来源:京师物理 发布时间:2019/3/29 14:20:58
选择字号:
PRL导读:2019年122卷07期

 

普通物理:统计与量子物理
 
责编:艾清
 
准二维费米子超流中的
 
约化量子反常现象:禁闭所引起的
 
相互作用有效范围的重要意义
 
在二维谐振子势阱中的相互作用费米气体预期会表现出量子反常,并且具有不同于经典标度不变值ωB=2ω⊥的呼吸模式频率,这里ω⊥是势阱频率。预测的最大量子反常(约10%)没有被实验验证。在这篇文章里,胡辉等人从理论上研究了从三维到二维过渡的相互作用费米超流体的零温态密度方程和呼吸模式频率。他们发现,带有单个s波散射波长的简单2D费米气体模型在2D极限下不适合描述实验,像通常认为的那样。对于准2D的情况更完备的描述导致了更弱的量子反常,与实验观测一致。他们还阐明了约化量子反常现象是由于重要意义的禁闭所引起的相互作用有效范围。(刘宁)
 
Reduced Quantum Anomaly in a Quasi-Two-Dimensional Fermi Superfluid: Significance of the Confinement-Induced Effective Range of Interactions
 
H. Hu, et al
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070401 (2019)
 
 
  
量子转向椭球的实验验证
 
与体积一对一的检验
 
Zhang等人通过对相关量子位元的测量,可以控制的所有量子位元的集合被预测在布洛赫球中形成一个椭球——称作量子转向椭球。该椭球提供了初始双量子位元状态的一个简单直观的表征,并且其几何特性反映了纠缠的各个方面。他们通过测量许多不同的偏振纠缠光子量子位状态来实验验证这些性质。此外,对于纯三量子位状态,通过对第一量子位的测量,预测产生的两个量子转向椭球的体积满足紧密的一对一关系,这一关系严格地强于众所周知同态纠缠的一对一关系。他们使用极化和路径纠缠来实验验证这些预测。他们还通过实验证明,这种一对一的关系可以被混合纠缠状态所破坏,但它仍然满足了较弱的一对一关系。(成晶晶)
 
Experimental Validation of Quantum Steering Ellipsoids and Tests of Volume Monogamy Relations
 
C. Zhang, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070402 (2019)
 
 
 
经对称化使得有限维
 
量子系统关联界限可计算
 
Tavakoli等人在估算半定弛豫中提出了可以通过若干数量级简化计算要求的技术,来界限由于有限维希尔伯特空间所引起的量子关联设备。他们通过一个用户友好型的软件包使这项技术能够公开获得,依赖存在于优化问题中的对称性的探究,来减少变量的数目以及在半定弛豫中的障碍大小。在量子信息理论问题中可以广泛地使用这种方法,确保之前太苛刻的计算能够进行。他们论证了在多种物理问题下这种方法的优势和一般应用性。特别地,他们使用这项技术能够鲁棒地保证在基于d维信息对称上的自我检测的黑箱方案中高维测量的非投影性,来完成正算符值的测量。(刘宁)
 
Enabling Computation of Correlation Bounds for Finite-Dimensional Quantum Systems via Symmetrization
 
A. Tavakoli, D. Rosset, M. Renou
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070501 (2019)
 
 
 
 
二维热态的张量网络退火算法
 
张量网络方法已经成为捕获强相关物质的一种强大的工具,但是在在一个空间维度上有限温度下捕获实验上普遍存在的模型族的方法是非常缺乏的。Kshetrimayum等人介绍了一种张量网络算法,能够模拟热力学极限下二维量子点阵系统的热状态。该方法开发了投射纠缠对状态和投射纠缠对运算符的实例。该算法的关键特征是类似于系统从无限温度状态冷却直到达到所需的有限温度状态。作为基准,他们研究了Ising模型在无限方形晶格上的有限温度相变,为此他们得到了与精确解显著一致的结果。然后,他们转向研究有限温度下的Bose-Hubbard模型,每个站点有两个(硬核)和三个玻色子模式。他们的技术可用于有效支持实验室中实际二维材料的实验研究,也可以用于超冷原子对光学晶格量子模拟器进行基准测试。(成晶晶)
 
Tensor Network Annealing Algorithm for Two-Dimensional Thermal States
 
A. Kshetrimayum, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070502 (2019)
 
 
 
 
本征态热化,随机矩阵理论,算符
 
本征态热化假设(ETH)是当代量子统计的基石之一。ETH在多大程度上适用于非局域操作是一个有待解决的问题,Khaymovich等人在这篇文章中对此进行了研究。作者们给出了高度非局域算符、巨算符的构造,这是各种不同的局域和非局域算符的组成模块。这些“巨”算符具有奇异的分布及w~D-1的宽度,其中是D希尔伯特空间维数。在此基础上,人们可以构造出符合广义高斯分布的局域算符,其中w~D-1与ETH相符合。外推到更大的宽度可以预测宽度满足w~D-δ(0<δ<1/2)的典型非局域算符的子ETH行为。这种算子构造基于与随机矩阵理论的深刻类比,并与不可积多体系统的数值模拟结果显示出惊人的一致性。(马宇翰)
 
Eigenstate Thermalization, Random Matrix Theory, and Behemoths
 
I. M. Khaymovich, et al
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070601 (2019)
 
 
 
 
通过负迁移率实现可调质量分离
 
一种有效的基于质量的分离机制是分离病变细胞的先决条件。然而,这一目标通常具有相当的挑战性,因为颗粒的大小和它们的质量值之间一般不存在有效的相关性。S?apik等人考虑一个在对称周期势中运动的惯性布朗粒子,它受到外部施加的无偏简谐驱动和恒定的偏置的共同作用。在此过程中,作者们确定了一种最有效的分离方案,该方案基于负迁移率的异常输运特征,即浸入其中的粒子朝着与作用方向相反的方向移动。这项工作首次演示了一种可调分离机制,在这种机制中,只要改变外部谐波驱动的频率,用于分离的粒子质量就可以有效地控制在近2个量级的质量范围内。这种方法可提供目前和将来分离生物或合成来源的各种纳米和微粒子所需的质量选择性。(马宇翰)
 
Tunable MassSeparation via Negative Mobility
 
A. S?apik, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070602 (2019)
 
 
 
 
量子测量冷却
 
[编辑推荐语]一种实现量子制冷的噪声容忍方法利用量子测量的侵入性消除了对反馈控制的需要。
 
量子测量的侵入性是一个真正的量子力学特征,它并不一定是有害的。在这篇文章中,Buffoni等人展示了如何利用量子测量来驱动冷却机。我们以一个典型的二冲程两比特发动机为例,演示了量子测量冷却。这一发动机与一个测量装置和两个具有不同温度的热源相互作用。结果表明,在测量投影算子中,反馈控制不是必须的,而纠缠的存在是必须的。我们对随机选择测量基时量子测量冷却发生的概率进行了量化,发现与提取能量的概率(热机操作)相比,量子测量冷却可以非常大,但始终小于最无用的操作,即在两个热库中倾倒热量。这些结果表明,量子测量冷却对实验噪声具有很强的鲁棒性。作者们还提出了一种利用集成的电路量子电动力学技术和电路量子热力学技术的实现量子测量冷却的低温固态方案。(马宇翰)
 
Quantum Measurement Cooling
 
L. Buffoni, et al
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070603 (2019)
 
 
引力与天体物理
 
导读:郭敏勇;责编:高思杰
 
用于毫米和毫克级重力测量的
 
毫克级摆的位移传感的论证
 
大质量产生的重力已经由从原子干涉仪到扭转平衡的各种探头观察到。然而,到目前为止,小质量之间的重力耦合还未被观察到。在这里,作者论证了光学捕获7毫克摆运动的布朗运动的敏感位移传感,其固有品质因数通过耗散稀释增加到108。积分时间为1秒的灵敏度对应于在毫米级重力实验中探头与100 毫克源质量之间产生的位移,其位置在摆机械共振频率下调制。使用毫克级装置开发这种灵敏的位移传感器将为一类新的实验铺平道路,可以实现在量子区域小质量之间的重力耦合的测量。
 
Demonstration of Displacement Sensing of a mg-Scale Pendulum for mm- and mg-Scale Gravity Measurements
 
Nobuyuki Matsumoto, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071101 (2019)
 
 
 
中子星中紧密暗物体的引力波
 
暗物质可以由紧密的暗物体(CDOs)组成。作者发现中子星内部CDO的振荡可以作为引力波(GWs)的可探测源。GW应变幅度取决于CDO的质量,并且它的频率通常在3-5kHz的范围内,由恒星的中心密度决定。在最好的情况下,LIGO可能对不小于10-8M⊙的CDO质量敏感。
 
Gravitational Waves from Compact Dark Objects in Neutron Stars
 
C. J. Horowitz and Sanjay Reddy
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071102 (2019)
 
 
 
谐振自相互作用暗物质的速度依赖性
 
小尺度天体中的暗物质密度分布可能表明暗物质是自相互作用的,而来自星系团的观测表明相应的散射截面取决于速度。使用与模型无关的方法,作者表明谐振自相互作用的暗物质可以自然地解释这种行为。与通常假设的情况相反,这不需要光调解器。他们提出了这种机制的显式实现,并讨论了相应的天体物理约束。
 
Velocity Dependence from Resonant Self-Interacting Dark Matter
 
Xiaoyong Chu, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071103 (2019)
 
 
 
XENON1T实验关于
 
标量WIMP-Pion耦合的首次结果
 
We present first results on the scalar coupling of weakly interacting massive particles (WIMPs) to pions from 1 t yr of exposure with the XENON1T experiment. This interaction is generated when the WIMP couples to a virtual pion exchanged between the nucleons in a nucleus. In contrast to most nonrelativistic operators, these pion-exchange currents can be coherently enhanced by the total number of nucleons and therefore may dominate in scenarios where spin-independent WIMP-nucleon interactions are suppressed. Moreover, for naturalvalues of the couplings, they dominate over the spin-dependent channel due to their coherence in the nucleus. Using the signal model of this new WIMP-pion channel, no significant excess is found, leading to an upper limit cross section of 6.4 × 10−46 cm2 (90% confidence level) at 30 GeV/c2 WIMP mass.
 
First Results on the Scalar WIMP-Pion Coupling, Using the XENON1T experiment
 
XENON Collaboration, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071301 (2019)
 
 
基本粒子与场论
 
责编:晁伟、刘晓辉
 
质子内部的压力分布和剪切力
 
[编辑推荐语]格点QCD的计算第一次确定质子中压力和剪切力的分布。
 
使用能量动量张量的格点量子色动力学(LQCD)计算,本文研究了质子内部压力和剪切力的分布,允许对质子结构的这些基本方面做第一个模型无关的确定。这是通过结合最近的胶子对能量动量张量贡献的LQCD计算结果和更早期的夸克贡献的结果来实现的。本文还讨论了利用LQCD的计算探索和补充最近从深度虚康普顿散射中提取质子压力分布的假设。在此研究的基础上,作者还探讨了Jefferson国家加速器和未来的电子-离子对撞机实验的目标靶运动学,以更加精确地确定压力和剪切力分布。
 
Pressure Distribution and Shear Forces inside the Proton
 
P. E. Shanahan and W. Detmold
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072003 (2019)
 
 
 
关联强子的CP破坏到更高的Twist分布
 
[编辑推荐语]理论分析指出核子分布函数携带电荷和宇称破坏的信息。
 
同位旋标量和同位旋矢量夸克色磁偶极矩的核子西格玛项是确定由夸克电偶极矩引起的奇CP宇称的π-核子耦合的必要输入。本文表明前者可以映射到核子的Twis-3奇手征的分布函数eq(x),它们在原则上是可以在半单举含深度非弹性散射过程中测量的。作者对现有的模型计算以及eu(x)+ ed(x)的实验数据进行了调查,并预测了同位旋标量色磁偶极矩西格玛项的范围。
 
Relating Hadronic CP Violation to Higher-Twist Distributions
 
Chien-Yeah Seng
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072001 (2019)
 
 
 
 D+s→μ+νμ过程中确定赝标量衰变常数fD+s
 
使用BESIII探测器在质心能Ecm=4.178GeV处收集的积分亮度为3.19fb-1的正负电子对撞的数据样本,本文测量了轻子衰变过程D+s→μ+νμ的分支比为(5.49±0.16stat±0.15syst) × 10−3。该结果与D+s 和μ+的质量以及D+s的寿命相结合,给出fD+s|Vcs|=246.2 ± 3.6stat ±3.5systMeV。利用标准模型全局拟合所确定的|Vcs|,衰变常数被确定为fD+s=252.9±3.7stat±3.6systMeV。换而言之,如果利用格点QCD计算出的fD+s,则 |Vcs|=0.985±0.014stat±0.014syst。这些数值是到目前为止最精确的结果。
 
Determination of the Pseudoscalar Decay Constant fD+s via D+s→μ+νμ
 
M. Ablikim et al.
 
(BESIII Collaboration)
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071802 (2019)
 
 
 
中微子实验中的Millicharged粒子
 
基于自MiniBooNE和液体闪烁中微子探测器(LSND)以来的大量中微子实验中的电子散射数据,Magill等人对Milllicharged粒子(MCPs)设定了约束和未来的灵敏度预测。这两个实验在某些MCP的质量区间提供了最新的限制,LSND:5-35MeV,MiniBooNE:100-180MeV。此外,作者为费米实验室正在进行的SBN计划,深层地下中微子实验(DUNE)和拟议的隐藏粒子搜索(SHIP)实验提供预测。在SBN计划中,SBND和MicroBooNE有能力在100-300 MeV质量区间给出最新限制。DUNE和SHIP能够探测5 MeV-5 GeV 范围的参数空间,这远远超出现有实验界限的范围,包括来自对撞机,以及在DUNE的情况下,SLAC mQ实验等。
 
Millicharged Particles in Neutrino Experiments
 
Gabriel Magill, Ryan Plestid, Maxim Pospelov, and Yu-Dai Tsai
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071801 (2019)
 
 
 
BARBAR实验中搜索六夸克态
 
最近的研究表明,六夸克组合uuddss可能是一个深度束缚态(S),其迄今为止一直未被发现并可能是一个潜在的暗物质候选者。基于BABAR实验收集的90×106Y(2S)和110×106 Y(3S)衰变的数据样本,本文报告了在Υ→SΛΛ衰变中首次搜索稳定的,双奇异的六夸克态。没有观察到信号,对于mS <2.05GeV, Y(2S,3S)→SΛΛ的分支比在90%置信水平被限制在(1.2-1.4) ×10-7。这些限制对这种奇异粒子的存在设定了严格的界限。
 
Search for a Stable Six-Quark State at BABAR
 
J. P. Lees et al. 
 
(BaBar Collaboration)
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072002 (2019)
 
 
 
压扁球配分函数的普适性
 
We present several results concerning the free energy of odd-dimensional conformal field theories (CFTs) on squashed spheres. First, we propose a formula which computes this quantity for holographic CFTs dual to higher-curvature gravities with second-order linearized equations of motion. As opposed to standard on-shell action methods for Taub geometries, our formula only involves a simple evaluation of the corresponding bulk Lagrangian on an auxiliary pure anti–de Sitter (AdS) space. The expression is closely related to the function determining the possible AdS vacua of the bulk theory in question, which we argue to act as a generating functional from which correlation functions of the boundary stress tensor can be easily characterized. Finally, based on holographic results and free-field numerical calculations, we conjecture that the subleading term in the squashing-parameter free-energy expansion is universally controlled by the stress-tensorthree-point function charge t4for general (2+1)-dimensional CFTs.
 
Universality of Squashed-Sphere Partition Functions
 
Pablo Bueno, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071602 (2019)
 
 
 
软定理和红外行为的散射振幅
 
We prove that soft theorems uniquely fix tree-level scattering amplitudes in a wide range of massless theories, including Yang-Mills, gravity, the nonlinear sigma model, Dirac-Born-Infeld, dilaton effective theories, extended theories like the NLSM⊕?3(nonlinear sigma model ?3), as well as some higher derivative corrections to these theories. We conjecture the same is true even when imposing more general soft behavior, simply by assuming the existence of soft operators, or by imposing gauge invariance or the Adler zero only up to a finite order in soft expansions. Besides reproducing known amplitudes, this analysis reveals a newhigher order correction to the NLSM and two interesting facts: the subleading theorem for the dilaton, and the subsubleading theorem for DBI follow automatically from the more leading theorems. These results provide motivation that asymptotic symmetries contain enough information to fully fix a holographic S matrix.
 
Scattering Amplitudes from Soft Theorems and Infrared Behavior
 
Laurentiu Rodina
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071601 (2019)
 
 
原子核物理
 
责编:耿立升;导读:王亚坤
 
N=34亚壳的稳健性如何?
 
52Ar的首个伽马谱
 
Liu等人在RIBF装置上,采用能量~210 MeV/u的单质子移除反应53K(p,2p),测得了中子数N=34的52Ar中首个g谱。他们发现21+态的激发能为1656(18) keV。这一激发能在N>20的Ar同位素中是最高的。该结果是52Ca(即低于质子幻数Z=20)之外N=34亚壳稳健的首个实验信号。唯象和手征有效场论相互作用的壳模型计算都可以再现丰中子Ar同位素实验21+态激发能的系统学,并且支持在52Ar中存在N=34亚壳。
 
How Robust is the N=34 Subshell Closure? First Spectroscopy of 52Ar
 
H. N. Liu et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072502 (2019)
 
 
 
c+®-π+π+衰变(1620)0 中粒子的
 
观测和(1690)0 粒子存在的证据
 
在双奇异重子X(1620)0通过c+®-π+π+ 衰变到-π+ 的过程中,Sumihama等人首次观测到了(1620)0粒子。其中,c+®-π+π的衰变研究基于KEKB非对称能量正负电子对撞机上的Belle探测器所收集的980 fb-1数据样本。测得的(1620)0的质量和宽度分别为1610.4 ± 6.0(stat)-4.2+6.1(syst) MeV/c2和59.9± 4.8(stat)-7.1+2.8(syst)MeV。采用相同的数据样本,他们获得了4.0s的X(1690)0 存在的证据。这些结果揭示了奇异数S=-2的超子共振结构。
 
Observation of (1620)0 and Evidence for X(1690)0 in c+®-π+π+
 
M. Sumihama et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072501 (2019)
 
 
 
239Pu(n,f) 瞬发裂变重子谱中的
 
预平衡非对称
 
中子诱发裂变中发射出的中子的物理性质是我们理解原子核裂变的基础。然而,尽管最先进的裂变模型仍然采用各向同性的裂变中子谱,人们认为这些能谱的预平衡预裂变成分是强烈各项异性的。尽管任何显著的各项异性都会影响对裂变系统的描述,对这一特性相关实验指导的欠缺尚未促使人们在裂变模型中包含各项异性中子能谱。在本工作中,Kelly等人在239Pu裂变中子谱的高能量处清晰地观测到了计数过剩并将其确定为裂变后中子谱之上的预平衡预裂变过剩。这个过剩被从裂变后中子谱中分离出来,并且确定了它的角分布与入射中子能量和出射中子探测角度的关系。与中子散射模型的比较提供了预平衡角分布与裂变轴无关的首个实验证据。该工作的结果也将影响对数个重要的瞬发中子谱测量的解释。
 
Preequilibrium Asymmetries in the 239Pu(n,f) Prompt Fission Neutron Spectrum
 
K. J. Kelly et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072503 (2019)
 
 
 
 
能量为√sNN = 5.02 TeV p-Pb碰撞中
 
重味衰变电子的方位各项异性
 
Acharya等人测量了能量√sNN= 5.02 TeV的p-Pb碰撞中,中快度(|h|<0.8)重味衰变电子和带电粒子之间的角关联。他们对0%-20%(高)和60%-100%(低)的多重性范围内的事件进行了分析。通过从低多重性事件中减去高多重性分布来消除来自高多重性关联分布中的喷注贡献。他们发现,在消除喷注贡献后,方位角调整仍然存在,与先前对轻味强子的两粒子角关联测量中的发现相似。调整结果的傅里叶分解发现高多重性事件中横向动量1.5
 
Azimuthal Anisotropy of Heavy-Flavor Decay Electrons in p-Pb Collisions at √sNN =5.02 TeV
 
S. Acharya et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072301 (2019)
 
 
原子、分子与光学
 
导读:宋新秀;责编:严运安
 
原子光发射中的太赫兹场致时移
 
量子力学Wigner时间和库仑激光的耦合会导致原子光发射的时间延迟,该延迟可以从双光子跃迁干涉实验中的条纹或者重建阿秒脉冲而获得。虽然前者在理论上和实验上都进行了深入研究,但后者在实验上的研究较少,大部分都只是进行了计算。在这里,本文使用太赫兹(THz)条纹场(λ=152μm)测量了库仑激光耦合引起的氖在59.4 eV的光电离中的时间偏移。作者在汉堡(FLASH)的自由电子激光器的太赫兹光束上采用反应显微镜,测量了2p光电子(~38eV)和低能量(<1eV)光电子发射之间高达70 fs的相对时间偏移。与库仑激光耦合的理论预测结果比较后发现两者间一致性很好。
 
Terahertz-Field-Induced Time Shifts in Atomic Photoemission
 
Georg Schmid, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073001 (2019)
 
 
 
 
偶极支持的电子共振
 
介导电子诱导的酰胺键裂解
 
在高能辐射条件下,解离电子附着(DEA)对生物分子的辐射损伤起着关键作用。 DEA中的初始步骤通常发生在共振电子被捕获到生物分子的一个亚稳价态后再将其分裂。本文的理论和实验相结合的研究表明,在DEA过程中负责电子捕获的多重态可以由核激发(振荡)偶极支持的共振所支配。具体而言,作者对三种原型肽分子,甲酰胺,N-甲基甲酰胺(NMF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的气相DEA开展了实验和计算结果。与由带正电的肽捕获电子(酰胺键断裂与N-Cα键断裂相比是罕见的)的情况相比,在这三种分子中都观察到了酰胺键的断裂。由酰胺键裂解产生的离子的离子产率曲线,例如甲酰胺的NH-2,NMF的NHCH-3和DMF的N(CH3)-2,在5和8eV之间的区域都显示出双峰结构。这些峰值是归因于Feshbach共振,包括基于高能级电子结构计算的在电子附着时填充的核激发的偶极子支持的共振。此外,较低能级峰则归因于核激发共振,它与中性分子的三重态相关。后一过程强调了DEA过程中电子碰撞促进的光学的自旋禁阻跃迁的作用。
 
Dipole-Supported Electronic Resonances Mediate Electron-Induced Amide Bond Cleavage
 
Zhou Li, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073002 (2019)
 
 
 
 
分子波包超快X射线散射的电子相干性
 
本文利用H2中分子波包的非共振超快X射线散射模拟对总散射信号的分量进行了检查和分类。作者发现可用于确定分子结构动力学的弹性分量也携带有在模拟分子中发生的绝热电子转移的明显特征。另外,以前通常被认为是恒定的非弹性分量,现在却发现会随着分子的几何形状而改变。最后,本文还识别出一项由于不同非弹性跃迁之间的干涉而产生的相干混合分量,并给出了对应的瞬态电子相干的直接探针。
 
Electronic Coherence in Ultrafast X-Ray Scattering from Molecular Wave Packets
 
Mats Simmermacher, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073003 (2019)
 
 
 
 
通过多光子散射加延迟量子反馈
 
激发连续谱中的束缚态
 
通过散射激发连续体(BIC)中的束缚态是有问题的,因为根据定义它是非耦合的。在这里,作者研究了一种缀饰BIC态,并证明了它可以通过多光子散射和延迟量子反馈在非线性系统中激发。该系统是耦合到量子比特的呈现线性色散的半无限波导,已知其中存在单光子缀饰BIC态。作者还证明了这种BIC可以在非马尔可夫区间用多光子散射来填充,其中光子延迟时间(由于量子比特与镜像之间的距离)与量子比特的衰减相当。一个类似的过程激发了耦合到两个远距离量子比特的无限波导中的BIC,从而在量子比特间产生了稳定的纠缠。这尤其说明,通过多光子散射的单光子俘获可以在没有带边效应或空腔的情况下发生,根源在于单个反射镜或发射器本身提供的延迟量子反馈。
 
Exciting a Bound State in the Continuum through Multiphoton Scattering Plus Delayed Quantum Feedback
 
Giuseppe Calajó, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073601 (2019)
 
 
非线性动力学与流体力学
 
责编:兰岳恒
 
二维光谱技术识别非线性太赫兹激发路径
 
高场太赫兹( THz )光谱技术正以激动人心的新方式实现对物质的超快研究和控制。然而,当强电磁脉冲用于任何种类的泵-探针光谱学时,可能会产生几种非线性激发路径,需要发展多维光谱学来明示观察到的动力学。这里Courtney等人展示了一个清晰的例子,其中需要二维( 2D) THz振动光谱来区分CdWO4中的非线性激发路径。Courtney等人用宽带THz脉冲非线性地激发CdWO4中的一组拉曼活性振动模式,2D光谱学可以确定主要的激发途径。Courtney等人为固体系统中的二维THz和多THz非线性声子谱提供了一个总体框架,对清晰理解新生的非线性声子领域具有重要意义。(张聪)
 
Distinguishing Nonlinear Terahertz Excitation Pathways with Two-DimensionalSpectroscopy
 
Courtney L. Johnson, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073901 (2019)
 
 
 
粗糙约束下粘性液滴的运动:反常润滑
 
Ludovic等人研究了限制在Hele-Shaw元胞内的高粘性液滴的沉积,该元胞具有受控形貌的纹理化胞壁。与超疏水表面上经常看到的相反,粗糙度在这里倾向于增加粘性摩擦,从而显著降低液滴的流动性。然而,减少限制会导致速度的跳跃,因为液滴会在周围流体的润滑层上滑动,该润滑层比特征粗糙度更厚。Ludovic等人证明了,增加周围液体的粘度可能会违反直觉地提高液滴沿粗糙壁滑动的流动性。类似地,随着粗糙度的改变,观察到液滴迁移率急剧变化。这些结果说明了粗糙度尺度内的非平凡摩擦过程,以及液滴、前弯月面和润滑膜中粘性耗散之间的耦合。它们可以使人们根据微通道的流变特性,控制微通道中液滴或胶囊的速度。(张聪)
 
Motion of Viscous Droplets in Rough Confinement: Paradoxical Lubrication
 
Ludovic Keiser, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 074501 (2019)
 
 
 
与润湿无关的液滴趋弯性传输
 
Alexander等人展示了“趋弯性”,这是一种小尺度液滴自输送的新机制。薄通道中弯曲和毛细作用的结合产生压力梯度,进而导致液滴的自发运动。令人惊讶的是,不管通道的润湿性如何,运动的方向总是相同的。Alexander等人结合宏观尺度的实验和简单的数学模型来研究这种运动,特别关注与运动相关的时间尺度。Alexander等人建议趋弯性可能是一种在技术应用中输送液滴的有用方法,例如开发自洁表面,并讨论此处的结果对这类应用的影响。(张聪)
 
Wettability-Independent Droplet Transport by Bendotaxis
 
Alexander T. Bradley, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 074503 (2019)
 
 
 
稀有事件算法联系湍流中的
 
跃变与激发成核效应
 
Many turbulent flows undergo drastic and abrupt configuration changes with huge impacts. As a paradigmatic example we study the multistability of jet dynamicsin a barotropic beta plane model of atmosphere dynamics. It is considered as the Ising model for Jupiter troposphere dynamics. Using the adaptive multilevel splitting, a rare event algorithm, we are able to get a very large statistics of transition paths, the extremely rare transitions from one state of the system to another. This new approach opens the way for addressing a set of questions that are out of reach through direct numerical simulations. We demonstrate for the first time the concentration of transition paths close to instantons, in a numerical simulation of genuine turbulent flows. We show that the transition is a noise-activated nucleation of vorticity bands. We addressfor the first time the existence of Arrhenius laws in turbulent flows. The methodology we developed shall prove useful to study many other transitions related to drastic changes for the turbulent dynamics of climate, geophysical, astrophysical, and engineering applications. This opens a new range of studies impossible so far, and bring turbulent phenomena in the realm of nonequilibrium statistical mechanics.
 
Rare Event Algorithm Links Transitions in Turbulent Flows with Activated Nucleations
 
Freddy Bouchet and Joran Rolland
 
Phys. Rev. Lett. 122, 074502 (2019)
 
 
等离子体与束物理
 
责编:陈少永
 
通过波粒相互作用
 
确定亚稳态离子的寿命和历史
 
在许多实验室等离子体中,对亚稳态离子进行激光诱导荧光(LIF)是基态离子运动动力学研究的常用方法。然而,这些测量限制了亚稳态离子的寿命。亚稳态是由中性原子的直接电离以及其他电子态离子产生的,其中前者只能如实地表示在比亚稳态寿命更短的时间内作用于离子动力学的过程。Chu等人介绍了在氩多偶极等离子体中利用波粒相互作用对这种系统效应进行的首次实验研究。通过将实验结果与作者们提出的理论进行拟合,可以得到校准LIF测量误差所必需的亚稳态寿命和由预先存在离子产生亚稳态离子的比例。(王科力,牟茂淋)
 
Determining Metastable Ion Lifetime and History through Wave-Particle Interaction
 
F. Chu and F. Skiff.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075001 (2019)
 
 
凝聚态物理:结构
 
责编:殷志平
 
SrTiO3中的亚原子通道和螺旋形光束
 
受启发于最近基于像差校正分析扫描透射电子显微镜的亚原子测量实验,作者在亚原子尺度范围研究了电子探针在晶体SrTiO3体系中的传播。在此,作者报道了在这个尺度下存在着亚原子通道和螺旋形光束的形成。作者给出了在多个晶体温度下光束传播的仿真结果,STEM探针收敛角(10-50 mrad),光束能量(80-300 kev),证实了降低环境温度能够增强亚原子通道,并且STEM探头参数能够被用于控制螺旋形光束的特征。(曹锦)
 
Subatomic Channeling and Helicon-Type Beams in SrTiO3
 
Jong Seok Jeong, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075501 (2019)
 
 
 
非基底滑移系统可实现坚固而有韧性的
 
六角密堆积高熵相
 
线性缺陷,称为位错,决定了结晶金属合金的强度、成形性和韧性。人们已很好地理解了由一种或两种常见的基质元素组成的传统金属材料如钢或铝合金的变形机理。而对于新近发展的包含多种基本元素的高熵合金(HEAs),其位错与力学特性之间的关系尚不清楚。特别是具有六角密堆积(hcp)结构的HEAs,由于其滑移系统数量不足,会产生固有脆性。本文报道了具有hcp结构的一种新型高熵相的惊人的高成形性。通过原位拉伸试验结合透射电子显微镜解剖表征,作者发现双相HEA(Fe50Mn30Co10Cr10, at. %)的hcp相产生了三种类型的位错,即⟨a⟩,⟨c⟩和⟨c+a⟩。具体而言,非基底⟨c+a⟩位错占据~31%的高线成分,允许频繁的双交叉滑移,这解释了该高熵相的高变形性。这个hcp结构的c/a比值为1.616,即低于理想值1.633。结构参数的这种适度变化有利于非基底⟨c+a⟩滑移,表明可以通过改变c/a比值达到滑移系统作用的条件来设计具有hcp结构的韧性HEAs。这种简单的合金设计原理特别适用于HEAs,因为它们具有特征性的大量固溶体含量,可以很容易地将hcp相的c/a比值调整到有利于产生非基底滑移的状态。(麻晓波)
 
Nonbasal Slip Systems Enable a Strong and Ductile Hexagonal-Close-Packed High-Entropy Phase
 
Yeqiang Bu, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075502 (2019)
 
 
 
热电材料SnSe中的声子坍塌和二阶相变
 
自2014年以来,高温Cmcm相的层状半导体SnSe是最有效的本征热电材料。利用第一性原理计算,作者证明了SnSe材料的振动和热传导特性是由巨大的非微扰非谐效应决定的。他们还证明了从Cmcm相到低对称性Pnma相的转变是一个二阶相变,该转变是由区域边界声子驱动的,同时区域边界声子的频率会在转变温度之下消失。他们的计算表明面内振动模式的光谱函数与肩峰和双峰的结构形成强烈的反常对比。此外,计算的晶格热导率只有在包括非微扰非谐散射时才能与实验很好的吻合。最后,他们的研究结果表明,非微扰非谐性会对SnSe材料的热电效率产生强烈的影响。(毛慧灿)
 
Phonon Collapse and Second-Order Phase Transition in Thermoelectric SnSe
 
Unai Aseginolaza, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075901 (2019)
 
 
 
识别与减轻浅层金刚石内
 
氮空位中心的电荷不稳定性
 
固态缺陷中的电荷自由度从根本上支持了电子自旋自由度,而电子自旋自由度是量子技术的重要组成部分。Bluvstein等人测量、分析并控制金刚石中个别接近表面氮空位(NV)中心的电荷态,这些NV-具有相关的电子自旋。他们发现随着时间的推移和不同的空位中心NV-的保真度会有不同;通过基于逻辑初始化缓解保真度初始化的负面影响。重要的是,他们发现在黑暗中实验相关尺度之内NV-可以电离,并且介绍了减小电荷转换对自旋测量影响的测量方法。他们确定在黑暗中电离的机制是向单个局部电子阱隧穿,并开发了新的NV辅助技术来控制和读出阱电荷状态。作者对NV局部静电环境的了解和掌握,将同时指导材料的设计,并提供NV中心独特的功能。(刘瑞)
 
Identifying and Mitigating Charge Instabilities in Shallow Diamond Nitrogen-Vacancy Centers
 
D. Bluvstein, Z. Zhang, A. Jayich
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076101 (2019)
 
 
 
超润滑石墨-六角氮化硼异质结中
 
的负摩擦系数
 
负摩擦系数意味着摩擦随着正常载体的增加而减小,作者预测出在超润滑石墨-六角氮化硼异质结中存在着负摩擦系数。这种违反常规的现象起源于由负载引发的摩尔(moire)超结构面外偏移的抑制所导致的较小的界面动力学。热诱导的面外涨落的增强导致摩擦随着温度不同寻常的增大。突出的摩擦机制具有普适性,并且被预期在许多层状异质结中都存在。(曹锦)
 
Negative Friction Coefficients in Superlubric Graphite–Hexagonal Boron Nitride Heterojunctions
 
Davide Mandelli, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076102 (2019)
 
 
凝聚态物理:电子性质
 
责编:袁喆,马锋杰,沈卡
 
揭示六硼化铈反铁磁四极序的本质
 
六硼化铈f电子化合物能够表现出丰富的低温磁现象,包括x射线衍射实验所确定的来源于多极效应的磁性隐藏序。Barman等人通过第一性原理电子结构计算发现,CeB6中的反铁磁四极序来源于晶体场劈裂且给出与实验相吻合的能带结构。由于Ce和B6中p电子间相互作用很弱,CeB6中的电子态由Ce(4f1)3+(e-)(B6)2-描述比较恰当。研究发现,自旋轨道耦合可以诱导出交换作用进而产生轨道自旋的反铁磁四极态,同时还会把J=5/2的态劈裂为Γ8基态和Γ7激发态。在最小反铁磁(111)结构中,电荷自洽过程中出现了反铁磁四极态,支持隐藏序的出现。正如在低温下观测到的,静水压使得反铁磁(反铁磁四极)态比铁磁态更加稳定。(李松)
 
Revealing the Nature of Antiferroquadrupolar Ordering in Cerium Hexaboride: CeB6
 
C. K. Barman et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076401 (2019)
 
 
 
CoSi中具有大拓扑电荷和相关费米弧
 
表面态的手性费米子的观测
 
[编辑推荐语]光电子能谱提供首个自旋-1手性费米子和双重Weyl费米子的实验证据。
 
拓扑半金属实现了量子物质的新状态,其中受特定晶体对称性保护的无质量费米子承载奇异的量子现象。与众所周知的Dirac和Weyl费米子不同,结构上手性拓扑半金属预期会包含以大拓扑电荷为特征的新型无质量费米子,而这种奇异的费米子尚未通过实验发现。在这里,通过使用角分辨光电子能谱仪,Takane等人实验表明过渡金属硅化物CoSi在体布里渊区中心和角落相应存在两种类型的手性拓扑费米子,一种自旋-1手性费米子和一种双重Weyl费米子。有趣的是,他们发现体费米面纯粹由与这些费米子相关的能带组成。他们还发现,连接费米面的表面态与这些费米子相关,表明存在预测的费米弧表面态。他们的结果提供了首个凝聚态系统中除Dirac和Weyl费米子外的手性拓扑费米子的实验证据,并为实现与非常规手性费米子相关的奇异电子特性铺平了道路。(方子明)
 
Observation of Chiral Fermions with a Large Topological Charge and Associated Fermi-Arc Surface States in CoSi
 
Daichi Takane et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076402 (2019)
 
 
  
手性拓扑弹性和分形序
 
We analyze the “higher rank” gauge theories that capture some of the phenomenology of the fracton order. It is shown that these theories lose gauge invariance when an arbitrarily weak and smooth curvature is introduced. We propose a resolution to this problem by introducing a theory invariant under area-preserving diffeomorphisms, which reduce to the higher rank gauge transformations upon linearization around a flat background. The proposed theory is geometric in nature and is interpreted as a theory of chiral topological elasticity. This theory exhibits some of the fracton phenomenology. We explore the conservation laws, topological excitations, linear response, various kinematical constraints, and canonical structure of the theory. Finally, we emphasize that the very structure of Riemann-Cartan geometry, which we use to formulate the theory, encodes some of the fracton phenomenology, suggesting that the fracton order itself is geometric in nature.
 
Chiral Topological Elasticity and Fracton Order
 
Andrey Gromov
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076403 (2019)
 
 
 
TiSe2电荷密度波相中Se4p态和
 
Ti3d态杂化的轨道选择性和kz选择性
 
We revisit the enduring problem of the 2×2×2 charge density wave (CDW) order in TiSe2, utilizing photon energy-dependent angle-resolved photoemission spectroscopy to probe the full three-dimensional high- and low-temperature electronic structure. Our measurements demonstrate how a mismatch of dimensionality between the 3D conduction bands and the quasi-2D valence bands in this system leads to a hybridization that is strongly kz dependent. While such a momentum-selective coupling can provide the energy gain required to form the CDW, we show how additional “passenger” states remain,which couple only weakly to the CDW and thus dominate the low-energy physics in the ordered phase of TiSe2.
 
Orbital- and kz-Selective Hybridization of Se 4p and Ti 3d States in the Charge Density Wave Phase of TiSe2
 
Matthew D. Watson et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076404 (2019)
 
 
 
非厄米系统中的二阶拓扑相
 
近年来,随着对一阶拓扑绝缘体的研究,二阶和三阶拓扑绝缘体的概念也被相继提出。与传统的一阶拓扑绝缘体相比,d维的二阶拓扑绝缘体具有拓扑保护的(d-2)维边界态。因此,传统的体-边界对应关系不再适用于二阶拓扑绝缘体。到目前为止,对二阶和三阶拓扑相的研究还仅限于厄米系统,而对非厄米体系中高阶拓扑相的认识还不十分清晰。本文中,作者第一次对非厄米二阶拓扑绝缘体中的相关性质进行了研究。研究发现:零能量边界态能存在于二维非厄米二阶拓扑绝缘体的顶点。但是与厄米情形相反,这些零能量模式只占据一个顶点。三维非厄密二阶拓扑绝缘体虽然支持二阶边界模,但是这种边界模没有分布在两个表面的分界线上,而是反常的局域在一个顶点位置。同时,修正的拓扑数给出了正确的二阶拓扑相图。该研究为探索非厄米系统中的高阶拓扑现象奠定了基础。(刘钱)
 
Second-Order Topological Phases in Non-Hermitian Systems
 
T. Liu et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076801 (2019)
 
 
 
基于Bi的约瑟夫森结中
 
拓扑安德列夫能级交叉的微波标识
 
证明约瑟夫森结中安德列夫态的拓扑保护是实验上面临的挑战。尤其是由于宇称破缺过程很快,电流相位关系中预期的4π周期性仍不清楚。此前有预言称通过低温交流磁化率探测有限频率的低能安德列夫能谱可以反映出量子自旋霍尔边缘态的拓扑保护性。Murani等人在Bi纳米线(曾被预言是一种二阶拓扑绝缘体并可以承载一维弹道边缘态)周围建立的相位偏压约瑟夫森结上进行了微波探测实验,发现了安德列夫能级交叉处的吸收峰,这些吸收峰的温度和频率依赖性在电子温度的实验测量精度内表明这些交叉点受拓扑保护。(李松)
 
Microwave Signature of Topological Andreev level Crossings in a Bismuth-based Josephson Junction
 
A. Murani et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076802 (2019)
 
 
 
多带BCS-BEC交叉超导体FeSe中的
 
量子涡旋核及赝能隙缺失
 
FeSe被认为是一种处于BCS与BEC交叉的超导体,其中超导能隙尺寸和超导转变温度Tc与费米能量相当。在这种情况下,涡旋束缚态应该被很好地量子化,并且在Tc之上预配对可能在准粒子激发谱中形成赝能隙。Hanaguri等人使用了谱成像扫描隧道显微镜以搜寻这些特征。他们在涡旋附近发现类Friedel振荡,这表现出量子化的能级,但没有检测到赝能隙。这些明显相互矛盾的观察结果可能与FeSe的多带性质有关。(方子明)
 
Quantum Vortex Core and Missing Pseudogap in the Multiband BCS-BEC Crossover Superconductor FeSe
 
T. Hanaguri et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077001 (2019)
 
 
 
Hubbard模型中的光诱导η配对
 
通过采用无偏数值方法,Kaneko等人表明,即使在Hubbard模型Mott绝缘体中,脉冲辐射也可以诱导出非常规超导电性。这里在光激发态中发现的超导电性源自η-配对机制,其特征在于非对角长程关联中的交错对密度波振荡,并且不存在于基态相图中; 它既不是由Hubbard模型中有效相互作用的改变引起的,也不是由简单的光载流子掺杂引起的。由于选择规则,他们表明非线性光学响应对于η对的数量增加是必不可少的,从而增强了光激发态的超导关联。他们的研究结果表明,非平衡多体动力学是获取基态相图中不存在的新奇异量子态的另类途径,并且还提供了增强超导电性的另外一种机制。(方子明)
 
PhotoinducedηPairing in the Hubbard Model
 
Tatsuya Kaneko et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077002 (2019)
 
 
 
具有可变界面自旋轨道耦合作用的
 
重金属-铁磁体双层结构中的自旋轨道转矩
 
由于重金属中具有较强的自旋轨道耦合作用,电流可在重金属(heavy-metal, HM) 和铁磁体(ferromagnet, FM)的界面上诱导出可观的自旋轨道转矩,从而可以对金属和绝缘体的磁化以及自旋输运等进行有效调控。本文中,作者从实验角度研究HM/FM界面自旋记忆损失的主导机制。结果显示,如果界面自旋轨道耦合以线性的方式增加,那么在HM中产生的自旋流感受到的界面自旋透明度将降低,进而可以显著降低施加在FM层上的阻尼型自旋轨道转矩(spin-orbit torque, SOT)。此外,场型SOT也以HM中的自旋霍尔贡献为主,且随界面自旋轨道耦合作用的增加而减小。这一工作表明,通过对HM/FM界面进行原子层钝化或采用其他方法,尽量减少HM/FM界面的自旋轨道耦合作用,有利于提高SOT器件的效率。(刘钱)
 
Spin-Orbit Torques in Heavy-Metal–Ferromagnet Bilayers with Varying Strengths of Interfacial Spin-Orbit Coupling
 
L. Zhu et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077201 (2019)
 
 
 
Yb(Rh1-xCox)2Si2
 
从铁磁性到反铁磁性的演化
 
Yb(Rh1−xCox)2Si2 is a model system to address two challenging problems in the field of strongly correlated electron systems. The first is the intriguing competition between ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM) order when approaching a magnetic quantum critical point (QCP). The second is the occurrence of magnetic order along a very hard crystalline electric field (CEF) direction, i.e., along the one with the smallest available magnetic moment. Here, we present a detailed study of the evolution of the magnetic order in this system from a FM state with moments along the very hard c direction at x=0.27 towards the yet unknown magnetic state at x=0. We first observe a transition towards an AFM cantedstate with decreasing x and then to a pure AFM state. This confirms that the QCP in YbRh2Si2is AFM, but the phase diagram is very similar to those observed in some inherently FM systems like NbFe2 and CeRuPO, which suggests that the basic underlying instability might be FM. Despite the huge CEF an isotropy the ordered moment retains a component along the c axis also in the AFM state. The huge CEF anisotropy in Yb(Rh1−xCox)2Si2 excludes that this hard-axis ordering originates from a competing exchange anisotropy as often proposed for other heavy-fermion systems. Instead, it points to an order-by-disorder based mechanism.
 
Evolution from Ferromagnetism to Antiferromagnetism in Yb(Rh1−xCox)2Si2
 
S. Hamann et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077202 (2019)
 
 
 
从狄拉克节线金属
 
到拓扑反铁磁自旋电子学
 
拓扑反铁磁自旋电子学是一个新兴研究领域,它利用奈尔矢量控制拓扑电子态和相关的自旋依赖输运性质。近期的研究提出可以用奈尔自旋轨道转矩对反铁磁中的狄拉克能带交叉点实现电操控;然而至今没有找到可靠的实际材料。本文中,Shao等人预言室温反铁磁金属MnPd2中能够对狄拉克节线实现基于奈尔自旋轨道转矩的电调控。通过第一性原理计算,作者发现改变奈尔矢量的取向可以切换受对称性保护的简并态和与狄拉克节线有关的有能隙态。计算结果表明,自旋霍尔电导率强烈依赖于奈尔序的取向,可在实验上用于探测自旋轨道转矩器件中的预期效应。该研究表明反铁磁狄拉克节线金属MnPd2是一种可应用于拓扑反铁磁自旋电子学的可靠材料。(李松)
 
Dirac Nodal Line Metal for Topological Antiferromagnetic Spintronics
 
Ding-Fu Shao et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077203 (2019)
 
 
 
吸附于金属表面的单分子的键选择光解离
 
We report the photoassisted activation of selected C─H bonds in individual molecules adsorbed on metal surfaces within the junction of ascanning tunneling microscope. Photons can couple to the C─H bond activation of specific hydrocarbons througha resonant photoassisted tunneling process. The molecule to be activated can beselected by positioning the tip with subangstrom resolution. Furthermore, structural tomography of the molecule and its dissociation products are imagedat different heights by the inelastic tunneling probe. The demonstration of single bond dissociation induced by resonant photoassisted tunneling electron simplies the attainment of atomic scale spatial resolution for bond-selected photochemistry..
 
Bond-Selected Photodissociation of Single Molecules Adsorbed on Metal Surfaces
 
Shaowei Li et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077401 (2019)
 
 
 
与声子耦合的狄拉克费米子的
 
电荷密度波转变
 
近年来,由于制备单层石墨烯的实验日益成熟使得狄拉克费米子成为凝聚态物理的研究热点。目前,虽然对该类体系中的单电子性质有了较好的理解,但对其中关联效应的认识仍然还不清楚。本文中,作者在Holstein模型的框架下,利用电子-声子耦合的自然机制,研究了狄拉克费米子系统中电荷密度波序的自发生成。利用量子蒙特卡罗模拟方法,作者确定了该系统相图随温度和耦合强度变化的函数关系。模拟结果显示,该相图中存在一个量子临界点和一条热临界点线。这与量子相变中费米子化的Gross-Neveu-Ising普适性和热相变中玻色子化的Ising普适性在有限尺度标度上是一致的。同时,作者发现在中间耦合强度时,临界温度有一个最大值。(刘钱)
 
Charge-Density-Wave Transitions of Dirac Fermions Coupled to Phonons.
 
C. Chen et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077601 (2019).
 
 
 
Holstein模型下蜂窝晶格中的电荷序
 
电子-电子相互作用对狄拉克费米子的影响,以及在半金属和反铁磁(antiferromagnetic, AF)区之间是否存在自旋液体相,一直是过去几年量子模拟研究的重点。本文中,作者利用量子蒙特卡罗模拟研究了蜂窝晶格上的Holstein模型,并探讨了电子-声子相互作用对狄拉克费米子的影响。模拟结果表明,在有限的临界相互作用强度之上,电声相互作用可以在该类体系中引起电荷密度波(CDW)序。作者同时对转变成CDW的温度进行了估计,结果显示,与AF转变不同的是,在该系统中,由于破缺对称性的离散性,CDW可以在有限温度上发生。(刘钱)
 
Charge Order in the Holstein Model on a Honeycomb Lattice.
 
Y.-X. Zhang et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077602 (2019).
 
 
软物质与交叉科学
 
导读:张鑫洁;责编:严钢
 
具有晶核的胶束中
 
熔融与分子交换过程的协同作用
 
分子交换过程是合成和生物自组装系统(如胶束,囊泡和膜)中重要的平衡和转运机制。尽管如此,对这些过程的理解尚不完全清楚,特别是结晶度的影响以及协同熔融过程与链交换之间的相互作用。König等人通过研究由聚(环氧乙烷)-单-正烷基-醚(Cn-PEO5)的二元混合物形成的聚合物胶束,发现在4-5nm的受限胶束核中,熔融转变是协同的,而交换过程本质上是广泛解耦且非对称的。基于差示扫描量热法,作者进一步证明了,在熔点以下将分子从胶束核中喷出的总活化能是熔融焓与熔融态下相应的活化能之和。这表明了“局部的单链熔融过程”预示着分子在链交换过程中从胶束中扩散出去。
 
Cooperativity during Melting and Molecular Exchange in Micelles with Crystalline Cores
 
Nico König et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 078001 (2019)
 
https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.078001普通物理:统计与量子物理
 
责编:艾清
 
准二维费米子超流中的
 
约化量子反常现象:禁闭所引起的
 
相互作用有效范围的重要意义
 
在二维谐振子势阱中的相互作用费米气体预期会表现出量子反常,并且具有不同于经典标度不变值ωB=2ω⊥的呼吸模式频率,这里ω⊥是势阱频率。预测的最大量子反常(约10%)没有被实验验证。在这篇文章里,胡辉等人从理论上研究了从三维到二维过渡的相互作用费米超流体的零温态密度方程和呼吸模式频率。他们发现,带有单个s波散射波长的简单2D费米气体模型在2D极限下不适合描述实验,像通常认为的那样。对于准2D的情况更完备的描述导致了更弱的量子反常,与实验观测一致。他们还阐明了约化量子反常现象是由于重要意义的禁闭所引起的相互作用有效范围。(刘宁)
 
Reduced Quantum Anomaly in a Quasi-Two-Dimensional Fermi Superfluid: Significance of the Confinement-Induced Effective Range of Interactions
 
H. Hu, et al
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070401 (2019)
 
 
  
量子转向椭球的实验验证
 
与体积一对一的检验
 
Zhang等人通过对相关量子位元的测量,可以控制的所有量子位元的集合被预测在布洛赫球中形成一个椭球——称作量子转向椭球。该椭球提供了初始双量子位元状态的一个简单直观的表征,并且其几何特性反映了纠缠的各个方面。他们通过测量许多不同的偏振纠缠光子量子位状态来实验验证这些性质。此外,对于纯三量子位状态,通过对第一量子位的测量,预测产生的两个量子转向椭球的体积满足紧密的一对一关系,这一关系严格地强于众所周知同态纠缠的一对一关系。他们使用极化和路径纠缠来实验验证这些预测。他们还通过实验证明,这种一对一的关系可以被混合纠缠状态所破坏,但它仍然满足了较弱的一对一关系。(成晶晶)
 
Experimental Validation of Quantum Steering Ellipsoids and Tests of Volume Monogamy Relations
 
C. Zhang, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070402 (2019)
 
 
 
经对称化使得有限维
 
量子系统关联界限可计算
 
Tavakoli等人在估算半定弛豫中提出了可以通过若干数量级简化计算要求的技术,来界限由于有限维希尔伯特空间所引起的量子关联设备。他们通过一个用户友好型的软件包使这项技术能够公开获得,依赖存在于优化问题中的对称性的探究,来减少变量的数目以及在半定弛豫中的障碍大小。在量子信息理论问题中可以广泛地使用这种方法,确保之前太苛刻的计算能够进行。他们论证了在多种物理问题下这种方法的优势和一般应用性。特别地,他们使用这项技术能够鲁棒地保证在基于d维信息对称上的自我检测的黑箱方案中高维测量的非投影性,来完成正算符值的测量。(刘宁)
 
Enabling Computation of Correlation Bounds for Finite-Dimensional Quantum Systems via Symmetrization
 
A. Tavakoli, D. Rosset, M. Renou
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070501 (2019)
 
 
 
 
二维热态的张量网络退火算法
 
张量网络方法已经成为捕获强相关物质的一种强大的工具,但是在在一个空间维度上有限温度下捕获实验上普遍存在的模型族的方法是非常缺乏的。Kshetrimayum等人介绍了一种张量网络算法,能够模拟热力学极限下二维量子点阵系统的热状态。该方法开发了投射纠缠对状态和投射纠缠对运算符的实例。该算法的关键特征是类似于系统从无限温度状态冷却直到达到所需的有限温度状态。作为基准,他们研究了Ising模型在无限方形晶格上的有限温度相变,为此他们得到了与精确解显著一致的结果。然后,他们转向研究有限温度下的Bose-Hubbard模型,每个站点有两个(硬核)和三个玻色子模式。他们的技术可用于有效支持实验室中实际二维材料的实验研究,也可以用于超冷原子对光学晶格量子模拟器进行基准测试。(成晶晶)
 
Tensor Network Annealing Algorithm for Two-Dimensional Thermal States
 
A. Kshetrimayum, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070502 (2019)
 
 
 
 
本征态热化,随机矩阵理论,算符
 
本征态热化假设(ETH)是当代量子统计的基石之一。ETH在多大程度上适用于非局域操作是一个有待解决的问题,Khaymovich等人在这篇文章中对此进行了研究。作者们给出了高度非局域算符、巨算符的构造,这是各种不同的局域和非局域算符的组成模块。这些“巨”算符具有奇异的分布及w~D-1的宽度,其中是D希尔伯特空间维数。在此基础上,人们可以构造出符合广义高斯分布的局域算符,其中w~D-1与ETH相符合。外推到更大的宽度可以预测宽度满足w~D-δ(0<δ<1/2)的典型非局域算符的子ETH行为。这种算子构造基于与随机矩阵理论的深刻类比,并与不可积多体系统的数值模拟结果显示出惊人的一致性。(马宇翰)
 
Eigenstate Thermalization, Random Matrix Theory, and Behemoths
 
I. M. Khaymovich, et al
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070601 (2019)
 
 
 
 
通过负迁移率实现可调质量分离
 
一种有效的基于质量的分离机制是分离病变细胞的先决条件。然而,这一目标通常具有相当的挑战性,因为颗粒的大小和它们的质量值之间一般不存在有效的相关性。S?apik等人考虑一个在对称周期势中运动的惯性布朗粒子,它受到外部施加的无偏简谐驱动和恒定的偏置的共同作用。在此过程中,作者们确定了一种最有效的分离方案,该方案基于负迁移率的异常输运特征,即浸入其中的粒子朝着与作用方向相反的方向移动。这项工作首次演示了一种可调分离机制,在这种机制中,只要改变外部谐波驱动的频率,用于分离的粒子质量就可以有效地控制在近2个量级的质量范围内。这种方法可提供目前和将来分离生物或合成来源的各种纳米和微粒子所需的质量选择性。(马宇翰)
 
Tunable MassSeparation via Negative Mobility
 
A. S?apik, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070602 (2019)
 
 
 
 
量子测量冷却
 
[编辑推荐语]一种实现量子制冷的噪声容忍方法利用量子测量的侵入性消除了对反馈控制的需要。
 
量子测量的侵入性是一个真正的量子力学特征,它并不一定是有害的。在这篇文章中,Buffoni等人展示了如何利用量子测量来驱动冷却机。我们以一个典型的二冲程两比特发动机为例,演示了量子测量冷却。这一发动机与一个测量装置和两个具有不同温度的热源相互作用。结果表明,在测量投影算子中,反馈控制不是必须的,而纠缠的存在是必须的。我们对随机选择测量基时量子测量冷却发生的概率进行了量化,发现与提取能量的概率(热机操作)相比,量子测量冷却可以非常大,但始终小于最无用的操作,即在两个热库中倾倒热量。这些结果表明,量子测量冷却对实验噪声具有很强的鲁棒性。作者们还提出了一种利用集成的电路量子电动力学技术和电路量子热力学技术的实现量子测量冷却的低温固态方案。(马宇翰)
 
Quantum Measurement Cooling
 
L. Buffoni, et al
 
Phys. Rev. Lett. 122, 070603 (2019)
 
 
引力与天体物理
 
导读:郭敏勇;责编:高思杰
 
用于毫米和毫克级重力测量的
 
毫克级摆的位移传感的论证
 
大质量产生的重力已经由从原子干涉仪到扭转平衡的各种探头观察到。然而,到目前为止,小质量之间的重力耦合还未被观察到。在这里,作者论证了光学捕获7毫克摆运动的布朗运动的敏感位移传感,其固有品质因数通过耗散稀释增加到108。积分时间为1秒的灵敏度对应于在毫米级重力实验中探头与100 毫克源质量之间产生的位移,其位置在摆机械共振频率下调制。使用毫克级装置开发这种灵敏的位移传感器将为一类新的实验铺平道路,可以实现在量子区域小质量之间的重力耦合的测量。
 
Demonstration of Displacement Sensing of a mg-Scale Pendulum for mm- and mg-Scale Gravity Measurements
 
Nobuyuki Matsumoto, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071101 (2019)
 
 
 
中子星中紧密暗物体的引力波
 
暗物质可以由紧密的暗物体(CDOs)组成。作者发现中子星内部CDO的振荡可以作为引力波(GWs)的可探测源。GW应变幅度取决于CDO的质量,并且它的频率通常在3-5kHz的范围内,由恒星的中心密度决定。在最好的情况下,LIGO可能对不小于10-8M⊙的CDO质量敏感。
 
Gravitational Waves from Compact Dark Objects in Neutron Stars
 
C. J. Horowitz and Sanjay Reddy
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071102 (2019)
 
 
 
谐振自相互作用暗物质的速度依赖性
 
小尺度天体中的暗物质密度分布可能表明暗物质是自相互作用的,而来自星系团的观测表明相应的散射截面取决于速度。使用与模型无关的方法,作者表明谐振自相互作用的暗物质可以自然地解释这种行为。与通常假设的情况相反,这不需要光调解器。他们提出了这种机制的显式实现,并讨论了相应的天体物理约束。
 
Velocity Dependence from Resonant Self-Interacting Dark Matter
 
Xiaoyong Chu, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071103 (2019)
 
 
 
XENON1T实验关于
 
标量WIMP-Pion耦合的首次结果
 
We present first results on the scalar coupling of weakly interacting massive particles (WIMPs) to pions from 1 t yr of exposure with the XENON1T experiment. This interaction is generated when the WIMP couples to a virtual pion exchanged between the nucleons in a nucleus. In contrast to most nonrelativistic operators, these pion-exchange currents can be coherently enhanced by the total number of nucleons and therefore may dominate in scenarios where spin-independent WIMP-nucleon interactions are suppressed. Moreover, for naturalvalues of the couplings, they dominate over the spin-dependent channel due to their coherence in the nucleus. Using the signal model of this new WIMP-pion channel, no significant excess is found, leading to an upper limit cross section of 6.4 × 10−46 cm2 (90% confidence level) at 30 GeV/c2 WIMP mass.
 
First Results on the Scalar WIMP-Pion Coupling, Using the XENON1T experiment
 
XENON Collaboration, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071301 (2019)
 
 
基本粒子与场论
 
责编:晁伟、刘晓辉
 
质子内部的压力分布和剪切力
 
[编辑推荐语]格点QCD的计算第一次确定质子中压力和剪切力的分布。
 
使用能量动量张量的格点量子色动力学(LQCD)计算,本文研究了质子内部压力和剪切力的分布,允许对质子结构的这些基本方面做第一个模型无关的确定。这是通过结合最近的胶子对能量动量张量贡献的LQCD计算结果和更早期的夸克贡献的结果来实现的。本文还讨论了利用LQCD的计算探索和补充最近从深度虚康普顿散射中提取质子压力分布的假设。在此研究的基础上,作者还探讨了Jefferson国家加速器和未来的电子-离子对撞机实验的目标靶运动学,以更加精确地确定压力和剪切力分布。
 
Pressure Distribution and Shear Forces inside the Proton
 
P. E. Shanahan and W. Detmold
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072003 (2019)
 
 
 
关联强子的CP破坏到更高的Twist分布
 
[编辑推荐语]理论分析指出核子分布函数携带电荷和宇称破坏的信息。
 
同位旋标量和同位旋矢量夸克色磁偶极矩的核子西格玛项是确定由夸克电偶极矩引起的奇CP宇称的π-核子耦合的必要输入。本文表明前者可以映射到核子的Twis-3奇手征的分布函数eq(x),它们在原则上是可以在半单举含深度非弹性散射过程中测量的。作者对现有的模型计算以及eu(x)+ ed(x)的实验数据进行了调查,并预测了同位旋标量色磁偶极矩西格玛项的范围。
 
Relating Hadronic CP Violation to Higher-Twist Distributions
 
Chien-Yeah Seng
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072001 (2019)
 
 
 
 D+s→μ+νμ过程中确定赝标量衰变常数fD+s
 
使用BESIII探测器在质心能Ecm=4.178GeV处收集的积分亮度为3.19fb-1的正负电子对撞的数据样本,本文测量了轻子衰变过程D+s→μ+νμ的分支比为(5.49±0.16stat±0.15syst) × 10−3。该结果与D+s 和μ+的质量以及D+s的寿命相结合,给出fD+s|Vcs|=246.2 ± 3.6stat ±3.5systMeV。利用标准模型全局拟合所确定的|Vcs|,衰变常数被确定为fD+s=252.9±3.7stat±3.6systMeV。换而言之,如果利用格点QCD计算出的fD+s,则 |Vcs|=0.985±0.014stat±0.014syst。这些数值是到目前为止最精确的结果。
 
Determination of the Pseudoscalar Decay Constant fD+s via D+s→μ+νμ
 
M. Ablikim et al.
 
(BESIII Collaboration)
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071802 (2019)
 
 
 
中微子实验中的Millicharged粒子
 
基于自MiniBooNE和液体闪烁中微子探测器(LSND)以来的大量中微子实验中的电子散射数据,Magill等人对Milllicharged粒子(MCPs)设定了约束和未来的灵敏度预测。这两个实验在某些MCP的质量区间提供了最新的限制,LSND:5-35MeV,MiniBooNE:100-180MeV。此外,作者为费米实验室正在进行的SBN计划,深层地下中微子实验(DUNE)和拟议的隐藏粒子搜索(SHIP)实验提供预测。在SBN计划中,SBND和MicroBooNE有能力在100-300 MeV质量区间给出最新限制。DUNE和SHIP能够探测5 MeV-5 GeV 范围的参数空间,这远远超出现有实验界限的范围,包括来自对撞机,以及在DUNE的情况下,SLAC mQ实验等。
 
Millicharged Particles in Neutrino Experiments
 
Gabriel Magill, Ryan Plestid, Maxim Pospelov, and Yu-Dai Tsai
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071801 (2019)
 
 
 
BARBAR实验中搜索六夸克态
 
最近的研究表明,六夸克组合uuddss可能是一个深度束缚态(S),其迄今为止一直未被发现并可能是一个潜在的暗物质候选者。基于BABAR实验收集的90×106Y(2S)和110×106 Y(3S)衰变的数据样本,本文报告了在Υ→SΛΛ衰变中首次搜索稳定的,双奇异的六夸克态。没有观察到信号,对于mS <2.05GeV, Y(2S,3S)→SΛΛ的分支比在90%置信水平被限制在(1.2-1.4) ×10-7。这些限制对这种奇异粒子的存在设定了严格的界限。
 
Search for a Stable Six-Quark State at BABAR
 
J. P. Lees et al. 
 
(BaBar Collaboration)
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072002 (2019)
 
 
 
压扁球配分函数的普适性
 
We present several results concerning the free energy of odd-dimensional conformal field theories (CFTs) on squashed spheres. First, we propose a formula which computes this quantity for holographic CFTs dual to higher-curvature gravities with second-order linearized equations of motion. As opposed to standard on-shell action methods for Taub geometries, our formula only involves a simple evaluation of the corresponding bulk Lagrangian on an auxiliary pure anti–de Sitter (AdS) space. The expression is closely related to the function determining the possible AdS vacua of the bulk theory in question, which we argue to act as a generating functional from which correlation functions of the boundary stress tensor can be easily characterized. Finally, based on holographic results and free-field numerical calculations, we conjecture that the subleading term in the squashing-parameter free-energy expansion is universally controlled by the stress-tensorthree-point function charge t4for general (2+1)-dimensional CFTs.
 
Universality of Squashed-Sphere Partition Functions
 
Pablo Bueno, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071602 (2019)
 
 
 
软定理和红外行为的散射振幅
 
We prove that soft theorems uniquely fix tree-level scattering amplitudes in a wide range of massless theories, including Yang-Mills, gravity, the nonlinear sigma model, Dirac-Born-Infeld, dilaton effective theories, extended theories like the NLSM⊕?3(nonlinear sigma model ?3), as well as some higher derivative corrections to these theories. We conjecture the same is true even when imposing more general soft behavior, simply by assuming the existence of soft operators, or by imposing gauge invariance or the Adler zero only up to a finite order in soft expansions. Besides reproducing known amplitudes, this analysis reveals a newhigher order correction to the NLSM and two interesting facts: the subleading theorem for the dilaton, and the subsubleading theorem for DBI follow automatically from the more leading theorems. These results provide motivation that asymptotic symmetries contain enough information to fully fix a holographic S matrix.
 
Scattering Amplitudes from Soft Theorems and Infrared Behavior
 
Laurentiu Rodina
 
Phys. Rev. Lett. 122, 071601 (2019)
 
 
原子核物理
 
责编:耿立升;导读:王亚坤
 
N=34亚壳的稳健性如何?
 
52Ar的首个伽马谱
 
Liu等人在RIBF装置上,采用能量~210 MeV/u的单质子移除反应53K(p,2p),测得了中子数N=34的52Ar中首个g谱。他们发现21+态的激发能为1656(18) keV。这一激发能在N>20的Ar同位素中是最高的。该结果是52Ca(即低于质子幻数Z=20)之外N=34亚壳稳健的首个实验信号。唯象和手征有效场论相互作用的壳模型计算都可以再现丰中子Ar同位素实验21+态激发能的系统学,并且支持在52Ar中存在N=34亚壳。
 
How Robust is the N=34 Subshell Closure? First Spectroscopy of 52Ar
 
H. N. Liu et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072502 (2019)
 
 
 
c+®-π+π+衰变(1620)0 中粒子的
 
观测和(1690)0 粒子存在的证据
 
在双奇异重子X(1620)0通过c+®-π+π+ 衰变到-π+ 的过程中,Sumihama等人首次观测到了(1620)0粒子。其中,c+®-π+π的衰变研究基于KEKB非对称能量正负电子对撞机上的Belle探测器所收集的980 fb-1数据样本。测得的(1620)0的质量和宽度分别为1610.4 ± 6.0(stat)-4.2+6.1(syst) MeV/c2和59.9± 4.8(stat)-7.1+2.8(syst)MeV。采用相同的数据样本,他们获得了4.0s的X(1690)0 存在的证据。这些结果揭示了奇异数S=-2的超子共振结构。
 
Observation of (1620)0 and Evidence for X(1690)0 in c+®-π+π+
 
M. Sumihama et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072501 (2019)
 
 
 
239Pu(n,f) 瞬发裂变重子谱中的
 
预平衡非对称
 
中子诱发裂变中发射出的中子的物理性质是我们理解原子核裂变的基础。然而,尽管最先进的裂变模型仍然采用各向同性的裂变中子谱,人们认为这些能谱的预平衡预裂变成分是强烈各项异性的。尽管任何显著的各项异性都会影响对裂变系统的描述,对这一特性相关实验指导的欠缺尚未促使人们在裂变模型中包含各项异性中子能谱。在本工作中,Kelly等人在239Pu裂变中子谱的高能量处清晰地观测到了计数过剩并将其确定为裂变后中子谱之上的预平衡预裂变过剩。这个过剩被从裂变后中子谱中分离出来,并且确定了它的角分布与入射中子能量和出射中子探测角度的关系。与中子散射模型的比较提供了预平衡角分布与裂变轴无关的首个实验证据。该工作的结果也将影响对数个重要的瞬发中子谱测量的解释。
 
Preequilibrium Asymmetries in the 239Pu(n,f) Prompt Fission Neutron Spectrum
 
K. J. Kelly et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072503 (2019)
 
 
 
 
能量为√sNN = 5.02 TeV p-Pb碰撞中
 
重味衰变电子的方位各项异性
 
Acharya等人测量了能量√sNN= 5.02 TeV的p-Pb碰撞中,中快度(|h|<0.8)重味衰变电子和带电粒子之间的角关联。他们对0%-20%(高)和60%-100%(低)的多重性范围内的事件进行了分析。通过从低多重性事件中减去高多重性分布来消除来自高多重性关联分布中的喷注贡献。他们发现,在消除喷注贡献后,方位角调整仍然存在,与先前对轻味强子的两粒子角关联测量中的发现相似。调整结果的傅里叶分解发现高多重性事件中横向动量1.5
 
Azimuthal Anisotropy of Heavy-Flavor Decay Electrons in p-Pb Collisions at √sNN =5.02 TeV
 
S. Acharya et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 072301 (2019)
 
 
原子、分子与光学
 
导读:宋新秀;责编:严运安
 
原子光发射中的太赫兹场致时移
 
量子力学Wigner时间和库仑激光的耦合会导致原子光发射的时间延迟,该延迟可以从双光子跃迁干涉实验中的条纹或者重建阿秒脉冲而获得。虽然前者在理论上和实验上都进行了深入研究,但后者在实验上的研究较少,大部分都只是进行了计算。在这里,本文使用太赫兹(THz)条纹场(λ=152μm)测量了库仑激光耦合引起的氖在59.4 eV的光电离中的时间偏移。作者在汉堡(FLASH)的自由电子激光器的太赫兹光束上采用反应显微镜,测量了2p光电子(~38eV)和低能量(<1eV)光电子发射之间高达70 fs的相对时间偏移。与库仑激光耦合的理论预测结果比较后发现两者间一致性很好。
 
Terahertz-Field-Induced Time Shifts in Atomic Photoemission
 
Georg Schmid, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073001 (2019)
 
 
 
 
偶极支持的电子共振
 
介导电子诱导的酰胺键裂解
 
在高能辐射条件下,解离电子附着(DEA)对生物分子的辐射损伤起着关键作用。 DEA中的初始步骤通常发生在共振电子被捕获到生物分子的一个亚稳价态后再将其分裂。本文的理论和实验相结合的研究表明,在DEA过程中负责电子捕获的多重态可以由核激发(振荡)偶极支持的共振所支配。具体而言,作者对三种原型肽分子,甲酰胺,N-甲基甲酰胺(NMF)和N,N-二甲基甲酰胺(DMF)的气相DEA开展了实验和计算结果。与由带正电的肽捕获电子(酰胺键断裂与N-Cα键断裂相比是罕见的)的情况相比,在这三种分子中都观察到了酰胺键的断裂。由酰胺键裂解产生的离子的离子产率曲线,例如甲酰胺的NH-2,NMF的NHCH-3和DMF的N(CH3)-2,在5和8eV之间的区域都显示出双峰结构。这些峰值是归因于Feshbach共振,包括基于高能级电子结构计算的在电子附着时填充的核激发的偶极子支持的共振。此外,较低能级峰则归因于核激发共振,它与中性分子的三重态相关。后一过程强调了DEA过程中电子碰撞促进的光学的自旋禁阻跃迁的作用。
 
Dipole-Supported Electronic Resonances Mediate Electron-Induced Amide Bond Cleavage
 
Zhou Li, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073002 (2019)
 
 
 
 
分子波包超快X射线散射的电子相干性
 
本文利用H2中分子波包的非共振超快X射线散射模拟对总散射信号的分量进行了检查和分类。作者发现可用于确定分子结构动力学的弹性分量也携带有在模拟分子中发生的绝热电子转移的明显特征。另外,以前通常被认为是恒定的非弹性分量,现在却发现会随着分子的几何形状而改变。最后,本文还识别出一项由于不同非弹性跃迁之间的干涉而产生的相干混合分量,并给出了对应的瞬态电子相干的直接探针。
 
Electronic Coherence in Ultrafast X-Ray Scattering from Molecular Wave Packets
 
Mats Simmermacher, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073003 (2019)
 
 
 
 
通过多光子散射加延迟量子反馈
 
激发连续谱中的束缚态
 
通过散射激发连续体(BIC)中的束缚态是有问题的,因为根据定义它是非耦合的。在这里,作者研究了一种缀饰BIC态,并证明了它可以通过多光子散射和延迟量子反馈在非线性系统中激发。该系统是耦合到量子比特的呈现线性色散的半无限波导,已知其中存在单光子缀饰BIC态。作者还证明了这种BIC可以在非马尔可夫区间用多光子散射来填充,其中光子延迟时间(由于量子比特与镜像之间的距离)与量子比特的衰减相当。一个类似的过程激发了耦合到两个远距离量子比特的无限波导中的BIC,从而在量子比特间产生了稳定的纠缠。这尤其说明,通过多光子散射的单光子俘获可以在没有带边效应或空腔的情况下发生,根源在于单个反射镜或发射器本身提供的延迟量子反馈。
 
Exciting a Bound State in the Continuum through Multiphoton Scattering Plus Delayed Quantum Feedback
 
Giuseppe Calajó, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073601 (2019)
 
 
非线性动力学与流体力学
 
责编:兰岳恒
 
二维光谱技术识别非线性太赫兹激发路径
 
高场太赫兹( THz )光谱技术正以激动人心的新方式实现对物质的超快研究和控制。然而,当强电磁脉冲用于任何种类的泵-探针光谱学时,可能会产生几种非线性激发路径,需要发展多维光谱学来明示观察到的动力学。这里Courtney等人展示了一个清晰的例子,其中需要二维( 2D) THz振动光谱来区分CdWO4中的非线性激发路径。Courtney等人用宽带THz脉冲非线性地激发CdWO4中的一组拉曼活性振动模式,2D光谱学可以确定主要的激发途径。Courtney等人为固体系统中的二维THz和多THz非线性声子谱提供了一个总体框架,对清晰理解新生的非线性声子领域具有重要意义。(张聪)
 
Distinguishing Nonlinear Terahertz Excitation Pathways with Two-DimensionalSpectroscopy
 
Courtney L. Johnson, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 073901 (2019)
 
 
 
粗糙约束下粘性液滴的运动:反常润滑
 
Ludovic等人研究了限制在Hele-Shaw元胞内的高粘性液滴的沉积,该元胞具有受控形貌的纹理化胞壁。与超疏水表面上经常看到的相反,粗糙度在这里倾向于增加粘性摩擦,从而显著降低液滴的流动性。然而,减少限制会导致速度的跳跃,因为液滴会在周围流体的润滑层上滑动,该润滑层比特征粗糙度更厚。Ludovic等人证明了,增加周围液体的粘度可能会违反直觉地提高液滴沿粗糙壁滑动的流动性。类似地,随着粗糙度的改变,观察到液滴迁移率急剧变化。这些结果说明了粗糙度尺度内的非平凡摩擦过程,以及液滴、前弯月面和润滑膜中粘性耗散之间的耦合。它们可以使人们根据微通道的流变特性,控制微通道中液滴或胶囊的速度。(张聪)
 
Motion of Viscous Droplets in Rough Confinement: Paradoxical Lubrication
 
Ludovic Keiser, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 074501 (2019)
 
 
 
与润湿无关的液滴趋弯性传输
 
Alexander等人展示了“趋弯性”,这是一种小尺度液滴自输送的新机制。薄通道中弯曲和毛细作用的结合产生压力梯度,进而导致液滴的自发运动。令人惊讶的是,不管通道的润湿性如何,运动的方向总是相同的。Alexander等人结合宏观尺度的实验和简单的数学模型来研究这种运动,特别关注与运动相关的时间尺度。Alexander等人建议趋弯性可能是一种在技术应用中输送液滴的有用方法,例如开发自洁表面,并讨论此处的结果对这类应用的影响。(张聪)
 
Wettability-Independent Droplet Transport by Bendotaxis
 
Alexander T. Bradley, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 074503 (2019)
 
 
 
稀有事件算法联系湍流中的
 
跃变与激发成核效应
 
Many turbulent flows undergo drastic and abrupt configuration changes with huge impacts. As a paradigmatic example we study the multistability of jet dynamicsin a barotropic beta plane model of atmosphere dynamics. It is considered as the Ising model for Jupiter troposphere dynamics. Using the adaptive multilevel splitting, a rare event algorithm, we are able to get a very large statistics of transition paths, the extremely rare transitions from one state of the system to another. This new approach opens the way for addressing a set of questions that are out of reach through direct numerical simulations. We demonstrate for the first time the concentration of transition paths close to instantons, in a numerical simulation of genuine turbulent flows. We show that the transition is a noise-activated nucleation of vorticity bands. We addressfor the first time the existence of Arrhenius laws in turbulent flows. The methodology we developed shall prove useful to study many other transitions related to drastic changes for the turbulent dynamics of climate, geophysical, astrophysical, and engineering applications. This opens a new range of studies impossible so far, and bring turbulent phenomena in the realm of nonequilibrium statistical mechanics.
 
Rare Event Algorithm Links Transitions in Turbulent Flows with Activated Nucleations
 
Freddy Bouchet and Joran Rolland
 
Phys. Rev. Lett. 122, 074502 (2019)
 
 
等离子体与束物理
 
责编:陈少永
 
通过波粒相互作用
 
确定亚稳态离子的寿命和历史
 
在许多实验室等离子体中,对亚稳态离子进行激光诱导荧光(LIF)是基态离子运动动力学研究的常用方法。然而,这些测量限制了亚稳态离子的寿命。亚稳态是由中性原子的直接电离以及其他电子态离子产生的,其中前者只能如实地表示在比亚稳态寿命更短的时间内作用于离子动力学的过程。Chu等人介绍了在氩多偶极等离子体中利用波粒相互作用对这种系统效应进行的首次实验研究。通过将实验结果与作者们提出的理论进行拟合,可以得到校准LIF测量误差所必需的亚稳态寿命和由预先存在离子产生亚稳态离子的比例。(王科力,牟茂淋)
 
Determining Metastable Ion Lifetime and History through Wave-Particle Interaction
 
F. Chu and F. Skiff.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075001 (2019)
 
 
凝聚态物理:结构
 
责编:殷志平
 
SrTiO3中的亚原子通道和螺旋形光束
 
受启发于最近基于像差校正分析扫描透射电子显微镜的亚原子测量实验,作者在亚原子尺度范围研究了电子探针在晶体SrTiO3体系中的传播。在此,作者报道了在这个尺度下存在着亚原子通道和螺旋形光束的形成。作者给出了在多个晶体温度下光束传播的仿真结果,STEM探针收敛角(10-50 mrad),光束能量(80-300 kev),证实了降低环境温度能够增强亚原子通道,并且STEM探头参数能够被用于控制螺旋形光束的特征。(曹锦)
 
Subatomic Channeling and Helicon-Type Beams in SrTiO3
 
Jong Seok Jeong, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075501 (2019)
 
 
 
非基底滑移系统可实现坚固而有韧性的
 
六角密堆积高熵相
 
线性缺陷,称为位错,决定了结晶金属合金的强度、成形性和韧性。人们已很好地理解了由一种或两种常见的基质元素组成的传统金属材料如钢或铝合金的变形机理。而对于新近发展的包含多种基本元素的高熵合金(HEAs),其位错与力学特性之间的关系尚不清楚。特别是具有六角密堆积(hcp)结构的HEAs,由于其滑移系统数量不足,会产生固有脆性。本文报道了具有hcp结构的一种新型高熵相的惊人的高成形性。通过原位拉伸试验结合透射电子显微镜解剖表征,作者发现双相HEA(Fe50Mn30Co10Cr10, at. %)的hcp相产生了三种类型的位错,即⟨a⟩,⟨c⟩和⟨c+a⟩。具体而言,非基底⟨c+a⟩位错占据~31%的高线成分,允许频繁的双交叉滑移,这解释了该高熵相的高变形性。这个hcp结构的c/a比值为1.616,即低于理想值1.633。结构参数的这种适度变化有利于非基底⟨c+a⟩滑移,表明可以通过改变c/a比值达到滑移系统作用的条件来设计具有hcp结构的韧性HEAs。这种简单的合金设计原理特别适用于HEAs,因为它们具有特征性的大量固溶体含量,可以很容易地将hcp相的c/a比值调整到有利于产生非基底滑移的状态。(麻晓波)
 
Nonbasal Slip Systems Enable a Strong and Ductile Hexagonal-Close-Packed High-Entropy Phase
 
Yeqiang Bu, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075502 (2019)
 
 
 
热电材料SnSe中的声子坍塌和二阶相变
 
自2014年以来,高温Cmcm相的层状半导体SnSe是最有效的本征热电材料。利用第一性原理计算,作者证明了SnSe材料的振动和热传导特性是由巨大的非微扰非谐效应决定的。他们还证明了从Cmcm相到低对称性Pnma相的转变是一个二阶相变,该转变是由区域边界声子驱动的,同时区域边界声子的频率会在转变温度之下消失。他们的计算表明面内振动模式的光谱函数与肩峰和双峰的结构形成强烈的反常对比。此外,计算的晶格热导率只有在包括非微扰非谐散射时才能与实验很好的吻合。最后,他们的研究结果表明,非微扰非谐性会对SnSe材料的热电效率产生强烈的影响。(毛慧灿)
 
Phonon Collapse and Second-Order Phase Transition in Thermoelectric SnSe
 
Unai Aseginolaza, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 075901 (2019)
 
 
 
识别与减轻浅层金刚石内
 
氮空位中心的电荷不稳定性
 
固态缺陷中的电荷自由度从根本上支持了电子自旋自由度,而电子自旋自由度是量子技术的重要组成部分。Bluvstein等人测量、分析并控制金刚石中个别接近表面氮空位(NV)中心的电荷态,这些NV-具有相关的电子自旋。他们发现随着时间的推移和不同的空位中心NV-的保真度会有不同;通过基于逻辑初始化缓解保真度初始化的负面影响。重要的是,他们发现在黑暗中实验相关尺度之内NV-可以电离,并且介绍了减小电荷转换对自旋测量影响的测量方法。他们确定在黑暗中电离的机制是向单个局部电子阱隧穿,并开发了新的NV辅助技术来控制和读出阱电荷状态。作者对NV局部静电环境的了解和掌握,将同时指导材料的设计,并提供NV中心独特的功能。(刘瑞)
 
Identifying and Mitigating Charge Instabilities in Shallow Diamond Nitrogen-Vacancy Centers
 
D. Bluvstein, Z. Zhang, A. Jayich
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076101 (2019)
 
 
 
超润滑石墨-六角氮化硼异质结中
 
的负摩擦系数
 
负摩擦系数意味着摩擦随着正常载体的增加而减小,作者预测出在超润滑石墨-六角氮化硼异质结中存在着负摩擦系数。这种违反常规的现象起源于由负载引发的摩尔(moire)超结构面外偏移的抑制所导致的较小的界面动力学。热诱导的面外涨落的增强导致摩擦随着温度不同寻常的增大。突出的摩擦机制具有普适性,并且被预期在许多层状异质结中都存在。(曹锦)
 
Negative Friction Coefficients in Superlubric Graphite–Hexagonal Boron Nitride Heterojunctions
 
Davide Mandelli, et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076102 (2019)
 
 
凝聚态物理:电子性质
 
责编:袁喆,马锋杰,沈卡
 
揭示六硼化铈反铁磁四极序的本质
 
六硼化铈f电子化合物能够表现出丰富的低温磁现象,包括x射线衍射实验所确定的来源于多极效应的磁性隐藏序。Barman等人通过第一性原理电子结构计算发现,CeB6中的反铁磁四极序来源于晶体场劈裂且给出与实验相吻合的能带结构。由于Ce和B6中p电子间相互作用很弱,CeB6中的电子态由Ce(4f1)3+(e-)(B6)2-描述比较恰当。研究发现,自旋轨道耦合可以诱导出交换作用进而产生轨道自旋的反铁磁四极态,同时还会把J=5/2的态劈裂为Γ8基态和Γ7激发态。在最小反铁磁(111)结构中,电荷自洽过程中出现了反铁磁四极态,支持隐藏序的出现。正如在低温下观测到的,静水压使得反铁磁(反铁磁四极)态比铁磁态更加稳定。(李松)
 
Revealing the Nature of Antiferroquadrupolar Ordering in Cerium Hexaboride: CeB6
 
C. K. Barman et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076401 (2019)
 
 
 
CoSi中具有大拓扑电荷和相关费米弧
 
表面态的手性费米子的观测
 
[编辑推荐语]光电子能谱提供首个自旋-1手性费米子和双重Weyl费米子的实验证据。
 
拓扑半金属实现了量子物质的新状态,其中受特定晶体对称性保护的无质量费米子承载奇异的量子现象。与众所周知的Dirac和Weyl费米子不同,结构上手性拓扑半金属预期会包含以大拓扑电荷为特征的新型无质量费米子,而这种奇异的费米子尚未通过实验发现。在这里,通过使用角分辨光电子能谱仪,Takane等人实验表明过渡金属硅化物CoSi在体布里渊区中心和角落相应存在两种类型的手性拓扑费米子,一种自旋-1手性费米子和一种双重Weyl费米子。有趣的是,他们发现体费米面纯粹由与这些费米子相关的能带组成。他们还发现,连接费米面的表面态与这些费米子相关,表明存在预测的费米弧表面态。他们的结果提供了首个凝聚态系统中除Dirac和Weyl费米子外的手性拓扑费米子的实验证据,并为实现与非常规手性费米子相关的奇异电子特性铺平了道路。(方子明)
 
Observation of Chiral Fermions with a Large Topological Charge and Associated Fermi-Arc Surface States in CoSi
 
Daichi Takane et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076402 (2019)
 
 
  
手性拓扑弹性和分形序
 
We analyze the “higher rank” gauge theories that capture some of the phenomenology of the fracton order. It is shown that these theories lose gauge invariance when an arbitrarily weak and smooth curvature is introduced. We propose a resolution to this problem by introducing a theory invariant under area-preserving diffeomorphisms, which reduce to the higher rank gauge transformations upon linearization around a flat background. The proposed theory is geometric in nature and is interpreted as a theory of chiral topological elasticity. This theory exhibits some of the fracton phenomenology. We explore the conservation laws, topological excitations, linear response, various kinematical constraints, and canonical structure of the theory. Finally, we emphasize that the very structure of Riemann-Cartan geometry, which we use to formulate the theory, encodes some of the fracton phenomenology, suggesting that the fracton order itself is geometric in nature.
 
Chiral Topological Elasticity and Fracton Order
 
Andrey Gromov
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076403 (2019)
 
 
 
TiSe2电荷密度波相中Se4p态和
 
Ti3d态杂化的轨道选择性和kz选择性
 
We revisit the enduring problem of the 2×2×2 charge density wave (CDW) order in TiSe2, utilizing photon energy-dependent angle-resolved photoemission spectroscopy to probe the full three-dimensional high- and low-temperature electronic structure. Our measurements demonstrate how a mismatch of dimensionality between the 3D conduction bands and the quasi-2D valence bands in this system leads to a hybridization that is strongly kz dependent. While such a momentum-selective coupling can provide the energy gain required to form the CDW, we show how additional “passenger” states remain,which couple only weakly to the CDW and thus dominate the low-energy physics in the ordered phase of TiSe2.
 
Orbital- and kz-Selective Hybridization of Se 4p and Ti 3d States in the Charge Density Wave Phase of TiSe2
 
Matthew D. Watson et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076404 (2019)
 
 
 
非厄米系统中的二阶拓扑相
 
近年来,随着对一阶拓扑绝缘体的研究,二阶和三阶拓扑绝缘体的概念也被相继提出。与传统的一阶拓扑绝缘体相比,d维的二阶拓扑绝缘体具有拓扑保护的(d-2)维边界态。因此,传统的体-边界对应关系不再适用于二阶拓扑绝缘体。到目前为止,对二阶和三阶拓扑相的研究还仅限于厄米系统,而对非厄米体系中高阶拓扑相的认识还不十分清晰。本文中,作者第一次对非厄米二阶拓扑绝缘体中的相关性质进行了研究。研究发现:零能量边界态能存在于二维非厄米二阶拓扑绝缘体的顶点。但是与厄米情形相反,这些零能量模式只占据一个顶点。三维非厄密二阶拓扑绝缘体虽然支持二阶边界模,但是这种边界模没有分布在两个表面的分界线上,而是反常的局域在一个顶点位置。同时,修正的拓扑数给出了正确的二阶拓扑相图。该研究为探索非厄米系统中的高阶拓扑现象奠定了基础。(刘钱)
 
Second-Order Topological Phases in Non-Hermitian Systems
 
T. Liu et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076801 (2019)
 
 
 
基于Bi的约瑟夫森结中
 
拓扑安德列夫能级交叉的微波标识
 
证明约瑟夫森结中安德列夫态的拓扑保护是实验上面临的挑战。尤其是由于宇称破缺过程很快,电流相位关系中预期的4π周期性仍不清楚。此前有预言称通过低温交流磁化率探测有限频率的低能安德列夫能谱可以反映出量子自旋霍尔边缘态的拓扑保护性。Murani等人在Bi纳米线(曾被预言是一种二阶拓扑绝缘体并可以承载一维弹道边缘态)周围建立的相位偏压约瑟夫森结上进行了微波探测实验,发现了安德列夫能级交叉处的吸收峰,这些吸收峰的温度和频率依赖性在电子温度的实验测量精度内表明这些交叉点受拓扑保护。(李松)
 
Microwave Signature of Topological Andreev level Crossings in a Bismuth-based Josephson Junction
 
A. Murani et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 076802 (2019)
 
 
 
多带BCS-BEC交叉超导体FeSe中的
 
量子涡旋核及赝能隙缺失
 
FeSe被认为是一种处于BCS与BEC交叉的超导体,其中超导能隙尺寸和超导转变温度Tc与费米能量相当。在这种情况下,涡旋束缚态应该被很好地量子化,并且在Tc之上预配对可能在准粒子激发谱中形成赝能隙。Hanaguri等人使用了谱成像扫描隧道显微镜以搜寻这些特征。他们在涡旋附近发现类Friedel振荡,这表现出量子化的能级,但没有检测到赝能隙。这些明显相互矛盾的观察结果可能与FeSe的多带性质有关。(方子明)
 
Quantum Vortex Core and Missing Pseudogap in the Multiband BCS-BEC Crossover Superconductor FeSe
 
T. Hanaguri et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077001 (2019)
 
 
 
Hubbard模型中的光诱导η配对
 
通过采用无偏数值方法,Kaneko等人表明,即使在Hubbard模型Mott绝缘体中,脉冲辐射也可以诱导出非常规超导电性。这里在光激发态中发现的超导电性源自η-配对机制,其特征在于非对角长程关联中的交错对密度波振荡,并且不存在于基态相图中; 它既不是由Hubbard模型中有效相互作用的改变引起的,也不是由简单的光载流子掺杂引起的。由于选择规则,他们表明非线性光学响应对于η对的数量增加是必不可少的,从而增强了光激发态的超导关联。他们的研究结果表明,非平衡多体动力学是获取基态相图中不存在的新奇异量子态的另类途径,并且还提供了增强超导电性的另外一种机制。(方子明)
 
PhotoinducedηPairing in the Hubbard Model
 
Tatsuya Kaneko et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077002 (2019)
 
 
 
具有可变界面自旋轨道耦合作用的
 
重金属-铁磁体双层结构中的自旋轨道转矩
 
由于重金属中具有较强的自旋轨道耦合作用,电流可在重金属(heavy-metal, HM) 和铁磁体(ferromagnet, FM)的界面上诱导出可观的自旋轨道转矩,从而可以对金属和绝缘体的磁化以及自旋输运等进行有效调控。本文中,作者从实验角度研究HM/FM界面自旋记忆损失的主导机制。结果显示,如果界面自旋轨道耦合以线性的方式增加,那么在HM中产生的自旋流感受到的界面自旋透明度将降低,进而可以显著降低施加在FM层上的阻尼型自旋轨道转矩(spin-orbit torque, SOT)。此外,场型SOT也以HM中的自旋霍尔贡献为主,且随界面自旋轨道耦合作用的增加而减小。这一工作表明,通过对HM/FM界面进行原子层钝化或采用其他方法,尽量减少HM/FM界面的自旋轨道耦合作用,有利于提高SOT器件的效率。(刘钱)
 
Spin-Orbit Torques in Heavy-Metal–Ferromagnet Bilayers with Varying Strengths of Interfacial Spin-Orbit Coupling
 
L. Zhu et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077201 (2019)
 
 
 
Yb(Rh1-xCox)2Si2
 
从铁磁性到反铁磁性的演化
 
Yb(Rh1−xCox)2Si2 is a model system to address two challenging problems in the field of strongly correlated electron systems. The first is the intriguing competition between ferromagnetic (FM) and antiferromagnetic (AFM) order when approaching a magnetic quantum critical point (QCP). The second is the occurrence of magnetic order along a very hard crystalline electric field (CEF) direction, i.e., along the one with the smallest available magnetic moment. Here, we present a detailed study of the evolution of the magnetic order in this system from a FM state with moments along the very hard c direction at x=0.27 towards the yet unknown magnetic state at x=0. We first observe a transition towards an AFM cantedstate with decreasing x and then to a pure AFM state. This confirms that the QCP in YbRh2Si2is AFM, but the phase diagram is very similar to those observed in some inherently FM systems like NbFe2 and CeRuPO, which suggests that the basic underlying instability might be FM. Despite the huge CEF an isotropy the ordered moment retains a component along the c axis also in the AFM state. The huge CEF anisotropy in Yb(Rh1−xCox)2Si2 excludes that this hard-axis ordering originates from a competing exchange anisotropy as often proposed for other heavy-fermion systems. Instead, it points to an order-by-disorder based mechanism.
 
Evolution from Ferromagnetism to Antiferromagnetism in Yb(Rh1−xCox)2Si2
 
S. Hamann et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077202 (2019)
 
 
 
从狄拉克节线金属
 
到拓扑反铁磁自旋电子学
 
拓扑反铁磁自旋电子学是一个新兴研究领域,它利用奈尔矢量控制拓扑电子态和相关的自旋依赖输运性质。近期的研究提出可以用奈尔自旋轨道转矩对反铁磁中的狄拉克能带交叉点实现电操控;然而至今没有找到可靠的实际材料。本文中,Shao等人预言室温反铁磁金属MnPd2中能够对狄拉克节线实现基于奈尔自旋轨道转矩的电调控。通过第一性原理计算,作者发现改变奈尔矢量的取向可以切换受对称性保护的简并态和与狄拉克节线有关的有能隙态。计算结果表明,自旋霍尔电导率强烈依赖于奈尔序的取向,可在实验上用于探测自旋轨道转矩器件中的预期效应。该研究表明反铁磁狄拉克节线金属MnPd2是一种可应用于拓扑反铁磁自旋电子学的可靠材料。(李松)
 
Dirac Nodal Line Metal for Topological Antiferromagnetic Spintronics
 
Ding-Fu Shao et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077203 (2019)
 
 
 
吸附于金属表面的单分子的键选择光解离
 
We report the photoassisted activation of selected C─H bonds in individual molecules adsorbed on metal surfaces within the junction of ascanning tunneling microscope. Photons can couple to the C─H bond activation of specific hydrocarbons througha resonant photoassisted tunneling process. The molecule to be activated can beselected by positioning the tip with subangstrom resolution. Furthermore, structural tomography of the molecule and its dissociation products are imagedat different heights by the inelastic tunneling probe. The demonstration of single bond dissociation induced by resonant photoassisted tunneling electron simplies the attainment of atomic scale spatial resolution for bond-selected photochemistry..
 
Bond-Selected Photodissociation of Single Molecules Adsorbed on Metal Surfaces
 
Shaowei Li et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077401 (2019)
 
 
 
与声子耦合的狄拉克费米子的
 
电荷密度波转变
 
近年来,由于制备单层石墨烯的实验日益成熟使得狄拉克费米子成为凝聚态物理的研究热点。目前,虽然对该类体系中的单电子性质有了较好的理解,但对其中关联效应的认识仍然还不清楚。本文中,作者在Holstein模型的框架下,利用电子-声子耦合的自然机制,研究了狄拉克费米子系统中电荷密度波序的自发生成。利用量子蒙特卡罗模拟方法,作者确定了该系统相图随温度和耦合强度变化的函数关系。模拟结果显示,该相图中存在一个量子临界点和一条热临界点线。这与量子相变中费米子化的Gross-Neveu-Ising普适性和热相变中玻色子化的Ising普适性在有限尺度标度上是一致的。同时,作者发现在中间耦合强度时,临界温度有一个最大值。(刘钱)
 
Charge-Density-Wave Transitions of Dirac Fermions Coupled to Phonons.
 
C. Chen et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077601 (2019).
 
 
 
Holstein模型下蜂窝晶格中的电荷序
 
电子-电子相互作用对狄拉克费米子的影响,以及在半金属和反铁磁(antiferromagnetic, AF)区之间是否存在自旋液体相,一直是过去几年量子模拟研究的重点。本文中,作者利用量子蒙特卡罗模拟研究了蜂窝晶格上的Holstein模型,并探讨了电子-声子相互作用对狄拉克费米子的影响。模拟结果表明,在有限的临界相互作用强度之上,电声相互作用可以在该类体系中引起电荷密度波(CDW)序。作者同时对转变成CDW的温度进行了估计,结果显示,与AF转变不同的是,在该系统中,由于破缺对称性的离散性,CDW可以在有限温度上发生。(刘钱)
 
Charge Order in the Holstein Model on a Honeycomb Lattice.
 
Y.-X. Zhang et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 077602 (2019).
 
 
软物质与交叉科学
 
导读:张鑫洁;责编:严钢
 
具有晶核的胶束中
 
熔融与分子交换过程的协同作用
 
分子交换过程是合成和生物自组装系统(如胶束,囊泡和膜)中重要的平衡和转运机制。尽管如此,对这些过程的理解尚不完全清楚,特别是结晶度的影响以及协同熔融过程与链交换之间的相互作用。König等人通过研究由聚(环氧乙烷)-单-正烷基-醚(Cn-PEO5)的二元混合物形成的聚合物胶束,发现在4-5nm的受限胶束核中,熔融转变是协同的,而交换过程本质上是广泛解耦且非对称的。基于差示扫描量热法,作者进一步证明了,在熔点以下将分子从胶束核中喷出的总活化能是熔融焓与熔融态下相应的活化能之和。这表明了“局部的单链熔融过程”预示着分子在链交换过程中从胶束中扩散出去。
 
Cooperativity during Melting and Molecular Exchange in Micelles with Crystalline Cores
 
Nico König et al.
 
Phys. Rev. Lett. 122, 078001 (2019)
 
 
 
 
 
特别声明:本文转载仅仅是出于传播信息的需要,并不意味着代表本网站观点或证实其内容的真实性;如其他媒体、网站或个人从本网站转载使用,须保留本网站注明的“来源”,并自负版权等法律责任;作者如果不希望被转载或者联系转载稿费等事宜,请与我们接洽。
 
 打印  发E-mail给: 
    
 
以下评论只代表网友个人观点,不代表科学网观点。
 
相关新闻 相关论文

图片新闻
科学家解析非洲猪瘟病毒颗粒精细三维结构 “零饥饿”目标面临“隐性”挑战
治病救人的大科学装置,中国有了 全球首架大集成航空物探遥感调查机亮相
>>更多
 
一周新闻排行 一周新闻评论排行
 
编辑部推荐博文