PRL导读-2018年120卷12期

2018 年 4 月 2 日 中科院物理所 共工

序

言

小编本着服务于中国物理学者和物理专业研究生的宗旨，根据PRL摘要对本期所有的快报文章进行中文导读。由于水平有限，不免出现一些不准确的地方乃至错译的地方。公众号下方有留言功能，欢迎专家学者通过留言指出不准确或错译的地方，共同提高公众号的服务质量。留言经编辑确认后，会显示在文章下方，供后来浏览者参考。

普通物理：统计与量子物理

责编：涂展春

动量空间中的约瑟夫逊效应

约瑟夫逊效应是量子超流领域的一个显著现象，在超导体和超流体中被广泛研究。典型的约瑟夫逊结是由两个实空间超导体（超流体）组成的，他们之间通过一个弱的隧穿势垒耦合。Hou等人提出了一种在自旋轨道耦合的玻色—爱因斯坦凝聚体的动量空间中的约瑟夫逊结，其中两个动量不同的态通过拉曼辅助隧穿进行耦合。他们证明约瑟夫逊流不仅可以通过施加相等的电压产生，还可以通过调节隧穿相位产生。他们通过全平均场分析和一个简洁的二能级模型来描述这样一个动量空间中的隧穿相位驱动的约瑟夫逊结。他们的方案为在实验上实现动量空间中的约瑟夫逊结以及探究它们在量子线路中的应用提供了基础。（李耿）

Momentum-Space Josephson Effects

J. Hou, X. Luo, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 120401 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.120401

有机笼形化合物中H₂的量子动力学

氢分子在β-对苯二酚笼形化合物（H₂@β-HQ）中的旋转和平移动力学是量子粒子在各向异性势场中运动的一个实例。Strobel等人通过非弹性的中子散射和拉曼光谱分析方法研究了该实例。高分辨率的振动光谱，包括从美国橡树岭国家实验室的VISION光谱仪收集到的振动光谱，显示氢分子（guest）和β-对苯二酚笼形化合物（H₂@β-HQ）（host）之间的吸引相互作用比其他类似的guest-host系统更强，并且系统的旋转能级劈裂很大。在相关的分子系统中，受限的H₂分子呈现近乎自由的旋转。与之不同的是，解释氢分子在β-对苯二酚笼形化合物（H₂@β-HQ）的行为需要利用二维受阻转子模型，模型中的势垒高度大于两倍的旋转常数（16.2 meV）。（李耿）

Quantum Dynamics of H₂ Trapped within Organic Clathrate Cages

T. A. Strobel, A. J. Ramirez-Cuesta, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 120402 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.120402

单自旋广义Thouless泵的实验观测

一维周期势绝热循环调制会导致量子化的电荷传输，因而被称为Thouless泵。相比于原始的Thoules泵受到能带拓扑结构的约束，Ma等人在实验上观察到了可以被广泛和连续控制的广义Thouless泵。这一新型泵的特殊性质来源于非平衡初态的能带间的相干。这一事实表明，不同本征态的量子叠加分别进行量子绝热跟踪是重要组成部分，这也正是经典物理中所缺少的。在双带绝缘体上，通过将精密的控制场应用于金刚石上的单自旋，作者实现了这种广义Thouless泵的量子模拟。实验结果给出了广义Thouless泵所有的主要特征。由于在他们的系统中，能带间的接触点附近的泵浦最明显，因此这项工作也提出了另一种探测量子或拓扑相变的替代方法。（马宇翰）

Experimental Observation of a Generalized Thouless Pump with a Single Spin

Wenchao Ma, et al .

Phys. Rev. Lett. 120, 120501 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.120501

受不确定因果序增强的通讯

在量子香农理论中，信息的编码和解码利用了量子效应的优势，而通信信道互相连接的方式通常被认为是经典的。在本文中，Ebler等人放宽了量子信道经典结合这一假设，他们的工作表明在量子信道以不同顺序叠加态的方式结合起来的量子通讯网络中，可以实现在传统的量子香农理论中不可能完成的任务。特别是，作者指出，当一个完全去极化的通道的两个相同的拷贝以两个可置换顺序的量子叠加态的形式组合在一起时，就能够传输信息。这一发现违反直觉，通常如果两个通信通道是相同的，使用不同的顺序不应该有任何区别。直觉失效源于如下事实:单一的噪声信道可以是基本的、非交换过程的随机混合，其顺序(或缺乏)会影响传输信息的能力。（马宇翰）

Enhanced Communication with the Assistance of Indefinite Causal Order

Daniel Ebler, Sina Salek et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 120502 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.120502

相互作用扩散粒子的狭孔逃逸

狭孔逃逸（narrow escape）问题是计算一个有界域内的布朗粒子通过区域边界上的一个小孔洞而逃逸所用的平均逃逸时间(MET)。在本文中，Agranov和Meerson发展了一套形式化理论，这一理论可以用来计算扩散粒子组成的有相互作用的气体的非逃逸几率。在某些情况下，非逃逸几率可以用来估算第一个粒子的MET。这一形式化理论是基于涨落流体力学和最近发展起来的宏观涨落理论。另外，作者还揭示了一种存在于化学反应器中相互作用粒子的狭孔逃逸和热扩散间的意想不到的联系。（马宇翰）

Narrow Escape of Interacting Diffusing Particles

T. Agranov and B. Meerson

Phys. Rev. Lett. 120, 120601 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.120601

量子热力学中的强耦合修正

与多体系统强耦合起来的量子系统会与总体热平衡态的一个约化状态相平衡，而偏离在弱耦合极限下系统所处的局部热平衡态。以这一观点为出发点，Perarnau-Llobet等人研究了与热库强耦合的系统的热力学。首先，作者为适用于任意系统的第二定律的三种不同的解读提供了强耦合修正：作为最大可提取功的陈述、关于热量耗散以及卡诺效率的约束。这些修正对小量子系统是重要的，并且它们不会体现在相互作用强度的一阶项中。接着，作者讨论了热机的功率问题，得到了功率由于强耦合而增强的范围。最后，作者以非马尔可夫量子布朗运动为例说明他们的结果。（马宇翰）

Strong Coupling Corrections in Quantum Thermodynamics

M. Perarnau-Llobet, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 120602 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.120602

具有能量—体积耦合的类伊辛模型

Cerdeiriña和Stanley考虑了由单个粒子占据的单元组成的集合，每个单元有两种可能的体积。同每个单元体积耦合的是最近邻之间的相互作用能量，这导致了一种具有一个临界点的相变现象。他们发现这些可压缩单元模型可以作为研究单组分液-液相变和同构固-固相变的类伊辛模型。这些相变都是来源于分子间势场的短程特征。模型的平均场解为寻找液态水状态方程的解析形式提供了线索。（李耿）

Ising-like Models with Energy-Volume Coupling

C. Cerdeiriña, and H. Stanley.

Phys. Rev. Lett. 120, 120603 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.120603

引力与天体物理

导读：郭敏勇；责编：高思杰

Milagro观测到扩散的TeV剩余

可以用脉冲星同等量级光晕解释

米拉格罗（Milagro）伽马射线探测器观测到，在银河系的银道面上，聚集了明亮且量级为TeV的扩散排放物。这种排放物的强度和光谱，用现有的强子伽马射线产生模型很难解释，被命名为“TeV剩余”现象。Linden和Buckman 发现，来自脉冲星的TeV放射物，可以很自然地解释这一现象。最近有发现，在脉冲星周围，尤其明亮的区域，观察到了“TeV光晕”。如果银河系所有的脉冲星都有这种放射现象，每一个产物虽然都在“阈值以下”，但是集合在一起后，沿着银道面可以形成明亮的TeV放射物。并且，他们的模型显示，TeV光晕的伽马射线流比强子伽马射线模型的高500千兆电子伏量级。此外，TeV光晕与TeV剩余在强度和光谱上，也表现一致。最后，他们提出，未来的HAWC探测器将能解决其中的一部分重要问题，可以决定性地证实或者排除这一模型。

Fine Grained Chaos in AdS₂ Gravity

Felix M. Haehl et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 121601 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.121601

标准模型希格斯真空不稳定性的宇宙

信号：以原初黑洞形式存在的暗物质

对于希格斯玻色子和顶夸克质量的当前中心值，在标准模型中，希格斯势在10¹¹GeV的量级上会产生不稳定性。Espinosa等人发现，这种不稳定性的宇宙信号，或许是在暴胀时期由希格斯波动产生的暗物质，并且以原初黑洞的形式存在。暗物质的存在，或许不需要额外的超出标准模型的物理。

Cosmological Signature of the Standard Model Higgs Vacuum Instability: Primordial Black Holes as Dark Matter

J. R. Espinosa, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 121301 (2018)

https://journals.aps.org/prl/pdf/10.1103/PhysRevLett.120.121301

基本粒子与场论

责编：晁伟、刘晓辉

AdS₂引力中的细粒化混沌

量子混沌能通过直到机动时间(scrambling time)u_*的热偏离时序（thermal out-of-time-order）四点函数的指数增长来刻画。Haehl等人讨论了此论断向多点关联函数的推广。作者研究了一维时间重参数化（reparametrization）模的史瓦西理论，该理论描述了二维反德西塔空间的引力以及Sachdev-Ye-Kitaev模型的低能标动力学。作者确认了一系列2k点函数，同时具有“最大辫子化”以及“k-偏离时序”（k-out of time order）的性质。这些2k点函数会指数增长直至时间尺度u^(k)_*~(k-1)u_*。作者认为这是因为增加的量子信息细粒化测量的迅速增加，因而会需要更长的时间来达到他们的热值。

Fine Grained Chaos in AdS₂ Gravity

Felix M. Haehl et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 121601 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.121601

定义量子场论态的复杂度

Chapman等人研究了连续多体量子系统中态的复杂度。作者主要研究高斯态，其中包括了自由量子场论的基态以及这些基态在连续多尺度纠缠的重整华拟设中的遇到近似。作者对于定量描述态复杂度的建议是基于Fubini-Study度规。这导致在变化中的门（无穷小生成元）的应用个数受限于态相关度规的约束。作者最小化了关于su(1,1)代数中的保持动量二次生成元定义的复杂度。在这些操作的高斯态生成的流形上，Fubini-Study度规更能够因子化成有最小化复杂度、能简化到已知的测地线的回路的双曲面。尽管是在远离存在爱因斯坦引力对偶的区域的量子场论，作者发现他们的结果和全息复杂度之间的惊人相似。

Toward a Definition of Complexity for Quantum Field Theory States

Shira Chapman et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 121602 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.121602

椭圆双箱积分：超越多重

对数函数的无质量散射振幅

Bourjaily等人导出了10粒子两圈双箱图积分的解析表示（representation），该表示为对权重为3的多重对数函数的椭圆积分。为了获得最终的形式，作者首先推导改积分的了4重、有理数费曼参数表示，并直接用对偶共形不变交叉比值表示出来，由此所需要的形式就很容易获得。作者通过一个简化的玩具模型来展现这个积分的主要性质并且作者在附件中给出了这两个积分的相关表达式。作者建议了这类积分的一个归一化用来纯化这些积分的多重对数简并并且作者讨论了对于混合迭代椭圆和多重对数积分需要新的“符号学”来把它们写成更加正则的形式。

Elliptic Double-Box Integrals: Massless Scattering Amplitudes beyond Polylogarithms

Jacob L. Bourjaily, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 121603 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.121603

Br(B_c⁺→ J/ψτ⁺ν_τ) / Br(B_c⁺ → J/ψμ⁺ν_μ)

分支比的测量

LHCb测量了Br(B_c⁺→ J/ψ τ⁺ντ ) / Br(B_c⁺ → J/ψ μ⁺ν_μ)分支比，这里τ轻子由τ+→μ+νμ¯ντ的衰变道确认。该分析使用了由LHCb实验记录的相对于3fb^-1的积分亮度的7TeV与8TeV能量尺度下的质子质子对撞数据。考虑了系统误差修正后，LHCb在三倍标准差的置信度发现了一个B_c⁺ → J/ψ τ⁺ντ的信号并且测得分支比为R (J/ψ ) = 0.71 ± 0.17 ( stat ) ± 0.18 ( syst ) 。该结果高于标准模型所预言的中心值但依然在两倍标准差范围之内。

Measurement of the Ratio of Branching Fractions Br(B_c⁺→ J/ψ τ⁺ντ ) / Br(B_c⁺ → J/ψ μ⁺ν_μ)

R. Aaij et al. (LHCb Collaboration)

Phys. Rev. Lett. 120, 121801 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.121801

电弱玻色子横动量分布的

次次领头阶量子色动力学修正

电弱玻色子的横动量分布以及他们的比值能用来探测背后的动力学因此对测试我们对于标准模型的了解尤为重要。他们是精确测量的重要组成部分，如抽取W玻色子的质量。为了完全利用LHC数据的潜力，Gehrmann-De Ridder等人计算了W玻色子的横动量谱以及W/W和Z/W比值的量子色动力学的次次领头阶修正。作者发现考虑了NNLO修正之后，及大地改进了理论对CMS实验结果的描述并且大幅降低了理论的标度不确定。

Next-to-Next-to-Leading-Order QCD Corrections to the Transverse Momentum Distribution of Weak Gauge Bosons

A. Gehrmann-De Ridder, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 122001 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.122001

原子核物理

责编：彭婧

电介质球、薄膜以及金属腔中

原子核同质异能态

²²⁹Th（3/2⁺，7.8eV）的衰变率

作者考虑介质界面效应，从理论上研究了在电介质球、介电薄膜以及导电球形微腔中，²²⁹Th原子核反常低能3/2⁺（7.8±0.5eV）同质异能态的主要衰变道，即g发射和内转换。研究表明：（1）在置于真空或金属腔的介电薄膜和介电微球内部的原子核同质异能态的g衰变率可以降低(升高)几十倍，（2）分布在介质中的源的g活性随时间的变化可以是非指数的,(3) 尺寸与辐射波长同量级的金属空腔不会影响²²⁹Th的内转换概率，这是因为虚光子在很短的距离就会衰减，且其反射波很弱。（王亚坤）

Decay Rate of the Nuclear Isomer ²²⁹Th（3/2⁺，7.8eV）in a Dielectric Sphere, Thin Film, and Metal Cavity

E. V. Tkalya

Phys. Rev. Lett. 120, 122501 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.122501

利用定域手征相互作用研究

质量数直至A=16的原子核性质

基于定域的次次领头阶手征两体和三体相互作用，作者报道了质量数直至A=16的原子核的精确量子蒙特卡洛计算。他们检验了与手征展开和截断相关的理论不确定度，同时还检验了三核子相互作用中相关算符选择的不确定度。虽然在轻核中，截断变化和系统的不确定度非常小，但在¹⁶O中，对于大的坐标空间截断，截断变化和系统的不确定度可能会非常显著。总的来说，他们的研究表明为再现非常轻系统和核子-核子散射性质而构建的手征相互作用，可以很好地描述包括 A=6和12等开壳体系在内的原子核的结合能、电荷半径以及形状因子。（王亚坤）

Properties of Nuclei up to A=16 using Local Chiral Interactions

D. Lonardoni et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 122502 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.122502

利用短寿命同质异能素束流

探测¹⁹F中转动态的单粒子特性

利用包含大量¹⁸F的J^p=5⁺,T_1/2=162 ns同质异能态和它的1⁺, 109.77分钟基态的束流，通过中子转移反应(d,p)的逆运动学，研究了¹⁹F基态转动带的成员。得到的谱强度证实了13/2⁺ 带终结态的单粒子特性。采用在sd壳内构建的一个相互作用进行的壳模型计算，与实验结果相吻合，强化了原子核结构描述中粒子-集体二象性的观念。（王亚坤）

Probing the Single-Particle Character of Rotational States in ¹⁹F Using a Short-Lived Isomeric Beam

D. Santiago-Gonzalez et al.

Phys. Rev. Lett.120, 122503 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.122503

原子、分子与光学

导读：宋新秀；责编：严运安

借由锥形交叉点和电子相干

控制核动力学

Arnold等人采用双态、双模线性振动耦合模型研究核动力学和锥形交叉对电子相干的影响。作者使用多组态含时Hartree方法进行精确的量子动力学计算，发现近Franck-Condon点的非绝热耦合可以在一定程度上保持电子相干性。此外，文中还讨论了在光化电离过程中通过在电子态之间压印相对位相来引导原子核波包的可能性，发现当包含相位差的相干电子波包穿过锥形交叉时有可能实现原子核波包的引导。因此，近Franck-Condon点的锥形交叉是实行控制的必要前提，这就提供了一条通往阿秒化学明确的道路。

Control of Nuclear Dynamics through Conical Intersections and Electronic Coherence

Caroline Arnold, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 123001 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123001

利用激光冷却YbF分子

来测量电子电偶极矩

Lim等人展示如何利用一维亚多普勒激光将YbF分子束冷却到100μK。这是使用超低温分子测量电子电偶极矩的关键一步。文中，作者对比了磁辅助和偏振梯度亚多普勒冷却机制的有效性，并对所做实验进行了建模且与作者所得到的数据一致性很好。

Laser Cooled YbF Molecules for Measuring the Electron’s Electric Dipole Moment

J. Lim, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 123201 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123201

强光学激光场中

原子的激发与稳定性限制

在强光学激光场中，即使在强度超过饱和度的情况下也会发生原子激发。一直以来原子在聚焦激光场中的伴随加速度被认为与所谓的Kramers-Henneberger（KH）原子（强激光场中的束缚原子系统）有很强的联系。由于KH原子的重要性，最新进展已经将对它的纯理论兴趣变为现实世界中的应用;例如，激光成丝效应。考虑到这一问题日益增长的重要性，Zimmermann等人探讨了光场中强场激发的极限，这种极限基本上是因为空间场包络和场传播由电离作用限制的。

Limit on Excitation and Stabilization of Atoms in Intense Optical Laser Fields

H. Zimmermann, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 123202 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123202

气体计量的新视角：

氦、氖和氩的极化率

Gaiser和Fullmuth采用介电常数气体测温法来测定氦气、氖气和氩气的摩尔极化率，相对标准不确定度约为百万分之二。由这三种惰性气体和两种不同的实验装置测得的一系列等温线导致了前所未有的精度。这些数据对气体计量领域致力于压力和温度标准的科学家至关重要。此外，如今理论计算的不确定性比本文所报道的氖和氩的新基准值约略要大3个数量级，我们可以由此检查和改进理论计算。

Polarizability of Helium, Neon, and Argon: New Perspectives for Gas Metrology

C. Gaiser and B. Fellmuth

Phys. Rev. Lett. 120, 123203 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123203

周期性驱动的单Rydberg原子阵列

Basak等人研究了由时间调制的原子场失谐所驱动的单Rydberg原子阵列。周期性调制有效地改变了Rabi耦合，导致Rydberg-Rydberg相互作用下前所未有的动力学，特别是阻塞增强、反阻塞和状态依赖布居囚禁。有趣的是，Schrieffer-Wolf变换揭示了Rydberg气体的关联Rabi耦合这一基本过程。它源于Rydberg-Rydberg相互作用的扩展本质。此外，关联耦合为Rydberg阻塞提供了另一种描述，在周期性调制下表现出了不寻常的行为。最后本文讨论了受驱Rydberg晶格中多体组态的动态局域化。

Periodically Driven Array of Single Rydberg Atoms

Sagarika Basak, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 123204 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123204

环形腔内的驱动—耗散超固体

超固体的一个特征就是超流体和晶体有序性的反直观共存。在这里，Mivehvar等人研究了一个在驱动-耗散体系的稳态中出现的超固体相。作者考察了一个被局限在环形腔的轴线上，且被相干耦合到一对简并的反向传播腔模上的横向泵浦的玻色—爱因斯坦凝聚体。在阈值泵浦强度以上，散射到两个腔模中的光子的干涉生成了一个超辐射晶格，自发地破坏了连续的平移对称，形成了周期性原子模式。晶项稳态继承了玻色—爱因斯坦凝聚体的超流性，从而表现出了超固体的真实性质。超辐射相中出现一个无间隙的集合Goldstone模式，利用空腔输出的两个腔模的相对相位可以对该模式进行无损监测。尽管存在腔—光子损耗，Goldstone模式仍然无衰减，显示了超固态相的鲁棒性。

Driven-Dissipative Supersolid in a Ring Cavity

Farokh Mivehvar, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 123601 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123601

非线性动力学和流体力学

责编：兰岳恒

由反PT对称介质诱导的

奇时间反演PT对称性

本文引入了一种光学系统(耦合器)，其奇时间反演时满足奇PT对称性，τ²=-1。它由嵌入PT-反对称介质中的两个双折射波导实现。该系统具有与大多数传统时间偶对称的物理系统不同的时间反演特性. 因为线性模式的对称保护了简并性，这个耦合器允许一个相干开关工作在二态叠加情形，并通过它们的极化来进行区分。当考虑克尔非线性时，每个线性状态为双重简并，可以分岔成为几个不同的非线性模式，其中一些是动态稳定的。非线性模式以振幅和极化为特征，并以PT-共轭对出现。在应用例子中，文章中描述了一个相干开关工作在二态线性叠加模式并具有一个自由参数。作为第二个例子，报告了非线性模式族的分岔，不寻常的是每个线性本征态产生了几个不同的非线性模式，其中一些是稳定的。我们处理了光学模型，但PT-对称系统的架构是内禀的，可以在其他物理系统中实现。(闫子硕)

Odd-Time Reversal PT Symmetry Induced by an Anti-PT-Symmetric Medium

V. Konotop and D. Zezyulin

Phys. Rev. Lett.120, 123902 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123902

自诱导反作用光学拉力

Zhu等人在周期性的光子晶体中实现了长距离和连续的光学牵引，并支持具有自准直效果的独特Bloch模式。最有趣的是，在这里我们提到的拉力主要是基于局部强度梯度力，由物体对自准直光束的有效反作用产生。这种力与通常持有的概念即基于散射力的光学牵引是截然不同的。而且，这个拉力对角度不敏感并可以同时拉动多个物体。总之，这个新提出的光学力是在一个量身定制的光子晶体背景下，利用自准直光束起光学牵引器的作用，在一个很大空间范围里可以连续拉一个或多个对象。新的牵引机制展现出令人兴奋的优点，例如，自准直频率可以很容易在光子晶体格子上设计出来，用普通的高斯光束对很大范围入射角都可激发。因此，这项工作中提出的概念和结果提供了一个新颖的，有见地的，和切实可行的方法，调制光学力并获得更一般的光学操控手段。(闫子硕)

Self-Induced Backaction Optical Pulling Force

Tongtong Zhu, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 123901 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.123901

超过聚合物减阻的渐近极限

我们知道通过添加少量高分子聚合物可以大大减少湍流的阻力。虽然减阻最初随着聚合物浓度而增加，但最终会饱和到所谓的最大减阻（MDR）渐近线; 这个渐近线的存在一般归因于动力学约化到被压制且持久的湍流运动边缘。与这种公认的观点相反，在本文中，Choueiri等人发现，选择适当参数，聚合物可以减少阻力直至超过渐近极限，而且消除了湍流，使之让位于层流。在较高聚合物浓度下，层流状态变得不稳定，导致流线波动使减阻回到MDR渐近线。我们的研究结果表明，渐近状态与普通湍流是动力学分离的。 (闫子硕)

Exceeding the Asymptotic Limit of Polymer Drag Reduction

George H. Choueiri, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 124501 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.124501

宇称-时间对称声学功能材料晶体中

二维空间里的全向无源单向波矢操纵

用经典波动系统探讨关于宇称-时间对称的非厄米哈密顿量是非常有趣的，因为它可以通过量子-经典类比对宇称-时间对称的系统进行实验研究。在这文章中，Liu等人在宇称-时间对称的声学功能材料晶体中演示二维空间单向波矢量的操作。这里的材料晶体是通过声学功能材料上沟槽和多孔结构交错建造的，这个材料可以提供二维的、广延的、弯曲的内在宇称-时间对称势，允许灵活操纵不成对波矢。在宇称-时间对称不破缺相位到破缺相位的过渡点处，单向声音聚焦可以（连同在相反方向上的无反射声透明）在不同频域通过实验实现。这个演示证实了声学系统能够用于实验研究一般宇称-时间对称物理学，并进一步揭示了其特殊功能，由精准调控空间单向波矢来实现。(闫子硕)

Unidirectional Wave Vector Manipulationin Two-Dimensional Space with an All Passive Acoustic Parity-Time-Symmetric Metamaterials Crystal

Tuo Liu, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 124502 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.124501

狄拉克电子光学中的混沌：

相对论量子嵌合运动态的出现

Xu等人发现二维狄拉克材料系统中新奇量子散射现象，其中经典可积和混沌动力学的特征同时出现并且是可电控的。与不同电子自旋态相关的不同相对论量子指纹是由一种类似于简并被破坏情况下出现旋光效应的物理机制引起的。这种现象与经典复杂动力系统中的嵌合运动态相仿，但这里是在相对论量子条件下的发生的，因而称为“狄拉克量子嵌合运动态”，与之相关的是具有潜在重要应用价值的物理现象，例如自旋极化增强，不同自旋组态下不寻常共存的准束缚态和自旋选择性焦散。通过例如弹道狄拉克费米子系统的光学实现可以对这些现象进行实验观察。(王诗旖)

Chaos in Dirac Electron Optics: Emergence of a Relativistic Quantum Chimera

Hong-Ya Xu, etal.

Phys. Rev. Lett. 120, 124101 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.124101

等离子体与束物理

责编：陈少永

强电场下破裂成核的随机模型

Engelberg等人提出，强电场下破裂的物理机制是位错导致的塑性响应。作者基于电场应力作用下晶核的随机增殖和俘获构建了一个模型。错位群的关键转变引起了突起的形成，并最终导致了电弧的产生。作者采用蒙特卡罗模拟和理论计算研究了这个模型，得到了一个破裂率与电场的简化依赖关系。研究结果与实验中观察到的场与温度破裂一致。（阳青程）

Stochastic Model of Breakdown Nucleation under Intense Electric Fields

Eliyahu Zvi Engelberg, et al

Phys. Rev. Lett. 120, 124801 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.124801

空心通道等离子体加速器中

非共轴正电子束尾场的测量

空心通道等离子体尾场加速是一种为电子和正电子提供高加速梯度的方法，也是实现未来轻子对撞机的关键。然而偏离轴心的束流会产生强烈的横向尾场，从而会导致束流的偏转以及对撞机亮度的降低。这种不良的结果为束流传输的对准精度带来了很高的要求。因此，对非准直束流尾场的直接测量是相关缓解措施设计的必要环节。Lindstrøm等人首次展示了空心等离子体通道中横向尾场的定量测量。实验采用20GeV的离轴正电子束产生尾场，并用另一束较低电荷量的20GeV正电子束探针进行追踪测量。测量结果与理论基本一致。（杨生鹏）

Measurement of Transverse Wakefields Induced by a Misaligned Positron Bunch in a Hollow Channel Plasma Accelerator

C. A. Lindstrøm, et al

Phys. Rev. Lett. 120, 124802 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.124802

长脉冲超强激光的单脉冲

载波包络相位测定

Li等人研究了多周期强激光脉冲的载波包络相位（CEP）对电子束非线性康普顿散射的影响，发现了一种在强相对论机制下特有的CEP效应。当电子束与激光脉冲相对传输时，显著的高能X射线双峰会出现在与电子运动几乎相反的方向。该效应是在相对论相互作用情况下实现的，其中电子的能量需要低于激光峰值处的电子反射条件，并且光子的随机发射效应必须是微弱的。研究发现，利用辐射角分布中的双峰非对称参数可以对多达10个周期的激光脉冲进行CEP的灵敏测量，同时该方法也可应用于超强激光脉冲的特性描述之中。（杨生鹏）

Single-Shot Carrier-Envelope Phase Determination of Long Superintense Laser Pulses

Jian-Xing Li, et al

Phys. Rev. Lett. 120, 114803 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.114803

OMEGA装置上直接驱动实验中

爆靶三维低模式的超分量级控制

在OMEGA装置上的直接驱动试验中，采用多个自发射Ｘ射线成像系统，通过断层扫描的方式来测量1、2、3模直到靶加速结束。结果表明模式由两部分组成：第一部分与激光束能量平衡呈线性变化，第二部分是静态的，其原因包括以下物理机制：激光束时间差、束方向差、束能量的不确定。作者通过调整激光束能量来补偿这些静态模，实验中把靶的低模式低绝热内爆从2.2%减少到0.8%。（阳青程）

Subpercent-Scale Control of 3D Low Modes of Targets Imploded in Direct-Drive Configuration on OMEGA

D. T. Michel, et al

Phys. Rev. Lett. 120, 125001 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125001

湍流等离子体中的相干结构

与谱能量转换：空间滤波方法

离子惯性尺度量级下的等离子体湍流受到以下几种机制的调节，包括：线性波阻尼、磁重联、薄带状流的形成与耗散、随机加热。目前的研究已经发现局域相干结构的出现能够增加耗散渠道以及等离子体的动力学特征。然而，目前尚未出现关于量化尺度间能量转换与空间结构之间的关系的正式理论。在本文中，Camporeale等人通过分析二维高分辨率霍尔磁流体模拟结果，量化了这样的关系。研究采用了空间滤波技术导出了谱能量通量项，其定义为：在计算区域的任意一点穿过给定波数的带有符号的谱能量通量。相干结构的特征由传统的二维小波变换方法得到。通过谱能量通量与小波振幅之间的关系研究，他们发现了尺度变换和相干结构之间的强烈关联。并且，他们还通过调节单个参量，首次量化了由磁场拓扑结构导致的湍流级串的非均匀性。在考虑相干结构低空间滤波因子的情况下，80%的谱能量转换集中在了大约50%的空间内，而50%的能量转换仅仅集中在25%的空间内。（杨生鹏）

Coherent Structures and Spectral Energy Transfer in Turbulent Plasma: A Space-Filter Approach

E. Camporeale, et al

Phys. Rev. Lett. 120, 125101 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125101

凝聚态物理：结构

责编：殷志平

幺正费米气中的动态

超Efimovian膨胀的观测

通过调控时间依赖的外加简谐陷阱频率，Deng等人在一个强相互作用费米气体中观测到动态超Efimovian膨胀。当陷阱频率定制为[1/4t²+1/t²λlog²(t/t_*)]^1/2（t_*与λ为可控参数）且其变化比临界值快时，这种量子气体的膨胀表现出与超Efimova效应相同的新奇动力学现象。膨胀中的云状物尺寸出现具有离散空间标度的明显的双对数周期。这种标度动力学的普适性在无相互作用与幺正极限的费米气体中均得到验证。此外，测量的能量标度表明势能和内能同样具有相位差为π/2的双对数周期性，但是总能是单调递减的。观测超Efimovian演化代表了探索普适性质的范式，并且使我们以一种新的方式通过实验来研究多体非平衡动力学。（刘瑞）

Observation of Dynamical Super-Efimovian Expansion in a Unitary Fermi Gas

S. Deng, P. Diao et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 125301 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125301

时空调制的非互易性热材料

作者针对行波、热导以及比热熔三个方面，研究了具有时空调制性的材料的热性质。研究发现这些材料在一定意义上表现为具有能提供非互易性的内部类对流项的材料。这个特定意义是热通量以相同方向传播时或与参数调制相反时具有不同特性。作者提出了一个有效的媒介描述可以精确地描述这个调制材料，数值模拟支持这一描述并且验证了材料的非互易性质。作者发现这些材料有希望成为热二极管以及用于控制各种尺度热流的其他先进器件的候选材料。(曹锦)

Nonreciprocal Thermal Material by Spatiotemporal Modulation

Daniel Torrent, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 125501 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125501

揭示玻璃液体中结构驰豫

和动态异质性的联系

尽管使用眼镜已有数千年的历史，但是玻璃化转变的本质仍然是神秘的。在接近玻璃化转变时，动态异质性的增长一直被认为在解释结构弛豫的突然放缓中起到关键作用。然而，结构弛豫与动态异质性之间是否存在潜在的联系仍然是含糊不清的。在本篇文章中，作者通过引入隐藏在各种模型玻璃液体的相同动态异质性后面的特征时间尺度来揭示这种联系。他们发现时间尺度对应于液体的动力学易碎性。此外，它导致所研究的所有液体的结构弛豫时间和动态异质性的标度坍塌，以及与相同动态异质性相关的特征温度。作者的发现意味着从动态异质性的角度来研究玻璃化转变比预期的更具信息性。（毛慧灿）

Revealing the Link between Structural Relaxation and Dynamic Heterogeneity in Glass-Forming Liquids

Lijin Wang et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 125502 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125502

预测金属玻璃中的剪切形变事件

剪切形变是金属玻璃塑性形变的基本过程，因此预测剪切形变事件的发生对理解金属玻璃的力学行为至关重要。作者从势能面的角度发现剪切形变的协议依赖行为受沿其最小能量路径的应力梯度控制，作者提出了一个框架以及一个原子方法来预测金属玻璃中不同剪切协议下的剪切形变事件的触发应变、位置和结构转变。作者通过一个模型Cu₆₄Zr₃₆金属玻璃证实了该框架下的预测和非热准静态剪切模拟的结果符合的很好。因此本文提出的这一框架可以作为一个重要的工具用以发展对控制金属玻璃机械行为的形变过程的定量理解。(曹锦)

Predicting Shear Transformation Events in Metallic Glasses

Bin Xu, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 125503 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125503

体心立方铁中单位位错-障碍相互

作用驱动的异常的应变率敏感性

通过采用基于能量面的原子模拟算法，作者在10⁸~10³s^-1的宽应变率范围内研究了体心立方铁中的边缘位错和无序空位簇之间的相互作用。在低应变率（小于10⁵s^-1）状态下，作者发现这种相互作用导致出乎意料的负应变率敏感性行为，因为在热激活和施加的应变率之间的复杂相互影响下出现了不同的中间微结构。本文对先前建立的全球扩散模型的研究结果的影响也进行了讨论。（麻晓波）

Abnormal Strain Rate Sensitivity Driven by a Unit Dislocation-Obstacle Interaction in bcc Fe

Zhitong Bai and Yue Fan

Phys. Rev. Lett. 120, 125504 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125504

钛酸锶中的热输运和声子流体动力学

Martelli等人在一个很宽的温度范围内（2-400K）研究了未掺杂与掺杂钛酸锶的热传导系数κ和热流不同区域的探测。对于未掺杂的SrTiO₃，在低于热传导率峰值对应的温度的一个很小的温度范围内，κ随温度的变化速度高于三次方。此前只在少数固体中观查到这种行为。这种行为由Poiseuille声子流所引起，会在动量守恒散射强于动量损失散射时出现。而掺杂会使这种效应消失。在SrTi_1−xNb_xO₃中，在低于当声学声子的热波长与平均相互掺杂距离相当的温度，晶格的热传导率开始显著下降。在高温下，热扩散率正比于温度的倒数，其前因子由声速与普朗克时间（τ_p =ℏ/k_BT）决定。（刘瑞）

Thermal Transport and Phonon Hydrodynamics in Strontium Titanate

V. Martelli, J. L. Jiménez, et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 125901 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.125901

催化反应条件下在PtRh纳米颗粒上

鉴定CO氧化的催化高活性表面相

在氧化物载体上的Pt-Rh合金纳米颗粒广泛用于多相催化，应用范围从汽车排气控制到能量转换。为了提高催化剂性能，在工业相关的操作条件下，纳米颗粒表面结构与其催化活性的原子尺度相关性是至关重要的。本文作者提出了在接近常压的CO氧化过程中结合原位质谱法对纳米颗粒表面结构敏感的X射线衍射数据。作者通过检测来自特定纳米颗粒表面的X射线衍射信号来识别超薄表面氧化物的形成，并将它们的演变与样品增强的催化活性相关联。Hejral等人的方法为在实际操作条件下以前所未有的原子尺度分辨率来深入表征定义明确的以氧化物为载体的纳米颗粒基催化剂打开了大门。（麻晓波）

Identificationof a Catalytically Highly Active Surface Phase for CO Oxidation over

PtRh Nanoparticles under Operando Reaction Conditions

U. Hejral, etal.

Phys. Rev. Lett. 120, 126101 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.126101

凝聚态物理：电子性质

责编：袁喆，马锋杰，沈卡

Sr₂RuO₄中自旋轨道耦合

和电子关联效应

Kim等人采用动力学平均场理论研究了Sr₂RuO₄中的自旋轨道耦合和电子关联效应，发现自旋轨道耦合不会影响到由关联效应引发的重整化，从而证明即使这些材料存在相当强度的自旋轨道耦合，洪特的钌酸盐金属图像也是正确的。尽管如此，在没有自旋轨道耦合时发生简并的k点处的电子结构会受到自旋轨道耦合影响而显著改变。作者解释了这两个现象可以同时出现的原因并计算了关联电子结构中的自旋轨道耦合效应，发现这些效应的大小依赖于受考察的准粒子态的能量，所以他们引入了一个能量相关的准粒子自旋轨道耦合系数λ^∗(ω)。这种作法也适用于所有自旋轨道耦合和电子关联效应都较大的材料中。（李松）

Spin-Orbital Coupling and Electronic Correlations in Sr₂RuO₄

Minjae Kim et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 126401 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.126401

银/石墨异质结界面处相干电子转移

在由半导体或半金属组成的异质结中，如果光激热电子可以在界面处经历非相干内部光电子发射，那么在异质结金属中将会发生电荷转移。同时，通过电子的偶极相互作用，电荷转移也可以相干地发生在界面处。通常，可以用超快光学技术来研究该类电荷转移，然而很少有方法可以直接探测相干电荷转移过程中的量子相干态。本文中，作者利用相干干涉下时间分辨的多维光子光发射光谱和密度泛函理论来研究银/石墨异质结界面处的相干电子转移。结果显示当把银中由于吸附作用而占据表面态的电子激发到石墨中未占据的σ态时，可以发生共振双光子跃迁过程，从而驱动相干电子转移，且在10个fs内就可以完成相干传输，比非相干转移过程更快更有效。（刘钱）

Coherent Electron Transfer at the Ag/Graphite Heterojunction Interface

S. Tan et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 126801 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.126801

偏离半填充时Anderson杂质的

更高阶费米液体修正

Oguri和 Hewson研究了任意杂质电子填充的Kondo系统的更高阶费米液体关系，扩展了Yamada和Yosida的多体量子理论方法。它部分地包含了基于Nozières唯像描述的相关工作[Filippone et al., Phys. Rev. B 95, 165404（2017）]的微观解释。在他们的公式中，费米液体参量如准粒子能量，阻尼和传输系数通过总顶点函数Г_{σσ’:σ’σ}(ωω’:ω’ω)相联系，这可能被认为是广义Landau准粒子相互作用。他们利用反对称性和解析性质严格地得到了这个函数关于频率ω和ω’的线性阶项。其系数在偏离半填充时存在由非线性磁化率引入的三体涨落的附加贡献。他们还将该公式应用于通过量子点的非平衡输运，并阐明了零偏压峰在磁场中的演化。（方子明）

Higher-Order Fermi-Liquid Corrections for an Anderson Impurity Away from Half Filling

Akira Oguri and A. C. Hewson

Phys. Rev. Lett. 120, 126802 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.126802

在YIG/Co异质结构中

利用自旋转矩激发垂直自旋驻波

由于阻尼系数小，YIG是自旋波长程传播的良好载体。若对YIG施加合适微波磁场，可以实现YIG中自旋波的激发。但是，该方法会产生过高功率的欧姆损耗而使得效率很低。本文中，作者利用宽带铁磁共振技术，表明在YIG/Co异质结中，当YIG中垂直自旋驻波的频率和Co的铁磁共振频率符合时，Co中产生的自旋波通过界面自旋转矩效应，可以在YIG中实现垂直自旋驻波的激发。同时发现，若在异质结中插入一层薄的氧化铝，YIG中的自旋波激发可以被有效抑制，但若采用不太厚的铜层，那么仍可以在YIG中激发自旋波。（刘钱）

Spin-Torque Excitation of Perpendicular Standing Spin Waves in Coupled YIG/Co Heterostructures

S. Klingler et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 127201 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.127201

量子链中的Floquet行为构建

在一维无自旋的相互作用费米子系统中，当改变相互作用参数U和J的比值时，可以发生Luttinger液体向电荷密度波的转变。作者将这样的系统置于一个周期性的电磁辐射场中，利用密度矩阵重整化方法，研究体系的Floquet行为。作者表明，当初始状态和长期状态处于无间隙阶段时，所有渐变速率（ramp speeds）下的最终状态都是幂律相关的。然而，当初始状态和最终状态都是有带隙态时，赝热状态的有效温度依赖于渐变速率。值得注意的是，当辐射场调节系统经历量子临界点时，会产生Kibble-Zurek机制下的量子缺陷。（刘钱）

Floquet Engineering in Quantum Chains.

D. M. Kennes et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 127601 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.127601

软物质与生物物理

责编：严钢

盐掺杂的嵌段共聚物的离子关联效应

虽然共聚物在平均场层次上的研究取得了很大的成功，但是盐掺杂的系统含有强关练的、具有长程相互作用的离子，使得现有的方法难以准确地刻画其性质（尤其是存在强优先溶剂化作用时）。本文作者介绍了一种不同的理论方法—流体密度泛函理论，用以研究盐掺杂如何改变二嵌段共聚物的微相形貌。该方法同时考虑了玻恩势能和根据液态理论的计算得到的离子关联，并且可在同一粗粒化水平上处理链行为、微相分离、离子关联以及优先溶剂化。理论结果显示，随着掺杂的盐增加，优先溶剂效应将导致更强的相分离，且无序相和层状相之间存在一个两相共存区域。作者采用分子动力学模拟的方法对该理论进行了验证，发现两者的结果吻合很好。

Ion Correlation Effects in Salt-Doped Block Copolymers

Jonathan R. Brown et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 127801 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.127801

垂直振动盘上颗粒堆的驰豫动力学

当堆积坡度小于安息角时颗粒堆通常是稳定的，施加振动后颗粒堆会逐渐变成水平形态。这种类型的颗粒驰豫现象广泛地存在于自然界。虽已有一些相应的模型，但颗粒堆弛豫过程的参数依赖仍没有系统性的研究。本文利用高速激光轮廓仪实时地观测垂直振动盘上的颗粒堆的驰豫流量和坡度，并基于实验观测数据提出了非线性扩散输运模型。该模型的唯一的拟合参数为驰豫效率，它反映的是从垂直振动到水平输运的能量转换速率。实验结果显示，驰豫效率是一个定值，并不依赖于实验条件，并且该模型的连续方程可以准确地刻画颗粒堆驰豫的整个过程。最后，作者将该模型应用于系川小行星上的由冲击地震导致的火山弛豫过程，展示了模型的可应用性。

Relaxation Dynamics of a Granular Pile on a Vertically Vibrating Plate

Daisuke Tsuji et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 128001 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.128001

信使RNA序列中

决定蛋白质生成速率的主要因素

翻译(translation)是蛋白质合成过程中的一个重要步骤。最近的实验发现信使RNA的翻译速率依赖于它的密码子序列。然而，密码子序列如何决定蛋白质生成速率（或称翻译效率）仍是分子生物学的一个重要的开放性问题。本文研究了基于完全非对称排它过程的翻译模型，提出了一种解析方法并得到了该模型的显式解。解析结果显示信使RNA的前10个密码子和初始翻译速率是蛋白质生成速率的主要决定因素。该理论预测与面包酵母的全基因组数值模拟的结果吻合很好。作者进一步推断，为了取得最大的蛋白质生成速率，每个基因的起始密码子的附近会选择放置快速密码子。该推断也在面包酵母的5836个基因中得到了证实。

Deciphering mRNA Sequence Determinants of Protein Production Rate

J. Szavits-Nossan et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 128101 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.128101

最小作用路径原理揭示了

从振荡态随机跃迁的细节

细胞的状态是细胞内生化反应的结果。不同的细胞状态之间的转变可以描述为噪声驱动的吸引域逃离问题。以前的工作主要研究从点吸引域的逃离，而忽略了极限环这一具有重要生物学意义的吸引域。本文分析了两个典型的振荡模型，运用大偏差理论中的最小作用路径方法准确地预测了从极限环逃离的轨迹和逃离时间的分布。该方法同时揭示了逃离轨迹的性质，比如相切离开稳定极限环和相切进入稳定不动点，以及系统参数对离开和进入的具体位置的影响。此外，基于最小作用路径的计算比化学朗之万方程的数值模拟要快得多，后者的模拟时间随着系统规模的增大而指数增长。

Minimum Action Path Theory Reveals the Details of Stochastic Transitions Out of Oscillatory States

R. de la Cruz et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 128102 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.128102

无张力的脂质双分子层中的

亚稳态预穿孔结构

脂质双分子层中的水溶性孔隙的形成和闭合是很多生物物理过程中的重要步骤。大孔隙可以利用经典成核理论进行分析，但是目前的研究极少去探索具有生物学意义的小孔隙的自由能全景图。四十年前的电穿孔实验显示，当压力去除后，脂质膜上的孔隙并不会闭合，而是形成亚稳态的预穿孔结构。然而，从理论模型中重现这种亚稳性仍是一个极具挑战性的课题。本文采用两个互补的方法—全原子分子动力学模拟和自洽场论，来确定出现亚稳态预穿孔结构的条件。两个方法的结果一致表明，孔隙的亚稳性取决于脂质的头尾体积比：具有较大的头部体积分数比的脂质可以形成亚稳态的预穿孔结构，反之，预穿孔结构则是不稳定的。而且，膜张力对预穿孔状态的稳定作用是微弱的。

Metastable Prepores in Tension-Free Lipid Bilayers

Christina L. Ting et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 128103 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.128103

纳米尺度下内含物与膜之间的耦合

细胞膜和膜内含物之间的耦合是弹性的，前者影响着后者的活动。这种耦合不仅涉及脂质膜的疏水性厚度，而且与内含物的边界斜率相关。然而，内含物的边界斜率从未被定量地测量。散射实验能够获取纳米尺度下的重要信息，因此本文将小角度X光散射的实验数据与完全弹性模型相结合，对短杆菌肽通道的斜率进行了测定。结果表明，两个完全不同弹性的脂质膜中的内含物都具有很大的边界斜率，并且该参数对准确地描述内含物和膜之间的弹性耦合是必要的。作者将结果应用到数值模拟得到的通道间的平均力势和通过实验得到的有张力下的通道传导率数据，验证了该结果的正确性。

Coupling between Inclusions and Membranes at the Nanoscale

Florent Bories et al.

Phys. Rev. Lett. 120, 128103 (2018)

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.128104

[文字编辑：谢晓芝]

来源：京师物理