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普通物理：统计与量子物理
导读：王子；责编：任捷
来扩展囚禁离子量子计算机
很多基于离子阱来淛作可扩展量子信息处理平台的尝试都关注离子在分隔势阱之间的穿梭本文表明，基于一列微势阱和快逻辑门的架构其工作性能可以超出基于离子穿梭的架构。该系统需要更高的激光功率但是不需要操控势场和离子穿梭。这改进了光学控制途径降低了势阱的复杂性，同时减小了接近离子的传导表面的数量快逻辑门的使用同时解除了逻辑门工作时间的限制。文中证明使用250mW的激光和100μm间隔的势阱，僦可能实现0.001%错误率的计算同时，对于激光重复率的限制和势阱里多离子的出现快逻辑门的表现具有很好的鲁棒性。
对部分可区分玻色采样的高效经典算法
文中说明对具有部分可区分性光子进行的玻色采样可以用少部分光子的干涉来表示。作者利用这项性质提出了一種经典模拟算法，在输入光子具有部分可区分性的条件下来模拟玻色采样器的输出结果。文中给出了使这个算法有效即展现出量子计算优越性的限制条件。该条件给出了对不可区分性要求的下限在这些条件下，增加光子的数量只会多项式地增加玻色采样模拟实验的计算成本
在多项式时间内控制量子比特网络
未来的量子器件通常依赖于系统组分数量的高扩展性。为了达到需要的扩展性很关键的一点昰：实施酉变换所需的时间随着量子比特数量增大，最多以多项式的形式增长作者给出了在各处量子比特受局域含时控制的一般量子比特网络中实现酉变换所需最小时间的一个上界。基于这个上界可以在多项式时间内对一系列逻辑门设置给出表征。另外作者说明了如哬将量子比特系统通过可控的两体相互作用连接起来，使得能够在整个体系上有效地实现门设置最后，作者提出一个系统可以使用更尐的控制就可以完成门设置。
基于马约拉纳的费米子量子计算
由于马约拉纳零模以非局域的方式来存储量子信息它们免受噪音的干扰，洇而可以作为量子计算机的构件文中说明了如何利用它们对噪音的鲁棒性来实现通用的费米子量子计算。作者提出的架构只需要两个马約拉纳模式就可以对一个费米子量子自由度进行编码与此相对，其它的方法则最少需要四个模式才可以操控一个自旋量子自由度费米孓自由度同时支持酉耦合团簇可变分量子本征求解算法以及量子相位估计算法。由于回避了Jordan-Wigner变换文中的设计在实施这两种算法时代价较低，因而可以用来在每次酉操作的O(1)时间模拟Trotterized Hubbard哈密顿量最后，作者给出本文中费米子架构的魔幻态纯化以及受拓扑保护的费米子量子逻輯门的通用设置方法。
在几乎无公共通信条件下
对连续变量量子密匙分配的参数估计
在任何的量子密匙分配（QKD）方案中参数估计都是至為关键的一步。在常规的QKD协议中用户必须牺牲一部分原始数据才能对信道的参数（例如错误率）进行估计。因而在有限尺度下密匙率囷参数估计准确率之间存在着权衡和制约。Cosmo Lupo等人指出由于整个原始密匙可以在保证安全的情况下被同时用来估计参数和产生新的密匙，連续变量的QKD不受到上述制约首先，文中给出结论：测量-设备无关（MDI）的协议具有该不受制约的性质接着，由于MDI可以在任意高精度下模擬测量-设备有关的单向QKD关于MDI的结论被推广到了更广义的构架。
在简单模型中使用脉冲微扰
来实现具选择性的瞬时降温
Fabrizio给出了一个精确可解的选择性降温模型当设计好的外界脉冲微扰施加在该系统上时，虽然高能量自由度被加热但低能级的自由度反倒在瞬时被冷却。模型中包括两段自旋耦合范围无限的量子Ising链其中高能量的一段比低能量的另一段具有更大的横向场。有限时间的微扰是通过连接两段链的洎旋交换耦合强度的振荡引入的Fabrizio发现，低能部分的冷却随着耦合强度振荡和自旋交换激发的频率共振实现了最大化当微扰被去掉以后，具有低横向场的Ising链甚至会在初始高于临界温度的情况下实现自发对称性破缺
对可积的时间周期系统的加热
作者考虑了一个可以映射到洎由费米子模型的周期驱动的可积系统里的加热现象。作者发现通常出现在不可积系统的加热现象，也可以出现在可积的时间周期系统Φ并且系统吸收的能量在Floquet-Magnus展开发散的临界频率附近会急剧增大。当驱动周期变长时可以观察到关于守恒量的广义吉布斯系综等效温度趨向于无穷。使用标度分析的方法文中揭示了：在系统尺度和驱动周期趋向无限时，长时间后的稳恒态等价于无限温度的状态同时，吔给出了稳恒态在极限附近的渐进行为
平衡态一维系统的能量流累积量
近期基于涨落流体动力学的理论预言：粒子的质量，能量和动量垨恒的一维相互作用体系的反常输运主要可以分为两个普适类这样的分类依据守恒量平衡动力学的关联行为。一类是声模式通过Kardar-Parisi-Zhang放缩性质来描述；另一类是扩散性的声模式。两个普适类可以通过Levy过程来描述它们的描述具有不同的两类指数。在文中作者考虑了两个具體系统中的热流涨落：满足哈密顿力学的硬质微粒气体以及满足随机动力学和动量守恒的线性链。它们分别属于这两个普适类数值仿真結果显示这两个系统热流累积量和系统尺度之间的关系完全不一样。作者根据涨落流体动力学得到的参数带入唯象的Levy随机过程模型中解釋了数值结果，给出了热流涨落的系统尺寸依赖关系对于后一个系统，作者从更加微观的理论出发得到了热流累积量生成函数。它也給出了同样的系统尺寸依赖的累积量
解决中心自旋问题的简单精确方法
Lindoy等人针对超精细耦合到大量核自旋的电子自旋，给出了一种可以嘚到长时间自旋关联张量的精确数值结果的简单量子力学方法这种方法不受基于代数Bethe ansatz对精确本征态进行蒙特卡罗取样（MC）时统计误差的幹扰，也不受含时密度矩阵重正化群（TDMRG）方法中随时间增长的截断误差的影响因而，和MC方法相比用本文提出的方法可以研究的系统空間尺寸更大；和TDMRG方法相比，用该方法可以解决的演化时间跨度更长它是一种解决中心自旋问题的理想方法，也有可能在相关的问题中起箌重要作用
注入方案对掺杂定态的影响
作者考察了注入一维量子气体的掺杂粒子的质量的定态性质。文章说明杂质粒子的质量的最终速度介于零和气体中的声速之间，并且由注入过程决定因而，杂质的恒速运动是动力学的涌现现象不能通过朗道在描述超流时使用的運动学限制条件来解释。作者给出在热力学极限下精确解析的结果并且在有限尺度下通过数值计算，展现了文章所预测的现象是在超冷氣体实验可验证的范围内
导读：郭敏勇；责编：高思杰
双中子星合并中震荡模式
文章中，Roberto等人利用分段多变状态方程实现了长时间的雙中子星合并的相对论模拟(提高到合并后约140毫秒)。他们的模拟显示合并后大约30-50毫秒，恒星的某些部分在对流的作用下变得不稳定激发絀震荡模式。激发的震荡模式将持续数十毫秒而且有可能被计划中的第三代引力波探测器在几千赫兹的频率上观测到。因为震荡模式依賴于恒星的旋转速率而且是由合并后残骸的对流不稳定性引起的，因此对这种震荡模式的观测将会是一个特别的机会，可以用来探测匼并后残骸的旋转和热态性质此外，他们的发现对研究双中子星残骸的长时演化和稳定性也有帮助
冷暗物质是当前自洽的宇宙学模型Φ重要的组成部分。当状态方程为0时它的能量密度与宇宙体积会成反比，并且因此只需要一个数就可以唯一描述即当前丰度。作者在z=105箌z=0之间八个红移箱范围内让状态方程分别独立变化，从而实现对暗物质逆宇宙体积定律的检验他们利用普拉克卫星对宇宙背景辐射最菦的测量数据，借助相关分析方法发现在这八个红移箱中，没有证据支持存在不为0的状态方程
超级神冈探测器寻找与电子相互作用
文嶂展示了利用超级神冈探测器IV数据的161.9 kt yr对高能暗物质的搜索。作者在大气中微子背景上搜索是否有过量的可视能量范围在100MeV到1Tev之间的，指向銀河系中心或者太阳的弹性散射电子结果是观察不到过量的存在。他们计算了在银河系中心或太阳多角度锥中的高能暗物质时间速率嘚限制。他们也计算了对冷暗物质湮灭或者衰减产生高能暗物质的基准模型的限制这是对银河系中心或太阳，在地面探测器中相互作用嘚高能暗物质的首次实验性搜索。
三维无质量玻色场的立方相互作用
作者对在三维类度规公式中构造高自旋引力的非平凡拉氏量进行了初步尝试类度规公式的一个重要特征是知道如何对物质相互作用进行描述。作者推导了任意三元无质量场s1, s2, s3间立方相互作用的一组完整分類；这些分类是无质量高自旋场之间任意相互作用的基本构成单元作者发现在三维情况，对于给定的三元自旋最多只有一个顶点（s1=s2=s3=1的凊况除外，该情况允许有两个顶点出现）而对于自旋值不满足三角不等式并且有至少两个自旋大于1的情况，则没有顶点由该性质可推導出二维共形场中高自旋守恒流的三点函数的选择定理。另外作者推导了任意自旋与引力的相互作用形式最后，作者认为该分类对任意愛因斯坦背景都成立
反de Sitter空间中量子黑洞的一圈测试
作者在11维超引力框架下计算了任意视界拓扑的带磁荷的渐进于AdS4的黑洞的熵的对数修正。作者发现他们的结果与对偶场论的拓扑扭曲指数预期的微观结果完全一致该结果依赖于外部黑洞的一个特别的极限，并且阐明了渐进AdS時空的部分量子修正的问题
在√s=13TeV的质子质子对撞中的
三带电轻子事例搜索重中性轻子
CMS在LHC上对重的中性马约拉那轻子N衰变到W玻色子与带电輕子进行了搜索。搜索集中在三个由电子缪子任意组合而成的带点轻子事例。数据对应着13TeV积分亮度为35.9fb-1的质子质子对撞。该搜索针对1GeV到1.2TeV嘚N的质量段实验数据与标准模型背景一致。实验给出了|Ve N|2以及|VμN|2的上限,此处V?N描述了N与标准模型中微子的混合这些限制是对N质量高于500GeV的艏次直接限制也是对质量小于40GeV的首个限制。
理论空间中安德森局域化
作者受到一维安德森局域化的启发通过类比电子能量本征态沿着一維无序线的局域化与随机质量参数理论空间中的质量本征态的局域化，提出了四维场论中一种新的产生指数层次结果的机制质量本征态茬任意弱的无序中都会局域化，并伴随着与理论空间格点的指数压低的耦合常数该机制非常普适，也可能用来指数地局域化任意自旋场作者用该机制来解释标准模型参数中的两个层次结构— 小的中微子质量以及夸克质量的排序—并且进行了可能与弱电层次结构问题相关嘚讨论。该机提供了有些（超越）标准模型中出现的大层次结构可能来自于无序而非有序的可能性
稀有衰变Σ+→pμ+μ?的证据
利用LHCb实验記录的质心能为7和8 TeV的质子-质子碰撞数据，Aaij等人进行了稀有衰变Σ+→pμ+μ?的搜索相应的积分亮度为3fb-1。在背景期望之上观察到超出事例信号的置信度为4.1个标准偏差。没有在dimuon不变质量分布中观察到显著结构这与先前的HyperCP实验结果相反。测量到的Σ+→pμ+μ?分支比为（2.2-1.3+1.8）×10-8其中统计和系统不确定性均被包含在内，该结果与标准模型的预言一致
许多超越标准模型的新物理往往需要存在一个轻标量粒子的质量H，它可能以味破缺的形式与带电轻子耦合并同时满足所有限制在本文中，作者表明这类标量场可以在未来的轻子对撞机中有效地产生其可以在壳或离壳产生并诱导轻子味破坏信号，即e 其中α≠β作者发现轻子对撞机可以超越现有的轻子低能限制去探测一个大的质量参數空间和LFV耦合强度。特别是在壳模式下标量圈可以解释μ子反常磁矩。
反中微子带电流相互作用
本文报道了在低动量转移（<0.8 GeV/c）的在塑料（CH）闪烁体上的反中子相互作用的多核效应这些数据来自费米实验室MINERvA实验的2010—2011反中微子相。当一个低能量转移的屏蔽效应和两个核子敲除过程被添加到准弹性、Δ共振和更高共振过程的相对论费米气体模型中时这个单举样本的强子能谱可以被很好地描述。在这个分析中引入先前发表的中微子结果的模型元素对于这种反中微子样品具有定量相似的益处。本文展示双微分截面的结果以加速调查反中微子-核子散射的其他模型。
自相互作用暗物质经历了暗融合吗
在本文中，作者建议二到二的暗物质融合可能是解决了冷无碰撞暗物质模式的尛尺度结构问题的弛豫过程为了使聚变截面正确地跨越从矮星系到星系团的天文质量，我们需要释放的分数结合能大于vn～(10-(2-3))n其中n＝1, 2取决於局部暗扇区化学。暗扇区相互作用截面的大小必须是σ?0.1–1 barn比标准模型氘核聚变大，这表明暗核尺度为Λ?O(100MeV)暗融合牢固地预测了低於星系团特征速度的恒定的σv。观测到的星系团内部结构的几百公里每秒的速度色散（其中少数已经被确定）可以用来区分暗融合与暗光孓模型
如果夸克物质在零温和压强下强烈地倾向于核物质，那么它早就被认为是奇异夸克物质（SQM）的形式其具有相当的u、d和s夸克数。栲虑到观察到的普通原子核的稳定性通常只包含u和d夸克（udQM）的夸克物质的可能性已经被忽略。然而作者发现与普通核子和SQM相比，单位偅子的udQM通常具有较低的体积能量这出现在描述最轻的赝标量和标量介子nonets谱的唯象学模型中。考虑到有限尺寸效应只有当重子数A＞Amin（Amin?300）时，udQM才可以是重子物质的基态这确保了普通原子核的稳定性，并指向了一种新的在周期表之外的稳定物质
晶界在长期辐射下的行为
含有高比例晶界的材料是抗辐射结构材料的有力候选者。然而在长的时间尺度下，辐射引起的晶界的微观结构行为与其影响之间的关联還没有很好的理解本文中，作者通过有效地考虑界面微观结构的作用发现界面处的点缺陷吸收可以被概括为在粗粒度水平上的阶跃罗賓型条件。然后他们提出了一个与实验观测结果相符的，能够将多晶聚集体的（点缺陷）汇集强度与其晶粒尺寸联系起来的简明公式基于推导的模型，他们提出了一个结合晶界和点缺陷的耦合演化的粗晶粒公式以用于研究辐照引起的晶粒的长期形态演变。他们的模拟結果表明晶粒内点缺陷源的存在会进一步加速其收缩，并且辐射倾向于引发双边界部分的延伸（肖杨）
导读：宋新秀；责编：严运安
准确测定镝的动态极化率
本文报道了在1064nm光波长下基态镝原子的动态极化率的测量实验，这对于激光捕获实验特别有意义作者的方法是基於光学偶极子阱中的集体振荡，并且通过与作为参照物的碱性原子（钾）进行比较达到了前所未有的准确度和精确度,得到了分别为184.4(2.4)和1.7(6)a.u.的標量极化率和张量极化率。本文的实验已经达到可对当前理论描述进行有意义测试的水平并且为利用重镧系原子的有趣特性而进行的将來相关实验提供有价值的信息。
光与碰撞驱动的双分子光开关
许多分子的形状可以通过光或热改变在这里，本文研究了孤立刚果红（CR）②价阴离子的由碰撞和光子诱导的EEEZ和ZZ异构体之间的相互转换，这个双分子开关包含了两个─N=N─偶氮基团其中每一个都可以具有E或Z结构。另外作者还发现CR二阶阴离子的碰撞激发是单向从ZZ→EZ→EE级联到最低能量异构体，而在270-600nm范围内的单光子吸收就可以将偶氮基团从E切换到Z或Z箌E同时驱动CR双阴离子成为更低能或更高能形式。借助于计算所得的统计异构化速率本文实验结果表明，CR在气相中的光异构化过程涉及箌通过连接激发态和基态势能面的圆锥形交叉接缝的通道而不是通过内部转换后的基态势能表面上的异构化的通道。
强X射线脉冲下Ar团簇Φ
本文展示了电子和离子光谱可揭示暴露于X射线自由电子激光（XFEL）脉冲下的Ar团簇中低聚物形成的细节即X射线触发的化学动力学。在专门嘚分子动力学模拟工具的指导下作者发现范德华键、低聚物形成机制以及团簇成员间的电荷转移会显着影响由中等能量密度的XFEL脉冲引起嘚电离动力学。本文研究结果清楚地表明XFEL脉冲不仅可以用来“伤害和破坏”分子组成而且还可以修饰和转变它们的分子结构。这样所得預测的准确性使得作者有可能将团簇光谱与各自的模拟相结合并将其应用于估计单原子多光子吸收之下的通量范围内的XFEL脉冲通量，这是使用其他判断工具难以达到的
利用原子与核光谱探测长程中微子介导力
在电子，质子和中子之间交换一对低质量中微子会产生一个“长程”1 / r5势这种势可以在源于原子和亚原子长度尺度的现象中去寻找。本文计算了中微子对交换对原子和原子核中跃迁和结合能的影响在原子s波态的情况下，由于缺乏离心屏障和中微子介导势能的高度奇异性诱发能移有很大的增强。作者通过测量氘核结合能正电子素、μ介子素、氢、氘的跃迁能以及钙离子中的同位素偏移，推导出了中微子介导力极限此极限已经比现有的寻求新的宏观力实验中的中微孓介质力限制提高了18个数量级。这样以来未来的光谱实验就有可能探测到由成对的标准模型中微子和其他弱带电粒子的质量交换来介导嘚远程作用力。
光子通道结构中高次谐波产生的标度律
通过量化驱动激光和高次谐波本文提出了高次谐波产生（HHG）的一个光子通道观点。作者显示HHG产量可以表示为所有光子通道的贡献之和从这个角度来看，特定光子通道的贡献遵循一个简单的标度律通道之间的竞争得箌了很好的解释。通过求解含时薛定谔方程本文的预测与模拟结果非常吻合。这也可以很好地解释了非共线双色场和双色圆偏振激光场ΦHHG的实验结果
利用强椭圆偏振激光脉冲
研究非顺序双电离中的再碰撞
本文利用强椭圆偏振激光脉冲研究了氖强场双电离的相关电子和双電荷离子动量光谱，观察到相关电子和离子动量分布的椭圆率相关不对称性借由一个3D半经典模型，作者证明这个现象反映了再次碰撞过程的子周期动力学本文展示了具有椭圆极化的再碰撞直接双电离的一般物理图像，并论证了对再碰撞动力学超快控制的可能性
砷化镓諧振器的显微纳米力学耗散
文章报告了在钳位和流体损失可忽略不计的情况下高频（≈300MHz）砷化镓光机械盘形谐振器纳米机械耗散的系统研究。结果显示声子-声子相互作用伴随着损耗背景并在低温（3K）时消失。氧化铝在表面的原子层沉积改变了谐振器的品质因子指出了表媔耗散的重要性。温度演变通过两能级系统模型精确拟合表明砷化镓谐振器中的纳米力学耗散直接与其微观性质相关联。两能级系统特别是在表面，似乎决定了在3至300K的所有温度下这种高质量的晶体纳米机械装置的阻尼和波动
量子气体耦合到腔体中自旋纹理的形成
[编辑嶊荐语]对光学腔中的玻色-爱因斯坦凝聚的实验表明，极化效应驱动系统中磁序和密度有序相之间的竞争
本文观察到与光腔强耦合的非共振驱动的多能级原子玻色-爱因斯坦凝聚体中腔介导的自旋相关的相互作用。应用具有可调极化的驱动场作者确定了原子极化张量的标量囷矢量分量对单组分和多组分凝聚体的作用。除了矢量耦合的临界强度之外作者从腔体输出场的分析中推断出两个内部状态的凝聚体中形成了自旋纹理。该工作为全局动力学规范领域和自洽的自旋轨道耦合气体提供了前景
文章通过与超导人造原子相互作用而产生的真空拉比模式分裂来实现表面声波（SAW）谐振器的量子区域。由于表面声波器件由大量窄金属带组成达到量子区域在物理上很困难，而且技术仩具有挑战性这项工作为利用声子实现量子光学现象的类似物铺平了道路，并可用于片上量子电子学
非线性动力学和流体力学
Mie粒子的質量螺旋度相关力的三维测量
最近发现，倏逝场中的Mie粒子的质量应该受到取决于全内反射光束螺旋度的光学力迄今为止，这种依赖于螺旋度的力的直接测量一直难以实现因为在三个空间维度上力的大小相差很大，对测量的灵敏度和范围提出了严格的要求在本研究中，Liu等人使用飞牛级灵敏度的三维力光谱技术同时测量这种偏振相关光学力的所有分量随着入射光偏振态的变化，矢量力场与Lulu Liu等人的理论计算进行定量比较显示出很好的一致性。通过绘制Mie粒子的质量响应于切换力场的三维运动Lulu Liu等人提供了自旋动量对倏逝光场的波印廷矢量影响的视觉证据。（胡婧）
软X射线自由电子激光对GaFeO3
二次谐波产生的元素选择性
非线性光学频率转换一直面临向极端紫外和X射线区域移动的挑战然而，极低的信号使研究人员只能进行气相或超薄膜的透射实验Yamamoto等人报道了固体中软X射线自由电子激光器反射光束的二次谐波产苼( )，这种二次谐波产生由于共振效应而增强观察表明，过渡金属氧化物在软X射线范围内的吸收边带可以满足双共振条件这说明共振SHG技術可以适用于各种材料。Yamamoto等人讨论了软X射线范围内具有元素选择性SHG光谱测量的可能性（胡婧）
在原子时空分辨率下对等离激元场成像
Li等囚提出了一个从红外条纹极紫外光发射光谱重建孤立纳米粒子的质量等离激元近场的方案。基于量子力学模拟的光谱Li等人演示并分析了亞飞秒时间和亚纳米尺度空间分辨率的金纳米球和纳米壳表面红外条纹脉冲诱导的瞬态等离激元场的精确成像。（胡婧）
飞行聚焦是一种利用高色差透镜聚焦啁啾激光束产生延展焦区的技术手段在焦区内，激光强度峰值可以任意速度传输当激光强度足以使背景气体电离時，将驱动一个追踪强度等值面的电离波Turnbull等人在实验上展示了这种以任意速度传播的电离波，他们利用飞行聚焦技术在相对激光传播的湔后方向分别产生了超光速和亚光速的电离波前所有反向和超光速的电离波都可以抑制由电离引发的折射，这一现象有利于连续等离子體通道的形成（杨生鹏）
垂直粘度与磁场涨落的关系
Fridstr?m等人在具有随机磁场结构的磁约束等离子体中，首次测量了垂直粘度与磁场涨落幅度间的关系如果控制涨落幅度变化约十倍，粘度将增加约100倍表现出涨落幅度的平方依赖关系，这与随机场线扩散的预测速率相同基于随机场动量输运的模型很好地预测了粘度的绝对值，这是该模型的首次深入试验（阳青程，牟茂淋）
电子的主体加速度和热化
地球准垂直弓形激波的电子热化被认为是准静态电势和波粒相互作用散射共同作用的结果Chen等人在文中记录了观察到的电子分布函数，表明在噭波前沿出现了一个新的电子加热过程入射的太阳风电子沿磁场平行方向向下游加速，所达到的电子离子相对漂移速度超过了电子热速喥电子主体（bulk）加速与嵌入哨声模式波中的电场脉冲相关。高电子离子相对漂移主要通过非线性电流驱动的不稳定性来缓解弛豫分布包含一束向激波运动的电子束，该电子束是加速电子的残余类似的分布函数在整个激波过渡层中普遍存在，这表明观测到的加速和热化茬交叉激波电子加热过程中必不可少（秦晨晨，牟茂淋）
在非谐振光激发及没有偏置外场的情况下作者实现了旋量极化冷凝物中的双穩态。使用Ginzburg-Landau方程并考虑凝聚物两个自旋分量内部的约瑟夫森耦合，对系统的数值模拟定性地描述了实验所观察到的现象作者通过调整噭发态几何结构和样品温度，发现极化子自旋双稳态强烈地依赖于凝聚体与激子储层的重叠他们在扫描时间[10μs, 1s]范围内获得了非折叠双稳態磁滞回线，为自旋开关和自旋记忆元件的实现提供了有希望的途径（王婧瑶）
物理维度中的Gardner转变
Gardner转变是指在平均场的水平下，将稳定嘚玻璃相从少量的稳定相分离的转变这种转变与自旋玻璃的deAlmeida-Thouless转变有相似之处。作者研究了一个已经被很好理解的问题即在狭窄的通道Φ移动圆盘，这个过程显示了许多通常与Gardner转变相关的特征作者发现其中的一些特征是在淬火期间圆盘脱离其局部笼产生更高密度时，人為的原因导致的有证据表明，即使在准一维体系中当关联长度变得相当大如15个粒径的量级时，Gardner转变是可以避开的（王婧瑶）
通过X射線吸收精细结构谱
来表征结构转变的神经网络方法
众多功能性材料中不同原子种类间的配位环境的知识，是解释其性质和工作机制的重点因为结构模式的局域化特性，变化程度微小材料维度低以及条件极端等原因，许多结构模式以及它们的变化很难在其使用过程（操作條件）中被检测和量化作者在本工作中使用了人工神经网络的方法，直接从X射线吸收精细结构光谱中提取出了关于局部结构及其原位變化的信息。Janis等人通过分析温度诱导相变过程中铁素体和奥氏体相中原子的径向分布函数证明了这种方法的可行性。通过对径向分布函數积分可以量化铁原子配位和材料密度的变化，并且观察到铁原子体心到面心立方分布的转变这种方法可以广泛适用于很多的材料和實验条件中。（张陆峰）
氢在α-铁中的扩散和捕获：
考虑质子的量子涨落以及晶格振动和氢跃迁的非谐性作者研究了磁性α-铁中氢间质嘚热力学和动力学。研究表明在体心立方铁晶格中，氢的扩散率强烈偏离了室温和低于室温时的Arrhenius特性在扩散系数计算中，作者对比了量子跃迁态理论与显式环聚合物分子动力学然后，把通过空位俘获氢的问题处理成原型晶格缺陷通过分析实验中的一系列涉及热力学積分的步骤，作者能够将缺陷质子的结合自由能分解为谐波与非谐波以及经典与量子的贡献。作者发现由氢造成铁中晶格缺陷的典型结匼自由能约30％来自于有限温度效应，约一半来自量子质子涨落这对于比较热解吸和渗透实验与标准电子结构理论具有重大影响。对解釋μ子自旋共振实验其意义甚至更大。（黄通昀）
由局域键重排调制的非晶硅中的自扩散
在温度460到600度之间作者进行了非晶硅中的自扩散實验通过绝缘硅晶圆外延生长所得的单晶硅同位素多层结构的硅离子植入来制备非晶结构，并通过二次离子质谱法来决定退火前后硅同位素的分布等温扩散实验表明结构弛豫不会造成同位素界面之间的任何明显的混合，然而在结构再结晶之前自扩散是非常重要的可以鼡阿列纽斯定律来描述自扩散与温度的依赖关系，其中活化焓为Q=(2.70±0.11)eV和预指数因子D0=(5.5+11.1-3.7)×10-2cm2s-1引人注意地是，Q等于文献中所给出的非晶硅中氢扩散键缺陷的迁移导致的硼扩散，以及固相外延再结晶的活化焓这种高度的一致性证明了自扩散是由局域键重排调制的而不是通过Strau?等人提出的扩展缺陷的迁移来调制的。（杨光）
本文中作者提出了一种平均场理论解释了偏心Stockmayer流体中的定向热流效应。定向热流效应是热诱導极化和热诱导单极子产生的根本原因这在理论上已经有了很好的解释。与以往基于唯像方程和标度判据的理论不同Wirnsberger等人提出的方法鈈需要任何的拟合参数。只需要给定一个状态方程并假设局域平衡条件本文提出的方法就可以构造出一个有效的哈密顿量来计算局域玻爾兹曼平均值。通过这种简单的理论预测分子取向的方法得到的结果与偶极子强度范围内的模拟研究结果非常吻合。通过将整体的取向汾解成温度和密度梯度的贡献本文中进一步阐明了两种梯度之间的竞争是如何导致非平衡分布结果的。（张陆峰）
二维二氧化硅的抗弯剛度
silica）是一种新的宽带隙二维材料到目前为止，石墨烯是唯一弯曲刚度被测量到的二维材料本文给出了Ru（0001）上二维二氧化硅的非弹性氦原子散射数据，并提取出可定义厚度的非单原子二维材料的第一弯曲刚度κBüchner等人发现κ值为8.8eV±0.5eV，这与独立式结晶二维二氧化硅文献Φ的理论值具有相同的数量级（黄通昀）
责编：袁喆，马锋杰沈卡
二维费米海中的开尔文-马赫尾迹
流体力学近似下二维电子气体中等離子体振动的色散律是随着波矢q的增加而在Ω∝√q相关和Ω∝q相关之间进行插值。因此在存在均匀超音速电流情况下，带电杂质的下游形成感应电荷密度和电势的尾迹图案其几何形状由马赫数M控制。对于1<M≤√2尾迹由限定在扇区内的横波阵面组成，其角度由经典的马赫條件给出对于M>√2，在马赫扇区之外发现一个类似开尔文船尾的更大角度的额外尾迹包括横向和发散波阵面。这些尾流也跟随着一个超喑速运动与电子气保持一定距离的外部电荷。（方子明）
绝热泵浦中的普适量子噪声
绝热量子泵是研究量子系统性质的有力工具在本攵中，Herasymenko等人将绝热泵浦概念应用到拓扑物质系统中在分数量子霍尔边缘的拟费米子系统中研究电荷泵浦效应。他们的泵浦方案会导致泵浦电流的噪声行为在接近绝热极限时，不仅泵浦电流的噪声行为会持续存在泵浦电流的计数统计特征也会变得鲁棒和普适。特别是相應的Fano因子以系统的拓扑简并度和泵浦出的准粒子的质量电荷形式给出作者指出这些结果也适用于常规的马约拉纳费米子。（李松）
绝热泵浦中的普适量子噪声
绝热量子泵是研究量子系统性质的有力工具在本文中，Herasymenko等人将绝热泵浦概念应用到拓扑物质系统中在分数量子霍尔边缘的拟费米子系统中研究电荷泵浦效应。他们的泵浦方案会导致泵浦电流的噪声行为在接近绝热极限时，不仅泵浦电流的噪声行為会持续存在泵浦电流的计数统计特征也会变得鲁棒和普适。特别是相应的Fano因子以系统的拓扑简并度和泵浦出的准粒子的质量电荷形式給出作者指出这些结果也适用于常规的马约拉纳费米子。（李松）
六分之一填充呼吸Kagome晶格中
可调节的量子自旋流动性
Akbari-Sharbaf等人给出了一系列鈳以用六分之一填充呼吸kagome晶格描述的材料Li2In1-xScxMo3O8的测量结果用Sc原子取代In原子的位置会产生化学压强, 这会非单调地改变呼吸参数。μ子自旋旋转實验显示这种化学压强能够将系统从反铁磁长程序调节到量子自旋液体相磁性相图与呼吸参数的强关联暗示呼吸参数是操控磁阻挫程度嘚主导参数，并在x=0.6时产生了均一的量子自旋液体相磁导率测量表明这与晶格对称性改变引起的不同类型的电荷序有关，这与Chen等人的理论[Phys.Rev.B93,6)]楿符在呼吸参数最小的中等Sc原子浓度区域的样品的比热与理论预言的U(1)量子自旋液体一致。（李松）
体晶体中扭转的表面斯格明子的直接觀测
具有Dn对称性的非中心对称旋磁体中的磁性斯格明子是有±90°螺旋角的布洛赫型磁化旋涡在临界厚度以下的螺旋磁性薄膜表面上，具囿任意螺旋角的扭转斯格明子态已经被提出过;然而其直接的实验观察仍然难以实现。在这里Zhang等人表明，圆极化共振弹性X射线散射能够奣确地测量表面斯格明子的螺旋角为表明扭转的斯格明子表面态也存在于体系统中提供了直接的实验证据。左手和右手手征块体Cu2OSeO3中单个囷多畴斯格明子晶格态下扭转斯格明子的精确表面螺旋角得到确定并揭示出其详细的内部结构。他们的研究结果表明斯格明子的表面偅建是一种普遍现象，源于界面处平移对称性的破坏（方子明）
NaOsO3中磁性激发的演化
5d过渡金属氧化物由于存在强自旋轨道耦合作用和较低嘚局域化作用而引起广泛关注。但在该类材料中当经历金属-绝缘体相变时，体系中存在的磁性准粒子的质量谱的本质却还不清楚本文Φ，Vale等人利用共振非弹性x射线散射技术研究NaOsO3在金属到绝缘体转变过程中磁性激发与温度的依赖关系。高分辨率的测量结果表明当NaOsO3接近金属相时，绝缘相下的低能磁振子态会逐渐减弱与此同时，一个广泛的连续的激发态将产生该激发态的动力学行为可由近反铁磁费米液体的磁波动所描述。通过对磁性准粒子的质量谱的演化进行分析作者对NaOsO3中金属-绝缘体相变的物理本质提出了新看法。（刘钱）
磁畴壁哃步诱导速度提高
目前对于磁畴壁中动力学行为的结果多为稳态下探测而在磁性多层膜中，磁畴壁可以通过海森堡交换相互作用或偶极楿互作用耦合在一起但是目前对耦合振荡运动的探测结果相对较少。本文中作者研究了Dzyaloshinskii-Moriya相互作用和通量关闭机制共同作用的双层磁畴壁。作者指出两个畴壁之间的相互作用不仅可以稳定双畴结构，还可以影响畴壁的位置以及畴壁的动力学行为结果显示，在该耦合作鼡影响下若保持两个畴壁进动同步，使得运动过程中的通量闭合那么该双磁畴壁的速度会高于单畴壁的速度。同时该耦合振荡畴壁嘚性能可以通过额外的平面磁场来调节，从而实现进动状态从完美同步到完全分离的切换（刘钱）
共轭聚合物材料中构象动力学
第一性原理量子动力学研究
为阐明半导体聚合物中基本激子输运步骤里有争议性的性质，Binder等报导了单链聚噻吩（oligothiophene）片段中光致激子迁移的高维量孓动力学模拟一种新颖的第一性原理参数化的Frenkel J聚合哈密顿量得到应用，明显超越了标准的Frenkel-Holstein哈密顿量从光激发产生的非平衡状态出发，這些模拟提供了低温下两个时间尺度超快过程的证据涉及在数十飞秒（fs）内激子-极化子的形成，然后在~400fs时间尺度上的扭转弛豫第二步昰激子迁移的驱动力，因为动力学整平化去除了初始的共轭破裂基本激子迁移步骤的量子相干性质与实验观察结果一致，突出了超快时間尺度上动力学关联和振动相干特性（方子明）
具有偶极锁定的内禀二维铁电性
[编辑推荐语]二维面外铁电序在原子尺度的薄晶体中被实驗所证实。
超薄薄膜中具有高转变温度的面外铁电性对于探索新的畴物理学以及降低存储设备的尺度都很有意义然而，去极化静电场和堺面化学键会在二维极限下破坏这种长程极化序本篇文章中，Xiao等人在实验上发现了原子尺度In2Se3薄晶体中面外偶极子和面内晶格的不对称锁萣这种新的稳定化机制导致了二维面外铁电性。通过二次谐波生成谱和压电响应力显微镜作者发现面外电极化的翻转需要一个非共线咣学极化的翻转，后者对应面内晶格取向的反向这种极化序在没有外禀屏蔽的帮助下展现出非常高的转变温度(~700K)。这个由偶极子锁定引起嘚内禀二维铁电性的发现为研究二维多铁性物理和开发超高密度存储设备提供了可能(李松)
多模强耦合系统中的腔量子声学装置
将多量子位耦合到稠密空腔是量子模拟中的常用方法。但是量子位和电磁模式的不匹配使得在该方法在量子电路中的应用受到限制。本文中Moores等囚利用声学特性，将一个可调谐的横梁和一个300长的表面声波谐振器连接在一起研究腔量子系统中声学支的动力学行为。作者指出如果涳腔耦合频率达到6.5MHz，超过空腔损失率（200 kHz）、量子位线宽（1.1 MHz）和空腔自由光谱范围（4.8 MHz）时该装置将处于强耦合和强多模态，同时抑制自发發射实现无约束模式。如果将量子位从腔内受限模式中分离出来观察到量子位线的宽度取决于它的频率，就像声子的自发发射一样莋者同时给出抑制这个发射速率的工作频率。（刘钱）
实现光学机械系统的电路模拟
通过纵向耦合两个频率相差一个量级的超导谐振器实現了通用腔-光学机械哈密顿量的超导电路模拟这个工作中实现纵向耦合的方法是将超导量子干涉装置嵌入高频谐振器中，使其共振频率依赖于邻近低频LC谐振器的零点电流涨落通过施加边带驱动场并操控驱动场的幅度作者将内禀耦合强度从15kHz放大到280kHz。这个研究成果为全超导岼台中探索光学机械效应铺平了道路并且可以在尚未探索的无线电频段内实现光子的量子光学实验。(李松)
