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普通物理：统计与量子物理
冷费米气体中标度不变性的动力学违反与伸缩子
Semenoff和Zhou用大N近似找到了一种N组分二维冷费米气体的奇异相，它表现出近似标度对称性的动力学破缺行为。作者把一个特定的弱阻尼集体激发视为伸缩子（Dilaton），一种与近似标度对称性破缺相关的赝Goldstone玻色子。作者认为，对理论中的一些参数而言，对称破缺相是稳定的，且在正常相和标度对称性破缺相之间存在着一阶量子相变，该相变可以通过调节化学势来驱动。
作者发现，气体在其较低临界密度下的压缩性异常的大，是相同密度下理想气体的2N倍。（马宇翰）
几乎量子关联会违反无限制假设为了识别哪些原理表征量子关联，理解在哪一种意义上这些关联不同于几乎量子关联是很重要的。Sainz等人通过调用所谓的无限制假设来解决这个问题。无限制假设是一个在许多量子理论的重建中都用到的自然公理，它说明了一组可能的测量是状态集合的对偶。
作者证明，与量子关联相反，不存在满足无限制假设的广义概率理论能够重现几乎量子关联的集合。因此，任何具有几乎量子关联或与之非常接近的理论必然需要一个规则限定可能的测量。本文的结果表明，无限制假设可能在从非信令关联中挑出量子关联的集合中起着根本性的作用。（马宇翰）
超导电路通过微波双光子跃迁实现确定性远程纠缠两个相距一米远的超导transmon量子比特通过传递一个微波光子实现了确定性纠缠。
大规模的量子信息处理网络几乎都需要不能直接发生相互作用的远程系统之间的纠缠。这种纠缠可以通过固定与运动的信息载体之间的纠缠门实现，固定的信息载体可以被当做内存或局部计算资源，非固定的信息载体则充当量子buses。Axline等人发现了两个远距离transmon量子比特之间的确定性纠缠，该量子比特是通过对长距离传播光子波包的拉曼受激辐射和吸收而产生的。
Axline等人以73%的保真度实现了贝尔态，其损失可以由传输线路中的损失以及量子比特之间的退相干解释。（马欣然）
不可能用经典方法模拟具有乘法误差的单一纯量子比特模型单一纯量子比特模型（或具有一个量子比特模型的确定性量子计算模型）是量子计算的受限模型，其中除了一个输入量子比特之外，所有的量子比特都是最大混合的。
已有的研究表明，一个单一纯量子比特模型的三个输出量子比特的测量结果的概率分布不能在一个恒定的乘法误差内进行有效地经典采样，除非多项式时间层级嵌套到第三级。能否在将输出量子比特从三降到一的同时保持上述结果是一个为解决的问题。在本文中，Fujii等人解决了这一问题。作者还表明，多项式时间层级可以从三级嵌套加强到二级。
从三级到第二级的嵌套水平的加强也适用于其他的亚普适模型，如瞬时量子多项式模型和玻色子采样模型。作者也研究了在限制电路深度和门类型的条件下单一纯量子比特模型的经典可模拟性。（马宇翰）
价键固体中的拓扑量子比特
Wang等人构造了基于具有SU(N)对称性的价键固体模型的拓扑量子比特。逻辑拓扑量子比特是在全局奇偶对称性自发破缺后形成的具有二重简并的基态子空间。一个角度为2π/N的逻辑Z旋转（N是大于2的整数）是由全局扭曲操作提供的。这是拓扑性质的体现并受能隙的保护。本文还提出了一种具有标准量子纠错码的通用级联方案，可以实现更好的编码。此外，作者展示了对称保护拓扑次序的通用纠错性质。（马宇翰）
具有长程相互作用的量子系统中能量吸收与预热化的边界金刚石中的氮空位色心和离子阱等具有长程相互作用的系统可以作为用以探测一系列非平衡多体现象的实验平台。特别地，各种与短程相互作用系统具有截然不同物理机制的有效哈密顿量可以通过驱动来实现。在本文中，Ho等人推导了针对由自旋或费米子构成的周期驱动系统的线性响应能量吸收速率的普适严格界限。这些系统具有按照1/rα衰减的长程相互作用，其中α>d/2。
作者证明，无序的的平均能量吸收率在高温下随驱动频率呈指数衰减。这一结果强烈地暗示了一个预热平台的存在，在这个平台上，系统的动力学是由一个有效的、静态的Hamiltonian长期控制的。作者用数值计算验证了这一结论。本文的研究结果有助于理解在这种在长程相互作用系统中由有效哈密顿量所描述的热化时间尺度以及新的动力学机制。（马宇翰）
多体系统中对称性决定的纠缠
与系统哈密顿量类似，子系统的约化密度矩阵具有分块特征。分块矩阵由对称量子数—charge sector所刻画。Goldstein和Sela考虑了适当的共轭Aharonov-Bohm(AB)流穿过多层黎曼曲面，提出了一种几何方法来提取每个charge sector对子系统纠缠度量的贡献。
对于1+1维共形场论的情形，作者给出了纠缠熵和谱的精确结果，并应用到各种系统中，包括从自由或有相互作用的费米子系统到自旋和拟费米子(Parafermion)链。他们还从数值上对这些结果进行了验证。他们发现对于相互作用的费米子链，总的纠缠熵与lnL存在标度关系，其中子系统的每个charge sector贡献了(lnL)1/2，甚至当考虑总的自旋守恒时，直到L0阶的贡献亦是如此。
此外，作者还探讨了如何在当前实验条件下测量每个charge sector对纠缠的贡献。（马欣然）
量子自旋链中的理好二极管Balachandran等人研究了XZZ链中自旋流的整流，XZZ链可以分成两部分，每一部分都有不同的各向异性参数。
使用严格对角化和矩阵乘积态算法，作者发现当自旋链中的一半无间隙，而另一半有足够大的各向异性时，即使对于N=8的自旋短链，也可以实现很大的整流效应（10^4数量级）。Balachandran等人证明了当向一个方向驱动流时呈现扩散传输，向相反方向驱动流时出现绝缘性质，这使得XZZ链在热力学极限下成为一个理想的二极管。上述结果与自旋链两部分之间的磁子(magnon)激发谱吻合。（马欣然）
关于本征态热化假说的数值大偏差分析关于孤立量子系统热化问题较为合理的理论是基于强本征态热化假说。强本征态热化假说(ETH)指在微正则壳层中所有的能量本征值的期望都等于微正则系综的平均值。Yoshizawa等人通过大偏差性质在数值上研究了ETH，这样能直接估计出无热能量本征态在能量壳层中的比重。作者可以系统地证实强ETH的正确性，即使对于近可积系统。
此外，作者发现有无热本征态占比的有限尺度标度对于不可积系统呈双指数衰减形式。本文的结论揭示了量子混沌的普遍规律，同时说明了大偏差分析可以作为研究存在有限尺寸效应的热化问题的有效方法。（马欣然）
二维各向同性无序介质中临界固定界面的普适性
Grassberger基于大量的数值模拟提出猜想：在短程关联的二维各向同性无序介质中，临界钉扎界面属于常规渗流(percolation)普适性类中的。与高于二维的界面不同，在二维情形下分形和粗糙无分形的界面没有区别。本文的研究包括零温随机场Ising模型（包括存在与不存在自发成核现象）中的界面、非均匀自举渗流中的界面等。本文的研究不包括有长程关联的模型以及介质各向异性的模型。（马欣然）
在稠密环境中受驱动粒子的非平衡涨落和增强扩散Illien等人研究了受外力驱动远离平衡态的示踪粒子在任意浓度下的稠密环境中的扩散。系统的演化处于一个离散晶格上，其随机动力学可以由主方程描述。Illien等人采用超越平均场的退耦近似，计算得到任意维度晶格上（采用不同的边界条件）示踪粒子位置的涨落。作者从本质上揭示了非平衡效应，如由拥挤相互作用和外界驱动共同引起的示踪粒子的增强扩散。
作者还考虑了该模型的高密度和低密度极限，并证明本文中的近似方法在上述极限下是精确的。（马欣然）
Baker-Campbell-Hausdorff级数的复本重求和方法Vajna等人发展了一种新的基于针对Floquet哈密顿量的复本技巧的微扰展开方法，用于控制周期性kicked系统的动力学，其中kick强度一个很小的参数。
在非驱动（非扰动）哈密顿量中，当考虑到kick强度的有限次序，这种展开与Baker-Campbell-Hausdorff级数的无限求和形式上等价。作为这一复本展开的一个应用，作者分析了自旋1/2的Ising链周期性地和强度为h具有纵向和横向分量的磁场kicked的情况。
作者证明，即使远离高频驱动域，如果存在加热，其速率在kick强度中是非微扰的，且上方边界是一个广延指数：exp(-const*h^-1/2)。这保证了一个非常长的预热域的存在，其中系统的动力学是受从复本展开得到的Floquet哈密顿量控制的。（马宇翰）
引力与天体物理
借助高能立体系统十年观测在银河晕内寻找暗物质湮灭的伽马射线谱线信号伽马射线的光谱线信号是搜索暗物质湮灭的最重要特征之一。
鉴于银河晕中心存在大量的暗物质以及靠近地球的原因，所以该区域是最有希望探测到理想谱线信号的区域之一。作者在文章中报道了，他们使用二维最大似然法，利用信号对背景的光谱和空间特征，对能量范围在300GeV到70TeV之间的暗物质自湮灭产生的单能谱线进行探测。他们用地面切伦科夫望远镜的高能立体系统阵列对银河晕中心作了长达十年的观测(2004-2014)，在背景以上，没有找到明显多余的伽马射线信号。
该工作给出了在质量330Gev-70TeV范围内对暗物质的最强约束。
在随机引力波背景中寻找张量、矢量和标量极化利用高级LIGO和高级Virgo对引力波进行探测，实现了对相对论的新的检验，包括对引力波极化方式的直接研究。相对论允许两种张量极化方式，而一般的度规理论额外预言了两种矢量和两种标量极化方案。引力波极化方式的信息隐藏在随机引力波背景的谱形状中，经过宇宙中各个不可辨的天体源叠加形成。
利用高级LIGO第一次运行记录的数据，作者探究了一般极化引力波的随机背景。他们没有找到支持任何极化背景的证据，同时首次给出了对随机背景的矢量和标量极化贡献的直接限制。
转动时空的静态轨道
在文章中，作者发现在确定条件下，在轴对称转动时空赤道面上存在一个静态轨道，在该轨道上，对于渐进静态观者来说，开始处于静止的粒子会一直保持静止。他们以玻色星为例，说明了静态轨道的产生。更多的例子，包括虫洞、带毛黑洞和克尔-纽曼黑洞。
标量-张量引力中一类新的中子星准正模脉冲中子星特征谱的观测，不仅是探测核状态方程的有力工具，还可以用于检验修改引力理论。
然而，修改引力理论引起的震荡谱修正往往很小，而且在状态方程未知的情况下会发生退化。本文中，作者发现，在修改引力中，耦合额外的自由度，会产生一类在相对论中没有对应的新模式，这种模式可以在频率空间得到很好的解决，并做到清晰的观测。他们通过在无质量标量-张量引力中对中子星径向震荡进行详尽的研究，来实现这个想法。他们预期在天文上，这种新的准正模可能会在电磁和引力波探测中被观察到。
基本粒子与场论
规范-引力理论中无穷多组软定理
大规范变换的Ward-Takahashi恒等式被用来揭示规范玻色子和引力散射振幅中软行为的无穷多新的限制。作者证明了软光子、软胶子和软引力子定理能被理解为大规范变换的Ward-Takahashi恒等式，大规范变换就是在空间无穷远处不为零的微分同胚。作者发现了限制规范以及引力理论的散射振幅中规范玻色子和引力子高阶软行为的无穷多的新的恒等式。作者展示了这些软定理的图表示。
共形场论中源自纠缠的高曲率引力作者通过将最近不同的工作推广到高曲率引力，对三类相关的结果建立了一个统一的框架：1）如果使用推广的Ryu-Takayanagi公式计算一个渐进反德西塔时空的共形场论中的球形区域的纠缠熵至真空形变态的第二阶，那么直到AdS背景的第二阶，时空会满足正确的引力运动方程。2）高曲率引力理论中纠缠熵的的全息对偶由Wald熵加上一涉及外部曲率的修正项给出。
3）共形场论的相对熵与引力的正则能量对偶。尤其对于第二点，该文的推导不依赖于欧几里得复制技巧。
0+1维强耦合规范理论的完整解
规范张量模型是一类强耦合的量子力学理论。作者得到了这类理论的一个特例的完整解，也就是非线性Gurau-Witten最小带色张量模型。作者发现了该模型的完整解析的本征值与本征态，前者与之前的非规范理论的数值结果高度一致。尽管N非常小，解出的谱分布依然表现出了基本的混沌迹象。
AdS/CFT中的混沌弦经典引力对偶的全息理论是最大混沌的，也就是说这些理论最大化混沌的增长率。因此讨论这一性质是否对领头大N关联也成立或者能否在别的地方也有体现会很有趣。该文中，作者考虑了回答该问题的最简单的形式：一个布朗粒子与热系统耦合。作者发现探测混沌的无时序的四点关联函数一开始呈现最大化混沌的指数的增长。然而加扰时间却远小于等离子体激发所需的时间。
作者的结果表示，至少在某些特定的例子里，最大混沌在探测部分得以保留而不显式地需要引力自由度。
在质心质量8TeV的质子质子对撞的b-标记双喷注质量谱中搜索窄共振本文给出了使用积分亮度为19.7fb-1的8TeV质子质子对撞数据来寻找窄共振衰变到底正反夸克对的结果。该搜索得益于能够标记由b夸克产生的喷注，从而将以往同类搜索的质量下限进一步拓展。实验没有观测到对本底预言的显著超出。
实验对产生截面以及质量在325-1200GeV区间的自旋为0、1和2的共振态衰变到b夸克的衰变分支比做了限制。这些结果在325-500GeV的质量区域提高了之前共振态衰变到双喷注的实验限制。
无中微子双β衰变的新的领头贡献在无中微子双β衰变中考虑短程相互作用将会影响对搜索衰变实验的解释。作者在手征有效场理论的框架下讨论了由轻马约拉纳中微子引起的无中微子双β衰变越迁算符的领头贡献。
基于重整化群的观点，并同时使用了最小剪除的维数正规化以及坐标空间截断，作者发现了在当前计算中都缺失的领头贡献的短程系数。作者讨论了如何通过与格点QCD匹配或者通过手征对称与双核部分的同位旋破坏的观测量相关联来确定该短程耦合常数的有限项，作者还讨论了该新贡献对于相关试验中核矩阵元的影响。
中子寿命与轴耦合的关系实验对中子衰变的研究呈现两个反常。
第一个平均束流测得的中子寿命τbeam n=888.0(2.0)秒与更精确的束缚的超冷中子实验测得的中子寿命τtrap n=879.4(6)秒之间存在8.6(2.1)秒，大概是4个标准差的差异。另一个通过中子衰变在2002年之前轴耦合常数的测量平均值1.2637（21）与2002年之后的平均值1.2755（11）之间存在5倍标准差的差异。
在本文中，作者将这两个观测量关联在了一起τn(1+3gA2)=5172.0(1.1)秒。通过该关联的自洽性质，作者给出了τfavored n=879.4(6)秒，g favored A=1.2755(11)为这两个参数更倾向的值。作者并且比较了g favored A与最近的格点QCD与μ轻子氢原子俘获实验的结果。
作者讨论了奇异中子衰变分支比的一般限制<0.27%并将其应用于最近提出的解决中子寿命疑难的方案。
希格斯玻色子产生的双重求和
作者给出了首个质子-质子碰撞产生的希格斯粒子主要产生道的双重求和结果。作者的结算结果同时包括了高能极限，也就是小x以及阈效应，也就是大x时候的所有阶对数修正。大x对数被重求和至次-次-次领头对数的精度，小x则到领头对数的精度。作者进一步把双重求和与次-次-次-领头阶计算结果相匹配。作者发现双重求和的结果对希格斯在13TeV的产生有2%的修正，在未来的100TeV的对撞机上则能达10%的修正。
在光子能量为Eγ=1.5-2.95GeV，向前π−角度下，γp→π−Δ++(1232)反应的微分散射截面以及光子束流的反对称作者在SPring-8/LEPS上测量了光子能量为Eγ=1.5 – 2.95 GeV，0.7 <cos θc.m. π< 1，γp→π−Δ++(1232)反应的微分散射截面以及光子束流的反对称。
在这一动力学区间内，首次获得了高统计量的散射截面数据，并第一次获得了在该光子能量区间内的反对称数据。该反应对研究质子中，纯的正反u-夸克对的产生机制有着独特的特征。虽然没有发现峰的结构，该试验发现了在光子能量1.5-1.8GeV的区间范围，实验相对理论预言的超出。实验发现，在当前绝大多数的动力学区间里，反对称为负，该结果建议了π介子的主要交换道为t-道。
在向前介子产生角度的负的反对称与之前的实验结果存在区别。因此需要新的核子共振以及含有额外非自然宇称交换的理论模型来解释实验结果。
在质心能为8TeV的质子-质子对撞中搜索X(5568)衰变到B0sπ±CMS实验在积分亮度为19.7fb-1质心能8TeV的质子质子对撞数据中搜索B0sπ±不变质量谱中的共振结构。B0s通过B0s→J/ψϕ, J/ψ→μ+μ−以及ϕ→K+K−的衰变链来重建。
B0sπ±的不变质量分布中没有统计显著的峰出现。实验给出了X(5568)以及B0s的相对产生率乘以X(5568)→B0sπ±衰变分支比的上限。此外，实验还给出了作为质量和宽度函数的，衰变到B0sπ±的奇异态的上限。
在ATLAS实验搜索B0sπ±不变质量谱中的结构D0合作组报告了通过X→B0sπ±，B0s→J/ψϕ搜索X(5568)的结果。
该搜索使用了由ATLAS探测器积累的积分亮度为4.9fb-1质心能7TeV和积分亮度为19.7fb-1质心能8TeV的数据。实验没有发现显著的信号。实验给出了信号事例数目的上限N(X)，95%置信度的X与B0s的相对产生率ρX。对于横动量大于10GeV的B0s, N(X)<382, ρX<0.015, 对于横动量大于15GeV的B0s, N(X)<356, ρX<0.016。
实验还给出了在质量区间5550到5700MeV的B0sπ±中可能的共振态的限制。
使用费米实验室的对撞探测器搜索奇异介子X(5568)
文章给出了在由费米实验室的对撞机探测器积累的积分亮度为9.6fb-1质心能1.96TeV的质子-反质子对撞数据中搜索X(5568)衰变到B0sπ±的结果。实验没有发现X(5568)并在95%的置信度给出了X(5568)→B0sπ±中B0s的分支的上限为6.7%。
原子核物理
原子核对称能和同位旋对称性的破缺：二者如何达成一致？
作者分析了人们目前在非对称核物质状态方程、重核如208Pb中同位旋相似态（IAS）的能量以及核介质中的同位旋对称性破缺力的认识中显而易见的矛盾，并提出了一个解答。这是通过对IAS做包含了所有同位旋对称性破缺贡献的、最先进的Hartree-Fock加无规相位近似计算实现的。为了实现这个目标，他们提出一个新的有效相互作用。该有效相互作用可以成功地再现IAS激发能，且有限核的其他特点依然完好。
ÖSNN=5.02TeV时Pb-Pb碰撞中快速D0介子方位各向异性的测量欧洲核子中心的CMS实验组测量了每核子对质心能ÖSNN=5.02TeV，中等快度（∣y∣<1.0）的Pb-Pb碰撞过程产生的快速D0介子的方位各向异性系数n2和n3。该测量是在横向动量pT为1到40 GeV/c之间的中心碰撞（中心度0%-50%）过程中完成的。数据表明在所研究的pT区间，系数n2的值是正的。
实验首次实现了对快速D0介子方位各向异性系数n3的测量，发现当pT在4 GeV/c附近时n3的值可以达到0.07。实验发现当pT<6 GeV/c时，与带电粒子相比，快速D0介子方位各向异性系数n2和n3要小一些，但是对pT的依赖性相似。这个结果与低pT处存在的粲夸克的集体运动，以及高pT处粲夸克能量损失的路径长度依赖性等一致，因此对粲夸克和夸克胶子等离子体之间相互作用的理论描述提供了新的限制。
原子、分子与光学
准确确定原子电偶极矩的相对论
正规耦合团簇理论及其首次应用于199Hg最近发展的相对论耦合团簇（RCC）方法可计算由于宇称和时间反演破缺相互作用（P,T-odd）而产生的反磁性原子电偶极矩（EDM）。作为超出标准粒子相互作用模型的新物理的非常重要的基本成分，该计算与先前的理论计算结果大不相同。因此，有必要对这些结果的有效性进行独立测试。
有鉴于此，正常的耦合-团簇方法已经扩展到相对论状态，通过同时结合静电和P, T-odd相互作用而克服普通RCC方法的缺点，来最终计算原子的电偶极矩。这种新的相对论方法已应用于199Hg，该原子比任何其他系统拥有更低的EDM限制。本文的RNCC结果和该原子EDM的自洽RCC的计算结果接近。文中接着解释了这两个结果之间以及以前的计算结果之间的差异。
此外，作者还对该原子的电偶极子极化率（与EDM有计算相似性）做了评估，证明其与实验测量值非常吻合。
囚禁离子借由量子频率转换进行长距离单光子传输被捕获的原子离子是理想的具有长寿命内部态的单光子发射体，可以与发射的光子进行量子纠缠。将离子耦合到光学腔，就可以将单个光子有效地发射到单个空间模式，并控制它们的时间波形。这些特性是量子信息处理和量子通信的关键。
然而，这些系统发射的光子由于其波长而不适合长距离传输。在这里，Walker等人报告了耦合到光学腔的单个40Ca+离子的单光子发射，经过了超过10公里的光纤，其频率转换从866 nm到电信C波段1530 nm。作者还观察到了直接腔发射，转换光子和10公里传递光子的非经典光子统计，以及全程中光子波形的保持。这种电信-准备就绪系统可以成为长距离量子通信以及未来云量子计算的关键组成部分。
巡回微波光子探测器如何实现高效微波单光子探测器是微波量子光学领域长期存在的问题。在这里，Royer等人提出了一种量子非破坏性，高效率的光子探测器，可以很容易地在当前最先进的电路量子电动力学中实现。该方案可以连续工作，获得关于光子到达时间以及其存在的信息。作者能够规避测量反作用力所带来的常见局限性的关键在于在一小群非均匀的人造原子中使用长寿命的暗态来增加光子与测量装置之间的相互作用时间。
通过使用现实的系统参数，作者显示可能实现大的检测保真度。
对两微米区域内的压缩光进行观察Mansell等人提出了在2μm波长区域内压缩光的生成和检测。这个实验是实现未来几代引力波探测器所需的量子降噪技术中的关键一步。在双谐振腔中，作者通过来自周期性极化磷酸钛氧钾晶体的简并光学参量振荡来产生压缩真空。
该实验使用了有稳定频率的1984纳米铥光纤激光器，并且使用延长的InGaAs光电二极管进行平衡零差检测来检测压缩。由于受光电二极管量子效率的限制，作者测量到相对于音频频带中散粒噪声水平的4.0±0.1dB的压缩和10.5±0.5dB的反压缩。在考虑到已知损耗和相位噪声之后，光学参量振荡器之后的推测压缩水平是10.7 dB。
用图像传感器检测光子对的通用模型
Defienne等人建立了一个分析模型，将由图像传感器所完成的强度相关性测量与照射它的光子对的性质相关联。实验使用了有效的单光子计数相机，线性电子倍增电荷耦合器件相机和标准CCD相机来证实了该模型。这些结果为使用传统探测器实现量子光学传感开辟了领域。
非线性动力学和流体力学
具有全局单一手性的光横向自旋设计光横向自旋的触碰打开了拓扑光子学中的新边界。
为了实现非零纵向场的横向自旋，已经提出了基于聚焦，干涉或瞬逝波的各种导出横向受限波的平台。尽管如此，由于横向约束固有地伴随着场导数的符号反转，会导致每个场的横向自旋手性经历空间反转，从而导致电场与其自旋分量之间的强度不匹配，并且阻碍了横向自旋的全局观测。在这里，研究者揭示了电场的全局纯横向自旋，其中场强标志了自旋分布。
他们从目标自旋模式出发，求出各向异性介电常数空间分布的逆设计，发现在ε近零介电常数附近的椭圆双曲变换允许各向异性超材料间整个拓扑界面上的电场横向自旋手性全局守恒。扩展到非厄米系统，研究者们利用湮没的横向自旋模式去覆盖子午平面上的整个Poincare球体。这个结果实现了三维量子自旋态的完整光学模拟。
通过芝诺效应实现线性和非线性能量传递的全光控制
基于微管谐振器的非线性过程是很多应用的关键，包括微梳生成，参数频率转换和谐波生成。虽然涉及二阶(χ(2))或三阶(χ(3))非线性的非线性过程已被广泛研究，但这两个基本非线性过程之间的相互作用却很少被报道。在这里，研究者们揭示了二阶和三阶非线性过程之间的协同相互作用。通过与有损辅助模式参数(χ(2))耦合，缩短了目标光子模式的寿命并且抑制了其状态密度，并利用芝诺效应阻止了光子发射进入目标光子模式。
然后用这种效应来控制受激四波混频过程，并实现了34.5的抑制比。
科里奥利-离心对流区间离心浮力会影响所有旋转湍流对流现象，但在旋转对流研究中，大家通常将它忽略掉。在这篇文章中，Horn等人涵盖离心浮力来调查我们所说的科里奥利离心对流（C3），表征了迄今为止尚未探索的两个区间：一个是流动的准循环平衡（QC准则），另一个是流动的三重平衡状态，也就是压力梯度、科里奥利和离心浮力（CC准则）的平衡。
这个到离心支配动力学的过渡发生在弗劳德数Fr等于半径-高度纵横比γ时。因此，小γ湍流对流实验可能会在较低的Fr下碰到离心效应。此外，解析研究表明，离心浮力的直接影响引起了努塞尔特数Nu的减小。然而，间接地，它能通过改变流动形态同时导致粘性耗散进而Nu的增加。这些直接和间接影响导致Nu在CC区间中的净抑制和QC区间中的净增强。另外，也证实C3可能为龙卷风，飓风和台风提供一个简化但自洽的模型系统。
在P对称破坏的粘性环境中声音的非倒易线性传输倒易性是线性介质波动方程的一个基本性质，它源于时间反演对称或T对称。对于电磁波来说，倒易性可能会被外部磁场破坏。然而实现声波非倒易要更加困难。这里文章报道了第一个水下声子晶体(由不对称棒组成)实验观察超声的线性非倒易传输。其中水的粘性是破坏T对称性的因素。第二个实现非倒易性的必要因素是沿着声音传播方向的不对称或遭破坏的P对称。
基于Navier-Stokes方程的数值模拟结果与实验结果一致。本文的研究表明，PT对称性破损的介质在声学上不可逆。作者提出的非倒易装置廉价、稳定且不需要能量源。
不稳定片层破裂中的普适边缘厚度流体的不稳定破碎成液滴对流行病学非常重要，因为它可以控制着从打喷嚏到咳嗽中病原体的传播，或者农业中受污染的作物传播病原体。它也在涂料，涂层和燃烧等工业过程中无处不在。
不稳定碎片化完全不同于稳定碎片化，迄今为止大多数理论工作所关注的都是稳定碎片化。Wang等人通过研究典型的不稳定分裂过程来缩小这方面研究的差距：落到有限表面的水滴解体，过程中液滴变成了具有时变特性的自由膨胀片，并受到边缘限制，其厚度随时间变化。连续的边缘失稳选择了最终的喷雾液滴，但这个过程人们仍然知之甚少。Wang等人结合理论和先进的图像分析来研究不稳定边缘失稳过程。
结果表明，在任何时候，边缘厚度都受局部瞬时结合数控制，它等于1并由瞬时、局部、不稳定边缘加速度定义。这个标准对于一族不稳定的无粘性流体薄片碎裂现象鲁棒和通用，不管液体是滴在各种几何形状的表面上还是滴在薄膜上。作者还讨论了在怎样的粘性和粘弹性条件下这个标准继续控制不稳定边缘的厚度。
开尔文-亥姆赫兹不稳定性非线性演化的精确解用于氦II的超流体和正常成分的相对流动
氦II正常流体和超流体组分的相对运动导致他们共同自由表面上的量子开尔文-亥姆赫兹不稳定性。Lushnikov等人发现这一不稳定性在非线性演化阶段的可积性和精确增长解。与通常在两种经典流体之间界面的开尔文-亥姆赫兹不稳定性相反，氦II自由表面动力学允许拉普拉斯生长方程的约化，它有无限数量的精确解，包括有限时间内自由表面上尖角的内禀生成情形。
相互耦合循环结构中的传输非倒易性
打破洛伦兹互易被认为是光场非倒易传输的先决条件，所以线性光学系统的非倒易的可能性几乎被忽略。作者提出了三个互相耦合的微腔或光纤环结构来实现光学非倒易性。虽然它与来自两个不同输入端口的场的耦合总是相等的，但是这种系统会在其中一个腔的光学增益饱和或在不同腔循环场的不对称耦合下非倒易地传输它们。由光纤环组成的结构可以作为时间独立的线性系统执行非倒易传输而不会打破洛伦兹互易。
同时从两个不同端口输入的光隔离，甚至近似的光隔离器操作都可以用该结构来实现。
表面等离子体场梯度驱动的增强型三阶光学非线性小体积中的高效非线性光学混频是未来芯片上光子器件的关键。然而，通常较低的转换效率严重限制了芯片微型化到纳米尺寸。这里可以证明梯度场效应可以提供有效的，传统偶极禁止的非线性响应。
Kravtsov等人表明，纵向非线性源电流可以在近红外频率范围内控制黄金中自由电子响应的三阶光学非线性，这里由于其他机制所造成的非线性特别小。使用绝热纳米聚焦来对激发场进行空间限制，测量2ω1-ω2四波混频响应作为失谐ω1-ω2的函数，我们可以找到高达10^-5的转换效率，梯度场促使χ3Au达到10^-19m2/v2。结果与基于等离子流体动力学和电子动力学的理论非常吻合。
随着样品尺寸减小，非线性转换效率的增加甚至可能过度补偿体积的减小量，这为非线性纳米光学器件的发展提供了新的方法。这个方法能获得更高效的非线性光学器件并将相干多维光谱延伸到纳米尺度。
二维涡凝聚中的湍流统计通过纳维-斯托克斯方程的非线性相互作用来解决相干平均流和湍流波动的演变是流体力学的核心问题。它影响各种各样的流，如行星大气，等离子体或壁面流动，并且阻止湍流模型的建立。
Frishman等人考虑周期盒子中的二维流动的特殊情况，其中平均流动以及被称“凝聚体”的一对盒子大小的涡流从湍流中出现。最近研究表明，微扰闭合在小尺度激发湍流时正确描述了凝聚体。在这种情况下，作者获得了雷诺应力张量编码的湍流统计量的显式结果。证明了雷诺应力的两个分量-动量通量和湍流能量是由不同的机制决定的。
之前有人提示动量通量是通过驱动和平均平流之间的平衡来确定的：使用了前所未有的长时间数值模拟，Frishman等人第一个提供了支持这一预测的直接证据。相比之下，结合分析计算与数值模拟，可以得出结论，湍流能量仅由平均平流决定，并首次获得描述其在涡旋中形状的公式。
等离子体与束物理
同位素涂层低温靶的双离子等离子体膨胀
Scott等人介绍了一种新型靶结构的双离子等离子体膨胀方案，在这个靶结构中，在氢等离子体的靶-真空分界面处存在一个纳米级厚度的纯氘层作为缓冲物质。模拟表明，通过控制氘层的厚度，利用靶法线鞘加速机制(TNSA)可以产生复合H+/D+离子束，其离子密度比例可调，因为谱峰分布的氘核束的加速可抑制高能质子的加速。粒子模拟显示，氘核束（每个核子能量为4.3±0.7兆电子伏）在半角9°的方向锥中被加速。
实验上使用现有技术的低温制靶法来研究这个问题，在维持重要的TNSA质子组分的同时，在半角7°-9°的锥中测量到了一个光谱峰值的氘核束（每个核子能量为3.4±0.7兆电子伏）。
从对称性破缺的漂移波湍流到剪切轴向平均流的产生过程的路径追踪
Hong等人进行了受控剪切去相关实验，在线性等离子体装置中，追踪了从对称性破缺的碰撞漂移波湍流到剪切轴向流的产生过程。随着密度剖面变陡，轴向雷诺应力增强，并驱动出一个平行于磁场的径向剪切轴向流。结果表明，雷诺应力的非扩散部分由密度梯度驱动，这是由湍流光谱的不对称性引起的，因此，这个结果源于动力学。综上所述，这些发现首次同时证明了密度梯度、湍流和应力与破缺的光谱对称性和平均轴向流之间的因果关系。
等容加热温稠密物质的汤姆逊散射
X射线光谱的电子温度第一原理估计通过固体计算中常用的时间相关密度泛函理论的扰动公式，Chongjie Mo等人给出了等容加热铝箔中的X射线汤姆逊散射谱的第一原理计算方法，正如Sperling等人在实验中所考虑的那样，离子被束缚在其晶格位置附近。从计算的光谱中发现，电子温度不能超过2 eV，这比之前通过详细平衡关系估计的6 eV要小得多。
这些研究结果很可能表明了温稠密物质独特的电子特性，未来的实验可以进一步说明这一点。预测中较低的电子温度部分缓解了在结构测量中使用X射线自由电子激光对样品加热的担忧。
等离子体电子空穴横向不稳定性的运动学机制
Hutchinson通过多维粒子模拟（particle-in-cell）发现，至少在麦克斯韦背景等离子体中，等离子体电子空穴的长波横向不稳定性是由微通行（marginally passing）电子的运动喷射引起的，而不是由先前提出的捕获粒子的聚焦引起的。作者对该机制进行了解释，并进行了探索性分析，其结果与模拟中观察到的增长率和横波数一致。
太阳风间隔维持的离子驱动的多数不稳定性
Klein等人利用Nyquist不稳定性判据在距离离子自由能量源1AU处统计评估了太阳风的稳定性。与通常采用的考虑单自由能量源的阈值模型相比，该方法考虑了质子的影响以及与背景磁场和相对漂移有关的He2+温度各向异性。在Wind飞船中随机选取的309个频谱中，当离子组分以漂移双麦克斯韦分布建模时，有53.7%的频谱是不稳定的；只有4.5%的频谱在长波不稳定性下是不稳定的。
大多数的不稳定性出现在频谱中质子束解体的地方。几乎所有观测到的不稳定性增长率γ都低于实验仪器和离子动力学的时间尺度。不稳定频谱与相对大的He2+漂移速度和（或）核心质子温度对各向同性的偏离有关；不稳定频谱中的其它参量关系也在研究中给出。
凝聚态物理：结构
超流3He-A中的手性畴结构：磁共振成像研究
一项磁共振成像技术揭示了超流3He中的手性畴结构。超流3He中空间变化纹理的存在是复杂宏观波函数的直接表现。借助于理论模型，纹理的实空间形状，即宏观波函数，得到了广泛的研究，但却从未能在空间分辨率的实验中直接观测到。作者成功地使用专业磁共振成像使纹理可视化。采用这种新技术，作者发现了尺寸高达1mm的宏观手性畴，并且当温度远低于转变温度时，相应的手性畴壁在3He-A薄膜中相当稳定。
连续空间中多体量子系统的非线性网络描述Ruggeri等人发现，最近引入的迭代回流波函数，通过隐单元中的非线性函数，可以解释为连续空间中的广义神经网络。在二维和三维的液4He的变分蒙特卡洛模拟中使用这种波函数，其精度比使用现有的波函数提高十倍。此外，迭代过程的后续阶段定义了一组越来越好的波函数，每个波函数都拥有自己的变分能量和局域能量方差：外推到零方差得到的能量与精确值非常接近。
对于二维4He，作者还发现，可以用相同形式的迭代回流函数描述液相和固相——此函数与阴影波函数具有相同的特征，但拥有更高的精度。作者也在三维液3He方面取得了重大进展，改善了以前的变分和固定节点能量。
螺旋基声子平面结构：从波形波束到拓扑绝缘体通过不同机制调控声子晶体和超材料的色散，进而调控弹性波。这些机制通常是布拉格散射、局域共振和惯性放大，它们通常源自于材料构建模块中具体的结构问题。
本文中，Foehr等人介绍了一种平台，该平台利用螺旋晶胞产成具有拉格散射，局域共振和惯性放大的声子材料。本文中提出了两种声子材料，它们可调控的波长远大于晶格周期：第一种是波形波束平面，它可以以任意角度发射与晶格矢量无关的波束。作者发现，通过改变驱动频率或螺旋方向，可以连续地调整波束轨道。第二种是拓扑绝缘体平面，它的调控能力来自于低于结构化螺旋晶格的布拉格极限下的共振狄拉克锥。
非晶Ge-Sb-Te相变材料中局域原子结构的畸变非晶Ge-Sb-Te相变材料中的局域原子结构，以及快速的晶体-非晶相变导致明显的光学衬比尚没有被研究清楚。通过利用“局域”逆Monte Carlo模型分析埃束电子衍射，作者报道了对非晶Ge2Sb2Te5局域原子结构的直接观测。结果证实了类晶岩盐拓扑局域结构的存在，它与晶体对称性相比发生了很大的畸变。
这种畸变使理想八面体的原子环境被破坏，从而形成基本满足整个非晶结构因子的局域无序结构。类晶畸变的八面体结构可能是形成Ge-Sb-Te非晶结构的主要结构单元。
通过单腔模式的反作用来控制纳米天线的极化率极化率α决定了小颗粒的吸收、消光和散射。事实上极化率除了单纯由散射体的尺寸和材料决定之外，还受到反作用（即光子环境对散射体的作用）的影响。
因此，控制反作用的强度就提供了一种调节纳米颗粒（辐射）性质的方法。本文，作者介绍了控制宽波段散射体和一个高质量腔的单模之间反作用的实例。作者证明来自微型环芯环谐振器的反作用可以显著改变纳米棒阵列的极化率：经由环谐振器散射产生——并返回到，在这一过程中极化率被重整化。此外，作者给出了利用阵列的衍射性质控制反作用强度的可能性。
这种临近腔对强散射体的微扰作用对混合等离子体-光子谐振器以及理解耦合光学谐振器具有重要的意义。
凝聚态物理：电子性质
第二类狄拉克半金属候选材料MAl3(M= V, Nb, Ta)的块体费米面Chen等人研究了第二类狄拉克半金属候选材料MAl3（M= V, Nb, Ta）的德哈斯-范阿耳芬效应，得到的费米能角度依赖性与第一性原理计算相符。
在VAl3，NbAl3和TaAl3中的德哈斯-范阿尔芬效应表明它们都存在扭转的狄拉克锥，相应的狄拉克点分别位于费米能级以上100、230和250meV处。这与这些化合物破缺洛伦兹不变性的预言相符。作者发现这三种化合物费米面上几乎围住狄拉克点的回旋轨道也呈现平庸的贝利相位。
作者通过分析这条轨道与狄拉克点的相对位置对贝利相位的影响来解释其中的原因，并指出非常少量的掺杂就可能移动费米能从而产生包围狄拉克点的拓扑非平庸轨道。
外延LaCoO3薄膜中拉伸应变诱导自旋态钙钛矿型LaCoO3中Co3+离子的自旋态由电子-晶格相互作用与电子强相关性之间复杂的相互作用支配，但由于缺乏可直接检测它们的实验技术，该认识仍然存在争议。
本文中，作者通过共振非弹性软X射线散射揭示了其外延薄膜和块状晶体中自旋态的拉伸应变依赖性，即高自旋态和低自旋态的比率。作者发现小至1.0%的拉伸应变就可以在块体中实现低自旋态完全转化为高自旋态。特别是在LSAT(111)上的薄膜中，观察到拉伸应变诱导独特的自旋态HS(O_h):HS(D_{2h})=1:1，表明施加拉伸应变是实现新颖自旋态的重要因素。
三临界伊辛模型中晶格超对称性和有序-无序共存
将解析共形场理论和数值密度矩阵重整化群方法结合起来构造出呈现三临界伊辛点的量子自旋链或Majorana链的模型。Brien等引入并分析了一个具有三临界伊辛点的量子自旋或Majorana链，此三临界点将临界相与一个有序-无序共存的有能隙的相分开。他们表明，超对称不仅是标度极限的一个衍生特性，而且还体现在晶格上。也就是说，他们发现了超对称生成元以及流在晶格上的显式表现。
根据这些生成元写出的哈密顿量能够使得在无阻搓耦合情况下严格地找到基态。这些证实了有能隙相中存在共存的两个（拓扑）有序基态和一个无序相。通过引入外在的手性对称性破缺变形模型，他们发现这些相可持续至发生一个不寻常的手性相变，其中超对称性甚至在晶格上也严格满足。
在狄拉克和外尔半金属中由共形反常产生能斯特电流
在早期的新型狄拉克材料中探测到的能斯特效应和其他热磁效应尽管量级很小，但是仍然对热电发电具有重要的意义。本文中，作者在零化学势的线性化模型中证明了依赖于尺度的反常能斯特效应，作者指出在外尔和狄拉克半金属中的共形反常会产生垂直于温度梯度和背景磁场方向的块体电流。进一步分析表明这种对能斯特效应具有新贡献的相关电导率由与材料中的电荷重整化有关的贝塔函数决定。作者也讨论了用实验验证所提议现象的可行性。
超越恒相互作用近似的量子点的分子模型
Temirov等提出了超越恒相互作用近似的分子量子点的物理直观模型。它准确地描述了它们的充电行为，并允许获得在实验上无法得到的重要的分子性质。该模型应用于通过非接触式原子力显微镜在三种不同分子上记录的数据，这三种分子在连接到显微镜针尖时充当量子点。模型的结果与第一性原理模拟非常吻合。
非超导体材料中反涡旋和巨涡旋的无外场成核
环绕相位大于2π的巨涡旋由于能量比较高，一般不太容易获得，不过外磁场中超导体中由于受几何对称性限制，巨涡旋是可以稳定存在的。在这个工作中，Amundsen等人通过微观计算发现巨涡旋可以出现在本征非超导材料中，而且不需要任何外磁场，这与电流流经的超导体的近邻效应有关。作者还证明反涡旋也可以出现在这个系统中。他们的发现有助于在无外磁场的非超导环境下研究电操控拓扑缺陷。
DM和高阶交换作用在Ir(111)表面Rh|Fe原子双层结构中的竞争在本文中，作者借助于自旋极化扫描隧道显微镜和密度泛函理论，证明了在Ir(111)上的Rh|Fe原子双层中可诱导一种新型非共线自旋结构，同时发现高阶交换相互作用敏感地依赖于堆叠顺序。
作者指出：对于fcc-Rh|Fe|Ir(111)，受抑制的交换相互作用起主导作用，并导致形成具有约1.5nm周期的自旋螺旋基态；对于hcp-Rh|Fe|Ir(111)，高阶交换相互作用有利于形成(↑↑↓↓)状态。然而，在Fe|Ir界面上的DM相互作用引起相邻磁矩之间有4°的小角度，导致了倾斜的(↑↑↓↓)基态。
本文表明考虑高阶交换作用对寻找新的过渡金属界面和复杂的非共线自旋结构（斯格明子）有潜在的希望。
Fe/Rh(111)中三格点相互作用所导致的稳定磁性基态
Krönlein等人使用了自旋极化扫描隧道显微镜在Ru(111)衬底上的单层铁中直接观测到了理论上预言的（↑↑↓↓）型反铁磁自旋基态构型。这种在三种不同取向的畴中存在的奇异相在实验上在外磁场下被磁性探针所探测到。作者发现一种高于海森堡模型至今未被考虑的四自旋三格点相互作用对自旋大于1的原子间的自旋耦合有显著贡献。这个（↑↑↓↓）相的实验证实了巡游磁体磁性薄膜中存在高阶尤其是三格点的相互作用。
三角格子中自旋液体的形貌
具有阻挫各向异性相互作用的的自旋系统由于存在奇异的基态而备受关注。Zhu等人使用密度矩阵重整化群方法研究了最近邻耦合的三角格子这种阻挫系统的相图，并标出了可能存在自旋液体的区域的形貌。作者发现这种自旋液体相与之前在各向同性J1-J2模型中发现的自旋液体相连续相连。这两种极限情况的自旋关联近乎一样，因此两种自旋液体是同形的。
双轴反铁磁绝缘体中反阻尼力矩诱导的反转现象
在本文中，作者利用双轴NiO(001)/Pt异质结构，通过自旋霍尔磁电阻探测方法，研究了反阻尼力矩调控的反铁磁力矩的反转现象。作者指出，在室温下，当临界电流为10^7A/cm^2，且电流沿着NiO的正交易磁化轴时，纵向和横向电阻将发生显著变化，对应着电流方向上Néel序的反转。
进一步分析表明该磁化反转归因于反阻尼力矩触发的反铁磁动力学行为，并与在反铁磁Mn2Au和CuMnAs中由Edelstein效应诱导的场致力矩触发的反转现象形成了鲜明对比。本文介绍的可逆转换和检测使得双轴反铁磁-重金属异质结构有希望用于Nél序的电写入和读出，并为反铁磁自旋电子学的全电写入和读出提供机会。
横向磁场中类伊辛自旋1/2反铁磁链的量子临界性
Wang等报导了随温度降至1.3K，施加的横向磁场至60T时，类伊辛自旋1/2反铁磁链系统BaCo2V2O8的磁化，声速和磁热效应测量。虽然在Néel温度TN~5K前后磁化和声速的反常确定了反铁磁有序相变，但最低温度下与磁场相关的测量结果显示声速V(B)急剧软化并且在Bc,3D⊥=21.4T处出现清晰的最小温度T(B)，表明反铁磁有序被抑制。
在更高的磁场中，T(B)曲线在Bc⊥= 40T处显示出较宽的最小值，伴随着声速的宽的最小值和类似饱和的磁化。这些特征意味着出现量子相变，可以通过Grüneisen参数ΓB∝(B-Bc⊥)^-1的发散行为进一步表征。相比之下，在临界场附近Grüneisen参数随着温度的降低逐渐收敛，指向一维横场Ising模型的量子临界点。
SmB6薄膜中拓扑表面态的非平庸性质和穿透深度
Liu等通过自旋泵浦研究了SmB6中拓扑表面态（TSS）的非平庸特性和穿透深度。该实验使用了在块体磁绝缘体Y3Fe5O12（YIG）上生长的SmB6薄膜。在YIG中激发磁化旋进时，SmB6中产生自旋电流，其通过自旋轨道耦合在膜中产生横向电压。随着温度从150K下降到10K，自旋泵浦电压信号明显变得更强，这个增强最可能源于TSS的自旋动量锁定并且因此可能可以用来当作TSS非平庸性质的证据。
电压数据还显示独特的膜厚度依赖性，表明TSS深度~32nm。此自旋泵浦结果由运输测量和紧束缚模型分析得到。
在Rashba界面超快自旋-电荷流转换控制太赫兹的激发有研究指出，在界面和表面发生的逆Rashba-Edelstein效应可将由自旋注入诱导的非零自旋密度转化为由界面态传输的电流。
在本文中，作者利用输运和微波测量（吉赫兹）技术，证明了飞秒自旋流脉冲可以在两个非磁性材料(Ag|Bi)之间的Rashba界面处产生太赫兹瞬变。并用逆Rashba-Edelstein效应来解释证明了界面在这个转换过程中的重要性，这与在块体转换过程中通过逆自旋霍尔效应的太赫兹激发相反，并证明了在Rashba界面上太赫兹场的幅度可以通过光的螺旋性来控制。
这些在飞秒时间内，由界面效应产生的光电流将为超快自旋电子学带来新的机遇。
单层半导体中的激子扩散和光晕效应Kulig等在室温条件下通过空间和时间分辨显微光致发光器直接监测了在自由悬浮和SiO2支撑的WS2单层中的激子传播。他们发现一种依赖于注入的激子密度的高度非线性的行为，其激子发射的空间分布存在特征性的定性的变化，并且有效扩散系数从0.3增加到超过30cm2/s。
在解释Auger复合的同时求解扩散方程可以让他们识别和定量地理解观测到的扩散系数增加的主要原因。在提高的激发密度下，激子的初始高斯分布演变为具有μm级直径的长寿命的光晕形状，表明了激子动力学中额外的记忆效应。