Nature | Physics 中文 关注 《自然物理学》杂志每月出版,提供新闻、评论和高质量研究论文,涵盖物理学的整个领域。物理学研究物质和能量的性质和相互作用,并在广泛技术的发展中扮演着关键角色。为了反映这一点,《自然物理学》杂志涵盖了纯粹和应用物理研究的所有领域。该杂志集中于核心物理学科,但也欢迎各种主题的投稿,只要这些主题的核心内容在物理学的范围内。 Nature | Physics 中文 RSS thenote.app Nature Physics nature.com RSS nature.com
声子在室温下聚焦 “类波状热流”(即声子聚焦)现已在室温下得到证实。长寿命的声子波及其依赖于晶体取向的输运特性,为未来技术中的定向热控制提供了机遇。 Phonon focusing at room temperature nature.com
磁杂质在科克伦超导体中激起涟漪 磁性杂质在塑造层状金属中的超导性与电子序方面的作用尚未解决。现有一项研究揭示,在磁性掺杂的层状超导体中,各向异性的科恩多共振与超导能隙相互交织。 A magnetic impurity sets off ripples in a kagome superconductor nature.com
捕捉高能分子撞击后的初始时刻 当高能粒子(如光子、电子或离子)与分子发生碰撞时,会触发在撞击后最初几个飞秒内发生的级联过程。利用阿秒 X 射线自由电子激光,科学家首次捕捉到了束缚于分子中的电子的量子力学运动,该运动最终导致化学键断裂。 Capturing the first moments after high-energy molecular impact nature.com
从电子三叶草到涌现的量子物质 在铜氧化物中掺杂的第一个空穴会形成原子尺度的电子态,这些态组合成更大的基元,从而为电荷序和超导现象的涌现提供自下而上的视角。 From electronic clovers to emergent quantum matter nature.com
电子轨道选择方向 轨道序难以孤立研究,因为它常与晶格和磁相变相互交织。如今,一项关于金属间化合物的研究通过其电子能带结构和实空间特征,揭示了表面 5d 轨道序。 Electron orbitals choose a direction nature.com
双层镍酸盐中超导诱导的前缘能隙观测 超导现象已经在La3Ni2O7中被证实,现在超导能隙的结构已经被观察到。费米面主要来自$${d}_{{x}^{2}-{y}^{2}}$$dx2-y2能带,且$${d}_{{z}^{2}}$$dz2能带的参与度很小。 Observation of superconductivity-induced leading-edge gap in a bilayer nickelate nature.com
分子对冲动电离的阿秒响应 冲致电离引发分子中的超快电子运动,但其早期动力学仍难以探测。如今,阿秒 X 射线吸收光谱已被用于追踪电离对氨基苯酚的响应动力学。 Attosecond response of molecules to impulsive ionization nature.com
自旋量子比特全机械相干保护与快速控制 硅空位自旋可用于声子量子器件,但相干时间的提升仍有待实现。现已证明,通过连续施加声波驱动,可保护自旋相干性。 All-mechanical coherence protection and fast control of a spin qubit nature.com
磁子玻色 - 爱因斯坦凝聚中的相干性涌现 直接观测相干全局相位的形成长期以来极具挑战性。如今,观测到非相干磁振子气体转变为具有宏观全局相位的态,证实了玻色 - 爱因斯坦凝聚理论的一项关键预言。 Emergence of phase coherence in a magnon Bose–Einstein condensate nature.com
编码于单个原子离子中的逻辑量子比特的纠错 量子纠错通常将一个逻辑量子比特编码在多个物理量子比特上以抑制噪声。一项新实验在一个单离子阱的多个内部态中编码并纠正了一个量子比特,从而降低了错误率并延长了相干时间。 Error correction of a logical qubit encoded in a single atomic ion nature.com
电子不仅仅是流动 量子材料的最新进展已将研究重点从电荷输运转向更广泛的电子自由度。在本期专题中,我们重点介绍了电子自由度的不同方面及其潜在应用。 Electrons do more than just flow nature.com
利用飞行焦点实现无退相电子激光尾场加速 激光等离子体加速器中限制能量增益的一个因素是加速电子与激光脉冲之间的失相。如今,一项概念验证实验表明,利用飞行焦点可以克服这一失相极限。 Dephasingless laser wakefield acceleration of electrons using a flying focus nature.com
吉赫兹频率机械振荡器的毫秒量级相干时间 量子高次谐波体声波谐振器中的声子退相干主要由材料表面下方的缺陷所主导。去除受损的次表层可显著提高这些器件的性能。 Millisecond coherence times in gigahertz-frequency mechanical oscillators nature.com
量子多体系统中费米黄金规则的涌现 量子多体系统的谱学常依赖于费米黄金定则,但其适用范围尚不明确。如今,在强相互作用费米气体中的测量绘制了探测动力学图景,并确定了该定则成立与失效的区域。 Emergence of Fermi’s golden rule in a quantum many-body system nature.com
具有可调偶极相互作用的超冷钠 - 铷分子玻色 - 爱因斯坦凝聚 尽管存在碰撞损失,将超冷极性分子凝聚需要高效的冷却手段。如今,钠 - 铷分子已被成功凝聚,并通过调控其偶极相互作用,被调谐为自束缚液滴。 Bose–Einstein condensate of ultracold sodium–rubidium molecules with tunable dipolar interactions nature.com
福克空间中的光学原理:用于大规模量子态的可扩展操控 玻色子量子态可理解为具有固定玻色子数的本征态的叠加。如今,实验表明,将该表示映射到经典波传播,为操控大尺度量子态提供了一种直观的方法。 Principles of optics in Fock space for the scalable manipulation of large quantum states nature.com
电介质材料附近的超相干纳米机械谐振器中的非接触摩擦 对纳米机械谐振器损耗机制的理解,使得超相干器件的灵敏度得以提升。然而,现发现这些谐振器对邻近材料的非接触摩擦敏感,从而限制了其机械相干性。 Non-contact friction in ultracoherent nanomechanical resonators near dielectric materials nature.com
极性材料中的拓扑纹理 铁电材料可承载稳健且多样的极化纹理。本综述探讨了其形成机制、对外部刺激的响应以及在下一代电子器件中的潜在应用。 Topological textures in polar materials nature.com
当附近的物质窃取能量时 将高品质因数机械谐振器集成到器件中使其接近材料,从而导致损耗。对介电环境的系统研究表明,介电体通过电荷涨落“窃取”能量。 When nearby materials steal energy nature.com
铜氧化物超导体中张 - 赖斯单重态、电子分子及库珀对形成的可视化 随着非常规超导体中掺杂浓度的增加,单个掺杂空穴如何转变为超导库珀对,目前仍理解不足。如今,这一过程在一个典型的铜氧化物化合物中被观测到。 Visualization of the Zhang–Rice singlet, electronic molecules and Cooper pair formation in a cuprate superconductor nature.com
变磁自旋电子学 反铁磁是一种新近发现的非传统磁有序态,有望实现快速高效的自旋器件。本综述探讨了其与铁电及超导体系的相互作用,以及其在可扩展自旋电子学中的前景。 Altermagnetic spintronics nature.com
当原子作为一个整体进行隧道时 通过将原子作为束缚团簇发生隧穿,研究人员生成了巨大的薛定谔猫态,为在量子 regime 下检验引力开辟了新的途径。 When atoms tunnel as one nature.com
用量子算法实现快速热化 量子算法擅长模拟哈密顿量动力学,但在制备量子模拟所需的平衡态方面存在困难。如今已证明,一种近期提出的算法能够高效制备一类重要的热态。 Fast thermalization with quantum algorithms nature.com
作者更正:光学德布罗意 - 麦金农波包的观测 Author Correction: Observation of optical de Broglie–Mackinnon wave packets nature.com
分子俄歇 - 迈特纳衰变中电子对密度空穴的实空间成像 分子中的局域化核心空穴通过俄歇 - 迈特纳级联衰变,形成弥散价层空穴。X 射线散射现被用于测量电子对密度的变化,从而解析电子的空间重分布。 Real-space imaging of the electron-pair density hole in molecular Auger–Meitner decay nature.com
磁振子涨落发现了一种结构 热自旋波涨落可通过一种称为“压缩”的过程进行选择性重新分布,这一现象如今已在被驱动至非平衡态的磁性绝缘体中被观测到。 Magnon fluctuations find a structure nature.com
理解现代量子磁性实验的理论与数值相结合的方法 量子磁体模型已预言了许多尚未观测到的令人兴奋的现象。本观点认为,亟需分析理论、数值计算与实验之间开展更为紧密的合作,以推动进展。 An integrated theoretical and numerical approach to understand modern experiments on quantum magnetism nature.com
金属间化合物中的表面d轨道阶 在关联材料中,轨道序能否具有清晰的能带结构特征一直未决。如今,在一种金属间化合物中观测到了由稀土 5d 电子产生的轨道序,且该体系不存在结构序或磁序。 Surface d-orbital order in an intermetallic compound nature.com
交换介导的表面单分子自旋 - 电控制 宿主孤立自旋的单分子是量子技术应用的有前景候选者。现证明,交换相互作用可实现对两种不同分子物种中自旋的电控制。 Exchange-mediated spin–electric control of single molecules on surfaces nature.com
超短光脉冲可将半导体转变为拓扑绝缘体 利用光脉冲可以调控材料的电子结构,并通过这种所谓的弗洛凯工程(Floquet engineering)设计新型材料。如今,该技术已被用于在半导体带隙中诱导产生金属表面态,从而将材料瞬态地转变为拓扑绝缘体。 Ultrashort light pulses can transform a semiconductor into a topological insulator nature.com
一种用于细胞内插的最小化体外实验突显了界面张力和迁移力的重要性 细胞互嵌是细胞邻居的交换。现通过在四个细胞组成的最小系统中展示,互嵌由连接张力与迁移力驱动。 A minimal in vitro assay for cell intercalation highlights the importance of interfacial tension and migratory forces nature.com
衍射极限下相互作用的固态自旋相干控制 固态器件中的相互作用电子自旋可用于量子网络,但此类自旋间距往往过近,难以单独寻址。如今,已实现对相互作用稀土掺杂离子的单自旋操控。 Coherent control of interacting solid-state spins below the diffraction limit nature.com
范德华磁体中从三维海森堡到二维伊辛磁性的异常交叉 低维系统中的长程磁序依赖于维度和磁各向异性。如今,自插层已被证明可调控 Fe3GeTe2 从三维海森堡铁磁性到二维伊辛铁磁性的交叉转变。 Anomalous crossover from three-dimensional Heisenberg to two-dimensional Ising magnetism in a van der Waals magnet nature.com
旋转费米子超流体的角动量:通过萨格纳克声子干涉测量 利用类似萨格纳克(Sagnac)的声子干涉仪测量每个粒子的角动量量子,现已在 BEC–BCS 交叉区实现了将费米子配对与宏观超流直接关联的测量。 Angular momentum of rotating fermionic superfluids by Sagnac phonon interferometry nature.com
科萨金属中的隐藏环流 利用核四极共振和核磁共振进行的测量揭示了一种卡戈米金属内部存在微弱的磁场。这些磁场是微观尺度上隐藏电子序的证据,该电子序以自发形成的原子尺度电流环为特征,并与虚数电荷密度波相一致。 Hidden loop currents in a kagome metal nature.com
光驱动能带反转诱导的 SnTe 中 Floquet 拓扑态 Floquet 工程原则上可在半导体中诱导拓扑相,但此前缺乏确凿证据。现于 SnTe 中证实,飞秒光脉冲可短暂产生一种在平衡态下不存在的拓扑态。 Floquet topological state induced by light-driven band inversion in SnTe nature.com
主动学习方法的相对有效性 近年来,许多主动学习方法已进入入门物理课堂,但其相对效果尚不明确。如今,一项多机构研究考察了四种成熟主动学习方法的相对影响。 The relative effectiveness of active learning methods nature.com
量子隐形传态相对于通过损耗信道直接传输单光子的无条件优势 共享量子纠缠可用于将一个位置的量子态转移到另一个位置。一项实验现已证明,通过这种方式传输的效率高于直接通过损耗信道发送单个光子。 Unconditional advantage of quantum teleportation over direct transmission of single photons through a lossy channel nature.com
分数量子霍尔系统中的涌现部分子 在分数量子霍尔效应的几何理论中,会出现手征自旋 -2 中性激发。如今,已观测到多种此类激发,这为量子霍尔效应的部分子描述提供了证据。 Emergent partons in fractional quantum Hall systems nature.com
精子巨型化的身体后果 果蝇精子长度显著长于其储存囊。现已证实,数千枚精子之间的相互推挤使其在囊内保持运动且未纠缠的状态。 The physical consequences of sperm gigantism nature.com
作为主动弹性片中信息瓶颈的折痕 无神经动物 Trichoplax adhaerens 会发生折叠与展开。现已表明,褶皱几何形态与该动物纤毛的集体运动之间存在反馈回路。 Creases as information bottlenecks in active elastic sheets nature.com
纳米尺度水润湿中线张力反转的结构起源 线张力的微观起源——即固 - 液 - 气界面处的单位长度过剩自由能——尚不明确。水纳米液滴的模拟结果表明,结构转变会影响线张力,从而影响润湿性。 Structural origin of line-tension reversal in nanoscale wetting of water nature.com
压电光栅由极化涡旋产生的纳米尺度应变波生成 拓扑结构可被设计以展现所需的特性或功能。如前所述,极性涡旋的周期性结构在压电调制下,可作为纳米尺度应变波的衍射光栅。 Nanoscale strain wave generation by a piezoelectric grating from polar vortices nature.com
三角晶格金属中假想电荷密度波的微观特征 虚拟电荷密度波及其相关环状电流是否存在一直是一个悬而未决的问题。现在,在 Kagome 金属 CsV3Sb5 中观察到了这种状态的特征,揭示了自发的时间反演对称性破缺。 Microscopic signatures of an imaginary charge density wave in a kagome metal nature.com