PRL导读-2024年132卷02期

量子多体疤痕由混沌多体谱中的少数低熵本征态组成，并且可以微弱地打破遍历性，从而产生稳健的振荡动力学。 量子多体疤痕的概念源于最初在量子弹球背景下引入的单粒子疤痕，其中疤痕以集中在潜在经典不稳定周期轨道周围的量子本征态的形式表现出来。 这些概念之间的直接联系仍然是一个悬而未决的问题。 在这篇文章中，Evrard等人研究了一种多体旋量凝聚体，由于其集体相互作用，适合疤痕的诊断。 他们表征了系统丰富的动力学、谱和相空间，包括常规态和混沌态。 前者的熵值低，违反本征态热化假说，并且可以追溯到可积的有效哈密顿量，而后者大都在潜在的半经典不稳定周期轨道周围出现疤痕，同时满足本征态热化假说。 作者提出了一项实验方案以在囚禁的自旋-1玻色–爱因斯坦凝聚体中检验他们的理论。

（赵秀花）

Quantum Scars and Regular Eigenstates in a Chaotic Spinor Condensate

B. Evrard, A. Pizzi, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 020401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.020401

任意子是二维空间中表现出非平凡交换统计的奇异准粒子，在通用拓扑量子计算中发挥着至关重要的作用。一个值得注意的能够显现任意子分数统计的方案是环面码模型；然而，由于其高度纠缠的基态，通过量子模拟扩大其规模面临严峻的挑战。在这篇文章中，Niu等人证明模块化超导量子处理器可以做到硬件方面实用的环面码模型的实现。通过跨不同模块的并行控制，研究者通过4个步骤生成了 10 量子比特的环面码基态，并实现了6个不同的编织路径来对任意子的统计性质进行基准测试。他们以有效且可扩展的方式通过关联测量对任意子编织统计的路径独立性进行了验证。该模块化方法作为环面码模型的硬件体现，为拓扑相的可扩展模拟提供了一条有前途的路径，为分布式量子模拟铺平了道路。

（赵秀花）

Demonstrating Path-Independent Anyonic Braiding on a Modular Superconducting Quantum Processor

J. Niu, Y. Li, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 020601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.020601

当前的激光干涉引力波探测器由于光学元件的位移噪声受到多种来源的贡献，其精度存在着基本限制。为了减轻这些效应，人们已经提出了几种无位移噪声干扰计量仪（DFI）方案。这些方案的思想类似于量子传感中的无退相干子空间，即某些模式包含关于引力波的信息，但对于镜面运动（位移噪声）不敏感。Gefen等人推导了一般DFI方案的量子精度极限，包括最佳测量基和最佳压缩方案。作者们介绍了一个三角腔DFI方案，并将他们的一般限制应用于该方案。通过对该方案使用不同的噪声模型进行精度分析，他们发现DFI属性导致有趣的灵敏度特性，并由于噪声抑制和更大的压缩增益而实现了精度的提高。

(李元朋)

Quantum Precision Limits of Displacement Noise-Free Interferometers

T. Gefen, R. Tarafder, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 020801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.020801

功率致宽是光谱学中一个众所周知且深入研究的现象，指的是随着驱动场振幅增加，两态量子跃迁的光谱线轮廓变宽。这通常在连续波驱动下当辐射场的强度超过跃迁的饱和强度时发生。在脉冲激发中，矩形脉冲形状会引起线性功率致宽。而光滑形状的脉冲则被认为致宽效应较小，例如高斯脉冲形状的致宽呈对数关系。曾经有预测，但还未在实验中验证过，那些随时间消失的脉冲形状，例如 ∼ |t|^−λ，应该表现出相反的效应——功率变窄，即随着驱动脉冲的幅度增加，脉冲后的跃迁线宽减小。本文中，Mihov等人在IBM Quantum处理器ibmq_manil上针对一类洛伦兹脉冲形状进行了功率变窄的实验验证。当将脉冲面积从π增加到7π时，观察到线宽缩小了10倍以上，完全颠覆了功率致宽的范式。此外，作者们对脉冲翼的截断进行了深入研究，引入了一个（小）功率致宽项，阻止了功率变窄达到极值。在没有其他功率致宽机制存在的情况下，足够小的洛伦兹脉冲截断可以实现所需的极窄线轮廓。

(李元朋)

Defying Conventional Wisdom in Spectroscopy: Power Narrowing on IBM Quantum

I. Mihov and N. Vitanov

Phys. Rev. Lett. 132, 020802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.020802

作者初次展示了由宇宙线诱导的大气簇射最大值（X_max）深度的射电测量结果，并将之与在同一位置的稳定荧光测量的结果进行比较。通过使用Pierre Auger天文台的观测结果，作者发现本次射电测量和之前公开的荧光测量数据集完全相容，并且在同时由射电方法和荧光方法观测到的子集中，仅在Pierre Auger天文台进行了测量。此外，作者发现射电X_max的分辨率是能量的函数，并展示了建造有竞争力的用稀疏射电阵列进行高分辨率X­_max测量的能力。作者还发现射电技术也和宇宙线质量组分的研究相容，无论在Auger还是其他实验中。

Demonstrating Agreement between Radio and Fluorescence Measurements of the Depth of Maximum of Extensive Air Showers at the Pierre Auger Observatory

A. Abdul Halim et al. (Pierre Auger Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 021001 (2024)

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当设想的中微子秘密相互作用（νSI）变大时，其会在超新星（SN）核中形成流体，以音速流出，并像火球一样流走。作者首次处理了完全动态的问题并且系统使用相对论性流体力学，解决了所有步骤。对SN物理性质的影响和中微子信号都十分微弱。对火球内部完全热化的情况，可观测谱的改变与耦合强度无关。一种本研究之外的可能较大影响是在νSI破缺轻子数时的快速中微子逃逸现象。但以现有证据来看，SN物理仍在参数空间中保有较大区域，其中实验室研究和未来的高能中微子望远镜将有可能探测到νSI。

Large Neutrino Secret Interactions Have a Small Impact on Supernovae

Damiano F. G. Fiorillo, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 021002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.021002

近年来，推广黑洞热力学方向引起重要关注，其中宇宙学常数及/或其他耦合参数可作为热力学变量处理。受到Iyer-Wald形式体系（这一体系可得到一般黑洞热力学的内禀和普遍性质）的启发，作者表明对此体系的适当拓展也能展现推广黑洞热力学的基础理论结构。值得注意的是，对于由微分同胚不变的作用量所描述的引力理论，总可以从这一拓展形式体系出发得到推广后的热力学。

Extended Black Hole Thermodynamics from Extended Iyer-Wald Formalism

Yong Xiao, Yu Tian, and Yu-Xiao Liu

Phys. Rev. Lett. 132, 021401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.021401

本文给出了在  和  介子衰变到最终态  ，  和  （其中  ）中时间相关CP破坏的测量结果。所用数据对应在  质心能量下的LHCb探测器收集的6 fb⁻¹的积分亮度。测量出的CP破坏参数为  = 0.717 ± 0.013 (统计) ± 0.008 (系统)和  = 0.008 ± 0.012 (统计) ± 0.003 (系统)。这次  的测量代表了迄今为止对CKM角β最精确的单一测量，并且精确度超过了当前的世界平均值。另外，本文报告了各个通道的CP破坏参数的测量，以及与LHCb第一阶段测量组合结果。

Measurement of C P Violation in    Decays

R. Aaij et al. (LHCb Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 021801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.021801

This Letter reports the observation of WZγ production and a measurement of its cross section using 140.1 ± 1.2 fb⁻¹ of proton-proton collision data recorded at a center-of-mass energy of 13 TeV by the ATLAS detector at the Large Hadron Collider. The WZγ production cross section, with both the W and Z bosons decaying leptonically, pp → WZγ → ℓ^′±νℓ⁺ℓ⁻γ(ℓ^(′)=e,μ), is measured in a fiducial phase-space region defined such that the leptons and the photon have high transverse momentum and the photon is isolated. The cross section is found to be 2.01 ± 0.30 ( stat ) ± 0.16 ( syst ) fb . The corresponding standard model predicted cross section calculated at next-to-leading order in perturbative quantum chromodynamics and at leading order in the electroweak coupling constant is 1.50 ± 0.06 fb . The observed significance of the W Z γ signal is 6.3 σ , compared with an expected significance of 5.0 σ .

Observation of WZγ Production in pp Collisions at √s = 13 TeV with the ATLAS Detector

G. Aad et al. (ATLAS Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 021802 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.021802

根据CERN大型强子对撞机（LHC）自2015年至2018年采集的质子–质子碰撞数据，ATLAS和CMS合作进行的多项搜索的综合分析首次展现了希格斯玻色子衰变成Z玻色子和光子的证据，其统计显著性为3.4标准偏差。这些数据对应于每个实验约140 fb^-1的积分亮度，中心质心能量为13 TeV。测量的信号产额是标准模型预测的2.2±0.7倍，与理论预期的一致性在1.9标准偏差内。

Evidence for the Higgs Boson Decay to a Z Boson and a Photon at the LHC

G. Aad et al. (ATLAS Collaboration, CMS Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 132, 021803 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.021803

The validity of the ergodic hypothesis in quantum systems can be rephrased in the form of the eigenstate thermalization hypothesis (ETH), a set of statistical properties for the matrix elements of local observables in energy eigenstates, which is expected to hold in any ergodic system. We test the ETH in a nonintegrable model of relativistic quantum field theory (QFT) using the numerical method of Hamiltonian truncation in combination with analytical arguments based on Lorentz symmetry and renormalization group theory. We find that there is an infinite sequence of eigenstates with the characteristics of quantum many-body scars—that is, exceptional eigenstates with observable expectation values that lie far from thermal values—and we show that these states are one-quasiparticle states. We argue that in the thermodynamic limit the eigenstates cover the entire area between two diverging lines: the line of one-quasiparticle states, whose direction is dictated by relativistic kinematics, and the thermal average line. Our results suggest that the strong version of the ETH is violated in any relativistic QFT whose spectrum admits a quasiparticle description.

Ergodicity Breaking and Deviation from Eigenstate Thermalization in Relativistic Quantum Field Theory

Miha Srdinšek, Tomaž Prosen, and Spyros Sotiriadis

Phys. Rev. Lett. 132, 021601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.021601

作者研究了冷振动状态的NO⁺与O^–在碰撞能量≈0.1eV和单次碰撞条件下进行的相互中和反应。该反应完全由生成三个基态原子碎片的过程主导。在假设阴离子仅作为电子给体、产物中性分子表现为自由转子的简单模型框架下，作者运用产物动量分析得出结论：该过程采用两步机制，先通过NO的中间里德堡态进行，随后发生碎裂。

Mutual Neutralization of NO⁺ with O⁻

Mathias Poline et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 023001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.023001

作者研究了带有动态的密度差分依赖规范场的离散非线性薛定谔方程。作者发现，随着规范耦合的变化，基态从平面波凝聚态转变为局域孤子态。有趣的是，作者发现了一个凝聚态和孤子态都稳定的区域。作者识别出一种涌现的手性对称性，这导致对称保护的零能量边缘模式的存在。这种涌现的手性对称性将低能孤子和高能孤子联系起来。这些状态表明，相互作用既有排斥性又有吸引性。

Density Dependent Gauge Field Inducing Emergent Su-Schrieffer-Heeger Physics, Solitons, and Condensates in a Discrete Nonlinear Schrödinger Equation

W. N. Faugno et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 023401 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.023401

本文展示了一种采用多层反射镜的新型中子干涉仪的成功架构。该仪器便于利用脉冲中子源精确评估干涉条纹的波长依赖性。作者的干涉仪在20-min的记录时间内实现了惊人的0.02rad的精度。与使用硅晶体系统相比，即使使用简化的干扰抑制器，测量灵敏度仍然保持不变。通过完全分离光束路径，作者成功测量了不同样品的中子–核散射长度。对于Si、Al和Ti的测量值与文献中的数据一致，而V的测量值与文献值相差45%。这种差异可能归因于以前研究中遇到的杂质。通过减少与中子波长、样品杂质和厚度相关的系统误差，可以进一步提高测量的准确性。这种新型中子干涉仪使人们能够测量诸如材料的中子–核散射长度等基本参数，精度超过传统干涉仪。

Development of Neutron Interferometer Using Multilayer Mirrors and Measurements of Neutron-Nuclear Scattering Length with Pulsed Neutron Source

Takuhiro Fujiie et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 023402 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.023402

作者提出了一个实验方案，可用于快速制备悬浮粒子质心的宏观量子态，这是一个在远大于其零点运动的长度尺度上的离域状态，并且没有经典模拟。通过突然关闭谐性阱，让微粒在一个静态双势阱中演化，紧随着对初始质心进行冷却至足够纯净的量子态，这种状态就被制备出来。作者对与当前悬浮纳米粒子和微米粒子实验相关的噪声和退相干进行了全面分析。在这种情境下，作者强调使用两个粒子，让每个粒子在各自势阱中演化来减小噪声和退相干集体源影响的可能性。作者方案的普适性和可扩展性使其可适用于不同的系统实现，包括单原子、离子和玻色–爱因斯坦凝聚。作者的结果有可能实现在前所未有的长度和质量尺度上产生宏观量子态，从而为实验上探索离域量子态中源质量产生的引力场铺平道路。

Macroscopic Quantum Superpositions via Dynamics in a Wide Double-Well Potential

M. Roda-Llordes et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 023601 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.023601

基于非对易傅里叶变换技术，作者引入了一种在周期性驱动振荡器的Floquet相空间中调控任意哈密顿量的通用方法。作者建立了相空间中任意目标 Floquet 哈密顿量与实空间中周期驱动势之间的关系。作者获得了实空间中驱动势的解析表达式，这些驱动势可以在相空间中产生新的哈密顿量，例如旋转晶格和尖锐边界阱。作者的方案可以在多种实验平台上实现，用于非经典态生成和玻色子量子计算。

Engineering Arbitrary Hamiltonians in Phase Space

Lingzhen Guo and Vittorio Peano

Phys. Rev. Lett. 132, 023602 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.023602

作者用实验展示了在一根50cm长的锥形光子晶体光纤中通过受激Brillouin-Mandelstam散射产生的光声冷却现象，用7.38GHz的声学模式实现了从室温到219K的冷却率。由于反斯托克斯和斯托克斯布里渊过程自然地打破了声子冷却和加热的对称性，解析边带方案并非必要。这些实验为探索宏观物体从经典到量子的转变铺平了道路，并可能在存储和中继器方案方面实现新的量子技术。

Optoacoustic Cooling of Traveling Hypersound Waves

Laura Blázquez Martínez et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 023603 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.023603

作者探索纳米光子谐振腔中的光学参量振荡(OPO)，实现了任意非线性相位匹配和几乎无损的能量转换控制。这种新的OPO激光转换器是由非线性光–物质相互作用决定，使其在技术上既灵活又可广泛重构。作者利用谐振腔中的纳米结构内壁调制来实现OPO激光转换的通用相位匹配，但相干反向散射也会诱导逆向传播的泵浦激光。这减少了谐振腔在两个方向的光学功率，增加了OPO的阈值功率，并限制了激光转换效率，即目标信号和空转频率的光功率与泵浦光功率之比。作者着重于对最佳激光转换和阈值行为的理解，建立了该系统的解析模型，并使用该模型指导了纳米结构谐振腔OPO激光转换电路的实验，该电路完全集成在芯片上，不受群速度色散的限制。本文展示了OPO激光转换效率和谐振腔耦合率之间的基本关系，这取决于逆向传播的泵浦场的相对相位和功率。作者实现了(40±4) mW的芯片上功率，对应于(41±4)%的转换效率，发现了一条接近一的OPO激光转换效率的途径。

Threshold and Laser Conversion in Nanostructured-Resonator Parametric Oscillators

Haixin Liu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 023801 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.023801

[Editors’ Suggestion] Neutralization of a shock-generated Richtmyer-Meshkov instability at the interface between heavy and light materials using timed double-shock wave fronts is demonstrated experimentally and verified numerically.

经典的里奇特迈尔–梅什科夫不稳定性（RMI）是描述冲击波加载后界面演变的一种流体动力学不稳定性。与其他如瑞利–泰勒这样的流体动力学不稳定性不同，RMI 以其无条件不稳定性而闻名：无论冲击波通过方向如何，任何偏离平坦界面的波动都会被放大。在这篇文章中，我们展示了对于负阿特伍德数，存在特殊序列的冲击波，这些冲击波导致几乎完美抑制不稳定性的增长。我们通过使用阶梯形飞片和相变材料，在计算和实验上展示了这一原理。一个令人着迷的直接推论是，在特定情况下，一个发生相变的材料可能会自我抑制 RMI。

（邱仲普）

Suppression of Richtmyer-Meshkov Instability via Special Pairs of Shocks and Phase Transitions

W. J. Schill, et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 024001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.024001

约束可以对粒子系统的行为产生相当大的影响，因此是发现新现象的有效方法。一个值得注意的例子是在仿制的各向同性气泡势阱的外场下，低温下的全同玻色子系统，它将粒子限制在接近球面的部分空间内。利用路径积分蒙特卡罗模拟，作者研究了两个典型情况下的空间结构和超流体分数。首先，作者观察软核玻色子，发现具有多面体对称性的超固体团簇排列的存在;展示了不同数量的团簇是如何根据势阱半径和粒子质量来稳定的，作者描述了团簇相的温度行为。并与经典软核粒子的行为进行了详细的比较。然后，作者研究了目前实验感兴趣的情况，即球体上的偶极凝聚，演示了如何在密度和相互作用参数的实际值下在大圆上形成团簇的准一维超固体。至关重要的是，这种超固相只会受到重力的轻微干扰。作者认为，预测的相可以在具有球壳几何形状的磁阱中揭示，甚至可能在地球的实验室中。作者的结果为未来在弯曲几何中相关量子系统的模拟研究铺平了道路。

（刘瑞）

Supersolid Phases of Bosonic Particles in a Bubble Trap

M. Ciardi, F. Cinti et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 026001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026001

最近的实验研究揭示了在具有超平坦能带的超导扭曲双层石墨烯（TBG）中出现的高度非常规现象，这些现象无法用传统的BCS理论来描述。例如，考虑到平坦能带的小费米速度，由BCS理论预测的超导相干长度比测量值短20倍以上。需要一种新的理论来理解平带超导体的许多非常规性质。在这项研究当中，作者们从微观平带哈密顿量建立了一个Ginzburg-Landau（GL）理论。GL理论显示了物理量的性质，如临界温度、超导相干长度、上临界磁场和超流体密度，是由布洛赫态的量子度规决定的。一个关键的结论是，超导相干长度不是由费米速度决定的，而是由量子度规限制的最优局域Wannier函数的尺寸决定的。将该理论应用于TBG，作者计算了超导相干长度和上临界磁场。结果与实验结果很好地匹配，无需对参数进行微调。建立的GL理论为理解具有量子度规的平带超导体提供了新的通用理论框架。

（郭维安）

Ginzburg-Landau Theory of Flat-Band Superconductors with Quantum Metric

Shuai A. Chen, K.T. Law

Phys. Rev. Lett. 132, 026002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026002

六方相是二维晶体熔化过程中由于拓扑缺陷而产生的中间阶段。最近，通过扫描隧道显微镜实验测量，在二维弱无序超导MoGe的涡旋晶格中确定了这个奇异相。在这篇文章中，作者通过Nernst效应对这个涡旋状态进行了研究，该效应是一种有效且敏感的工具，特别适用于检测超导涨落区域中的涡旋运动。作者发现在六方相熔化转变时出现了令人惊讶的Nernst符号反转。作者认为这是六方相态中涡旋位错优先从冷区扩散到热区的结果。

（毛慧灿）

Nernst Sign Reversal in the Hexatic Vortex Phase of Weakly Disordered a-MoGe Thin Films

Y. Wu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 026003 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026003

量子几何在确定量子材料的输运和光学性质中有重要影响。作者使用半经典结合微扰修正来进行非线性反常霍尔效应和非互易磁电阻（纵向电阻）的量子几何统一。在直流极限下，横向和纵向的非线性导电率都包含一个由归一化的量子度量偶极子引起的项。量子度量的贡献是固有的，且与准粒子寿命无关。作者证明了掺杂反铁磁拓扑绝缘体MnBi₂Te₄薄膜中非线性反常霍尔效应和非互易磁电阻共存。该工作表明，纵向和横向的非线性输运可以为固体量子几何探测提供了灵敏探针。

（彭怡然）

Unification of Nonlinear Anomalous Hall Effect and Nonreciprocal Magnetoresistance in Metals by the Quantum Geometry

Daniel Kaplan, Tobias Holder et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 026301 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026301

作者用含时Gutzwiller方法研究了Hubbard模型中的序参量涨落。在弱耦合极限下，作者发现振幅涨落是短暂的，这是由于与准粒子连续体边界的能量的简并性（与Hartree-Fock+RPA理论一致），在边界以下增加相互作用，这些涨落被消除。因此，作者的计算预测了在强耦合超导体、冷原子费米子凝聚体以及强相互作用电荷和自旋密度波系统中序参量的无阻尼振幅（Higgs）振荡。作者提出了一种在未掺杂的铜酸盐和相关材料中检测自旋型Higgs模式的实验实现，其中，由于Dzyaloshinsky-Moriya相互作用，它可以耦合到通过法拉第效应可视化的平面外铁磁激发。

（郑鹏宇）

Long-Lived Higgs Modes in Strongly Correlated Condensates

J. Lorenzana and G. Seibold

Phys. Rev. Lett. 132, 026501 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026501

轨道自由度与自旋交换的耦合，即kugel-khomskii型相互作用（KK），决定了材料的许多特性，包括巨磁电阻、增强磁电响应和光致高温磁性。一般来说，KK型相互作用会导致磁跃迁附近或以下的耦合哈密顿量的实验观测值出现偏差。通过衍射和光谱实验，作者在CrVO₄中报告了晶格参数、电子态、自旋动力学和声子的异常变化，这些变化发生在四倍于Néel转变温度（TN）的温度下。这个温度明显高于其他d轨道化合物，比如锰酸盐和钒酸盐，在这些化合物中，效应主要局限在TN附近或以下。利用第一性原理和基于格林函数的声子和自旋模拟，实验观察结果得到了合理的解释，这些模拟表明，通过超交换过程，KK型相互作用空前强烈，并且轨道选择性自旋–声子耦合系数至少是先前报道的强耦合自旋–声子系统的两倍。这些研究结果为探索远高于TN的KK型相互作用和自旋声子耦合效应提供了机会，并可能使各种特性更接近应用，例如，强室温磁电耦合。

（杨颖）

Evidence of Strong Orbital-Selective Spin-Orbital-Phonon Coupling in CrVO₄

Aditya Prasad Roy et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 026701 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026701

金刚石中带负电荷的IV族缺陷由于其高效的自旋光子界面而显示出作为量子网络节点的巨大潜力。然而，达到足够长的相干时间仍然是一个挑战。在这项工作中，作者证明了锗空位中心(GeV)在毫开尔文温度下的相干控制，并将其相干时间延长了几个数量级，达到20 ms以上。作者将磁噪声和振幅噪声建模为Ornstein-Uhlenbeck过程，很好地再现了实验结果。该方法为优化IV族缺陷在不同实验条件下的相干时间及其在量子技术中的成功应用铺平了道路。

（刘瑞）

Germanium Vacancy in Diamond Quantum Memory Exceeding 20 ms

K. Senkalla, G. Genov et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 026901 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026901

扭曲光携带非零轨道角动量，可以从光传递到从纳米到微米范围的电子和粒子。迄今为止，尽管后者具有丰富的拓扑结构形式，如Skyrmions，并拥抱强光物质耦合，但扭曲光与偶极系统之间的相互作用几乎没有被探索。在这里，通过基于第一性原理模拟，作者展示了扭曲光可以激发和驱动动态极性Skyrmions，并将其非零缠绕数传递给铁电超薄膜。Skyrmion在两个界面上交替地被成功地创建和湮灭，并经历了从明显的“Bloch”到“N´eel”特征的周期性转变，伴随着“Bloch点”拓扑缺陷的出现，其极化消失。Skyrmions的动态演化与拓扑数在时间上的不断跃迁“0”和“1”之间相连接。这些有趣的现象被发现具有静电起源。作者的研究因此证明了，以及解释了为什么这种独特的光物质相互作用在功能材料中可以非常有效地创建和操纵拓扑孤子。

（郭维安）

Dynamical Control of Topology in Polar Skyrmions via Twisted Light

Lingyuan Gao, Sergei Prokhorenko et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 026902 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.026902

布洛赫振荡是将库珀对的绝热输运与时间联系起来的基本现象。在本篇文章中，作者研究了强耦合的亚100纳米Al/AlO_x/Al约瑟夫森结系统中的布洛赫振荡同步，该系统位于一个由高感应铝颗粒和高电阻钛微带组成的高电阻环境中。作者观察到耦合结中明显的电流镜像效应，并展示了类似于微波实验中第一个双Shapiro阶的电流平台。这些发现表明，作者的电路设计有望实现受保护的布洛赫振荡和对电流计量具有重要意义的精确Shapiro阶。

（毛慧灿）

Synchronization of Bloch Oscillations in a Strongly Coupled Pair of Small Josephson Junctions: Evidence for a Shapiro-like Current Step

Fabian Kaap et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 027001 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.027001

绝热过程可以使量子系统保持在其瞬时本征态中，这对噪声和耗散具有鲁棒性。然而，它受限于非常缓慢的演化速度。作者首次通过实验在门定义半导体量子点（QDs）中证明了无跃迁量子驱动（TLQD）的绝热捷径，从而极大地加速传统的绝热通道。对于给定的量子态传输效率，加速比可以超过两倍。动力学特性还证明了TLQD能够保证快速且高保真度的量子态传输。为了补偿由退相干噪声引起的非绝热误差，作者提出了改进后的TLQD方法，并通过扩大反绝热驱动宽度来实验上验证。基准测试显示该方法可以达到97.8% 的态传输保真度。这项工作将极大推动基于门定义 QDs 的量子模拟和绝热量子计算方面的研究和应用。

（彭怡然）

Accelerated Adiabatic Passage of a Single Electron Spin Qubit in Quantum Dots

Xiao-Fei Liu, Yuta Matsumoto et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 027002 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.027002

玻尔兹曼的经典研究表明，尽管气体在碰撞中进行动量和能量再分布，但在各向同性谐振势阱中受限的稀薄气体并未达到平衡状态；相反，它演化成一种呼吸模式，其中密度、速度和温度展现出振荡行为。这种反直觉的理论预测得到了冷原子实验的支持。然而，即使在理想化和孤立的系统中，这些呼吸模式是否是动力学的永恒解呢？本文作者通过水动力学论证和分子动力学模拟的结合展示了一种新的耗散机制，其中微小而常常被忽略的体积黏度最终使系统热化，从而达到平衡态。

Fate of Boltzmann’s Breathers: Stokes Hypothesis and Anomalous Thermalization

M. I. García de Soria et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 027101 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.027101

超正则呼吸子（SRB）是标量非线性薛定谔方程（NLSE）的高阶精确解，由两个以小角度相互传播的基本呼吸子组成。Liu等人基于特征值分析以及SRB与调制不稳定性之间的确切联系，建立了Manakov方程的SRB精确理论，结果表明矢量SRB确实存在于聚焦和散焦的Manakov系统中。进一步地，在聚焦情况下，平面波的局域周期性初始调制可以激发单个SRB和包含四个基本呼吸子的二阶SRB。

Fundamental and Second-Order Superregular Breathers in Vector Fields

Chong Liu et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 027201 (2024)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.027201

Nidhi Kaul等人展示了肥皂膜—通常会有对称的分子排列—可以用不同的相反表面构造，打破了它们的对称性。它们使人想起在自然界中发现的功能生物主题。使用荧光分子探针作为薄膜不同侧面的掺杂剂，并利用共振能量转移来确认对称性破缺，他们发现这种对称性在几分钟的时间尺度上持续存在。此外，他们对所涉及的输运现象进行了理论分析，得到了与实验观测一致的结果。

（张一鸣）

Realizing Symmetry-Breaking Architectures in Soap Films

Nidhi Kaul et al.

Phys. Rev. Lett. 132, 028201 (2024)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.028201