2019年122卷07期导读

来源: 京师物理

发布日期: 2019-03-04

本期PRL导读包含了多个物理学领域的研究成果,包括量子物理、引力与天体物理、基本粒子与场论等,涉及的主题包括量子反常、量子测量冷却、引力波、暗物质、超导体等,展示了物理学前沿的研究动态。

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摘要和引言对本期部分文章进行中文导读。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。

从本期起不再对所有文章作导读,没有导读的文章将保留英文摘要信息。

普通物理:统计与量子物理

在二维谐振子势阱中的相互作用费米气体预期会表现出量子反常,并且具有不同于经典标度不变值ωB=2ω⊥的呼吸模式频率,这里ω⊥是势阱频率。预测的最大量子反常(约10%)没有被实验验证。在这篇文章里,胡辉等人从理论上研究了从三维到二维过渡的相互作用费米超流体的零温态密度方程和呼吸模式频率。他们发现,带有单个s波散射波长的简单2D费米气体模型在2D极限下不适合描述实验,像通常认为的那样。

对于准2D的情况更完备的描述导致了更弱的量子反常,与实验观测一致。他们还阐明了约化量子反常现象是由于重要意义的禁闭所引起的相互作用有效范围。

量子转向椭球的实验验证

Zhang等人通过对相关量子位元的测量,可以控制的所有量子位元的集合被预测在布洛赫球中形成一个椭球——称作量子转向椭球。该椭球提供了初始双量子位元状态的一个简单直观的表征,并且其几何特性反映了纠缠的各个方面。

他们通过测量许多不同的偏振纠缠光子量子位状态来实验验证这些性质。此外,对于纯三量子位状态,通过对第一量子位的测量,预测产生的两个量子转向椭球的体积满足紧密的一对一关系,这一关系严格地强于众所周知同态纠缠的一对一关系。他们使用极化和路径纠缠来实验验证这些预测。

经对称化使得有限维量子系统关联界限可计算

Tavakoli等人在估算半定弛豫中提出了可以通过若干数量级简化计算要求的技术,来界限由于有限维希尔伯特空间所引起的量子关联设备。他们通过一个用户友好型的软件包使这项技术能够公开获得,依赖存在于优化问题中的对称性的探究,来减少变量的数目以及在半定弛豫中的障碍大小。在量子信息理论问题中可以广泛地使用这种方法,确保之前太苛刻的计算能够进行。

二维热态的张量网络退火算法

张量网络方法已经成为捕获强相关物质的一种强大的工具,但是在一个空间维度上有限温度下捕获实验上普遍存在的模型族的方法是非常缺乏的。Kshetrimayum等人介绍了一种张量网络算法,能够模拟热力学极限下二维量子点阵系统的热状态。该方法开发了投射纠缠对状态和投射纠缠对运算符的实例。该算法的关键特征是类似于系统从无限温度状态冷却直到达到所需的有限温度状态。

本征态热化,随机矩阵理论,巨算符

本征态热化假设(ETH)是当代量子统计的基石之一。ETH在多大程度上适用于非局域操作是一个有待解决的问题,Khaymovich等人在这篇文章中对此进行了研究。作者们给出了高度非局域算符、巨算符的构造,这是各种不同的局域和非局域算符的组成模块。这些“巨”算符具有奇异的分布及w~D-1的宽度,其中是D希尔伯特空间维数。

通过负迁移率实现可调质量分离

一种有效的基于质量的分离机制是分离病变细胞的先决条件。然而,这一目标通常具有相当的挑战性,因为颗粒的大小和它们的质量值之间一般不存在有效的相关性。Słapik等人考虑一个在对称周期势中运动的惯性布朗粒子,它受到外部施加的无偏简谐驱动和恒定的偏置的共同作用。在此过程中,作者们确定了一种最有效的分离方案,该方案基于负迁移率的异常输运特征,即浸入其中的粒子朝着与作用方向相反的方向移动。

量子测量冷却

量子测量冷却是一种实现量子制冷的噪声容忍方法利用量子测量的侵入性消除了对反馈控制的需要。量子测量的侵入性是一个真正的量子力学特征,它并不一定是有害的。在这篇文章中,Buffoni等人展示了如何利用量子测量来驱动冷却机。我们以一个典型的二冲程两比特发动机为例,演示了量子测量冷却。

引力与天体物理

用于毫米和毫克级重力测量的毫克级摆的位移传感的论证。大质量产生的重力已经由从原子干涉仪到扭转平衡的各种探头观察到。然而,到目前为止,小质量之间的重力耦合还未被观察到。在这里,作者论证了光学捕获7毫克摆运动的布朗运动的敏感位移传感,其固有品质因数通过耗散稀释增加到10^8。

中子星中紧密暗物体的引力波

暗物质可以由紧密的暗物体(CDOs)组成。作者发现中子星内部CDO的振荡可以作为引力波(GWs)的可探测源。GW应变幅度取决于CDO的质量,并且它的频率通常在3-5kHz的范围内,由恒星的中心密度决定。

谐振自相互作用暗物质的速度依赖性

小尺度天体中的暗物质密度分布可能表明暗物质是自相互作用的,而来自星系团的观测表明相应的散射截面取决于速率。使用与模型无关的方法,作者表明谐振自相互作用的暗物质可以自然地解释这种行为。

XENON1T实验关于标量WIMP-Pion耦合的首次结果

我们展示了来自XENON1T实验的标量耦合的首次结果。该相互作用是在WIMP与核内核子之间交换虚拟π介子时产生的。与大多数非相对论性算子不同,这些π交换电流可以通过核子总数的相干增强,因此可能在自旋无关的WIMP-核子相互作用被抑制的情况下占主导地位。

基本粒子与场论

质子内部的压力分布和剪切力。格点QCD的计算第一次确定质子中压力和剪切力的分布。使用能量动量张量的格点量子色动力学(LQCD)计算,本文研究了质子内部压力和剪切力的分布,允许对质子结构的这些基本方面做第一个模型无关的确定。

关联强子的CP破坏到更高的Twist分布。理论分析指出核子分布函数携带电荷和宇称破坏的信息。

在D+s→μ+νμ过程中确定赝标量衰变常数fD+s。使用BESIII探测器在质心能Ecm=4.178GeV处收集的积分亮度为3.19fb-1的正负电子对撞的数据样本,本文测量了轻子衰变过程D+s→μ+νμ的分支比。

中微子实验中的Millicharged粒子。基于自MiniBooNE和液体闪烁中微子探测器(LSND)以来的大量中微子实验中的电子散射数据,Magill等人对Millicharged粒子(MCPs)设定了约束和未来的灵敏度预测。

在BARBAR实验中搜索六夸克态。最近的研究表明,六夸克组合uuddss可能是一个深度束缚态(S),其迄今为止一直未被发现并可能是一个潜在的暗物质候选者。

压扁球配分函数的普适性。我们提出几个关于奇数维共形场论(CFTs)在压扁球上的自由能的结果。

软定理和红外行为的散射振幅。我们证明软定理唯一地固定了广泛的无质量理论中的树级散射振幅。

原子核物理

N=34亚壳的稳健性如何?52Ar的首个伽马谱。

c+®®-衰变(1620)0中粒子的观测和(1690)0粒子存在的证据。

239Pu(n,f)瞬发裂变重子谱中的预平衡非对称。

能量为√sNN=5.02 TeV的p-Pb碰撞中重味衰变电子的方位各项异性。

原子、分子与光学

原子光发射中的太赫兹场致时移。量子力学Wigner时间和库仑激光的耦合会导致原子光发射的时间延迟。

偶极支持的电子共振介导电子诱导的酰胺键裂解。

分子波包超快X射线散射的电子相干性。

通过多光子散射加延迟量子反馈激发连续谱中的束缚态。

非线性动力学与流体力学

二维光谱技术识别非线性太赫兹激发路径。

粗糙约束下粘性液滴的运动:反常润滑。

与润湿无关的液滴趋弯性传输。

稀有事件算法联系湍流中的跃变与激发成核效应。

等离子体与束物理

通过波粒相互作用确定亚稳态离子的寿命和历史。

凝聚态物理:结构

在SrTiO3中的亚原子通道和螺旋形光束。

非基底滑移系统可实现坚固而有韧性的六角密堆积高熵相。

热电材料

SnSe中的声子坍塌和二阶相变。

识别与减轻浅层金刚石内氮空位中心的电荷不稳定性。

超润滑石墨-六角氮化硼异质结中的负摩擦系数。

凝聚态物理:电子性质

揭示六硼化铈反铁磁四极序的本质。

CoSi中具有大拓扑电荷和相关费米弧表面态的手性费米子的观测。

手性拓扑弹性和分形序。

TiSe2电荷密度波相中的Se的4p态和Ti的3d态杂化的轨道选择性和kz选择性。

非厄米系统中的二阶拓扑相。

基于Bi的约瑟夫森结中拓扑安德列夫能级交叉的微波标识。

多带BCS-BEC交叉超导体FeSe中的量子涡旋核及赝能隙缺失。

Hubbard模型中的光诱导η配对。

具有可变界面自旋轨道耦合作用的重金属-铁磁体双层结构中的自旋轨道转矩。

Yb(Rh1-xCox)2Si2中从铁磁性到反铁磁性的演化。

从狄拉克节线金属到拓扑反铁磁自旋电子学。

吸附于金属表面的单分子的键选择光解离。

与声子耦合的狄拉克费米子的电荷密度波转变。

在Holstein模型下蜂窝晶格中的电荷序。

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