Nature Physics导读-2018年2月
展望 （Perspective）
对称性和演生
在粒子物理的现代解释中，全局对称是近似的，并且规范对称可能是演生的。这种观点在凝聚态物理学中获得了响应，得到了实验和理论的各种论证的支持。
Symmetry and emergence
Edward Witten
Nature Physics 14, 116 (2018)
https://www.nature.com/articles/nphys4348
快报（Letters）
电子在真空中高强度光行波中的
非弹性有质运动散射
在量子力学的早期，Kapitza和Dirac预言物质波将散射出由两个反向传播光波形成的光强光栅。这是一种由光学驻波的有质动力势所驱动的相互作用，科学家们不管是理论上还是实验上都对原子和电子在这方面进行了很多研究。在最初版本的实验中，只有粒子的横向动量是变化的，但是它们的能量和纵向动量在相互作用之后都保持不变。在本文中，作者对Kapitza-Dirac效应进行了泛化处理；并证明了亚相对论电子的能量，可通过与在不同频率下的两个碰撞激光脉冲在真空中产生的行波的相互作用，在几个飞秒时间尺度上被强调制。这一效应扩展了对自由传播粒子与相干光进行时间控制的可能性，并且可以用于阿秒电子弹道聚束，或者用于加速中性原子或分子。
Inelastic ponderomotive scattering of electrons at a high-intensity optical travelling wave in vacuum
M. Kozák, et al.
Nature Physics 14, 121 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys4282
利用自由电子激光的非相干散射
进行量子成像
基于加速器的自由电子激光（FEL）的出现为通过衍射方法测定高分辨率结构开辟了新途径，这远远超出了传统的X射线晶体学方法。传统技术依赖于需要在整个成像过程中保持辐射场的一阶相干性的相干散射过程。在这里，本文作者展示了高阶相干度可被用于对二维物体成像，且其空间分辨率接近或甚至低于Abbe极限，而这个高阶相干度可用来自FEL的非相干散射X射线的强度相关来表达。这构成了一种基于包括荧光发射或波前畸变等的非相干过程的结构确定的新方法，而这些非相干过程通常都被认为对成像应用是不利的。本文的方法是将Hanbury和Twiss的里程碑式的强度相关性测量扩展到高于二阶，从而在相干成像方法具有内在局限性的体系中，为确定物质的结构和动力学铺平了道路。
Quantum imaging with incoherently scattered light from a free-electron laser
Raimund Schneider, et al.
Nature Physics 14, 126 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys4301
微腔三极子极化激元的异常色散
激子与光学腔的强耦合不仅为研究腔量子电动力学提供了新的视角，也为设计纳米级光-物质相互作用提供了机会。在这里，本文通过将基于分布布拉格反射镜的光学微腔中嵌入单原子层厚度二硒化钼半导体薄膜，来研究非平衡微腔光子与中性和负电荷激子之间的相互作用。这些相互作用导致多腔极化激元共振以及较低的三极子极化激元分支的异常带内反转，这就是该工作的核心结果。本文的理论分析还表明，在非平衡状态下的多体效应会导致激子-极化激元和三元-极化激元之间的有效水平吸引，这与实验观察到的倒三极-极化激元色散有关。最后，作者的研究结果为研究量子多体物理中的有趣体系提供了一条途径，从而可能会产生新奇的量子物质，同时也为极化设备体系结构的设计提供了新的可能性。
Anomalous dispersion of microcavity trion-polaritons
S. Dhara, et al.
Nature Physics 14, 130 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys4303
(Li1−xFex)OHFe1−yZnySe中
序参量的符号反转
除了铜氧化物外，铁基超导体是唯一已知的非常规高温超导体。直到最近，人们都还普遍认为，超导电性是由自旋波动驱动的，并与费米面学有密切关系，确切地说，空穴口袋和电子口袋是由表征主导自旋波动的相同波矢分离，这都支持了具有相反符号的序参量（OP）。然而，这一物理图像在发现插层或单层形式的不存在空穴型费米面的基于FeSe的体系之后受到质疑，这似乎破坏了自旋涨落理论和符号改变OP的想法的基础。利用最近提出的相敏准粒子干涉技术，作者显示了在LiOH插层的FeSe化合物中，OP确实改变了符号，尽管只是在电子口袋内。该工作统一了有和没有空穴费米面的铁基超导体的机理问题，支持自旋涨落是导致电子配对和超导的关键因素。
Sign reversal of the order parameter in (Li1−xFex)OHFe1−yZnySe
Zengyi Du, et al.
Nature Physics 14, 134 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys4299
能谷光子晶体中
鲁棒扭结态的拓扑保护折射
最近发现的谷光子晶体（VPC）具有许多类似二维（2D）带隙谷电子材料的独特性质。对光通信最令人感兴趣的是它支持具有相反的谷-Chern指数的两个VPC之间的内畴壁处的拓扑保护手性边缘（扭结）状态的能力。在这里，作者通过实验证明了VPC中偏振复用的谷极化扭结态，它是从自旋兼容的四波段模型设计而来的。另外，作者还发现，当谷赝自旋守恒时，扭结态通过内部畴壁和将VPC与环境空间分开的外部边缘相交，表现出了近乎完美的向外耦合效率。即使当通过在其中一个VPC域中引入有效的自旋轨道耦合来打破类自旋极化自由度（DOF）时，外耦合仍然保持拓扑保护特征。这是在拓扑谷运输首次实现自旋谷锁定。
Topologically protected refraction of robust kink states in valley photonic crystals
Fei Gao, et al.
Nature Physics 14, 140 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys4304
弹道通道的热库仑阻塞
量子力学和库仑相互作用决定了小电路的行为。热影响涵盖了从热量子控制到量子热力学等基本问题，以及新型热机的前景和对纳米电路工程的不可避免地日益增长的影响。实验上，迄今为止只罕见地观测到了普遍的热传导量子和热干涉测量。多体热效应为量子电路中热量和电子行为的显著不同铺平了道路，然而，这一说法的证据仍然不足。在此，作者观察到了来自小金属电路节点的电子热流的库仑阻塞现象，这超出了广泛应用的Wiedemann-Franz定理范围。作者还演示了这种热多体现象，用于到节点的完美的（弹道）传导通道，这里它等于普遍抑制了传导热量的一个精确量子传导，但不能用于电量传递。在整个热频率范围内（≲温度×kB / h）浮动节点中引起这种选择性热电流减小的通道间相关性是来自局部电荷守恒。这一观察建立了纳米电路中热传输量子定律的不同性质。
Heat Coulomb blockade of one ballistic channel
E. Sivre, et al.
Nature Physics 14, 145 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys4280
文章(Articles)
单电子附着的量子相干对称破缺
双原子分子的共振电子附着和随后的解离表现出空间不对称性，这是由于相干激发和随后的反应途径之间的干扰而产生的。该发现可以为研究电子相关性作为控制化学过程的手段提供新的工具。
Symmetry breaking by quantum coherence in single electron attachment
E. Krishnakumar, et al.
Nature Physics 14, 149 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys4289
通过激子中红外吸收
在碱金属掺杂的富勒烯中冷却准粒子
本文提出并发展了解释碱金属掺杂富勒烯中光诱导超导现象的理论框架。该理论认为红外诱导的激子充当了一种冷却机制，允许更高的温度下的瞬态超导。
Cooling quasiparticles in A3C60 fullerides by excitonic mid-infrared absorption
Andrea Nava, et al.
Nature Physics 14, 154 (2018)
www.nature.com/articles/nphys4288
拓扑序的实验探测
及其通过模块矩阵的分解
拓扑序的基本指纹可以通过实验手段来唯一地和纯粹地表征。在本文中，作者在二维网格系统中使用干涉测量方法提供了演示性的证明。该工作的潜在应用包括探索和实际利用一些新奇的物相。
Experimentally probing topological order and its breakdown through modular matrices
Zhihuang Luo, et al.
Nature Physics 14, 160 (2018)
http://www.nature.com/articles/nphys42481
Kondo绝缘体SmB6中不存在
费米液体情况下的费米面
Kondo绝缘体SmB6的实验研究提供了一种替代途径在没有常规费米液体的情况下来测量费米面。
Fermi surface in the absence of a Fermi liquid in the Kondo insulator SmB6
M. Hartstein, et al.
Nature Physics 14, 166 (2018)
www.nature.com/articles/nphys4295
吸引的Fermi-Hubbard系统中
量子气体显微镜
使用超冷量子气体可以实现允许用吸引相互作用研究超导性的最简单的晶格模型。实验观察提供了s波配对相关强度的下限。在接下来的实验中，寻求优化冷却方案以达到超流态相的精确温度测量将是必要的。
Quantumgas microscopy of an attractive Fermi–Hubbard system
Debayan Mitra, et al.
Nature Physics 14, 173 (2018)
www.nature.com/articles/nphys4297
ZrSiS中狄拉克节点环
周围的非常规质量增强
电子能带结构中靠近节点环的狄拉克类准粒子的有效质量的显着增强为拓扑半金属中的强相关效应提供了证据。
Unconventional mass enhancement around the Dirac nodal loop in ZrSiS
S. Pezzini, et al.
Nature Physics 14, 178 (2018)
www.nature.com/articles/nphys4306
利用超快低能电子衍射跟踪
电荷密度波的相序
本文利用超快低能电子衍射跟踪了电荷密度波系统的相序动力学，该研究表明超快低能电子衍射可以用于研究表面和低维系统中的相变和序现象。
Phase ordering of charge density waves traced by ultrafast low-energy electron diffraction
S. Vogelgesang, et al.
Nature Physics 14, 184 (2018)
www.nature.com/articles/nphys4309
液滴如何开始滑过固体表面
本文发现液滴在摩擦力的作用下在固体表面上滑动，该摩擦力和两种固体之间的摩擦力非常类似。作者认为这种类比是一种普遍现象，适用于光滑、粗糙和结构化表面上不同极性和表面张力的液体。该研究完善了人们对液固摩擦的认识。
How drops start sliding over solid surfaces
Nan Gao, et al.
Nature Physics 14, 191 (2018)
www.nature.com/articles/nphys4305
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