作者考虑存在于任意维度晶格中的自由费米子，其跃迁振幅随距离呈幂律衰减。聚焦于幂指数大于空间维度的体系（即保证单粒子能量是有界的），对于它们的平衡与非平衡性质，作者给出了一系列全面的基本限制。首先，作者推导出在空间尾端方面最优的Lieb-Robinson界。这一界限暗示了格林函数的本质上满足相同幂律的团簇性质，只要它的变量位于能量谱之外。被广泛认可（但在当前体系中还没有被证明）的基态关联函数的团簇性质也是一个必然推论。最后，作者讨论了这些结果对长程自由费米子系统的拓扑相的影响：它们证明了基于哈密顿量的与基于状态的定义之间的等价性，将短程相分类拓展到衰减幂指数大于空间维度的系统。此外，作者认为只要更小的幂指数是被允许的，那么所有的短程拓扑相都可以被统一起来。

（赵秀花）

Long-Range Free Fermions: Lieb-Robinson Bound, Clustering Properties, and Topological Phases

Zongping Gong, T. Guaita, and J. I. Cirac

Phys. Rev. Lett. 130, 070401 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.070401

量子指令集是量子硬件与软件的接口。作者为非Clifford门开发了表征与编译技术，以准确评估其设计。将这些技术应用于fluxonium处理器，作者表明将iSWAP门换成它的平方根SQiSW，可以几乎不付出成本地显著提高性能。更准确地说，对于SQiSW作者测量到最高达99.72%、平均为99.31%的门保真度，并且利用SQiSW实现了平均保真度为96.38%的Haar随机双量子比特门。与在同一处理器上使用iSWAP相比，前者平均误差减少41%，后者平均误差减少50%. 

（赵秀花）

Quantum Instruction Set Design for Performance

Cupjin Huang, Tenghui Wang, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 070601 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.070601

量子计量利用量子资源来提高测量灵敏度，超出了传统方法所能达到的范围。虽然多光子纠缠态N00N在原理上可以超过散粒噪声极限并达到海森堡极限，但高N00N态很难制备，并且对光子损失很脆弱，这阻碍了它们实现无条件的量子计量优势。在这里，作者结合了非常规非线性干涉仪的思想和先前为光子量子计算机“九章”开发的压缩光的受激发射，提出并实现了一种新方案，该方案实现了可扩展、无条件和鲁棒的量子计量优势。作者观察到，在不考虑光子损失和缺陷的情况下，每个光子提取的Fisher信息比散粒噪声极限提高了5.8（1）倍，这优于理想的5-N00N状态。海森堡有限标度、对外部光子损失的强大性以及作者方法的易用性使其适用于低光子通量状态下的实际量子计量。

（刘承葛）

Unconditional and Robust Quantum Metrological Advantage beyond N00N States

Jian Qin, Yu-Hao Deng, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 070801 (2023)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.070801

提取有用的信号是经典和量子技术的关键。传统的噪声滤波方法依赖于频域或时域中的信号和噪声的不同模式，从而限制了它们的应用范围，尤其是在量子传感中。在这里，作者提出了一种基于信号性质（而不是基于信号模式）的方法，该方法通过使用系统的固有量子性质从其经典噪声背景中挑出量子信号。作者设计了一种新的协议来提取量子关联信号，并使用它从其压倒性的经典噪声背景中挑出远程核自旋的信号，这是常规滤波方法无法实现的。这篇快报证明了量子或经典性质是量子传感中的一种新的自由度。这种基于量子性质的方法的进一步推广为量子研究开辟了一个新方向。

（刘承葛）

Detection of Quantum Signals Free of Classical Noise via Quantum Correlation

Yang Shen, Ping Wang, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 070802 (2023)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.070802

量子计量学的主要任务之一是利用给定的资源达到最终的精度极限，其中资源不仅是查询数量，更重要的是允许的策略。对于相同数量的查询，策略上的限制限制了可实现的精度。在这篇快报中，作者建立了一个系统框架来识别不同策略族的最终精度极限，包括并行、顺序和不确定因果顺序策略，并提供一种有效的算法来确定所考虑的策略族中的最优策略。通过作者的框架，作者表明存在不同策略系列的精度限制的严格层次结构。

（刘承葛）

Optimal Strategies of Quantum Metrology with a Strict Hierarchy

Qiushi Liu, Zihao Hu, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 070803 (2023)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.130.070803

轴子和光子之间的耦合修改了麦克斯韦方程，在磁感应方程中引入了发电机项。 在中子星中，对于轴子衰变常数和轴子质量的临界值，磁发电机机制增加了恒星的总磁能。该研究表明，由于地壳电流的耗散增强，这会产生大量的内部热量。 这些机制将导致磁化中子星的磁能和热光度增加几个数量级，这与热发射中子星的观测结果形成对比。为了防止发电机效应被激活，可以导出允许的轴子参数空间的界限。

Magnetic Dynamo Caused by Axions in Neutron Stars

Filippo Anzuini, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 071001 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130. 071001

We report an axion dark matter search at Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitskii sensitivity with the CAPP-12TB haloscope, assuming axions contribute 100% of the local dark matter density. The search excluded the axion-photon coupling g_aγγ down to about 6.2×10⁻¹⁶ GeV⁻¹ over the axion mass range between 4.51 and 4.59 μeV at a 90% confidence level. The achieved experimental sensitivity can also exclude Kim-Shifman-Vainshtein-Zakharov axion dark matter that makes up just 13% of the local dark matter density. The CAPP-12TB haloscope will continue the search over a wide range of axion masses.

Axion Dark Matter Search around 4.55 μeV with Dine-Fischler-Srednicki-Zhitnitskii Sensitivity

Andrew K. Yi, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 071002 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071002

我们从实验的角度说明了，强电磁场中，空间延展与有效辐射长度相当的三粒子产生过程e^-→e⁺e^-e^-在理论上被很好理解。该实验在欧洲核子研究中心进行，探测强场参数χ的值高达2.4。使用局部常数场近似的实验数据和理论期望在近3个数量级的产量上显示出显着的一致性。

Precision Measurement of Trident Production in Strong Electromagnetic Fields

Christian F. Nielsen, etal., (CERN NA63)

Phys. Rev. Lett. 130, 071601 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071601

文章在大秩极限（m→∞）下研究了耦合的幺正Virasoro最小模型。在大m的围绕理论中，我们发现两个非平凡的IR不动点，它们在几个异常维度和中心荷中表现出无理系数。对于N>4的情况，我们证明IR理论破坏了所有可能增强Virasoro代数到自旋10的流。这提供了很强的证据，证明IR不动点是紧致的，幺正的，无理共形场理论的例子，具有最少的手性对称性。我们还分析了自旋增加的退化算子族的异常维矩阵。研究进一步证明了无理性并且揭示了领头阶量子Regge轨迹的形式。

Coupled Minimal Conformal Field Theory Models Revisited

António Antunes and Connor Behan

Phys. Rev. Lett. 130, 071602 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071602

Kerr-Schild双拷贝被证明可以自然地扩展到在（A）dS上传播的所有自由对称规范场。与标准的低自旋情况类似，高自旋多拷贝与第零、单和双拷贝一起出现。由规范对称性固定的Fronsdal自旋s场方程的类质量项和第零个拷贝的质量似乎都经过了非常精细的调整，以适合形成由更高自旋对称性组织的光谱的多拷贝模式。在黑洞方面，这一奇特的观察填补了Kerr答案神奇性质的清单。

Classical Double Copy and Higher-Spin Fields

V. E. Didenko and N. K. Dosmanbetov

Phys. Rev. Lett. 130, 071603 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071603

[编辑推荐]电子磁偶极矩的测量达到了前所未有的精度，表现出搜索超出标准模型新物理的巨大潜力

电子磁矩，−μ/μ_B=g/2=1.00115965218059 (13) [0.13 ppt]，比14年来的数值精确度高2.2倍。基本粒子最精确测定的性质检验了标准模型（SM）对 10¹²分之一量级最精确的预测。由于SM的预测是α的函数，如果消除精细结构常数α测量差异的不确定性，该检测将提高一个数量级。新的测量和SM理论共同预测的结果是α⁻¹=137.035999166 (15) [0.11 ppb] ，其不确定度比当前测量的α值之间的差异小10倍。

Measurement of the Electron Magnetic Moment

X. Fan, T. G. Myers, B. A. D. Sukra, and G. Gabrielse

Phys. Rev. Lett. 130, 071801 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071801

An absolute measurement of the Λ⁺_c lifetime is reported using Λ⁺_c→pK⁻π⁺ decays in events reconstructed from data collected by the Belle II experiment at the SuperKEKB asymmetric-energy electron-positron collider. The total integrated luminosity of the data sample, which was collected at center-of-mass energies at or near the Υ(4S) resonance, is 207.2  fb^-1. The result, τ(Λ⁺_c)=203.20±0.89±0.77  fs, where the first uncertainty is statistical and the second systematic, is the most precise measurement to date and is consistent with previous determinations.

Measurement of the Λ⁺_c Lifetime

F. Abudinén et al. (The Belle II Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 130, 071802 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071802

本文提出了一个可以在未来的TeV能量的μ子对撞机上进行的新beam-dump实验。在互补状态下，beam-dump实验将是增加对撞机复杂性发现潜力的经济而有效的方法。在本文中，我们考虑了暗光子和Lμ−Lτ规范玻色子等矢量模型作为新物理候选者，并探索了可以用μ子beam-dump探测参数空间的新区域。我们发现，对于暗光子模型，与现有和拟议的实验相比，我们在较高和较低耦合下都获得了中等质量(MeV-GeV)范围内的灵敏度，并获得了Lμ−Lτ模型参数空间在以前从未触及的区域。

Probing New Gauge Forces with a High-Energy Muon Beam Dump

Cari Cesarotti, Samuel Homiller, Rashmish K. Mishra, and Matthew Reece

Phys. Rev. Lett. 130, 071803 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071803

暗光子A′和暗希格斯玻色子h′是许多暗区模型中预言的假想粒子。我们在2019年Belle II实验收集的数据中，在暗希格斯辐射过程e+e−→A′h′ 中寻找同时产生的A′和h′，A′→μ+μ−和h′在质心能量为10.58 GeV的电子-正电子碰撞中不可见。积分光度为8.34fb^-1，我们没有观察到信号的迹象。在A′的质量范围为4.0  GeV<M_A′<9.7  GeV以及h′质量需满足M_h′<M_A′时，我们获得了在90%贝叶斯置信度下横截面范围为1.7-5.0fb和有效耦合系数ϵ²×α_D的范围1.7 × 10⁻⁸–200 × 10⁻⁸的排除限制。其中ϵ是标准模型与暗光子之间的混合强度，α_D是暗光子与暗希格斯玻色子的耦合。我们首次获得了这个质量范围内的限制。

Search for a Dark Photon and an Invisible Dark Higgs Boson in μ+μ− and Missing Energy Final States with the Belle II Experiment

F. Abudinén et al. (Belle II Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 130, 071804 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071804

我们使用一个低温毫米波接收器来寻找暗光子暗物质（DPDM）。DPDM与电磁场有动力学耦合，耦合常数为 χ，并在金属板表面转化为普通光子。我们在18-26.5 GHz的频率范围内寻找该转换的信号，它对应于质量范围74-110μeV/c²。我们没有观察到显著的信号过剩，这允许我们在95%的置信水平下设置χ的上限为χ<0.3−2.0×10⁻¹⁰。这是迄今为止最严格的约束，也比宇宙学的约束更严格。通过使用低温光路和快速光谱仪，获得了对以往研究的改进。

Search for Dark Photon Dark Matter in the Mass Range 74–110  μeV with a Cryogenic Millimeter-Wave Receiver

S. Kotaka, et al., (DOSUE-RR Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 130, 071805 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071805

Matter-free lattice gauge theories (LGTs) provide an ideal setting to understand confinement to deconfinement transitions at finite temperatures, which is typically due to the spontaneous breakdown (at large temperatures) of the center symmetry associated with the gauge group. Close to the transition, the relevant degrees of freedom (Polyakov loop) transform under these center symmetries, and the effective theory depends on only the Polyakov loop and its fluctuations. As shown first by Svetitsky and Yaffe, and subsequently verified numerically, for the U(1) LGT in (2+1) dimensions, the transition is in the 2D XY universality class, while for the Z₂ LGT, it is in the 2D Ising universality class. We extend this classic scenario by adding higher charged matter fields and show that the critical exponents γ and ν can change continuously as a coupling is varied, while their ratio is fixed to the 2D Ising value. While such weak universality is well known for spin models, we demonstrate this for LGTs for the first time. Using an efficient cluster algorithm, we show that the finite temperature phase transition of the U(1) quantum link LGT in the spin S=1/2 representation is in the 2D XY universality class, as expected. On the addition of Q=±2e charges distributed thermally, we demonstrate the occurrence of weak universality.

Weak Universality Induced by Q=±2e Charges at the Deconfinement Transition of a (2+1)-Dimensional U(1) Lattice Gauge Theory

Indrajit Sau, Arnab Sen, and Debasish Banerjee

Phys. Rev. Lett. 130, 071901 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071901

Chiral perturbation theory and its unitarized versions have played an important role in our understanding of the low-energy strong interaction. Yet, so far, such studies typically deal exclusively with perturbative or nonperturbative channels. In this Letter, we report on the first global study of meson-baryon scattering up to one-loop order. It is shown that covariant baryon chiral perturbation theory, including its unitarization for the negative strangeness sector, can describe meson-baryon scattering data remarkably well. This provides a highly nontrivial check on the validity of this important low-energy effective field theory of QCD. We show that the ¯KN related quantities can be better described in comparison with those of lower-order studies, and with reduced uncertainties due to the stringent constraints from the πN and KN phase shifts. In particular, we find that the two-pole structure of Λ(1405) persists up to one-loop order reinforcing the existence of two-pole structures in dynamically generated states.

Cross-Channel Constraints on Resonant Antikaon-Nucleon Scattering

Jun-Xu Lu, Li-Sheng Geng, Michael Doering, and Maxim Mai

Phys. Rev. Lett. 130, 071902 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.071902

Keller 等人基于次次次领头阶手征核力，计算了有限温度下不对称核物质的状态方程，并估计了多体计算与手征展开的理论不确定度。利用高斯过程仿真器自洽计算自由能和其偏导，他们推导出任意质子分支比与温度下核物质的热动力学性质，实现了β平衡，以及有限温度下声速和对称能的首次非参数计算。他们的结果表明，热压随着密度的增大而减小。

（肖杨）

Nuclear Equation of State for Arbitrary Proton Fraction and Temperature Based on Chiral Effective Field Theory and a Gaussian Process Emulator

J. Keller, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 072701 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.072701

由于暗态不能进行单光子发射或吸收，研究暗态的动力学具有挑战性。暗自电离态的超短寿命只有几飞秒，使得这一挑战对于暗自电离态来说更加困难。高次谐波光谱学最近作为一种探测单原子或分子状态超快动力学的新方法出现。本文中，作者证明了一种新型超快共振态的出现，这是里德堡态与激光光子修饰的暗自电离态之间耦合的表现。通过高次谐波的产生，这种共振产生的极紫外光发射比非共振情况强一个数量级以上。感应共振可用于研究单个暗自电离态的动力学以及由于其与虚拟激光修饰态的重叠而导致的真实态动力学的瞬态变化。此外，目前的结果可以产生用于先进超快科学应用的相干超快极紫外光。

Ultrafast Resonant State Formation by the Coupling of Rydberg and Dark Autoionizing States

Mangaljit Singh, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 073201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.073201

干涉仪对于精确测量至关重要，包括引力波、激光测距、雷达和成像。相位灵敏度(核心参数)可以通过量子态进行量子增强，以突破标准量子极限（SQL）。然而，量子态非常脆弱，并且随着损耗而迅速退化。作者设计并演示了一种利用可变分裂比的分束器来保护量子资源免受环境影响的量子干涉仪。最优相位灵敏度可以达到系统的量子Cramér-Rao界。这种量子干涉仪可以大大降低量子测量中对量子源的要求。理论上，在66.6%的损耗率下，当前干涉仪仅使用6.0 dB压缩量子资源灵敏度就可以突破SQL， 使用传统的压缩真空注入Mach-Zehnder干涉仪则需要24 dB压缩量子资源。在实验中，当使用2.0 dB压缩真空态、损耗率从0%到90%时，通过优化第一次分裂比，灵敏度增强仍然保持在~1.6dB，这表明在实际应用中存在损耗的情况下，量子资源得到了很好的保护。该策略可以为有损环境下的量子信息处理和量子精确测量提供一种保留量子优势的方法。

Protection of Noise Squeezing in a Quantum Interferometer with Optimal Resource Allocation

Wenfeng Huang, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 073601 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.073601

性质完全不同的自由度之间的相干三方相互作用对量子信息和模拟技术很有帮助，但通常很难实现，并且在很大程度上仍未被探索。本文中，作者预测了由单个氮空位（NV）中心和微磁体组成的混合设置中的三方耦合机制。作者提出通过调制NV中心与微磁体之间的相对运动来实现单个NV自旋、磁振子和声子之间直接和强烈的三方相互作用。具体而言，通过引入参数驱动（双声子驱动）来调制机械运动（例如电阱中捕获的金刚石中的NV自旋或磁阱中的悬浮微磁体的质心运动），作者可以在单量子水平上获得可调谐的强自旋-磁-声子耦合，三方耦合强度提高了2个数量级。例如，这使得量子自旋-磁-机械中固态自旋、磁子和机械运动之间的三方纠缠具有现实的实验参数。该协议可以很容易地用离子阱或磁阱中的成熟技术实现，并且可以为基于直接和强耦合的三方系统的量子模拟和信息处理中的通用应用铺平道路。

Enhanced Tripartite Interactions in Spin-Magnon-Mechanical Hybrid Systems

Xin-Lei Hei, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 073602 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.073602

作者表明，与自适应光学校正的标准编码基相比，动态演化的湍流大气中光的瞬时空间奇异模式提供了显著改善的高保真信号传输。它们在较强湍流中增强的稳定性与传输功率随演化时间的亚扩散代数衰减有关。

Highly Transmitting Modes of Light in Dynamic Atmospheric Turbulence

David Bachmann, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 073801 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.073801

近年来，为解决不确定性多项式类问题而寻找可靠的伊辛机引起了极大的关注，其中可以用多项式缩放的资源来扩展真实系统，以寻找基态伊辛哈密顿量。本文中，作者基于新的增强对称破缺机制和高度非线性机械克尔效应，提出一个极低功率光机械相干伊辛机。利用能够通过光子集成电路平台制造的传统结构，由光学梯度力引起的光学机械致动器的机械运动极大地增加了非线性，可达几个数量级，并显著降低功率阈值。凭借简单而强大的分叉机制和极低的功率需求，作者的光机械自旋模型为大型伊辛机实现的芯片级集成开辟了一条道路，且具有极大的稳定性。

Low Power Coherent Ising Machine Based on Mechanical Kerr Nonlinearity

Yoonhyuk Rah, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 073802 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.073802

当受污染的水源中的小气泡破裂时，产生的液体射流（jet drops）会分裂成液滴，这些液滴可以将固体颗粒（如细菌、病毒和微塑料）气溶胶化。收集在气泡表面的颗粒有可能在射流滴中高度浓缩，从而显著增加它们的影响。人们一直认为，只有足够小以适应包围气泡的薄微层（microlayer）的颗粒才能被运输到其影响最大的顶部射流滴中。然而，在这里，我们证明不仅可以将较大的颗粒运输到这个射流滴中，而且这些颗粒还可以超过以前的富集测量。通过实验和模拟，我们确定了破裂前形成顶部射流滴的液体位置，并模拟了界面重排如何与气泡大小、颗粒大小以及气泡表面上颗粒的角度分布相结合，从而确定了颗粒富集。

（邱仲普）

Enrichment of Scavenged Particles in Jet Drops Determined by Bubble Size and Particle Position

Lena Dubitsky, Oliver McRae and James C. Bird

Phys. Rev. Lett. 130, 054001 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.054001

Niu等人使用经量子蒙特卡洛力和能量训练的机器学习原子间势，利用路径积分分子动力学研究了高压分子氢的相图。除了HCP和C2 /c-24相，他们还在Fmmm-4结构中发现了两个新的稳定相，二者都具有分子中心，由随温度变化的分子取向转变而分离开。高温各向同性的Fmmm-4相的重入熔化线，具有比之前预估更高的温度最大值（150GPa下的1450 K），其在1200 K和200 GPa附近穿过液-液转变线。

（董静萍）

Stable Solid Molecular Hydrogen above 900K from a Machine-Learned Potential Trained with Diffusion Quantum Monte Carlo

Hongwei Niu et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076102 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076102

Silicon(Si) exhibits a rich collection of phase transitions under ambient-temperature isothermal and shock compression. This report describes in situ diffraction measurements of ramp-compressed Si between 40 and 389 GPa. Angle-dispersive x-ray scattering reveals that Si assumes an hexagonal close-packed (hcp) structure between 40 and 93 GPa and, at higher pressure, a face-centered cubic structure that persists to at least 389 GPa, the highest pressure for which the crystal structure of Si has been investigated. The range of hcp stability extends to higher pressures and temperatures than predicted by theory.

X-Ray Diffraction of Ramp-Compressed Silicon to 390 GPa

X. Gong et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076101 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076101

Robert等人通过开发一种自洽方法，计算了石墨烯水溶液界面上的离子自由能吸附曲线。为此，他们设计了一个水的微观模型，并将液体与由电子带结构描述的石墨烯同等处理。通过逐步评估电子和偶极耦合静电相互作用，他们发现包含石墨烯和水相互屏蔽的耦合水平允许显著恢复大规模量子模拟的精度。他们进一步得到了几种碱性阳离子的平均力演化势。

（董静萍）

Coupled Interactions at the Ionic Graphene-Water Interface

Anton Robert et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076201

在相对论物理学中，重原子核中的原子坍缩和黑洞中的霍金辐射都被预测会通过粒子和反粒子耦合的Klein隧道过程发生。最近，由于石墨烯的相对论狄拉克激发具有较大的“精细结构常数”，原子坍缩态（ACSs）在石墨烯中被明确实现。然而，Klein隧穿在ACSs中的基本作用在实验中仍然是难以捉摸的。在本文中，Zheng等人系统地研究了椭圆石墨烯量子点（GQDs）和两个耦合圆形GQDs中的准束缚态。在这两种体系中都观察到由两个耦合ACSs形成的成键和反键分子坍缩态。他们的得到理论计算支持的实验结果表明，ACSs的反键态会转变为Klein隧穿诱导的准键态，揭示了ACSs与Klein隧穿之间的深层联系。

（董静萍）

Molecular Collapse States in Graphene/WSe₂ Heterostructure Quantum Dots

Qi Zheng, Yu-Chen Zhuang, Ya-Ning Ren, Chao Yan, Qing-Feng Sun, and Lin He

Phys. Rev. Lett. 130, 076202 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076202

[编辑推荐] 采用一种制造石墨烯的方法，研究人员生长出了一种二维蜂窝状材料，该材料预测会具有理想的机械、热和光学性能。

在类石墨烯单层蜂窝状结构的探索中，长期理论预言的SiC的二维同素异形体仍然难以生长出来。它预测会具有大的直接带隙(2.5 eV)，环境稳定性和化学多功能性。虽然硅和碳之间的sp²键在能量上是有利的，但迄今为止只有无序的纳米薄片被报道过。在这里，Polley等人展示了在SiC衬底上超薄过渡金属碳化物薄膜上大面积、自下而上地合成的单晶、外延单层蜂窝状SiC。他们发现SiC的2D相在高温下（在真空中可以高达1200℃）几乎是平层且稳定的。2D-SiC与过渡金属碳化物表面的相互作用在电子能带结构中产生了狄拉克样特征，在TaC衬底的情况下是强自旋劈裂的。他们的发现代表了合成常规和定制单层2D-SiC的第一步，并且这种新型异质外延系统可能会在光电、拓扑超导等领域得以广泛应用。

（董静萍）

Bottom-Up Growth of Monolayer Honeycomb SiC

C. M. Polley et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076203 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076203

The emergence of correlated insulating phases in magic-angle twisted bilayer graphene exhibits strong sample dependence. Here, we derive an Anderson theorem governing the robustness against disorder of the Kramers intervalley coherent (K-IVC) state, a prime candidate for describing the correlated insulators at even fillings of the moiré flat bands. We find that the K-IVC gap is robust against local perturbations, which are odd under PT , where P and T denote particle-hole conjugation and time reversal, respectively. In contrast, PT-even perturbations will in general induce subgap states and reduce or even eliminate the gap. We use this result to classify the stability of the K-IVC state against various experimentally relevant perturbations. The existence of an Anderson theorem singles out the K-IVC state from other possible insulating ground states.

Anderson’s Theorem for Correlated Insulating States in Twisted Bilayer Graphene

Kryštof Kolář et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076204 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076204

[编辑推荐] 在某些器件中观察到Aharanov-Bohm干涉，但在其他器件中观察不到，这取决于它们在特定量子霍尔体系中的边缘特性。

ν=2/3分数量子霍尔态是初阶Laughlin ν=1/3态的空穴共轭态。Nakamura 等人研究了通过在具有锐利限制势的GaAs/AlGaAs异质结构上制备的量子点接触的边缘态的传输。当有一个小但有限的偏压时，他们观察到一个G= 0.5(e²/h)的中间电导平台。这个平台在多个QPC中都有观察到，并且在一个显著的磁场、门电压和源漏偏置范围内都持续存在，使其成为一个稳健的特征。使用一个简单的考虑了反向流动的带电边缘模间散射和平衡的模型，他们发现这个半整数量子化平台与内部反向传播的-1/3边缘模的全反射一致，而外部整数模是完全透射的。在一个具有较软限制势的不同异质结构上制备的QPC中，他们反而在G= (1/3)(e²/h)处观察到存在中间电导平台。这些结果为理论模型提供了支持，在该模型中，在ν=2/3处当限制势由锐变软且无序时，边缘态从具有内部上游-1/3电荷模和外部下游整数模的结构过渡到具有两个下游1/3电荷模的结构。

（董静萍）

Half-Integer Conductance Plateau at the ν=2/3 Fractional Quantum Hall State in a Quantum Point Contact

J. Nakamura et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076205 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076205

The origin of the partial suppression of the electronic density states in the enigmatic pseudogap behavior, which is at the core of understanding high-T_c superconductivity, has been hotly contested as either a hallmark of preformed Cooper pairs or an incipient order of competing interactions nearby. Here, we report the quasiparticle scattering spectroscopy of the quantum critical superconductor CeCoIn₅, where a pseudogap with energy Δ_g was manifested as a dip in the differential conductance (dI/dV) below the characteristic temperature of T_g. When subjected to external pressure, T_g and Δ_g gradually increase, following the trend of increase in quantum entangled hybridization between the Ce 4f moment and conduction electrons. On the other hand, the superconducting (SC) energy gap and its phase transition temperature shows a maximum, revealing a dome shape under pressure. The disparate dependence on pressure between the two quantum states shows that the pseudogap is less likely involved in the formation of SC Cooper pairs, but rather is controlled by Kondo hybridization, indicating that a novel type of pseudogap is realized in CeCoIn₅.

Hybridization-Controlled Pseudogap State in the Quantum Critical Superconductor CeCoIn₅

Harim Jang et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076301 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076301

Dirac fermion systems form a unique Landau level at the Fermi level—the so-called zero mode—whose observation itself will provide strong evidence of the presence of Dirac dispersions. Here, we report the study of semimetallic black phosphorus under pressure by ³¹P-nuclear magnetic resonance measurements in a wide range of magnetic field up to 24.0 T. We have found a field-induced giant enhancement of 1/T₁T, where 1/T₁ is the nuclear spin lattice relaxation rate: 1/T₁T at 24.0 T reaches more than 20 times larger than that at 2.0 T. The increase in 1/T₁T above 6.5 T is approximately proportional to the squared field, implying a linear relationship between the density of states and the field. We also found that, while 1/T₁T at a constant field is independent of temperature in the low-temperature region, it steeply increases with temperature above 100 K. All these phenomena are well explained by considering the effect of Landau quantization on three-dimensional Dirac fermions. The present study demonstrates that 1/T₁ is an excellent quantity to probe the zero-mode Landau level and to identify the dimensionality of the Dirac fermion system.

Giant Density of States Enhancement Driven by a Zero-Mode Landau Level in Semimetallic Black Phosphorus under Pressure

Takuto Fujii et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076401 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076401

Since their proposal nearly half a century ago, physicists have sought axions in both high energy and condensed matter settings. Despite intense and growing efforts, to date, experimental success has been limited, with the most prominent results arising in the context of topological insulators. Here, we propose a novel mechanism whereby axions can be realized in quantum spin liquids. We discuss the necessary symmetry requirements and identify possible experimental realizations in candidate pyrochlore materials. In this context, the axions couple to both the external and the emergent electromagnetic fields. We show that the interaction between the axion and the emergent photon leads to a characteristic dynamical response, which can be measured experimentally in inelastic neutron scattering. This Letter sets the stage for studying axion electrodynamics in the highly tunable setting of frustrated magnets.

Dynamical Axions in U(1) Quantum Spin Liquids

Salvatore D. Pace et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076701 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076701

[编辑推荐] 在反铁磁绝缘体中，即使没有轨道角动量，也能激发相干自旋。

反铁磁材料具有本征的超快自旋动力学特性，使其成为未来工作在THz频率的磁振子器件的理想候选。目前研究的一个主要焦点是研究在反铁磁绝缘体中高效产生相干磁子的光学方法。在具有轨道角动量的磁性晶格中，自旋-轨道耦合通过低能电偶极子（如声子）的共振激发和与自旋相互作用的轨道共振实现自旋动力学。然而，在轨道角动量为零的磁性系统中，缺乏适用于相干自旋动力学的共振和低能光激发的微观途径。在这里，Matthiesen 等人从实验上考虑了电子和振动激发对光控零轨道角动量磁体的相对优点，重点关注一个极限案例：由轨道单重态Mn²⁺离子构成的反铁磁体锰磷三硫化物(MnPS₃)。他们研究了自旋与带隙内两种类型的激发的关联性：导致相干自旋进动的从Mn²⁺的单重轨道基态到轨道三重态的束缚电子轨道激发，以及导致热自旋无序的晶体场振动激发。他们的发现将轨道跃迁作为磁控制绝缘体的关键指标，这些绝缘体由具有零轨道角动量的磁中心构成。

（董静萍）

Controlling Magnetism with Light in a Zero Orbital Angular Momentum Antiferromagnet

Mattias Matthiesen et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 140401 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076702

For the first time, the origin of large electrostrain in pseudocubic BiFeO₃-based ceramics is verified with direct structural evidence backed by appropriate simulations. We employ advanced structural and microstructural characterizations of BiFeO₃-based ceramics that exhibit large electrostrain (>0.4%) to reveal the existence of multiple, nanoscale local symmetries, dominantly tetragonal or orthorhombic, which have a common, averaged direction of polarization over larger, meso- or microscale regions. Phase-field simulations confirm the existence of local nanoscale symmetries, thereby providing a new vision for designing high-performance lead-free ceramics for high-strain actuators.

Multiple Local Symmetries Result in a Common Average Polar Axis in High-Strain BiFeO₃-Based Ceramics

Ge Wang et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076801 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076801

晶体管是电子电路的关键元件，因为它们能够实现隔离或放大电压信号等功能。虽然传统的晶体管是点型（集总元件）器件，但在块状材料中实现分布式晶体管型光学响应可能会很有趣。在这里，Rappoport 等人表明低对称性二维金属系统可能是实现这种分布式晶体管响应的理想解决方案。为此，他们使用半经典玻尔兹曼方程方法来表征静电偏压下二维材料的光学电导率。与非线性霍尔效应类似，线性电光（EO）响应依赖于贝里曲率偶极子，可以导致非互易的光学相互作用。最有趣的是，他们的分析揭示了一种新的非厄米线性EO效应，它可以导致光学增益和分布式晶体管响应。他们研究了基于应变双层石墨烯的可能实现。他们的分析表明，通过偏置系统传输的入射光的光学增益取决于光偏振，特别是对于多层构型光学增益可以相当大。

（董静萍）

Engineering Transistorlike Optical Gain in Two-Dimensional Materials with Berry Curvature Dipoles

Tatiana G. Rappoport et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 076901 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.076901

[编辑推荐] 一个与精确实验测量相匹配的解析模型解释了靠近平整表面的胶体粒子复杂动力学的起源。

作者研究了限制在单壁和双壁平面通道几何中的粒子的扩散，其中局域扩散系数取决于到边界的距离。平行于壁面的位移是由其方差表征的布朗位移，但它是非高斯的，具有非零的四阶累积量。为了建立与Taylor色散的联系，作者计算了普适扩散张量的四阶累积量和位移分布的尾部，以及由壁面或外部(例如重力)产生的势能。对胶体沿平行于壁方向运动的实验和数值研究给出了测得的四阶累积量，这些累积量被作者的理论正确地预测出来。有趣的是，与布朗但非高斯扩散模型相反，位移分布的尾部显示为高斯型，而不是指数型。总之，作者的结果为力图的推断和近表面的局域输运特性提供了额外的测试和约束。

（谭宇涛）

Non-Gaussian Diffusion Near Surfaces

Arthur Alexandre, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 077101 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.077101

作者考虑了在无限系统尺寸下处于平衡状态的短程Ising自旋玻璃，并证明了，对于固定键的实现和从合适的metastate中得到的给定Gibbs态，在Gibbs态分解中，单个纯态的每个平移和局域不变函数(例如，自交叠)都具有相同的值。这对于该Gibbs态中的所有纯态均成立。作者还描述了自旋玻璃的几个重要应用。

（谭宇涛）

Proof of Single-Replica Equivalence in Short-Range Spin Glasses

C. M. Newman, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 077102 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.077102

潜在对称性本来是一种隐藏起来的对称性，它会通过将给定的离散系统简化为有效的低维系统而显现出来。作者展示了如何以声网络的形式进行连续波设置从而产生潜在的对称性。对所有低频本征模来说，在波导连结处，这些设计可以诱导点振幅宇称之间的潜在对称性。作者提出了一种模原理来互连隐形对称网络，使其具有多个隐对称结对。通过将这样的网络连接到镜像对称子系统，作者设计了具有域奇偶性的特征模的非对称设置。作者的工作弥合了离散模型和连续模型之间的差距，朝着在现实波动设置中探索隐藏的几何对称性迈出了关键一步。

（高文婷）

Hidden Symmetries in Acoustic Wave Systems

M. Röntgen, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 077201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.077201

随着宇称时间(PT)对称概念的应用，无辐射无线能量传输（WPT）技术取得了长足的发展。本文中，作者将标准的二阶PT对称的哈密顿量扩展为高阶对称三对角赝厄米哈密顿量，放宽了基于非厄米物理的多源/多负载系统的限制。作者提出了一种三模赝厄米双发射单接收电路，并证明了在没有PT对称性的情况下，该电路仍能获得鲁棒效率和频率稳定的WPT。另外，当改变中间发射器和接收器之间的耦合系数时，不需要主动调谐。赝厄米理论在经典电路系统中的应用为扩展耦合多线圈系统的应用开辟了一条途径。

（谢梦祥）

Frequency-Stable Robust Wireless Power Transfer Based on High-Order Pseudo-Hermitian Physics

Xianglin Hao, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 077202 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.077202

一氧化碳 (CO) 在过渡金属表面的吸附是表面科学和催化中的一个典型过程。 尽管它很简单，但它对理论建模提出了巨大挑战。 几乎所有现有的密度泛函都无法同时准确描述表面能和CO吸附位点偏好以及吸附能。 尽管随机相近似 (RPA) 解决了这些密度泛函理论实效的问题，但其庞大的计算成本使得除了最简单的有序情况外，研究CO吸附的任何体系都望而却步。 在本快报中，Liu等人通过开发具有接近 RPA 精度的机器学习力场 (MLFF) 来应对这些挑战，通过高效的即时主动学习程序和 Δ-机器学习方法。 作者表明，RPA 衍生的MLFF能够准确预测 Rh(111) 表面能和CO吸附位点偏好以及不同覆盖率下的吸附能，这些都与实验非常吻合。 此外，确定了依赖于覆盖范围的基态吸附模式和吸附饱和覆盖范围。

Combining Machine Learning and Many-Body Calculations: Coverage-Dependent Adsorption of CO on Rh(111)

Peitao Liu, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 078001 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.078001

拓扑缺陷通常在有序系统的相变过程中涌现和变化。它们在热力学有序演化中的作用一直是现代凝聚态物理学的前沿。在本快报中，Wu等人研究了拓扑缺陷的产生及其对液晶(LC)相变过程中序演化的引导。通过给定的预设光图案排列，根据热力学过程可实现两种不同类型的拓扑缺陷。由于向列—近晶(N-S)相变中LC指向矢场的记忆效应，在S相中分别产生了稳定的环面焦锥域(TFCD)阵列和阻挫阵列。阻挫阵列转变为具有较小晶格常数的亚稳态TFCD阵列，并由于取向序的保持而进一步转变为交叉畴型N态。温度图上的自由能和相应的纹理生动地描述了相变过程和拓扑缺陷在跨N-S相变的序演化中的作用。本快报揭示了拓扑缺陷在相变过程中对序演化的行为和机制。它为研究在软物质和其他有序系统中普遍存在的拓扑缺陷引导的序演化铺平了道路。

Topological Defect Guided Order Evolution across the Nematic-Smectic Phase Transition

Sai-Bo Wu, et al.

Phys. Rev. Lett. 130, 078101 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.130.078101