序
普通物理：統計與量子物理
導讀：馬宇翰； 責編：艾清
在受驅動的固態自旋系統中
觀測到Floquet拉曼躍遷
蔡建明等人在實驗上觀測了一個弱驅動下固態自旋系統的Floquet拉曼躍遷，這個固態自旋系統即金剛石中的氮—空位色芯。周期驅動的自旋系統模擬了一個雙帶的Wannier-Stark階梯模型，并使我們能夠觀測相干的自旋態的轉移，它來源于一個人造Floquet能級輔助引起的拉曼躍遷。這個能級還會導致類似于光子輔助的Floquet拉曼躍遷和一個驅動二能級系統的動力學局域化。本文所報道的在實驗上演示的豐富的Floquet動力學，使我們能夠實現量子系統的有效的Floquet相干控制，這種相干控制在許多的基于驅動的量子動力學的量子技術中有潛在的應用。特別的，Floquet拉曼系統也許可以用作周期驅動物理系統的量子模擬器。
Observation of Floquet Raman Transition in a Driven Solid-State Spin System
Zijun Shu, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 210501 (2018)
時序關聯器短時和長時行為中的混沌特征
經典系統出現混沌需要具備兩個性質：指數拉伸和混合。近年來，時序關聯器被提出作為在廣泛的物理系統中測量混沌的一種方法。此前，人們大多將數注意力集中在混沌的短時伸展方面，其行為由李亞普諾夫指數表征。García-Mata等人在本文中指出，對于量子地圖，時序關聯器以由Ruelle-Pollicot共振所確定的速率指數地接近其穩定值。這種特性構成了表明潛在的經典混沌具有雙重作用的證據，這決定了相關器在不同時間尺度上的行為。
Chaos Signatures in the Short and Long Time Behavior of the Out-of-Time Ordered Correlator
Ignacio García-Mata, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 210601 (2018)
以防御聯盟為例討論
熵拐點與隱形低能狀態
較低的溫度導致系統有更高的概率出現在低能量狀態上。這種直觀的信念是大多數物理啟發的求解困難優化問題經驗算法的基礎。例如，如果適當降低溫度，通常的模擬退火（SA）動力學演化會接近基態。在本文中，Xu等人證明這種信念并不總是合理的。具體來說，他們使用空腔方法分析了網絡最小強防御同盟問題，發現在解空間中存在由熵-能量剖面上的拐點引起的分岔。雖然容易接近的構型與低自由能分支相關，但在相同溫度范圍內低能量構型與高自由能分支相關聯。高能構型與基態之間存在非連續相變，而SA通常不能跟隨這種相變。他們引入一種稱為“能量鉗子”的算法思想，通過跟隨高自由能分支來而獲得最優解，這便克服了SA的局限性。
Entropy Inflection and Invisible Low-Energy States: Defensive Alliance Example
Yi-Zhi Xu, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 210602 (2018)
任意測量和反饋方案的細致漲落關系
漲落關系是在遠離平衡時依然成立的有效等式。然而，包括測量和反饋方案的標準方法在某些情況下可能變得不適用。這些情況包括連續測量，連續變量的精確測量和反饋誘導的不可逆性。在這項工作中，Potts和Samuelsson提供了一種導出細致漲落關系的方案來克服這些缺點。基于這個方案，他們導出了適用于任意測量和反饋控制的漲落關系。其關鍵點是，從測量結果推斷的漲落可以通過后選擇來抑制。本文給出的細致漲落關系可以給出可提取功的嚴格且實驗可測量的不等式。當從數據中推斷完整的熵產生時，這一不等式是飽和的。
Detailed Fluctuation Relation for Arbitrary Measurement and Feedback Schemes
P. Potts and Peter Samuelsson
Phys. Rev. Lett. 121, 210603 (2018)
引力與天體物理
導讀：郭敏勇；責編：高思杰
解碼表觀視界：粗粒化全息熵
在全息理論中，當黑洞從坍縮形成時，黑洞內部的信息仍然編碼在邊界上。文章中，作者證明了在已知外部幾何的前提下，黑洞表觀視界的面積正是其內部與粗粒化信息相關的熵。這是與表觀視界外面所有經典測量相一致的最大全息糾纏熵。他們確定了與該熵相對應的邊界，并解釋了為什么它遵循熱力學第二定律。
Decoding the Apparent Horizon: Coarse-Grained Holographic Entropy
Netta Engelhardt and Aron C. Wall
Phys. Rev. Lett. 121, 211301 (2018)
缺失的衛星問題：對銀河系中衛星星系
數目的完整性修正與冷暗物質預測一致
對冷暗物質(CDM)范式的一個關鍵挑戰是，在銀河系周圍觀測到的衛星比在暗物質亞結構模擬中發現的少。文章表明，假設恒星質量與暈團質量之間存在經驗關系，通過斯隆數字巡天(對于光度L ? 340 L⊙)探測效率修正的觀測衛星計數與CDM預測的發光衛星數量表面一致。因此解決了數量計數方面的“缺失的衛星問題”。他們還表明，熱遺跡質量小于4 keV的暖暗物質模型與衛星計數的關系緊張，給最近的X射線觀測的惰性中微子解釋帶來了壓力。重要的是，銀河系衛星的總數很大程度上取決于衛星的空間分布，這可能導致了“過多衛星”的問題。可以通過子結構透鏡和恒星流擾動實現測量完全暗的低于108M⊙的光暈，這是CDM測試的下一個前沿問題。
Missing Satellites Problem: Completeness Corrections to the Number of Satellite Galaxies in the Milky Way are Consistent with Cold Dark Matter Predictions
S. Kim, A. Peter and J. Hargis.
Phys. Rev. Lett. 121, 211302 (2018)
基本粒子與場論
責編：晁 偉、劉曉輝
作為規范理論平方的引力
作者從兩個Becchi-Rouet-Stora-Tyutin（BRST）協變形式的Yang-Mills理論的乘積推導了BRST變換和引力-二形式-漲子系統的運動方程。作者通過引入鬼場區分了引力子與漲子。固定引力規范項由可自由選取的Yang-Mills因子唯一地決定。此外，得到的引力-二形式-漲子拉氏量是反-BRST不變的，并且作為這套公式的直接的結果，BRST荷與反BRST荷反對易。
Gravity as Gauge Theory Squared: A Ghost Story
A. Anastasiou, et.al.
Phys. Rev. Lett. 121, 211601 (2018)
在√s=13TeV用ATLAS探測器對第三代
夸克的類矢伴隨粒子的成對產生進行搜索
[編輯推薦語]本文聯合了七個分析對第三代類矢夸克給出了最強的限制。這些類矢夸克在希格斯作為贗南部-戈德斯坦玻色子的模型中出現。
本文使用了LHC的ATLAS探測器搜集的√ s=13 TeV時36.1 fb?1的質子質子對撞數據，在T → Z t / W b / H t , B → Z b / W t /H b 衰變道，對頂夸克和底夸克的類矢伴隨粒子的成對產生進行了聯合搜搜。在各個獨立的搜索中觀測到的數據與標準模型相一致。因此，實驗聯合得到了對各類不同的類矢夸克模型的產生截面在95%置信度的上限，這些上限顯著改進了由單獨搜索的所設置的上限。實驗通過假設類矢夸克衰變到標準模型粒子還得到了模型無關的上限。實驗排除了質量小于1.31TeV的單態T粒子與質量小于1.22TeV的單態B粒子。假設弱同位旋雙重態(T,B)并假設|VTb |<<|VtB|, 那么質量小于1.37TeV的T與B粒子也被排除了。
Combination of the Searches for Pair-Produced Vector like Partners of the Third-Generation Quarks at √ s=13 TeV with the ATLAS Detector
M. Aaboud et al. (ATLAS Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 121, 211801 (2018)
在中微子震蕩中區分物質引起的
CP破壞與純粹的CP破壞
作者證明了在任何味道躍遷中，在物質中，中微子震蕩CP破壞反對稱有兩個不同的來源：（i）一個當且僅當與物質相互作用時才存在的，CPT-奇，宇稱不變項以及（ii）一個當且僅當存在有純粹的CP破壞時才存在的，奇宇稱， CPT 不變項。作為基線的函數，這兩項分別是L的偶與奇觀測量用來分別測量（i）對中微子階層敏感的物質效應以及（ii）在中微子部分中純粹的CP破壞。對于黃金道νμ→νe,這兩項不同的能量分布提供了可分辨它們的標記。在長基線中，它們在低能段和中能段呈現震蕩，不同的項震蕩的零點在不同的位置，另外不同項在零點附近有著特有的震蕩行為。作者發現了在L=1300km時候的一個神奇的能量值E=( 0.91 ± 0.01 ) GeV。在此能量值，奇CPT的貢獻消失，而最大化的純粹CP反對稱正比于sin δ，此處δ為弱CP相位。對于能量大于1.5GeV時候，CP反對稱的符號能區分中微子階級。
Disentangling Genuine from Matter-Induced CP Violation in Neutrino Oscillations
J. Bernabéu and Alejandro Segarra
Phys. Rev. Lett. 121, 211802 (2018)
從QCD能動量張量進行質子質量分解
[編者推薦語]計算決定了質子質量的4個不同的貢獻，超過90%的貢獻來自于夸克和膠子的動力學部分。
作者報道了質子質量分解以及相關的夸克，膠子動量分數。該結果是基于將四個Nf=2+1的疇壁費米子結構以及三個不同的格點格距，三個不同的體積和若干個不同的pi介子的質量（包含物理pi介子質量）的價費米子重疊得到的。考慮了完整的非微擾重整化之后，作者發現在最小減除重整化框架下，在能量標度為2GeV時候，夸克能量和膠子場能量分別貢獻32（4）（4）%與36（5）（4）%。根據求和規則，四分之一的跡反常貢獻了23（1）（1）%的質子質量，而u，d，s夸克凝聚貢獻了9（2）（1）%的貢獻。u， d，s和膠子動量分數與在最小減除重整化框架下，在在能量標度為2GeV時，與全局分析相一致。
Proton Mass Decomposition from the QCD Energy Momentum Tensor
Yi-Bo Yang et. al.
Phys. Rev. Lett. 121, 212001 (2018)
原子核物理
責編：耿立升
通過ATLAS探測器觀測到的
(sNN)1/2=5.02TeV的Pb+Pb對撞中由雙光子
散射產生的繆子對中心依賴的非共面性
Aaboud等人利用歐洲核子中心的大型強子對撞機上的 ATLAS 探測器測量了Pb+Pb對撞中γγ→μ+μ-的產率，此次對撞的每核子質心對能量為5.02 TeV，累計亮度為0.49 nb-1。他們測量了不同的對撞中心度下繆子之間的方位角和橫向動量的關聯。謬子對是由雙光子通過與原子核強大電磁場的相互作用產生的（γγ→μ+μ-）。他們利用模塊（template）擬合，排除了本底謬子的貢獻。發現在邊緣對撞中，謬子對的方位角關聯（非共面性）和橫向動量關聯（不對稱性）的分布趨勢很相似，這和先前發現的在極端邊緣對撞條件下謬子對產率的情況一致。在中心對撞中，方位角的關聯顯著的展寬了。該改變在定性上與謬子對通過由對撞產生的熱核物質時發生的二次散射一致。（肖楊）
Observation of Centrality-Dependent Acoplanarity for Muon Pairs Produced via Two-Photon Scattering in Pb + Pb Collisions at (sNN)1/2=5.02 TeV with the ATLAS Detector
M. Aaboud et al. (ATLAS Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 121, 212301 (2018)
原子、分子與光學
導讀：宋新秀；責編：張文凱
利用同位素和異構體位移
確定229Th核電荷半徑
同位素229Th的獨特之處在于它具有僅高于基態幾個電子伏特的同分異構態，適合于核激光激發。基于這種轉變的光學時鐘預計將成為對基本常數變化非常敏感的探針，但是必須要精確地確定兩種狀態的核特性以得出實際的靈敏度。文中作者使用組態相互作用和全序線性耦合聚類方法的相結合的方法，在Th+和Th2+中進行同位素位移計算，包括特定的質量轉移，并估計了該方法的不確定性。作者還進行了Th2 +的超精細結構和229Th2+和232Th2+之間的同位素偏移的實驗測量，以提取均方根半徑的差異為δ?r2?232,229=0.299（15）fm2。使用最近測量的同分異構體229mTh的位移值，作者推導出了229Th及其低位異構體229mTh均方半徑變化差異值為δ?r2?229m,229=0.0105（13）fm2。
Nuclear Charge Radii of 229Th from Isotope and Isomer Shifts
M. S. Safronova,et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213001 (2018)
一氧化釔的三維磁光阱
本文報告了使用射頻磁光阱（MOT）對氧化物分子（一氧化釔）進行三維捕獲的方法。捕獲的分子總數約為~1.5×104，溫度為4.1（5）mK。這使得激光可冷卻分子更加的多樣化，并為該分子中的第二階段窄線冷卻至微開爾文量級鋪平了道路。此外，創建一個一氧化釔的三維MOT的新挑戰在這里得到了解決，這表明更復雜的非線性分子的MOT也應該是可行的。
3D Magneto-Optical Trap of Yttrium Monoxide
Alejandra L. Collopy, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213201 (2018)
鉺原子和鏑原子的偶極量子混合物
[編輯推薦語]混合兩種強磁性原子的凝聚物為研究多體現象提供了一個新的實驗窗口。
文章報道了高磁性鉺原子和鏑原子的異核偶極量子混合物的首次實驗實現。通過一個多功能實驗裝置，作者展示了五種不同鉺-鏑同位素組合中的二元玻色-愛因斯坦凝聚，以及一種鉺-鏑玻色-費米混合物。最后，作者首次對一種混合物中的兩種物種之間的相互作用進行了研究。
Dipolar Quantum Mixtures of Erbium and Dysprosium Atoms
A. Trautmann, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213601 (2018)
非線性動力學和流體力學
責編：蘭岳恒
光子軌道角動量的多光譜管理
Nassiri等人報告了一種可編程液晶空間光調制器，可在多個光譜通道上實現獨立的軌道角動量狀態控制。這是通過使用電可控的“拓撲像素”來完成的，這些“拓撲像素”表現為獨立的幾何相位微光學元件，依自操控的液晶缺陷而成。這些結果為光學操縱，傳感，成像和通信以及信息處理提供了有趣的機會。特別地，光譜渦旋調制允許考慮超短脈沖的奇異時空控形，在諸如材料處理，光譜學或基本粒子加速等許多領域中可以找到應用。（蔡若冰）
Multispectral Management of the Photon Orbital Angular Momentum
Mika?l Ghadimi Nassiri, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213901 (2018)
完全由增益和損耗引起的光子拓撲絕緣相
Takata等人揭示了在非厄密光學晶格中僅由增益和損耗控制引起的一維拓撲絕緣相。該系統由四個均勻耦合腔單元組成，其中兩個相鄰腔具有損耗;其他的具有增益，它們在兩種大小下是平衡的。在有限系統中，通過控制泵浦，可以有效實現增益和損耗部分的二聚化，實現體帶隙、拓撲躍遷、隙間拓撲邊緣和界面態。還闡明了非厄密拓撲不變量和無隙條件下的邊緣態。（蔡若冰）
Photonic Topological Insulating PhaseInduced Solely by Gain and Loss
Kenta Takata, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213902 (2018)
繞過靜磁互易原理：磁場二極管
洛倫茲互易性在電磁場和它們的源之間建立了嚴格的關系。對于靜磁場，磁源和磁場之間的關系類似于靜電的格林互易原理。到目前為止，靜磁互易原理仍然沒有受到挑戰，靜磁相互作用被認為是對稱的(互易)。在這里，Prat-Camps等人從理論和實驗上證明，以恒定速度移動的線性各向同性導電材料能夠繞過靜磁互易原理，實現磁場二極管。這一結果通過測量位于移動導體附近兩個線圈之間的極不對稱磁耦合來證明。產生受控單向磁耦合的可能性意味著磁性元件或電路之間的互感可以被制造得非常不對稱。Prat-Camps等人預計，這一結果將為基于磁耦合元件的應用和技術提供新的可能性，并可能為人工磁自旋系統開辟嶄新途徑。（張聰）
Circumventing Magnetostatic Reciprocity: A Diode for Magnetic Fields
J. Prat-Camps, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213903 (2018)
在鹽基底上水滴蒸發的空心輪輞
這篇文章報告了在鹽基底上蒸發純水滴，在周圍形成薄鹽殼的觀察結果。該過程中外殼形狀遍及斜壁環到空心環形輪輞。Mailleur等人利用咖啡環效應來解釋這個現象：溶解的鹽被平流輸送到釘扎接觸線，在這里蒸發加劇。隨后在三線附近鹽的過飽和在液氣交界面驅動殼體結晶。一種殼生長的簡單模型支持此解釋。--(閆子碩)
Hollow Rims from Water Drop Evaporation on Salt Substrates
Alexandra Mailleur, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 214501 (2018)
在驅動量子系統中的
免交叉和亞傅里葉靈敏度
線性系統對外部擾動的響應由傅立葉極限控制，其中交互作用時間的倒數是構成系統帶寬的下限。但這個并不適用于非線性系統，因為其可以表現出亞傅立葉行為。這篇文章確定了一種驅動量子系統中達到亞傅里葉靈敏度的機制，它依賴于Floquet態之間的免交叉。報導了比傅立葉極限精細三個數量級的特征。(閆子碩)
Avoided Crossing and sub-Fourier-sensitivity in Driven Quantum Systems
David Cubero, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213904 (2018)
Kerr非線性參數的解析模式歸一化：
漏泄模式的非線性增益預測
Allayarov等人基于解析模式歸一化的諧振態展開，得到一個在波導幾何中非線性脈沖傳播的通用主方程，對于束縛和泄漏模式是有效的。在單模近似中，該等式轉換為眾所周知的具Kerr非線性參數閉合表達式的非線性薛定諤方程。Kerr非線性參數的表達式可以在僅跨越空間不均勻區域的最小區間上計算。它與先前用于束縛模式的矢量公式一致，而對于泄漏模式，Kerr非線性參數是復數，其虛部為整個衰減脈沖提供非線性損耗甚至增益。這種非線性增益產生更強烈的脈沖壓縮和更強的光譜展寬，這些在文章中以液體填充的毛細管型纖維為例得到了展示。(閆子碩)
Analytic Mode Normalization for the Kerr Nonlinearity Parameter: Predictionof Nonlinear Gain for Leaky Modes
I. Allayarov. et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213905 (2018)
等離子體與束物理
責編：陳少永
用于介電激光加速的交替相位聚焦
介電激光加速的概念給出了擊穿受限（非等離子體）粒子加速器中的最高梯度。然而，穩定的束流傳輸和分級尚未在實驗上得到證實。Niedermaver等人提出了一種縱向和橫向約束束流的方案。另一個方向上的約束由單個常規四極磁體提供。在420納米的小孔徑內，作者們發現了相匹配的分布，這允許束流優化注入到純輸運、聚束和加速結構中。這些組合類似于射頻四極光學模擬，但由于實驗中的設置完全是二維的，所以它可以通過光刻技術在微芯片上制造。這是低成本手持設備邁向兆電子伏范圍相對論電子的關鍵一步，它連接了阿秒物理和加速器物理這兩個領域。（陽青程，牟茂淋）
Alternating-Phase Focusing for Dielectric-Laser Acceleration
Niedermayer, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 214801 (2018)
凝聚態物理：結構
責編：殷志平
弱無序外爾半金屬中的態密度消失
純凈的外爾半金屬的布里淵區中包含一些態密度(DOS)消失的點。先前的工作認為在雜質濃度小于某個臨界值時這個特性會受到保護，即使在雜質存在的情況下。這個結果因為忽視了罕見的無序漲落而受到批評，這些罕見的無序漲落可能會束縛量子態并因此產生有限的態密度。Buchhold等人證明了盡管有無序漲落存在，但在對連續的無序分布求平均后這些態會變得十分脆弱，從而他們的有效貢獻會消失。這意味著節點的完整性仍然在弱無序時受到保護。（劉瑞）
Vanishing Density of States in Weakly Disordered Weyl Semimetals
M. Buchhold, S. Diehl, A. Altland
Phys. Rev. Lett. 121, 215301 (2018)
從第一性原理出發
通過第二類Piola-Kirchhoff應力張量的
數值微分計算三階彈性常數
文中提出了一種從第一性原理出發的普適方法，用以計算具有任意對稱性的材料的三階彈性常數。文中提出的方法依賴于平面波密度泛函理論機制來計算柯西應力和第二類Piola-Kirchhoff應力張量的數值微分，以估計彈性常數。盡管已經證實了有限差分公式將導致有限基組誤差之間的相互抵消，但本文又提出了一種更簡單的方法用以消除由傅里葉插值技術引起的數值誤差。在金剛石、硅、鋁、鎂、石墨烯和石墨烷構象異構體系中應用該方法得出的結果和此前基于擬合能量密度曲線的計算以及實驗結果非常吻合，這證實以及保證了用作者等人提出的新方法研究材料的非線性彈性行為的精度以及普適性。（曹錦）
First-Principles Calculation of Third-Order Elastic Constants via Numerical Differentiation of the Second Piola-Kirchhoff Stress Tensor
Tengfei Cao, D. Cuffari, A. Bongiorno
Phys. Rev. Lett. 121, 216001 (2018)
凝聚態物理：電子性質
責編：袁喆，馬鋒杰，沈卡
魔角扭曲雙層石墨烯中的
手性自旋密度波和d + id超導電性
近期雖然有研究指出在魔角扭曲的雙層石墨烯中可觀測到高溫超導性，但對其中的超導機制仍然還不清楚。本文中，作者在蜂窩狀超晶格中利用兩個類px,y的瓦尼爾軌道，通過對稱分析用Slater-Koster公式構造跳躍積分，進而研究魔角扭曲的雙層石墨烯中的超導性。結果顯示，與關聯絕緣體和非常規超導材料相關的摻雜能級中存在范霍夫奇異性和費米面嵌套現象，在此基礎上確定了兩個具有弱耦合費米面不穩定性的相。然后，在引入排斥性Hubbard相互作用后，作者進行了基于無規相近似的計算，以確定電子的不穩定性。結果表明，在接近半填充狀態的關聯絕緣態附近，存在手性d + id 拓撲超導態。進一步分析表明，該態具有非共面手性自旋密度波有序態的特性，進而有望在其中實現量子反常霍爾效應。（劉錢）
Chiral Spin Density Wave and d + id Superconductivity in the Magic-Angle-Twisted Bilayer Graphene
C. C. Liu et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 217001 (2018)
軟物質與交叉科學
導讀：張鑫潔；責編：嚴鋼
不具有準長程有序的二維向列型
三矢量模型的兩重相變
在允許分子三維重定向的二維液晶模型中，穩定的拓撲缺陷的存在被認為是導致Berzenskii-Kosterlitz-Thouless型相變并使系統進入具有準長程有序的低溫相的主要原因。然而，以前的蒙特卡羅模擬研究沒有確立這種相變的基本特征。Latha等人通過計算狀態密度得到了系統的平衡態性質。結果表明，高溫無序相在冷卻過程中，會偏離拓撲相變的初始階段，過渡到一個新的不動點，并凝聚成定向漲落具有指數相關性的向列相；而熱誘導的拓撲動力學過程仍受到向列型定向漲落所設定的尺度的限制，導致在更低溫下的第二次拓撲相變。
Two Phase Transitions in the Two-Dimensional Nematic Three-Vector Model with No Quasi-Long-Range Order: Monte Carlo Simulation of the Density of States
B. K. Latha et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 217801 (2018)
活性聚合物的球狀構象和增強擴散
[編輯推薦語]布朗動力學模擬表明，活性聚合物的構象和擴散都受到單體活性的強烈影響，尤其當單體運動方向與聚合物主鏈一致時。
近些年的研究工作表明局部主動應力與聚合物骨架構象之間的耦合細節對于確定聚合物的整體動力學至關重要。Bianco等人通過布朗動力學模擬的方式考察了由活性單體組成的聚合物的動力學和構象，發現當活性單體的自推進方向與主鏈一致時，聚合物會經歷一個從鏈狀到球狀的轉變，回轉半徑的標度指數會發生顯著的變化。當聚合物足夠長或自推力足夠大時，聚合物質心的擴散系數幾乎與聚合物的尺寸無關；而當單體的自推力與聚合物的骨架不相切時，這些效應將會降低。
Globulelike Conformation and Enhanced Diffusion of Active Polymers
Valentino Bianco et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 217802 (2018)
分子馬達Kinesin的非平衡態熱力學
[編輯推薦語]對驅動蛋白(Kinesin，一種負責運輸細胞物質的分子馬達)的細致研究表明，熱耗散會損失其80%的輸入能量。
驅動蛋白的失速狀態不是熱力學準靜態的，且輸入的能量是以熱而非功的形式耗散，因此測量分子馬達的熱耗散對于研究驅動蛋白在生理學條件下的非平衡熱力學至關重要。Ariga等人用光鑷測量了由探針與馬達之間的漲落-響應關系的破缺導致的熱耗散，研究發現耗散與功的總和遠小于輸入自由能的變化，這意味著存在大的隱耗散。通過分析探針的郎之萬動力學，作者認為隱耗散主要是分子馬達的內部耗散。
Nonequilibrium Energetics of Molecular Motor Kinesin
Takayuki Ariga et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 218101 (2018)
大氣中黑碳氣溶膠的非耐火涂層
增強光吸收的標度律
[編輯推薦語]得到了大氣中黑碳的質量吸收截面和混合比的普適冪律表達式，為大氣光吸收的增強提供了定量的估計。
黑碳氣溶膠是大氣中可見太陽輻射的最強吸收劑，為直接輻射強迫的估計帶來很大的不確定性。這種不確定性主要源自于氣候模型中黑碳質量吸收截面及其增強因子的非準確參數化。Chakrabarty等人將標度理論用于黑碳顆粒的電磁計算和黑碳光吸收的觀測數據，發現黑碳質量吸收截面及其增強因子隨內部混合比例的增加呈現冪指數為1/3的標度關系。特別地，黑碳質量吸收截面在任何混合比例下都與光的波長成反比，且當前常用的核-殼球體近似將給黑碳質量吸收截面的計算帶來高達50%的不確定性。為此，作者進一步闡明了基于球表面深度屏蔽光子的作用機理，并建立了一個以冪指數3/4為標度的修正因子。
Scaling Laws for Light Absorption Enhancement Due to Nonrefractory Coating of Atmospheric Black Carbon Aerosol
Rajan K. Chakrabarty et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 218701 (2018)
序
普通物理：統計與量子物理
導讀：馬宇翰； 責編：艾清
在受驅動的固態自旋系統中
觀測到Floquet拉曼躍遷
蔡建明等人在實驗上觀測了一個弱驅動下固態自旋系統的Floquet拉曼躍遷，這個固態自旋系統即金剛石中的氮—空位色芯。周期驅動的自旋系統模擬了一個雙帶的Wannier-Stark階梯模型，并使我們能夠觀測相干的自旋態的轉移，它來源于一個人造Floquet能級輔助引起的拉曼躍遷。這個能級還會導致類似于光子輔助的Floquet拉曼躍遷和一個驅動二能級系統的動力學局域化。本文所報道的在實驗上演示的豐富的Floquet動力學，使我們能夠實現量子系統的有效的Floquet相干控制，這種相干控制在許多的基于驅動的量子動力學的量子技術中有潛在的應用。特別的，Floquet拉曼系統也許可以用作周期驅動物理系統的量子模擬器。
Observation of Floquet Raman Transition in a Driven Solid-State Spin System
Zijun Shu, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 210501 (2018)
時序關聯器短時和長時行為中的混沌特征
經典系統出現混沌需要具備兩個性質：指數拉伸和混合。近年來，時序關聯器被提出作為在廣泛的物理系統中測量混沌的一種方法。此前，人們大多將數注意力集中在混沌的短時伸展方面，其行為由李亞普諾夫指數表征。García-Mata等人在本文中指出，對于量子地圖，時序關聯器以由Ruelle-Pollicot共振所確定的速率指數地接近其穩定值。這種特性構成了表明潛在的經典混沌具有雙重作用的證據，這決定了相關器在不同時間尺度上的行為。
Chaos Signatures in the Short and Long Time Behavior of the Out-of-Time Ordered Correlator
Ignacio García-Mata, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 210601 (2018)
以防御聯盟為例討論
熵拐點與隱形低能狀態
較低的溫度導致系統有更高的概率出現在低能量狀態上。這種直觀的信念是大多數物理啟發的求解困難優化問題經驗算法的基礎。例如，如果適當降低溫度，通常的模擬退火（SA）動力學演化會接近基態。在本文中，Xu等人證明這種信念并不總是合理的。具體來說，他們使用空腔方法分析了網絡最小強防御同盟問題，發現在解空間中存在由熵-能量剖面上的拐點引起的分岔。雖然容易接近的構型與低自由能分支相關，但在相同溫度范圍內低能量構型與高自由能分支相關聯。高能構型與基態之間存在非連續相變，而SA通常不能跟隨這種相變。他們引入一種稱為“能量鉗子”的算法思想，通過跟隨高自由能分支來而獲得最優解，這便克服了SA的局限性。
Entropy Inflection and Invisible Low-Energy States: Defensive Alliance Example
Yi-Zhi Xu, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 210602 (2018)
任意測量和反饋方案的細致漲落關系
漲落關系是在遠離平衡時依然成立的有效等式。然而，包括測量和反饋方案的標準方法在某些情況下可能變得不適用。這些情況包括連續測量，連續變量的精確測量和反饋誘導的不可逆性。在這項工作中，Potts和Samuelsson提供了一種導出細致漲落關系的方案來克服這些缺點。基于這個方案，他們導出了適用于任意測量和反饋控制的漲落關系。其關鍵點是，從測量結果推斷的漲落可以通過后選擇來抑制。本文給出的細致漲落關系可以給出可提取功的嚴格且實驗可測量的不等式。當從數據中推斷完整的熵產生時，這一不等式是飽和的。
Detailed Fluctuation Relation for Arbitrary Measurement and Feedback Schemes
P. Potts and Peter Samuelsson
Phys. Rev. Lett. 121, 210603 (2018)
引力與天體物理
導讀：郭敏勇；責編：高思杰
解碼表觀視界：粗粒化全息熵
在全息理論中，當黑洞從坍縮形成時，黑洞內部的信息仍然編碼在邊界上。文章中，作者證明了在已知外部幾何的前提下，黑洞表觀視界的面積正是其內部與粗粒化信息相關的熵。這是與表觀視界外面所有經典測量相一致的最大全息糾纏熵。他們確定了與該熵相對應的邊界，并解釋了為什么它遵循熱力學第二定律。
Decoding the Apparent Horizon: Coarse-Grained Holographic Entropy
Netta Engelhardt and Aron C. Wall
Phys. Rev. Lett. 121, 211301 (2018)
缺失的衛星問題：對銀河系中衛星星系
數目的完整性修正與冷暗物質預測一致
對冷暗物質(CDM)范式的一個關鍵挑戰是，在銀河系周圍觀測到的衛星比在暗物質亞結構模擬中發現的少。文章表明，假設恒星質量與暈團質量之間存在經驗關系，通過斯隆數字巡天(對于光度L ? 340 L⊙)探測效率修正的觀測衛星計數與CDM預測的發光衛星數量表面一致。因此解決了數量計數方面的“缺失的衛星問題”。他們還表明，熱遺跡質量小于4 keV的暖暗物質模型與衛星計數的關系緊張，給最近的X射線觀測的惰性中微子解釋帶來了壓力。重要的是，銀河系衛星的總數很大程度上取決于衛星的空間分布，這可能導致了“過多衛星”的問題。可以通過子結構透鏡和恒星流擾動實現測量完全暗的低于108M⊙的光暈，這是CDM測試的下一個前沿問題。
Missing Satellites Problem: Completeness Corrections to the Number of Satellite Galaxies in the Milky Way are Consistent with Cold Dark Matter Predictions
S. Kim, A. Peter and J. Hargis.
Phys. Rev. Lett. 121, 211302 (2018)
基本粒子與場論
責編：晁 偉、劉曉輝
作為規范理論平方的引力
作者從兩個Becchi-Rouet-Stora-Tyutin（BRST）協變形式的Yang-Mills理論的乘積推導了BRST變換和引力-二形式-漲子系統的運動方程。作者通過引入鬼場區分了引力子與漲子。固定引力規范項由可自由選取的Yang-Mills因子唯一地決定。此外，得到的引力-二形式-漲子拉氏量是反-BRST不變的，并且作為這套公式的直接的結果，BRST荷與反BRST荷反對易。
Gravity as Gauge Theory Squared: A Ghost Story
A. Anastasiou, et.al.
Phys. Rev. Lett. 121, 211601 (2018)
在√s=13TeV用ATLAS探測器對第三代
夸克的類矢伴隨粒子的成對產生進行搜索
[編輯推薦語]本文聯合了七個分析對第三代類矢夸克給出了最強的限制。這些類矢夸克在希格斯作為贗南部-戈德斯坦玻色子的模型中出現。
本文使用了LHC的ATLAS探測器搜集的√ s=13 TeV時36.1 fb?1的質子質子對撞數據，在T → Z t / W b / H t , B → Z b / W t /H b 衰變道，對頂夸克和底夸克的類矢伴隨粒子的成對產生進行了聯合搜搜。在各個獨立的搜索中觀測到的數據與標準模型相一致。因此，實驗聯合得到了對各類不同的類矢夸克模型的產生截面在95%置信度的上限，這些上限顯著改進了由單獨搜索的所設置的上限。實驗通過假設類矢夸克衰變到標準模型粒子還得到了模型無關的上限。實驗排除了質量小于1.31TeV的單態T粒子與質量小于1.22TeV的單態B粒子。假設弱同位旋雙重態(T,B)并假設|VTb |<<|VtB|, 那么質量小于1.37TeV的T與B粒子也被排除了。
Combination of the Searches for Pair-Produced Vector like Partners of the Third-Generation Quarks at √ s=13 TeV with the ATLAS Detector
M. Aaboud et al. (ATLAS Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 121, 211801 (2018)
在中微子震蕩中區分物質引起的
CP破壞與純粹的CP破壞
作者證明了在任何味道躍遷中，在物質中，中微子震蕩CP破壞反對稱有兩個不同的來源：（i）一個當且僅當與物質相互作用時才存在的，CPT-奇，宇稱不變項以及（ii）一個當且僅當存在有純粹的CP破壞時才存在的，奇宇稱， CPT 不變項。作為基線的函數，這兩項分別是L的偶與奇觀測量用來分別測量（i）對中微子階層敏感的物質效應以及（ii）在中微子部分中純粹的CP破壞。對于黃金道νμ→νe,這兩項不同的能量分布提供了可分辨它們的標記。在長基線中，它們在低能段和中能段呈現震蕩，不同的項震蕩的零點在不同的位置，另外不同項在零點附近有著特有的震蕩行為。作者發現了在L=1300km時候的一個神奇的能量值E=( 0.91 ± 0.01 ) GeV。在此能量值，奇CPT的貢獻消失，而最大化的純粹CP反對稱正比于sin δ，此處δ為弱CP相位。對于能量大于1.5GeV時候，CP反對稱的符號能區分中微子階級。
Disentangling Genuine from Matter-Induced CP Violation in Neutrino Oscillations
J. Bernabéu and Alejandro Segarra
Phys. Rev. Lett. 121, 211802 (2018)
從QCD能動量張量進行質子質量分解
[編者推薦語]計算決定了質子質量的4個不同的貢獻，超過90%的貢獻來自于夸克和膠子的動力學部分。
作者報道了質子質量分解以及相關的夸克，膠子動量分數。該結果是基于將四個Nf=2+1的疇壁費米子結構以及三個不同的格點格距，三個不同的體積和若干個不同的pi介子的質量（包含物理pi介子質量）的價費米子重疊得到的。考慮了完整的非微擾重整化之后，作者發現在最小減除重整化框架下，在能量標度為2GeV時候，夸克能量和膠子場能量分別貢獻32（4）（4）%與36（5）（4）%。根據求和規則，四分之一的跡反常貢獻了23（1）（1）%的質子質量，而u，d，s夸克凝聚貢獻了9（2）（1）%的貢獻。u， d，s和膠子動量分數與在最小減除重整化框架下，在在能量標度為2GeV時，與全局分析相一致。
Proton Mass Decomposition from the QCD Energy Momentum Tensor
Yi-Bo Yang et. al.
Phys. Rev. Lett. 121, 212001 (2018)
原子核物理
責編：耿立升
通過ATLAS探測器觀測到的
(sNN)1/2=5.02TeV的Pb+Pb對撞中由雙光子
散射產生的繆子對中心依賴的非共面性
Aaboud等人利用歐洲核子中心的大型強子對撞機上的 ATLAS 探測器測量了Pb+Pb對撞中γγ→μ+μ-的產率，此次對撞的每核子質心對能量為5.02 TeV，累計亮度為0.49 nb-1。他們測量了不同的對撞中心度下繆子之間的方位角和橫向動量的關聯。謬子對是由雙光子通過與原子核強大電磁場的相互作用產生的（γγ→μ+μ-）。他們利用模塊（template）擬合，排除了本底謬子的貢獻。發現在邊緣對撞中，謬子對的方位角關聯（非共面性）和橫向動量關聯（不對稱性）的分布趨勢很相似，這和先前發現的在極端邊緣對撞條件下謬子對產率的情況一致。在中心對撞中，方位角的關聯顯著的展寬了。該改變在定性上與謬子對通過由對撞產生的熱核物質時發生的二次散射一致。（肖楊）
Observation of Centrality-Dependent Acoplanarity for Muon Pairs Produced via Two-Photon Scattering in Pb + Pb Collisions at (sNN)1/2=5.02 TeV with the ATLAS Detector
M. Aaboud et al. (ATLAS Collaboration)
Phys. Rev. Lett. 121, 212301 (2018)
原子、分子與光學
導讀：宋新秀；責編：張文凱
利用同位素和異構體位移
確定229Th核電荷半徑
同位素229Th的獨特之處在于它具有僅高于基態幾個電子伏特的同分異構態，適合于核激光激發。基于這種轉變的光學時鐘預計將成為對基本常數變化非常敏感的探針，但是必須要精確地確定兩種狀態的核特性以得出實際的靈敏度。文中作者使用組態相互作用和全序線性耦合聚類方法的相結合的方法，在Th+和Th2+中進行同位素位移計算，包括特定的質量轉移，并估計了該方法的不確定性。作者還進行了Th2 +的超精細結構和229Th2+和232Th2+之間的同位素偏移的實驗測量，以提取均方根半徑的差異為δ?r2?232,229=0.299（15）fm2。使用最近測量的同分異構體229mTh的位移值，作者推導出了229Th及其低位異構體229mTh均方半徑變化差異值為δ?r2?229m,229=0.0105（13）fm2。
Nuclear Charge Radii of 229Th from Isotope and Isomer Shifts
M. S. Safronova,et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213001 (2018)
一氧化釔的三維磁光阱
本文報告了使用射頻磁光阱（MOT）對氧化物分子（一氧化釔）進行三維捕獲的方法。捕獲的分子總數約為~1.5×104，溫度為4.1（5）mK。這使得激光可冷卻分子更加的多樣化，并為該分子中的第二階段窄線冷卻至微開爾文量級鋪平了道路。此外，創建一個一氧化釔的三維MOT的新挑戰在這里得到了解決，這表明更復雜的非線性分子的MOT也應該是可行的。
3D Magneto-Optical Trap of Yttrium Monoxide
Alejandra L. Collopy, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213201 (2018)
鉺原子和鏑原子的偶極量子混合物
[編輯推薦語]混合兩種強磁性原子的凝聚物為研究多體現象提供了一個新的實驗窗口。
文章報道了高磁性鉺原子和鏑原子的異核偶極量子混合物的首次實驗實現。通過一個多功能實驗裝置，作者展示了五種不同鉺-鏑同位素組合中的二元玻色-愛因斯坦凝聚，以及一種鉺-鏑玻色-費米混合物。最后，作者首次對一種混合物中的兩種物種之間的相互作用進行了研究。
Dipolar Quantum Mixtures of Erbium and Dysprosium Atoms
A. Trautmann, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213601 (2018)
非線性動力學和流體力學
責編：蘭岳恒
光子軌道角動量的多光譜管理
Nassiri等人報告了一種可編程液晶空間光調制器，可在多個光譜通道上實現獨立的軌道角動量狀態控制。這是通過使用電可控的“拓撲像素”來完成的，這些“拓撲像素”表現為獨立的幾何相位微光學元件，依自操控的液晶缺陷而成。這些結果為光學操縱，傳感，成像和通信以及信息處理提供了有趣的機會。特別地，光譜渦旋調制允許考慮超短脈沖的奇異時空控形，在諸如材料處理，光譜學或基本粒子加速等許多領域中可以找到應用。（蔡若冰）
Multispectral Management of the Photon Orbital Angular Momentum
Mika?l Ghadimi Nassiri, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213901 (2018)
完全由增益和損耗引起的光子拓撲絕緣相
Takata等人揭示了在非厄密光學晶格中僅由增益和損耗控制引起的一維拓撲絕緣相。該系統由四個均勻耦合腔單元組成，其中兩個相鄰腔具有損耗;其他的具有增益，它們在兩種大小下是平衡的。在有限系統中，通過控制泵浦，可以有效實現增益和損耗部分的二聚化，實現體帶隙、拓撲躍遷、隙間拓撲邊緣和界面態。還闡明了非厄密拓撲不變量和無隙條件下的邊緣態。（蔡若冰）
Photonic Topological Insulating PhaseInduced Solely by Gain and Loss
Kenta Takata, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213902 (2018)
繞過靜磁互易原理：磁場二極管
洛倫茲互易性在電磁場和它們的源之間建立了嚴格的關系。對于靜磁場，磁源和磁場之間的關系類似于靜電的格林互易原理。到目前為止，靜磁互易原理仍然沒有受到挑戰，靜磁相互作用被認為是對稱的(互易)。在這里，Prat-Camps等人從理論和實驗上證明，以恒定速度移動的線性各向同性導電材料能夠繞過靜磁互易原理，實現磁場二極管。這一結果通過測量位于移動導體附近兩個線圈之間的極不對稱磁耦合來證明。產生受控單向磁耦合的可能性意味著磁性元件或電路之間的互感可以被制造得非常不對稱。Prat-Camps等人預計，這一結果將為基于磁耦合元件的應用和技術提供新的可能性，并可能為人工磁自旋系統開辟嶄新途徑。（張聰）
Circumventing Magnetostatic Reciprocity: A Diode for Magnetic Fields
J. Prat-Camps, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213903 (2018)
在鹽基底上水滴蒸發的空心輪輞
這篇文章報告了在鹽基底上蒸發純水滴，在周圍形成薄鹽殼的觀察結果。該過程中外殼形狀遍及斜壁環到空心環形輪輞。Mailleur等人利用咖啡環效應來解釋這個現象：溶解的鹽被平流輸送到釘扎接觸線，在這里蒸發加劇。隨后在三線附近鹽的過飽和在液氣交界面驅動殼體結晶。一種殼生長的簡單模型支持此解釋。--(閆子碩)
Hollow Rims from Water Drop Evaporation on Salt Substrates
Alexandra Mailleur, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 214501 (2018)
在驅動量子系統中的
免交叉和亞傅里葉靈敏度
線性系統對外部擾動的響應由傅立葉極限控制，其中交互作用時間的倒數是構成系統帶寬的下限。但這個并不適用于非線性系統，因為其可以表現出亞傅立葉行為。這篇文章確定了一種驅動量子系統中達到亞傅里葉靈敏度的機制，它依賴于Floquet態之間的免交叉。報導了比傅立葉極限精細三個數量級的特征。(閆子碩)
Avoided Crossing and sub-Fourier-sensitivity in Driven Quantum Systems
David Cubero, et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213904 (2018)
Kerr非線性參數的解析模式歸一化：
漏泄模式的非線性增益預測
Allayarov等人基于解析模式歸一化的諧振態展開，得到一個在波導幾何中非線性脈沖傳播的通用主方程，對于束縛和泄漏模式是有效的。在單模近似中，該等式轉換為眾所周知的具Kerr非線性參數閉合表達式的非線性薛定諤方程。Kerr非線性參數的表達式可以在僅跨越空間不均勻區域的最小區間上計算。它與先前用于束縛模式的矢量公式一致，而對于泄漏模式，Kerr非線性參數是復數，其虛部為整個衰減脈沖提供非線性損耗甚至增益。這種非線性增益產生更強烈的脈沖壓縮和更強的光譜展寬，這些在文章中以液體填充的毛細管型纖維為例得到了展示。(閆子碩)
Analytic Mode Normalization for the Kerr Nonlinearity Parameter: Predictionof Nonlinear Gain for Leaky Modes
I. Allayarov. et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 213905 (2018)
等離子體與束物理
責編：陳少永
用于介電激光加速的交替相位聚焦
介電激光加速的概念給出了擊穿受限（非等離子體）粒子加速器中的最高梯度。然而，穩定的束流傳輸和分級尚未在實驗上得到證實。Niedermaver等人提出了一種縱向和橫向約束束流的方案。另一個方向上的約束由單個常規四極磁體提供。在420納米的小孔徑內，作者們發現了相匹配的分布，這允許束流優化注入到純輸運、聚束和加速結構中。這些組合類似于射頻四極光學模擬，但由于實驗中的設置完全是二維的，所以它可以通過光刻技術在微芯片上制造。這是低成本手持設備邁向兆電子伏范圍相對論電子的關鍵一步，它連接了阿秒物理和加速器物理這兩個領域。（陽青程，牟茂淋）
Alternating-Phase Focusing for Dielectric-Laser Acceleration
Niedermayer, et al
Phys. Rev. Lett. 121, 214801 (2018)
凝聚態物理：結構
責編：殷志平
弱無序外爾半金屬中的態密度消失
純凈的外爾半金屬的布里淵區中包含一些態密度(DOS)消失的點。先前的工作認為在雜質濃度小于某個臨界值時這個特性會受到保護，即使在雜質存在的情況下。這個結果因為忽視了罕見的無序漲落而受到批評，這些罕見的無序漲落可能會束縛量子態并因此產生有限的態密度。Buchhold等人證明了盡管有無序漲落存在，但在對連續的無序分布求平均后這些態會變得十分脆弱，從而他們的有效貢獻會消失。這意味著節點的完整性仍然在弱無序時受到保護。（劉瑞）
Vanishing Density of States in Weakly Disordered Weyl Semimetals
M. Buchhold, S. Diehl, A. Altland
Phys. Rev. Lett. 121, 215301 (2018)
從第一性原理出發
通過第二類Piola-Kirchhoff應力張量的
數值微分計算三階彈性常數
文中提出了一種從第一性原理出發的普適方法，用以計算具有任意對稱性的材料的三階彈性常數。文中提出的方法依賴于平面波密度泛函理論機制來計算柯西應力和第二類Piola-Kirchhoff應力張量的數值微分，以估計彈性常數。盡管已經證實了有限差分公式將導致有限基組誤差之間的相互抵消，但本文又提出了一種更簡單的方法用以消除由傅里葉插值技術引起的數值誤差。在金剛石、硅、鋁、鎂、石墨烯和石墨烷構象異構體系中應用該方法得出的結果和此前基于擬合能量密度曲線的計算以及實驗結果非常吻合，這證實以及保證了用作者等人提出的新方法研究材料的非線性彈性行為的精度以及普適性。（曹錦）
First-Principles Calculation of Third-Order Elastic Constants via Numerical Differentiation of the Second Piola-Kirchhoff Stress Tensor
Tengfei Cao, D. Cuffari, A. Bongiorno
Phys. Rev. Lett. 121, 216001 (2018)
凝聚態物理：電子性質
責編：袁喆，馬鋒杰，沈卡
魔角扭曲雙層石墨烯中的
手性自旋密度波和d + id超導電性
近期雖然有研究指出在魔角扭曲的雙層石墨烯中可觀測到高溫超導性，但對其中的超導機制仍然還不清楚。本文中，作者在蜂窩狀超晶格中利用兩個類px,y的瓦尼爾軌道，通過對稱分析用Slater-Koster公式構造跳躍積分，進而研究魔角扭曲的雙層石墨烯中的超導性。結果顯示，與關聯絕緣體和非常規超導材料相關的摻雜能級中存在范霍夫奇異性和費米面嵌套現象，在此基礎上確定了兩個具有弱耦合費米面不穩定性的相。然后，在引入排斥性Hubbard相互作用后，作者進行了基于無規相近似的計算，以確定電子的不穩定性。結果表明，在接近半填充狀態的關聯絕緣態附近，存在手性d + id 拓撲超導態。進一步分析表明，該態具有非共面手性自旋密度波有序態的特性，進而有望在其中實現量子反常霍爾效應。（劉錢）
Chiral Spin Density Wave and d + id Superconductivity in the Magic-Angle-Twisted Bilayer Graphene
C. C. Liu et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 217001 (2018)
軟物質與交叉科學
導讀：張鑫潔；責編：嚴鋼
不具有準長程有序的二維向列型
三矢量模型的兩重相變
在允許分子三維重定向的二維液晶模型中，穩定的拓撲缺陷的存在被認為是導致Berzenskii-Kosterlitz-Thouless型相變并使系統進入具有準長程有序的低溫相的主要原因。然而，以前的蒙特卡羅模擬研究沒有確立這種相變的基本特征。Latha等人通過計算狀態密度得到了系統的平衡態性質。結果表明，高溫無序相在冷卻過程中，會偏離拓撲相變的初始階段，過渡到一個新的不動點，并凝聚成定向漲落具有指數相關性的向列相；而熱誘導的拓撲動力學過程仍受到向列型定向漲落所設定的尺度的限制，導致在更低溫下的第二次拓撲相變。
Two Phase Transitions in the Two-Dimensional Nematic Three-Vector Model with No Quasi-Long-Range Order: Monte Carlo Simulation of the Density of States
B. K. Latha et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 217801 (2018)
活性聚合物的球狀構象和增強擴散
[編輯推薦語]布朗動力學模擬表明，活性聚合物的構象和擴散都受到單體活性的強烈影響，尤其當單體運動方向與聚合物主鏈一致時。
近些年的研究工作表明局部主動應力與聚合物骨架構象之間的耦合細節對于確定聚合物的整體動力學至關重要。Bianco等人通過布朗動力學模擬的方式考察了由活性單體組成的聚合物的動力學和構象，發現當活性單體的自推進方向與主鏈一致時，聚合物會經歷一個從鏈狀到球狀的轉變，回轉半徑的標度指數會發生顯著的變化。當聚合物足夠長或自推力足夠大時，聚合物質心的擴散系數幾乎與聚合物的尺寸無關；而當單體的自推力與聚合物的骨架不相切時，這些效應將會降低。
Globulelike Conformation and Enhanced Diffusion of Active Polymers
Valentino Bianco et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 217802 (2018)
分子馬達Kinesin的非平衡態熱力學
[編輯推薦語]對驅動蛋白(Kinesin，一種負責運輸細胞物質的分子馬達)的細致研究表明，熱耗散會損失其80%的輸入能量。
驅動蛋白的失速狀態不是熱力學準靜態的，且輸入的能量是以熱而非功的形式耗散，因此測量分子馬達的熱耗散對于研究驅動蛋白在生理學條件下的非平衡熱力學至關重要。Ariga等人用光鑷測量了由探針與馬達之間的漲落-響應關系的破缺導致的熱耗散，研究發現耗散與功的總和遠小于輸入自由能的變化，這意味著存在大的隱耗散。通過分析探針的郎之萬動力學，作者認為隱耗散主要是分子馬達的內部耗散。
Nonequilibrium Energetics of Molecular Motor Kinesin
Takayuki Ariga et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 218101 (2018)
大氣中黑碳氣溶膠的非耐火涂層
增強光吸收的標度律
[編輯推薦語]得到了大氣中黑碳的質量吸收截面和混合比的普適冪律表達式，為大氣光吸收的增強提供了定量的估計。
黑碳氣溶膠是大氣中可見太陽輻射的最強吸收劑，為直接輻射強迫的估計帶來很大的不確定性。這種不確定性主要源自于氣候模型中黑碳質量吸收截面及其增強因子的非準確參數化。Chakrabarty等人將標度理論用于黑碳顆粒的電磁計算和黑碳光吸收的觀測數據，發現黑碳質量吸收截面及其增強因子隨內部混合比例的增加呈現冪指數為1/3的標度關系。特別地，黑碳質量吸收截面在任何混合比例下都與光的波長成反比，且當前常用的核-殼球體近似將給黑碳質量吸收截面的計算帶來高達50%的不確定性。為此，作者進一步闡明了基于球表面深度屏蔽光子的作用機理，并建立了一個以冪指數3/4為標度的修正因子。
Scaling Laws for Light Absorption Enhancement Due to Nonrefractory Coating of Atmospheric Black Carbon Aerosol
Rajan K. Chakrabarty et al.
Phys. Rev. Lett. 121, 218701 (2018)