序
普通物理：統計與量子物理
非均勻性導致的納米顆粒的
卡斯米爾輸運
Fanglin Bao等人提出了一種浸沒在流體中的納米顆粒輸運方案, 該方案依賴於真空量子漲落。其機制在於納米顆粒與梯度超表面之間的非均勻性誘導橫向卡斯米爾力以及傳統的Dzyaloshinskii-Lifshitz-Pitaevskii約束的弛豫，其允許量子懸浮用於更廣泛的材料構型。他們計算了懸浮在光柵上方納米球的速度，可以達到每分鐘幾微米。Born近似給出了卡斯米爾能量的一般表達式，揭示了尺寸選擇性傳輸。對於任何給定的超表面，存在某種顆粒-超表面分離，其輸運速度達到峰值，形成“卡斯米爾通道”。卡斯米爾相互作用的符號和強度可以通過液體-空氣半月板形狀來調節，有可能允許實時控制其他被動力，並實現有趣的開關或定向切換傳輸過程。（崔石峰）
Inhomogeneity-Induced Casimir Transport of Nanoparticles
Fanglin Bao, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 130401 (2018)
一維費米-哈伯德模型中的
非平衡質量輸運
Scherg等人通過實驗和數值方法研究了均勻一維光晶格中費米子的突然膨脹。對具有大量雙子(doubloons)的初始態，他們觀察到快速膨脹單子與留在阱中心慢雙子的動態相分離，在強相互作用極限下實現費米量子蒸餾的要素。對於沒有雙子的初始態，他們發現，與玻色子相比，漸進膨脹速度的相互作用依賴性減小，這可以由淬火中產生的相互作用能來解釋。（崔石峰）
Nonequilibrium Mass Transport in the 1D Fermi-Hubbard Model
S. Scherg, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 130402 (2018)
與玻色-愛因斯坦凝聚體耦合的
單箇中性雜質的量子自旋動力學
Schmidt等人報告了浸入玻色-愛因斯坦凝聚體中的單個局域化中性雜質的自旋動力學。單個銫原子被輸運到銣原子雲中，和環境（bath）熱化，從而解決了具有自旋Fi=3的局域雜質和具有Fb=1的浴原子之間的自旋交換。將這些數據與自旋動力學的數值模擬比較，他們發現，對於在玻色-愛因斯坦凝聚體體系的的氣體密度，其動力學主要由雲的凝聚份數(fraction)決定。通過雜質的自旋數目，在空間上分離雜質和氣體的密度重疊。最後他們追蹤了，與不同密度的氣體耦合時，在內部態的相干疊加中製備的雜質的相干性。對於所選擇的態，儘管浴密度很高，有很快的熱化率，單雜質的相干性不受影響，實現了保持內部態的相干性，同時交感冷卻。他們的工作為通過局部雜質對量子多體系統進行無損探測鋪平了道路。（崔石峰）
Quantum Spin Dynamics of Individual Neutral Impurities Coupled to a Bose-Einstein Condensate
Felix Schmidt, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 130403 (2018)
通過循序的弱測量
優化純態量子比特層析成像
自旋相干態正算符值測量（positive-operator-valued-measure, POVM）是量子科學中的基本觀測量，其應用包括層析成像、計量學、遠程傳送、基準測試和Husimi相空間概率的測量。作者證明了這個POVM是通過弱且各向同性地集體測量一組量子比特的自旋投影來實現的。 作者在純量子比特的最佳層析成像的背景下應用它，並且用數值證明，通過對集體自旋分量的隨機方向的一系列弱測量，離散採樣或在隨機控制中連續測量，可以接近最佳界限。（朱文靜）
Optimal Pure-State Qubit Tomography via Sequential Weak Measurements
Ezad Shojaee, et al.
強關聯費米子具有零收斂半徑的
圖解序列的重求和
Rossi 等人證明，對於強關聯費米子，即使收斂半徑消失，一系列費曼圖的求和也能得到無偏的精確結果。作者考慮了在三維連續空間中的非相對論么正費米氣體模型。費曼圖由單獨粒子和成對粒子的部分綴飾或者完全綴飾的傳播子構成。這個序列通過共形-Borel變換進行重求和，這個變換通過瞬子方法得到，包括了Borel平面的高階行為和解析結構。作者報告了正常非極化狀態下狀態方程的高度精確的數值結果，實驗數據與理論推測的第四維裡係數一致。 (劉錄)
Resummation on Diagrammatic Series with Zero Convergence Radius for Strongly Correlated Fermions
R. Rossi, T. Ohgoe et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 130405 (2018)
接觸(contact)和么正費米氣體動量分佈
在強相互作用的共振費米氣體中，一個關鍵的量是接觸（contact）ℂ，它可以描述很多性質，比如大動量的動量分佈或短距離的對關聯函數。Rossi 等人在么正點進行測量了ℂ的溫度依賴性，在該點現有的理論預測即使在定性水平上都極大地不同。他們報告了正常相中么正氣體的接觸和動量分佈的精確數據，這些數據是通過“加粗”圖解蒙特卡洛方法以及Borel重求和方法得到。作者的結果在誤差範圍內與實驗數據一致，它為先進的理論處理和精確測量的發展提供了重要的基準。（劉錄）
Contact and Momentum Distribution of the Unitary Fermi Gas
R. Rossi, T. Ohgoe et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 130406 (2018)
退相干不敏感的超導量子比特
量子信息存儲與處理
構建實用量子計算機的核心任務是保護單個量子位免受退相干，同時保留涉及任意兩個量子位的高保真糾纏門能力。在這裡，作者提出並演示了去相干-不敏感過程，用於在涉及多個頻率可調量子比特的全連接超導電路中存儲和處理量子信息，每個量子比特可以通過中央總線諧振器可控制地耦合到任何其他比特。雖然人們普遍認為額外的頻率可調性增強了控制自由度但會對超導量子比特產生更多的失相影響。作者的結果表明，通過應用在脈衝中間相位反向的弱連續和諧振驅動場，任何單個量子比特都可以與去相干噪聲動態地解耦。更重要的是，作者還展示了一種新方法，通過連續驅動和量子比特-量子比特交換耦合用來實現具有固有動態去耦的雙量子比特相位門。作者發現弱連續驅動場不僅能夠實現量子信息處理所必需的條件動態，而且還能保護兩個量子比特在門操作期間不會失相。(朱文靜)
Dephasing-Insensitive Quantum Information Storage and Processing with Superconducting Qubits
Qiujiang Guo, Shi-Biao Zheng, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 130501 (2018)
三線性哈密頓量的量子模擬
由三線性哈密頓量ħ x(a†bc+ ab†c†)描述的諧振子之間的相互作用是量子光學中最基本的模型之一。通過在線性受陷三離子晶體中採用庫侖勢的非諧性，作者用強耦合機制中的三種正常運動模式中實驗地實現這個哈密頓量，其中耦合強度遠大於離子運動的退相干率。作者用它來模擬Tavis-Cummings模型描述的原子和光的相互作用，以及在耗盡泵浦區域的非簡併參數化下轉換過程。
Quantum Simulation with a Trilinear Hamiltonian
Shiqian Ding, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 130502 (2018)
多參數量子計量的靈敏度界限
作者確定了在多模干涉儀中同時估計多個參數的精度限制。用於增強多參數靈敏度的量子策略基於粒子、模式間的糾纏，兩者的組合。粒子可分離狀態的最大可達靈敏度定義了多參數散粒噪聲限制，可以在沒有模式糾纏的情況下超越這種限制。通過加入模式糾纏，可以進一步增強這一限制到多參數Heisenberg極限。作者提供了使精度邊界飽和的最佳策略。
Sensitivity Bounds for Multiparameter Quantum Metrology
M. Gessner, L. Pezzè, and A. Smerzi
Phys. Rev. Lett. 121, 130503 (2018)
線性響應中的統一熱力學不確定關係
熱力學不確定性關係（TURs）是最近建立的，在非平衡系統中時間積分的流與熵產生之間的相對不確定性關係。對於離開平衡的小擾動，線性響應（LR）理論提供了研究通用非平衡過程的自然框架。在這裡，作者使用LR以簡單統一的方式推導出TURs。作者的方法允許將TUR推廣到沒有局域時間反演對稱性的系統，包括例如彈道傳輸和週期性驅動的經典和量子系統。作者發現，對於破壞時間反轉的系統，相對不確定性的界限由耗散和編碼Onsager矩陣的反對稱性的參數控制。作者用介觀物理學的一個例子來說明其結果。作者還將方法擴展到線性響應理論之外：對於馬爾可夫動力學，它揭示了TUR與流漲落定理之間的聯繫。（朱文靜）
Unified Thermodynamic Uncertainty Relations in Linear Response
K. Macieszczak, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 130601 (2018)
動力學理論需求的粒子
[編者推薦語]相對於模擬流體的傳統格子Boltzmann方法，一種新方法適用於高馬赫數和不可壓縮流體，這兩種情況下先前的技術不可用。
與其前身—格子Boltzmann方法及其變種—相比, 一種流體動力學新理論，它具有定製的按需構造粒子，消除了對流速和溫度的限制。在新的動力學理論中，離散粒子是通過嚴格的極限過程確定的，該過程避免了對其速度的特別假設。不可壓縮和可壓縮流的經典基準測量表明，所提出的離散粒子動力學理論為計算流體動力學開闢了前所未有的廣泛應用領域。（朱文靜）
Particleson Demand for Kinetic Theory
B. Dorschner, F. Bösch, and I. V. Karlin
Phys. Rev. Lett. 121, 130602 (2018)
動力學量子相變的幾何圖像
Loschmidt回波是純粹的量子力學量，對於大量子多體系統的它的確定需要對所有本徵態和能量的非常精確的瞭解。因此，人們一般認為將其應用到時間演化是沒有希望的。然而，使用全連接橫場Ising模型作為一個例子，作者表明事實並非如此，並且通過平均場理論很好地描述的系統的簡單半經典近似實際上與嚴格的量子力學計算相一致。除了捕獲這些模型的整個動力學相圖的潛力之外，此處介紹的方法還允許在任何溫度下對保真度返回率進行直觀的幾何解釋，從而在一個通用框架中關聯序參量動力學和Loschmidt回波。補充材料中提供的後淬火動力學視頻可視化了這種新觀點。（朱文靜）
Dynamical Quantum Phase Transitions: A Geometric Picture
J. Lang, B. Frank, and J. Halimeh
Phys. Rev. Lett. 121, 130603 (2018)
引力與天體物理
利用銀河系心氣體雲進行量熱暗物質探測
本文作者證明，在銀河系中心幾百秒差距的氣體雲的暗物質加熱為暗物質相互作用的測試提供了一種強大的新方法。為了便於說明，他們對核子散射的暗物質質量設置了新的範圍，為10–100 MeV。他們還對微電荷暗物質模型做了約束，使用的是那些能夠與最近的EDGES 21cm吸收反常現象相匹配的模型。對於銀河中心的氣體雲，因為銀河系中心周圍的磁場是極向的，而不是與銀河系盤平行排列，所以銀河系電磁暗物質的磁偏轉會減小。他們探討了利用暗物質加熱的銀河系中心氣體雲探測暗物質的前景。
Calorimetric Dark Matter Detection with Galactic Center Gas Clouds
Amit Bhoonah, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 131101 (2018)
極端黑洞的視界毛
和在類光無窮遠處的測量
已經表明，極端黑洞上與標量毛擾動相聯繫的事件視界上的守恆荷和柯西視界可以在外部從類光無窮遠處測量。這表明這些守恆荷有可能成為可觀測的特徵。這個結果的證明建立在對外向微擾的輻射場末期漸近行為的精確獲得上。
Horizon Hair of Extremal Black Holes and Measurements at Infinity
Y. Angelopoulos, S. Aretakis, D. Gajic
Phys. Rev. Lett. 121, 131102 (2018)
有關高能太陽伽馬射線產生新成分的證據
觀測到的來自太陽圓盤的數個GeV的γ射線發射——源自強子宇宙射線與氣體相互作用並受複雜磁場影響——尚未被人們所理解。利用對Fermi-LAT數據的改進分析，包括首次對圓盤的解析成像，作者發現有力證據表明這種發射是由兩種不同的機制產生的。2010年至2017年（太陽活動開始上升直到最大值的階段），γ射線發射主要由極向組分決定。在2008年至2009年（太陽活動極小期）之間，該組分依然存在，但是總的發生卻由一個新的沿赤道方向的組分佔主導地位，有更大的光通量和更硬的光譜。最引人注目的是，儘管在1.4年的太陽最小值期間觀察到六條超過100 GeV的γ射線，在接下來的7.8年中一條也沒有被觀察到。這些特徵，以及將在姐妹文章中討論的30-50 GeV光譜傾角，在理論中沒有被預料到。為了理解潛在的物理，Fermi-LAT和HAWC對即將到來的太陽活動最小期的觀測是至關重要的。
Evidence for a New Component of High-Energy Solar Gamma-Ray Production
Tim Linden, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 131103 (2018)
黑洞的大質量玻色子超輻射不穩定性：
非線性增長，飽和度和引力輻射
本文作者研究了在不假設空間對稱性的廣義相對論框架內，圍繞旋轉黑洞的大質量玻色子的超輻射不穩定性。作者關注的是在帶有矢量玻色子的高速旋轉的黑洞，其康普頓波長與黑洞半徑相當，這是相對論效應最顯著的區域。他們跟蹤玻色雲通過超輻射的增長，當接近黑洞旋轉時成非線性增長，達到最大能量並開始通過引力波的發射耗散。他們發現超輻射不穩定性可以有效地將黑洞旋轉能量的很大一部分轉變為引力輻射。
Massive Boson Superradiant Instability of Black Holes: Nonlinear Growth, Saturation, and Gravitational Radiation
William E. East
Phys. Rev. Lett. 121, 131104 (2018)
LISA對於中子星
—白矮星雙星系統合並的探測解析
即將投入使用的太空引力波（GW）天文臺LISA的主要候選觀測源是銀河系中許許多多的由白矮星（WDs）和中子星（NSs）的組成的雙星系統。其中許多會發生合併並進行質量轉移，並導致同時發射X射線和引力波。針對這些系統的形成和演化，本文作者詳細和連貫地做了恆星模型的數值研究，包括有限溫度效應以及質量從白矮星向中子星轉移的完整計算。作者計算了特徵應變幅度的演化軌跡，發現它們在GW頻率——動態啁啾質量參數空間中演化的獨特模式，能夠確定系統的性質。此外作者也證明了，對啁啾的精確觀測能夠使對NS質量的確定達到幾個百分點的準確度；也可應用於約束其狀態方程，對能在高頻和低頻同時觀察到的雙線GW源來說尤為如此。
Disentangling Coalescing Neutron-Star–White-Dwarf Binaries for LISA
Thomas M. Tauris
Phys. Rev. Lett. 121, 131105 (2018)
基本粒子與場論
任意維雙標量可積共形場
作者將最近由Gürdogan以及本文作者之一引入的4維雙標量共形場推廣到D維，該共形場是N=4超對稱楊-米爾斯理論在γ-形變下的一種強扭度(twist)極限。與4維的情形相似，D維理論中的平面關聯也是共形的，並由費曼圖中的“漁網”圖所主導。這些圖的動力學結構由可積共形SO(1,D+1)自旋鏈描述。在2維情況下，它可以類比在QCD Regge極限下Lipatov的SL(2,C)自旋鏈，但是在這裡自旋s=1/4而不是s=0。作者將最近Grabner, Gromov, Korchemsky以及本文作者之一的4維結果推廣到D維，計算了在任意耦合下的一個由最簡單圓柱拓撲漁網圖主導的完整四點關聯函數，並從中抽取出螺旋荷為2的任意自旋的算符的完整維度以及它們算符展開的一些結構常數。
Biscalar Integrable Conformal Field Theories in Any Dimension
Vladimir Kazakov et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 131601 (2018)
糾纏熵和TT¯形變
人們猜測在時空有限區域裡的量子引力與無關算符TT¯形變得到的共形場對偶。作者通過糾纏熵來對這一假設進行了檢驗。糾纏熵不但對邊界上的紫外物理敏感，還能夠探測體內的幾何。作者發現一個在球面上含有兩個反足（antipodal）點的糾纏表面的糾纏熵是有限的，並且與在有限區域的Ryu-Takayanagi公式精確匹配，和McGough等人的猜測一致。作者還考慮了圓錐（conical）熵的一個單參數族，發現它是有限的並驗證了Dong的一個猜想。由於紫外發散是局域的，作者由此總結TT¯形變的作用相當於糾纏熵的一個紫外截斷。作者的結論支持了TT¯形變共形場論是時空有限區域的全息對偶的猜測。
Entanglement Entropy and TT¯ Deformation
William Donnelly and Vasudev Shyam
Phys. Rev. Lett. 121, 131602 (2018)
複合希格斯玻色子導致的重子數不對稱
作者在一種希格斯模型下研究了電弱相變(EWPT)。在該模型中，希格斯是一種在TeV尺度禁閉的新強相互作用理論部分，近似全局對稱性的贗-南部-歌德斯通玻色子（pseudo-Nambu-Goldstone boson）。作者首次著重分析了伴隨著強相互作用禁閉相變的EWPT。作者通過該強相互作用部分的共形對稱性自發破缺產生的贗-南部-歌德斯通玻色子，脹子(dilaton)來描述禁閉。脹子可以像介子也可以像膠球，作者證明了此二者間的動力學性質的巨大區別。作者證實了，由於脹子勢能的共形性質，EWPT可以很自然地是強一級相變。進一步地，作者檢驗了在EWPT中，希格斯勢能參數的標度變化。特別地，作者細緻地考慮變化的頂夸克湯川耦合的情形，並發現所帶來的CP破壞足夠可以使電弱重子成功產生。作者證實了該CP破壞與已知的味(flavor)與CP約束相容。作者所提出的情景可以通過各種方法來檢驗：比如通過測量電子電偶極距實驗中的奇CP頂夸克湯川耦合，通過在加速器上搜索脹子的產生以及希格斯耦合的偏離，或者通過LISA的引力波實驗。
Baryon Asymmetry from a Composite Higgs Boson
Sebastian Bruggisser and et. al.
Phys. Rev. Lett. 121, 131801 (2018)
原子核物理
STAR 探測到的每核子對質心能量√sNN=200GeV的
Au+Au對撞和√sNN=193GeV的U+U對撞
低橫向動量處的e+e-對產率
STAR合作組實現了每核子對質心能量√sNN=200GeV的Au+Au非中心對撞和√sNN=193GeV的U+U非中心對撞低橫向動量處（pT <0.15GeV/c）不變質量為 0.4
Low-pTe+e-Pair Production in Au+Au Collisions at √sNN=200GeV and U+U Collisions at √sNN=193GeV at STAR
J. Adam et al. (STAR Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 121, 132301 (2018)
從132Sn的Gamow-Teller巨共振中
提取的Landau-Migdal參數
Landau-Migdal參數g′是研究核物質中π凝聚可能性的一個關鍵參數。Yasuda等人通過測量入射束流能量為216MeV/u 的不穩定豐中子雙幻核132Sn的(p,n)反應的二階微分截面提取了該參數。數據質量與源於穩定核的相當。通過對132Sn至132Sb的Gamow-Teller (GT)躍遷強度的測量，他們發現當激發能[Ex(132Sb)]為16.3±0.4 (stat) ±0.4 (syst) MeV時，存在寬度Γ=4.7±0.8MeV的GT巨共振（GTR）。積分後的GT強度為SGT−=53±5(stat)−10+11(syst)，積分限為Ex=0-25MeV，該值是Ikeda求和規則結果3(N-Z)=96的56%。由於GTR能量對g′高度敏感，目前的結果將Landau-Migdal參數精確地約束為g′=0.68±0.07。結合之前關於90Zr和208Pb的GTR的研究，該研究結果表明的數值在核素圖(N–Z)/A=0.11-0.24以及A=90-208處是一致的。（肖楊）
Extraction of the Landau-Migdal Parameter from the Gamow-Teller Giant Resonance in 132Sn
J. Yasuda et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 132501 (2018)
核帕斯塔結構的彈性
中子星殼層的彈性特性（剪切模量以及斷裂應變）與各種目前的可觀測量或不久的將來的電磁波以及引力波現象密切相關。這些現象可能依賴於中子星內殼中發現的核帕斯塔結構（存在於中子星殼層的一種假想的簡併物質，因其幾何結構與意大利麵的結構相似而獲名）的彈性特性。Caplan等人利用大規模的經典分子動力學模擬研究了核帕斯塔結構的形變。作者模擬了理想的核帕斯塔結構並描述了它們的破缺機制。在模擬過程中，這些帕斯塔如同中子星殼層裡的離子一樣，被排列在不同的場所（以描述他們的形變）。該研究結果表明核帕斯塔結構可能是目前已知最強的材料，其剪切模量可達1030ergs/cm3，斷裂應變可能大於0.1。（肖楊）
Elasticity of Nuclear Pasta
M. E. Caplan et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 132701 (2018)
原子、分子與光學
電子-正電子耦合動力學的
含時多組分密度泛函理論
電子-正電子相互作用已被用於科學各種領域。在這裡，本文發展了含時多組分密度泛函理論，從第一性原理出發研究耦合電子-正電子動力學。作者證明了存在時間依賴耦合的單粒子方程，籍此可以研究電子和正電子密度動力學，並推導出形式上嚴格的有效勢的表達式。通過將絕熱局部密度近似引入時間依賴的電子-正電子相關性，作者將該理論應用於激光場下正電子氫化鋰分子的動力學。最後，本文通過揭示正電子分離的複雜機制和正電子的屏蔽效應對電子共振激發的抑制效應，證明了電子和正電子運動之間耦合的重要意義。
Time-Dependent Multicomponent Density Functional Theory for Coupled Electron-Positron Dynamics
Yasumitsu Suzuki et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 133001 (2018)
具有環面拓撲結構的光學晶格
本文提出了一種構建光學晶格的實驗方案，其中原子被限制在環面的表面。這種結構可以通過使用最近發展起來的高分辨率成像技術實現的空間賦形激光束來構建。通過計算環面晶格中原子的隧穿強度，作者對該實驗方案的可行性做了數值研究。為了說明拓撲在環面上原子動力學中的重要作用，作者還研究了這種結構上的量子超流體電流和分數量子霍爾（FQH）態。對於FQH態，本文對拓撲簡併的穩健性進行了數值上的研究，並提出了一種檢測這種簡併性的實驗方法。作者的環面構造實驗方案可以推廣到具有更高屬性的表面，以探索更豐富的拓撲物理學。
Optical Lattice with Torus Topology
Hwanmun Kim et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 133002 (2018)
用於大動量分離的三路徑原子干涉測量
本文展示了可用於大動量分離的對稱三路徑對比干涉儀。在112倍光子反衝動量分離時觀察到的相穩定性超過了早期自由空間干涉儀的性能。除了對稱干涉儀幾何結構和玻色-愛因斯坦凝聚源外，本文所提供方法的穩健可擴展性依賴於通過仔細選擇原子光學參數來抑制不需要的衍射相位。干涉儀相位演變是反衝次數的二次函數，達到高達7×10
7 rad/s的速率。最後，作者討論了該方法對精細結構常數的測量和QED測試的適用性。Three-Path Atom Interferometry with Large Momentum Separation
Benjamin Plotkin-Swing et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 133201 (2018)
高激發鹼原子陰離子的
極端相關和排斥相互作用
在高能量下，鹼性負離子的單光子光分解所佔據最終狀態的發射電子和剩餘價電子都具有高角動量。光致分解的電子與各向異性核發生強烈地相互作用，因此這些通道的部分橫截面顯示出非Wigner閾值行為，反映了這些偶爾排斥的大的相互作用。作者使用的完全量子力學理論研究能夠更深入地解釋這些局部橫截面。比較不同通道和不同原子種類（鈉、鉀和銫）之間的行為，顯示了近簡併度在能譜中的關鍵作用，並證明了部分光致解離截面的大部分行為源於這些近簡併通道永久的，而不是誘導的，電偶極矩。這提供了一個負色散力起了決定性作用系統的具體例子。
Extreme Correlation and Repulsive Interactions in Highly Excited Atomic Alkali Anions
Matthew T. Eiles and Chris H. Greene
Phys. Rev. Lett. 121, 133401 (2018)
來自介觀自旋系綜的非經典光子週期脈衝
與空腔耦合的介觀自旋系綜提供了觀察複雜非經典現象令人興奮的前景，這些複雜現象將來自少數自旋的微觀特徵與宏觀自旋系綜的微觀特徵結合在一起。本文中作者演示瞭如何利用多達一百個自旋系綜中的集體相互作用來獲得非經典光的週期性脈衝序列。為了揭示全量子動力學和光子統計學，作者開發了一種時間自適應變分重正化群方法，該方法能準確地捕獲介觀自旋-腔系統基本的Lindbladian動力學。
Variational Renormalization Group for Dissipative Spin-Cavity Systems: Periodic Pulses of Nonclassical Photons from Mesoscopic Spin Ensembles
Himadri Shekhar Dhar, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 133601 (2018)
非線性動力學和流體力學
平滑疏水錶面上分子滑動的前體
實驗和模擬表明，簡單液體在光滑、疏水錶面附近流動時可能會出現滑動。在這裡，Pye等人展示瞭如何在液體對振盪剪切的複雜響應中觀察到分子滑移的前體，並在浸入液體環境的單滴水生長期測量了石英晶體微天平頻率和帶寬的變化。通過使用自組裝單層改變表面的疏水性，實驗結果顯示在所有表面上很少或沒有水的滑動。然而，Pye等人觀察到疏水錶面附近的過度橫向運動，這是由於波紋表面電位的弱結合，它是滑移的主要前體。Pye等人還展示了在有限範圍相互作用勢的模擬中為何容易忽略這種效應。（胡婧）
Precursors to Molecular Slip on Smooth Hydrophobic Surfaces
J. Pye, C. Wood, and J. Burton
Phys. Rev. Lett. 121, 134501 (2018)
液體中激光誘導的微球錘擊振動
Zhang等人用單根發散高斯光束演示了液體甘油中微米級黑球的激光誘導錘擊振動新原理。通過微粒振動速度顯著提高的光誘導∆α光泳力是錘擊振動推力和拉力產生的原因。Zhang等人的方法將對微粒錘擊振動的光學操作擴展到液體介質，並提供對被捕獲粒子的完全控制，包括調整振動頻率，振幅和位置。（胡婧）
Laser-Induced Microsphere Hammer-Hit Vibration in Liquid
Yu Zhang, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 133901 (2018)
石墨烯鎖模光纖激光器中卡西米爾式
Sulimany等人通過實驗和理論研究了光纖激光器孤子雨多脈衝動力學中的超短光脈衝相互作用。激光器由用機械轉移技術製造的石墨烯飽和吸收器鎖模。耗散光孤子聚集成脈衝團，顯示覆雜行為，包括運動參考系中的加速和雙向運動。漂移速度和方向取決於團的大小和腔中的相對位置，也會被團碰撞產生的突然變化而隔斷。Sulimany等人使用最近提出的噪聲介導脈衝相互作用機制模擬主要效應，與實驗獲得良好的一致性。這突出了遠程卡西米爾式相互作用在超快激光器內動力學模式形成過程中的主要作用。（胡婧）
Bidirectional Soliton Rain Dynamics Induced by Casimir-Like Interactions in a Graphene Mode-Locked Fiber Laser
Kfir Sulimany, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 133902 (2018)
光子液滴的觀察及其動力學
我們提供了在吸引（聚焦）非局域非線性介質中光子液滴的實驗證據。光子微滴是自束縛的，有限大小的光態，由於相互競爭的吸引力和排斥力平衡而對尺寸和形狀擾動具有魯棒性。最近在理論上通過非局域非線性多極展開證明，自束縛態是由於s波和d波非線性項之間的競爭以及衍射而產生。理論光子液滴框架包括類孤子穩定基態和非類孤子動力學態，即當系統偏離平衡時，由驅動進入的激發態。Wilson等人的數值計算和實驗支持了這些光子液滴狀態的存在，並對光子液滴軌道角動量的動力學演化進行測量。（胡婧）
Observation of Photon Droplets and Their Dynamics
Kali E. Wilson, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 133903 (2018)
量子混沌中時間驅動相變的實驗觀察
Hainaut等人報告了在正則量子混沌系統中量子轉子時間驅動相變的首次實驗觀察。這種轉變與熱力學相變有極強的類比，時間類比溫度，轉子動能的量子期望類比自由能。相變意味著系統的記憶行為突然發生變化：在臨界時間之前，系統在相空間中經歷混沌運動，對初始狀態的記憶在一段時間內被擦除; 在臨界時刻之後，量子干涉增強了混沌軌跡返回初始狀態的可能性，從而恢復系統的記憶。（王丁）
Experimental Observation of a Time-Driven Phase Transition in Quantum Chaos
Cl´ement Hainaut, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 134101 (2018)
二維脆性斷裂的普遍性和穩定性相圖
最近通過非線性相場斷裂理論再現了強動態條件下一類脆性材料中實驗觀察到的二維振盪裂紋不穩定性。在這裡，Lubomirsky等人強調了這種不穩定性的普適特徵：它存在於具有非常不同的近梢彈性非線性的材料中，振動波長遵循用耗散相關的非線性彈性固有長度尺寸畫出的普適性主曲線。此外，Lubomirsky等人表明，在增加破裂驅動力時，出現了高速梢劈裂不穩定性，如實驗證明的那樣。該分析的最終結果是二維脆性斷裂的綜合穩定性相圖，其顯著特性和拓撲結構與近梢非線性的形式無關。（王丁）
Universality and Stability Phase Diagram of Two-Dimensional Brittle Fracture
Yuri Lubomirsky, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 134301 (2018)
準雙年振盪實驗模型中
大尺度流的非線性飽和
準雙年振盪(QBO)是赤道平流層中內波產生的大尺度流的近週期反轉。Semin等人基於模型實驗，研究了導致大尺度流QBO產生的不穩定性，以及不穩定性的非線性區間。首次實現了對流非線性飽和速度的定量測量。揭示了QBO的產生由分岔所導致，這種分岔要麼超臨界，要麼亞臨界，取決於起主導作用的耗散過程，通過不穩定閾值附近的非線性分析證實了這一點。（王丁）
Nonlinear saturation of the large scale flow in a laboratory model of the quasibiennial oscillation
B. Semin, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 134502 (2018)
等離子體與束物理
高強度高對比度激光加速質子的重組
Tata等人發現高對比度強激光短脈衝入射固體靶時可產生快速中性原子。實驗研究表明加速質子重組的中性化比預期強200倍。快速中性原子可貢獻80%的10keV量級快速粒子，在更高能量快速粒子中，快速中性原子的比例迅速下降。而靶附近的高密度等離子體羽流中常規電荷轉移和電子-離子複合不能解釋此中性化。作者提出了一種電子和離子的共同傳播模型，其中遠離靶表面的結合解釋了實驗結果。作者還提出了該模型的新穎實驗驗證方案。該研究深入理解了離子和電子的密切關聯動力學行為，這也是中性原子產額高於預期的物理機制。（秦晨）
Recombination of Protons Accelerated by a HighIntensity High Contrast Laser
Sheroy Tata, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 134801 (2018)
國家點火裝置中高絕熱高性能
間接驅動低溫內爆
為達到點火所需的壓力和密度，有必要開發一種設計方法，使模擬更容易指導實驗。Baker等人介紹了一種新的短脈衝慣性約束聚變平臺，該平臺經專門設計使之更可預測。平臺已實現99％+0.5％激光耦合到空腔，且高內爆速度（411 km/s）、高熱點壓力（220+60 Gbar）和高冷燃料面密度壓縮比（> 400），同時保持可控的內爆對稱性，這為研究點火物理提供了一個前途光明的新物理平臺。（秦晨）
High-Performance Indirect-Drive Cryogenic Implosions at High Adiabat on the National Ignition Facility
K. L. Baker, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 135001 (2018)
流體框架下朗道阻尼的
更準確模型的新封閉
Hammett和Perkins將回旋熱流漲落或者四階迴旋流體矩偏差通過低階流體矩來表示，獲得了流體級聯方程的封閉，首次把動理學效應（如朗道阻尼）結合到了流體框架下。為了獲得在雙麥克斯韋分佈方程附近展開的流體模型的封閉，出現在動理學理論中或者相關的等離子體響應函數R(ζ)=1+ζZ(ζ)中的常用等離子體色散函數Z(ζ)，必須接近合適的Padé近似，只有這樣封閉才能對所有的ζ值成立。該封閉很少見，而Hammett和Perkins的原始封閉經常被採用。在本文中，Hunana等人展示了一個所有合理的朗道流體封閉的完備映射，這個映射能在迴旋近似下的四階矩層面建立，這被認為是目前最精確的封閉。此外，通過考慮在高階矩下的一維封閉，作者展示了可在流體框架下再現任意精度的線性朗道阻尼，據此表明了流體和無碰撞動理學描述的收斂性。（陽青程）
New Closures for More Precise Modeling of Landau Damping in the Fluid Framework
P. Hunana, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 135101 (2018)
持續毫秒量級的電子空穴中
電子分佈的直接觀測
儘管對於等離子體動力學來講，持續毫秒量級的空間結構（合唱波的非線性或者時域結構（TDS））非常重要，但是目前仍然沒有直接的觀測方法，並且這些波及TDS與電子的在毫秒時間尺度上的相互作用需要被理解。通過37個0.195ms磁層多尺度衛星電子測量的疊加，獲得了毫秒持續時間的電子空穴，並第一次觀測到亞毫秒時間尺度電子譜和俯仰角分佈。作者展示了重疊電子空穴裡keV能量量級的電子是由幾百伏特電壓加速得來，並且電子空穴裡的電子譜包含了幾個最大值和最小值，這個現象可以由一個描述電子入空穴時的能量改變的模型來解釋。Mozer等人報告了在TDS裡捕獲電子的第一次觀測，該觀測與理論所要求的相一致，即為了形成相空間空穴，這樣的電子必須存在。作者還討論了電子被電子穴加速的機制（當TDS進入到會聚磁場時垂直能量增益）和散射（由垂直電場所引起）。（陽青程）
Direct Observation of Electron Distributions inside Millisecond Duration Electron Holes
F. S. Mozer, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 135102 (2018)
凝聚態物理：結構
超硬凝膠是如何破裂的
高度拉伸材料的斷裂挑戰了我們關於物體破裂的觀點。作者直接觀察到施加應變大於50%的時候韌性雙網狀凝膠的斷裂。在斷裂的過程中，裂紋尖端形狀服從一個x≈y1.6的指數定律，這和低應變裂紋中觀察到的拋物線形狀形成對比。此時一個新的長度尺度l從這個指數律中產生。作者發現，當裂紋速度接近橫波速度時，l與材料存儲的彈性能量直接成比例併發散。作者的結果證實雙網狀凝膠會發生脆性斷裂並且為探索大應力斷裂機制提供了測試平臺。(曹錦)
How Supertough Gels Break
Itamar Kolvin, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 135501 (2018)
衝擊壓縮硅中的納秒熔化和再結晶
[編輯推薦語]衝擊壓縮硅的X射線衍射測量顯示硅的所有尖銳衍射峰丟失，然後是納秒再結晶。這證明硅是被熔化而不是非晶化。
原位、時間分辨、X射線衍射和同時連續測量被用於檢測被衝擊壓縮到54 GPa的Si的結構變化。通過所有尖銳晶體衍射峰的消失和單個寬衍射環的出現，作者確定了Si在～31-33GPa以上發生了衝擊熔化。從熔體邊界的再衝擊導致Si快速（納秒）再結晶為六方密排硅相併進一步支持熔化。本文的結果還對高溫高壓Si相圖提供了新的約束條件。(麻曉波)
Nanosecond Melting and Recrystallization in Shock-Compressed Silicon
Stefan J. Turneaure, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 135701 (2018)
超越常規標度定律的鐵電問題
最近報道了在超薄的第四族單硫族化合物中違反標度定律的鐵電尺寸效應。這個現象通常被歸因為包括缺陷、晶格應變等在內的外部效應。基於有限溫度的第一性原理計算模擬，作者發現這些異常現象的產生是由化合物從塊體到薄膜的不尋常的對稱性破缺造成的。電子結構的變化導致體相和薄膜中表徵鐵電相變的序參數不同，以及標度定律的失效。這種超出標度定律溫度（T
c）極限的作用機制將有助於預測廣受關注的室溫超薄鐵電器件。（毛慧燦）Ferroelectric Problem beyond the Conventional Scaling Law
Qi-Jun Ye, Zhi-Yuan Liu et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 135702 (2018)
凝聚態物理：電子性質
Td−MoTe2中庫侖相互作用導致
Lifshitz相變和雜化Weyl半金屬的證據
Xu等人使用軟X射線角分辨光電子譜研究了塊體過渡金屬二硫化物Td-MoTe2的電子結構，發現格點庫侖相互作用會導致Lifshitz相變，對精確描述電子結構至關重要。通過比較實驗數據和理論計算，作者發現MoTe2中有一對能帶會相互接觸同時形成第一類和第二類Weyl點，從而呈現混合Weyl半金屬態。作者指出揭示庫侖相互作用的重要性會打開一條理解MoTe
2中獨特物理性質的新途徑並且對理解這種範德瓦爾斯材料中關聯效應、強自旋軌道耦合以及超導電性的相互影響意義重大。（李松）Evidence of a Coulomb-Interaction-Induced Lifshitz Transition and Robust Hybrid Weyl Semimetal in Td−MoTe2
N. Xu et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136401 (2018)
Au(111)上單層WS2中K谷上的自旋結構
自從石墨烯被發現以來，二維材料由於其優良的電子和光學性能而引起廣泛研究。本文中，作者利用自旋和角分辨的光發射和逆光發射技術觀測Au（111）上單層WS2中K¯和K¯′處價帶和導帶中自旋結構。觀察顯示，單層WS2中存在著大小為1.98eV的直接帶隙，且該材料是面外自旋極化，對應著價帶中417 meV和導帶中16 meV自旋依賴的能量劈裂。在價帶和導帶中的自旋劈裂的能帶次序是相同的，而在K¯和K¯′高對稱點處卻是相反的。此次觀測結果也解釋了光學實驗中和穀物理有關的“暗”激子的輸運行為。（劉錢）
Spin Structure of K Valleys in Single-Layer WS2on Au(111)
P. Eickholt et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136402 (2018)
氫摻雜雙層石墨烯中
子晶格分辨共振散射的輸運光譜分析
二維材料的表面一般比較敏感，可以通過表面修飾對其電子、磁性等進行調優。特別地，氫化已經成為改變電子特性的強有力手段。本文中，作者通過在超高真空中同時進行低溫原子氫摻雜和電子輸運測量，展示了雙層石墨烯中子晶格分辨共振散射的實驗觀測結果，發現了兩種截然不同的共振散射峰。理論計算表明，其中一個峰值來自於子晶格上的氫吸附在α原子上的共振散射，而另一種則來源於氫原子吸附在β位置上的共振散射。基於此，作者進一步研究了退火對氫原子的吸附作用和熱脫附作用，表明退火作用將大力支持子晶格β上的氫吸附作用。（劉錢）
Transport Spectroscopy of Sublattice-Resolved Resonant Scattering in Hydrogen-Doped Bilayer Graphene
J. Katoch et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136801 (2018)
非厄米陳能帶
手性邊緣模式與量子霍爾絕緣體陳數密切相關是材料塊體和邊界的對應關係的一個範例。本文中，作者證明手性邊緣模式並不嚴格地與由非厄米布洛赫哈密頓函數定義的陳數聯繫在一起。進一步分析表明，這種傳統的塊體-邊界對應關係的分解來自於非厄米趨膚效應，使得與從布洛赫理論中產生的相圖存在明顯偏差。同時，作者通過引入非布洛赫陳數，如實地預言了手性邊緣模式的數量。該結果突出了非厄米能帶的特性，並建議了一個非布洛赫框架來描述它們的拓撲結構。（劉錢）
Non-Hermitian Chern Bands
S. Yao et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136802 (2018)
無序石墨烯邊緣反射定律的失效
反射定律表明光滑表面鏡像地反射波，相當於鏡面。只要無序尺度小於波長，此定律就對無序不敏感。單層石墨烯在低能區呈現線性色散及相應發散的費米波長。Walter等人提出證據表明，對於無序的石墨烯邊界，即使當電子波長比無序關聯長度長得多時，無序邊緣模式的共振散射也會導致漫電子反射。通過數值量子輸運模擬，他們表明這種現象在磁聚焦實驗中可以表現為非局域電導下降被觀察到。（方子明）
Breakdown of the Law of Reflection at a Disordered Graphene Edge
E. Walter et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136803 (2018)
雙層石墨烯中
集體量子霍爾瓦解的朗道速度
量子霍爾效應的瓦解通常發生在電場趨於朗道能級間Zener場，也就是朗道能隙與電子迴旋半徑之比的情況。儘管在半導體和石墨烯體系已經有不少這方面的工作，Yang等人在本文中進一步報道了他們通過高頻電流噪聲測得的高遷移率雙層石墨烯中的本徵Zener極限，並指出源於電子電子相互作用的集體激發是非常重要的。在無噪聲彈道量子霍爾效應區域之上，出現了一個很大的超泊松散粒噪聲信號，這標誌著朗道能級間的散射破壞了量子霍爾態。而這種現象在聲子和雜質散射被抑制的區域內依然存在，說明是由集體激發引起的。由於這個瓦解機制與超流體中的旋子機制非常相似，故可以用朗道臨界速度來描述。另外，作者還提出這種瓦解是電場誘導量子霍爾效應到金屬相轉變的先兆。（李松）
Landau Velocity for Collective Quantum Hall Breakdown in Bilayer Graphene
W. Yang et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136804 (2018)
界面產生的自旋流
Amin等人基於第一性原理能帶計算進行了輸運計算，發現在Co/Pt，Co/Cu和Pt/Cu界面處有很大的自旋流產生。這些面外流動的自旋流由面內電場驅動，其大小可以與Pt塊體中由自旋霍爾效應產生的自旋流相當。所研究三種界面都會產生極化方向垂直界面法線和電場構成的平面的自旋流。Co/Cu和Co/Pt界面還會產生一個額外的極化方向沿著m×(z×E)方向的自旋流 (m是Co的磁矩方向，z為界面法線，E是電場)。這種額外產生的自旋極化受磁矩控制卻並不沿著磁矩方向，這提供了在磁性三層體系中產生自旋轉矩的新型途徑。（李松）
Interface-Generated Spin Currents
V. P. Amin et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136805 (2018)
雙層石墨烯中微自平均一維局域化
能帶中受外場調節的能隙、拓撲邊緣態和谷自由度等特性使絕緣雙層石墨烯成為了一種其無量綱電導的標度律尚不清楚的獨特局域系統。本文中Aamir等人發現在強絕緣雙層石墨烯中，當通道長度小於約20倍局域化長度時，電導的對數在化學勢變化下的相對漲落隨通道長度增加近似呈對數衰減。這種“微小”的自平均和相應的電導對數與通道長度的依賴關係表明高度絕緣的雙層石墨烯中的輸運是沿著一維通道，其中的局域化長度大約為0.5±0.1μm，遠大於由塊體能隙預期的值。這個實驗反映了能隙打開的雙層石墨烯中有一種受到沿邊緣模式輸運所控制的非平庸局域化機制。（李松）
Marginally Self-Averaging One-Dimensional Localization in Bilayer Graphene
Md. Ali Aamir et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 136806 (2018)
FeS中由Lifshitz相變
誘導的雙圓頂超導電性
在鐵硫屬超導體中，FeS沒有向列相且電子關聯效應比FeSe要弱。不過在壓力下化學計量FeS的超導電性會先消失再重現，形成雙圓頂行為。為了分析四方相FeS超導序參數的本質，Shimizu等人進行了電子結構和自旋漲落理論計算。在無規相場近似下，作者發現了一個在壓力環境下具有d波對稱性的超導能隙函數，這與此前幾個關於FeS中節點超導序參數的報道相符。計算表面壓力處於4.6GP這一Lifshitz相變點以下時，超導配對強度隨著壓力增大而減弱。在Lifshitz相變點，費米麵出現很大的空穴態密度，超導能隙對稱性變為反號s波對稱。與此同時，配對強度顯著提高並在5.5GPa時達到新的極大值。這個計算工作解釋了FeS中出現兩個超導圓頂的原因。（李松）
Two-Dome Superconductivity in FeS Induced by a Lifshitz Transition
Makoto Shimizu et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137001 (2018)
觀察靜磁自旋波中的
類Goos-Hänchen相變
在光學上，光束在整個內部反射中可發生光束平面的空間位移。這種位移通常被稱為Goos-Hänchen位移。在考慮平面波時，該效應表現為入射和反射波之間的相移大小取決於沿表面的波矢分量的大小。本文中，作者首先在60nm厚的坡莫合金中激發平面自旋波，並使其沿著表面進行傳播。通過時間分辨的掃描克爾顯微鏡，作者能夠直接檢測入射和反射波之間的相移。在數值模型的幫助下，作者證明在雙極狀態下，這相位變化是自然發生的。（劉錢）
Observation of a Goos-Hänchen-like Phase Shift for Magnetostatic Spin Waves
J. Stigloher et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137201 (2018)
Rashba金屬中Neel和
Bloch型磁渦旋Hayami和Motome在理論上研究了極化磁導體中的非共面自旋結構。作者從具有自旋軌道耦合的近藤格子模型出發推導了一個計入各向異性和反對稱交換作用等廣義RKKY相互作用的有效自旋模型。通過對這個有效模型進行模擬退火，作者發現了一種在沒有外磁場時也能夠穩定的Neel型渦旋晶體，並且證明通常需要藉助Dresselhaus自旋軌道耦合才能形成的Bloch型渦旋晶體在Rashba模型中也可以實現。作者還指出磁場會把渦旋型晶體轉變成Neel型和Bloch型類斯格明子晶體。本篇工作說明了自旋軌道耦合和巡遊磁性間的相互作用會為非共面磁序帶來豐富的可能性。（李松）
Néel- and Bloch-Type Magnetic Vortices in Rashba Metals
Satoru Hayami and Yukitoshi Motome
Phys. Rev. Lett. 121, 137202 (2018)
耗散的磁振子-光子耦合引起的能級吸引
[編輯推薦語]對固體中磁振子和空腔光子之間能級吸引的觀察表明，它可能像能級相斥一樣是普遍存在的，對腔電子學的領域產生影響。
利用腔Lenz效應，可以通過施加射頻電流在磁性材料中誘導磁振子。本文中，作者展示腔Lenz效應引起的耗散磁振子-光子耦合作用將導致空腔反作用力，從而阻礙磁化動力學。實驗中觀測到該耦合作用明顯不同於由相干的磁振子-光子耦合引起的具有反交叉模式的能級排斥作用，其與雜化的磁振子-光子模式相結合，體現為一種能級吸引。進一步，作者提出了控制介於相干和耗散之間的磁振子-光子耦合的方法，並指出兩種效應消除的匹配條件。該工作揭示了磁振子-光子耦合中的隱藏信息，開啟了控制和利用光物質相互作用的新途徑。（劉錢）
Level Attraction Due to Dissipative Magnon-Photon Coupling
M. Harder et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137203 (2018)
通過NMR揭示CaK(Fe1-xNix)4As4中的
刺蝟自旋渦旋晶體型反鐵磁量子臨界性
反鐵磁性和向列性是兩種在大多數鐵基超導體(SCs)中觀察到的有序態。不同於那些鐵基超導體，新發現的超導體CaK(Fe1-xNix)4As4表現出反鐵磁(AFM)態，沒有向列序，稱為刺蝟自旋渦旋晶體(SVC)結構，這為研究無任何向列漲落影響下自旋漲落與超導間的關係提供了機會。Ding等對CaK(Fe1-xNix)4As4(0≤x≤0.049)的75As核磁共振研究表明，CaKFe4As4位於隱蔽的刺蝟自旋渦旋晶體反鐵磁量子臨界點(QCP)附近。CaK(Fe1-xNix)4As4 中沒有向列性的磁性量子臨界點突顯出鐵基超導體中自旋漲落和超導性的緊密聯繫。化學計量結構的優勢還使得CaKFe4As4成為進一步在沒有無序效應影響下仔細研究鐵基超導體中磁性量子臨界點與超導性之間關係的理想平臺。（方子明）
Hedgehog Spin-Vortex Crystal Antiferromagnetic Quantum Criticality in CaK(Fe1−xNix)4As4 Revealed by NMR
Q.-P. Ding et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137204 (2018)
液態水X射線吸收譜中
量子核效應的電子空穴理論
Sun等將電子空穴激發理論用於揭示水X射線吸收譜特徵中核量子效應的作用，其結構是通過採用MB
-POL分子間勢能模型的路徑積分分子動力學計算得到。與經典模擬水產生的光譜相比，量子核在能量和線形方面都對光譜產生重要影響。離域質子引起的漲落通過分子內共價性的變化影響氫鍵網絡的短程有序，擴寬了前邊光譜。對於中程有序和長程有序，量子核比經典質子更接近鄰近的氧原子，隨著強度從主要邊緣向後邊的移動會產生“類冰”的光譜特徵。計算得到的光譜與現有的實驗數據幾乎定量一致。（方子明）Electron-Hole Theory of the Effect of Quantum Nuclei on the X-Ray Absorption Spectra of Liquid Water
Zhaoru Sun et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137401 (2018)
過渡金屬二硫化物中的
極化子反常霍爾效應
Gutiérrez-Rubio等分析了由嵌入在光學腔內的半導體二維過渡金屬二硫化物製成的系統中強耦合的激子和光子的性質。通過對耦合的細緻微觀分析，他們揭示了光譜新穎且高度可調的特徵，這些特徵導致了極化子劈裂和光物質選擇規則的破壞。複合極化子的動力學受到源自它們組分和受限增強耦合的Berry相的影響。他們發現光物質耦合作為一種層展機制，可以使極化子的Berry相遠超過其基本組分，為實現極化子反常霍爾效應鋪平了道路。（方子明）
Polariton Anomalous Hall Effect in Transition-Metal Dichalcogenides
Á. Gutiérrez-Rubio et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137402 (2018)
超快自誘導的X射線透明度和磁衍射損失
使用超快≃2.5fs和≃25fs增強強度的自放大自發射脈衝及一種新穎的實驗方案，Chen等報導了Co/Pd多層樣品中同時的前向受激發射增加和波束外衍射對比度損失。實驗結果可通過結合光學Bloch方程和脈衝的統計描述定量地給出解釋。受激樣品響應對所用脈衝的入射強度，相干時間和能量漂移的依賴性揭示了增加對X射線自由電子激光輻射的控制的重要性。（方子明）
Ultrafast Self-Induced X-Ray Transparency and Loss of Magnetic Diffraction
Z. Chen et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137403 (2018)
狄拉克材料中
費米量子臨界點附近的無碰撞輸運行為
在量子臨界點附近，由於漲落現象的存在，使得對該點附近輸運行為的認識還不十分明確。本文中，作者展示了在相對量子臨界點附近無碰撞狀態下光學電導率的比例，並將二維無質量的Dirac費米子從一個完全有帶隙的絕緣體或超導體中分離出來。結果表明，當接近這樣一個臨界點時,無帶隙的費米子和玻色子之間存在強烈的耦合作用,從而在臨界區域內誘導普遍的抑制帶間光電導和Drude峰。由於長程庫侖相互作用，在非高斯臨界點會對光電導進行校正。同時，具有強烈相互作用的三維狄拉克或外爾液體也被提出。（劉錢）
Collisionless Transport Close to a Fermionic Quantum Critical Point in Dirac Materials
B. Roy and V. Juričić et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137601 (2018)
PbTiO3中的隨機極化不穩定性
儘管對具有鈣鈦礦結構的典型鐵電體系(例如BaTiO3和PbTiO3)的結構相變的討論開始於近七十年前，原子級別對極性特徵作為溫度，壓力和組分的函數的描述仍然是目前研究的主題。在這裡，Datta等人通過特徵相對陽離子位移的演化對PbTiO3中溫度驅動的局域結構關聯給出一種新穎的定量描述。這些結果為超越依賴於長程序的相變提供了新的見解。PbTiO3的鐵電－順電轉變是由逐漸失調驅動的隨機極化不穩定性而非局域偶極子的完全消失來實現的，這進一步表明，這種極化不穩定性是在具有巨壓電效應的基於PbTiO3的固溶體的準同型相界處化學誘導的。因此，他們的結果不僅可識別基於鈣鈦礦的鐵電體系中不斷演變的原子無序，也說明極化不穩定性可以作為相變及更好理解基於PbTiO
3的鐵電固溶體中結構-性質關係的通用紋記。（方子明）Stochastic Polarization Instability in PbTiO3
K. Datta et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137602 (2018)
超電流探測石墨烯-hBN超晶格中
範霍夫奇點的特徵
如果石墨烯晶格和氮化硼襯底的晶格相似，那麼石墨烯的能帶結構就可以被強烈的改變。在moiré超晶格中，甚至伴有範霍夫奇異點產生。本文中，作者在由石墨烯超晶格組成的約瑟夫森結中，分析擴散體系中的電流性質。結果顯示，
在該體系中存在著臨界電流，且該電流的大小依賴於Thouless能量。進一步，作者通過臨界電流和正常態電阻的綜合測量來估計石墨烯超晶格中的臨界密度。所得結果與理論預測相吻合，並強調了範霍夫奇點處態密度的強烈增長。同時，通過測量臨界電流對磁場的依賴性，作者發現在這些奇異點上存在著邊緣電流。通過減少與範霍夫奇點相關聯的費米速度，作者發現體內的超電流被抑制，而邊緣的電子卻沒有那麼局部化，從而導致了邊緣超電流。（劉錢）
Signatures of van Hove Singularities Probed by the Supercurrent in a Graphene-hBN Superlattice
D. I. Indolese et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137701 (2018)
量子雜質模型中的非平衡穩態輸運：
使用矩陣乘積態的熱場和量子猝滅方法
數值重整化群(NRG)已經被調整用於描述平衡中的相互作用雜質模型，但是它面臨源自例如外加偏壓的穩態非平衡限制。Schwarz等人表明，採用含時密度矩陣重整化群，使用熱場方法描述熱導線，使用NRG積掉高能模式，然後使用淬滅方案在低能下處理非平衡動力學，就可以克服這些限制。從而導出雜質模型的低至指數小能量尺度特徵電流的定量可靠結果(誤差≲3％)。他們給出了單雜質Anderson模型零偏壓電導峰值的溫度和磁場依賴性的基準性測試結果。（方子明）
Nonequilibrium Steady-State Transport in Quantum Impurity Models: A Thermofield and Quantum Quench Approach Using Matrix Product States
F. Schwarz et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137702 (2018)
GaAs/AlGaAs異質結中單電子源發射的
熱電子放出縱向光學聲子的速率
熱電子沿著量子霍爾棒耗盡邊緣傳播時會通過散射放出縱向光學聲子。Johnson等人基於時間分辨能力為1ps的新型飛行時間測量和電子能譜技術，發展了一種測量這個縱向光學聲子發射率的方法。測量結果比單電子模型給出的預期結果要大多個數量級，這說明可能存在一個伴隨朗道能級間的躍遷而發射聲子的機制。作者證明通過控制邊緣勢的形狀可以抑制這種散射機制，從而得到超過1mm的散射長度，使得這個系統能夠應用於大尺度單電子器件中。（李松）
LO-Phonon Emission Rate of Hot Electrons from an On-Demand Single-Electron Source in a GaAs/AlGaAs Heterostructure
N. Johnson et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137703 (2018)
軟物質與生物物理
受限於微米尺度的聚合物玻璃態的
熱力學超穩定性
Monnier等人採用快速掃描量熱分析來評估在給定的冷卻速率下獲得的熱力學狀態以及以微米尺度限制下的玻璃態聚合物（4-叔丁基苯乙烯）的分子流動性。他們發現，在如此大的約束尺度下，要獲得具有低於聚合物玻璃態轉變溫度（Tg）80K的假想溫度（Tf）下的熱力學狀態，對大塊非晶玻璃來說，需要穿過長達地質年代的時間尺度。他們還認為快速平衡機制可以提升達到這些狀態的幾率。重要的是，分子流動性在保持塊狀化時會發生Tf的大幅降低，這表明了玻璃化動力學和分子流動性之間的明顯解耦。（何寒梅）
Thermodynamic Ultrastability of a Polymer Glass Confined at the Micrometer Length Scale
Xavier Monnier, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 137801 (2018)
筒倉堵塞過程中幾何學及運動學的退耦
基於新型筒倉卸料程序的實施，Gella等人實現了對任意出口大小下顆粒速度的控制。從而隔離了對堵塞過程幾何和運動的貢獻。他們發現，對於給定的出口尺寸，將顆粒速度降到極低值會導致堵塞概率增加近乎兩個數量級，由此揭示了顆粒運動學在筒倉堵塞過程中的重要性。另外，他們通過探究出口大小和穀物速度的貢獻，所得結果與已知的將堵塞概率與出口尺寸相關聯的指數表達式一致。他們提出對這種表達式的修改辦法並揭示要與所有數據都能擬合得上，至少需要兩個參數：一個參數與問題對應的幾何形狀有關，另一個則與顆粒運動學有關。（何寒梅）
Decoupling Geometrical and Kinematic Contributions to the Silo Clogging Process
D. Gella, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 138001 (2018)
由液滴構成的自由連接聚合物
自組裝的一個重要目的是實現具有高保真度的預編程結構。McMullen等人通過控制DNA功能化乳液的化合價製備線性和支鏈模型的聚合物，即“膠體聚合物”。他們發現團簇尺寸的分佈與液滴達到規定化合價的聚合過程一致，並且構象統計顯示鏈條是自由連接的，與之相關的Kuhn長度接近一個液滴的直徑。聚合鏈的兩個端點間的長度隨著DNA鍵數目N以Nv的規律變化，其中ν≈3/4，這與二維的Flory理論一致。他們還發現如Zimm模型所預測的，DNA鏈擴散係數D近似有D∝N-ν的關係。與分子聚合物不同，膠體聚合物可以在溫度循環下重複組裝和拆卸，從而可以看作一種具有重構性的響應性軟物質。（何寒梅）
Freely Jointed Polymers Made of Droplets
A. Mc Mullen, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 138002 (2018)
螺旋度在DNA髮夾摺疊動力學中的作用
Li等人採用普遍使用的分子動力學模擬研究髮夾摺疊動力學，並特別注意到螺旋度對摺疊時間的影響。他們發現當雙重螺旋度消失，在三維情況下，時間從1.6(≃1+ν，其中ν是Flory 指數)變化到1.2(≃2ν)，髮卡長度n同反常標度指數α的關係滿足n(t)∼t1/α中；在兩維情況下(ν=0.75)和“鬼”鏈(ν=0.5)中，α=2ν這種關係在無旋轉發夾摺疊中被進一步驗證。他們的研究結果表明，長螺旋鏈的摺疊動力學受制於雙螺旋動力學，與之前基於未配對片段的“莖-花”圖像的理解形成鮮明對比。他們提出了螺旋鏈中α=1+ν的標度參數，與下一對鹼基的定向定位所需的弛豫是一個限速過程。(王赫)
Role of Helicity in DNA Hairpin Folding Dynamics
Huaping Li, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 138101 (2018)
用臨界性區分生物調控網絡的集合
有一種假設認為許多生命系統應表現出近臨界行為，這種假設不僅有充分的理論基礎，而且被越來越多的案例所證明。然而，人們還未找到一種貫穿全部生物網絡的識別臨界屬性的系統分析方法。在這篇文章中，Daniels等人用67個調控迴路的布爾模型的公開數據庫首次實現了對多種生物網絡樣本臨界性的系統分析。他們發現所有67個網絡都是接近臨界的。通過與具有相似拓撲和邏輯屬性的隨機網絡的集合進行比較，他們證明了生物網絡中的臨界性不能單獨從一些宏觀性質預測，如平均度⟨K⟩和邏輯函數中的平均偏差⟨p⟩等，而這些本來都是布爾網絡理論中很重要的參數。相反，真實的生物調控迴路的集合被每個節點的局域因果結構和邏輯共同約束。因此，生物調控網絡更能通過臨界性與其他任意的網絡區分開，而不是通過例如度分佈，邊緣密度或激活條件的比例等其它宏觀網絡性質來區分。（何寒梅）
Criticality Distinguishes the Ensemble of BiologicalRegulatory Networks
Bryan C. Daniels, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 138102 (2018)
粘附誘導的不連續相變和社會網絡分類
相變點標誌著大型複雜系統的宏觀屬性的質變。最近在網絡增長過程中出現了爆炸性轉變，並表現出連續和不連續相變共有的特性。真正的網絡不僅在增長，而且往往也在重組; 然而，常見的網絡重組過程，例如小世界重連網絡，不會出現相變。Molkenthin等人發現了一種由粘附控制的網絡重組過程中出現的本質上不連續的相變——所選鏈路的優先級保持與其終端節點的連接。通過推導出含時網絡演化的主方程並求出解析解，並將定性上不同的相分成單調的分佈和有峰的度分佈，他們在非平行網絡中識別出本質上不連續的相變。有趣的是，他們通過經驗數據進行分析，發現兩種同樣形式的度分佈之間存在分離，從而將抽象網絡（例如線上網絡）與面對面社交網絡明確地區分開來。（王赫）
Adhesion-Induced Discontinuous Transitions and Classifying Social Networks
Nora Molkenthin, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 138301 (2018)
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