PRL导读-2024年133卷05期

[Featured in Physics] [编辑推荐] 量子纠缠理论中一个数十年悬而未决的问题的答案引发了对这一奇特现象的更多问题。

纠缠是在经典通信辅助下的局域操作（LOCC）下的一种资源。给定一组状态 S，如果在S中存在一个状能够通过 LOCC 变换为S中的所有其它态，那么这个态在S中是最大纠缠的。众所周知，d维贝尔态是所有局域维度为d的双粒子态中的最大纠缠态。由于在实际应用中噪音使得每个状都变成了混合态，因此研究相关的混合态系综是否能够定义一个最大纠缠态是很有趣的。一个自然的选择是所有具有相同谱的态的集合。实际上，对于任意给定的两个量子比特态的谱分布，先前的研究表明，该集合中有一个特定的态可以使几种纠缠的测量都最大化。这使作者考虑这种态是否能够成为所有具有相同谱的态中的最大纠缠态，从而使所有的纠缠测量都最大化。在本研究中，作者对此问题给出了否定的答案：一般情况下，对于固定谱没有最大纠缠态，对于每种可能的谱选择都是如此。为了证明这一点，作者考虑了秩为2的态的情况，并表明对于特定的本证值，没有一种态能够在 LOCC 甚至更广泛的非纠缠操作下转换为所有其它同谱态。这意味着在这些情况下，最大化某一特定纠缠测量的态依赖于选择的纠缠测量方式；换言之，上述态不可能最大化所有的纠缠测量。

（张凡）

Maximally Entangled Mixed States for a Fixed Spectrum Do Not Always Exist

Julio I. de Vicente

Phys. Rev. Lett. 133, 050202 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050202

In circuit and cavity quantum electrodynamics devices where control qubits are dispersively coupled to high-quality-factor cavities, characteristic functions of cavity states can be directly probed with conditional displacement (CD) gates. In this Letter, I propose a method to certify non-Gaussian entanglement between cavities using only CD gates and qubit readouts. The CD witness arises from an application of Bochner’s theorem to a surprising connection between two negativities: that of the reduced Wigner function, and that of the partial transpose. Non-Gaussian entanglement of some common states, like entangled cats and photon-subtracted two-mode squeezed vacua, can be detected by measuring as few as four points of the characteristic function. Furthermore, the expectation value of the witness is a simultaneous lower bound to the Wigner negativity volume and a geometric measure of entanglement conjectured to be the partial transpose negativity. Both negativities are strong monotones of non-Gaussianity and entanglement, respectively, so the CD witness provides experimentally accessible lower bounds to quantities related to these monotones without the need for tomography on the cavity states.

Certifiable Lower Bounds of Wigner Negativity Volume and Non-Gaussian Entanglement with Conditional Displacement Gates

Lin Htoo Zaw

Phys. Rev. Lett. 133, 050201(2024)

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为了在大量子系统中检测纠缠，纠缠见证者应运而生，它旨在解决态的可分离特性。然而，优化见证者或在实验中获取它们往往仍然面临挑战。作者在此引入了一类用于开放量子系统的纠缠见证者。该见证者基于电场，并不需要对态进行层析或单个粒子处理，而是依赖于电场相位及总荧光的宏观测量。其效率可以通过从几乎任何方向检测集体单光子态的纠缠得以证明，例如通过协同自发辐射产生的长寿命态。这些电场基的见证者可以在大开放量子系统中检测纠缠，并且在稳定状态下可以通过单次连续测量实现，适用于任何由泡利群描述的发射系统，如原子系统（冷原子和受束缚离子）、巨原子、色心及超导量子比特。

（张凡）

Detecting Entanglement from Macroscopic Measurements of the Electric Field and Its Fluctuations

Pedro Rosario et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050203 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050203

识别一个可以完全描述未知量子态的小希尔伯特空间对于高效的量子信息处理至关重要。作者提出了一种通用的维度认证协议，该协议适用于离散和连续变量，并完全基于证据，即仅依赖于收集的实验数据，而没有任何不当的假设。通过使用贝叶斯相对信念的概念，作者将态的有效维度定义为数据显示的，使得后验概率大于先验概率的最小维度。与相对信念比率相关的后验概率度量了这些比率所提供证据的强度，从而使作者能够评估某一特定维度是否具有弱或强的证据支持。利用来自光谱时域和偏振测量的实验数据，作者展示了如何为获得的有效维度正确分配贝叶斯可信的误差棒。这使得相对信念成为一种保守且易于使用的模型选择方法，并适用于任何实验。

（张凡）

Evidence-Based Certification of Quantum Dimensions

Y. S. Teo et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050204 (2024)

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非平衡涨落关系是量子热力学的基石。人们普遍认为，系统-浴热交换遵循著名的Jarzynski-Wójcik涨落定理。然而，该定理是在弱耦合条件下的Born-Markovian近似下建立的。通过研究非马尔可夫动力学中谐振子与其耦合浴之间的能量交换，作者建立了适用于任意耦合强度的能量交换的广义量子涨落定理。在弱耦合极限下，恢复了Jarzynski-Wójcik涨落定理。作者还发现，当形成不同数量的系统-浴束缚态时，平均能量交换表现出丰富的非平衡特性，这为控制量子热提供了一种有用的方法。加深了作者对量子热力学中涨落关系的理解，为设计高效量子热机奠定了基础。

（胡坤）

Generalized Quantum Fluctuation Theorem for Energy Exchange

Wei Wu et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050401

We study the interplay between measurement-induced dynamics and conditional unitary evolution in quantum systems. We numerically and analytically investigate commuting random measurement and feed forward (MFF) processes and find a sharp transition in their ability to generate entanglement negativity as the number of MFF channels varies. We also establish a direct connection between these findings and transitions induced by random dephasing from an environment with broken time-reversal symmetry. In one variant of the problem, we employ free probability theory to rigorously prove the transition’s existence. Furthermore, these MFF processes have dynamic circuit representations that can be experimentally explored on current quantum computing platforms.

Measurement and Feed Forward Induced Entanglement Negativity Transition

Alireza Seif et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050402 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050402

系综不等价性，即根据描述系统的统计系综观察到不同热力学性质的可能性，是长程物理学的标志之一，已在许多经典系统中得到证明。本文给出了长程量子铁磁体系综不等价的一个例子。T=0时，微正则系综的量子相图与正则系综得到的相图相同，但在有限温，两者相图不同。这与统计力学对具有短程相互作用系统的普遍认识形成对比，在短程相互作用系统中，由不同系综描述的宏观系统的热力学性质必然是一致的。这些发现对原子、分子和光学装置的影响在本文中被详细说明。

（刀流云）

Ensemble Inequivalence in Long-Range Quantum Systems

Nicolò Defenu, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050403 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050403

在基于测量的量子计算（MBQC）中，有两种类型的普适性：严格普适性和计算普适性。众所周知，前者比后者更强。作者提出了一种将某种类型的计算普适MBQC转变为严格普适MBQC的方法。作者的方法只需将资源状态中的单个量子比特替换为Pauli-Y本征态。作者应用这种方法表明，只使用Pauli测量的超图态可以变得严格普适，而之前已知的超图态仅是计算普适的。

（陆龙业）

Catalytic Transformation from Computationally Universal to Strictly Universal Measurement-Based Quantum Computation

Yuki Takeuchi

Phys. Rev. Lett. 133, 050601(2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050601

Encoding logical qubits in bosonic modes provides a potentially hardware-efficient implementation of fault-tolerant quantum information processing. Here, we demonstrate high-fidelity and deterministic preparation of highly nonclassical bosonic states in the mechanical motion of a trapped ion. Our approach implements error-suppressing pulses through optimized dynamical modulation of laser-driven spin-motion interactions to generate the target state in a single step. We demonstrate logical fidelities for the Gottesman-Kitaev-Preskill state as high as   =0.940(8), a distance-3 binomial state with an average fidelity of   =0.807(7), and a 12.91(5) dB squeezed vacuum state.

Robust and Deterministic Preparation of Bosonic Logical States in a Trapped Ion

V. G. Matsos et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050602

机器学习模型的泛化能力是指模型通过从训练数据中学习，能够在新数据上做出准确预测的能力。然而，理解量子机器学习模型的泛化一直是一个重大挑战。在此，作者引入了数据量子Fisher信息度量（DQFIM）。它描述了基于变分分析、训练数据及其对称性的变分量子算法的能力。作者应用DQFIM来量化成功训练和推广所需的电路参数和训练数据量。利用动态李代数，作者解释了如何使用少量训练状态来实现泛化。与直觉相反，打破训练数据的对称性有助于提高泛化。最后，作者发现，当训练数据和测试数据来自不同的数据分布时（即分布外泛化），其效果可能优于使用相同分布的数据。该工作为探索量子机器学习模型的功能提供了一个有用的框架。

（胡坤）

Generalization of Quantum Machine Learning Models Using Quantum Fisher Information Metric

Tobias Haug et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050603 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050603

We propose fault-tolerant architectures based on performing projective measurements in the Greenberger–Horne–Zeilinger (GHZ) basis on constant-sized, entangled resource states. We present linear-optical constructions of the architectures, where the GHZ-state measurements are encoded to suppress the errors induced by photon loss and the probabilistic nature of linear optics. Simulations of our constructions demonstrate high single-photon-loss thresholds compared to the state-of-the-art linear-optical architecture realized with encoded two-qubit fusion measurements performed on constant-sized resource states. We believe this result shows a resource-efficient path to achieving photonic fault-tolerant quantum computing.

High-Photon-Loss Threshold Quantum Computing Using GHZ-State Measurements

Brendan Pankovich et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050604 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050604

We propose a fault-tolerant quantum computation scheme in a measurement-based manner with finite-sized entangled resource states and encoded-fusion scheme with linear optics. The encoded fusion is an entangled measurement devised to enhance the fusion success probability in the presence of losses and errors based on a quantum error-correcting code. We apply an encoded-fusion scheme, which can be performed with linear optics and active feedforwards to implement the generalized Shor code, to construct a fault-tolerant network configuration in a three-dimensional Raussendorf-Harrington-Goyal lattice based on the surface code. Numerical simulations show that our scheme allows us to achieve up to 10 times higher loss thresholds than nonencoded fusion approaches with limited numbers of photons used in fusion. Our scheme paves an efficient route toward fault-tolerant quantum computing with finite-sized entangled resource states and linear optics.

Encoded-Fusion-Based Quantum Computation for High Thresholds with Linear Optics

Wooyeong Song et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050605 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050605

[Editors’ suggestion] Robust edge modes exist for a class of integrable spin chains in the interacting Floquet setting.

It is a classic result that certain interacting integrable spin chains host robust edge modes known as strong zero modes (SZMs). In this Letter, we extend this result to the Floquet setting of local quantum circuits, focusing on a prototypical model providing an integrable Trotterization for the evolution of the XXZ Heisenberg spin chain. By exploiting the algebraic structures of integrability, we show that an exact SZM operator can be constructed for these integrable quantum circuits in certain regions of parameter space. Our construction, which recovers a well-known result by Paul Fendley in the continuous-time limit, relies on a set of commuting transfer matrices known from integrability, and allows us to easily prove important properties of the SZM, including normalizabilty. Our approach is different from previous methods and could be of independent interest even in the Hamiltonian setting. Our predictions, which are corroborated by numerical simulations of infinite-temperature autocorrelation functions, are potentially interesting for implementations of the XXZ quantum circuit on available quantum platforms.

Strong Zero Modes in Integrable Quantum Circuits

Eric Vernier et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 050606 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.050606

[Featured in Physics] [编辑推荐]两个天文观测量间的关联揭示了由暗物质主导的宇宙中可见物质的影响。

作者报告了首个对于宇宙剪切和弥散X射线背景间互相关的探测，其显著性高达23σ，使用的是来自Dark Energy Survey以及ROSAT卫星的数据。X射线互相关信号对暗物质晕中周围气体的分布敏感。可基于此性质来用测量结果对决定物质功率谱中重子效应影响的物理参数施加约束。特别地，作者定出了晕的质量，其中反馈排出的气体含量平均为  且气体的多方指数为  。此工作是直接使用X射线互相关以优化宇宙学约束以及星系间气体物理的第一步。

X-Ray–Cosmic-Shear Cross-Correlations: First Detection and Constraints on Baryonic Effects

Tassia Ferreira, David Alonso and et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 051001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.051001

自转和质量性质为分辨合并黑洞（BH）的起源提供了重要线索。通过合并双黑洞（BBH）的专用半参数群体模型，作者在GWTC-3事件中识别出两个不同的黑洞类别，此种情形因对数贝叶斯因子（lnB）为7.5而优于单类别情形。一个类别的黑洞质量在~25M_⊙到~80M_⊙，自转显著较高（~0.75），且与分层合并起源相一致。另一类黑洞的特征是低自转，在~40 M_⊙有陡峭的质量截断，这对行星合并起源，特别是大质量星体对不稳定性爆发来说是自然的，作者推断局域分层合并率密度为  Gpc^-3yr^-1。此外，作者发现双黑洞的一部分有在1附近集中的余弦自转倾斜角分布，且自转方向的完全各向同性分布不受lnB（= -6.3）支持，这表明孤立场演化道对总体有贡献。

Resolving the Stellar-Collapse and Hierarchical-Merger Origins of the Coalescing Black Holes

Yin-Jie Li, Yuan-Zhu Wang and et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 051401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.051401

本文介绍了基于大亚湾反应堆中微子实验在探测器运行3158天期间收集的完整数据样本，对亚电子伏惰性中微子与三个活性中微子混合的搜索结果，其中包含5.55×10⁶个反应堆候选粒子，这些候选粒子被确定为逆β衰变相互作用，随后是在钆上的中子捕获。分析得益于我们之前结果统计数据的翻倍，以及几个重要系统不确定性的改进。没有发现由亚电子伏惰性中微子与活性中微子的混合而引起的显著振荡。排除限值由Feldman-Cousins和CLs法设定。在0.01 eV²≲|Δ𝑚²₄₁|≲0.1 eV²的范围内，可以排除sin²2𝜃₁₄≳0.01的中微子混合，置信度为95%。这一结果代表了2×10^-4 eV2≲|Δ𝑚²₄₁|≲0.2 eV²范围内的世界领先约束。

Search for a Sub-eV Sterile Neutrino Using Daya Bay’s Full Dataset

F. P. An et al. (Daya Bay Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 133, 051801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.051801

轴子已成为现代物理学中两个基本问题的最有吸引力的解决方案，这两个基本问题为分别强相互作用中的CP不变性和宇宙中的暗物质成分。在过去的十年里，有许多基于各种宇宙学假设的理论工作来限制轴子质量。有趣的是，各独立小组的不同方法在20到30μeV之间产生了良好的重叠。本文进行了一项实验性搜索，以探测在这个特定质量区域内是否存在暗物质轴子。该实验利用一个嵌入12 T磁场的多细胞腔体太阳镜来寻找由轴子-光子耦合引起的微波信号。在90%的置信水平下，结果排除了质量范围在21.86到22.00 μeV之间的KSVZ轴子作为暗物质的可能。这代表了一种由特定理论预言指导的敏感实验搜索。

Experimental Search for Invisible Dark Matter Axions around 22  μeV

Younggeun Kim, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 051802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.051802

We propose to detect signals from quark orbital angular momentum (OAM) through exclusive 𝜋⁰ production in electron- (longitudinally polarized) proton collisions. Our analysis demonstrates that the sin2𝜙 azimuthal angular correlation between the transverse momentum of the scattered electron and the recoil proton serves as a sensitive probe of quark OAM. Additionally, we present a numerical estimate of the asymmetry associated with this correlation for the kinematics accessible at the Electron-Ion Colliders in the U.S. and China. This study aims to pave the way for the first experimental study of quark OAM in relation to the Jaffe-Manohar spin sum rule.

Probing the Quark Orbital Angular Momentum at Electron-Ion Colliders Using Exclusive 𝜋⁰ Production

Shohini Bhattacharya, Duxin Zheng, and Jian Zhou

Phys. Rev. Lett. 133, 051901 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.051901

STAR 合作组报道了利用 STAR 探测器在 √𝑠_NN = 200  GeV 金核-金核极端边缘碰撞中测到的𝐽/𝜓 和 𝜓(2𝑠) 单举光致产生结果。首次（i）在相对论重离子对撞机上实验测量了 𝜓(2𝑠) 在中间快度区的光致产生；（ii）测量了 𝐽/𝜓 相干和非相干产生的核抑制因子。在光子-核子平均质心能量为 25.0 GeV 时，发现 Au 核的相干和非相干 𝐽/𝜓 截面分别为自由质子的 71 ± 10% 和 36 ± 7%。在非相干产生中观察到的更强的抑制为研究重核中初态部分子密度提供了新的实验手段。此外，数据还与理论模型进行了定量比较。

（褚胤涵）

Observation of Strong Nuclear Suppression in Exclusive 𝐽/𝜓 Photoproduction in Au+Au Ultraperipheral Collisions at RHIC

M. I. Abdulhamid et al. (STAR Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 133, 052301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.052301

CNO 循环是恒星中最重要的核能来源之一。在流体静力学氢燃烧（20 MK < T < 80 MK）的温度下，¹⁷O(𝑝,𝛾)¹⁸F 反应率主要受 64.5 keV 的共振影响，但其共振强度一直没有得到准确的测定。在此研究中，LUNA 合作组利用 LUNA 的新型高灵敏度装置，对共振强度和 142 keV 直接俘获贡献进行了首次直接测量。测得的共振强度 𝜔𝛾^bare_(𝑝,𝛾) = ( 30 ± 6_stat ± 2_syst )  peV 比文献中的值高约2倍，进而得到 Γ^bare_𝑝 = ( 34 ± 7_stat ± 3_syst )  neV，这与 (𝑝,𝛼) 道中的 LUNA 结果一致。这种一致性加强了对红巨星和富氧前太阳系颗粒中测得的氧同位素比值的理解。

（褚胤涵）

First Direct Measurement of the 64.5 keV Resonance Strength in the ¹⁷O(𝑝,𝛾)¹⁸F Reaction

R. M. Gesuè et al. (LUNA Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 133, 052701 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.052701

在太阳系中观测到的 Sr 以上的大部分重同位素都是由渐近巨星分支恒星产生的。其中，𝑟-过程被其稳定的同量异位素屏蔽的同位素被定义为 𝑠-过程专有（𝑠-only）核素。长期以来，最重的 𝑠-only 同位素 ²⁰⁴Pb 的丰度一直是一个争论的话题，因为最新型的恒星模型似乎低估了它在太阳系中的丰度。除了恒星模型和银河系化学演化模拟的不确定性的影响外，由于对其放射性前体 ²⁰⁴Tl (𝑡_1/2=3.78  yr) 在中子俘获流中的中子俘获截面的理论估计存在较大分歧，以及缺乏关于该反应的实验数据，这种差异变得更加模糊不清。n_TOF 合作组在 CERN 中子飞行时间装置 n_TOF 上首次对 ²⁰⁴Tl 进行了中子俘获测量，该测量使用了由 Institut Laue Langevin 高通量反应堆生产的仅 9 mg 的 ²⁰⁴Tl 样品。通过采用半经验计算补充他们的新结果，他们得到了在 𝑘𝑇≈8  keV 和 𝑘𝑇≈30  keV 的 𝑠-过程温度下，麦克斯韦平均截面（MACS）分别为 580(168) mb 和 260(90) mb。这些数值分别比天体物理计算中广泛使用的仅基于理论计算的相应数值低约 3 %，高约 20 %。通过使用新的 ²⁰⁴Tl MACS，²⁰⁴Pb 的 𝑠-过程丰度，由 ²⁰⁴Tl(n,𝛾) 截面产生的不确定度从 ∼30 % 降低到 +8%/−6%，并且 𝑠-过程的计算结果与 K. Lodders 在2021年报道的最新太阳系 ²⁰⁴Pb 丰度一致。

（褚胤涵）

Shedding Light on the Origin of ²⁰⁴Pb, the Heaviest 𝑠-Process–Only Isotope in the Solar System

A. Casanovas-Hoste et al. (n_TOF Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 133, 052702 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.052702

[编辑推荐]在低于500s的粒子制备时间下，使用双潘宁阱系统实现了单个捕获质子的电阻式亚热冷却，将其温度降至200mK以下，这一过程比之前报道的速度快约100倍。

作者展示了对单个捕获反质子的修正回旋模式进行有效亚热冷却，粒子温度T₊=E₊/k_B能在不到500s的制备时间内达到低于200mK。这对应于有史以来最快的电阻式单粒子回旋冷却至亚热温度。通过将捕获粒子冷却到如此低的能量水平，作者使得探测反质子自旋跃迁的误差率小于0.000 023，比之前的最佳实验结果提高了超过三个数量级。该方法对很多方面具有巨大影响，诸如测量单核自旋的磁矩以检验物质与反物质对称性的多潘宁阱实验、高精度质谱测定,以及对束缚于高电荷态离子中的电子g因子的测量（这有助于检验量子电动力学并为磁强计建立标准）。

Orders of Magnitude Improved Cyclotron-Mode Cooling for Nondestructive Spin Quantum Transition Spectroscopy with Single Trapped Antiprotons

B. M. Latacz, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 053201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.053201

[编辑推荐]将西西弗斯冷却技术应用于镱原子晶格钟，可以改善原子加载到光学阱中的效率，并提高对时钟系统特性的控制。

作者展示了使用类碱土金属元素镱中的长寿命³P₀时钟态实现亚反冲西西弗斯冷却。一个同³𝑃₀ → ³𝐷₁跃迁接近共振的1388 nm光学驻波在空间上产生³𝑃₀时钟态的周期性光频移。在超窄时钟跃迁激发之后，作者在该势阱中观察到了西西弗斯冷却现象，光频移与到³𝐷₁态的激发和随后自发衰变到¹𝑆₀基态相关联。作者发现，相比于使用¹𝑆₀ → ³𝑃₁跃迁的标准多普勒冷却，该冷却增强了原子加载到759 nm魔术波长一维（1D）光学晶格中的效率。西西弗斯冷却在1D光学晶格的弱束缚横向维度中产生的温度低于200nK。这种较低的温度有助于运用减小光频移的同时又保持较大的原子数来减少量子投影噪声的浅晶格，从而改善了光学晶格时钟的性能。这种西西弗斯冷却可以是脉冲式的也可以是连续的，适用于一系列量子计量学应用。

Clock-Line-Mediated Sisyphus Cooling

Chun-Chia Chen (陳俊嘉), et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 053401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.053401

连续谱中的束缚态物理机制(BICs) 允许通过使用低损耗的介电结构来设计和展示具有大品质因数(𝑄 因数)的光学共振结构。然而，连续谱中的束缚态是一种普遍的波现象，应该可以在许多系统中被观察到，包括支持表面等离子激元的金属-介电结构，其中光学共振受到损耗的影响。本文中，作者提出并发展了一种全面的策略，通过有效地将共振模式从局域调整到非局域区域，即从准孤立的局域共振过渡到涉及邻近结构元单元间强烈相互作用的扩展共振模式，从而实现等离子体元表面上的高Q共振。

From Local to Nonlocal High-𝑄 Plasmonic Metasurfaces

Yao Liang, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 053801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.053801

非阿贝尔全纯性质，一种测量非阿贝尔规范场平行输运的非交换过程，迄今为止已在具有简并本征态的简并厄米系统或具有异常点的非简并非厄米系统中得以实现。本文中，作者将非阿贝尔全纯性质引入到同时具有简并异常点和简并能量拓扑的简并非厄米系统中。异常点周围的能量简并和能量拓扑之间的相互作用导致了一个同时包含多个能级和多个简并能级的非阿贝尔全纯性质，超越了仅有单个能级的简并厄米系统或是仅有单个简并能级的非简并非厄米系统中的情况。作者利用片上光子平台实验性地展示了由全纯性质引起的非阿贝尔现象，包括与不同简并异常点和顺序依赖的全纯结果相关的本征态切换。作者的工作改变了非阿贝尔全纯性质的范式，为非阿贝尔应用增添了新自由度。

Non-Abelian Holonomy in Degenerate Non-Hermitian Systems

Zhong-Lei Shan, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 053802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.053802

作者表明高强度激光脉冲在非线性介质中经历自聚焦传播的动力学可以通过时空光涡旋(STOVs)形成和演化所施加的拓扑约束来理解。STOVs是由时空相位剪切成核的脉冲两侧的点状相位缺陷形成和发展起来的。这些缺陷逐渐发展成为时空涡旋的封闭环，该环最初将脉冲传播轴排除在外，但随后重新连接形成围绕该轴的一对环形涡旋环。STOVs限制了脉冲内部电磁能量的流动，控制着非线性脉冲传播中固有的聚焦-去焦循环和脉冲分裂。作者在两个广泛研究但非常不同的机制中说明了这一点：等离子体中的相对论自聚焦和气体中的非相对论自聚焦，表明无论具体的物理细节如何，STOVs都介导了非线性传播。

Self-Focused Pulse Propagation Is Mediated by Spatiotemporal Optical Vortices

M. S. Le, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 053803 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.053803

作者在三维空间中构建了具有嵌入涡度的强各向异性量子液滴，涡旋轴与原子磁矩的极化相互垂直。通过系统的模拟验证了这些各向异性涡旋量子液滴(AVQDs)的稳定性，并在总原子数和接触相互作用散射长度的参数平面上确定了它们的稳定性区域。作者还构建了涡旋-反涡旋-涡旋束缚态，并在参数空间中找到了它们的稳定性区域。沿垂直于涡旋轴的方向施加力矩会引起AVQDs的稳健内在振荡或旋转。作者还考虑了三体损耗对AVQDs稳定性的影响。结果显示，如果散射长度超过临界值，AVQDs可以在足够长的时间内保持其拓扑结构（涡度）。

Strongly Anisotropic Vortices in Dipolar Quantum Droplets

Guilong Li, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 053804 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.053804

[Featured in Physics] [Editors’ Suggestion] New data on the rotation around both long and short axes of plastic strands may help researchers track and remove microplastics that pollute the ocean.

微塑料在海洋中的运动、沉降和分散取决于它们的旋转动力学。我们对略长于科尔莫戈罗夫长度尺度的长条形、大纵横比和轻微弯曲的塑料纤维进行了实验。利用它们独特的可识别三维方向，作者们进行了原创的光学拉格朗日研究，并提供了一组关于它们围绕纵向轴的旋转速率：自转率，以及横向轴的旋转速率：翻滚率的均匀数据，并在湍流的一般特征背景下进行了解释。

（邱仲普）

Full Rotational Dynamics of Plastic Microfibers in Turbulence

Vlad Giurgiu, Giuseppe Carlo Alp Caridi, Marco De Paoli, and Alfredo Soldati

Phys. Rev. Lett. 133, 054101 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.054101

[Editors’ Suggestion] Tokamak experiments in the Madison Symmetric Torus have produced plasma with an unprecedented density of up to ten times the Greenwald density limit, promising more stable fusion operating scenarios.

载流环形实验室等离子体通常不能在电子密度高于经验Greenwald极限的情况下维持。Madison对称环托卡马克装置上的实验表明，电子密度前所未有地达到了密度极限的10倍。该现象可能部分得益于厚的稳定导体壁，以及驱动等离子体电流的高压反馈控制电源。当电子密度达到极限值的2倍左右时，环向电流的径向分布趋于平坦，并且未观察到在其他实验中常见的边缘崩塌现象。

（杨宁）

Tokamak Plasmas with Density up to 10 Times the Greenwald Limit

N. C. Hurst et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 055101 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.055101

[Featured in Physics] Experiments at the Joint European Torus make the case for using gamma rays to determine the fusion reaction rate in a magnetically confined plasma.

目前，磁约束聚变装置完全依靠绝对中子计数作为测量聚变功率的直接方法。氘-氚伽马射线的绝对计数作为一种与二次中子无关的技术，可以用于验证科学结果，并可能成为未来发电站的许可工具。然而，这种方法需要精确测定伽马射线与中子的分支比。氘-氚反应的伽马射线-中子分支比³H(²H,γ)⁵He/³H(²H,n)⁴He在欧洲联合环（JET）的氘束加热磁约束聚变等离子体中得到测定。在(80±20)keV的氘能量范围内，分支比为(2.4±0.5)×10^-5。这种氘-氚分支比的精确测定，为基于氘-氚伽马射线绝对计数的磁约束聚变反应堆核聚变功率的中子无关直接测量铺平了道路。

（刘泰齐）

Measurement of the Gamma-Ray-to-Neutron Branching Ratio for the Deuterium-Tritium Reaction in Magnetic Confinement Fusion Plasmas

A. Dal Molin, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 055102 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.055102

[编辑推荐] 通过在具有明确定义的Néel矢量RuO₂外延生长薄膜中分离相对论自旋霍尔效应，证明了非相对论交替磁自旋分裂的自旋到电荷转换。

最近，由于交磁材料的独特物理性质，引起了对第三种磁性的大量关注，这是一种补偿共线反铁磁体，具有像铁磁体一样的时间反转对称性破缺现象。在变磁材料中，电荷电流注入后，通过非相对论性变磁自旋分裂效应(ASSE)产生横向自旋电流。然而，由于材料的相对论性自旋-轨道耦合，ASSE不可避免地与自旋霍尔效应混合在一起，因此在实验上建立ASSE是非常具有挑战性的。此外，对难以探测和难以控制的N´eel向量的依赖使得观察和建立ASSE更加困难。在这篇论文中，作者利用铁磁绝缘体钇铁石榴石的热自旋注入，在高质量的外延交变RuO₂薄膜中检测到逆交变自旋分裂效应(IASSE)。与逆自旋霍尔效应(ISHE)相比，作者观察到通过IASSE进行自旋到电荷转换的符号相反。在RuO₂中，IASSE的效率约为ISHE的70%。此外，作者证明了ASSE或IASSE效应只有在Néel向量对齐良好时才能观察到。通过RuO₂结晶度修饰Néel载体结构域，作者明确和定量地研究了ASSE或IASSE。作者的论文对变磁材料中的自旋分裂效应提供了重要的见解。

（郭婷）

Separation of Inverse Altermagnetic Spin-Splitting Effect from Inverse Spin Hall Effect in RuO₂

Ching-Te Liao, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056701 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056701

最近的实验报道，量子霍尔手性边界状态介导的Josephson结(手性Josephson结)可以表现出周期性的Fraunhofer振荡，其周期为h/e [Vignaud et al., Nature (London) 624, 545(2023)]或h/2e [Amet et al ., Science 352, 966(2016)]。虽然超电流的h/e周期分量之前在理论上已经被预测到，但h/2e周期的出现仍然没有被完全理解。在这篇论文中，作者系统地研究了手性Josephson结的Fraunhofer振荡。在手性Josephson结中，与超导体耦合的手性边态变为手性Andreev边态。作者发现在短结中，手性Andreev边态的耦合可以触发h/2e-磁通周期。该理论解决了手性Josephson结中h/2e周期性出现的重要难题。此外，作者解释了当手性Andreev边缘态耦合时，在Josephson结的两端出现一对局域马约拉纳零模，它们是鲁棒的并且与两个超导体之间的相位差无关。由于h/2e周期和马约拉纳零模在宽结极限下具有相同的物理起源，Fraunhofer振荡周期可以用于识别具有马约拉纳零模的状态。

（郭恺怡）

Anomalous h/2e Periodicity and Majorana Zero Modes in Chiral Josephson Junctions

Zi-Ting Sun, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056601

自旋电子学是一种利用电子自旋进行信息传输的技术，为克服传统电子方法的局限性提供了一个可发展的途径。虽然自旋直接与磁场相互作用，但通过电场控制自旋更加实用，并已成为该领域的一个焦点。该论文提出了一种机制，利用门电场实现静态且近乎均匀的有效磁场。采用谷介导的自旋层耦合（SLC）的二维交替磁性材料，其电子态可显示不同谷的自旋和层极化。对于低能谷电子，均匀的门电场与均匀的磁场作用类似，从而实现可预测的自旋控制。通过对称性分析和第一性原理计算，该论文预测Ca(CoN)₂单层及其同类材料作为潜在的SLC候选体。其结果发现在Ca(CoN)₂中，门电场确实可以产生近乎均匀的磁场，其大小与门电场成正比。当门电场为0.2 eV/Å时，磁场可达到约103 T。此外，由于清晰的能带结构和SLC，仅使用门电场就可以实现完美和可切换的自旋和谷电流，以及显著的隧穿磁电阻效应。该工作为利用纯电场手段实现可预测的自旋控制和设计自旋电子器件提供了新的可能。

（贾子璇）

Predictable Gate-Field Control of Spin in Altermagnets with Spin-Layer Coupling

Run-Wu Zhang, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056401

二维过渡金属二硫化物异质结构是研究新颖关联系统的极具有发展前景的平台。该论文提出层间激子与掺杂的电荷耦合在一起形成三层结构，可以实现玻色-费米混合物。它们的相互作用由层间三态决定，其自旋性质使得激子只能在同一自旋的载流子之间产生吸引相互作用，并发现在低温下可以导致系统发生拓扑p+ip超导转变。此外，论文进一步提出了一种通过固态Feshbach共振调控三子态结合能从而控制这种非常规超导态的机制。

（贾子璇）

Realizing Topological Superconductivity in Tunable Bose-Fermi Mixtures with Transition Metal Dichalcogenide Heterostructures

Caterina Zerba, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056902 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056902

本文通过求解非常规的层间格林函数线性化Eliashberg方程，研究了动态屏蔽相互作用对电子和空穴二次分散对称双层中激子凝聚转变温度( T_c )的影响。作者发现，T_c在所研究的密度和层分离范围内是有限的，并随着层间分离呈指数衰减。T_c被抑制到远低于Hartree Fock平均场理论对未屏蔽库仑相互作用的预测值，但高于静态屏蔽库仑相互作用的估计值。此外，作者使用图解框架表明了，该系统在零温下始终保持激子凝聚态，但对于较大的层间分离，T_c呈指数减小。

（范增辉）

Eliashberg Theory for Dynamical Screening in Bilayer Exciton Condensation

G. J. Sreejith, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056501 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056501

手性有机-无机杂化物结合了有机分子的手性和无机框架的半导体特性，无需外部自旋注入即可产生手性激子，为手性光电子学创造了潜力。然而，分子手性和激子手性之间的关系仍不清楚。在这里，作者展示了一维手性金属卤化物中应变放大的激子手性。利用手性诱导的自旋-轨道耦合理论，本文定量证明了应变工程手性阳离子分子组装对激子手性的影响，这为通过分子操纵放大激子手性提供了一种可行的方法。

（范增辉）

Strain-Amplified Exciton Chirality in Organic-Inorganic Hybrid Materials

Jin Xiao, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056903 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056903

多年来，CoNb₂O₆一直是一维伊辛模型的一个范例。然而，最近的实验和理论分析对其对该材料的适用性提出了挑战。在此之前，出现了一个为3d⁷系统定制的自旋模型，如Co²⁺，称为JKΓ模型，包括海森堡(J)，Kitaev (K)和伽马(Γ)的相互作用。虽然这些相互作用被系统的对称性所允许，但它们在CoNb₂O₆中的作用仍然是个谜。作者提出了一个基于自旋轨道纠缠的J_eff=1/2态的微观理论，旨在阐明Kitaev和Gamma相互作用在修整的Ising各向异性中的规律。利用强耦合理论，作者确定了一个主要的铁磁Kitaev相互作用。此外，通过比较精确对角化得到的动力学结构因子与非弹性中子散射实验得到的动力学结构因子，作者发现了一个反铁磁的Γ相互作用，它决定了诱导轴，并解释了力矩钉扎背后的机制。作者的理论为自旋轨道耦合一维链中的诱导行为提供了一个微观起源，并假设CoNb₂O₆是一种罕见的Kitaev链。

(刘然)

Transforming from Kitaev to Disguised Ising Chain: Application to CoNb₂O₆

Derek Churchill, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056703 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056703

尽管在拓扑光子学领域进行了超过十年的深入研究，一个基本问题，即光子带拓扑是罕见还是普遍存在的，或者说其相对普及程度如何，仍然悬而未决。在这里，作者通过使用对称性分析和一组包含550,000种合成的二维光子晶体的数据集，来确定稳定、脆弱及高阶拓扑在11个平面群中的普及程度，并发现非平凡带拓扑普遍存在。在第一带隙以下且存在时间反演对称的情况下，稳定的拓扑在横向电极化中更为普遍，与对比度关系较弱，而脆弱的拓扑则几乎不存在。在破坏时间反演对称的情况下，Chern绝缘体相同样普遍存在，尽管在三重对称设置中较为少见。作者的结果阐明了对称性、介电对比度、极化以及时间反演对称性的破坏在产生拓扑光子相中的作用，并可能为其实验实现提供新的设计原则。

（马润宇）

Prevalence of Two-Dimensional Photonic Topology

Ali Ghorashi, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056602

补偿合成反铁磁体（SAFs）因其高进动频率和可忽略不计的杂散场而成为探索各种自旋电子学应用的有前途的候选材料。为了在反铁磁自旋电子器件中实现快速的运行速度，非常需要SAFs中的高频反铁磁共振，尤其是光学模式（OM）。SAFs在饱和场以上表现出铁磁构型；然而，在这种情况下，OM的强度理论上为零，在成熟的微波共振实验中很难被检测到。为了暴露隐藏的OM，必须打破磁层之间的交换对称性，这不可避免地引入了剩余磁化。本文通过实验证明了一种在保持补偿SAF结构的情况下，通过表面声波打破对称性的可行方法。通过在Ir介导的SAFs内部引入面外应变梯度，我们成功地揭示了隐藏的OM。值得注意的是，通过控制不同厚度的SAF中的应变梯度，可以有效地调节OM强度，并通过有限元模拟得到证实。研究结果为隐蔽OM的检测提供了一种可行的方案，为未来在磁子-声子耦合和混合准粒子系统中的发现提供了新的启示。

（温博阳）

Electrical Detection of Acoustic Antiferromagnetic Resonance in Compensated Synthetic Antiferromagnets

Chong Chen, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056702 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056702

天然块状范德华异质结构化合物6R-TaS₂由交替堆叠的1T和1H-TaS₂单层组成，这在不同的单层中结合了电荷密度波(CDW)有序和超导性(SC)。本文通过进行高压电子输运测量记录了CDW和SC的不寻常演变。经过压缩后，研究者观察到CDW在1T层内逐渐被抑制，而SC则表现出圆顶状的行为，并在2.9 GPa左右的临界压力P_c处终止。考虑到SC的大量抑制伴随着CDW序在Pc上的完全崩溃，作者认为6R-TaS₂的行为类似于Josephson结的堆叠，因此超导性的抑制可以归因于与1T层中CDW波动相关的Josephson耦合的减弱。这些结果表明，6R-TaS₂不仅为探索涌现现象提供了一个前景广阔的平台，还可以用于研究竞争电子态之间复杂相互作用。

（段青卓）

Pressure Induced Nonmonotonic Evolution of Superconductivity in 6R-TaS₂ with a Natural Bulk Van der Waals Heterostructure

Shaopeng Wang, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056001 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.056001

[编辑推荐] 在rubrene单晶中，一项结合理论和实验的工作提供了一个自旋相干模型，该模型解释了输运诱导的失相，并推导了不相等位点之间的三重激子跳变率。

作者分析了分子晶体中单线态激子裂变产生的三重激子对中的量子干涉，并引入了当三重激子波函数可以定位在不相等的位置时，传输诱导脱相(TID)作为抑制预期荧光量子跳动的关键效应。TID依赖于三态激子在不等价位置间的跳变速率和纠缠三态对在不同空间构型中定态间的能量转移。该理论模型在rubrene单晶实验中得到证实，当磁场偏离特定对称方向几度时，三重态对保持纠缠超过50 ns，但量子拍在几纳秒内被TID抑制。作者的实验提供了rubrene分子在正交晶格中的零场参数和三重激子传输的信息，特别是在不相等位点之间的三重激子跳频。

（段青卓）

Persistence of Spin Coherence in a Crystalline Environment

Gerald Curran III, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 056901 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.133.056901

[编辑推荐] 在完全经典的连续系统中，热力学第二定律可以在局部被违反，而在平均上被保证。

作者通过实验证明，通过采用最优驱动使得系统在两个以自由能差  为特征区分的平衡态间转换，可以在功  小于  的情况下最大化两个状态间转换的概率。而第二定律仅在平衡情况下成立，并导致  。实验建立在双势阱中的欠阻尼振子系统上。作者表明，通过选择合适的参数，获得  的轨迹的概率可以大于95%。非常快的协议是获得这些结果的关键，这可以用Jarzynski等式来解释。

(谢梦祥)

Probabilistic Work Extraction on a Classical Oscillator Beyond the Second Law

Nicolas Barros, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 057101 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.057101

[编辑推荐] 基于测地线的反绝热驱动方案统一了热力学几何与最优传输理论，可被应用于求解任意驱动时长下的严格最优解。

热力学几何的一个基本结论是，慢驱动极限下非平衡系统的最小功驱动方案对应于控制参数空间中的测地线。其中，任意两点间的测地线都可以根据热力学度（参数空间中的黎曼度规）和测地线方程来计算出来。针对任意维度的过阻尼动力学，本文作者证明，热力学几何等价于定义在各控制参数所对应平衡态分布空间中的  最优传输问题。他们进一步指出，即便远离慢驱动（线性响应）区域，最优驱动方案也可以根据传统的热力学度规加上来源于Fisher度规的反绝热项这两部分贡献来求出。对于参数驱动的简谐势，这样的测地线-反绝热最优驱动方案恰好可以严格求出。在有线性偏置的双势阱系统中，本文的结果可以导出近期发现的最优驱动方案的非单调行为；另一方面，作者提出的最优驱动也涵盖了初末时刻最优驱动广泛存在的跳跃行为。

（王子）

Beyond Linear Response: Equivalence between Thermodynamic Geometry and Optimal Transport

Adrianne Zhong and Michael R. DeWeese

Phys. Rev. Lett. 133, 057102 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.057102

在拥挤的网络中寻找多种交通需求的最优轨迹是一项具有挑战性的任务。最优运输理论是一种原则性的方法，已成功地用于研究各种运输问题。但是由于缺乏原则性且灵活的方法来结合现实约束，它的使用受到限制。作者提出了一种原则性的基于物理的方法来灵活地在最优运输问题中施加约束。利用经典力学中的达朗贝尔-拉格朗日原理，将约束条件纳入镜像下降动力学中。这导致可行集的稀疏、局域且线性的逼近，其在许多情况下导致封闭形式的更新。

（谭宇涛）

Optimal Transport with Constraints: From Mirror Descent to Classical Mechanics

Abdullahi Adinoyi Ibrahim, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 057401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.057401

Fan等人通过实验和数值方法研究了颗粒从圆柱形容器中流出的流速与扁平和细长椭圆体颗粒形状的函数关系。作者发现流速与颗粒长宽比a/b呈非单调关系。从球形开始，流速逐渐增加，并在a/b≈0.6（扁豆状椭圆体）和a/b≈1.5（蓖麻状椭圆体）这两个长宽比附近达到最大值，扁豆的流速比球形增加了约15%。对于更多的异形（a/b=0.25和a/b=4），流速则会下降。作者的研究结果揭示了导致流速非单调性的两个因素：堆积分数和颗粒通过孔口的速度都是颗粒形状的非单调函数。因此，略呈非球形的颗粒不仅能在料仓中形成更好的堆积，而且通过孔口的速度也比球形颗粒快。作者还发现，无论是细长颗粒还是扁平颗粒，颗粒对剪切的阻力都会随长径比的增加而增加；因此，颗粒形状的改变导致的颗粒有效摩擦力的变化与流速的变化趋势并不一致。

Effect of Particle Shape on the Flow of an Hourglass

Bo Fan, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 058201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.058201

为了了解集体运动的开始，Gascuel等人研究了粒子开启和关闭自推进的活性系统。作者证明，即使唯一可能的转换是关闭→开启，主动双态系统也表现为有效的三态（非活性/被动）系统，在一维中表现出急剧的相变，在二维中表现出临界行为，并具有尺度不变的活性雪崩。获得的结果显示了临界性如何在活性系统中自然出现，从而深入了解了集体如何分配、处理和对本地环境线索做出响应。

Generic Coupling between Internal States and Activity Leads to Activation Fronts and Criticality in Active Systems

Hadrien-Matthieu Gascuel, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 058301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.058301

化学活性胶体或酶聚集成致密液滴，这是由它们对集体产生的化学梯度泳的响应驱动的。利用布朗动力学模拟技术，Prathyusha等人对这种化学活性液滴的动力学的研究揭示了丰富的结构和动力学特性，包括从流体到固体的各种行为以及非高斯位置涨落。作者的工作揭示了代谢簇活性成分的复杂动力学，这是生物系统中非平衡活动的主要驱动因素。

Anomalous Fluctuations in a Droplet of Chemically Active Colloids or Enzymes

K. R. Prathyusha, et al.

Phys. Rev. Lett. 133, 058401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.058401

END