RSS 自然物理学 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 nature.com RSS 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
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
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
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
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
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
奇异金属中的量子费舍尔信息 奇异金属是一种强关联量子态,存在于多种材料中。如今研究表明,随着奇异金属态的形成,量子费希尔信息随之增加,表明该态具有高度的多体纠缠。 Quantum Fisher information in a strange metal nature.com
在一个非黑即白的世界里 国际单位制是基于七个物理常数定义的。克里斯蒂安·帕雷德斯(Cristhian Paredes)和尤里斯·梅伊贾(Juris Meija)指出,确保计算机能够像我们一样精确理解这些常数的数值,并非看似那么简单。 In a binary world nature.com
在物理教育发生的场所开展物理教育研究 随着物理学系不断应对日益增长的跨学科性如何契合传统学科系模式的问题,我们主张将物理学教育研究者纳入物理学系所带来的互利益处。 Research on physics education where physics education happens nature.com
原子阵列中的高保真纠缠与相干多量子比特映射 镱 -171 原子可以通过不同方式存储量子信息,各自具有独特的应用和优势。如今,已实现了在这些不同量子比特类型之间相干地转移纠缠态。 High-fidelity entanglement and coherent multi-qubit mapping in an atom array nature.com
利用亚稳态中性原子的擦除转换逻辑量子比特 具有可探测擦除错误的量子比特能够比具有未定位错误的量子比特支持更高效的纠错。利用擦除转换改进逻辑量子比特性能的工作,现已通过镱 -171 原子得到验证。 Logical qubits with erasure conversion using metastable neutral atoms nature.com
非互易相互作用的哈密顿描述 许多活跃且驱动的系统表现出非互易相互作用,使得标准方法难以对其进行描述。如今,一种引入辅助变量的约束哈密顿量嵌入方法能够在模型自旋系统中重现这些动力学行为。 Hamiltonian description of non-reciprocal interactions nature.com
Herbertsmithite 中见证自旋动力学的自旋子介导 长期以来,人们一直在寻找具有自旋液体基态的材料,但现有的实验探测手段尚未提供确凿证据。如今,杂质自旋已被用作探测赫伯特史密斯矿(herbertsmithite)疑似自旋液体相的探针。 Spinon mediation of witness spin dynamics in herbertsmithite nature.com
精确量子临界态的观测 安德森局域化允许在局域化与扩展态之间出现临界态,但观测它们十分困难。如今,临界态已在超导量子比特模拟器中通过实现准周期晶格模型得以实验验证。 Observation of exact quantum critical states nature.com
过冷液体中准局域动力学与扩散的交叉 玻璃中的弛豫过程表现出两个不同的组分——快速局域运动与较慢的扩散动力学。针对典型玻璃形成体的时域干涉实验现已表明,这两个过程是耦合的。 Crossover of quasi-localized dynamics and diffusion in supercooled liquids nature.com
拉夫林分数量子霍尔态中的双层激子 Laughlin 态描述了量子霍尔效应中电子相互作用产生分数电荷准粒子的现象。如今,实验表明在双层石墨烯器件中,这些准粒子之间会形成激子。 Bilayer excitons in the Laughlin fractional quantum Hall state nature.com
三方石墨烯中双表面载流子导致的超导性 展示了两种不同厚度的中等厚度菱方石墨烯,它们表现出多种超导态。这些态源于主要局域在其两个外层的波函数。 Superconductivity from dual-surface carriers in rhombohedral graphene nature.com
双表面超导现象 在菱方多层石墨烯中,超导性源于一种特殊的正常态,在该状态下,电子和空穴分别位于晶体的相对表面上。 Superconductivity on two surfaces nature.com
非线性磁振子相互作用的软 X 射线动量显微镜 短波长磁振子及其耦合难以探测,限制了纳米尺度自旋动力学的研究。如今,一种利用软 X 射线成像磁振子动量的方法,以纳米级灵敏度捕捉了它们的非线性相互作用。 Soft-X-ray momentum microscopy of nonlinear magnon interactions nature.com
液态水中两种局部结构普遍存在的证据 在深度过冷水中存在两态体系的现象早已被预测。如今,模拟结果表明存在两种可相互转化的局部结构,从而证实了两态图像。 Evidence for the generic existence of two local structures in liquid water nature.com
细胞命运调控的尺度效应 DNA 甲基化调控细胞分化。现已表明,早期胚胎中的甲基化动态遵循普适标度律,这表明物理约束而非分子特异性塑造了细胞命运。 Scaling matters of cell fate nature.com
相变中解耦粘附与堵塞驱动组织有序化 细胞集体中的相变由多个控制参数触发。独立调节细胞密度和粘附性(包括计算机模拟和体内实验)表明,粘附性决定了组织的材料状态。研究显示,未交联多能组织中的粘附驱动固化可驱动上皮组织化,揭示了相变指导发育程序。 Decoupling adhesion from jamming in phase transitions drives tissue organization nature.com
三维原子阵列中相干光散射的抑制 周期性原子阵列可调控集体光散射,但大多数研究集中于单维和二维系统。如今,三维阵列的实验表明,相干光散射存在强烈的全向抑制。 Suppression of coherent light scattering in a three-dimensional atomic array nature.com
由粘附驱动的刚性转变与由密度驱动的阻塞解耦,触发胚胎组织中的上皮组织化 组织相变是形态发生的关键。现已确定,粘附驱动的刚性化是上皮组织有序化的关键,但前提是必须与密度驱动的阻塞解耦。 Adhesion-driven rigidity transition decoupled from density-driven jamming triggers epithelial organization in embryonic tissues nature.com
单模和双模磁子热挤压 在磁体中获取压缩态是未来基于自旋的传感与信息技术的核心挑战。如今,在铁磁绝缘体器件中已观察到磁子的热压缩现象,即噪声降至热水平之下。 Single- and two-mode magnon thermal squeezing nature.com
十多个全同原子的 Hong–Ou–Mandel 干涉 Hong–Ou–Mandel 干涉难以扩展至大量粒子的系综。对多达 12 个中性原子的测量现已展现出具有单原子分辨率且损耗可忽略的特征多粒子干涉图样。 Hong–Ou–Mandel interference of more than ten indistinguishable atoms nature.com
钍 -229 寿命被锁定 在大约十年间,单电荷钍 -229 离子的核亚稳态寿命一直困扰着物理学家,因为它似乎比理论预期更短。该解决方案提示了一种罕见的衰变通道。 Thorium-229 lifetime locked down nature.com
悬浮冰桥在座滴冻结过程中的生长与控制 表面上的霜传播因平面内冰碎片的生长而加速,这些碎片连接过冷附着液滴。现报道了一种竞争现象,涉及悬垂的平面外冰桥,其可减缓霜传播。 Growth and control of suspended ice bridges during sessile droplet freezing nature.com
具有内禀扭矩的电子物质波 激光无法在材料中原子尺度上探测或控制旋转。如今,具有内部扭矩的电子物质波展现出在原子尺度上研究和操控材料的潜力。 Electron matter waves with internal torque nature.com
超导 Rashba 合金上原子链中马约拉纳模态对无序势的鲁棒性 马约拉纳零模的存在往往因无序的有害效应而难以在实验中确认。如今,研究表明,在邻近化表面上的磁性原子链即使在存在无序的情况下,也能展现出稳健的马约拉纳态。 Robustness of Majorana modes to a disorder potential in atomic chains on a superconducting Rashba alloy nature.com
基于黑磷斯塔克效应实现的可重构与多功能电路 黑磷斯塔克效应的调控被用于构建可调的数字和模拟电路,包括用于神经网络的晶体管阵列。这为下一代电子学提供了充满前景的机会。 Reconfigurable and multifunctional circuits using the Stark effect in black phosphorus nature.com
电子结构中氧中心平面轨道与多层镍酸盐的自旋密度波重构 镍酸盐和铜酸盐中超导性的潜在相似性一直是一个备受争议的话题。如今,人们在这些材料的电子性质中观察到了显著的一致性,这暗示其微观机制可能存在关联。 Oxygen-centred planar orbitals in the electronic structure and spin-density-wave reconstruction of multilayer nickelates nature.com
通过复杂介质的纠缠辅助图像传输 传统成像方法在处理复杂介质时未考虑入射场的量子特性。如今,研究表明,编码于纠缠双光子态的图像能够穿透散射介质,而经典光则会被其散射。 Entanglement-enabled image transmission through complex media nature.com
更多旋流,更少耗散 得益于亚铁磁多层膜中亚晶格间角动量耗散的重平衡,通过磁体间泵浦机制,可在源端能量损耗更少的情况下产生更大的自旋电流。 More spin flow with less dissipation nature.com
简单的输入 - 输出依赖关系即可解释神经元活动 在神经元中,从输入到输出的映射涉及复杂的生物物理过程。尽管存在这种复杂性,现已表明,简单的计算模型能够解释神经元活动中很大一部分的变异性。 Simple input–output dependencies explain neuronal activity nature.com
不同主动学习方法对概念物理学习的相对优势 已知主动学习在提升物理学习效果方面优于讲授法。现进一步表明,一些广泛使用的主动学习方法彼此之间也存在效果差异。 Relative benefits of different active learning methods to conceptual physics learning nature.com
量子引力的标尺 马克斯·普朗克引入了仅由基本常数定义的长度、时间和质量单位。正如 Saurya Das 所解释,这些单位定义了一个系统,其中量子力学、相对论、引力和热力学在同等基础上交汇。 A yardstick for quantum gravity nature.com
kagome 金属中空间各向异性 Kondo 共振与超导能隙的耦合 磁性杂质如何影响 Kagome 金属中的超导性和电子序尚不清楚。如今,在磁性掺杂的 Kagome 超导体中观测到了各向异性的 Kondo 共振与超导能隙相互交织的现象。 Spatially anisotropic Kondo resonance coupled with the superconducting gap in a kagome metal nature.com
室温下超薄半导体中可控水热弹性热输运 粘性热流和热弹性效应的结合导致MoSe2和MoS2中出现了一种非扩散热传输模式。此外,通过改变样品厚度和选择连续或脉冲加热,可以控制这种热传输模式。 Controllable hydro-thermoelastic heat transport in ultrathin semiconductors at room temperature nature.com