301

Chaté 等人提出了关于极性群均匀有序相的流体动力学描述。从对称性原理出发，他们构建了与破缺旋转对称相关的戈德斯通模式动力学的适当方程。然后，在二维情况下，考虑了“马尔萨斯群”和“维切克群”。其中密度场是一个快速变量，不进入流体动力学描述。在这两种情况下，他们都确认了使用标度关系来精确计算标度指数，这与之前对 Vicsek 模型的模拟以及对流体动力学方程的数值积分非常一致。

(张清源)

Dynamic Scaling of Two-Dimensional Polar Flocks

Hugues Chaté and Alexandre Solon

Phys. Rev. Lett. 132, 268302 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.268302

常见的昼夜节律模型通常被构建为混合良好的生物化学物质的区域反应，包括一种由几个中间反应步骤组成的负反馈回路，这些步骤基本上是产生振荡所必需的。每个反应物的空间传递通常被表示为一个额外的区域反应步骤。与这种传统理解相反，P. Rojas等人证明，如果两个反应的位点在空间上分离，并且分子运输是通过扩散介导的，那么单个激活-抑制生化反应对就足以产生持续的振荡。他们提出的方案代表了参与化学反应的最简单配置，并为理解生物振荡和启发旨在构建最小时钟的体外试验提供了概念基础。

（张一鸣）

Biological Rhythms Generated by a Single Activator-Repressor Loop with Inhomogeneity and Diffusion

P. Rojas, O. Piro, and M. E. Garcia

Phys. Rev. Lett. 132, 268401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.268401

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