本着服务于中国物理学者和物理专业研究生的宗旨，我们根据PRL摘要对本期所有的快报文章进行中文导读。由于水平有限，不免出现一些不准确的地方乃至错译的地方。公众号下方有留言功能，欢迎专家学者通过留言指出不准确或错译的地方，共同提高公众号的服务质量。留言经编辑确认后，会显示在文章下方，供后来浏览者参考。
普通物理
量子互文的最优化经典模拟用经典系统模拟量子互文性需要内存。
一个基本而又开放的问题是，内存的最小需求是多少，以及量子系统优于经典系统的精确意义在哪里。Cabello等人提出了经典地模拟量子的态无关互文性的严格概念。作者考虑的是一个单独的量子系统受到从一个有限的QSIC集合中随机选择的一个无限的测量序列。假设模拟中不包含任何预言信息，作者得到了由经典系统模拟任意QSIC集所需的最小内存。
特别是，作者发现在使用Peres-Mermin集合测试时，经典模拟两量子比特需要log2(24)≈4.585比特，而用Yu-Oh集合测试单个qutrit时至少需要5.740比特。
含有磁单极的Haldane球面上人造朗道能级和旋量涡旋物质Zhou等人提出了一个灵活的方案，在有自旋的冷原子系统的弯曲球面几何上实现精确平坦的朗道能级。
这是通过在空间中应用磁四极场的Floquet设计产生一个人造的单极子场来实现的。该系统可以精确地映射到球面上的电子-单极子系统，从而实现了分数量子霍尔物理的Haldane球面几何。这个方法对玻色子和费米子都适用。通过将该系统映射到经典的Thompson（汤姆逊）问题，作者研究了s波相互作用原子凝聚体的基态涡旋模式。在偶极相互作用的情况下，进一步研究了涡旋模式的畸变和稳定性。
作者的方案与目前的实验装置相一致，可以作为研究弯曲空间上量子霍尔物理和奇异旋量涡旋物质的一个很有前途的途径。
非互文性线路互文性是量子理论的一个基本特征，对于某些量子计算和量子通讯的模型来说，它是必要的，因此，人们在将互文性作为可用资源方面取得了重要进步。然而，资源理论的主要部分——互文性自由操作的具体的、明确的形式——仍然缺失。
Amaral等人在文章中引入非互文性线路，即一类有清晰解释的，友好参数化的互文无关操作，并借此填补了该缺失部分。他们将其完全描述为一个普通的可以有任意多个输入和输出黑盒子测量设备。作为应用，他们展示了互文性的相对熵就是互文单调，而且最大互文框作为互文比特广泛存在。其结果为互文性和Bell非定域性建立了一个统一的资源论框架。
利用光学方法产生的张量网络态实现量子模拟
Dhand等人设计了一个全光方案，以产生用瞬间光模编码的多光模纠缠光子态，该方案在光学回路中采用非线性下转换过程来产生光的一维和高维张量网络态。他们用两种不同类型的纠缠张量网络态来解释其原理，并用变分法来模拟多体系统的基态。同时，他们还证明了最先进的光学设备能够确定自旋1/2的海森堡模型的基态性质。最后证明了该方案不受实际损失和模式错误匹配影响。
量子设计的广义纠缠熵
随机量子态或动力学的纠缠特性对于从量子信息到高能物理以及多体物理的各种物理学科的研究都很重要。这篇文章在纯态和单元通道中研究纠缠自由度和随机性之间的相互影响。通过证明Rényi纠缠熵在相同阶设计的平均上几乎是最大的，作者揭示了设计（状态和单元的分布符合均匀哈尔测度）和广义熵（熵函数依赖于密度算符的特定阶数）之间的紧密联系，这加强了著名的Page定理。
此外，作者还发现在系统维度的对数阶的设计使所有Rényi纠缠熵最大化，因此在纠缠谱方面是完全随机的。他们的结果将Rényi纠缠熵的行为与加扰和量子混沌的复杂性相关联，并且提出了快速加扰猜想的推广。
超导qutrit中拓扑麦克斯韦金属带一个超导qutrit模拟从金属奇异带到平庸绝缘态的拓扑相变。Tan等人通过把动量空间的凝聚模型映射到超导电路的可调参数空间来实验研究拓扑麦克斯韦金属带。
作者获得了这个奇异的能带结构的图像，它可以有效的被自旋为1的麦克斯韦方程所描述，被称为麦克斯韦点的三重简并点可以在麦克斯韦金属带中观察到。同时，作者设计并观察到一个从拓扑麦克斯韦金属态到平庸绝缘态的拓扑相变，并且报道了第一个从实验上测量大于一的陈数。
具体长程相互作用的自旋链中动力学量子相变：融合不同的非平衡临界概念
unkovi等人从理论上研究了以指数α为幂律衰减为特征的相互作用的横场Ising链的动力学性质，模型可以在离子阱中实现。作者将重点放在两类涌现的动力学临界现象，都是从铁磁初态开始进行量子猝火之后发生：第一种表现为时间平均序参量，它在一个横场临界点消失。作者认为这种相变只发生在α≤2长程相互作用中。
第二类对应于基态流形的返回概率中的时间周期奇异性，对于所有获得的α值都是这样，并且和α≤2的序参量相变一致。作者描述了两类非平衡临界性如何相互对应，并基于时间演化量子态的对称性给出物理解释。
d>6维自旋玻璃中的de Almeida-Thouless线上的多重临界点伊辛自旋玻璃中的de Almeida-Thouless（AT）线是温度T磁场h平面中的相边界，这条线以下，体系的对称性会破缺。
Moore等人使用微扰重整化的方法发现，当系统维度大于6时，在AT线上将出现一个将该线划分为高h场区和低h场区的多临界点。在低h场区，临界指数与平均场的值一致；在高h场区，重整化流将跑向无限强耦合极限。当系统维度从d>6一侧接近6时，多临界点将以1/(d-1)的指数形式接近0场临界点。
因此，在AT线上，临界性质的微扰理论在磁场足够大时将不再适用，甚至当系统维度超过6维以后，如同之前已经知道的的d<6维的零场都不适用一样。他们计算多临界点的临界指数到微扰一级ε=d-1>0。当系统维度从大于6维增长到无穷维，多临界点的命运还尚不知道。
由非平衡量子涨落引起的混沌动力学铁磁相
Lerose等人通过研究一维铁磁最近邻自旋相互作用对完全连接的量子伊辛模型的非平衡动力学相图的影响，探究了动力学相变对量子涨落的抗干扰性。他们特别关注了量子淬火后的瞬态动力学，并结合含时自旋波理论的解析方法和基于矩阵乘积态的数值方法对预热状态进行了研究。他们发现随着量子涨落强度的增加，动力学临界点散开成一个混沌动力学相，在此相中渐近序对参数和初始条件极为敏感。
他们认为这种现象是普遍的，因为它产生于量子涨落对平均场的影响。该平均场源于破坏的离散对称性的任何系统的非平衡动力学。
引力与天体物理
GW170817和GRB170817A的发现对修正引力模型中大尺度结构命运的影响中子星合并产生的引力波和伽马射线暴被同时观测到，从而给引力波的波速提出了严格的限制。Amendola等人在之前的研究中发现，宇宙中存在的引力滑移现象与引力波传播的修正密切相关。
在本文中，他们提出，新的约束意味着，可以导致引力滑移唯一可能的变量，只有标量-张量理论中与引力部分共形耦合的项，而对于矢量-张量理论，则完全不会发生引力滑移。他们对该可行模型的结构形成进行了讨论，提出两点：(1) 除Horndeski模型外，暗物质的增长率至少要达到广义相对论预言的程度； (2) 如果滑移参数表现出尺度依赖性，那么在大尺度上，应该取广义相对论的预言值。
他们还证明了，如果对引力进行修改，将会导致一个自洽性关系的破坏。
高斯-波涅理论中新的黑洞解及其对无毛定理的回避
Antoniou等人在一般的爱因斯坦-标量-高斯-波涅引力模型中，考虑加入了一个耦合函数f(Φ)。他们证明，黑洞是这个理论自然的特征，因为如果加入合适的函数f(Φ)，将会很容易地构建出正规的视界和渐近平坦的解。他们并且证明，可以绕开目前的无毛定理，在各种各样的耦合函数f(Φ)下，都能找到许多带有标量毛的黑洞解。
拓展标量-张量理论中带有曲率诱导标量化的新的高斯-波涅黑洞解
在本文中，Doneva和Yazadjiev考虑了拓展标量-张量-高斯-波涅理论中，一类只有在极端曲率下才能激发出标量自由度的理论。他们证明，在该理论中，存在新的黑洞解，这种解是在极端曲率下，由史瓦西黑洞的自发标量化形成的。在这个区域，如果低于某个质量，史瓦西黑洞会变得不稳定，会分出一支新的带有非平庸标量场的解。事实上，不同的质量会分出不同支带有非平庸标量场的解，但只有第一个是稳定的。
这个结果与中子星自发标量化很类似。但是不同的是，中子星的自发标量化是由物质引起的，而本文中讨论的情况则是由时空曲率诱导的。
黑洞的自发标量化以及高斯-波涅耦合带来的紧致星体
Silva等人在标量-张量理论中，考虑带有一种耦合标量与高斯-波涅项的协变量，找到了一类解，在黑洞和紧致星体中都表现出自发标量化。特别地，这些理论形式上允许广义相对论中所有的稳态解。但是如果满足某种条件，这些理论不存在动力学偏向。引人注目地，如果质量落在某些狭窄范围中的一个，黑洞将表现出自发标量化。他们同样找到证据表明，中子星也可以发生自发标量化。
基本粒子与场论
Casimir-Lifshitz扭矩中依赖于距离的符号反转在两个双轴可极化的各向异性平板之间的Casimir-Lifshitz扭矩表现出在其旋转方向上的非平庸的符号反转。标志该反转的板之间的临界距离ac由频率ωc~c/ac表征，沿着两个主轴的面内极化率相等。这两种材料试图将它们的主极轴的极化率在一个方向上对准ac，而高于ac时，它们的轴线试图将旋转的垂直线对准它们之前的最小能量取向。
在nonretarded极限内，符号反转消失。本文的微扰结果源于相对极化率差异小的情况，与单轴材料的确切理论非常匹配。作者举例说明了针对对黑磷和磷杂环戊烯的结果。
暗物质诱导的量子力及其探测手段Fichet观察到亚-GeV暗物质诱导核子之间的Casimir-Polder力，其可以被核子尺度到分子尺度的实验所测量到。
作者计算了暗物质有效理论中出现的核子-核子势，并且注意到它们的主要特征是通过维数分析和光学定理来确定的。分子光谱和中子散射因而变成暗物质探测实验，它们与基于核子与暗物质弹性散射的直接检测实验形成互补。现有数据对质量3~50 MeV且相互作用尺度约O(10~100) MeV的暗物质作出限制，其他暗物质探测实现通常难以测量到该区域。
半湮灭的自热暗物质暗物质的冻结取决于其温度的演变。
当弹性散射不足以维持动力学平衡时，暗物质温度将不再遵循标准模型粒子的温度。作者研究了半湮灭暗物质的温度演变，其中一对暗物质粒子湮没成一个暗物质粒子，另一粒子耦合到标准模型。作者发现动力学平衡仅仅通过半湮灭维持到冻结的最后阶段。冻结之后，半湮灭将质量亏损转化为暗物质的动能，从而导致暗物质温度的非平庸演变。作者认为，只要暗物质的自相互作用是有效的，暗物质温度就会像辐射一样发生红移。
作者将这种新颖的温度演变称为自热。值得一提的是，如果自热大致持续到物质与辐射相等时期，则GeV尺度的自热暗物质会像KeV尺度的温暗物质那样对结构形成在亚星系尺度上进行抑制。自热的持续时间长，需要大的自散射截面，这反过来会使内部晕圈中的暗物质密度分布变平坦。因此，自热暗物质可以解释冷暗物质无法诠释的观测到的星云尺度结构。
在阈值附近精确测量e+e−→Λ+cΛ−c的截面
BESIII探测器利用质心能为4574.5 MeV，4580.0 MeV，4590.0 MeV和4599.5 MeV的数据将e+e−→Λ+cΛ−c过程的散射截面测量到前所未有的精度。Λ+cΛ−c产生阈值附近的非零截面被清除。在质心能4574.5 MeV和4599.5 MeV处，更高的统计数据使得我们能够测量Λc的极角分布。基于此，Λc的电磁形状因子比(|GE/GM|)第一次被测量到。
具体的数值分别为1.14 ± 0.14 ± 0.07和1.23 ± 0.05 ± 0.03，其中第一个是统计不确定度第二个是系统不确定度。
原子核物理
CUORE的第一个结果：通过130Te的无中微子双β衰变寻找轻子数破缺本项实验展示了无中微子双β衰变新的灵敏度水平，这个衰变过程如果存在将证明中微子是它们自己的反粒子。
CUORE实验，一个吨级低温辐射热测量仪阵列，最近在意大利格兰萨索国家实验室开始运行。该阵列代表了这项技术的重大进步，在本工作中作者首次将其应用于高灵敏度地寻找轻子数破缺过程：130Te中的无中微子双beta衰变。
通过检查总量为86.3 kg yr的TeO2的辐射（有效能量分辨率为半高宽(7.7±0.5) keV，感兴趣区域的本底为(0.015±0.002) counts/(keV kg yr），他们没有找到无中微子双beta衰变的证据。考虑系统不确定性在内，他们给出的半衰期下限为T0n1/2(130Te)>1.3×1025 yr (90%的置信度)；该寻找的中值统计灵敏度为7.0×1024 yr。
结合早期Cuoricino和CUORE-0两个实验的结果，他们发现半衰期下限为T0n1/2(130Te)>1.5×1025 yr (90%的置信度)，这是目前对于无中微子双beta衰变的最强限制。将这一结果解释成有效Majorana中微子质量的限制，他们发现中微子质量上限为mββ<(110-520) meV，该范围反映了其中用到的核矩阵元的估计。
利用MAJORANA DEMONSTRATOR寻找76Ge中的无中微子双β衰变本项实验展示了无中微子双β衰变新的灵敏度水平，这个衰变过程如果存在将证明中微子是它们自己的反粒子。MAJORANA合作目前正在运行高纯Ge探测器阵列用于寻找76Ge中的无中微子双β衰变。
MAJORANA DEMONSTRATOR由44.1千克（含29.7千克浓缩76Ge）的Ge探测器组成，分成两个模块放在一个低本底防辐射层内，这些探测器分散在两个由低本底防辐射层所包含的模块之间，实验装置位于南达科塔州利德市的桑德福地下研究中心。文中作者列出了设备建造、试运行以及全面开始运行期间所提取数据的结果。
他们获得了关于Qββ前所未有的能量分辨率（半高宽2.5keV）和极低的本底水平，并且在9.95 kg yr富集Ge暴露下，没有得到了候选事件，这导致半衰期下限为1.9×1025 yr (90%的置信度)。依赖于所采用的矩阵元，该结果将有效Majorana中微子质量限制在240-520meV以下。在他们最低本底的实验设置中，本底为4.0+3.1-2.5计数/(FWHM t yr)。
GERDA第二阶段实验对76Ge无中微子双β衰变限制的改善本项实验展示了无中微子双β衰变新的灵敏度水平，这个衰变过程如果存在将证明中微子是它们自己的反粒子。在液氩中操作富含76Ge的裸Ge二极管，GERDA实验寻找76Ge(76Ge→76Se+2e−)轻子数破缺的无中微子双β衰变。与他们先前发布的实验数据相比，宽能锗（BEGe）探测器的暴露量提高了三倍。
通过分析探测信号的时间信息，BEGe探测器具有出色的本底抑制特征。在分析窗中，实现的本底水平为1.0+0.6-0.4×10-3 counts/ (keV kg yr)。如果归一化到能量分辨率，这是任何一个0nbb实验从未达到的最低本底。他们没有观测到有效信号，并结合他们先前的数据，给出置信水平为90%的新的半衰期下限8.0×1025 yr。假定没有信号的情况下，中值灵敏度为5.8×1025 yr。
利用单分子荧光成像展示单钡离子对无中微子双β衰变测量的灵敏性探测单个钡离子的装置有可能是探索中微子特性的下一步实验的核心。作者报道了标记136Xe双Beta衰变中钡子核的新方法。利用单分子荧光成像（SMFI）技术，展示了透明扫描表面处单个二价钡离子（Ba++）的分辨。单步荧光漂白证实了单离子解释。单个离子可以以超高分辨被定位，并且在本底上可以以12.9s的统计显著性被探测。
这为基于SMFI和高压氙气时间投影室，发展新的潜在无本底的无中微子双Beta衰变技术奠定了基础。
sd壳超核19F能级结构的首次测定作者报道了从sd壳超核19F中放出的g射线的首次观测。通过测量M1(3/2+→1/2+)跃迁的g射线能量，确定19F基态双重态1/2+和3/2+之间的能量间隔为315.5±0.4(stat)+0.6-0.5(syst)keV。
另外，还观测到了三个g射线峰，并分别指定为E2(5/2+→1/2+)，E1(1/2-→1/2+)和E1(1/2-→3/2+)的跃迁。5/2+和1/2+态的激发能分别为895.2±0.3(stat)±0.5(syst) keV和1265.6±1.2(stat)+0.7-0.5(syst)keV。结果表明，利用基于现有s-和p-壳超核数据的理论模型，可以很好地描述基态双重态能量间隔。
原子、分子与光学
多能级量子系统中的异常Rabi振荡
本文作者证明了，对于足够强的脉冲在一个多能级量子系统内的激发的Rabi振荡，其频率是由各能级之间的能量差而不是由脉冲区域决定的。即使在Rabi频率超过能级差的情况下，布居和相干性仍保留在由初始态和目标态形成的两能级子系统中。本文作者所观察到的动力学可用于非线性光谱学和量子态的制备中。
氟离子的近K边缘双重和三重退吸附：单光子激发的直接双电子发射
本文研究了单光子激发导致F−(1s22s22p6)负离子的电子双重和三重解离过程，其中，光子能量范围在660到1000eV。文中的实验数据为直接光致双重解离加一个单俄歇过程产生了F2+离子的反应通道的主导性作用提供了明确的证据。最后，文中借由对单个光子的吸收，确定了直接从F−中去除一对电子(1s+2p)的绝对截面。
过渡金属配合物中的受激X射线发射光谱
本文测量并分析了Mn（II）和Mn（VII）配合物溶液中X射线Kα发射光谱的放大，其中作者使用了X射线自由电子激光以产生1s的内核能级-空穴粒子数反转。作者进而发现该受激发射可放大超过4个数量级直至饱和。另外，作者还观察到，受激发射带宽超过了Mn的1s内核能级-空穴寿命的展宽。
在指数放大范围内，分辨率校正后的光谱宽度约为1.7eV并且在3个数量级的范围内都保持恒定，这表明出现了约1fs寿命的变换极限脉冲的累积。将放大状态驱动到饱和状态会导致光谱线的展宽和偏移。重要的是，对于输入的X射线脉冲，受激X射线辐射对Mn氧化态的化学敏感性在功率密度为1020W/cm2时保持不变。然后，作者讨论了受激X射线发射光谱与传统（自发）X射线发射光谱相比，信号灵敏度和光谱信息的差异。
最后作者指出，他们的研究结果为无机化学，催化和材料科学中的各种过渡金属配合物的非线性X射线光谱研究奠定了基础。
用强场光电子全息术直接显示价电子运动观察分子中价电子在其固有时间尺度上的运动一直是阿秒科学研究的核心目标之一，这需要使用具有亚原子空间分辨和阿秒时间分辨率的方法来进行测量。在强场隧道电离中的时间分辨光电子全息技术有望进入这个领域。然而，到目前为止，这仍然是一项具有挑战性的任务。
在本文中，作者揭示了价电子运动的信息是如何在光电子动量分布（PEMD）的全息图中进行编码的，并开发了一种全新的检索方法。作为演示，作者将其应用于通过求解典型分子H2+的时间相关薛定谔方程而获得的PEMDs，阿秒电荷迁移可用皮米空间和阿秒时间分辨率来直接显示。本文的方法代表了监测更复杂的多原子和生物分子中的阿秒电荷迁移的一般方法，这是新兴的阿秒化学研究的中心任务之一。
应用于高精度反氢实验的超冷阴离子阴离子La−被证明为第一个激光冷却负离子候选者。利用反氢原子来研究物质-反物质对称性和反物质重力的实验需要超冷反氢原子达到终极精确度。比几个开尔文还要更冷的有希望的反原子研究途径涉及到通过激光冷却的阴离子对反质子进行预冷。由于价电子在以偏振和相关效应为主的阴离子中的弱结合，所以仅存在少数具有适当跃迁的候选系统。
在这里，作者汇报了实验和理论研究的结合成果，以充分确定最有希望的候选原子阴离子La−的相关结合能，转换率和分支比率。利用组合的横向和共线激光光谱，作者最后确定了激光冷却转换的谐振频率为ν=96.592713（91）太赫兹，其过渡率为A=4.90（50）×10^4 s−1。
另一方面，借由全新的对于La−的高精度理论计算处理，作者计算出了还未进行实验测量的能级，转换率，分支比率和寿命，并以此来补充La−激光冷却周期的实验信息。这一新数据确定了La−对于激光冷却的适用性，并表明了这一冷却转换明显强于先前的理论研究。
非线性光学中的光学手性：在高次谐波产生中的应用光学手性（OC）——电磁场基本量之一——对应着光的瞬时手性。
它已被用于研究线性光学中的手性光物质相互作用，但尚未应用于非线性过程。为了探讨OC在螺旋极化高次谐波和阿秒脉冲产生中的作用，本文首先将横向和近轴光束的OC分离为极化和轨道项。继而发现，阿秒脉冲的偏振相关OC大致对应于准单色情况下的泵浦的偏振相关OC，而不是在多色泵浦情况下。
作者将这种差异与多色泵浦的偏振OC沿着光学周期在时间上快速变化的事实联系起来，因此提出了，非瞬时极化相关OC和时间尺度加权极化相关OC，并且表明这些新量将多色泵浦的手性和它们产生的阿秒脉冲联系起来。本文提出的OC理论的扩展应该对于探索各种非线性手性光-物质相互作用具有重要意义。例如，它激励作者提出了一种用于产生具有可调椭圆率的高椭圆阿秒脉冲的三环泵浦。
团簇库仑爆炸中高度带电的里德堡离子研究
本文主要研究强光学激光脉冲与氩离子簇的相互作用中所产生的纳米等离子体的离子发射，并同时得到了电荷状态和反冲能量的求解。通过施加适当的静电场，作者观察到了大部分氩离子Arq+（q=1-7）具有结合能低于150meV的电子；即，NRyd≥15的能级被填充。在μs时间尺度上观察到的电荷状态变化可以归因于由于自由化里德堡状态引起的电子发射，这意味着高ℓ里德堡能级也被填充了。
这些实验支持了理论预测，即在激光照射之后，与以数百电子伏的能量结合到纳米等离子体的离域电子的很大一部分填充了绝热膨胀过程中的毫电子伏结合离子态。最后，文章提出这个过程一般与扩大激光诱导的致密等离子体的长期演化有关。
测试再碰撞在N2+空气激射中的作用众所周知，在飞秒光脉冲在空气中的成丝过程中，可以观察到N2+中从B到X跃迁过程的增益。
虽然增益机制仍不清楚，但有人提出，再碰撞是增益的关键，这一过程对很多强场科学也是至关重要。本文通过直接比较泵浦光的椭圆率对空气成丝增益的影响来探讨这个假设。然后，通过测量也可用于产生高次谐波的稀薄气体射流的增益来解耦增益与空气成丝。这就使得作者可以比较增益对泵浦椭圆率的依赖性和高次谐波信号对基波椭圆率的依赖性，从而发现增益和谐波产生在光丝和射流中都有非常不同的行为。
事实上，在射流中，作者甚至可以用圆偏振来测量增益。因此，作者认为，再次碰撞在反演的产生中并不起重要作用。
全同费米子与p波相互作用的三体碰撞的标度律
本文通过实验证实了在p波Feshbach共振附近的6Li原子的超冷自旋极化气体中三体损耗系数的阈值行为和散射长度标度律。另外，作者还测量了三体损耗系数作为温度和散射体积的函数，从而发现，阈值定律和散射长度比例定律在有限的温度和磁场区域中保持不变。作者还发现，比例定律的崩溃则是由于有效范围项的出现。这项工作是全面了解与p波相互作用下全同费米子损失的很重要的第一步。
冷原子量子扫描显微镜理论
本文建议并分析了一台扫描显微镜，以监测腔体QED装置中冷原子的量子动力学。在连续测量理论框架下，显微镜通过色散耦合到腔体和零差检测来测量亚波长分辨率下的原子密度。文中分析了两种操作模式：首先，对于固定的焦点，显微镜记录了原子的波包动力学，其中时间分辨率由空腔寿命决定；其次，通过显微镜的空间扫描，可以绘制出静止量子态的空间密度。
值得注意的是，在后一种情况下，对于一个良好的空腔极限，显微镜成为一种有效的量子非破坏装置，使得运动本征态的空间分布可以在单次扫描中被测量，且没有反作用。
光磁电子学中磁准涡旋对布里渊光散射的影响
铁磁球面可以支持腔回音壁模式的光涡旋以及拥有非平凡自旋结构的光磁模式的磁准涡旋。这些旋涡可以通过它们的轨道角动量来表征。作者利用静磁模式下磁振子实验研究了回音壁模式中光子的布里渊散射，进而对光学涡旋和磁准涡旋之间轨道角动量的交换进行了仔细分析。作者发现轨道角动量守恒在布里渊光散射中导致了不同的非互易行为。通过将轨道角动量作为腔光磁电子学的新自由度，本文打开了手征光学和光自旋电子学的新路径。
非线性动力学和流体力学
在光子规范势下通过离散频率衍射进行频谱控制通过在光纤电路中使用光学相位调制器，我们在理论和实验上证明了其对冲击信号频谱具有强大控制，这类似于空间波导阵列中的离散衍射。调制相位作为频率维度上的光子规范势，实现了对频率梳的中心频率和带宽的有效控制。
我们通过实验获得了一个冲击梳的50GHz频移和三倍带宽扩展，以及各种折射现象的频率模拟，包括离散和连续入射光谱频域中的负折射和完全聚焦。我们的研究为利用时间调制方案进行光通信和信号处理的多功能频率管理铺平了道路。
经典动态单值的实验观察
如果哈密顿系统的基本作用量-角坐标在角动量-能量空间的闭合回路上不能返回到它们的初始拓扑状态，则称其具有非平凡的单调性。这个过程被预测会在动力学系统中产生可以看到的结果，称为动态单值现象。我们使用一个受到磁势和扭矩调节的球摆装置，通过一组环形轨迹演化中的相关拓扑变化观察到了非平凡单调性。
等离子体与束物理
利用等离子体尾场共振wiggler产生γ射线
Bifeng Lei等人提出了一种基于激光-等离子体尾场共振wiggler的γ射线辐射源。wiggler由短脉冲激光在等离子体通道中诱发的质心振荡实现。电子（自）注入尾场之后，会在横向电场的作用下振荡，同时也会在纵向电场的作用下加速。当激光质心振荡与电子betatron振荡达到共振时，振荡会得到显著增强，辐射频谱将提升至γ波段。通过调节激光注入等离子体的方式，可以对辐射的极化实现轻易的控制。
环向阿尔芬本征模驱动的非线性衰变和等离子体加热
Qiu等人从理论上证明，环形等离子体中的环向阿尔芬本征模（TAE）可以参量衰变成测地声模和动理学环向阿尔芬本征模，并估算出相应TAE幅值的阈值为|δB⊥/B0|=O(10−4)，其中，δB⊥为泵TAE的扰动磁场，B0为平衡磁场。这种新的衰变过程，不仅对高能粒子或α粒子驱动的TAE不稳定性的非线性饱和有贡献，而且有助于加热以及调节热等离子体的输运。
DIII-D高性能放电下的耦合湍流、驱动和E×B剪切流的准稳态等离子体“捕食-猎物”系统Barada等人在近零转矩高性能DIII-D托卡马克等离子体放电的边缘，观察到一种新的长寿命极限环振荡(LCO)机制。这些极限环振荡是局域化的，由密度湍流、梯度驱动和E×B速度剪切阻尼（E和B分别为局域径向电场和总磁场）组成。
密度湍流依次充当梯度剖面的捕食者（通过湍流运输）和E×B速度剪切的被捕食者（通过剪切抑制）。本文首次阐述了对该系统存在必不可少的局域E×B速度的独特时空变化。极限环振荡系统是准稳态的，受硬件约束限制，可存在3到12倍等离子能量约束时间（约30到900个极限环振荡周期）。这种等离子体系统对高性能和无瞬态等离子体中的边缘输运作用明显，这一点从极限环振荡时间尺度下输运相关边缘参数的振荡可以看出。
超高功率亚纳秒微波束在中性气体中电离诱发的自通道效应Shafir等人通过将≤500MW，9.6Hz，<1ns的微波束注入~4.5×10^3 pa的空气或~10^3 pa的氦气，首次在实验上展示了电离诱发的自通道效应。等离子体由微波束驱动的碰撞电离产生，其密度在靠近微波束轴线处降低，这是由于轴线处的微波场最强，而气体的电离率会随着微波振幅的增强而减小。该等离子体通道能够抑制微波束的发散。
各种诊断方法得到的实验数据与解析计算结果和particle in cell蒙特卡洛碰撞模拟结果能够很好地符合。
尘埃声波湍流中相干激励的互作用多尺度声漩涡Po-Cheng Lin和Lin I以尘埃等离子体中三维间歇尘埃声波湍流为平台，在2+1D时空空间中，将多维经验模式分解为不同尺度模式，证实了作为声型波湍流基本相干激励的相互作用多尺度声涡旋的实验观察，该涡旋围绕虫状振幅孔细丝并且与缺陷丝吻合。
对于不同的分解模式，振幅孔细丝的自相似重新缩放的指数寿命直方图和尘埃密度波动的自相似功率谱表明，类似的动力学规律在广泛的尺度范围内适用。除了互模式声涡对的产生、传播或湮灭之外，还发现具有相同或相反螺旋性的声涡旋的模内和模间相互作用，以及它们的纠缠和同步是声波湍流中的关键动力学过程，这类似于在流体动力学湍流中观察到的虫状洞周围的相互作用多尺度涡旋。
用激光频率失谐抑制双等离子体衰变
三维激光等离子体相互作用模拟表明，利用现有激光技术实现的激光频率失谐可用于抑制双等离子体衰变(TPD)不稳定性和相应热电子的生成。对OMEGA激光器上直接驱动惯性约束聚变内爆的等离子体条件和激光器配置的模拟表明，约0.7%的激光频率失谐就足以消除当前实验中双等离子体衰变驱动产生的热电子。这允许在未来内爆实验的设计中使用更高的激光强度来提高消融压力。
凝聚态物理：结构
玻色-爱因斯坦凝聚体混合物中亮孤子到量子液滴的转变
吸引相互作用的玻色-爱因斯坦凝聚体可以承载两种类型的宏观自我束缚态：亮孤子和量子液滴。本文用一个限制在光波导中的Bose-Bose混合物研究了亮孤子和量子液滴之间的关系。作者从理论上表明，依赖于原子数量和相互作用强度，孤子和液滴可以平滑地连接或保持只在双稳态区域共存的不同的态。Cheiney等人测量了它们的自旋组成，提取出适合广泛参数的密度，并且绘制出了从液滴中分离孤子的区域边界。
界面附近离子传输的电介质调控
在纳米装置中，离子迁移和离子电导现象一般是偏离块体行为的，该现象通常被归因于表面效应。作者研究表明，电解液和表面之间的电介质不匹配可以定性地改变离子的传输，这违反直觉。不是跟随极化诱导的浓度分布调制，流动性通过界面附近的离子大气的变化而增强或减弱，并且受到平行于表面的极化力的影响。除了揭示这种（界面附近离子迁移的）机制，作者还探讨了盐浓度和静电的耦合效应。
简单液体中的原子动力学：重温de Gennes窄化通过中子或X射线散射测量复杂体系如液体、蛋白质、胶体和聚合物的动力学经常观察到de Gennes变窄现象。在总散射强度最大值附近的动力学特性的减慢通常归因于增强的协同性。通过检查2维、3维和4维的模型液体的时间依赖的成对关联函数和van Hove关联函数，Wu等人对这种现象的起源提出了另一种观点。
作者发现弛豫时间随距离单调上升，而且对距离的依赖性也会随维度发生变化。Wu等人提出了一种基于简单几何模型的启发性的解释。这一发现为解释de Gennes窄化现象与α弛豫时间提供了新的线索。
大晶体系统中自由能势垒的无监督计算固态热激发机制的自由能之差的计算经常因为无法定义集体变量函数而难以进行，Swinburne与Marinica在此研究中准确的描述了其机制。
即使成功定义了集体变量函数，研究中每种机制的描述要求也阻止了在越来越多的自动化材料模拟方案中实现计算。作者提供了一种基于路径的固态自由能之差的表达式，而不要求反应路径收敛，不需要集体变量函数、Gram矩阵估计或是基于概率流估计量。这种方法的通用性和有效性在C15间隙缺陷的复合变换与包含120000个原子的钨中的螺旋错位的双扭结成核中得到了证明。这两种情况在实验相关的温度下都表现出显著的非谐性。
超稳定金属玻璃的抗老化超级稳定的金属玻璃(UMGs)有望解决常规金属玻璃的稳定性问题，因此研究UMGs具有异常重要的价值。作者利用x射线光子关联光谱技术，从原子尺度的角度研究了UMGs的稳定性。通过该技术的研究，他们发现了UMGs稳定性的一个特征，该特征能够导致UMGs具有相对于常规（快速淬火）金属玻璃比较慢的驰豫动力学行为。
同时，在玻璃转变温度(Tg)附近退火，该特征还能够以一种独特的方式加快动力学行为。这个令人惊奇的现象叫做抗老化，该现象可以从势能面的角度去理解。对于所有的样品，结构驰豫的过程都可以用一种高度压缩的密度涨落模型去描述。无论玻璃的稳定性如何，该模型都不受热处理影响。
窄/宽槽内毛细凝聚的修正的开尔文方程作者探究了在宽度和深度分别为L,D的深槽中毛细凝聚转换发生的位置和顺序。
在槽壁被液体完全浸湿的(接触角度为θ=0)槽中毛细凝聚转换是连续的，且发生的位置与槽深没有关联。然而如果槽壁被部分浸湿，这时候的转变属于一阶，毛细凝聚转变处的压力取决于修正的开尔文方程，该开尔文方程以一个被称作边缘接触角θE的量为特征，用以描述在槽顶处形成的弯液面形状。θE对槽深D的依赖关系，与在低密度类气相中槽底角落处是否形成弯液面有关。
然而对于宽槽，当θ<45度时槽底角落处的弯液面总是存在，因此作者认为它们的形成在窄槽中是受抑制的。关于这一点还有一些含义，例如局部钉扎的弯液面和冷凝转变的位置是不同的，分别取决于接触角是否大于或者小于一个普适常数θ≈31度。作者通过仔细地密度泛函理论计算佐证了他们的观点，该理论显示，修正的开尔文方程在槽宽L和槽深D都达到了几十个分子直径数量级的体系中依然保有很高的精度。
冲击压缩熔融石英的原位X射线衍射石英被快速压缩到36GPa以上将从无定型材料转变为四方晶体。由于在材料科学和地球物理学中的广泛应用，石英（SiO2）在冲击压缩下已被广泛检验。晶态石英(quartz)和熔融石英都通过一个所谓的“混合相区域”转变到一个稠密的，具有低压缩性的高压相。几十年来，石英在这一相的性质一直是一个有争议的话题。
而在这一相下对于石英的结构也众说纷纭，被提出的结构类型就包括晶态超石英，一种高压结晶相，以及另一种稠密的无定型相。作者利用平板冲击压缩实验和脉冲同步加速器X射线衍射技术研究了冲击压缩到63GPa的熔融石英的结构。和最近激光驱动的压缩实验相反，作者发现在压缩到34GPa以下熔融石英是一个稠密的无定型结构。一旦压缩到34GPa以上，熔融石英会转变成一个无纹理的多晶超石英结构。
作者的成果能够解释之前熔融石英冲击压缩行为模糊的特性并且和最近的分子动力学模拟结果一致。在压缩超过几百个纳秒的尺度下超石英的晶粒尺寸估计处于5-30nm之间。
缔合咪唑：阐明静态介电常数与质子电导率的相关性
宽带电介质光谱被用于研究超分子结构对氢键合的2-乙基-4-甲基咪唑和4-甲基咪唑中电荷传输和动力学的影响。详细分析揭示（i）平均超分子链长和质子电导率之间的反比关系和（ii）咪唑中的静态介电常数和质子传导率之间没有直接相关性。这些发现提出了关于扩展的超分子氢键网络促进氢键材料中的质子传导这一广泛概念的基本问题。