PRL导读-2023年131卷23期

量子比特频率的缓慢涨落是量子计算机面临的主要问题之一。要了解它们的起源，就必须超越对它们的光谱的分析。作者表明，涨落的特征可以使用相对较短的周期性重复 Ramsey 测量序列来揭示，序列持续时间小于噪声接近遍历极限所需的时间。结果分布及其对序列持续时间的依赖性对噪声的性质是敏感的。量子测量显示准遍历行为所需的时间很大程度上取决于测量参数。

（张皓玥）

Nonergodic Measurements of Qubit Frequency Noise

F. Wudarski, Yaxing Zhang, and M. I. Dykman

Phys. Rev. Lett. 131, 230201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.230201

Kibble-Zurek 机制预测，在跨越连续或量子相变时产生的拓扑缺陷的平均数量随淬火时间遵循普遍的标度规律。平衡附近缺陷数的涨落近似为高斯形式，符合中心极限定理。利用大偏差理论，作者描述了 Kibble-Zurek 机制以外涨落的普遍性，并报告了横场量子 Ising 模型中速率函数的精确形式。此外，作者在建立缺陷数分布普遍性的最新证据基础上，描述了任意连续相变中大偏差的标度。

（张皓玥）

Large Deviations beyond the Kibble-Zurek Mechanism

F. Balducci, M. Beau, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 230401 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.230401

连接两个电荷的弦的裂变是限制规范理论中的一种惊人现象。近年来，这个过程的动力学已经得到了深入的研究，大量的数值结果产生了一个二分法：限制性的弦可以相对快速地衰减，或者持续到极长的时间。在这里，作者提出了一种动态局域跃迁作为这种二分法的机制。为此，作者在受限自旋链的光 - 介子扇区推导出了一个有效的弦断裂描述，并证明了该问题可以看作是 Fock 空间中的一个动态局域跃迁。快速弦断裂和抑制弦断裂分别具有非局域行为和局域行为。然后，作者将动态弦断裂问题进一步简化为量子杂质模型，其中弦被表示为浸在介子浴中的 “ 杂质 ” 。结果表明，该模型具有局域 - 非局域跃迁，为理解不同性质的断弦机制提供了一个通用且简单的物理基础。这些发现与任何维度的更广泛的限制晶格模型直接相关，并且可以在当今的里德伯量子模拟器上实现。

（张皓玥）

Dynamical Localization Transition of String Breaking in Quantum Spin Chains

R. Verdel, Guo-Yi Zhu, and M. Heyl

Phys. Rev. Lett. 131, 230402 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.230402

理解多体系统中纠缠生长的性质是量子物理学的基本问题之一。在这里，作者通过表征在随机酉电路下演化的 (d+1) 维量子比特晶格的纠缠涨落和分布来研究这个问题。以 Clifford 门为中心，他们对 1≤d≤4 维的随机电路进行了广泛的数值模拟。作者的研究结果表明，二分纠缠熵的增长性质是由 (d+1) 维弹性介质中 d 维膜的粗糙指数表征的。

（刘承葛）

Entanglement Growth and Minimal Membranes in (d+1) Random Unitary Circuits

P. Sierant, M. Schirò, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 230403 (2023)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.230403

克服噪声和缺陷的影响是量子计算中的一个重大挑战。在这里，作者提出了一种基于在感兴趣的系统和一些辅助态之间的叠加中应用期望的酉计算的方法。作者通过数值计算和 IBM 量子平台证明，当考虑任意噪声过程时，相同操作的并行应用程序可以显著降低噪声。作者首先设计方案的概率实现，即插即用，独立于噪声特性，不需要后处理。然后，作者使用自适应校正来提高成功概率（直到确定性）。作者对他们的协议性能进行了分析，并证明了单元保真度可以渐近实现。他们的方法适用于基于标准门和基于测量的计算模型。

（刘承葛）

Superposed Quantum Error Mitigation

J. Miguel-Ramiro, Zheng Shi, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 230601 (2023)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.230601

不确定性原理禁止在相空间中精确测量位移参数的两个分量。作者已经从理论上证明，在单次激发和单模设置中，使用单光子态可以克服这个极限 [F. Hanamura, et al., Estimation of gaussian random displacement using non-gaussian states, Phys. Rev. A 104, 062601 (2021). ]. 在这篇快报中，作者通过实验打破了经典极限来验证这一点。在光学中，这是第一个使用非高斯态来估计位移的两个参数的实验。这一结果与量子纠错等许多重要应用有关。

（刘承葛）

Single-Shot Single-Mode Optical Two-Parameter Displacement Estimation beyond Classical Limit

F. Hanamura, W. Asavanant, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 230801 (2023)

https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.131.230801

对来自天体物理源的高能中微子的观测可视为强子宇宙线加速的确凿证据。本文中，作者指出在天体物理环境下存在可以产生 TeV 能标中微子的纯轻子机制。特别地，极高能的同步辐射光子可以与 X 射线相散射，超过 μ 子 - 反 μ 子对产生的阈值。当这些 μ 子衰变后，它们将产生中微子，而没有任何宇宙线光子或核子参与。为使这一机制生效，源必须产生极高能的光子，且这些光子要在 keV 能标的辐射主导的环境中相互作用。作者发现，在合理选取物理参数后，这种源有可能通过 μ 子对产生过程，生成可观测的中微子通量。

Leptonic Model for Neutrino Emission from Active Galactic Nuclei

Dan Hooper and Kathryn Plant

Phys. Rev. Lett. 131, 231001 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.231001

原初磁场（ PMF ）能在低于光子平均自由程的尺度上增强重子扰动。但是，受磁场驱动重子流会在接近重组时变为湍流，从而降低重子扰动，使之低于湍流尺度。本文中，作者证明重子扰动的初始增长会引力地导致暗物质扰动增长，这不受湍流影响且最终坍缩到 10 ^-11 到 10 ³ M _⊙ 的暗物质微晕。如果在耀变体观测中探测到的磁场是在暴涨之后产生的 PMF 且有 Batchelor 谱，那么这种 PMF 可能导致暗物质微晕。

Dark Matter Minihalos from Primordial Magnetic Fields

Pranjal Ralegankar

Phys. Rev. Lett. 131, 231002 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.231002

[编辑推荐]对热木星上天气的超算模拟发现了新的风暴模式，其中的气旋会反复生成与破坏。

现今大多数热系外行星的大气模型都假设浅加热，在大气顶部附近施加强的昼夜不同的加热。本文中，作者在潮汐锁定的系外气态巨行星模型中，研究了不同深度的能量沉积效应。作者分别用浅、深加热（星体辐射强烈沉积在约 10 ³ Pa 和 10 ⁵ Pa 的气压层）的理想模型对系外行星大气进行了高分辨率气体流动模拟。与浅加热不同，深加热时大气流动表现出新的动力学平衡态，以巨型气旋的反复生成为特征，这些气旋一旦生成就会向西移动。这一状态也伴有加重湍流的爆炸，导致小尺度气流结构以及约 3 个星球自转的时间尺度上发生的大尺度温度混合。值得注意的是，尽管部分重要的效应（如耦合的辐射流以及对流激发的引力波）没有计入，在模拟数百天的时间尺度后，结果稳定地表现出新的热流强烈依赖加热模式，并与现有观测不同。

Repeated Cyclogenesis on Hot-Exoplanet Atmospheres with Deep Heating

Jack W. Skinner, Joonas Nättilä, and James Y-K. Cho

Phys. Rev. Lett. 131, 231201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.231201

由微扰黑洞铃宕产生的引力波可由阻尼正弦曲线良好描述，其频率是准正则模的频率。一般来说，黑洞的一阶微扰理论被用来计算这些频率。近来发现，在模拟双黑洞合并过程中，建模远处观者观测到的引力波信号时，有必要计入二阶效应。本文中，作者证明了两黑洞正面相撞后新产生的黑洞视界处也表现出非线性模式。特别地，作者在对不同质量比以及 boost 参数的模拟中，对 l=2 剪切数据识别出一个二次模式，而对 l=4 、 6 的数据识别出两个二次模式。二次模式的振幅与产生它们的线性模式的振幅呈二次关系。

Nonlinear Ringdown at the Black Hole Horizon

Neev Khera, Ariadna Ribes Metidieri and et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 231401 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.231401

作者用双中子星（ BNS ）合并的弱相互作用进行了三维广义相对论磁流体动力学模拟，最终得到长存的残余中子星，其具有银河 BNS 的典型性质，且与首次观测到的 BNS 合并 GW170817 一致。作者自洽地证明，在合并结束后的 30ms 内，磁化（ σ~5-10 ）的初期喷流以渐近 Lorentz 参数 Γ~5-10 出现，且在 20ms 内顺利离开合并残余。一阵快速（ ν ≲ 0.6c ）磁化（ σ~0.1 ）的风围绕着喷流核，且在数小时的尺度内形成 UV/ 蓝千新星前身，与在快速动力学喷射中由于自由中子衰变产生的前身信号类似。合并后的喷出物很快被来自吸积盘的磁流体动力学的流出物主导。作者表明，在合并后的 50ms 内， ≳ 2×10 ^-2 M _⊙ 的不含镧系元素且准球面的喷出物会以约 0.1-0.2c 的速度发射，在 ≲ 5 天内， 产生与 GW170817 一致的千新星信号。

Jets from Neutron-Star Merger Remnants and Massive Blue Kilonovae

Luciano Combi and Daniel M. Siegel

Phys. Rev. Lett. 131, 231402 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.231402

标准模型（ SM ）扩展一个额外的希格斯二重态场，就产生了两个希格斯双粒子模型（ 2HDM ）。在 2HDM 的 I 型 Z ₂ 对称极限中，所有五个新的物理希格斯态都可以相当轻， O(100)    GeV 或更低，而不会与来自直接希格斯玻色子搜索和 B 物理测量的当前数据相冲突。在本文中，作者证明了这个模型中的新中性玻色子和带电的希格斯玻色子在多 b- 末态下都可以同时被观测到。在 13TeV 高亮度大型强子对撞机（ HL-LHC ）上，这些希格斯态中的每一个态的特征的统计显著性（希格斯对的电弱产生）可以超过 5σ 。由于在其他更广泛研究的 2HDM 模型中排除了可以实现这一点的参数空间配置，因此对本发现的实验验证将清楚地表明，自然界中真正的希格斯扇区是 I 型 2HDM 。

Electroweak Multi-Higgs Production: A Smoking Gun for the Type-I Two-Higgs-Doublet Model

Tanmoy Mondal, Stefano Moretti, Shoaib Munir, and Prasenjit Sanyal

Phys. Rev. Lett. 131, 231801 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.231801

[Editors’ Suggestion] Significant reduction in the perturbative uncertainty due to the first second-order QCD calculation of the hadroproduction of a W boson in association with a top-antitop quark pair could lead to stringent tests of the standard model.

W 玻色子与顶夸克对的协同产生是大型强子对撞机目前探测到的最重的特征之一。自 2015 年首次观测报告以来，已发现相应的产生率始终高于标准模型的预测，标准模型的预测基于 QCD 和电弱相互作用中的次领头阶计算。本文提出了强子对撞机中  

  产生的第一个次次领头阶的 QCD 计算。计算是确切的，除了双圈图修正的有限部分，这是使用两种不同的方法估计的，这两种方法在其不确定性范围内产生一致的结果。将新计算的次次领头阶 QCD 修正与完整的次领头阶 QCD 加电弱结果相结合，从而获得迄今为止最先进的单举 t’tW 横截面的微扰预测。与 ATLAS 和 CMS 最新结果的冲突保持在 1σ−2σ 水平。

Precise Predictions for the Associated Production of a W Boson with a Top-Antitop Quark Pair at the LHC

Luca Buonocore, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 231901 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.231901

洪 - 欧 - 曼德尔（ HOM ）效应对于量子信息处理至关重要，其可见度决定了系统的量子 - 经典特性。通过热场和前兆 (heralded) 单光子态之间的光谱 HOM 效应的实验和理论研究，作者演示 HOM 可见度的变化取决于相互作用场的相对光子统计。作者的发现表明，前兆态多光子组分与热场发生量子干涉，从而提高了某些平均光子数的可见度。作者推导出 HOM 可见度的理论关系，揭示它对热场平均光子数和前兆态热组分的依赖关系。作者表明前兆态的非经典度反映在它与热场的 HOM 可见度上；作者的结果显示峰值可见度有一个 41.42% 的下限，表明前兆态的最小可分配非经典度。这项研究增强了人们对 HOM 效应及其在高速远程密钥共享中的应用的理解，解决了由于前兆态中多光子污染的安全问题。

Spectral Hong-Ou-Mandel Effect between a Heralded Single-Photon State and a Thermal Field: Multiphoton Contamination and the Nonclassicality Threshold

Anahita Khodadad Kashi et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 233601 (2023)

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光学相位匹配涉及在基本激发与所生成的波之间建立适当的相位关系，以实现高效的光学参量过程。它通常通过双折射或周期性偏振实现。本文中，作者报道了二维 (2D) 材料中的层间扭曲角会产生非线性几何相位，可以补偿相位不匹配，并且具有适当扭曲顺序的 2D 层的垂直组装会产生一个非平凡 “ 扭曲 - 相位匹配 ”(twist- PM) 机制。 Twist-PM 模型在光学晶体的设计中具有优越的灵活性，可以用于具有周期性或随机厚度分布的扭曲层。所设计的晶体由厚度仅为 3.2μm 的扭曲菱形氮化硼薄膜制成，能够产生转换效率为 ∼ 8% 的二次谐波，并具有传统晶体所不具备的偏振可控性。作者的方法建立了一个平台，可以基于丰富的 2D 材料合理设计并在原子层面制造非线性光学晶体。

Twist Phase Matching in Two-Dimensional Materials

Hao Hong et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 233801 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.233801

作者发展出通用的非微扰方法，提出一个具体方案，可通过单光子的参数衰减以最高效率产生双光子态。作者显示集成光学中著名的临界耦合概念可以推广到量子化光子模式的非线性耦合，用以描述单光子非线性的非微扰最优区域，并建立量子关联光子非线性产生效率的基本上限，该上限在吸收损耗足够低时接近一。

Maximally Efficient Biphoton Generation by Single Photon Decay in Nonlinear Quantum Photonic Circuits

Mikhail Tokman et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 233802 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.233802

衍射为声波场的空间分辨率设定了自然限制，阻碍了在亚波长尺度上生成和记录物体细节及操控声音。我们提出通过利用非线性声学来克服这一物理限制。我们的发现表明，与通常利用的累积非线性效应相反，实际上是局部非线性效应在实现声波的亚衍射控制中起到了关键作用。我们理论上和实验上展示了在远场距离雷利距离 4.4 倍处达到了深亚波长的空间分辨率，高达 λ/38 。这篇信件代表了朝向声音深亚衍射控制的新方向，并可能对各种应用产生深远影响，如声学全息图、成像、通信和声区控制。

（邱仲普）

Local-Nonlinearity-Enabled Deep Subdiffraction Control of Acoustic Waves

Jiaxin Zhong, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 234001 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.234001

与对流流动交织在一起的熔化和凝固过程在地球物理背景下扮演着基本角色。其中一个过程是在冰川、冰架和海冰上形成熔融池。这一过程由太阳辐射驱动，对地球的热平衡具有重大意义，因为它显著降低了反照率。通过直接数值模拟和理论分析，我们揭示了熔融池动态中的双稳态现象。随着太阳辐射强度和熔融池初始深度的变化，发生了突变：这个临界点将系统从稳定的完全冻结状态转变为另一个稳定的平衡状态，其特征是不同的熔融池深度。这种转变的物理可以在一个热通量平衡模型内理解，该模型与我们的数值结果有着极好的一致性。结合内部加热对流的 Grossmann-Lohse 理论，该模型准确预测了熔融池内的体温和流动强度，为相变与相邻湍流流动的耦合以及对流熔化与辐射驱动过程之间的相互作用提供了洞察。

（邱仲普）

Bistability in Radiatively Heated Melt Ponds

Rui Yang, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 234002 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.234002

近期，双层钙钛矿镍酸盐 La ₃ Ni ₂ O ₇ 在约 14 GPa 的中等压强下被报道会表现出高温超导电性（ SC ）。为了研究这种材料的超导机制、配对对称性以及顶角氧缺陷的作用， Liu 等人对由原始晶体和顶角氧缺陷晶体中 Ni 原子的 d _x ² _−y ² 和 d _3z ² _−r ² 轨道组成的双层模型进行了基于随机相位近似的研究。他们的分析揭示了由自旋涨落驱动的 s ^± - 波配对对称性。压强的关键作用在于它诱导了 γ 口袋的出现，该口袋参与了最强的费米表面嵌套。他们进一步发现，在顶角氧缺陷附近形成了局部磁矩，会显著抑制 T _c 。因此，可以通过消除样品合成过程中的氧缺陷来显著提高 T _c 。  

（董静萍）

s ^± -Wave Pairing and the Destructive Role of Apical-Oxygen Deficiencies in La ₃ Ni ₂ O ₇ under Pressure

Yu-Bo Liu et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236002 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236002

We report on measurements of the in-plane magnetic penetration depth (λ _ab ) in single crystals of Sr ₂ RuO ₄  down to  ≃ 0.015    K by means of muon-spin rotation-relaxation. The linear temperature dependence of λ _ab ^-2  for  T ≲ 0.7    K suggests the presence of nodes in the superconducting gap. This statement is further substantiated by observation of the Volovik effect, i.e., the reduction of λ _ab ^-2  as a function of the applied magnetic field. The experimental zero-field and zero-temperature value of λ _ab =124(3)    nm agrees with λ _ab ≃ 130    nm, calculated based on results of electronic structure measurements reported in A. Tamai et al. [High-resolution photoemission on Sr ₂ RuO ₄  reveals correlation-enhanced effective spin-orbit coupling and dominantly local self-energies,  Phys. Rev. X 9, 021048 (2019) ]. Our analysis reveals that a simple nodal superconducting energy gap, described by the lowest possible harmonic of a gap function, does not capture the dependence of λ _ab ^-2  on  T , so the higher angular harmonics of the energy gap function need to be introduced.

In-Plane Magnetic Penetration Depth in Sr ₂ RuO ₄ : Muon-Spin Rotation and Relaxation Study

Rustem Khasanov et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236001 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236001

自旋三重态超导体在马约拉纳物理学和量子计算中发挥着核心作用，但很难识别。这里， Chiang 等人表明超导环中的扭结点上临界场和通量量子化方法可以明确识别中心对称超导体中的自旋单重态、自旋三重态以及非中心对称超导体中的单重态 — 三重态混合，分别在 γ -BiPd 、 β -Bi ₂ Pd 和 α -BiPd 中实现。他们的发现对于识别三重态超导体和探索它们的量子特性至关重要。   

（董静萍）

Unequivocal Identification of Spin-Triplet and Spin-Singlet Superconductors with Upper Critical Field and Flux Quantization

C. C. Chiang et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236003 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236003

众所周知，二维 (2D) 玻色子在均匀空间中不能发生真正的玻色 — 爱因斯坦凝聚，超流体向正常相的转变为 Berezinskii-Kosterlitz-Thouless (BKT) 型，与涡旋 — 反涡旋对解耦有关。在这篇文章中， Chen 等人提出了一个二维玻色子系统，其低能物理超越了二维均匀玻色子的传统范式，即单层过渡金属二硫化物中的层内激子。在本征谷 — 轨道耦合和谷塞曼能量的作用下，激子色散在小动量下变为线性，产生了一系列新的特性。这些激子的玻色 — 爱因斯坦凝聚的临界温度是非零的，表明二维均匀系统中存在真正的长程序。长波的 Goldstone 模式具有色散形式 ε( q ) ~ √q ，与传统的线性声子谱相反。涡旋能量偏离通常相对于系统尺寸的对数形式，反而是具有一个额外的线性项。当系统尺寸超过某一特征尺度时，超流向正常相的转变不再为 BKT 型，没有超流密度的不连续跃变。随着单层半导体热平衡激子流体实验的最新进展，他们的工作提出了一个实验上易得到的系统，以寻找超越 BKT 范式的非常规二维超流体。     

（董静萍）

Searching for Unconventional Superfluid in Excitons of Monolayer Semiconductors

Wei Chen et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236004 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236004

Atomic simulations of materials require significant resources to generate, store, and analyze. Here, descriptor functions are proposed as a general, metric latent space for atomic structures, ideal for use in large-scale simulations. Descriptors can regress a broad range of properties, including character-dependent dislocation densities, stress states, or radial distribution functions. A vector autoregressive model can generate trajectories over yield points, resample from new initial conditions and forecast trajectory futures. A forecast confidence, essential for practical application, is derived by propagating forecasts through the Mahalanobis outlier distance, providing a powerful tool to assess coarse-grained models. Application to nanoparticles and yielding of nanoscale dislocation networks confirms low uncertainty forecasts are accurate and resampling allows for the propagation of smooth property distributions. Yielding is associated with a collapse in the intrinsic dimension of the descriptor manifold, which is discussed in relation to the yield surface.

Coarse-Graining and Forecasting Atomic Material Simulations with Descriptors

Thomas D. Swinburne

Phys. Rev. Lett. 131, 236101 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236101

It is now well established that materials are stronger when their dimensions are reduced to the submicron scale. However, what happens at dimensions such as a few tens of nanometers or lower remains largely unknown, with conflicting reports on strength or plasticity mechanisms. Here, we combined first-principles molecular dynamics and classical force fields to investigate the mechanical properties of 1–2 nm Si and SiC nanoparticles. These compression simulations unambiguously reveal that the strength continues to increase down to such sizes, and that in these systems the theoretical bulk strength can be reached or even exceeded in some cases. Most of the nanoparticles yield by amorphization at strains greater than 20%, with no evidence of the β -tin phase for Si. Original and unexpected mechanisms are also identified, such as the homogeneous formation of a dislocation loop embryo for the <111> compression of SiC nanoparticles, and an elastic softening for the <001> compression of Si nanoparticles.

Ultrahigh Strength and Plasticity Mechanisms of Si and SiC Nanoparticles Revealed by First-Principles Molecular Dynamics

L. Pizzagalli et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236201

[ 编辑推荐 ] 研究人员开发了一种微米空间分辨率的原子衍射成像方法，这可能会在材料表征方面有新的应用。

Jeinsen 等人在扫描氦显微镜 (SHeM) 上展示了一种微米级尺度空间分辨率的氦原子衍射测量方法，并应用于研究氟化锂 (LiF) 晶体 (100) 平面上的一个微米尺度斑点。衍射峰的观测位置提供了局域晶格间距的精确测量，而紧密耦合散射计算和蒙特卡罗射线追踪模拟的结合再现了衍射强度的主要变化。随后，衍射结果被用来通过对倒空间不同点的测量来增强图像对比度。这个结果开辟了使用氦微衍射在小尺度上表征精细或电子敏感材料形貌的可能性。其中包括许多在传统原子散射仪器中无法研究的在基本研究和技术应用上都重要的样品，例如小晶粒尺寸剥落的二维材料、多晶样品和其他不表现出长程有序的表面。

（董静萍）

2D Helium Atom Diffraction from a Microscopic Spot

Nick A. von Jeinsen et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236202 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236202

Springolo 等人预测了一类广泛的二维三角形晶体中弯曲会产生较大的面内极化响应。他们利用原始晶胞，从第一性原理出发，定义并计算了相关的挠电系数作为未变形层的线性响应特性。随后的响应 ( 对 SnS ₂ 、硅烯、磷烯和 RhI ₃ 单层和六方 BN 双层的评估 ) 比相同材料中的面外分量高出 1 个数量级。他们通过计算与各种波纹和挠曲结构相关的极化纹理，阐述了这个发现的拓扑含义。他们还确定了由在振幅和动量上都领先的挠曲声子引起的纵向电场。

（董静萍）

In-Plane Flexoelectricity in Two-Dimensional D _3d Crystals

Matteo Springolo et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236203 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236203

当时间反转对称性被打破时，声学晶格动力学的低能描述允许粘度张量的无耗散分量，声子霍尔粘度，其反映声子手性如何随波矢量增长。在这项工作中， Flebus 等人表明，在离子晶体中，声子霍尔粘度的贡献是由移动离子上的洛伦兹力产生的。他们用一个简单的方形晶格模型计算了洛伦兹力对霍尔粘度的典型贡献值，并将其与文献中对其他霍尔粘度机制强度的估计进行了比较。

（董静萍）

Phonon Hall Viscosity of Ionic Crystals

B. Flebus et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236301 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236301

[ 编辑推荐 ] 研究人员已经精确地测量了一种高度有序的维格纳固体的电输运特性，这种固体是由电子而不是原子形成的晶体状态。

在低无序度的二维电子系统 (2DESs) 中，非常小的朗道能级填充 ( ν ) 的分数量子霍尔态终止于维格纳固体 (WS) 相，其中电子周期排列。 WS 通常由残余无序位点固定，并表现出绝缘行为，具有非线性电流 — 电压 ( I- V) 和噪声特性。 Madathil 等人在此报告了在 GaAs 量子阱中对超低无序、稀疏 2DES 的测量结果。在 ν <1/5 范围内，叠加在高度绝缘的纵向电阻上， 2DES 在 ν= 1/7 处呈现出一种在发展中的分数量子霍尔态，表明了它在低填充状态下具有非凡的高质量和电子 — 电子相互作用优势。在绝缘相附近，他们观察到显著的非线性电流 — 电压和噪声特征（是增大电流的函数），电流阈值描述了 WS 的三个不同的阶段：一个具有非常小噪声的固定相 (P1) ， dV / dI 在正负值间波动并伴随着很高噪声的第二相 (P2) ，以及 dV /dI 几乎恒定且很小的第三相 (P3) ，噪声比 P2 大约要低一个数量级。在失定的 (P2 和 P3) 相下，噪声谱在与施加的电流呈线性变化的频率处显示出清晰的峰值，暗示了搓板频率。他们还讨论了基于最近的一个理论的数据，该理论提出了驱动 WS 的不同动态阶相。   

（董静萍）

Moving Crystal Phases of a Quantum Wigner Solid in an Ultra-High-Quality 2D Electron System

P. T. Madathil et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236501 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236501

[ 编辑推荐 ] 对 Sr ₂ RuO ₄ 的 ARPES 数据的分析表明，关联金属中的准粒子随着温度的升高而消失，源于由超普朗克散射引起的过度展宽而溶暗在非相干背景中。

Hunter 等人研究了关联金属 Sr ₂ RuO ₄ 中准粒子的温度演化。他们的角度分辨光电发射数据显示，准粒子持续到 200 K 以上的温度，远远超出了费米液体态。他们通过提取准粒子自能，表明准粒子残馀 Z 随温度升高而增大。准粒子最终在接近 Sr ₂ RuO ₄ 坏金属态时消失，不是由于权重得减少，而是因为超普朗克散射的过度展宽。他们进一步表明， Sr ₂ RuO ₄ 的费米面（定义为光谱函数峰的位置）随着温度的升高而收缩。这些发现与动力学平均场理论计算结果在半定量上是一致的。  

（董静萍）

Fate of Quasiparticles at High Temperature in the Correlated Metal Sr ₂ RuO ₄

A. Hunter et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236502 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236502

[ 编辑推荐 ] 二维量子反常霍尔绝缘子的多体陈数可以分解为基于格林函数的不变量 N ₃ 和一个修正项的和，该修正项在系统满足 Luttinger 定理时消失。

将关联绝缘体的量子化霍尔响应与多体拓扑不变量联系起来是拓扑量子物态中的一个重要挑战。在这篇文章中， Gavensky 等人使用 Středa 的公式推导出由单粒子相互作用格林函数及其对磁场的导数表达的多体陈数。在这种方法中，他们发现这个多体拓扑不变量可以分解为两个贡献，即 N ₃ [G] +ΔN ₃ [G] ， N ₃ [G] 被称为 Ishikawa-Matsuyama 不变量，其中第二项涉及格林函数的导数和关于磁扰动的自能。作为一个附加相，不变量 N ₃ [G] 源于 Luttinger 定理对探测磁场的导数。这些结果揭示了在哪些条件下关联拓扑绝缘体的量子化霍尔电导率仅由不变量 N ₃ [G] 决定，为强关联拓扑相中分馏起源提供了新的见解。

（董静萍）

Connecting the Many-Body Chern Number to Luttinger’s Theorem through Středa’s Formula

Lucila Peralta Gavensky et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236601 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236601

In the Kitaev chiral spin liquid, Ising anyons are realized as Z ₂ fluxes binding Majorana zero modes, which, however, are thermal excitations with finite decay rates. On the other hand, a lattice vacancy traps a Z ₂ flux even in the ground state, resulting in the stable realization of a Majorana zero mode in a vacancy. We demonstrate that spin-spin correlation functions between two vacancy sites exhibit long-range correlation arising from the fractionalized character of Majorana zero modes, in spite of the strong decay of bulk spin correlations. Remarkably, this nonlocal spin correlation does not decrease as the distance between two vacancy sites increases, signaling Majorana teleportation. Furthermore, we clarify that the nonlocal correlation can be detected electrically via the measurement of nonlocal conductance between two vacancy sites, which is straightforwardly utilized for the readout of Majorana qubits. These findings pave the way to the measurement-based quantum computation with Ising anyons trapped in vacancies of the Kitaev spin liquid.

Nonlocal Spin Correlation as a Signature of Ising Anyons Trapped in Vacancies of the Kitaev Spin Liquid

Masahiro O. Takahashi et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236701 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236701

Certain types of media breaking both space-inversion (P) and time-reversal (T) symmetries but preserving their combination PT exhibit the polarization rotation of reflected light even when that of transmitted light is prohibited. Such an effect is termed nonreciprocal rotation of reflected light (NRR). Although NRR shows nearly the same phenomenon as the magnetooptical Kerr effect or, equivalently, the Hall effect at optical frequencies, its origin is distinct and ascribed to a magnetoelectric (ME) effect at optical frequencies, i.e., the optical ME effect. Here we show the observation of NRR in a metallic antiferromagnet TbB ₄ . The result demonstrates that the ME effect in a metallic system, which is considered to be ill defined, can be detected using reflected light. Furthermore, we spatially resolve antiferromagnetic domains in TbB ₄ by microscope observations of NRR. Our work offers a unique way to probe the ME effect in metallic systems.

Detecting Magnetoelectric Effect in a Metallic Antiferromagnet via Nonreciprocal Rotation of Reflected Light

Keito Arakawa et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236702 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236702

Materials with negative longitudinal piezoelectric response have been a focus of recent research. So far, reported examples are mostly three-dimensional bulk materials, either compounds with strong ionic bonds or layered materials with van der Waals interlayer gaps. Here, we report the first example in two-dimensional elemental materials—the class of group-Va monolayers. From first-principles calculations, we show that these materials possess giant negative longitudinal piezoelectric coefficient e ₁₁ . Importantly, its physical mechanism is also distinct from all previous proposals, connected with the special buckling driven polarization in these elemental systems. As a result, the usually positive internal strain contribution to piezoelectricity becomes negative and even dominates over the clamped ion contribution in Bi monolayers. Based on this new mechanism, we also find several 2D crystal structures that may support negative longitudinal piezoelectricity. As another consequence, piezoelectric response in Bi monolayers exhibits a significant nonanalytic behavior, namely, the e ₁₁ coefficient takes sizably different values (differed by ∼ 18%) under tensile and compressive strains, a phenomenon not known before and helpful for the development of novel electromechanical devices.

Giant and Nonanalytic Negative Piezoelectric Response in Elemental Group-Va Ferroelectric Monolayers

Shulin Zhong et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236801 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236801

The last decade has seen an explosive growth in the use of color centers for metrology applications, the paradigm example arguably being the nitrogen-vacancy (NV) center in diamond. Here, we focus on the regime of cryogenic temperatures and examine the impact of spin-selective, narrow-band laser excitation on NV readout. Specifically, we demonstrate a more than fourfold improvement in sensitivity compared to that possible with nonresonant (green) illumination, largely due to a boost in readout contrast and integrated photon count. We also leverage nuclear spin relaxation under resonant excitation to polarize the ¹⁴ N host, which we then prove beneficial for spin magnetometry. These results open opportunities in the application of NV sensing to the investigation of condensed matter systems, particularly those exhibiting super-conducting, magnetic, or topological phases selectively present at low temperatures.

Resonant Versus Nonresonant Spin Readout of a Nitrogen-Vacancy Center in Diamond under Cryogenic Conditions

Richard Monge et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236901 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236901

We derive gauge invariant semiconductor Bloch equations (GI-SBEs) that contain only gauge invariant band structure; shift vectors, and triple phase products. The validity and utility of the GI-SBEs is demonstrated in intense laser driven solids with broken inversion symmetry and nontrivial topology. The GI-SBEs present a useful platform for modeling and interpreting light-matter interactions in solids, in which the gauge freedom of the Bloch basis functions obscures physics and creates numerical obstacles.

Gauge Invariant Formulation of the Semiconductor Bloch Equations

A. M. Park et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236902 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236902

SrAs ₃ is a unique nodal-line semimetal that contains only a single nodal ring in the Brillouin zone, uninterrupted by any trivial bands near the Fermi energy. We performed axis-resolved optical reflection measurements on SrAs ₃ and observed that the optical conductivity exhibits flat absorption up to 129 meV in both the radial and axial directions, confirming the robustness of the universal power-law behavior of the nodal ring. The axis-resolved optical conductivity, in combination with theoretical calculations, further reveals fundamental properties beyond the flat absorption, including the overlap energy of the topological bands, the spin-orbit coupling gap along the nodal ring, and the geometric properties of the nodal ring such as the average ring radius, ring ellipticity, and velocity anisotropy. In addition, our temperature-dependent measurements revealed a spectral weight transfer between intraband and interband transitions, indicating a possible violation of the optical sum rule within the measured energy range.

Optical Transitions of a Single Nodal Ring in SrAs ₃ : Radially and Axially Resolved Characterization

Jiwon Jeon et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236903 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236903

[ 编辑推荐 ] 过渡金属二硫族化合物中超快光学响应的激子机制将光激发的层内激发转化为层间激发。

范德华异质结中的光动力学具有重要的科学意义和应用价值。基于时间依赖的绝热 GW 方法， Hu 等人发现了一种新的多电子 ( 激子 ) 通道，可以将光激发的层内激发转换为层间激发以及异质层中相关的超快光学响应，这在概念上不同于传统的单粒子图像。他们发现，在 MoSe ₂ /WSe ₂ 异质结中，强电子 — 空穴相互作用驱动了动力学，并将泵浦 — 探针光学响应提高了一个数量级，上升时间为 ~ 300 fs ，这与实验结果一致。  

（董静萍）

Excitonic Interactions and Mechanism for Ultrafast Interlayer Photoexcited Response in van der Waals Heterostructures

Chen Hu et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 236904 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.236904

作者由 n 个独立实验构成的样本推断出了可逆遍历马尔可夫过程的经验性首次通过时间的概率的一般性界限，该概率比任何给定的量都更偏离真实的平均首次通过时间。作者构建了能够在难以捉摸的小样本状态下适用的非渐近置信区间，从而填补了渐近方法和贝叶斯方法之间的空白，而贝叶斯方法已知对先验观点敏感，并且倾向于低估小样本情况中的不确定性。作者证明了极端首次通过时间的尖锐界限，即使在单一平均值不能充分表征统计数据的情况下，也能控制不确定性。作者基于测量集中的结果允许无模型误差控制和可靠的动力学推断误差估计，因此对于在有限采样情况下分析实验和模拟数据非常重要。

（谢梦祥）

Controlling Uncertainty of Empirical First-Passage Times in the Small-Sample Regime

Rick Bebon, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 237101 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.237101

奇异点形成的线在三维非厄米参数空间中具有鲁棒性且不需要任何对称性。然而，当考虑到更复杂的奇异结构时，对称的作用就变得至关重要了。其中一种情况是奇异链 (exceptional chain, EC) ，它是由多个异常线 (exceptional line, EL) 的相交或密切 (osculation) 形成的。在本文中，作者研究了一个非厄米经典力学系统并揭示了二阶动力学方程固有的对称性，同时结合 EL 的无源原理，则保证了 EC 的出现。这种对称性可以理解为一种非厄米广义隐藏对称性，并且在来源于一阶类薛定谔方程的主流形式中是不存在的，这到目前为止在很大程度上被忽视了。作者用一个主动机械振荡器系统实验证实和表征了 EC 。此外，通过测量 EL 周围的在链点相遇的本征值编织，作者证明了定向 EL 的无源原理，这是 EC 的形成机制。本文不仅丰富了非厄米奇异点构型的多样性，而且突出了二阶动力系统中非厄米特物理的新潜力。

（谭宇涛）

Experimental Realization of Stable Exceptional Chains Protected by Non-Hermitian Latent Symmetries Unique to Mechanical Systems

Xiaohan Cui, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 237201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.237201

[ 编辑推荐 ] 据预测，紫外线引起的分子“踢”会导致一氧化碳分子从覆盖宇宙尘埃的冰层中释放出来。

尽管在宇宙的许多寒冷地区以及实验室中都清楚地观察到紫外光子引起的二氧化碳冰解吸，但分子尺度上涉及的机制的基本问题仍然存在争议。特别是，先前实验中强调的间接解吸途径中所涉及的能量转移的确切性质尚未得到解释。利用从头算分子动力学模拟， Fré 等人探索了一种新的间接解吸机制，其中 50 个 CO 分子聚集体中高度振动激发的 CO (v=40) 触发表面分子的解吸。解吸首先源于受激分子与周围分子之间的相互吸引，然后是一系列能量转移，最终导致振动冷 CO 的解吸 (v=0 时约 95%) 。理论振动分布以及动能分布（对于低旋转能级 (v=0 ， J<7) 的 CO ，其峰值约为 25meV ）与使用 REMPI 探测 VUV 激光诱导 CO (v=0, 1) 解吸（ 157 nm ）获得的结果非常一致 。

Mechanism of Ultraviolet-Induced CO Desorption from CO Ice: Role of Vibrational Relaxation Highlighted

Samuel Del Fré, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238001 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238001

[ 编辑推荐 ] 将实时 NEO-DFT 方法扩展到周期系统可以帮助模拟复杂异质系统中电子和质子的耦合量子动力学。

电子和质子的耦合量子动力学在涉及光与物质相互作用的许多动力学过程中普遍存在，例如化学系统中的太阳能转换和光合作用。这种核电子量子动力学的第一性原理描述不仅需要对非平衡电子动力学进行时间依赖性处理，还需要对量子质子进行时间依赖性处理。电子和质子之间的量子力学关联进一步增加了这种耦合动力学的复杂性。在本快报中， Xu 等人将实时核电子轨道时间相关密度泛函理论（ RT-NEO-TDDFT ）扩展到周期系统，并对复杂异质系统中电子和质子的耦合量子动力学进行第一原理模拟。研究的过程是邻羟基苯甲醛在水中和硅（ 111 ）半导体分子界面处的电子激发态分子内质子转移。这些模拟说明了氢键水分子和扩展材料表面等环境如何影响原子水平上的动力学过程。根据分子在表面上的化学吸附方式，从分子到半导体表面的激发态电子转移可以抑制分子内的超快质子转移。这封信阐明了异质环境如何影响量子力学质子转移和激发电子动力学之间的平衡。周期性 RT-NEO-TDDFT 方法适用于各种其他光致异质过程 。

First-Principles Approach for Coupled Quantum Dynamics of Electrons and Protons in Heterogeneous Systems

Jianhang Xu, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238002 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238002

[ 编辑推荐 ] 使用溶剂化凝胶方法研究了电化学反应势垒背后的基本驱动力，揭示了它们与非电化学系统表面的传统反应的差异。

通过过渡金属表面质子沉积的大规范电子结构计算， Chen 等人发现离子的产生和破坏主导了电化学反应势垒的行为。作者证明势垒以非线性方式响应电势，并将其追溯到离子产生或破坏时电子转移的连续程度。这解释了类马库斯曲率和类哈蒙德位移。在各种材料中，作者发现势垒能主要由表面上存在的电荷驱动，而表面电荷又由本机功函数决定，这是与非电化学系统中根本不同的驱动力。

Fundamental Drivers of Electrochemical Barriers

Xi Chen, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238003 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238003

液晶弹性体（ LCE ）是柔软的相变固体，在加热时表现出较大的可逆收缩、类似戈德斯通的软模以及由此产生的微观结构不稳定性。 Barnes 等人将平面 LCE 板加热至各向同性，夹紧下表面，然后冷却回向列。夹紧可防止宏观伸长，产生压缩和微观结构。作者看到自由表面不稳定，采用振幅和波长与厚度相似的地形。为了理解这种不稳定性，作者对“非理想” LCE 能量的微观结构弛豫进行了数值计算。线性稳定性揭示了类似毕奥的无标度不稳定性，但具有倾斜波矢量。然而，模拟和实验表明，与经典的弹性折痕不同，不稳定性在没有尖点或滞后的交叉影线中达到顶峰，并且完全由低应力软模构建 。

Surface Instability in a Nematic Elastomer

Morgan Barnes, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238101 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238101

通常，热机产生有用功的速率受到随着运行速度增加而不可逆性累积的限制。在这本快报中， Roy 等人使用最近开发的油藏工程技术，设计并量化了在粘弹性浴中运行的胶体斯特林发动机的性能。虽然浴在准静态极限下表现得像粘性流体，并且发动机的性能与平衡预测一致，但在将循环时间缩短到浴的结构松弛时间时，浴辅助装置日益弹性的响应抑制了不可逆性的积累。作者表明，斯特林循环的等温压缩步骤中存储的弹性能有助于等温膨胀步骤中的快速平衡。即使循环时间短于胶体颗粒的平衡时间，这也会产生类似平衡的效率 。

Harnessing Viscoelasticity to Suppress Irreversibility Buildup in a Colloidal Stirling Engine

Niloyendu Roy, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238201 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238201

一个简单的动力学模型，即偏置随机组织 (BRO) ，似乎会产生称为随机密堆积 (RCP) 的配置，作为 BRO 在维度 d=3 中的最稠密临界点。 Wilken 等人推测 BRO 在任意维度同样产生 RCP ；如果是这样，则 RCP 在 d=1–2 中不存在（其中 BRO 动力学导致晶序）。在 d=3–5 时， BRO 产生等静压配置，之前估计的 RCP 体积分数分别为 0.64 、 0.46 和 0.30 。对于所有研究的维度（ d=2-5 ），作者通过测量与稳态活动和长程密度涨落相关的临界指数，发现 BRO 属动力学相变的 Manna 普适类。此外，当 d ≥ 4 时， BRO 的近接触（间隙）分布表现出与 RCP 的无限维理论处理一致的行为。 BRO 最稠密的临界构型与随机密堆积的关联意味着 RCP 的上临界尺寸与 Manna 类 d _uc =4 一致 。

Dynamical Approach to the Jamming Problem

Sam Wilken, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238202 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238202

会聚延伸，即组织沿一个轴同时伸长，同时沿垂直轴变窄，发生在胚胎发育过程中。这是一个有助于塑造有机体的基本过程，它发生在许多不同的物种和组织类型中。在本快报中， Ioratim-Uba 等人提出了一个最小连续体模型，该模型可以直接与控制微观生物化学联系起来，该模型显示出自发会聚延伸。它由二维粘弹性活性材料组成，具有通过摩擦耦合到基底的机械化学活性反馈机制。鲁棒的会聚延伸行为超出了活性参数的临界值，并由边界条件和与基底的耦合控制。当内部耗散超过摩擦以及活性弹性极限时，该模型中就会出现振荡和空间模式 。

Mechanochemical Active Feedback Generates Convergence Extension in Epithelial Tissue

Aondoyima Ioratim-Uba, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238301 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238301

Zhang 和 Fodor 揭示了局部同步粒子的机械脉动是传播变形波的通用途径。作者考虑一个密集排斥粒子的模型，其活动驱动每个个体尺寸的周期性变化。这种动力学的灵感来自生物组织，其中细胞消耗燃料来维持主动变形。作者表明，排斥和同步之间的竞争会引发不稳定性，从而促进丰富的动力学模式，从螺旋波到缺陷湍流。作者确定模式出现的机制，并描述相应的转变。通过粗粒化动力学，作者提出了脉动粒子集合的流体动力学描述，并讨论了与反应扩散系统的类比 。

Pulsating Active Matter

Yiwei Zhang and Étienne Fodor

Phys. Rev. Lett. 131, 238302 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238302

生物活性物质通常与化学反应网络紧密耦合，影响其组装—分解动力学和应力产生。 Barberi 和 Kruse 表明，如果活性物质的组装受到化学物质的调节，而化学物质则通过活性应力梯度产生的流动进行平流流动，则局域化态可以自发出现。 机械化学局部模式通过亚临界分岔形成，并且对于在没有平流耦合的情况下不存在模的参数值。作者的工作确定了局域化细胞斑图背后的通用机制 。

Localized States in Active Fluids

Luca Barberi and Karsten Kruse

Phys. Rev. Lett. 131, 238401 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238401

蛋白质通常通过变构（或远距离作用）调节其活性，其中一个配体在一个结合位点的结合会影响远端位点对另一种配体的亲和力。尽管对蛋白质的研究较少，但在 DNA 实验中也观察到了变构效应。在这些实验中，两个或多个蛋白质在不同的 DNA 位点结合，并通过接头 DNA 分子介导的机制间接相互作用。 Segers 等人开发了 DNA/ 蛋白质相互作用的机械模型，该模型预测了三种不同的变构机制。其中两个涉及熵介导的变构，而第三个机制是熵驱动的。作者分析 DNA 变构实验并突出显示独特的特征，使人们能够确定哪种拟议机制最适合数据 。

Mechanisms of DNA-Mediated Allostery

Midas Segers, et al.

Phys. Rev. Lett. 131, 238402 (2023)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.131.238402