PRL编辑推荐文章导读－2018年120卷08期
[由于春节假期，本期主要对PRL编辑推荐文章进行导读。]
祝各位读者朋友元宵节快乐！
重启可以优化伯努利试验成功的概率
重启能够减少首次到达时间的能力近来受到关注，这为在各种不同环境中提高性能提供了机会。然而，复杂随机过程通常表现出几种可能的完成情况，它们从效率的角度来看并非同等重要。Belan在本文中说明，重启可能会对伯努利式的第一过程的分裂概率产生很大的影响，这是一种以两种结果之一的方式结束的过程。有趣的是，在这方面，一类经过仔细调整的重新启动机制以期望的方式最大化了过程完成的可能性。作者通过应用最近解决重启下首次到达问题的一般方法揭示了这种最优行为的普遍性质。（马宇翰/涂展春）
Restart Could Optimize the Probability of Success in a Bernoulli Trial
Sergey Belan
Phys. Rev. Lett. 120, 080601 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.080601
微分涨落定理和推广至任意
初态的Jarzynski等式的实验验证
诸如分子机器这样的小系统的非平衡过程在生物学、化学和物理学领域都是普遍存在的，但是这样的过程通常很难理解。在过去的二十年中，人们发现了一些精确描述非平衡过程的热力学关系式，统称为涨落定理。这些涨落定理为我们理解小系统的非平衡过程提供了重要的见解。这些涨落定理是热力学第二定律的推广，可以通过“微分涨落定理”来统一。美国印第安纳州普渡大学的李统藏教授研究组和合作者(北京大学全海涛研究组)用一种光学悬浮纳米小球的方法在欠阻尼和过阻尼区域，并且在位置空间和速度空间上第一次实验验证了微分涨落定理。他们同时还验证了几个可以直接从它推导得到的定理，包括推广至任意初态的Jarzynski等式和Hummer-Szabo关系式。他们的实验验证了这些基本的定理，并且开启了包含瞬时速度测量的随机能量学实验研究的大门。（李耿/涂展春）
Experimental Test of the Differential Fluctuation Theorem and a Generalized Jarzynski Equality for Arbitrary Initial States
T. M. Hoang, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 080602 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.080602
LISA对双星的观测有望
在视界尺度上探索普朗克修正
理论分析表明，未来的天基引力波探测器LISA（激光干涉太空探测器）有可能区分出黑洞和奇异的紧致物体。(郭敏勇/高思杰)
Probing Planckian Corrections at the Horizon Scale with LISA Binaries
Andrea Maselli, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 081101 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120. 081101
蓝失谐磁光阱
该文介绍了一种新型磁光阱的特性和优势，其中蓝失谐光会驱动具有暗基态的“II型”转换。文中通过运用87Rb, 使得该磁光阱的限辐射压密度超过1011cm-3并且温度低于30μK。另外，相空间密度高于正常原子磁光阱，比同类红色失谐II型磁光阱高一百万倍，这就使得蓝失调的磁光阱对依赖于II型跃迁的分子磁光阱特别具有吸引力。陷阱中的原子损失主要是由于Rb原子之间的超冷碰撞引起。对于典型的约束条件，作者测量得到的损失率为1.8(4)×10-10 cm3 s-1。（宋新秀/张文凯）
Blue-Detuned Magneto-Optical Trap
K. N. Jarvis, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 083201 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.083201
光学超晶格中的原子配对
本文使用射频频谱学研究了一维可调谐双阱势晶格中费米子的配对。得到的光谱揭示了两种具有不同对称性的原子对的共存。该测量结果与理论模型具有很好的定量一致性，该理论模型是通过扩展Orso等人的格林函数法到具有非零谐波径向约束的双色一维晶格上而得到。所预测的光谱包括数百个离散跃迁，具有对称相关的初始状态数量和过渡强度。作者的工作提供了对超晶格中基本配对状态的理解，为进一步开展强相互作用的多体系统的新研究铺平了道路。（宋新秀/张文凯）
Atom Pairing in Optical Superlattices
J. Kangara, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 083203 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.083203
具有亚波长空间结构的暗态光学晶格
该文报道了具有亚波长空间结构的冷原子的保守光学晶格的实验实现。其中的电势是基于激光缀饰暗态下三能级原子的非线性光学响应，且这些暗态不受产生电势的光的衍射极限的限制。文章中的晶格是由宽度小于10nm的超窄栅的一维阵列组成，远低于晶格光的波长，即在物理上实现了Kronig-Penney势。作者研究了这个晶格的能带结构和耗散，发现其与理论预言非常一致。即使在共振时，在晶格阱中原子的观察寿命可长达44毫秒，近乎105倍于激发态的寿命，而且可以用提高激光强度来进一步提高这一观察寿命。这种势能已经可以被推广到更高维度和不同的几何构型，这将会允许产生，接近完美的箱形陷阱，原子电子学应用的窄隧道结，以及具有亚波长间距的动态生成的晶格。（宋新秀/张文凯）
Dark State Optical Lattice with a Subwavelength Spatial Structure
Y. Wang(王扬), et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 083601 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.083601
碲化汞量子阱中温度诱导的拓扑相变
不同温度下HgTe/CdTe量子阱中朗道能级的可视化可用来揭示不同磁场和温度条件下的相图。
近期，通过输运测量，实验上观测到拓扑绝缘态在高温下会被破坏，而随之产生的临界无带隙电子态却没有被观测到。本文中，作者使用门电压调控的霍尔棒设备，测量不同温度下的朗道能级，表明碲化汞量子阱中可以实现温度调控的平庸绝缘态向拓扑绝缘态的转变。这是由于在特殊温度下，朗道能级存在从类电子和类空穴子带的边缘中被分裂出来的“零模式”。当给材料施加一临界磁场时，这些特殊模式的朗道能级将会交叉，体现量子阱中反向带结构的特征。通过测量临界磁场随温度的依赖关系，可以提取出块体带隙消失并且发生拓扑相变的临界温度。同时观测到，在这个临界温度以上，存在明显的带隙。(刘钱/袁喆)
Temperature-Induced Topological Phase Transition in HgTe Quantum Wells
A. M. Kadykov, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 086401 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.086401
各向异性二维材料晶体取向的全电测定
被剥落的任意形状的半导体薄片的晶轴方向可以通过电阻率测量来确定。
Peng等人发现被剥落的黑磷薄片的晶体取向可以由纯电学手段确定。对具有五接触的任意形状薄片上的顺序三个电阻测量可以决定各向异性面内电阻率张量的三个独立分量，从而揭示了晶轴方向。电阻率各向异性比率随着温度T的增加而线性减小，载流子浓度在低温和低密度下达到最大比率3.0，而迁移率表明体系低温时杂质散射和高温时声学声子散射。(方子明/马锋杰)
All-Electrical Determination of Crystal Orientation in Anisotropic Two-Dimensional Materials
Lintao Peng, et al.
Phys. Rev. Lett. 120, 086801 (2018)
https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.086801
互锁颗粒链体系的应变硬化行为
虽然颗粒链有着松散的结构，但在填充时表现出应变硬化的行为。目前，这种新奇的现象仍然缺乏定量的理论解释。本文作者通过压陷实验，发现阻力随着压陷深度和每条链上颗粒数目的平方根而指数增大；受高分子物理学的启发，提出了基于随机填充假设和摩擦力自增效应的互锁颗粒链模型。该模型的解析结果与压陷实验中发现的定量关系能够较好地吻合，从而暗示互锁颗粒链体系的应变硬化行为或许源自于互锁接触导致的摩檫力自增效应。(严钢)
Emergent Strain Stiffening in Interlocked Granular Chains
D. Dumont, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 088001 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.088001
分形折叠和介质黏弹性
共同作用于染色体的动力学行为
染色体的动力学行为提供了关于细胞物理组织的重要信息，因此对细胞的生理机能而言至关重要。以前的研究通常采用黏弹介质中的劳斯模型(Rouse model)来描述原核细胞或真核细胞中的染色体位点的短时运动，而极少关注染色体的折叠对动力学的影响。主要原因是缺乏理论方法来从数据中提取折叠影响应力传播的相关信息。本文作者提出了一个解决该问题的理论框架，对给定弧长距离的两个位点之间的应力传播时间进行了系统的标度分析，进而提供了通过染色体片段之间的动力学耦合评估折叠信息的精确方法。作者将该理论分析框架应用于黏弹介质中的可折叠高分子模型，得到了相关性函数的显式解。结果表明染色体的折叠和介质的黏弹性都对染色体的动力学行为有重要影响。(严钢)
Fractal Folding and Medium Viscoelasticity Contribute Jointly to Chromosome Dynamics
K. Polovnikov, et al
Phys. Rev. Lett. 120, 088101 (2018)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.088101
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