作者提出了量子Sherrington-Kirkpatrick模型的基态的拟设，这是一个量子自旋玻璃的范例模型。作者的拟设基于广义相干态的概念，很好地获得了模型的基本面，包括基态能量和自旋玻璃相变的位置。它进一步使作者能够研究一些以前未探索的特征，如非零纵向场和基态的纠缠结构。作者发现基态纠缠可以被一个具有正态分布相位门的加权图态的简单系综捕获，并导致体积律纠缠，与基于纠缠一对一性（monogamy）的预测形成对比。

（谭宇涛）

Variational Ansatz for the Ground State of the Quantum Sherrington-Kirkpatrick Model

Paul M. Schindler, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 220401 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.220401

拓扑真空是具有零场强但非平庸拓扑结构的杨-米尔斯场的简并基态族。它们在粒子物理学和量子场论中起着重要作用，但尚未被实验观测到。本文首次报道了原子玻色-爱因斯坦凝聚体云合成拓扑真空的理论提出和实验实现。作者的设置提供了一个很有前途的平台来展示一个基本概念:真空，有丰富的空间结构，而不是空的。作者合成了拓扑数n=1的真空的哈密顿量，并测量了相应的Hopf指数。作者还实现了拓扑数n=2的真空，并发现不同拓扑数的真空具有不同的自旋织构和Hopf链接。本文开启了探索拓扑真空和相关实验中长期寻求的瞬子的机会。

（谭宇涛）

Synthetic Topological Vacua of Yang-Mills Fields in Bose-Einstein Condensates

Jia-Zhen Li, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 220402 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.220402

Aharonov-Bohm (AB)笼是一种特殊的平带局域机制，引起了物理学各个领域的极大兴趣。AB笼可以用来探索平带系统中量子输运的丰富而奇特的物理，而与普通色散带系统相比，平带系统中的几何阻挫、无序和关联以协同和不同的方式起作用。与普通安德森局域中无序诱导局域并阻碍输运不同，在平带系统中，无序可以诱导迁移，这种现象被称为逆安德森相变。在这里，作者报道了在具有定制规范场的超冷原子动量空间中使用合成晶格的AB笼的实验实现，并演示了当关联二元无序添加到系统中时，由于平带和反安德森相变的几何局域化。作者在多体环境中的实验平台提供了一个迷人的量子模拟器，在这个模拟器中，设计规范场、局域化和平带系统拓扑特性之间的相互作用可以被精细地探索。

（谭宇涛）

Aharonov-Bohm Caging and Inverse Anderson Transition in Ultracold Atoms

Hang Li, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 220403 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.220403

非成对多量子比特相互作用为量子信息处理器提供了一种有用的资源。它们的实现将促进更有效的分子量子模拟和组合优化问题，并且它们可以简化错误抑制和错误修正方案。在这里，作者提出了一个超导电路架构，其中耦合模块通过设计来中介三个通量量子比特之间的两局域和三局域相互作用。作者通过多量子比特脉冲序列估计系统的哈密顿量，该脉冲序列实现了系统中所有相邻激发流形之间的Ramsey型干涉测量。三局域相互作用可以通过耦合器通量偏差在数MHz内进行相干调谐，并且可以关闭，这对于量子退火、模拟量子模拟和门模型量子计算的应用非常重要。

（谭宇涛）

Demonstration of Tunable Three-Body Interactions between Superconducting Qubits

Tim Menke, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 220501 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.220501

量子技术的进步需要能够有效地从量子系统中提取信息的可扩展技术。传统的层析仅限于几个量子比特，而影子层析被认为是更大系统的可扩展替代品。影子层析通常是基于在应用随机幺正性的系统上理想投影测量的结果进行分析的。文中作者表明，影子层析成像可以更直接地用于广义测量或正算子值的测量。基于最小二乘估计的思想，广义测量的影子层析成像相较于具有幺正性随机化的传统公式更为通用和简单。特别是，该公式允许作者详细分析影子层析的理论。例如，作者详细研究了影子层析成像中对称性的含义。此外，通过这种推广，作者还演示了如何针对一组特定的可观测值对影子层析成像的测量进行优化。

（谢梦祥）

Optimizing Shadow Tomography with Generalized Measurements

H. Chau Nguyen, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 220502(2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.220502

[编辑推荐] 本文提出的工具，可以估计系统的局域熵增速率。这为活性物质系统中非平衡区域的可视化和量化提供了可能性。

时间反演破缺和熵增是非平衡现象的普适特征。尽管熵增这一概念在活性系统中十分重要，但它仍没有在实际应用中发挥足够的作用。这是由于实际系统的状态空间维度十分巨大，其中熵增的测量十分困难。本文中，为了估测熵增速率，作者提出了一种局域度量和数值方案。他们建立了系统某一区域中熵增和功可提取性的联系，并证明此物理量十分依赖于可追踪的系统自由度。作者进一步以理论、模拟和实验证实了本文提出的测量方案，从实例出发，考察了活性运动导致的相分离状态下的活性布朗粒子系统，以及整流器中时间反演不对称和空间不对称相耦合的活性布朗粒子和大肠杆菌系统。

（王子）

Model-Free Measurement of Local Entropy Production and Extractable Work in Active Matter

Sunghan Ro, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 220601 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.220601

广义吉布斯系综的构造是基于最大熵原理的，而孤立可积量子多体系统在一次量子淬火后会弛豫到这种系统的构造。相比之下，受马尔可夫驱动和耗散的开放量子系统的弛豫动力学和稳态则没有普遍且独立于模型的定律来控制。然而，正如作者所展示的，如果产生系统动力学的Liouvilian算符具有宇称-时间对称性，则驱动耗散系统在量子淬火后的弛豫实际上可以由最大熵系综决定。考虑驱动耗散的Kitaev链作为具体示例，作者表明，与孤立的可积系统类似，宇称时间对称广义吉布斯系综的方法在局部可观测的弛豫和子系统熵的动力学中变得明显。相比之下，由Kitaev链的非平凡非厄米拓扑引起的费米子宇称定向抽运代表了一类在受驱动耗散系统中弛豫动力学特有的现象。随着耗散强度的增加，宇称时间对称性在一个有限的临界值处被打破，构成了一个急剧的动力学转变，从而限制了最大熵原理的适用性。作者证明，从Kitaev链的具体例子中获得的这些结果适用于广泛的非相互作用费米子模型，并且作者讨论了它们在非相互作用玻色子模型和相互作用自旋链中的推广。

（谢梦祥）

Relaxation to a Parity-Time Symmetric Generalized Gibbs Ensemble after a Quantum Quench in a Driven-Dissipative Kitaev Chain

Elias Starchl, Lukas M. Sieberer

Phys. Rev. Lett. 129, 220602 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.220602

作者使用来自CDEX-10实验的205.4 kg·day数据集，通过暗物质-电子(χ-e)散射提出了改进的基于锗的亚GeV暗物质约束。通过新的计算技术，该研究获得了在高纯度锗探测器中可观察到的预测χ-e散射光谱。在重介质场景中，与之前基于锗的χ-e结果相比，该研究的结果对于大于80 MeV/c²的m_χ实现了 3 个数量级的改进。该研究还提出了迄今为止最严格的χ-e横截面限制，其对象分别为在使用固态探测器的实验中，具有重介体的m_χ大于90 MeV/c²和具有电偶极耦合的m_χ大于100 MeV/c²的实验对象。结果证明了在超低放射性背景下采用高纯锗探测器的新型χ-e探测方法的可行性和巨大潜力。

Constraints on Sub-GeV Dark Matter–Electron Scattering from the CDEX-10 Experiment

Z. Y. Zhang, L. T. Yang and et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 221301 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.221301

本文表明，任何新的相互作用都会导致对μ子磁矩的手性增强贡献，这必然会改变希格斯玻色子到μ子对的衰变率，或者产生μ子电偶极矩。这三个可观测值高度相关，在不久的将来，h→μ⁺μ⁻ 的测量将在任何此类模型的偶极矩平面上画出一个椭圆。结合未来对电偶极矩的测量，可以有效地测试能够解释μ介子g-2反常的许多模型。

Ellipse of Muon Dipole Moments

Radovan Dermisek, Keith Hermanek, Navin McGinnis, and Sangsik Yoon

Phys. Rev. Lett. 129, 221801 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.221801

利用来自中国锦屏地下实验室CDEX-10实验的p型点接触锗探测器的205千克天数据，本文研究了Sub-GeV质量范围内的奇异暗物质（DM）的直接探测信号。在160eVee的能量阈值内利用新的轻暗物质搜索通道，对中性流费米型暗物质吸收(χ+A→ν+A)和暗物质-核子3→2散射 (χ+χ+A→ϕ+A)过程进行了分析。未发现明显信号；因此，在Sub-GeV暗物质质量范围内对两种模型的暗物质-核子相互作用截面设置了新的限制。假设暗物质质量为10 MeV，费米型暗物质吸收过程的截面限制设定为2.5×10^-46  cm²（90%置信度）。对于暗物质-核子3→2散射且末态为无质量暗光子和束缚态暗物质的情况，暗物质质量限制分别扩展到5和14 MeV。

Exotic Dark Matter Search with the CDEX-10 Experiment at China’s Jinping Underground Laboratory

W. H. Dai et al. (CDEX Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 129, 221802 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.221802

本文发现任意圈的费曼积分（FIs）在知道FIs之间的线性关系的情况下可以被完全确定。因此，FI 的计算变为一个线型代数问题。本文给出了多达五圈图的计算例子来验证这一现象。作为副产品，作者得到了量子场论中微扰计算的一个有力的工具。

Determining Feynman Integrals with Only Input from Linear Algebra

Zhi-Feng Liu and Yan-Qing Ma

Phys. Rev. Lett. 129, 222001 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.222001

本文考虑在双标度极限中接近空多边形尖点的单迹算子的关联函数，其中尖点时间   保持固定，'t Hooft 耦合很小。 在踩踏、符号和有根据的猜测的帮助下，作者发现任何此类关联函数都可以通过一组具有几个新颖特征的 Toda 类型的耦合格点 PDE 来唯一确定。 这些结果适用于大多数具有大色量子数的共形规范理论，包括平面 N=4 SYM。

Null Polygons in Conformal Gauge Theory

Enrico Olivucci and Pedro Vieira

Phys. Rev. Lett. 129, 221601 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.221601

We investigate the standard and dual Bondi-Metzner-Sachs (BMS) supertranslation generators on a black hole horizon and draw some conclusions about black hole physics. Recently, it has been shown that in addition to conventional BMS supertranslation symmetries, there exists an additional infinite set of magnetic asymptotic symmetries, dual BMS supertranslations, again parametrized by a function on the two-sphere. We show that the Dirac bracket between these generators exhibits an anomalous central term when one parameter function exhibits a singularity in the complex stereographical coordinates on the sphere. In order to preserve general coordinate invariance, we demonstrate that this central term can be removed by postulating a holographic gravitational Chern-Simons theory on the horizon. This indicates that for an anomaly-free theory of quantum gravity in the presence of a black hole, one should include a boundary theory on the horizon.

Holography from Singular Supertranslations on a Black Hole Horizon

Ratindranath Akhoury, Sangmin Choi, and Malcolm J. Perry

Phys. Rev. Lett. 129, 221603 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.221603

We derive a nonperturbative, Lagrangian-level formulation of the double copy in two spacetime dimensions. Our results elucidate the field theoretic underpinnings of the double copy in a broad class of scalar theories which can include masses and higher-dimension operators. An immediate corollary is the amplitudes-level double copy at all orders in perturbation theory. Applied to certain integrable models, the double copy defines an isomorphism between Lax connections, Wilson lines, and infinite towers of conserved currents. We also implement the double copy at the level of nonperturbative classical solutions, both analytically and numerically, and present a generalization of the double copy map that includes a fixed tower of higher-dimension corrections given by the Moyal algebra.

Nonperturbative Double Copy in Flatland

Clifford Cheung, James Mangan, Julio Parra-Martinez, and Nabha Shah

Phys. Rev. Lett. 129, 221602 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.221602

We define a new geometry obtained from the all-loop amplituhedron in N=4 SYM by reducing its four-dimensional external and loop momenta to three dimensions. Focusing on the simplest four-point case, we provide strong evidence that the canonical form of this “reduced amplituhedron” gives the all-loop integrand of the Aharony-Bergman-Jafferis-Maldacena four-point amplitude. In addition to various all-loop cuts manifested by the geometry, we present explicitly new results for the integrand up to five loops, which are much simpler than results in N=4 SYM. One of the reasons for such all-loop simplifications is that only a very small fraction of the so-called negative geometries survives the dimensional reduction, which corresponds to bipartite graphs. Our results suggest an unexpected relation between four-point amplitudes in these two theories.

All-Loop Four-Point Aharony-Bergman-Jafferis-Maldacena Amplitudes from Dimensional Reduction of the Amplituhedron

Song He, Chia-Kai Kuo, Zhenjie Li, and Yao-Qi Zhang

Phys. Rev. Lett. 129, 221604 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.221604

位于意大利INFN格兰萨索国家实验室的地下低温稀有事件实验室（CUORE）是一个寻找无中微子双贝塔（0νββ）衰变的实验。CUORE的主要目标是研究¹³⁰Te的0νββ 衰变，但它吨量级的质量和低本底使其对其他稀有过程也很敏感。在该工作中，CUORE合作组给出了他们寻找¹²⁸Te0νββ 衰变的首个结果，其中¹²⁸Te是天然同位素丰度第二高的Te同位素。他们没有发现0νββ 衰变的信号，利用贝叶斯分析，给出了¹²⁸Te 0νββ 衰变半衰期的下限，T_1/2 > 3.6 ×10²⁴（90% CI）。该结果是¹²⁸Te 0νββ 衰变半衰期最严格的限制，比之前直接测量的半衰期下限提高了30多倍，并首次超过了地球化学实验给出的半衰期下限。

New Direct Limit on Neutrinoless Double Beta Decay Half-Life of ¹²⁸Te with CUORE

D. Q. Adams et al. (CUORE Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 129, 222501 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.222501

[编辑推荐]铕原子的玻色-爱因斯坦凝聚态为研究量子自旋相互作用提供了新的实验平台。

本文报道了铕原子的玻色-爱因斯坦凝聚的实现，这是一种具有独特性质的强偶极物质，具有高度对称的[Xe]4f⁷6s^{2 8}S_7/2电子基态和超精细结构。利用交叉光学偶极阱中的蒸发冷却技术，作者产生了一个含有多达5×10⁴个原子的¹⁵¹Eu凝聚体。通过比较不同取向原子磁矩下凝聚态的膨胀速度，作者估计¹⁵¹Eu的散射长度为a_s=110(4)a_B，其中a_B是玻尔半径。作者在费什巴赫共振附近观察到1.32 G宽度为10 mG的凝聚变形。

Bose-Einstein Condensation of Europium

Yuki Miyazawa, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 223401 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.223401

近年来，非厄米系统和与结构浴耦合的发射器的行为都得到广泛的研究。本文中，作者研究这些典型设定的交互影响。在一系列的例子中，作者展示了耦合到非厄米浴的单个量子发射器表现出许多非常规行为，其中许多没有厄米对应。作者首先考虑复色散形成环路的单向跳变晶格。作者将环路中特殊的束缚态视为非厄米趋肤效应的表现。在相同的设置中，发射的光子可以显示与自由传播明显不同的空间放大，这可以借助于广义布里渊区来理解。然后作者考虑具有交替损耗的最近邻晶格。作者发现长时间的发射器衰减总是遵循一个幂律，这对于厄米浴来说通常是不可见的。作者的成果指出了由非厄米浴引发的异常量子发射器动力学的丰富图景。

Anomalous Behaviors of Quantum Emitters in Non-Hermitian Baths

Zongping Gong, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 223601 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.223601

三种流体相平衡时界面之间的接触二面角必须是体热力学场的连续函数. Indekeu等人提出的这个一般性论点预测了相图中的非浸润间隙，对“临界点浸润”这一普遍信念提出了挑战，即使对于短程作用力也是如此. 三相点（TCP）附近三相平衡的平均场双密度泛函理论的精确解为此论点提供了证明.  在TCP微小邻域内发现完全浸润. 远离它，非浸润占主导地位，不会发生浸润相变，即使在接近临界终点时也不会发生. 远离TCP，可能会发生重入浸润，且具有不同的浸润相. 这些发现给迄今为止无法解释的三元水-油-非离子两亲混合物的实验以启示：当接近两个临界终点之一时，非浸润性继续存在. 

Wetting and Nonwetting near a Tricritical Point

Joseph O.Indekeu and Kenichiro Koga

Phys. Rev. Lett. 129, 224501 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.224501

加速器科学的许多最重要进步都归功于束相空间操控能力的提高。尽管过去几十年在束相空间操控方面取得了稳步进展，但未来的加速器应用仍然要求更高的相空间的操控能力。这种情况在纵向束相空间操控中尤为明显，并受到了越来越多的关注。在这里，Jimin Seok等人报告了双发射交换概念的首次实验证实，该概念允许使用相对简单的横向操控技术控制纵向相空间。双发射交换束线能够以非常灵活的方式实现广泛的纵向操控，包括可调谐束压缩、时间-能量的相关控制和非线性校正。未来加速器对任意纵向束操控的需求呈现不断增长的趋势，这种新方法的实验证实为满足该需求打开了新的大门。

（陈鹏）

Experimental Demonstration of Double Emittance Exchange toward Arbitrary Longitudinal Beam Phase-Space Manipulations

Jimin Seok, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 224801 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.224801

Russell等人研究了碰撞实验室等离子体中的垂直亚临界激波。将障碍物放入从反向线阵z箍缩的超磁声流中，从而产生激波。研究证明了该体系中亚临界激波的存在，并发现次级激波在下游形成。对亚临界激波结构的详细测量证明不存在流体动力学跳跃。研究计算了经典的(Spitzer)电阻扩散长度，并发现它近似等于激波宽度。测量发现激波中的热量很小(<离子动能的10%)，这与无粘滞耗散一致。

（刘泰齐）

Perpendicular Subcritical Shock Structure in a Collisional Plasma Experiment

D. R. Russell, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 225001 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.225001

[编辑推荐]本文提供了一种新的通用系统方法：将耦合团簇理论的准确性和通用性从有限气相转移到凝聚相。

耦合团簇理论是一种通用的、系统的电子结构方法，但是极高精度的“金标准”耦合团簇单、双和微扰三元组CCSD(T)只能应用于小系统。为了克服这一限制，作者引入了一种框架，使用高维神经网络势将有限分子团簇的CCSD(T)精度转移到扩展的凝聚相系统。CCMD方法是自动化的，正如人们对液态水（包括核量子效应）所演示的那样可以实现高精度的耦合簇分子动力学。机器学习策略非常有效而且通用，可以被系统地改进以适用于各种复杂系统。

(张骁)

Coupled Cluster Molecular Dynamics of Condensed Phase Systems Enabled by Machine Learning Potentials: Liquid Water Benchmark

János Daru, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 226001 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.226001

[编辑推荐] Au/Co界面存在位错环的石墨烯中被证明有亚铁磁序，位错环是石墨烯子晶格均匀磁化的原因。

在本文中，作者表明石墨烯可以通过单层Au耦合到铁磁Co薄膜而发生磁化。石墨烯下位错环的存在导致两个C子晶格中磁矩的亚铁磁序。结果表明，K̅点约80 meV的带隙具有磁性，且有亚铁磁序。Rashba和交换耦合之间的相互作用被自旋角分辨光电子能谱测量的自旋劈裂所证明，并且与 (9×9)晶胞的密度泛函理论计算完全符合。由于K̅与 K̅'谷的Berry曲率是反号的，合成的系统有望实现圆二色霍尔效应。

（郭儒达）

Sublattice Ferrimagnetism in Quasifreestanding Graphene

A. G. Rybkin et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 226401 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.226401

[编辑推荐] 首次实验表明了著名的Kibble - Zurek机制适用于超导Mo-Ge薄膜中电驱动磁涡旋的非平衡态。

Kibble - Zurek机制描述了在有限淬火速率下跨越连续对称破缺相变的系统中拓扑缺陷的形成。虽然这一机制已经被用来广泛地研究了平衡相变，但它对非平衡相变的适用性尚未得到充分研究。最近的模拟显示了Kibble - Zurek机制适用于颗粒状组合的动态有序相变，包括在随机无序驱动下的超导涡旋。在本文中，Maegochi等人通过实验研究了不同淬火速率下动态有序过程中涡旋的构型顺序。他们验证了缺陷密度随淬火速率的幂律标度和相变有序一侧的脉冲-绝热交叉，这是Kibble - Zurek机制的关键预测。他们的结果表明，Kibble - Zurek机制适用于其他非平衡相变。

(赵鑫磊)

Kibble-Zurek Mechanism for Dynamical Ordering in a Driven Vortex System

S. Maegochi et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227001 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227001

We propose a universal gate set acting on a qubit formed by the degenerate ground states of a Coulomb-blockaded time-reversal invariant topological superconductor island with spatially separated Majorana Kramers pairs: the “Majorana Kramers qubit.” All gate operations are implemented by coupling the Majorana Kramers pairs to conventional superconducting leads. Interestingly, in such an all-superconducting device, the energy gap of the leads provides another layer of protection from quasiparticle poisoning independent of the island charging energy. Moreover, the absence of strong magnetic fields—which typically reduce the superconducting gap size of the island—suggests a unique robustness of our qubit to quasiparticle poisoning due to thermal excitations. Consequently, the Majorana Kramers qubit should benefit from prolonged coherence times and may provide an alternative route to a Majorana-based quantum computer.

Quantum Computing with Majorana Kramers Pairs

Constantin Schrade et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227002 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227002

动力学激发的研究很困难，但对于理解量子材料中发现的许多奇异量子现象至关重要。对于高度阻挫的量子反铁磁体尤其如此，其动力学特性与基于自旋波或其它近似的理论预测严重偏离。在本文中，作者使用最先进的张量网络重整化群方法，对自旋1/2三角形海森堡模型的动力学关联函数进行了大规模数值计算。计算结果使得作者首次对这个高度阻挫量子系统的自旋激发谱的性质有了全面的认识。这定量解释了Ba₃CoSb₂O₉非弹性中子散射测量所揭示的动力学谱的所有关键特征，揭示了低能和高能激发之间的相互作用及其对低能磁振子能带和高能连续体的重整化效应的重要性。作者识别了中等能量尺度的纵向希格斯模式，预测了谱函数沿三个主轴的能量和动量依赖关系，并可以通过极化中子散射实验来验证。此外，作者发现自旋激发谱对反铁磁相互作用的各向异性比值的依赖性较弱。

（刘芮西）

Spin Excitation Spectra of Anisotropic Spin-1/2 Triangular Lattice Heisenberg Antiferromagnets

R. Chi et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227201 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227201

二维维格纳晶体出现在二维电子气的强相互作用区域（r_s≫1）。纯维格纳晶体的磁性由诱导多自旋环交换相互作用的隧穿过程决定，从而导致足够大r_s的完全极化铁磁性。最近，Hossain等人[Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 117, 32244 (2020)]报道了在AlAs量子阱中r_s≳35处出现的完全极化的铁磁绝缘体，但其温度比纯维格纳晶体的预测交换能大几个数量级。在本文中，作者分析了维格纳晶体中间隙缺陷的大r_s动力学，并表明它产生了具有更高能量尺度的局域铁磁性。三种跳跃过程占主导地位，有利于形成大的、完全极化的铁磁极化子。基于上述结果，作者推测了二维电子气金属-绝缘体相变附近的磁性现象。

（刘芮西）

Interstitial-Induced Ferromagnetism in a Two-Dimensional Wigner Crystal

K. Kim et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227202 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227202

There is a number of contradictory findings with regard to whether the theory describing easy-plane quantum antiferromagnets undergoes a second-order phase transition. The traditional Landau-Ginzburg-Wilson approach suggests a first-order phase transition, as there are two different competing order parameters. On the other hand, it is known that the theory has the property of self-duality which has been connected to the existence of a deconfined quantum critical point (DQCP). The latter regime suggests that order parameters are not the elementary building blocks of the theory, but rather consist of fractionalized particles that are confined in both phases of the transition and only appear—deconfine—at the critical point. Nevertheless, many numerical Monte Carlo simulations disagree with the claim of a DQCP in the system, indicating instead a first-order phase transition. Here we establish from exact lattice duality transformations and renormalization group analysis that the easy-plane CP1 antiferromagnet does feature a DQCP. We uncover the criticality starting from a regime analogous to the zero temperature limit of a certain classical statistical mechanics system which we therefore dub frozen. At criticality our bosonic theory is dual to a fermionic one with two massless Dirac fermions, which thus undergoes a second-order phase transition as well.

Frozen Deconfined Quantum Criticality

Vira Shyta et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227203 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227203

Nonlinear responses are actively studied as probes of topology and band geometric properties of solids. Here, we show that second harmonic generation serves as a probe of the Berry curvature, quantum metric, and quantum geometric connection. We generalize the theory of second harmonic generation to include Fermi surface effects in metallic systems, and finite scattering timescale. In doped materials the Fermi surface and Fermi sea cause all second harmonic terms to exhibit resonances, and we identify two novel contributions to the second harmonic signal: a double resonance due to the Fermi surface and a higher-order pole due to the Fermi sea. We discuss experimental observation in the monolayer of time reversal symmetric Weyl semimetal WTe₂ and the parity-time reversal symmetric topological antiferromagnet CuMnAs.

Resonant Second-Harmonic Generation as a Probe of Quantum Geometry

P. Bhalla et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227401 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227401

[编辑推荐] 对超导体-半导体弱连接中Andreev束缚态的态相关微波磁化率的测量表明，由于库仑相互作用的影响，该磁化率不表现为粒子-空穴对称性。

静电电荷影响Andreev态的多体谱，但对其微波特性的影响尚未阐明。Fatemi等人开发了一个电路量子电动力学探针，除了跃迁谱外，还可以测量具有单一主导（自旋-简并）Andreev能级的半导体纳米线不同态的微波磁化率。他们发现微波磁化率不表现为粒子-空穴对称性，将其定性地解释为库仑相互作用的影响。此外，他们的态选择性测量揭示了对所有多体态的共同响应有一个大的π相移贡献，这可以解释为产生于超导态密度中的相位相关连续体。

(赵鑫磊)

Microwave Susceptibility Observation of Interacting Many-Body Andreev States

V. Fatemi et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227701 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227701

The spin 1/2 entropy of electrons trapped in a quantum dot has previously been measured with great accuracy, but the protocol used for that measurement is valid only within a restrictive set of conditions. Here, we demonstrate a novel entropy measurement protocol that is universal for arbitrary mesoscopic circuits and apply this new approach to measure the entropy of a quantum dot hybridized with a reservoir. The experimental results match closely to numerical renormalization group (NRG) calculations for small and intermediate coupling. For the largest couplings investigated in this Letter, NRG calculations predict a suppression of spin entropy at the charge transition due to the formation of a Kondo singlet, but that suppression is not observed in the experiment.

Entropy Measurement of a Strongly Coupled Quantum Dot

T. Child et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227702 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227702

[编辑推荐] 数值证据表明，非阿贝尔任意子，即描述拓扑超导体和量子霍尔态的分数激发，除了出现在有能隙电子模型中之外，也出现在无能隙电子模型中。

非阿贝尔任意子是有能隙拓扑模型的分数激发，被认为可以描述某些拓扑超导体或量子霍尔态。在本文中，Lotem等人提供了第一个数值证据，表明它们也能在无能隙电子模型中作为独立实体出现。他们从多杂质多通道手性Kondo模型出发，引入了一种新的映射到单杂质模型，适用于Wilson的数值重整化群。他们提取了它的谱简并结构和分数熵，并直接从杂质自旋-自旋关联中计算了编码任意子编织拓扑信息的F矩阵。最近在实现手性边缘的多通道Kondo系统方面取得了令人印象深刻的进展，因此可能比预期更快地将任意子变为现实。

(赵鑫磊)

Manipulating Non-Abelian Anyons in a Chiral Multichannel Kondo Model

Matan Lotem et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227703 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227703

聚链烷，具有独特物理性质的拓扑互锁环的大分子链最近在超分子化学、生物学和软物质中引起了相当大的兴趣。到目前为止，大部分工作都集中在线性链及其与标准聚合物相比的各种构象特性上。在本快报中，Tubiana等人超越了线性情况并表明，通过循环这种宏链，可以利用局部互锁的拓扑结构来存储系统中的扭曲，从而显着改变其度量和局部属性。此外，通过正确定义这些宏环的扭曲 (Tw) 和扭动 (Wr)，作者证明了与 Călugăreanu-White-Fuller 定理 Tw+Wr=const 等价关系的有效性，该关系最初在带状结构中被证明，例如双链 DNA。作者的研究结果表明，具有可存储和可调扭曲的环状聚链烷可以形成一种新的高度可设计的多尺度结构，在超分子化学和材料科学中具有潜在的应用。

Circular Polycatenanes: Supramolecular Structures with Topologically Tunable Properties

L. Tubiana et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 227801 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.227801

离子相关性的不均匀性广泛存在于许多物理化学、软物质和生物系统中。在本快报中，Agrawal和Wang应用修正的高斯重整化涨落理论来研究离子流体气液界面的经典例子。离子相关性分解为与局部静电环境相关的短程贡献和体现空间变化的离子强度和介电常数的长程贡献。对于对称盐，作者的理论预测的共存曲线和界面张力都与文献中报道的模拟数据定量一致。此外，作者首次对不对称盐的界面结构进行了理论预测，强调了捕获局部电荷分离的重要性。

Self-Consistent Description of Vapor-Liquid Interface in Ionic Fluids

Nikhil R. Agrawal and Rui Wang

Phys. Rev. Lett. 129, 228001 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.228001

在加载时，无定形固体会表现出脆性屈服，宏观剪切带的突然形成导致断裂，或韧性屈服，大量塑性事件导致均匀流动。最近有人提出这两种状态被尖锐的临界点分开，该临界点是描述了固体的内在无序强度和稳定性程度的控制参数的函数，该观点随后被质疑。为了解决这个问题，Rossi等人对非热驱动弹塑性模型进行了大量的数值模拟，该模型具有二维和三维的长程和各向异性真实相互作用核。作者的结果为区分脆性和韧性屈服的有限无序临界点提供了明确的证据，并且估计了二维和三维临界指数。

Finite-Disorder Critical Point in the Yielding Transition of Elastoplastic Models

Saverio Rossi, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 228002 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.228002

Chepizhko和Franosch研究了由于重力场的存在而受到外部扭矩影响的单个手性活性粒子的动力学。作者的计算机模拟显示，当外部扭矩接近固有角漂移时，引力媒介的长时扩散率会任意增加。作者根据噪声驱动摆问题的特征函数和特征值提供均方位移的解析表达式。然后，随着旋转扩散减小并且接近潜在的经典分岔，通过角运动的 Fokker-Planck 方程的最低特征值的消失来合理化扩散率的显着最大值。障碍控制运动的简单谐波振荡器图为共振的开始提供了定量描述，而其有效性范围由与临界涨落控制状态的交叉决定。

Resonant Diffusion of a Gravitactic Circle Swimmer

Benjamin Lindner

Phys. Rev. Lett. 129, 228003 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.228003

[编辑推荐] 循环剪切颗粒系统的X射线断层扫描表明，与涨落耗散关系和 Edwards体积系综相关的有效温度是等效的，与剪切幅度和粒子摩擦力无关。

使用从X射线断层扫描获得的粒子轨迹数据，Zeng等人确定了循环剪切颗粒系统中的两种有效温度。第一个是从涨落耗散定理获得的，该定理涉及浸入系统中的较轻示踪粒子的扩散和迁移率。第二个是通过堆积体积涨落定义的Edwards紧性。作者发现这两个温度之间存在鲁棒的一致性，与示踪剂的类型、循环剪切幅度和颗粒表面粗糙度无关，因此首次提供了有效温度概念在驱动摩擦颗粒系统中有效的实验证据。

Equivalence of Fluctuation-Dissipation and Edwards’ Temperature in Cyclically Sheared Granular Systems

Zhikun Zeng, et al.

Phys. Rev. Lett. 129, 228004 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.228004

活性体系的非平衡特性可用于设计基于信息的引擎。Malgaretti和Stark设计了两种类型的活性西拉德引擎，它们使用麦克斯韦妖从由非相互作用的活性布朗粒子组成的活性浴中提取功。这两种引擎要么利用活性布朗粒子的准静态活性压，要么利用它们速度的长相关时间。对于这两种引擎，与在准热平衡下运行的传统西拉德引擎相比，活性浴使我们能够克服朗道尔原理并提取更大的功。对于文中的两个引擎，作者确定了提取功和效率最大化的最佳状态。最后，作者讨论了它们在合成和生物活性体系背景下的应用。

Szilard Engines and Information-Based Work Extraction for Active Systems

Paolo Malgaretti and Holger Stark

Phys. Rev. Lett. 129, 228005 (2022)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.129.228005

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