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《国家科学院院刊》

无序固体中存在不连续不稳定性

近日，中国科学技术大学教授徐宁研究小组揭示了无序固体中的不连续不稳定性现象。相关研究成果8月16日发表于美国《国家科学院院刊》。

该研究团队报道了和折叠不稳定性迥异的另一种异常不稳定性，这种不稳定性由“稳定键”的断裂引起，它的移除会产生不稳定的振动模式。在常规研究系统，例如具有有限范围粒子间谐波相互作用的系统中，这种“不连续不稳定性”不仅难以避免，而且往往主导着失效模式。稳定键在无序固体中普遍存在，虽然它们不会在相互作用截止点刚度消失的系统中引发不连续不稳定性，但它们是早期机械故障的局部指标。因此，稳定键不仅影响不连续不稳定性，也为折叠型的不稳定性提供了准确的结构预测。

据悉，在足够大的载荷下，固体材料通过重排流动，使其中的粒子改变位置。这种可塑性最容易在低温和加载率无限小的非热准静态极限中出现，只有当系统机械不稳定时才会发生重排。对于无序固体，这标志着重排开始的不稳定性长期以来被认为是折叠不稳定性，其中能量势垒消失，正常振动模式的频率也会连续消失。

相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2304974120

《自然》

极化激元磁可调谐光学现象

近日，美国纽约市立大学的Vinod M.Menon研究小组揭示了由自杂化极化激元调谐的范德华磁体中的磁光学现象。相关研究成果8月16日在《自然》上发表。

该研究团队研究了在没有外腔反射镜的情况下，支持光子和激子强耦合的范德华磁体磁光特性。在层状磁性半导体中，研究团队发现了一种被称为极化激元的涌现光物质杂化体，它能够大大增加磁性、电子和光学特性之间关联的光谱带宽。这一发现使得外加磁场和磁振子的光学响应在很大程度上可调。研究结果表明，范德华磁体中激子-光子自杂化的重要性得到了进一步强调，同时也激发了通过强光-物质耦合来操纵量子材料性质的新方向。

据悉，利用光来控制量子材料具有基础和技术上的重要性。最近的研究通过利用光和物质在光学腔中的强耦合，成功地修饰了这些量子材料的一些显著特征。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06275-2

在魔角石墨烯中发现多种量子相

近日，美国普林斯顿大学Ali Yazdani研究小组探究了魔角石墨烯中多体波函数的量子结构。相关研究成果8月16日发表于《自然》。

该团队使用高分辨率扫描隧道显微镜研究了MATBG中关联相位的波函数，包括绝缘相、赝隙相和超导相在内的间隙相波函数，发现石墨烯原子晶格表现出明显的破缺对称模式，该模式具有超周期性且对摩尔尺度具有复杂的空间依赖。为了更好地理解这些量子相，研究人员引入一种基于对称性的分析方法，使用一组复值局部序参数。这些参数能够区分各种关联相位，并显示出复杂的结构。

研究人员比较了关联绝缘体在电子填充时的量子结构与理论基态的预期结构。在典型的MATBG器件中，这些结构与提出的不相称螺旋序非常匹配。而在超低应变样品中，该研究的数据具有局部对称性，如时间反演对称谷间相干相位。此外，MATBG的超导状态表现出很强的谷间相干特征，只能与其相敏测量的绝缘体区分开来。

据悉，电子之间的相互作用会生成具有新物质的多体量子相，其波函数能够反映电子的关联效应、对称性破缺以及集体激发。在魔角扭曲双层石墨烯中发现了多种量子相，包括关联绝缘相、非常规超导相和磁拓扑相。然而，缺乏关于可能出现的对称性破缺的微观信息，阻碍了人们对这些相位的理解。

相关论文信息：https://doi.org/10.1038/s41586-023-06226-x

《物理评论A》

自束缚量子液滴助力杂质物理学研究

近日，印度加尔各答科学教育与研究所的S. Sinha研究小组与美国俄亥俄州立大学的Sayak Biswas以及德国汉诺威莱布尼茨大学的L. Santos合作，研究了二元玻色混合物准一维液滴中的杂质性质。相关成果8月16日发表于《物理评论A》。

该研究团队证实，嵌入准一维液滴中的杂质性质是由反作用和量子涨落之间的相互作用决定的。由于这种反作用，排斥性杂质可能在液滴内部形成亚稳态准束缚态。相比之下，吸引性杂质仍然与液滴紧密绑定，引起液滴和杂质激发的杂化，以及特殊的散射共振。有趣的是，杂质俘获可能仅仅由量子涨落的影响造成。这些结果可以很容易在实验中通过掺杂目前可用的二元混合物液滴实现。

最近生成的二元玻色混合物的自束缚量子液滴，为杂质物理学的研究提供了可能性。

相关论文信息：https://doi.org/10.1103/PhysRevA.108.023311