PRL导读-2024年133卷12期

经历相变的量子多体系统已被提出作为能够超越经典地增强传感精度的探针。然而，这种增强通常仅限于临界点周围非常狭窄的区域。在本文中，Mukhopadhyay和Bayat系统地开发了一种模块化方法，用于在多体系统中引入多个相变。这自然地允许作者们通过包含新创建的相界来扩大量子增强精度的区域。本文提出的方法是通用的，可以应用于对称性破缺传感器和拓扑量子传感器。在对称性破缺传感器中，作者们表明新创建的临界点继承了原始普适类并且简单的总磁化测量就足以定位它们。在拓扑传感器中，作者们的模块化结构创建了多个带，从而产生了丰富的相图。在这两种情况下，哈密顿参数估计的海森堡标度都在所有相界处都被实现。这可以用来创建一个性能明显优于均匀探针的全局传感器。

（雷家睿）

Modular Many-Body Quantum Sensors

C. Mukhopadhyay and A. Bayat

Phys. Rev. Lett. 133, 120601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.120601

分布式量子计算是一种很有前途的计算范式，可以执行超出单个量子设备能力范围的计算。分布式量子计算中的隐私对于在存在不受信任的计算节点的情况下维护机密性和保护数据至关重要。在本文中， Li等人介绍了基于量子二分相关器算法的新型盲量子机器学习协议。本文的协议减少了通信开销，同时保护了数据隐私不被不受信任方获取。作者们引入了针对特定算法的稳健的隐私保护机制，该机制计算开销低且不需要复杂的加密技术。然后，作者们通过复杂性和隐私分析验证了所提出协议的有效性。他们的发现为分布式量子计算的进步铺平了道路，为量子技术时代的隐私感知机器学习应用开辟了新的可能性。

（雷家睿）

Blind Quantum Machine Learning with Quantum Bipartite Correlator

C. Li, B. Li, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 120602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.120602

大规模变分量子算法被广泛认为是一个潜在的实现实际量子优势的途径。然而，量子噪声的存在可能削弱并且破坏这些优势，模糊了经典可模拟性的边界。为了进一步阐明这个问题，Shao等人提出了一种多项式规模的新型方法，基于可观测量在Pauli路径上反向传播的路径积分方法(OBPPP)。在存在单比特Pauli噪声情况下，该方法以有界截断误差，有效近似在变分量子算法中的算符期望值。理论上，作者们严格证明：(i)对于一个恒定的最小非零噪声𝛾，OBPPP的时间和空间复杂度与量子比特数𝑛和电路深度𝐿呈多项式关系。(ii)对于可变𝛾， 在存在两个以上非零噪声因素情况下，当𝛾超过1/log⁡𝐿时，复杂度仍保持Poly⁡(𝑛,𝐿) ；但当𝛾低于1/𝐿时，复杂度会随𝐿指数增长。在数值上，作者们对IBM的在127量子比特Eagle处理器上的零噪声外推实验结果进行了经典模拟[Y. Kim et al., Evidence for the utility of quantum computing before fault tolerance, Nature (London) 618, 500 (2023).] 。本文的方法相比于量子设备可以得到更高的精确度和更快的运行时间。此外，该方法可以模拟带噪声的输出，从而准确再现IBM未减弱的实验结果，这些实验结果直接对应原始实验观测。作者们的研究揭示了噪声在经典模拟中起到的重要作用，而且该方法在计算广泛量子电路的期望值上具有通用性，并且可以应用于量子计算机的验证。

（陈婉妍）

Simulating Noisy Variational Quantum Algorithms: A Polynomial Approach

Y. Shao, F. Wei, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 120603 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.120603

相互作用量子粒子的相干动力学在强关联量子物质的研究和量子信息处理器的追求中起着核心作用。在本文中，Chen等人将相互作用的里德堡原子的状态空间呈现为一个合成景观，以便在其上控制和观察相干和相关动力学。通过完全控制九位点合成晶格中位点对之间的耦合强度和能量偏移，作者们实现了量子行走、布洛赫振荡和埃舍尔型“连续楼梯”中的动力学。在相互作用的区域中，作者们观察到相关量子行走、布洛赫振荡和粒子对限制。此外，作者们同时上下倾斜晶格以实现相干对振荡。结合一些简单的升级，这项工作将相互作用原子阵列的合成里德堡晶格建立成为了可编程量子多体动力学的有前途的平台，可以实现在实空间晶格中难以实现的特征。

（雷家睿）

Quantum Walks and Correlated Dynamics in an Interacting Synthetic Rydberg Lattice

T. Chen, C. Huang, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 120604 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.120604

光学接口分子自旋是实现量子传感和成像的一个有前途的平台。此类应用的关键是在室温下光学检测相干自旋操纵。在这篇文章中，Mena等人利用有机生色团（掺杂在p-三联苯中的并五苯）的光激发三重态，在分子晶体和薄膜中实现室温下光致发光对比度超过15%的相干自旋操纵的光学检测。作者进一步展示了多频自旋控制如何能增强此类系统。这些结果为利用合成化学的多功能性实现室温量子传感器带来了机会。

（赵秀花）

Room-Temperature Optically Detected Coherent Control of Molecular Spins

A. Mena, S. K. Mann, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 120801 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.120801

门集断层扫描可以对量子逻辑门的过程矩阵进行刻画，将量子处理器中的测量和态制备误差也纳入考虑。为了进行模型估计，门集断层扫描通常需要大规模的数据收集以及大量的计算资源。在这篇文章中，Cao等人针对量子d位元（qudit）提出了一种更高效的门集断层扫描方法，利用量子d位元Hadamard门和虚拟Z门来构造基准，同时假定虚拟Z门是无错误的。该方法降低了估计刻画结果的计算成本，使门集断层扫描在大规模上更加实用。作者在超导传输子三位元（transmon qutrit）上实验检验了该方法的适用性。

（赵秀花）

Efficient Characterization of Qudit Logical Gates with Gate Set Tomography Using an Error-Free Virtual 𝑍 Gate Model

S. Cao, D. Lall, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 120802 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.120802

设备无关量子密钥分发中的一个主要挑战是在长距离下达到所需要的贝尔违背，因为通道损耗会导致整体检测效率较低。最近的一些工作探究了通过使用局域贝尔测试来证明长距离上的非局域关联的概念。其中，一个额外的量子设备被放置在某一方的邻近位置，使用短距离关联来验证长距离的非局域行为。然而，现有的工作要么没有解决该设置中对抗主动攻击者的设备无关量子密钥分发的安全性问题，要么使用了不会给出成码率的严格边界的方法。在这篇文章中，Tan和Wolf针对该设置中的成码率计算任务提出了一个一般的公式，可以与最近开发的分析标准的设备无关密钥分发的方法相结合。基于此方法，作者表明如果短距离设备具有足够高的检测效率，那么就可以在长距离分支中实现正的成码率，其检测效率较低于标准的设备无关密钥分发设置。本文结果凸显出在利用短距离关联来验证量子关联的情况下改善设备无关量子密钥分发的性能的潜力。

（赵秀花）

Entropy Bounds for Device-Independent Quantum Key Distribution with Local Bell Test

E. Y.-Z. Tan and R. Wolf

Phys. Rev. Lett. 133, 120803 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.120803

Zhao等人提出了阴影过程模拟的任务，其目的是模拟对目标物理过程输出的任意量子可观测量的期望值的估计。当发送方和接收方共享随机比特或其它无信号的源时，作者表明在通信、噪声模拟和数据压缩等多个场景中阴影过程模拟的表现都超过传统的过程模拟方案。值得注意的是，作者发现在一些场景中，阴影模拟不需要更多的样本数目就可以提供更高的统计准确性。

（赵秀花）

Shadow Simulation of Quantum Processes

X. Zhao, X. Wang, and G. Chiribella

Phys. Rev. Lett. 133, 120804 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.120804

[编辑推荐]对星系分布数据完全相对论性的处理将解释近来在星系三谱中观测到的宇称破缺。

近来大尺度星系研究中四点关联函数的测量已经找到星系分布中宇称破缺的显著证据。此现象不可能经由广义相对论的动态引力效应发生。如果此破缺源自在早期宇宙的物理，那么可能隐藏着超越标准模型的新物理，且会与大部分暴涨模型不一致。因此，需要更细致地研究星系三谱。如果内禀的四点关联函数（或与之等价的三谱——关联函数的傅里叶变换）是宇称不变的，那么观测到的三谱必须要考虑红移空间畸变。尽管标准的牛顿修正保持宇称不变，但作者证明，次领头阶的相对论性修正会破坏宇称。作者表明，这些贡献会在中间线性尺度变得显著，且会在相等更大得尺度上取代牛顿宇称不变部分占据主导。因此在观测星系四点关联函数是，作者希望能在大尺度上探测到宇称破缺。

Apparent Parity Violation in the Observed Galaxy Trispectrum

Pritha Paul, Chris Clarkson, and Roy Maartens

Phys. Rev. Lett. 133, 121001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121001

已知源自超新星事件SN 1987A的中微子爆发的持续时间易受外来冷源的影响，比如从稠密高温的强子物质中辐射出的轴子，其被认为是超新星内核的组成部分。作者进行了首个关于超过第一代的强子物质——尤其是奇异物质作用的研究。作者通过一致地考虑完全重子与介子八重态、并且计算由重子-介子到重子-轴子散射过程以及重子衰变过程所产生的轴子发射率来进行研究。作者考虑了一系列超新星热力学条件以及有不同奇异物质的物态方程模型。作者得到了对轴向的轴子-奇异-奇异耦合的首个约束，以及对轴子-下-奇异耦合的现有最强约束。作者对后者的约束在f_a=10⁹GeV可达到O(10^-2)。

Axion Emission from Strange Matter in Core-Collapse Sne

Maël Cavan-Piton, Diego Guadagnoli and et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 121002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121002

作者介绍了一种基于双栅MOSFET对完全耗尽厚p道CCD的输出放大器。负载放大器是一种特殊设计的n型MOSFET，在高负载转移效率时，调整到与完全耗尽CCD相耦合。CCD与MOSFET频道间的连接耦合实现了高灵敏度，表明单个像素负载测量的读取噪声为  。作者也研究了此设备的非破坏性读取容量。在整个CCD像素阵列上，每个像素的单电子与单光子计数都可以通过对十个样本取样完成，在2.74ms的像素读取时间内达到了  。作者表明，完全耗尽CCD的读取速度相较现今可行的浮动扩散与浮栅放大器更好，在单样本与多样本情况下相较浮栅放大器提升了至少6倍。

Achieving Single-Electron Sensitivity at Enhanced Speed in Fully Depleted CCDs with Double-Gate MOSFETs

Miguel Sofo-Haro, Kevan Donlon and et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 121003 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121003

作者通过结合南极望远镜（SPT）与Herschel-SPIRE实验在超过100deg²场上的观测数据，探测了运动学Sunyaev-Zel’dovich效应，本文是对其分析所得的结果。SPT观测结合了之前与现有的研究，即SPTpol与SPT-3G，在中心在95、150、220GHz的频带得到4.5、3、16μK-arcmin的深度。对于SPIRE，作者引入了来自600与857GHz频带的数据。作者用二次统计量重建了小尺度kSz信号的速度诱导的大尺度关联，此统计量使用两个宇宙微波背景（CMB）温度地图，由所有频带数据的最佳结合得到。作者在10.3σ的水平上否决了0三谱的无效假设。但是，测得的三谱包含来自kSZ与其他多余部分的贡献，如CMB透镜与天体物理前景，这使kSZ不占主导。作者使用AGORA模拟来消除预计的CMB透镜与天体物理前景的信号。在考虑CMB透镜与前景信号的贡献之后，作者并未探测到额外的只有kSZ的三谱，并且利用三谱的缺失来对再电离施加约束。通过应用基于Gunn-Peterson槽的先验，作者得到了再电离持续时间的上限Δz_re，50<4.5（95%置信水平）。作者发现这些约束对前景假设也相当可靠。此三谱测量与Planck的光学深度测量相互独立，但与其一致。此结果是首个利用kSZ信号的非高斯特征对再电离时期进行的约束。

First Constraints on the Epoch of Reionization Using the Non-Gaussianity of the Kinematic Sunyaev-Zel’dovich Effect from the South Pole Telescope and Herschel-SPIRE Observations

S. Raghunathan et al. (SPT-3G and SPTpol Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 133, 121004 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121004

蜂窝结构被认为是地面爆轰开始、传播以及熄灭的关键。尽管已有许多涉及爆轰的Ⅰa型超新星研究强调了蜂窝结构的重要性，更细致的处理对进一步理解爆炸的结果会有帮助。本文中，作者联系了天体物理与工程领域，关注富氦白矮星包层内的爆轰作为所谓双爆轰模型驱动源的情况。蜂窝结构通过高分辨率二维模拟来量化。作者表明，爆轰的起始与熄灭的地面实验条件可以很好地解释之前流体力学模拟的结果。现有的研究展现了从地面爆轰实验的角度来理解天体物理问题的潜力，尤其在Ⅰa型超新星的爆炸力学领域。

Viewing Explosion Models of Type Ia Supernovae through Insights from Terrestrial Cellular Detonation

Kazuya Iwata and Keiichi Maeda

Phys. Rev. Lett. 133, 121201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121201

[Featured in Physics] 来自黑洞合并的引力波信号会揭露“引力原子”的存在——被轴子或其他轻玻色子包围的黑洞。

作者发现，在黑洞作为双星系统成员的宇宙学历史中，黑洞周围超轻粒子云的存在会在质量分布以及轨道偏心率中留下印迹，这些都可经未来的引力波探测器观测。值得注意的是，作者发现对于啁啾质量M ≲10M_⊙且完全孤立形成的的无进动双星，高于期望值的偏心率（在f_GW≃10^-2Hz，e ≳10^-2）将给出质量介于[0.5,2.5]×10^-12eV的新粒子存在的证据。所预测的偏心率演化也会极大地影响带内相演化与峰频率。在动态双星系统中，这些结果组成了超轻玻色粒子云的独特信号，其将易于被激光干涉空间天线以及未来的中频带和十分之一赫兹探测器所探测到。

Signatures of Ultralight Bosons in the Orbital Eccentricity of Binary Black Holes

Mateja Bošković, Matthias Koschnitzke, and Rafael A. Porto

Phys. Rev. Lett. 133, 121401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121401

[Featured in Physics] 来自黑洞合并的引力波信号会揭露“引力原子”的存在——被轴子或其他轻玻色子包围的黑洞。

超轻玻色子的超辐射云会通过“离子化”与“共振”在黑洞双星的引力波形上留下痕迹。作者研究了随着黑洞双星演化的共振序列，并证明只有两种可能的结果，每种都在波形上有不同的痕迹。如果云与黑洞双星是接近反向旋转的，那么云会保持在初始状态，直到其进入未来引力波探测器（如激光干涉空间天线）的灵敏区间。在所有其他情况下，共振会破坏云，同时驱动黑洞双星与之同向旋转，且其离心率接近固定点。这使从一群黑洞双星的统计分析中推断新玻色子的存在性成为可能。

Legacy of Boson Clouds on Black Hole Binaries

Giovanni Maria Tomaselli, Thomas F. M. Spieksma, and Gianfranco Bertone

Phys. Rev. Lett. 133, 121402 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121402

作者在极慢滚暴涨且随机效应较为重要的条件下研究了原初黑洞（PBH）的形成。作者使用ΔN形式且用解析常滚近似简化了随机方程。作者考虑了一个可行的暴涨模型，对每一个随机部分都数值地找到了PBH压缩函数的空间剖面，而不含对于高斯性与径向剖面的假定。随机效应会导致密度分布出现指数尾，也会使压缩函数非常尖锐，这与文献中常见的假设并不一致。直接应用对光滑剖面所找到的坍缩阈值，PBH的丰度提高了10⁹倍，且PBH质量分布在质量上包含超过三个数量级。此结果表明了用尖锐剖面再次进行PBH模拟的必要性。

Primordial Black Hole Compaction Function from Stochastic Fluctuations in Ultraslow-Roll Inflation

Sami Raatikainen, Syksy Räsänen, and Eemeli Tomberg

Phys. Rev. Lett. 133, 121403 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121403

前置工作认为未来的引力波探测器将能够探测双星包含吸积盘以及暗物质结构合并的天体物理环境的性质。大多数分析都使用环境效应的牛顿模型，但此模型对超轻暗物质中的极端大质量比旋近并不适用。本文中，作者使用相对论微扰理论来一致地研究球对称的此类系统。作者计算了标量粒子的通量以及轨道能量通过引力辐射与标量损耗（如动态摩擦）发生耗散的比率。作者的结果确认：激光干涉空间天线将能够通过追踪极端质量比旋近的相位来探测超轻暗物质结构。

Extreme-Mass-Ratio Inspirals in Ultralight Dark Matter

Francisco Duque, Caio F. B. Macedo and et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 121404 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121404

作者证实，在具有渐进反-德西特时空的平面、带电的黑洞，其对应于大 𝑁 ， SU ( 𝑁 ) ， ℕ = 4 超 Yang-Mills 在有限化学势下的强耦合夸克-胶子等离子体热态，会在巨正则系综下发生到IIB 型超引力的有毛黑洞的三阶相变。有毛相是另一种具有共形状态方程的强耦合流体，并可以被理解为另一种类型的夸克-胶子等离子体。這种新的夸克-胶子等离子体的熵较少，因此似乎表征了某种平滑的强子化作用。相变的位置在μ _c = 2 π T _c处，其中μ _c 和T_c分别是“重子”化学势 和温度的临界值。

Plasma-Plasma Third Order Phase Transition from Type IIB Supergravity

Andrés Anabalón and Julio Oliva

Phys. Rev. Lett. 133, 121601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121601

使用在能量范围为√s = 4.128–4.226 GeV的BESIII探测器收集的7.33 fb⁻¹ 的e⁺e⁻对撞数据，作者搜索了稀有衰变D_s⁺→h⁺(h⁰) e⁺e⁻，其中h代表一个K介子或π介子。通过要求e⁺e⁻的不变质量与ϕ(1020)一致，0.98 < M(e⁺e⁻) < 1.04 GeV/c²，作者观察到D_s⁺→π⁺ϕ，ϕ→e⁺e⁻的统计显著性为7.8σ，并首次发现了D_s⁺→ρ⁺ϕ，ϕ→ e⁺e⁻的证据，其统计显著性为4.4σ。它们的衰变分支比测量为  ，以及  ，这里的第一个误差是统计误差，第二个是系统误差。对于D_s⁺→π⁺π⁰ e⁺e⁻，D_s⁺→K⁺π⁰ e⁺e⁻以及D_s⁺→K_S⁰π⁺ e⁺e⁻的三个四体衰变，实验没有观察到显著信号。对于D_s⁺→π⁺π⁰ e⁺e⁻，实验剔除了ϕ的质量区域从而最小化长程效应。在90%置信水平上设置的这些衰变分支比的上限在(7.0-8.1)×10⁻⁵范围内。

Search for Rare Decays of D_s⁺to Final States 𝜋⁺ e⁺e⁻, 𝜌⁺e⁺e⁻，𝜋⁺𝜋⁰e⁺e⁻，𝐾⁺𝜋⁰e⁺e⁻and𝐾⁰ _𝑆 𝜋⁺ e⁺e⁻

M. Ablikim et al. (BESIII Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 133, 121801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121801

The origin of neutrino masses remains unknown. Both the vacuum mass and the dark mass generated by the neutrino interaction with dark matter (DM) particles or fields can fit the current oscillation data. The dark mass squared is proportional to the DM number density and, therefore, varies on the galactic scale with much larger values around the Galactic Center. This affects the group velocity and the arrival time delay of core-collapse supernovae (SN) neutrinos. This time delay, especially for the ν_e neutronization peak with a sharp time structure, can be used to distinguish the vacuum and dark neutrino masses. For illustration, we explore the potential of the Deep Underground Neutrino Experiment (DUNE), which is sensitive to ν_e . Our simulations show that DUNE can distinguish the two neutrino mass origins at more than 5 σ C.L., depending on the observed local value of neutrino mass, the neutrino mass ordering, the DM density profile, and the SN location.

Testing the Origins of Neutrino Mass with Supernova-Neutrino Time Delay

Shao-Feng Ge, Chui-Fan Kong, and Alexei Y. Smirnov

Phys. Rev. Lett. 133, 121802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121802

We present the first results from a proof-of-concept search for dark sectors via invisible decays of pseudoscalar η and η ′ mesons in the NA64h experiment at the CERN SPS. Our novel technique uses the charge-exchange reaction of 50 GeV π − on nuclei of an active target as the source of neutral mesons. The η , η ′ → invisible events would exhibit themselves via a striking signature—the complete disappearance of the incoming beam energy in the detector. No evidence for such events has been found with 2.9 × 10⁹ pions on target accumulated during one day of data taking. This allows us to set a stringent limit on the branching ratio Br ( η ′ → invisible ) < 2.1 × 10 ^{− 4} improving the current bound by a factor of ≃ 3 . We also set a limit on Br ( η → invisible ) < 1.1 × 10⁻⁴ comparable with the existing one. These results demonstrate the great potential of our approach and provide clear guidance on how to enhance and extend the sensitivity for dark sector physics from future searches for invisible neutral meson decays.

Dark-Sector Search via Pion-Produced 𝜂 and 𝜂′ Mesons Decaying Invisibly in the NA64h Detector

Yu. M. Andreev et al. (The A64 Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 133, 121803 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.121803

当前对中微子马约拉纳质量的限制受到无中微子双贝塔衰变核计算中较大不确定性的影响。基于数据驱动的方法改进核理论的一个关键问题是轴矢耦合常数 𝑔_A 的实际值，它可以通过禁戒 β 衰变来研究。L. Pagnanini 等人首次利用基于碘化铟的低温量热计测量了 ¹¹⁵In 的第四禁戒 β 衰变。他们首次将增强谱形方法应用于该同位素，同时准确地确定了谱形、𝑔_A 以及半衰期。与他们数据匹配最佳的相互作用壳模型计算表明该衰变的半衰期为 𝑇_1/2 = (5.26 ± 0.06) × 10¹⁴  yr。

（褚胤涵）

Simultaneous Measurement of the Half-Life and Spectral Shape of ¹¹⁵In β Decay with an Indium Iodide Cryogenic Calorimeter

L. Pagnanini et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 122501 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.122501

本文介绍了对苯胺（C₆H₅NH₂）、吡啶（C₅H₅N）和环戊烷（C₅H₁₀）的正电子能量从阈值到 10 eV 的电子偶素形成截面的高分辨率测量结果。数据显示，在近阈值区域（1-2 eV），测量截面对多余能量的能量依赖与相应的光电离截面的能量依赖几乎相同。尽管末态粒子之间有无库仑相互作用的过程的基本阈值定律之间存在差异，但这种相似性仍然存在。本文提出，这两种不同电离过程的近阈值行为是由末态阳离子的振动动力学决定的。将数据与计算出的吡啶阳离子振动强度谱 [Trofimov等人., J. Chem. Phys. 153, 164307 (2020)] 进行比较可证明这一点。

Similarity of Near-Threshold Energy Dependence of Positronium Formation and Photoionization in Molecules

J. R. Danielson, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 123001 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123001

双光子双电离是电子关联如何表现的一个典型例子。在分子靶中，它因与较慢的核运动耦合而引入额外的复杂性，诱导出电子-电子-核关联。实验上，动量符合测量可以提供分子全库仑破裂的完整运动学图像。先前的理论研究在描述这一过程时忽略了核运动和随后的双阳离子库仑爆炸。在这里，作者通过对H₂分子双光子双电离的全维度处理表明，即使在短至1.5 fs（在这段时间内，预计原子核不会显著移动）的脉冲时间内，核运动也起着决定性的作用。作者发现核自由度和电子自由度之间存在强关联，从而可以根据核动能的函数获得不同的电子过程。特别是，作者观察到光电子角分布出乎意料地呈现强的背对背不对称性，以及通过不同分子阳离子态的双光子顺序吸收路径的相干贡献所产生的新干涉。

Strong Electron-Electron-Nuclei Correlations in Two-Photon Double Ionization of H₂

Kilian Arteaga, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 123201 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123201

里德伯碱土原子是量子模拟和计量学中富有前景的工具。当两个价电子中的一个被提升到长寿命的圆形态时，第二个价电子可以被光学操纵而不产生明显的自电离。作者利用这个特性来演示圆形锶原子热原子束的激光减速。通过驱动主离子实在422 nm波长处的共振，作者观察到速度降低了50 m/s，而没有显著的自电离。作者还表明圆形态的叠加在冷却过程中，即使经历超过1000个光子的散射， 也只呈现非常弱的退相干。这种鲁棒性为长时间尺度的圆形原子量子模拟开辟了新的前景，还可同时冷却它们的运动状态。这可以减轻量子模拟过程中自旋-运动耦合诱导的不可避免的加热而带来的有害影响。

Slowing Down a Coherent Superposition of Circular Rydberg States of Strontium

L. Lachaud, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 123202 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123202

[Featured in Physics] 如果原子被捕获在准周期晶格中，一维玻色-爱因斯坦凝聚体的超流体态会出奇稳健。

众所周知，无序或准无序有利于多体玻色系统的局域化。与此相反，作者在这里展示了由准周期晶格中的不可公度性引起的反常离域效应。将超冷原子加载到两个振幅相等，空间周期相等或不可公度的浅周期性晶格中，结果表明，不仅在周期情况下，而且在准周期情况下都出现莫特跃迁。从周期势切换到相同振幅的准周期势，作者发现莫特绝缘体变成离域超流体。作者的实验结果与量子蒙特卡洛计算一致，表明这种反常离域效应是由无序和相互作用之间的相互影响诱导的。

Mott Transition for a Lieb-Liniger Gas in a Shallow Quasiperiodic Potential: Delocalization Induced by Disorder

Hepeng Yao, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 123401 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123401

周期性驱动系统已成为设计量子系统性质的有用技术，正在发展成为量子模拟的标准工具箱。使这个工具箱不完整的一个突出挑战是操纵由强周期性驱动的坠饰态。Floquet控制的最新技术是参数的绝热变化。然而，这需要长时间协议，与实验中有限的相干时间相冲突。为了实现对非平衡量子物质的快速控制，作者以Floquet系统为研究对象，推广了变分反绝热驱动偏离平衡的概念。作者导出了一个非微扰变分原理来寻找有效Floquet哈密顿量的绝热规范势的局域近似。它使得Floquet本征态远离绝热区的无跃迁驱动成为可能。作者讨论了在二能级、Floquet带和相互作用周期驱动模型中的应用。开发出的技术使我们能够捕捉非微扰光子共振，获得满足实验限制（如可访问控制项的局部性）的高保真协议。

Counterdiabatic Driving for Periodically Driven Systems

Paul M. Schindler and Marin Bukov

Phys. Rev. Lett. 133, 123402 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123402

二价原子由于具有第二个光学活性价电子，为基于里德伯原子的量子模拟和计算提供了良好的控制手段。在这种情况下，圆形里德伯原子极具前景，它可以利用长寿命的离子实激发，而不会受到有害自电离的影响。在这里，作者报告了亚稳态 4D_3/2 能级和一个高激发量子比特（n=79）的电四极耦合的实现，该量子比特是在由光镊阵列制备的双激发 ⁸⁸Sr 原子中实现的。作者通过包含自旋回波的节拍节点拉姆齐干涉测量圆形里德伯量子比特上的 kHz 级微分能级偏移。观察这种耦合要求对里德伯态进行超过 100 μs 的相干测量，这由在黑体辐射抑制电容器中通过镊子捕获和圆形态寿命增强来辅助完成。此外，作者发现对离子实进行连续光子散射时，量子比特相干性没有明显的损失，这为激光冷却和里德伯原子成像铺平了道路。作者的结果显示出我们可以利用里德伯原子中弱电子-电子相互作用，也扩展了量子模拟工具箱，可通过操纵离子实完成对高激发圆形态量子比特的光学控制。

Quadrupole Coupling of Circular Rydberg Qubits to Inner Shell Excitations

M. Wirth, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 123403 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123403

通过数值模拟，作者展示了在透射电子显微镜中计算鬼成像的创新性使用，可克服相干畸变施加的分辨率限制来恢复图像。该方法需要用一系列结构化照明来测量在单像素探测器上的强度 。如果探针与样品相似，且模式均匀覆盖感兴趣的区域，该技术的成功率就会提高。作者使用一个简单的8电极装置作为具体的例子，演示了在现实的实验条件下，可以超过像差极限，将分辨率提高两倍。

Increasing the Resolution of Transmission Electron Microscopy by Computational Ghost Imaging

P. Rosi, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 123801 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123801

微纳米激光器的偏振控制是纳米光学中的一个重要课题。到目前为止，从单个有机微激光器同时产生两种可区分的正交偏振激光模式仍然是一个关键挑战。在这里，作者利用有选择性强耦合的由有机单晶填充的微腔，展示了正交偏振双激光的同时产生。作者表明，由于偏振依赖性损耗而导致的非厄米性会形成具有异常点的实费米弧和虚费米弧。在虚费米弧处，光子自旋-轨道耦合的本征态混合使同时正交偏振激光成为可能。作者的工作为开发线偏振激光器提供了一种新方法，为拓扑光子学、非厄米光学和其他领域的未来基础研究铺平了道路。

Dual Orthogonally Polarized Lasing Assisted by Imaginary Fermi Arcs in Organic Microcavities

Teng Long, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 123802 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.123802

Sheil等人的研究发现，在膨胀激光驱动锡等离子体中，平均离子电荷态z^-与动能E之间普遍遵循z^-∝ E^0.4的规律。这里的“普遍”指的是这种关系对实验条件不敏感，包括：靶几何形状、膨胀方向、激光波长和功率密度。通过分析电荷态随温度变化及其在膨胀过程中内部能量向动能转移的过程，研究者们准确地捕捉到了这种幂律。这些分析步骤用分别和整体两种方式，通过二维辐射流体动力学模拟进行了验证。这种幂律规律预计也适用于含有更重、更复杂离子的高密度等离子体，比如当前和未来激光驱动等离子体光源所涉及的情况。

（王泰阳）

Power-Law Scaling Relating the Average Charge State and Kinetic Energy in Expanding Laser-Driven Plasmas

J. Sheil et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 125101 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.125101

在多束激光脉冲碰撞形成的驻波中，电子-正电子级联的发生和演化要求紧密聚焦以达到最大激光强度。在此条件下，激光强度的陡峭时空梯度会将种子粒子从高强度区域驱逐，从而抑制级联的发生。M. Jirka等人的研究表明，即使在极端聚焦条件下，径向偏振激光脉冲也能够保证种子电子在振幅峰值时刻存在于焦平面上。与具有相同焦斑半径和持续时间的圆（线）偏振激光脉冲相比，该特性使得引发级联所需的激光功率降低了100倍（80倍）。

（白文欣）

Effects of Colliding Laser Pulses Polarization on e^-e⁺ Cascade Development in Extreme Focusing

M. Jirka and S. V. Bulanov

Phys. Rev. Lett. 133, 125001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.125001

用扫描隧道光谱研究了Cu(100)上氯铝酞菁的亚单层量。该分子可以在四重对称状态下制备，其电导谱表现出类似于Kondo共振的零偏压特征。然而，在磁场中，这种共振劈裂的程度远远超过在单个电子的自旋中的预期。密度泛函理论计算揭示了1.3个电子向简并最低未占据分子轨道的电荷转移。这些轨道由具有对应于m_L≈2.7的大矩阵元的动量算符L_z混合。配体的脱氢移除了最低未占分子轨道的简并，减少了在磁场中的分裂，并诱导了光谱的极性依赖性。使用自旋、轨道和振动自由度的模型计算，作者证明了动态Jahn-Teller效应再现了主要的实验观测结果。

（郑鹏宇）

Large Orbital Moment and Dynamical Jahn-Teller Effect of AlCl-Phthalocyanine on Cu(100)

Chao Li et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126201

[Featured in Physics] [编辑推荐] 实验揭示了决定范德华材料中单原子厚的层之间摩擦的因素，这可能在润滑技术中有所应用。

范德瓦尔斯（vdW）层状材料中较弱的层间相互作用和较强的层内结合力在不相称接触界面上导致超低摩擦，这一现象被称为结构超润滑。这种现象由于原子自由度、扭转角和法向力之间的相互作用而变得复杂。在这篇文章中，作者利用vdW晶体中自然产生的裂纹和微加工技术，定性地分离了边缘、完整的莫尔块和不完整的莫尔边缘区域的贡献。作者观察到，不完整的莫尔边缘区域的摩擦力与边缘面积呈线性比例关系，并在确定摩擦的扭转角依赖性方面起主导作用。有趣的是，尽管完整莫尔块的摩擦贡献较低，完整莫尔块的摩擦力与莫尔大小无关；因此，莫尔块的摩擦力与莫尔的总数呈线性关系。通过整合边缘、莫尔块和不完整莫尔边缘的贡献，提出了一种vdW异质结的摩擦规律。最后，摩擦力的变化从与法向力正相关转变为负相关，这取决于莫尔脊的抑制和边缘原子的耗散。

（杨颖）

Contributions of Edge and Internal Atoms to the Friction of Two-Dimensional Heterojunctions

Yutao Li et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126202 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126202

[编辑推荐] 无限层镍酸盐费米面的超导能隙显示出声子介导的配对机制，表明这些超导体完全不是传统超导。

作者通过从头算GW和GW微扰理论计算，对无限层镍酸盐Nd_1-xSr_xNiO₂中的声子介导的双能隙超导性进行了理论预测。与基于密度泛函理论的结果相比，电子GW自能效应显著改变了两带费米面的属性，并增强了电子-声子耦合。完全k依赖的各向异性Eliashberg方程的解产生了两个主要的s波超导能隙——一个较大的能隙位于具有稀土d和间隙轨道特征的能带中，以及一个较小的能隙位于具有过渡金属镍d特征的能带中。增加空穴掺杂会引起电子结构的非刚性带响应，导致超导转变温度T_c在过掺杂区域迅速下降，与实验结果一致。

（刘瑞）

Two-Gap Superconductivity and the Decisive Role of Rare-Earth 𝑑 Electrons in Infinite-Layer Nickelates

Z. Li and S. G. Louie

Phys. Rev. Lett. 133, 126401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126401

[编辑推荐] 使用X射线衍射技术，明确显示了TiSe₂在电荷和轨道有序相中反演对称性的破坏。

具有明确手性的物质相在自然界中广泛存在，从石英的晶体结构到螺旋磁体中的螺旋自旋态。1T-TiSe₂ 中提出了一种与这些经典例子不同的手性来源，因为它源自电子电荷和量子轨道涨落的结合。这可能使其手性在不施加结构或磁性手性的情况下得以获取和操控。然而，直接证明 TiSe₂ 中固有的反演对称性破缺和手性的体证据仍然难以捕捉。在此，作者利用共振弹性X射线散射技术揭示了圆二色性的存在，即共振衍射强度的偏振依赖性，在电荷和轨道有序转变时出现在禁制布拉格峰上，强度可达约40%。该二色性随入射能量和方位角发生显著变化。通过与计算的散射强度进行比较，作者追溯了其起源，证明了TiSe₂中的体手性电子有序性，并确立了共振弹性X射线散射作为探测电子手性的敏感工具。

（郭维安）

Observation of Circular Dichroism Induced by Electronic Chirality

Qian Xiao, Oleg Janson et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126402 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126402

在La₃Ni₂O₇中新发现的高温超导现象为研究者们提供了一个探索非传统配对机制的新平台。本研究基于  轨道电子几乎构成局部磁矩的论点，通过采用具有层内跃迁t_||和层间超交换J_⊥的单轨道双层模型，探讨了Hubbard相互作用U对库珀对结合强度的影响。通过广泛的密度矩阵重整化群计算，作者发现，当U/t_||从0增加到12，且J_⊥/t_||约为1时，结合能显著增强了10至20倍。作者证明，这种显著的增强主要归因于动能驱动的机制。具体而言，在大U值下，由于Hilbert空间的限制（即Mottness），会出现Z₂贝里相位，这与U = 0时相比，极大地抑制了单粒子传播的流动性。然而，通过形成层间的自旋单重态配对，电子（或空穴）的动能能够得到显著恢复，从而即便在相对较小的J_⊥值下也能自然地形成超导态。此外，作者还进一步提出了一个有效的硬核玻色子模型，用于估算平均场水平上的超导转变温度。

（毛慧灿）

Strong pairing originated from an emergent Z₂ berry phase in La₃Ni₂O₇

Jia-Xin Zhang et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126501 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126501

作者证明了从局域直积态淬火后，系统数熵的缓慢增长与多体局域化相一致。为了实现这一点，作者构造了一个新颖的随机ℓ-bits电路模型，该模型具有指数局域化ℓ-bits，且它们之间的相互作用呈指数衰减。作者观察到从Néel态开始，数熵以超慢速度增长，随着系统尺寸增大逐渐达到饱和。这表明，在微观模型中观察到此类增长不足以排除多体局域化。

（彭怡然）

Ultraslow Growth of Number Entropy in an ℓ-Bit Model of Many-Body Localization

David Aceituno Chávez, Claudia Artiaco et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126502 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126502

[编辑推荐] 扭曲双层石墨烯中的空位诱导杂质态提供了一个可调系统来探测Kondo效应的临界破坏。

在单层石墨烯中，空位诱导态已被证明具有有效的自旋-1/2空穴，可以在低温下被Kondo屏蔽。本文中，作者展示了这些空位诱导的杂质态如何在扭曲双层石墨烯（TBG）中存活，从而提供了一个可调系统来探测赝能隙主体中Kondo效应的临界破坏。从头计算和原子尺度建模用于确定TBG中魔角附近空位态的性质，证明空位可以被视为量子杂质。利用这一见解，作者构建了一个带有TBG宿主的Anderson杂质模型，作者使用数值重整化群结合核多项式方法求解。作者确定了模型的相图，并展示了AA/BB和AB/BA隧穿区中的空位之间是如何严格一分为二的。在AB/BA空位中，由于魔角处的多重分形波函数，Kondo温度在魔角处呈宽分布，温度在尾部消失。作者认为，空位附近的扫描隧道显微镜可以作为魔角TBG中临界单粒子态和潜在多体基态的探针。

（郑鹏宇）

Vacancy-Induced Tunable Kondo Effect in Twisted Bilayer Graphene

Yueqing Chang et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126503 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126503

作者使用拓扑莫特绝缘体的实空间从转子物理理论，以Kane-Mele-Hubbard模型为例，表明格林函数零点中的拓扑间隙对应于体自旋子谱的间隙，并暗示存在无间隙的边缘零点和自旋子边缘模式。随后，作者考虑拓扑莫特绝缘体与常规拓扑绝缘体之间的界面，展示拓扑莫特绝缘体的自旋子边缘模式如何与常规电子拓扑边缘态的自旋部分结合，形成一个非费米液体边缘模式，由无间隙传播的空穴子和间隙自旋态描述。这一工作证明了格林函数零点的物理意义，并表明传统和莫特拓扑绝缘体之间的界面是新物理学的丰富来源。

（杨颖）

Edge Zeros and Boundary Spinons in Topological Mott Insulators

Niklas Wagner et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126504 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126504

二维相干太赫兹光谱（2DCS）作为一种有价值的工具，用于探测量子材料中激发的性质、耦合和寿命。因此有望通过直接探测其奇异的分数激发特性，识别量子磁体中自旋液体状态的独特标志。本文中，作者计算了Kitaev蜂窝模型的二阶2DCS，并展示了当使用交叉光偏振时，独特的自旋液体特征已经出现在这种最低阶非线性响应χ⁽²⁾_yzx (ω₁,ω₂)中。作者进一步将非对角2DCS峰与被Z₂通量激发所限的局域物质马约拉纳激发的局域性质联系起来，并表明2DCS因此直接探测了马约拉纳波函数的逆参与比。通过在二维光谱中提供自旋液体状态的可观测实验特征，作者的研究可以指导未来对Kitaev磁体的2DCS实验。

（刘瑞）

Probing Majorana Wave Functions in Kitaev Honeycomb Spin Liquids with Second-Order Two-Dimensional Spectroscopy

Y. Qiang, V. L. Quito, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126505 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126505

非常规超导体 CeRh₂As₂（临界温度 𝑇_c ≈ 0.4 K）展示了极为罕见的磁场诱导的两个不同超导（SC）相之间的转变，预计这两个相分别为超导序参量的偶宇称和奇宇称态，这种现象是由局部非中心对称结构促成的。超导性之前出现了一个来源未知的相变，发生在 𝑇₀ = 0.5 K。CeRh₂As₂ 的低温电子性质表现出明显的非费米液体行为，表明其接近一个量子临界点（QCP）。目前，对于具有交错 Rashba 相互作用的系统中量子涨落和正常态有序对超导性的作用仍是一个悬而未决的问题，这对于解释双相超导的出现尤为重要。在本研究中，作者通过在静水压条件下对电阻率和比热进行测量，显示 𝑇₀ 有序在约 𝑃₀ ≈ 0.5 GPa 的低压下完全消失，揭示了一个量子临界点。与量子临界性理论一致的是，𝑃₀ 时的线性温度依赖电阻率随着压力增加量子临界涨落的抑制，演变为费米液体的二次依赖行为。此外，𝑇_c 在 𝑃₀ 附近呈现圆顶状行为，表明 𝑇₀ 有序的涨落参与了超导配对机制。

（郭维安）

Pressure-Tuned Quantum Criticality in the Locally Noncentrosymmetric Superconductor CeRh₂As₂

M. Pfeiffer, K. Semeniuk et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126506 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126506

[编辑推荐] 自旋依赖的混合皮肤-拓扑效应在非厄米声子晶体上得到了实验实现，这可能会带来非厄米波控制的新方法。

在非厄米体系中，非厄米皮肤效应作为一种独特的特征，在一维或更高维度中展现出丰富的奇异现象，特别是当其与传统的拓扑相位相结合时。其中，最近理论提出了一种混合皮肤-拓扑效应，该效应表现出拓扑边缘态在低维边界上的异常局域化，并伴随着扩展的体态。在本项工作中，作者在一个非厄米声子晶体中实验性地实现了这种混合皮肤-拓扑效应。在调整为非厄米特性之前，该声子晶体是Kane-Mele模型的理想声学对应物，在边界上具有无能隙的螺旋边缘态。通过引入一种交错分布的损耗，自旋依赖的边缘模式会聚集到对角的角落，从而直接观察到自旋依赖的混合皮肤-拓扑效应。作者的研究强调了拓扑与非厄米性之间的相互作用，并为非厄米波动控制开辟了新的途径。

（毛慧灿）

Spin-Dependent Localization of Helical Edge States in a Non-Hermitian Phononic Crystal

Junpeng Wu et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126601

手性体朗道能级和表面弧是外尔半金属的两个独特的特征，它们各自吸引了巨大的关注。最近的研究表明，表面孤可以支持单侧手性铰链模式，这是三维量子霍尔效应的标志性特征，这是体态朗道能级和表面孤的磁响应的共同结果。在这里，作者利用二维声子晶体构造了一个在伪磁场下的理想外尔半金属，其中结构参数被用来构建一个合成三维空间。通过直接测量声压场，作者不仅可视化了单侧手性铰链模式，还观察到了量子化的朗道能级模式。这些结果为在低维声子平台上探索高维量子霍尔物理学铺平了道路。

（彭怡然）

Hinge Modes of Surface Arcs in a Synthetic Weyl Phononic Crystal

Liping Ye, Qing Wang et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126602

长期以来，人们一直怀疑磁性可以在多组分高熵合金的相稳定性中起着至关重要的作用。然而，磁序的性质（如果有的话）仍然难以捉摸。在这里，通过使用弹性和非弹性中子散射，作者证明了单相面心立方（fcc）CrMnFeCoNi高熵合金中低于80 K的反铁磁序和持续到室温的强自旋涨落的证据。尽管化学结构复杂，但CrMnFeCoNi中的磁结构可以描述为γ-Mn样，磁矩被限制在交替的(001)平面内，并指向<111>方向。结合第一性原理计算结果，表明反铁磁序和自旋涨落有助于稳定CrMnFeCoNi高熵合金中的fcc相。

（郑鹏宇）

Antiferromagnetism and Phase Stability of CrMnFeCoNi High-Entropy Alloy

Li Zhu et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126701 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126701

滑移铁电性是一种近期在适当堆叠的范德瓦尔斯双层材料中观察到的独特极性。然而，滑移铁电性的电场控制较为困难，可能导致较大的矫顽电场和严重的漏电流，从而腐蚀铁电性和电子特性，这对于现代二维电子和光电子设备至关重要。在此，作者提出了通过第一原理和结合机器学习力场的分子动力学模拟，对双层六方氮化硼的滑移极化进行激光脉冲确定性控制。激光脉冲激发的剪切模式表现出双层之间的某些方向性横向滑动。预测激发模式在激光脉冲下的振动能够克服能量势垒，实现滑移极化的切换。此外，还发现在AB (BA)和BA (AB)叠加之间的三种可能的滑动转变会导致三个不同方向的动态磁场。值得注意的是，这些磁场是由非磁性物质的简单线性运动产生的，无需更为复杂的（圆形、螺旋）路径。因此，关于滑移极化的确定性控制和动态磁场多态性的预测扩展了滑移铁电性在存储器和电子设备中的潜在应用。

（杨颖）

Ultrafast Switching of Sliding Polarization and Dynamical Magnetic Field in van der Waals Bilayers Induced by Light

Jian Wang et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 126801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.126801

动态平均场理论通过在随机环境中寻找单自由度的动力学将多体系统简化为有效单体问题，是研究高维无序系统的常用方法。Azaele等人提出了用于研究一般动态系统中非高斯淬火噪声的广义动态平均场理论，并将该理论框架应用于一个理论生态学核心模型，即广义洛特卡-沃尔泰拉方程(Generalized Lotka-Volterra Equation)，其中物种间的相互作用在时间上是固定且异质的。研究结果表明，新平均场方程的解取决于物种相互作用分布的所有累积量。当相互作用耦合为𝛼稳定分布时，作者给出了解析解，并发现了物种丰度分布与微观相互作用统计之间的关系。在稀疏相互作用情况下，作者在相互作用分布和种群密度分布之间建立了一种简单的关系。

Generalized Dynamical Mean Field Theory for Non-Gaussian Interactions

Sandro Azaele and Amos Maritan

Phys. Rev. Lett. 133, 127401 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.127401

动态变化的人际关系是群体内部对抗或冲突等结构形成的核心因素。以往的研究严格证明了群体内和谐或极化冲突（即全局最小值）的存在，并揭示了被称为“拥塞态”（jammed states）的局部最小值及其在结构复杂性中的相应能谱。然而，这些研究通常基于不现实的假设，理论结果难以与实际社会行为相对应。为此，Goto等人研究了一个基于社会心理学海德平衡理论（Heider’s balance theory）的连续动力学模型，发现群体规模在群内极化冲突的形成中起着关键作用，并通过随机矩阵统计方法描述了导致拥塞态的机制。更有趣的是，研究发现对该动力学模型进行扰动会增加陷入拥塞态的可能性，由此提出了一个新的概念—噪声诱导拥塞态。

Onset of Intragroup Conflict in a Generalized Model of Social Balance

Hirotaka Goto et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 127402 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.127402

Chuang等人揭示了与表面等离子体激元耦合的分子聚集体中的偏心超辐射现象。通过对介质中电磁场的量子化，他们证明了极化子可以显著增强超辐射，其行为明显超过了Dick’s N标度律。为了理解这种异常现象的机制，他们还推导出了一个超辐射率的解析表达式，该表达式适用于任意色散和吸收介质中的分子聚集体。最后，他们还证明了分子间距离对这种异常超辐射的重要性。

（吴雨轩）

Anomalous Giant Superradiance in Molecular Aggregates Coupled to Polaritons

Yi-Ting Chuang and Liang-Yan Hsu

Phys. Rev. Lett. 133 128001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.128001

1995年，Toner和Tu提出的Vicsek群聚模拟模型及其理论处理是活性物质物理学的两个基础基石。然而，尽管该领域取得了巨大的进步，但控制Viscek“群聚”阶段标度行为的实际普遍性类（UC）仍然难以捉摸。P. Jentsch等人在该文中从数值和解析上使用非微扰的泛函重整化群方法对Toner-Tu模型的简化版本进行分析，并发现了一种新的UC普遍性类，其标度指数与Mahault等人 [Phys.Rev.Lett.123, 218001 (2019)]在二维和三维空间中的最新模拟中获得的值非常吻合。因此，他们认为这一强有力的证据表明了所发现的UC普遍性类描述了Vicsek的群聚相。

（吴雨轩）

New Universality Class Describes Vicsek’s Flocking Phase in Physical Dimensions

Patrick Jentsch and Chiu Fan Lee

Phys. Rev. Lett. 133 128301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.128301

END