PRL导读-2018年120卷04期
序
言
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普通物理：统计与量子物理
责编：郭文安
两个球体之间的卡西米尔力的测量
复杂的相互作用几何提供了一个独特的机会来改变卡西米尔力（Casimir Force）的强度和符号。然而，以前的测量仅限于球-平板或平板-平板构型。之前将测量扩展到不同的几何形状的尝试要么依赖于纳米加工技术，这种技术只局限于一些材料，要么由于更复杂结构的排列困难而对球-平板几何作微小修改。Garrett 等人克服了这一障碍，展示了用原子力显微镜对两个金球之间的卡西米尔力的测量。力的测量和x-y平面上的地形扫描(topographical scan)交替进行，从而保持两个球体对齐到大约400纳米(球体半径的1％)的范围内。作者的实验结果与Lifshitz 的邻近力近似理论一致。对邻近力近似理论的修正的界定是通过对9个球-球和3个球-平板测量（球的半径不同）实现。(刘录)
Measurement of the Casimir Force between Two Spheres
J. Garrett, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040401 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040401
通过多重量子相干
将时序混乱关联与纠缠联系起来
时序混乱关联(OTOCs)描述了量子信息在一个系统所有自由度上的混乱或去定域，因此被建议作为量子系统混沌的一个标志。测量OTOCs的最新实验进展要求人们更深入地了解这些量是如何描述复杂的量子系统的，尤其重要的是从纠缠的形成的角度。虽然OTOCs与纠缠熵之间的关系已经明确，但后者只能确定纯净系统中的纠缠而且实验上很难测定。在这篇工作中，Gärttner等人证明了多量子相干谱可以作为纠缠的证据，并作为多粒子纠缠的直接探针。这种谱是NMR中熟悉的OTOCs中特殊的一类。作者的研究结果开辟了利用实验验证纠缠是连接热力学、统计力学和量子引力的潜在纽带这种观点的一条路径。（刘录）
Relating Out-of-Time-Order Correlations to Entanglement via Multiple-Quantum Coherences
Martin Gärttner, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040402 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040402
粗粒化连续变量间的交互无偏性
Tasca等人考虑了连续变化量子系统的粗粒化测量的交互无偏性(mutual unbiasedness)。他们发现“标准”粗粒化的过程破坏了共轭变量之间的交互无偏性，而对于周期性的粗粒化，这种特性可以在理论上建立，同时实验上也能观察到。作者通过一个光学实验来展示他们的结果。在这个实验中，作者使用了一个周期衍射光栅来实现夫琅和费衍射，并且实验结果与理论结果很好地符合。这些结果是建立离散和连续变量量子力学之间连接的重要一步。（刘录）
Mutual Unbiasedness in Coarse-Grained Continuous Variables
Daniel S. Tasca, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040403 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040403
腔QED和电路QED系统中
离散时间晶体序
离散时间晶体是一种最近提出的，并且被实验观测到的Floquet系统中的非平衡动力学相，其中局域可观测量的频闪动力学在驱动周期的整数倍上重复出现。Gong等人利用一种驱动-耗散装置研究了这个问题。研究重点是调制开放Dicke模型，该模型可以由腔或电路QED系统来实现。在热力学极限下，作者采用了半经典的方法，在离散时间-晶体序之外发现了丰富的动力学相。在一个具有很少量子位的深度量子区域，作者发现了一个瞬时离散时间晶体行为的清晰信号，而这在孤立的副本中是不存在的。作者将Landau相变理论推广到开放Floquet系统, 建立了一个耗散离散时间晶体的唯象理论。（朱文静）
Discrete Time-Crystalline Order in Cavity and Circuit QED Systems
Zongping Gong, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040404 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040404
量子过程中可操作的马尔可夫条件
Pollock等人推导出一个量子过程是马尔可夫过程的充要条件，这与一个经典过程在相关极限下的条件是一致的。通过解释所有潜在的可检测的记忆效应，作者得出的条件统一了所有已知的量子马尔可夫过程的定义。作者接着推出了一系列对非马尔可夫性的有明确的可操作解释的测量，例如模拟一个过程所需的记忆大小，或者马尔可夫性假设的实验可证伪性。（朱文静）
Operational Markov Condition for Quantum Processes
F. Pollock, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040405 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040405
连续变量测量中贝尔不等式的违背
贝尔不等式是一个基本的测试，它排除了两个分离物理系统之间的关联的局域隐变量模型描述。已有一些实验利用离散变量系统实现了对贝尔不等式违背。Thearle等人使用连续变量正交测量法显示了贝尔不等式的违背。通过创建具零差检测的四模纠缠态，他们记录了一个明显的违背：贝尔值B = 2.31±0.02。这为在设备独立的量子协议中使用连续变量态提供了新的可能性。(朱文静)
Violation of Bell’s Inequality Using Continuous Variable Measurements
Oliver Thearle, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040406 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040406
在人造动量晶格中的关联动力学
An等人研究了动量空间晶格中原子相互作用对量子模拟的影响，这里离散动量态间的受驱转变类同于人造晶格的格点之间的输运。低能原子碰撞，在实空间是短程的，与动量空间中的几乎无限远相互作用相关。然而，可区别动量态中的原子之间增加的交换能会导致动量空间中原子间的有限程的等效吸引。在这篇文章中，作者观察到由这种相互作用导致的动量空间双势阱中的自陷现象，这为在特制的动量空间晶格中的更复杂的多体问题研究铺平了道路。作者考虑了这些相互作用可能产生的各种类型的现象，包括锯齿形磁通晶格中形成手性孤子。(崔石峰)
Correlated Dynamics in a Synthetic Lattice of Momentum States
F. An, E. Meier, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 040407 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040407
量子计算的事后证明
Fitzsimaons等人提出了一套在量子计算执行完后的任意时间验证该计算的方案。他们提出了两种构造：一种是需要五个纠缠的校准者(provers)和一个完全经典的验证者(verifier)；另一种是需要一个单校准者和一个验证者，以及校准者和验证者之间的单程量子通信，这个验证者被限制于在X或Y基下测量量子比特。这些结果说明验证可以完全独立的实现。作者还表明，带有一个单校准者和完全经典的验证者的常数轮组协议(constant round protocol)是不可能实现的，除非限界误差量子多项式时间(BQP)包含在多项式阶层(polynomial hierarchy)的第三阶中。（崔石峰）
Post hoc Verification of Quantum Computation
J. Fitzsimons, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 040501 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040501
无限长线上量子行走
首次测到的抵达
Thiel等人证明一个图(graph)上量子性粒子的首次测到(first detection)非常敏感地依赖于探测器和粒子的初始位置之间的距离ξ以及采样时间τ. 通过有最近邻跳跃的紧束缚晶格哈密顿量，作者利用最近提出的量子更新方程来研究无限长线上首次测到的统计，揭示了首次测到概率的普适特性并分析了简单极限的情况，这包括大ξ极限，小τ极限，和探测概率随尝试次数的幂律衰减，这个探测概率叠加了量子振荡。对于大ξ，首次测到概率有一个标度形式，当采样时间相当于能带宽度的倒数非解析行为出现，同时伴随着统计行为的转化。最大的总概率发生在接近这一转变点的τ值。当粒子的初始位置远离检测点时，作者发现总的测到概率达到一个与距离无关的有限值。（崔石峰）
First Detected Arrival of a Quantum Walker on an Infinite Line
Felix Thiel, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 040502 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040502
通过Kalman滤波来实现超越原子
传感器时间分辨率的信号追踪
Jimenez-Martinez等人研究了一种典型的原子传感器中的时变信号的因果波形，这种传感器是一种由法拉第旋转探针监控的碱蒸汽。作者使用Kalman滤波来估量由光学泵浦产生的随机输入信号（Kalman滤波可以最优化追踪已知的线性高斯随机过程）。通过比较已知输入与估量结果，作者证实了原子统计模型的精确性和Kalman滤波器的可靠性：可以恢复比传感器的时间分辨率简略得多的波形细节。通过适当的滤波选择，在追踪部分已知和非高斯信号过程时也得到了类似的好处，如在大部分实际检测应用中发现的那样。这种方法在相干检测中避开了灵敏度和时间分辨率之间的权衡。（崔石峰）
Signal Tracking Beyond the Time Resolution of an Atomic Sensor by Kalman Filtering
R. Jimenez-Martínez, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 040503（2018）
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040503
由局域运动积分识别
相互作用系统中的Majorana模
近年来，在相互作用可积模型或多体局域化系统中识别运动的局域积分的方法取得了很大的进展。Więckowski等人证明了其中一种方法可以用于在任意多体相互作用的系统中构造局域的、守恒的马约拉纳费米子。作为测试，作者首先研究一个无相互作用的Kitaev模型，显示这种方法可以完美地再现标准的结果。然后讨论了多体相互作用对马约拉纳模的空间结构和寿命的影响。最后，作者确定了一个区域，在这个区域高温下马约拉纳关联子中存储的信息也可以保留任意长时间。作者表明，这一区域被包括在受拓扑保护的软马约拉纳模区域中，但在某些情况下要小得多。（刘录）
Identification of Majorana Modes in Interacting Systems by Local Integrals of Motion
A. Więckowski, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040504 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040504
压缩照明频闪量子比特测量
微波压缩代表超导量子比特测量的极端敏感前沿。然而测量的增益仍然难以实现,部分原因是通过标准色散读出集成会通过反压缩噪声污染信号通道。Eddins等人引入一种具有优越压缩兼容性的频闪光物质耦合，观察到最终的信噪比提高了24％。压缩正交相减缓了测量导致的失相1.8倍。这种方案为实际利用压缩作量子比特测量提供了一种手段。(刘录)
Stroboscopic Qubit Measurement with Squeezed Illumination
A. Eddins, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040505 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040505
非平衡光子凝聚体中的解凝聚：
当少即是多的时候
Hesten等人研究了一个泵浦染料填充微腔中光子系统的稳态. 通过改变泵浦和实现热平衡，该系统可以被调节在玻色-爱因斯坦凝聚、多模凝聚和激光发射之间转换。他们给出一个丰富的非平衡相图，该相图展示了这些相之间的相变，包括在通常有利于凝聚的条件下一些单个模式的解凝聚。（刘玉海）
Decondensation in Nonequilibrium Photonic Condensates: When Less Is More
Henry J. Hesten, et al
Phys. Rev. Lett. 120,040601 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040601
量子涨落定理、互文性和功准概率
受最近Perarnau-Llobet等人的一个‘不可能’结果（no-go result）启发， Lostaglio讨论了量子涨落定理中互文性(contextuality)的作用。他证明任何重复出经典态的两点测量方案的涨落定理，要么承认功准概率(workquasiprobability)的概念，要么无法描述表现出互文性的协议。相反，他描述了一个协议(protocol), 该协议光滑内插于一个针对投影测量的两点测量功分布与Allahverdyan 的针对弱测量的功准概率之间。他还显示后者的负性是互文性的标志特征。（刘玉海）
Quantum Fluctuation Theorems, Contextuality, and Work Quasiprobabilities
Matteo Lostaglio
Phys. Rev. Lett. 120, 040602 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040602
分数布朗运动的广义反正弦定律
布朗运动的三个反正弦定律是极值统计学的基石。对于一个从原点开始的布朗运动Bt，经历时间T，考虑如下三个观测量: (i) 过程为正的时间间隔t+，(ii)过程上次回到原点的时刻tlast，(iii) 过程达到最大值(或最小值)的时刻tmax。所有三个观测量都有相同反正弦函数形式的累积概率分布，因此称为反正弦定律。Tridib Sadhu等人展现了对于分数布朗运动（带有赫斯特指数H的非马尔可夫高斯过程）Xt这些定律如何变化。它推广了标准布朗运动(即H = 1/2)。作者以ϵ=H−1/2微扰展开得到三个概率。尽管这三个概率不同, 但是区别只能发生ϵ二阶上。通过大规模的数值模拟，作者的结果以高精度被证实。(朱文静)
Generalized Arcsine Laws for Fractional Brownian Motion
Tridib Sadhu, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 040603 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.040603
引力与天体物理
导读：郭敏勇；责编：高思杰
双中子星并合过程中
粘滞耗散和热传导
探测双中子星并合发出的引力波，最引人注目的一个前景是，借助它可以推断致密物体的性质。然而，因为并合后的残存期，粘滞耗散和热传导都将发挥显著作用，所以，需要能把两个因素都考虑进去的，可靠的数值模拟手段。Alford等人计算了典型耗散的时间尺度，发现热输运和剪切粘度只有在发生中微子俘获时才会体现作用，而发生中微子俘获的条件，需要超过10 MeV的高温以及梯度超过0.1 KM的尺度或者更低。另一方面，如果直接-尤卡过程受到抑制，会使修改-尤卡过程达到味平衡，从而在并合后，内部粘滞耗散会对密度震荡产生很明显的阻尼效果。与使用最先进的模拟技术得到的数据相比，他们发现，在典型的并合中，内部粘度的数值接近其共振最大值。这意味着，对于中子星的引力波信号研究，内部的粘滞耗散发挥的作用，需要更多的认识。
Viscous Dissipation and Heat Conduction in Binary Neutron-Star Mergers
Mark G. Alford, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 041101 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120. 041101
借助贫金属星对暗物质
速度的经验确定
银河系暗物质的光晕由更小的亚晕吸积而成。这些亚晕也能孕育星体-典型的古老的贫金属星-被干扰而聚集在银河内部区域。在本文中，Herzog-Arbeitman等人发现，在太阳的邻域，暗物质和贫金属星由于相同的起源具有类似的运动学性质。厄里斯模拟不仅有高分辨率，而且可以逼真地模拟银河系，并追踪暗物质和重子的演变过程，他们利用厄里斯模拟证明，贫金属星体确实可以作为标记，追踪局域的非平衡的暗物质的速度分布。因此，距离太阳4 kpc以内的局域暗物质的速度，可以用史隆数字巡天计划观测到的星际光晕推断出。该经验分布不仅与标准的光晕模型有很大不同，并且指出，在无自旋的散射截面上，暗物质的质量范围可能会被减弱到10 Gev以下。盖亚的数据会进一步完善他们期望的分布，并且检验局域子结构的存在。
Empirical Determination of Dark Matter Velocities Using Metal-Poor Stars
J. Herzog-Arbeitman, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 041102 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.031102
新星爆发后Ia型超新星
宇宙射线锂的产生
AMS-02最近对宇宙射线轻核的观测证明，在宇宙射线锂盐中，存在一种未知的组分，从次产物的情况看，该组分的光谱指数比已知组分的光谱指数更大。Kawanaka和Yanagita提出，宇宙射线中锂核源于新星爆发后的Ia型超新星。他们建立了理论模型，并将AMS-02提供的有关宇宙射线氢核流、氦核流、锂流数据代入匹配，发现这个机制与观测是一致的。另外，他们也简要讨论了一些可以验证他们猜想的观测实验。
Cosmic-Ray Lithium Production at the Nova Eruptions Followed by a Type Ia Supernova
N. Kawanaka and S. Yanagita
Phys. Rev. Lett. 120, 041103 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.041103
基本粒子与场论
责编：晁伟、刘晓辉
Tevatron 中产生正反顶夸克
前后不对称的联合测量
费米实验室 Tevatron 对撞机实验的 CDF 和 D0 合作组基于快度差异和衰变轻子之间的不对称，测量了向前产生和向后产生的正反顶夸克之间的不对称。这些测量使用了质心能在1.96 TeV 处正反质子对撞的全部数据。文章报道了单举不对称的结合的结果及其对相关运动学量的微分依赖性。合并的单举不对称度为0.128±0.025。单举和微分不对称的结合结果与标准模型的预言一致。
Combined Forward-Backward Asymmetry Measurements in Top-Antitop Quark Production at the Tevatron
T. Aaltonen et al. (CDF Collaboration, D0Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 120, 042001 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.042001
高能质子-核子对撞中
初态关联的多粒子集团
在RHIC与LHC的轻重离子对撞实验中观测到的多粒子关联的定性特征可以在简单的部分子初态模型中色荷在重核靶上向前相干散射的局部区域重新构建出来。这包括：（i）双粒子关联 vn{2}的方位角 nth 傅立叶谐谐波大小的排序；（ii）四粒子傅立叶谐波 v2{4}的能量和横动量依赖；（iii）不同的傅立叶谐波之间四粒子对称的累积量测量相关性的能量依赖。相似的模式可以在模型的阿贝尔版本中被看见，对于双粒子、四粒子、六粒子和八粒子关联，作者发现 vn{2}>v2{4}≈v2{6}≈v2{8}。这种模式通常被解释为水流引起的集团信号，而本文的结果提供了 P+A 对撞中观测到的多粒子关联的另外一种描述。
Multiparticle Collectivity from Initial State Correlationsin High Energy Proton-Nucleus Collisions
Kevin Dusling, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 042002 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.042002
生成对抗网络的加速科学：
3D粒子雨在多层量热器中的应用
大型强子对撞机 (LHC) 的物理学家依靠对粒子碰撞的详细模拟来建立实验数据在不同理论模型假设下可能看起来的期望。我们需要PB量级的数据来开发分析技术，但是使用现有算法和计算资源成本很高。在模拟管道中，探测器的建模和在量热器中与物质相互作用的粒子串的精准描述是最具计算要求的步骤。我们因此引入一种基于神经网络的生成模型，以实现高度保真、快速、电磁量热器的模拟。虽然在整个相空间中实现高精度仍然存在挑战，但是我们当前的解决方案能够重现各种粒子雨的性质，并且运算速度比之前最大可以快105倍。这开启了快速模拟的新时代并且节省大量的计算时间和磁盘空间，同时扩大了在LHC等实验中的物理搜索和精确测量的范围。
Accelerating Science with Generative Adversarial Networks: An Application to 3D Particle Showers in Multilayer Calorimeters
Michela Paganini, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 042003 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.042003
原子、分子与光学
导读：徐露婷；责编：张文凯
He2+自旋精细结构的测定
分子阳离子中自旋转动的能级间隔的测量是一项具有挑战性的工作，特别是当离子不存在电偶极允许的振转跃迁时尤为如此。本文提出了一种基于角动量基矢变换，利用高Rydberg态的精细结构来测定分子离子的自旋精细结构的方法，并用来测定迄今未知的处于X 2Σu+态的He2+离子的自旋精细结构。本文测得v+=0，量子数N+分别为1、3、5的He2+离子的精细结构劈裂为7.96(14)、17.91(32)和28.0(6) MHz。该实验通过单模连续激光来记录氦分子He2从a 3Σu+亚稳态到高Rydberg态的跃迁谱线。
Determination of the Spin-Rotation Fine Structure of He2+
Paul Jansen, et al.
Phys. Rev. Lett.120, 043001 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043001
圆偏振场中Xe原子多光子电离的
能量和动量分辨的光电子自旋极化
本文通过圆偏振场中Xe原子的多光子电离的动量和能量分辨的光电子自旋极化进行了联合实验和理论研究。作者通过实验测量了Xe原子在圆偏振的近红外（800 nm）和紫外（400 nm）光中的光电子动量分布。虽然没有从实验直接测量自旋极化，作者通过比较实验和模拟的光电子动量分布来分析动量和能量分解的光电子自旋极化。本文表明，考虑激光聚焦效应，使用400纳米的圆偏振紫外光，通过Xe原子可以产生超过90％自旋极化，这使得通过动量门进行自旋态分离成为可能。本文的结果为通过强激光场多光子电离产生高度自旋极化的电子源铺平了道路。
Energy- and Momentum-Resolved Photoelectron Spin Polarization in Multiphoton Ionization of Xe by Circularly Polarized Fields
Ming-Ming Liu, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 043201 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043201
强场电离中的自旋和角动量分析
本文在功率密度为6×1013W/cm2的395nm圆偏振激光脉冲的作用下，测量了Xe原子多光子电离产生的电子的自旋极化。在使用的3.14 eV的光子能量时，分别处于基态（J=3/2，电离势Ip=12.1eV）和第一激发态（J=1/2，Ip=13.4eV）的Xe+离子的电离产生的电子能量分布的阈上电离峰明显分离。阈上电离双峰对应的电子自旋极化方向相反。对于J=1/2，其最终离子态的自旋极化强度是J=3/2时的两倍。与此同时，结果表明电离概率强烈依赖于磁量子数的正负号。
Spin and Angular Momentum in Strong-Field Ionization
D. Trabert，et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 043202 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043202
电子g因子的两圈图结合修正
本文对被类氢离子束缚的电子的g因子做了级数为α2 (Zα)5的修正。该结果消除了预测硅离子和碳离子时主要不确定性，被用于确定电子的原子质量。
Two-Loop Binding Corrections to the Electron Gyromagnetic Factor
Andrzej Czarnecki, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 043203 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043203
基于H2的深紫外频率计量的
分子量子理论测试
氢分子和其同位素及其离子形式是测试量子化学理论的基准系统。分子能量结构计算的进展使量子电动力学的实验验证成为可能，并且可以通过氢分子的光谱确定质子电荷半径。本文通过Ramsey-comb激光光谱测量了邻位氢分子的基态向第一激发态的EF1Σg+-X1Σg+(0,0) Q1跃迁。测得的跃迁频率为2 971 234 992 965(73) kHz，精确度比之前的结果高两个数量级。本文的结果大大改进了氢分子的解离能(D0)的测定。
Deep-Ultraviolet Frequency Metrology of H2 for Tests of Molecular Quantum Theory
R. Altmann, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 043204 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043204
通过小质量原子弹性碰撞
冷却受俘单个离子的动力学
本文展示了通过小质量的超冷原子组成的缓冲气体冷却单个离子的方法，即通过抑制碰撞引起的加热来实现有效的碰撞冷却。作者尝试利用一个简单的速率方程模型来解释实验结果，并定量讨论了单次碰撞的冷却效率。本文的结果促进了利用中性原子冷却离子的技术的发展。
Cooling Dynamics of a Single TrappedIon via Elastic Collisions with Small-Mass Atoms
Shinsuke Haze,et al.
Phys. Rev. Lett.120, 043401 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043401
连续可变的三光子态量子纠缠
本文研究了通过相位匹配的三阶非线性光相互作用产生的三光子态相关的三种模式的量子纠缠。虽然二阶过程已被广泛研究，但二阶和三阶机制不能直接类比。本文表明，三光子通过自发参量产生时，三种模式的正交变量之间没有量子纠缠。然而，在完全通过种子受激产生的情况下，三光子之间表现为稳定的、种子依赖的真正的量子纠缠。
Continuous-Variable Triple-Photon States Quantum Entanglement
E. Rojas González, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 043601 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043601
基于异类原子纠缠来检验
弱等效原理的量子方法
本文提出了通过两个纠缠的异类原子组成的样品来检验弱等效原理的实验方案。在该实验中，通过分别施加在两种原子上的两个原子干涉仪的纠缠来实现异类原子的纠缠，并且考虑了两种原子之间的微分重力加速度的相干测量。本文通过对任意原子发射的单光子（无法区分来自哪个原子）进行探测来在干涉仪的初始分束器中制备两原子的纠缠态。与其它的弱等效原理的测试方案不同，本文的方案中参与微分重力加速度测量的两个粒子不是经典独立的，而是纠缠在一起的。通过这个方案，作者探讨了弱等效原理的有效性。该实验的实现利用了在高精细光腔中通过真空受激快速绝热过程方法纠缠的85Rb和87Rb原子。本文得到的Eötvös参数可达到10-7的精度。
Proposal for a Quantum Test of the Weak Equivalence Principle with Entangled Atomic Species
R. Geiger and M. Trupke
Phys. Rev. Lett.120, 043602 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043602
非线性动力学和流体力学
责编：兰岳恒
具有可调轨道角动量的声学
虚拟漩涡捕获米氏粒子
声涡可以转移角动量和捕获粒子，在这篇文章中，Marzo等人表明，由气体声旋俘获的颗粒高速运动，导致动态不稳定性和弹射。他们通过生成等螺旋度但手性相反的短脉冲涡旋证明在声涡旋内可以稳定捕获。这产生了具有轨道角动量的“虚拟涡旋”，可以独立于捕获力而进行调整。我们利用这种方法来调整涡旋束中粒子的旋转速度，并第一次为波长大小的粒子（即米氏粒子）产生三维声学阱。他们预计，虚拟涡旋将允许在离心分离和操纵任意大小的颗粒方面有新的应用。利用标准的声学悬浮方法，已经开发了许多应用，如晶体学，显微术和光谱学。因此，引入虚拟漩涡将扩大声悬浮的用途，允许操纵更大的物体并控制其旋转。虚拟涡旋也可以使其他领域受益，如微流体，光和电子束。(闫子硕)
Acoustic Virtual Vortices with Tunable Orbital Angular Momentum for Trapping of Mie Particles
Asier Marzo, etal.
Phys. Rev. Lett. 120, 044301 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/hysRevLett.120.044301
光子的非互易性局域化
Ramezani等人证明了在一个时空调制原子响应形成的移动光晶格中，非互易性局域化光子是有可能的，其中色散获得关于探针方向光谱的多普勒频移。放置在移动晶格中的静态缺陷在带隙中产生了光的空间局域化，带隙频移取决于入射场相对于移动晶格的方向。这种现象不仅对光子学，而且也对一些像凝聚态和声学等更广泛的领域有重要作用。为设计新的设备，如小型隔离器，环形器，非互易性陷阱，传感器，单向可调滤波器，甚至可能是一个单向激光，打开了大门。(王诗旖)
Nonreciprocal Localization of Photons
H. Ramezani, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 043901 (2018).
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.043901
依赖时间的ENZ介质中
光学时间反转
空间上均匀、时间上变化的光学响应材料有许多应用：从无磁分离器到量子场论的基本研究。但是，这些效应只有在振动周期达到光频时才会显著，因而严重阻碍了它们的实际应用。Vezzoli等人介绍了一种（在空间上均匀）介电常数脉动在光频的薄膜材料，它是Pendry最初提出的时间反转介质。Vezzoli等人使用基于Al掺杂的氧化锌的光泵浦来进行实验，这是一种厚度为500nm且ε接近零（ENZ）的材料膜。入射探测光束通过反射相位共轭光束被负折射和时间反转。由于高非线性和接近于零的折射率，ENZ膜使那些具有接近单位效率和大于单位内部转换效率的时间反转光束同时进行负折射和相位共轭。因此，ENZ平台提供了所需的时间反转特征，可以用于亚波长成像、全光分离器和基本量子场论研究。(王娟娟)
Optical Time Reversalfrom Time-Dependent Epsilon-Near-Zero Media
Stefano Vezzoli, Vincenzo Bruno, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 043902 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.043902
水-气功能面的声音传输
有效地将声音从水中传输到空气中对提高水声探测灵敏度至关重要。然而，自然条件下，只有0.1%的声波能量能通过边界传播，在听觉频率下，四分之一波片或者多层抗反射膜过于笨重而不适于实际应用。在这里，Bok等人提出一个厚度仅有的功能表面，其中是空气中的波长，功能表面由一组功能单元阵列组成，每个功能单元包含一组膜和一个空气腔。Bok等人通过实验证明这样的功能单元能使700Hz处的声音传输增加两个数量级，使大约30%的入射声功率从水中传输到空气中。可以应用到水下声波传感和通信中。（张聪）
Metasurface for Water-to-Air Sound Transmission
Eun Bok, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 044302 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.044302
用棘轮表面控制热湍流的
传热和流结构
Jiang等人通过实验和数值计算相结合的方法研究了矩形单元内的热驱动湍流，得到了整体传热和相干流结构在上下板表面具有非对称棘齿粗糙度情况下的控制规律。通过导电板上棘轮结构的存在而导致的对称性破坏，即使当对流单元完全平整时，大规模循环辊( LSCR )的取向也可以锁定到优选的方向。通过引入一个小的倾斜，Jiang等人证明了LSCR取向可以被调节和控制。LSCR的两种不同取向给出了两种截然不同的热传递效率，表明在非对称粗糙结构上热传递对LSCR取向的敏感。通过对非对称结构上热羽流排放动力学和LSCR取向的定量分析，Jiang等人对这些发现提供了物理解释。目前的工作对工程、生物流体动力学和地球物理流中的被动和主动流控制具有重要意义。（胡婧）
Controlling Heat Transport and Flow Structures in Thermal Turbulence Using Ratchet Surfaces
Hechuan Jiang, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 044501 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.044501
等离子体与束物理
责编：陈少永
基于库仑驱动的相对论电子束压缩
带电粒子之间的库仑相互作用是许多研究领域所熟知的现象。一般而言，库仑排斥了力会使电子束的脉宽增加，也会限制许多科学装置（如超快电子衍射和x自由电子激光）的时间分辨率。Lu等人却展示了一种利用库仑力压缩相对论电子束的方案。与传统射频聚束技术截然不同的是，该方案没有引入外加的时间抖动。这项研究不仅提升了电子束超快器件的时间分辨率，为探测远离平衡态的材料系统提供了可能性，同时也打开了一个利用自场相互作用操控电子束的新方向。（杨生鹏）
Coulomb-Driven Relativistic Electron Beam Compression
Chao Lu, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 044801 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.044801
非线性康普顿散射中的高维焦散
强激光与高能电子束碰撞的康普顿散射光谱和角分布通常需要依靠数值模拟来获得。然而，由于光谱受到许多参数的影响，数值研究的计算量会非常大。Kharin等人采用突变理论预测了康普顿散射光谱中的高维焦散，它与亮的窄带光谱线相关，在最简单的情况下可以由脉冲的线性短促声波值来控制。该方法可以降低康普顿光谱分析的计算量，也有助于研发和优化基于非线性康普顿散射的x光源与gamma光源。（杨生鹏）
Higher-Dimensional Caustics in Nonlinear Compton Scattering
V. Kharin, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 044802 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.044802
JFT-2M托卡马克装置中湍流
驱动测地声模的量化分析
Kobayashi等人研究了测地声模（GAM）调制下的湍流空间结构和湍流输运，进而讨论了测地声模的激发机制。研究发现测地声模主要由局域雷诺协强激发，而非动力学剪切。估算的增长率大于线性阻尼系数，且在量级上与通过测地声模动能时间演化估算的有效增长率相同。（秦晨晨，牟茂淋）
Quantification of Turbulent Driving Forces for the Geodesic Acoustic Mode
in the JFT-2M Tokamak
T. Kobayashi,et al
Phys. Rev. Lett. 120, 045002 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.045002
电子气体在磁喷嘴中的绝热膨胀
Takahashi等人在一个专门设计的实验中发现，当从系统中移除电场时，理想电子气体具有近乎完美的绝热膨胀——多变指数超过1.4，接近绝热值5/3；同时发现，当电子被电场捕获时，多变指数接近单位值。实验测量的是磁喷嘴中膨胀的氩等离子体中的无碰撞电子。电子碰撞的特征长度大于膨胀的尺度，这意味着系统不能实现热力学平衡，因此必须谨慎地使用热力学概念来解释实验结果。需要指出的是，由等离子体密度径向不均匀性产生的洛伦兹力，将作用于膨胀的磁场，减少电子气体内能，使之表现出绝热膨胀的理想气体特性。（阳青程，牟茂淋）
Adiabatic Expansion of Electron Gas in a Magnetic Nozzle
K. Takahashi, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 045001 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.045001
凝聚态物理：结构
责编：殷志平
孤子气体和广义流体动力学
Doyon等人证明了广义流体动力学（GHD）方程，一种欧拉尺度下可积量子系统的流体动力学理论，衍生于对经典气体家族（硬杆气体）的完全推广。在经典气体家族里，粒子在碰撞时会前进或后退一段取决于它们的速度的距离，这让人联想到经典的孤子散射。这为广义流体动力学提供了一个“分子动力学”：一种高效，灵活且适用于外力场的数值求解器。广义流体动力学也描述了经典孤子气体的流体动力学。作者认为任何量子模型的广义流体动力学等同于它的类孤子波包气体的广义流体动力学，从而提供了一个显著的量子-经典等价性。这个理论直接适用于可积量子链和在冷原子实验中实现的Lieb-Liniger模型。(曹锦)
Soliton Gases and Generalized Hydrodynamics
Benjamin Doyon, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 045301 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.045301
通过Feshbach共振的暗态控制
实现Fulde-Ferrell超流体
He等人提出长期寻求的非零动量配对的Fulde-Ferrell超流体可以在 40K或6Li原子的超冷双组分费米气体中通过利用多普勒频移斯塔克效应产生闭合通道暗态来光学调谐它们的磁性Feshbach共振来实现。在这个方案中，两个反向传播的光场被用于将封闭通道中的两个分子态耦合到一个激发的分子态，这导致显著违反在暗态下的伽利略不变性，因此导致了Fulde-Ferrell超流的可能性。作者为两体和多体问题发展了一个场理论公式，并预言Fulde-Ferrell态具有非凡的性质，如各向异性的单粒子色散关系，零温下被压制的超流密度，各向异性的声速和旋转集体模式。布拉格光谱实验可以探测后两个特征并提供一个Fulde-Ferrell超流的确凿证明。（麻晓波）
Realizing Fulde-Ferrell Superfluids via a Dark-State Control of Feshbach Resonances
Lianyi He et al
Phys. Rev. Lett. 120, 045302(2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.045302
硅纳米晶结构中声子传播的终极禁闭
该文通过热导性质的测量和声子气体动力学模型的计算阐明了外延硅纳米晶结构（SiNC）低热导性的产生机制。这种外延硅纳米晶结构是由尺寸为3-5nm的Si颗粒组成的，颗粒被约0.3nm的超薄SiO2薄膜隔开。作者通过时域热反射技术对SiNC结构进行了热导性测量，测量温度范围为50-300K。他们发现在整个测量温区内，该结构的热导性都非常低，且明显低于块体非晶硅和SiO2的热导值。声子气体动力学模型能够在不用任何拟合参数的条件下重现实验上测量的热导性质。该模型使用了基于第一性原理的非简谐晶格动力学的本征输运特性和依据原子格林函数得到的透过SiO2超薄薄膜的声子透射率。分析揭示SiNC结构中声学支声子的平均自由程等于甚至低于最小热电导率情形下的声子波长的一半。本文结果表明，具有极小尺度和受控界面的纳米结构可以产生热声子传播的终极经典禁闭。（毛慧灿）
Ultimate Confinement of Phonon Propagationin Silicon Nanocrystalline Structure
Takafumi Oyake,et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 045901 (2018).
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.045901
LaTiO2N氮氧化物薄膜中
阴离子序与自发极化
钙钛矿氮氧化物LaTiO2N是在可见光下光催化分解水的有前景的材料。提高LaTiO2N与其类似材料催化效率的障碍之一是载流子的再结合，后者可以被极性材料中的偶极场引起的表面电荷所抑制。在本研究中，Vonrüti与Aschauer使用密度泛函理论计算研究了受外延应变的LaTiO2N薄膜的自发极化现象。他们具体研究了外延应变对阴离子序的影响、导致的面外极化、极化反转的能垒以及相应的矫顽电场。作者发现在大于4%的压缩应变下，热力学稳定的阴离子序沿平面外方向是极性的，并且具有与其他可切换的铁电体相当的矫顽场。这些结果表明受应力的LaTiO2N确实可以抑制载流子再结合并且增强光催化活性。（刘瑞）
Anion Order and Spontaneous Polarization in LaTiO2N Oxynitride Thin Films
N. Vonrüti and U. Aschauer
Phys. Rev. Lett. 120, 046001 (2018).
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.046001
凝聚态物理：电子性质
责编：袁喆，马锋杰，沈卡
任意维严格可解的BCS-Hubbard模型
一维以上相互作用量子模型的严格解非常少，但它们对理解一维以上强关联体系物理十分重要。Chen等人介绍了一种可以严格求解的任意维BCS-Hubbard模型。这种模型描述了一种具有格点Hubbard作用的二分格子（立方，正方）上等自旋配对的p波BCS超导体。作者展示了当BCS配对强度与跃迁强度相等时，这个模型对任意大小的格点Hubbard能都是严格可解的，并对解的性质做了详细讨论。这个严格解的构造和S=1/2量子自旋的Kitaec蜂巢模型类似，因此可以看作是S=1/2相互作用晶格费米子的Kitaev 构建方式的推广。这篇快讯中讨论的BCS-Hubbard模型只是大量的可以用相似方法构建严格解的晶格费米子模型的一个例子。（李松）
Exactly Solvable BCS-Hubbard Model in Arbitrary Dimensions
Zewei Chen etal.
Phys. Rev. Lett. 120, 046401 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.046401
WSe2单层中2s激子
优异的谷极化性能和相干性
Chen等人报导了在用六方氮化硼保护的高质量单层二硒化钨样品中2s激子辐射发射的实验观察。这种2s冷光非常稳定且能持续至150K，为谷自由度的操纵提供了一个新的量子实体。值得注意的是，2s激子在相似的实验条件下显示出优于1s的谷极化和相干性。这一观察结果为库伦交换相互作用驱动的谷去极化过程，即Maialle-Silva-Sham机制，在单层过渡金属二硫族化合物谷激子中起重要作用，提供了证据。（方子明）
Superior Valley Polarization and Coherence of 2s Excitons in Monolayer WSe2
Shao-Yu Chen et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 046402 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.046402
在高密度掺杂半导体中
同时实现导带和价带量子化
从三维母体材料中获取二维材料，除了利用传统的剥离方法，也可能通过在半导体表面进行高浓度掺杂，人工合成二维材料。如果对生长过程加以控制，可以对掺杂层和封装层进行修改，从而构建出具有新性能的二维材料。目前，通过在Si表面高浓度掺P，已经人工合成了P的δ层（Si:Pδ层），使得材料体现出许多新性能，比如：导带离散化、金属性等。而这些性质都可以被P的掺杂浓度以及掺杂深度影响。本文中，作者运用高浓度的P掺杂，在Si中同时实现了导带和价带的量子化。作者利用盒子中的粒子模型表明，在掺杂的区域，除了熟知的导带量子化，由于约束作用，同时存在价带的量子化，且价带的能量间隔以及数目和Si下面P的掺杂深度密切相关。由于导带量子化不依赖于掺杂深度，反而和掺杂浓度有关，所以通过选择恰当的掺杂浓度和掺杂深度，可以同时对导带和价带的量子化进行调控。（刘钱）
Simultaneous Conduction and Valence Band Quantization in Ultrashallow High-Density Doping Profiles in Semiconductors
F. Mazzola et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 046403 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.046403
旋转双层石墨烯的手性响应
Stauber等人提出了手性二维材料的一种有效（简约）理论。这些材料具有电磁耦合性质而不表现出拓扑带隙。作为一个例子，他们（用有效理论）研究了掺杂旋转双层的响应，揭示了零频率极限下的异常现象。面内磁场会在中性点处诱导出巨大的顺磁响应，并且在掺杂情况下也能导致相当大的纵向霍尔响应。此系统还包含与纵向磁矩相关的非平庸纵向等离激元模式，从而赋予它们手性特征。最后，他们注意到掺杂后光学活性可以明显地得到提高，他们的通用方法有助于利用光学活性系统地研究二维材料异质结。（方子明）
Chiral Response of Twisted Bilayer Graphene
T. Stauber et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 046801 (2018）
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.046801
液氦二维电子气中微波诱导电导振荡
对圆极化的依赖性
研究发现，在半导体异质结形成的二维电子系统以及液氦表面的非简并二维电子系统中，微波诱导的电阻存在很强的振荡效应。目前为止，众多理论试图从量子和经典的角度阐释该振荡效应，但是都无法完美地描述实验现象，尤其是微波电阻与圆偏振光极化方向的关系。本文中，作者利用可以产生相反方向圆偏振装置，研究了液氦表面上非简并二维电子系统中的光电导响应与回旋共振谐波中极化方向的依赖关系。与半导体中二维电子气的结果相比，在液氦中，作者观测到磁电导振荡的幅值对圆极化的方向有强烈的依赖关系。这一预测结果与基于光子的理论模型相吻合。由此，作者提出了微波诱导电导振荡可能来源于光辅助散射。（刘钱）
Circular-Polarization-Dependent Study of Microwave-Induced Conductivity Oscillations in a Two-Dimensional Electron Gas on Liquid Helium
A. Zadorozhko, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 046802 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.046802
PEDOT:PSS/YIG双层膜中由单向
自旋波传播诱导的塞贝克电压
自旋和电流的互相转换是自旋电子学中最重要的研究课题之一。在非磁和磁性导体中，这种转换可以通过自旋轨道耦合引起的自旋霍尔效应和逆自旋霍尔效应来实现。但是对于有机物分子来说，其组成元素以碳、氢、氧等原子序数较小的元素为主，因此自旋轨道耦合效应较弱。在本工作中，Wang 等人澄清了聚合物导电薄膜和微米厚度Y3Fe5O12(YIG)磁性绝缘体构成的双层膜中，铁磁共振或者自旋波激发条件下直流电压的物理起源。作者通过两个控制实验排除了聚合物中的逆自旋霍尔效应这种在此前文献报道中认为的主要机制[Nat. Mater. 12, 622 (2013)]。作者发现YIG中的面内温度梯度和观测到的电压信号有着相同的角度依赖关系，并且当YIG厚度减小到纳米量级时两者同时消失。因此，他们提出直流电压是由聚合物中的塞贝克效应主导，所需的温度梯度是由YIG中表面自旋波的单向传播引起的。（李松）
Unidirectional Spin-Wave-Propagation-Induced Seebeck Voltage in a PEDOT:PSS/YIG Bilayer
P. Wang et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 047201 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.047201
密封单层石墨烯
回旋共振中的多粒子效应
Russell等人研究了封装在六方氮化硼中的高迁移率单层石墨烯的红外回旋共振，并同时观察到由于Landau能级带间跃迁引起的多条窄共振线。 在保持磁场强度B不变的情况下调整载流子密度n，他们发现跃迁能量与Landau能级填充因子，v∝n/B，存在明显的非单调依赖关系。这一点构成了"电子-电子相互作用有助于石墨烯中的朗道能级跃迁能量”的直接证据，超越了单粒子图像。此外，跃迁至或跃迁出最低朗道能级都会有劈裂发生，这被解释为由石墨烯和氮化硼晶格耦合而产生的Dirac质量。（方子明）
Many-Particle Effects in the Cyclotron Resonance of Encapsulated Monolayer Graphene
B. Jordan Russell et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 047401 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.047401
耦合量子阱中激子的气液相变
耦合量子阱中的双激子，由于有效质量相对较小，在极低温时，容易实现量子简并，且强偶极相互作用可导致体系中产生有序相。近年来，已经有越来越多的证据显示，在低温时，耦合量子阱中不仅能够产生有序向，在一定条件下，还能够发生相变。但是，到目前为止，这些相变的本质仍然不是十分清楚。本文中，作者从实验上对GaAs/AlGaAs耦合量子阱中激子的气液相变进行相关研究。当温度高于临界温度，激光功率密度高于阈值时，体系发生相变进入液态。在温度低于1.1K时，潜热随温度线性增长，类似于波色-爱因斯坦凝聚转变，而在1.1-4.8K时，潜热则变成常数。同时，共振瑞利散射测量表明，当温度低于临界温度时，样品中的无序性被强烈地抑制，扩散系数会随着温度的降低而急剧地增加，允许液体扩散到远离激发区的区域，表现出量子液体的行为。（刘钱）
Experimental Study of the Exciton Gas-Liquid Transition in Coupled Quantum Wells
S. Misra, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 047402 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.047402
Cd2Re2O7中非常规位移型相变的
时间分辨相干声子谱证据
Harter等人结合超快相干声子谱，超快测温和含时朗道理论，研究了强自旋轨道耦合关联金属Cd2Re2O7在Tc= 200 K时破缺反演对称性的相变。 他们揭示了温度Tc时的结构畸变是一个次级效应，支持纯电子驱动的机制，因为畸变相关的声子模式不存在任何的软化。然而，声子寿命会表现出一种反常的强温度依赖性，在Tc附近线性减少到零。他们认为这种行为很自然地解释了之前拉曼光谱实验中出现的声子软化假象，应该是具有线性耦合序参量的关联电子系统的普遍特征。(方子明)
Evidenceof an Improper Displacive Phase Transition in Cd2Re2O7 via Time-Resolved Coherent Phonon Spectroscopy
J. W. Harter et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 047601 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.047601
双层石墨烯中的有效朗道能级相图
双层石墨烯具有两种自旋、两个谷以及两种赝自旋，因此在垂直磁场下， E=0的单粒子朗道能级具有八重简并。这种填充数在-4到4之间的八态是多体物理研究中的重要平台，然而由于强烈的相互作用和不同量子自由度之间的竞争效应，目前仍然缺少该系统的完整朗道能级图。Li等人结合了实验测量和理论建模构建了经验性的定量图谱。这种类似单粒子的图谱有效的包含了相互作用并且提供一套有助于理解双层石墨烯八态能级占据次序、能隙大小和相变的统一架构。它可以作为进一步理论计算和实验研究的出发点。（李松）
Effective Landau Level Diagram of Bilayer Graphene
Jing Li et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 047701 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.047701
InAs中通过平庸边缘态
实现h/e超导量子相干
拓扑系统是凝聚态物理中的热门话题。这方面很多研究都是针对两个不同拓扑相界面处的非平庸边缘态，比如量子自旋霍尔绝缘体中的螺旋形边缘态。由这些拓扑非平庸的边缘态引发的超导电性会形成拓扑超导体。然而，实际系统中也存在一类与拓扑无关的平庸边缘态。为了区分这些拓扑的和平庸的边缘态，弄清楚平庸边缘态的输运特性以及它们与拓扑边缘态的区别和共同点是十分必要的。基于强自旋轨道半导体的约瑟夫森结寻找拓扑系统是很趣的课题。然而在足够大的磁场下，拓扑边缘态的附近也会出现普通的边缘态。Kouwenhoven研究组的de Vries等人利用超导量子相干测量研究了非拓扑InAs 约瑟夫森结中的平庸边缘态，观察到了超导量子相干(SQUID)图谱，表明边缘态的超导性。此外，实验中也观察到了明显的h/e SQUID信号。基于这些证据，作者指出光从边缘态的超导电性和h/e SQUID图谱不足以区分拓扑边缘态和平庸边缘态，也不能判断拓扑相的依据。（李松）
h/e Superconducting Quantum Interference through Trivial Edge States in InAs
F. de Vries et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 047702 (2018).
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.047702
软物质与生物物理
责编：叶方富
软堵塞体系在伸长下的屈服和流动
到目前为止，对软堵塞体系屈服和流动性质的研究仅限于简单切变，其他流动情况由此外推得到，特别地，像伸长这样的简单流动在实验上都几乎没有研究过或者只仅仅在材料的非恒定局域体积中被研究过。Zhang等人指出，利用光滑的工具表面能够得到延展伸长流，其纵横比可在材料全部体积内大范围变化，他们测量了具有不同微观结构的各种软堵塞体系的法向力，发现伸长屈服应力和剪切屈服应力之比要比标准理论给出的结果大大约1.5倍（标准理论中假设了应力张量是应变率张量第二不变量的函数）。这结果表明只测量宏观切变不能决定材料的本构张量。（杜光乐）
Yielding and Flow of Soft-Jammed Systems in Elongation
X. Zhang, O. Fadoul, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 048001 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.048001
曲率诱发的壳体不稳定性
自发曲率可以由细胞膜中的蛋白质、不同的增长率、加热或者膨胀诱导产生，它可以极大地影响细薄物体的形态，并诱发力学不稳定性。但是人们对弯曲壳体中自发曲率和几何阻错的相互作用还理解不多。Pezzulla等人对弹性球壳做了精密的实验，结合模拟和理论，他们指出自发曲率怎样诱导产生具有旋转对称性破缺的屈曲以及弯折不稳定性，这种机制和捕蝇草闭合的机制类似。弯折不稳定和其对几何结构的依赖可以通过将自发曲率约化为等效力学负载来解释。这种约化描述给出了一个在体内的类压强项和在边界的类扭矩项，可以预测不稳定性的标度行为，预测结果和实验及模拟的结果相当吻合。另外，等效压强类比表明在闭合壳体中存在曲率诱导的亚临界屈曲。Pezzulla等人在考虑了残留膜应力和弯曲应力的结合后通过线性稳定性分析计算了临界屈曲曲率。几何在这些发现中起重要作用，表明上述结果适用于广泛的尺度范围。（杜光乐）
Curvature-Induced Instabilities of Shells
Matteo Pezzulla, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 048002 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.048002
由移动DNA包被的胶体形成的软晶体
因熵效应而稳定
具有互补单链开放末端的DNA接枝连结是调节胶体间相互作用的灵活工具，对复杂自组装结构的设计很有帮助。近来有人提出用移动DNA连结来包被胶体，从而不需高接枝浓度就可以降低运动势垒、不需斑块就能设计化合价。但是人们对这一新体系的自组装机制还不太了解。结合理论和模拟，Hu等人得到了该体系在二维和三维空间的相图，并在强连结强度时、甚至在连接强度趋近无限的情况下发现了稳定的软正方晶格和氯化铯晶体结构。他们发现，软相是由振动熵来稳定的，在连结强度无限大时软模在稳定软相中起了重要作用。在移动DNA包被胶体自组装中的这种特殊熵效应和传统的分子自组装有很大不同，可以提供新思路以帮助利用移动DNA包被胶体来设计新功能材料。（杜光乐）
Entropy Stabilizes Floppy Crystals of Mobile DNA-Coated Colloids
Hao Hu, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 048003 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.048003
创新过程的网络动力学
Iacopini等人提出了一个模型来描述创新的突现(Emergence)，其中想法或者概念相互连接构成网络，网络上的随机行走对应认知过程，第一次访问某个节点代表创新。随机行走的转移矩阵依赖于网络权重，同时网络边的权重又因行走者的经过而增强。通过使用合成网络和研究不同科学学科知识增长的真实数据集，Iacopini等人发现这一网络的存在自然解释了“临近可能”的机制，并且该模型再现了实证观察到的创新产生率以及它们之间的关联。复杂拓扑结构上的边增强随机行走为研究关联创新动力学提供了一个新的模型框架，也是过程和网络共演化的另一例子。（杜光乐）
Network Dynamics of Innovation Processes
Iacopo Iacopini, Staša Milojević, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 048301 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.048301
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[文字编辑：谢晓芝]
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