【每周物理摘要】9/28/2020
以下內(nèi)容選自APS Physics Magazine (https://physics.aps.org/)
Shining a Light on Hidden Spin Dynamics |?揭示隱藏的自旋動(dòng)力學(xué)
研究人員將鐵磁共振與X射線(xiàn)反射率結(jié)合起來(lái)，繪制出多層磁體的復(fù)雜自旋行為。
自從威廉·倫琴（Wilhelm R?ntgen）繪制妻子的手的第一幅骨骼圖像以來(lái)，X射線(xiàn)顯露隱藏物體的出色能力已變得司空見(jiàn)慣。而且，由于有了同步加速器，今天的X射線(xiàn)技術(shù)可以揭示的不僅僅是物體的形狀。在這些設(shè)備上，可以精確調(diào)整X射線(xiàn)的波長(zhǎng)，以增強(qiáng)X射線(xiàn)在與不同元素中電子的原子鍵合能一致的能量下的吸收和反射。這種共振散射和吸收為實(shí)驗(yàn)人員提供了強(qiáng)大的能力，可以窺視復(fù)雜的材料并剖析這些元素的貢獻(xiàn)。同步加速器還提供了一些其他的實(shí)驗(yàn)旋鈕來(lái)進(jìn)行調(diào)整，例如，可以選擇X射線(xiàn)的偏振和X射線(xiàn)束的快速脈動(dòng)?，F(xiàn)在，英國(guó)鉆石光源公司的戴維·伯恩（David Burn）及其同事將這些不同的組件組裝成一種裝置，揭示了磁性多層結(jié)構(gòu)中復(fù)雜且不均勻的自旋動(dòng)力學(xué)[?1?]。這種多層結(jié)構(gòu)將在自旋電子學(xué)的新領(lǐng)域中發(fā)揮關(guān)鍵作用，使設(shè)備能夠基于電子的自旋來(lái)存儲(chǔ)和處理信息。
D. M. Burn?et al., “Depth-resolved magnetization dynamics revealed by x-ray reflectometry ferromagnetic resonance,”?Phys. Rev. Lett.?125, 137201 (2020).
閱讀原文：https://physics.aps.org/articles/v13/151
讓無(wú)序主導(dǎo)拓?fù)?|?Let Disorder Dictate Topology
通過(guò)改變光子晶體中的無(wú)序量，研究人員可以控制晶體的幾種拓?fù)涮卣鳌?/strong>
拓?fù)浣^緣子的好處之一是：可以保護(hù)其導(dǎo)電邊緣狀態(tài)免受材料結(jié)構(gòu)無(wú)序的干擾。但是，將這種無(wú)序提高太多，通常會(huì)導(dǎo)致這些拓?fù)涮卣鞯膩G失。在2018年，實(shí)驗(yàn)證明了相反的行為：在拓?fù)浒驳律^緣子（TAI）中，無(wú)序性的增加可以生成“受保護(hù)的邊緣狀態(tài)”，從而將普通的絕緣子變成了拓?fù)浣^緣子?，F(xiàn)在，由新加坡南洋理工大學(xué)的Baile Zhang領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)報(bào)告了一種在光子晶體中實(shí)現(xiàn)的新型TAI [?1?]。他們的實(shí)驗(yàn)表明，該晶體表現(xiàn)出許多以前未曾見(jiàn)過(guò)的拓?fù)洮F(xiàn)象。
G. Liu?et al., “Topological Anderson insulator in disordered photonic crystals,”?Phys. Rev. Lett.?125, 133603 (2020).
閱讀原文：https://physics.aps.org/articles/v13/s123
輕核中精確的宇稱(chēng)不守恒測(cè)量 |?A Precise Parity-Violation Measurement in Light Nuclei
對(duì)于氦3中子俘獲反應(yīng)新的測(cè)量提高了對(duì)少核子系統(tǒng)中宇稱(chēng)不守恒的理解。
在研究原子核中的宇稱(chēng)不守恒時(shí)，一個(gè)公認(rèn)的事實(shí)是，理論上容易測(cè)量的東西在理論上很難計(jì)算，而理論上容易計(jì)算的東西在實(shí)驗(yàn)上很難測(cè)量?，F(xiàn)在，加拿大曼尼托巴大學(xué)的邁克爾·格里克（Michael Gericke）和同事們通過(guò)精確測(cè)量理論上可以理解的核反應(yīng)-氦3核捕獲中子[?1?]?，來(lái)檢驗(yàn)宇稱(chēng)不守恒率，從而幫助應(yīng)對(duì)了這一挑戰(zhàn)。這種測(cè)量有助于使我們更深入地了解核子如何相互作用。
M. T. Gericke?et al.?(n3He Collaboration), “First precision measurement of the parity-violating asymmetry in cold neutron capture on?3He3He,”?Phys. Rev. Lett.?125, 131803 (2020).
閱讀原文：https://physics.aps.org/articles/v13/149
大型鏡面感受波動(dòng)的光子力 |?Massive Mirrors Feel Fluctuating Photon Forces
LIGO和Virgo實(shí)驗(yàn)測(cè)量的是宏觀(guān)尺度上以前觀(guān)察不到的量子效應(yīng)。
為了發(fā)現(xiàn)引力波，Virgo和LIGO實(shí)驗(yàn)測(cè)量了他們的激光干涉儀臂長(zhǎng)的微小變化-變化僅為質(zhì)子直徑的千分之一。研究人員通過(guò)減少“技術(shù)”噪聲（例如，來(lái)自地質(zhì)震動(dòng)干擾和電子設(shè)備的噪聲）來(lái)達(dá)到這種靈敏度，只要探測(cè)器的性能接近量子散粒噪聲（QSN）導(dǎo)致的最終極限即可?，F(xiàn)在，Virgo和LIGO合作已經(jīng)獨(dú)立地觀(guān)察到的另一個(gè)更微弱的噪聲來(lái)源：來(lái)自激光器輻射對(duì)干涉儀反射鏡的壓力[?1，2?]。隨著技術(shù)噪聲的進(jìn)一步降低，管理這種量子輻射壓力噪聲（QRPN）將變得越來(lái)越重要。
F. Acernese?et al., “Quantum backaction on kg-scale mirrors: Observation of radiation pressure noise in the Advanced Virgo detector,”?Phys. Rev. Lett.?125, 131101 (2020).
H. Yu?et al., “Quantum correlations between light and the kilogram-mass mirrors of LIGO,”?Nature?583, 43 (2020).
閱讀原文：https://physics.aps.org/articles/v13/s113
安利時(shí)間
簡(jiǎn)明易懂的量子通訊【合集】
超簡(jiǎn)明現(xiàn)代量子力學(xué)【連載中】
