PRL导读-2022年129卷08期
序 言
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01 普通物理：统计与量子物理（4篇）
10 软物质与交叉科学（4篇）
01
普通物理：统计与量子物理
责编：艾清
01-01
寻找马约拉纳演示器中波函数坍塌的自发辐射
马约拉纳演示器无中微子双β衰变实验包括一个44千克（30千克富含锗76）的p型点接触锗探测器阵列。凭借其前所未有的能量分辨率和极低背景（噪声），马约拉纳还在低于100 keV的低能量区域中寻找超越标准模型物理场的罕见事件特征。在这篇文章中，作者测试了连续自发局域化模型，该模型是数学上成立的波函数坍缩模型之一，旨在解决长期未解决的量子力学测量问题。虽然连续自发局域化预测在X射线领域中存在可检测的辐射特征，但作者在2015年12月31日至2019年11月27日期间收集的37.5 kg-y富集锗暴露中没有发现在19-100 keV范围内的辐射。作者用两个不同的假设探索了连续自发局域化的非质量比率（n-m-p）和质量比率（m-p）形式：只有准自由电子才能发射X射线辐射，原子核可以相干地发射放大的辐射。在所有情况下，作者为白色连续自发局域化模型在坍塌率λ上设置了迄今为止最严格的上限，与可比检索相比，灵敏度提高了40-100倍。对于大部分的允许参数空间，作者的限制是最严格的。如果用Diòsi-Penrose引力波函数坍缩模型来解释结果，那么具有95%置信水平的下限几乎比以前的最佳极限提高了一个数量级。
（吴丽雄）
Search for Spontaneous Radiation from Wave Function Collapse in the Majorana Demonstrator
I. J. Arnquist et al. (Majorana Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 129, 080401 (2022)
01-02
利用Floquet工程设计一个玻色子约瑟夫森节
作者研究了倾斜双势阱中一对一维玻色子准凝聚物之间的轨道耦合的Floquet设计。通过调节两势阱之间的能量差，作者重新建立了轨道耦合，并精确控制其振幅和相位。这使作者能够在两个最初不相关的玻色气体之间启动相干性，并在新出现的正弦——戈登哈密顿量中制备不同的初始状态。作者充分描述了Floquet系统，并研究了平衡性质和弛豫对调制的依赖性。
（吴丽雄）
Floquet Engineering a Bosonic Josephson Junction
Si-Cong Ji, T. Schweigler, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 080402 (2022)
01-03
开放的监控量子电路中测量诱导的幂律负性
一般的与环境耦合的多体系统会由于退相干而失去其量子纠缠，并演化为仅具有经典关联的混合态。在本文中，作者表明通过测量可以稳定住开放量子系统中的量子纠缠。具体地，在边界处有退相位的随机幺正电路中，作者在数值上和解析上都发现，以一个小的非零速率执行的投影测量会导致系统内形成具有L1/3幂律标度纠缠负性的稳态。通过解析地映射到随机环境中定向聚合物的统计力学模型，作者表明上述幂律负性标度可以理解为随机测量位置所导致的 Kardar-Parisi-Zhang 涨落。进一步提高测量速率会导致系统发生相变而进入面积律负性相，这与没有退相干的监控随机电路中的纠缠相变具有相同的普遍性。
（赵秀花）
Measurement-Induced Power-Law Negativity in an Open Monitored Quantum Circuit
Z. Weinstein, Yimu Bao, and E. Altman
Phys. Rev. Lett. 129, 080501 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.080501
01-04
过阻尼布朗动力学中的孤子
[编辑推荐]受驱动的过阻尼布朗运动中的孤子传播允许过度拥挤系统中的粒子传输。
孤子通常是指在传播过程中无弥散的波。在本文中，作者表明孤子会发生在处于周期势中具有高密度的硬球体的受驱动过阻尼布朗动力学中。这些孤子表现为在零噪声极限下移动的不同粒子组合的周期性序列，在这里单个粒子的传输是不可能的。即使在低温下这些孤子也会引起粒子流，这些粒子流出现在某些硬球直径附近的带状结构中。在高温下，带状结构会被噪声冲洗掉，但是粒子传输仍然以孤子为主。所有这些性质都应该出现在广泛的周期性系统中，并且可以被实验检验。
（赵秀花）
Solitons in Overdamped Brownian Dynamics
A. P. Antonov, A. Ryabov, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 080601 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.080601
02
引力与天体物理
导读：闫若帝；责编：郭敏勇
02-01
动态潮汐对中子星状态方程重建的影响
超核密度下冷强子物质的状态方程迄今仍未知，旋进中子星的引力波 (GW) 为方程的推测提供了一个独特的机会。在旋进过程中，主物质效应是由恒星对其伴星潮汐场的响应而产生的，在发射的 GW 信号中留下了特征印记。这种独特的信号特征能够约束冷中子星状态方程。然而，在 GW 频率高于 ≳800 Hz 时，称为动态潮汐的次级潮汐效应变得很重要。在该研究中，作者证明了，如果忽略与基本模式(f模式)相关的动态潮汐效应，则会导致测量出的恒星潮汐形变能力出现较大的系统偏差，从而导致推断的中子星状态方程出现偏差。重要的是，作者发现 f 模式动态潮汐已经与 Advanced LIGO 和 Virgo 的第五次观测运行（~2025 年）相关——忽略动态潮汐会导致 O（1km）中子半径的误差，从而影响对状态方程的测量。该研究的结果表明，对于超出绝热极限的次级潮汐效应的准确建模，会在即将到来的，通过 GW 观测准确测量中子星状态方程中起到重要作用。
Impact of Dynamical Tides on the Reconstruction of the Neutron Star Equation of State
Geraint Pratten, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 081102 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.081102
03
基本粒子与场论
责编：晁伟，刘晓辉
03-01
强耦合下畴壁速度的完美动力学图像
本文表明，对于一系列具有一阶相变的强耦合理论，畴壁或气泡速度可以用完美的流体动力学公式以简单的方式表示，因此可以用状态方程表示。 作者使用规范/重力对偶性测试了畴壁速度的预测。
Perfect Fluid Hydrodynamic Picture of Domain Wall Velocities at Strong Coupling
Romuald A. Janik, Matti Järvinen, Hesam Soltanpanahi, and Jacob Sonnenschein
Phys. Rev. Lett. 129, 081601 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.081601
03-02
COHERENT在CsI中测量相干弹性中微子核子散射截面
作者在橡树岭国家实验室的散裂中子源产生的高通量中微子中，使用CsI[Na]闪烁晶体测量了相干弹性中微子核子散射（CEvNS）的截面。自从首次观测CEvNS以来，在探测器退役前收集的数据集增加了一倍以上。通过更新淬火模型，系统不确定性也得以降低，从而提高了精度。通过这些分析手段，COHERENT确定横截面为 ，这与标准模型一致并提供了迄今为止最精确的CEvNS测量。中微子束的时间结构已被用来比较不同中微子味散射的CEvNS截面。该结果在测试轻子味普遍性时对中微子的非标准相互作用做了主要限制，并在 处测量了弱混合角，即 。
Measurement of the Coherent Elastic Neutrino-Nucleus Scattering Cross Section on CsI by COHERENT
D. Akimov et al. (COHERENT Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 129, 081801 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.081801
03-03
在13TeV的质子-质子碰撞中在4b夸克末态中搜索希格斯对产生
A search for pairs of Higgs bosons produced via gluon and vector boson fusion is presented, focusing on the four b quark final state. The data sample consists of proton-proton collisions at a center-of-mass energy of 13 TeV, collected with the CMS detector at the LHC, and corresponds to an integrated luminosity of 138 fb−1. No deviation from the background-only hypothesis is observed. A 95% confidence level upper limit on the Higgs boson pair production cross section is observed at 3.9 times the standard model prediction for an expected value of 7.8. Constraints are also set on the modifiers of the Higgs field self-coupling, κλ, and of the coupling of two Higgs bosons to two vector bosons, κ2 V. The observed (expected) allowed intervals at the 95% confidence level are −2.3<κλ<9.4 (−5.0<κλ<12.0) and −0.1<κ2 V<2.2 (−0.4<κ2 V<2.5). These are the most stringent observed constraints to date on the HH production cross section and on the κ2 V coupling.
Search for Higgs Boson Pair Production in the Four b Quark Final State in Proton-Proton Collisions at √s=13 TeV
A. Tumasyan et al. (CMS Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 129, 081802 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.081802
03-04
MAJORANA DEMONSTRATOR 利用轴子-光子耦合搜索太阳轴子
轴子最初被用来解释QCD中的强CP问题。太阳可能是轴子的主要来源之一且轴子的通量可以由相干Primakoff-Bragg散射而增强，我们可以在固态探测实验中通过轴子-光子耦合来测量它。 MAJORANA演示实验使用一组76Ge富集的高纯锗探测器，利用2017年1月至2019年11月期间收集的33千克年暴光量，搜索了太阳轴子。对于质量不超过100 eV/c2的轴子，时间能量分析给出了一个新的轴子-光子耦合强度的上限，gaγ<1.45×10-9 GeV-1（95%置信水平）。对于质量介于约1 eV/c2到100 eV/c2区间的轴子，提高了基于实验室观测所给出的上限。
Search for Solar Axions via Axion-Photon Coupling with the Majorana Demonstrator
I. J. Arnquist et al. (Majorana Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 129, 081803 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.081803
03-05
学习不确定性的频率方法：高能物理中的校准和关联
Calibration is a common experimental physics problem, whose goal is to infer the value and uncertainty of an unobservable quantity Z given a measured quantity X. Additionally, one would like to quantify the extent to which X and Z are correlated. In this Letter, we present a machine learning framework for performing frequentist maximum likelihood inference with Gaussian uncertainty estimation, which also quantifies the mutual information between the unobservable and measured quantities. This framework uses the Donsker-Varadhan representation of the Kullback-Leibler divergence—parametrized with a novel Gaussian ansatz—to enable a simultaneous extraction of the maximum likelihood values, uncertainties, and mutual information in a single training. We demonstrate our framework by extracting jet energy corrections and resolution factors from a simulation of the CMS detector at the Large Hadron Collider. By leveraging the high-dimensional feature space inside jets, we improve upon the nominal CMS jet resolution by upward of 15%.
Learning Uncertainties the Frequentist Way: Calibration and Correlation in High Energy Physics
Rikab Gambhir, Benjamin Nachman, and Jesse Thaler
Phys. Rev. Lett. 129, 082001 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.082001
03-06
格点中横动量依赖的部分子分布的重整化
利用格点QCD计算横动量相关的部分子分布函数（TMDPDF）是一个尚未实现的重要目标。为此在大动量有效理论中为相应的欧几里德准-TMDPDF关联中的线性发散建立一种可行的非微扰重正化方法至关重要。本文通过在0.03fm到0.12fm的五个晶格间距下计算了π态的相关矩阵元，首次系统研究了准-TMDPDF的重正化性质。我们证明，Wilson圈的平方根与短距离强子矩阵元相结合提供了一种消除准TMD算符中所有紫外发散的成功方法，从而为TMDPDF连续极限计算的合理性提供支撑。相反，流行的正规化无关的动量减除重整化（RI/MOM）方案无法消除所有线性发散。
（由本文作者提供）
Renormalization of Transverse-Momentum-Dependent Parton Distribution on the Lattice
Kuan Zhang, Xiangdong Ji, Yi-Bo Yang, Fei Yao, and Jian-Hui Zhang ([Lattice Parton Collaboration (LPC)])
Phys. Rev. Lett. 129, 082002 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.082002
05
原子、分子与光学
导读：管川；责编：严运安
05-01
光学偶极阱中171Yb原子电偶极矩的测量
本文测量了光偶极阱中171Yb（I=1/2）原子的永久电偶极矩（EDM）。通过实现同时具有自旋选择性和自旋保持的循环跃迁，实现了自旋检测效率为50%的量子非破坏测量。观测到由静态E场诱导的宇称混合产生的系统效应，并通过在相反方向上用光学偶极阱间的平均测量值来抑制。作者发现相干自旋进动时间远长于300秒。EDM被确定为d(171Yb)=(−6.8±5.1stat±1.2syst)×10−27 e cm，导致上限|d(171Yb)|<1.5×10−26 e cm (95% C.L.)。这些测量技术可用于寻找225Ra的EDM。
Measurement of the Electric Dipole Moment of 171Yb Atoms in an Optical Dipole Trap
T. A. Zheng, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 083001 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.083001
05-02
冷原子量子模拟器中远程费米子介导相互作用的调谐
在冷原子量子模拟器中调控长程相互作用可以导致奇异的量子多体行为。超冷原子混合物中的费米子原子可以充当介质，可产生长程Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosida型相互作用，呈现出费米子气体的维度和密度特征。本文中，作者提出几个可在当前实验平台上使用的调谐旋钮，允许人们进一步控制介导相互作用的范围和形状，可扩展现有的量子模拟工具箱。特别地，作者为费米子介质添加了一个额外的光学晶格，以及一个可以连续改变其维度的各向异性陷阱。这使作者能够在幂律和指数衰减之间进行插值，为相互作用范围引入有效截止值，并调谐不同距离处的相对相互作用强度。最后，作者展示了他们的方法如何可以让人们研究以前无法达到的、呈现对称保护拓扑相和手性自旋液体的受挫区域。
Tuning Long-Range Fermion-Mediated Interactions in Cold-Atom Quantum Simulators
Javier Argüello-Luengo, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 083401 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.083401
05-03
观察约化维度对费米子超流体的影响
[编辑推荐]对准二维费米气体的激发谱和超流体能隙的测量表明，二维和三维费米子超流体的稳定性没有内在差异。
几十年来，理解非常规超导的起源一直是凝聚态物理学的一个主要焦点。虽然许多问题仍未得到解答，但实验已经发现层状二维材料的最高临界温度。然而，这些强关联二维超流体的显著稳定性在多大程度上受到其约化维度的影响仍然是一个开放的问题。本文中，作者使用超冷费米子原子的稀薄气体作为模型系统直接观察维数对强相互作用费米子超流体稳定性的影响。作者发现，无论维度如何，超流能隙都遵循相同的相互作用强度的普适函数，这表明二维和三维费米子超流的稳定性没有内在差异。最后，作者将数据与固体系统的结果进行了比较，发现大量不同的二维和三维超导体中相互作用强度和能隙之间存在类似关系。
Observing the Influence of Reduced Dimensionality on Fermionic Superfluids
Lennart Sobirey, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 083601 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.083601
05-04
揭示异常点自发辐射的增强
异常点(EPs)是非厄米体系的复杂光谱共振出现简并的奇异点，是具有独特性质的非平衡开放系统最奇异的特征之一。例如，放置在具有EPs的谐振器附近的量子发射器的发射率(与自由空间发射率相比)随共振质量因子平方增强。本文中，作者通过测量嵌入高量子产率活性材料的光子晶体板的光致发光来验证EPs自发辐射理论。虽然作者的实验结果验证了理论预测的增强，但也凸显了由于材料损耗对增强的实际限制。作者设计的结构可用于需要增强和受控辐射的应用，如量子传感和成像。
Unveiling the Enhancement of Spontaneous Emission at Exceptional Points
L. Ferrier, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 083602 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.083602
05-05
隐藏量子态的密钥
量子轨迹对于理解开放系统的演化至关重要。作者考虑了由于光子的发射和吸收而发生上下多态量子跃迁的开腔模式。作者证明在所有从不同光子数态同时开始的子轨迹中，只有一个能在长时间的单步演化中存活下来。对于遍历情况，通过密钥（输入和输出光电计数的处理记录以及轨迹持续时间）可以知道终止子轨迹的随机 Fock 状态。基于这个结果，作者提出了一个鲁棒的协议来推断Fock状态，这是量子应用的一个有价值的资源。
Key for a Hidden Quantum State
V. P. Stefanov, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 083603 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.083603
06
非线性动力学和流体力学
导读：李海鹏；责编：兰岳恒
06-01
国际空间站上具有移动接触线的液滴振荡：地面惯性液滴扩散的说明
McCraney等人分析了国际空间站上带有完全可移动接触线（CL）的固定水滴的形状振荡。独特的微重力环境使得研究厘米大小的液滴以及相关的惯性毛细管运动成为可能。平面法向基底振动诱发共振行为，通过频率扫描量化，从中识别了九种不同疏水表面的固有频率和振型。实验观察结果与最近对固定液滴振荡接触线的谱预测一致，从而验证了该预测。实验结果有助于阐明地面液滴的惯性扩散，这是一种普遍存在于许多过程中但缺乏认知的现象。
(李海鹏)
Oscillations of Drops with Mobile Contact Lines on the International Space Station: Elucidation of Terrestrial Inertial Droplet Spreading
J. McCraney, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 084501 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.084501
06-02
合成三维非厄米声子晶体中Weyl奇异环的实验实现
Weyl points—topological monopoles of quantized Berry flux—are predicted to spread to Weyl exceptional rings in the presence of non-Hermiticity. Here, we use a one-dimensional Aubry-Andre-Harper model to construct a Weyl semimetal in a three-dimensional parameter space comprising one reciprocal dimension and two synthetic dimensions. The inclusion of non-Hermiticity in the form of gain and loss produces a synthetic Weyl exceptional ring (SWER). The topology of the SWER is characterized by both its topological charge and non-Hermitian winding numbers. We experimentally observe the SWER and synthetic Fermi arc in a one-dimensional phononic crystal with the non-Hermiticity introduced by active acoustic components. Our findings pave the way for studying the high-dimensional non-Hermitian topological physics in acoustics.
Experimental Realization of Weyl Exceptional Rings in a Synthetic Three-Dimensional Non-Hermitian Phononic Crystal
Jing-jing Liu, Zheng-wei Li, et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 084301 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.084301
09
凝聚态物理：电子性质
责编：袁喆，马锋杰
09-01
无增益或损耗的非厄米物理：反射波的趋肤效应
[编辑推荐] 从拓扑绝缘体边界反射的波所呈现的现象通常与非厄米系统有关。
在物理上，人们倾向于从增益和损耗的角度来考虑非厄米系统：模式的衰减或放大由其能量的虚部给出。在本文中，Franca等人介绍了一种非厄米物理学领域的替代途径，它既不涉及增益也不涉及损耗。相反，绝缘体边界背散射的波的振幅和相位差会产生复的本征值。他们的结果表明，对于Wigner-Dyson 类中的任何强拓扑绝缘体，反射波可由表现出非厄米趋肤效应的反射矩阵表征。这导致了一种非常规的Goos-Hänchen效应：由于非厄米拓扑，波在反射时会发生横向偏移，即使在垂直入射时也是如此。超越具有增益和损耗的系统极大地扩展了可以实现非厄米特物理并显示出与非厄米拓扑相关特征的实验平台。
(赵鑫磊)
Non-Hermitian Physics without Gain or Loss: The Skin Effect of Reflected Waves
Selma Franca et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 086601 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.086601
09-02
中心对称铁磁体中的内禀非线性电自旋产生
在本文中，作者提出了一种内禀的非线性自旋产生效应，该效应在中心对称磁体中可以占主导地位。作者解释了这种效应的能带几何起源，并阐明了其对称性特征。作为一种内禀效应，它仅由材料的能带结构决定，反映了材料本身的特性。作者将该理论与第一性原理计算相结合，在单层MnBi2Te4中预测了可观的非线性自旋产生，这可以在实验中观察到。作者的理论为中心对称磁体中的全电控自旋电子学开辟了一条新的路径。
（郭儒达）
Intrinsic Nonlinear Electric Spin Generation in Centrosymmetric Magnets
C. Xiao et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 086602 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.086602
09-03
非热化热载流子的等离激元光催化
等离激元衰减产生的热载流子对光催化有促进作用，但目前尚不清楚非热化的热载流子如何动态激活和促进能量传递过程。在本文中，作者提出Anderson-Newns模型来描述等离激元热载流子引起的振动激发和键解离。等离激元衰减产生的非热分布的载流子与给定温度下电子-分子散射的热化载流子被同步处理。作者发现，高能区的非热电子尽管占据数很少，仍可以为光解离提供有效且主要的通道，特别是在低温和量子等离激元体系中。作者的模型可以描述波长依赖性，并再现通过银纳米颗粒上氧解离实验观察到的增强因子；同时为在量子体系中为光催化收集非热等离激元能量铺平了道路。
（刘芮西）
Plasmonic Photocatalysis with Nonthermalized Hot Carriers
S. Wu et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 086801 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.086801
09-04
通过电子发射探测石墨烯和MoS2独立单层膜中的离子诱导表面电荷动力学
[编辑推荐] 在飞秒时间尺度上研究二维材料中离子碰撞后的表面电荷动力学，发现石墨烯的电子发射量比MoS2高六倍，弥合了超快激光物理与离子束之间的缺口。
作者比较了石墨烯和MoS2独立单层膜的离子诱导电子发射，发现尽管两种材料具有相似的功函数，但石墨烯的发射电子数量要高出六倍。作者通过有效的单带哈伯德模型来解释这一发现：通过给MoS2充电，可以防止低能电子在离子碰撞后几飞秒的时间内逃离表面。作者通过测量关联电子和透射离子的电子能量分布来支撑这些结果。大多数发射的初级电子的能量低于10 eV，因此受到表面动态充电效应的影响。
（刘芮西）
Ion-Induced Surface Charge Dynamics in Freestanding Monolayers of Graphene and MoS2 Probed by the Emission of Electrons
A. Niggas et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 086802 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.086802
09-05
约瑟夫森结中耗散量子相变的存在与不存在
Dissipative quantum phase transition has been widely believed to occur in a Josephson junction coupled to a resistor despite a lack of concrete experimental evidence. Here, on the basis of both numerical and analytical nonperturbative renormalization group analyses, we reveal breakdown of previous perturbative arguments and defy the common wisdom that the transition always occurs at the quantum resistance RQ=h/(4e2). We find that renormalization group flows in nonperturbative regimes induce nonmonotonic renormalization of the charging energy and lead to a qualitatively different phase diagram, where the insulator phase is strongly suppressed to the deep charge regime (Cooper pair box), while the system is always superconducting in the transmon regime. We identify a previously overlooked dangerously irrelevant term as an origin of the failure of conventional understandings. Our predictions can be tested in recent experiments realizing high-impedance long superconducting waveguides and would provide a solution to the long-standing controversy about the fate of dissipative quantum phase transition in the resistively shunted Josephson junction.
Absence versus Presence of Dissipative Quantum Phase Transition in Josephson Junctions
Kanta Masuki et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 087001 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.087001
09-06
NbSe2单层中来自竞争超导通道的节点和向列超导相
像2H-NbSe2这样的过渡金属二硫化物在其二维形态中表现出Ising超导电性，准粒子自旋被牢固地固定在垂直于基面的方向上。这使得它们对超导电性能够承受超出泡利极限的异常高磁场。使用基于基面上旋转场的场角分辨磁阻实验，Cho等人研究了上临界场(Hc2)的场角依赖性，它直接反映了超导序参量的对称性。他们观察到六重节点对称性叠加在二重对称上。这与Hc2附近的节点拓扑超导相以及向列超导态的理论预测一致。他们表明，在NbSe2中，这种非常规的超导态可能源于多个相互竞争的超导通道的存在。
(赵鑫磊)
Nodal and Nematic Superconducting Phases in NbSe2 Monolayers from Competing Superconducting Channels
Chang-woo Cho et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 087002 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.087002
09-07
三角形反铁磁体中自旋密度波与分数磁化平台的关系
We report an excellent realization of the highly nonclassical incommensurate spin-density wave (SDW) state in the quantum frustrated antiferromagnetic insulator Cs2CoBr4. In contrast to the well-known Ising spin chain case, here the SDW is stabilized by virtue of competing planar in-chain anisotropies and frustrated interchain exchange. Adjacent to the SDW phase is a broad m=1/3 magnetization plateau that can be seen as a commensurate locking of the SDW state into the up-up-down (UUD) spin structure. This represents the first example of the long-sought SDW–UUD transition in triangular-type quantum magnets.
Spin Density Wave versus Fractional Magnetization Plateau in a Triangular Antiferromagnet
L. Facheris
Phys. Rev. Lett. 129, 087201 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.087201
09-08
无外加磁场下热磁振子的非易失性电场控制
[编辑推荐] 一项新的实验结果表明在室温多铁性材料BiFeO3中自旋流可以被电控制。
在磁性绝缘体中的自旋输运已经在多种材料中得到证明，是下一代基于自旋计算的新兴途径。为了调节这些系统中的自旋输运，通常需要施加足够强的磁场，以便对磁序进行确定性的控制。在本文中，作者利用多铁性磁电体BiFeO3来证明没有外加磁场情况下对热激发磁振子流的非易失性、滞后性和电场控制。这些发现是朝着基于磁振子的器件迈出的重要一步，这是因为只需要电场控制的器件是非常理想的。
（郭儒达）
Nonvolatile Electric Field Control of Thermal Magnons in the Absence of an Applied Magnetic Field
E. Parsonnet et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 087601 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.087601
09-09
电阻电子四倍态的有效模型和磁性质
Recent experiments [Grinenko et al. Nat. Phys. 17, 1254 (2021)] reported the observation of a condensate of four-fermion composites. This is a resistive state that spontaneously breaks the time-reversal symmetry, leading to unconventional magnetic properties, detected in muon spin rotation experiments and by the appearance of a spontaneous Nernst effect. In this Letter, we derive an effective model for the four-fermion order parameter that describes the observed spontaneous magnetic fields in this state. We show that this model, which is alike to the Faddeev-Skyrme model can host skyrmions: magnetic-flux-carrying topological excitations.
Effective Model and Magnetic Properties of the Resistive Electron Quadrupling State
Julien Garaud et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 087602 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.087602
09-10
石墨烯中欧姆输运击穿的成像
[编辑推荐] 一个特殊的显微镜可以观察到电子流分布的变化，清楚地表明石墨烯中从欧姆电子流到粘性电子流的转变。
欧姆定律描述了电流密度和电场的比例关系。在固态导体中，欧姆定律是由于电子散射过程使电流弛豫而出现的。在本文中，Jenkins等人使用氮空位中心磁强计对在高迁移率石墨烯单层中制造的狭窄收缩中欧姆定律的局部击穿进行直接成像。在室温下，当电流集中在收缩边缘时，欧姆流是可见的，流动剖面完全由样品几何形状决定。然而，随着温度降至200 K以下时，电流在收缩中心附近集中。 电流图案的变化与由不弛豫电流的电子-电子散射过程主导的从扩散到粘性电子输运的转变一致。
(赵鑫磊)
Imaging the Breakdown of Ohmic Transport in Graphene
Alec Jenkins et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 087701 (2022)
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.087701
10
软物质与交叉科学
导读：张鑫洁；责编：严钢
10-01
曲面上弹性网络的精确解
许多科学领域中都出现了表征受限于冻结曲面上的弹性网络结构的问题，并已通过多种不同的方法得到了解决，其中最主要的是扩展线性弹性或通过有效的缺陷相互作用模型。Dong等人提出了一种基于非线性弹性的精确形式来解决该问题，而无需借助任何几何量的近似。这种方法不仅克服了以往理论的局限性，还使得探索线张力和泊松比对曲面组合的影响成为可能。该方法具有一般性，可以推广到没有特定对称性的曲面，从而为获得完整的非球形病毒衣壳自组装理论奠定了基础。
Exact Solution for Elastic Networks on Curved Surfaces
Yinan Dong et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 088001 (2022)
10-02
无限双曲晶格高维表示的能带理论和边界模式
双曲空间的周期晶格具有超越欧几里得晶体群的对称性，为经典波和量子波提供了新的平台，展示了一类新型拓扑超材料的巨大潜力。双曲晶格的一个重要特征是其平移群是非阿贝尔的，与欧几里得晶格中的阿贝尔平移群相比，它允许高维不可约表示。Cheng等人将Bloch定理推广到无限双曲晶格的高维不可约表示，提出了一个构建双曲晶格上任意给定的高维不可约表示的波本征态的通用框架，并探讨了其对异常模数计数和简并性的影响，以及双曲晶格中的体-边对应。作者还将此方法应用于力学双曲晶格，并对其能带结构和高维不可约表示的零模态进行了表征。
Band Theory and Boundary Modes of High-Dimensional Representations of Infinite Hyperbolic Lattices
Nan Cheng et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 088002 (2022)
10-03
胶体异质外延中吸附物表面应变介导的横向相互作用的直接测量
[编辑推荐]通过从胶体中外延生长薄膜，研究人员表明，他们可以监测粒子的相互作用和行为，而对于从原子中生长的类似薄膜来说，这些粒子很难有时甚至无法捕获。
表面应变可以改变吸附物的动力学，通常吸附物本身通过其表面应变场诱导和相互作用。在外延中，当生长中的薄膜和基底之间的晶格不匹配导致失配应变时，这种应变介导的效应会进一步加剧。Mondal等人对多层胶体薄膜的异质外延生长进行了粒子分辨成像，其中粒子通过短程吸引相互作用。研究发现，尽管失配应变随薄膜厚度的增加而系统地弛豫，但胶体扩散率却是非单调的。作者表明，这种非单调性源于自诱导层内应变的空间范围与短程相互作用范围之间的竞争。该工作为吸附物之间的长程应变介导的相互作用提供了直接证据，并表明其改变了生长中的薄膜的形态。
Direct Measurements of Surface Strain-Mediated Lateral Interactions between Adsorbates in Colloidal Heteroepitaxy
Manodeep Mondal et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 088003 (2022)
10-04
运动细胞肌动蛋白皮层的通用模式：自组织脉冲可以与巨胞饮环形波共存
肌动蛋白细胞骨架中的自组织模式对于真核细胞生命至关重要。它们是许多功能结构的组成部分，这些结构通常同时起作用，以促进诸如细胞的营养吸收和运动。然而，确定不同的肌动蛋白模式如何共存仍是一项巨大的挑战。本文作者利用质量守恒激活-抑制系统的分岔理论，揭示了不同的肌动蛋白波（行波和可激发脉冲）如何组织并同时出现的通用机制。该机制从动力学系统的极限环、同宿轨道和异宿轨道方面进行了讨论，这些轨道对应于共动坐标系中传播的非线性波解。此外，作者采用活细胞成像实验证实了狭窄、平面且快速移动的兴奋性脉冲可能与运动变形虫细胞皮层中的环状巨胞饮肌动蛋白波共存。
Versatile Patterns in the Actin Cortex of Motile Cells: Self-Organized Pulses Can Coexist with Macropinocytic Ring-Shaped Waves
Arik Yochelis et al.
Phys. Rev. Lett. 129, 088101 (2022)
END
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