多体动力学局域化实验观测带来新见解
量子踢转子模型是量子物理中一个典范模型系统。作为受驱量子系统,它展现出动力学局域化特征,特别是动量空间中的安德森局域化。然而,相互作用的量子多体踢转子被认为会破坏局域化。
研究者通过实验观测到Lieb-Liniger型量子多体踢转子中的多体动力学局域化现象。在一维几何中,经过数百次正弦脉冲势场驱动的相互作用量子简并玻色原子,其动量分布在初始演化后停止扩散。这一结果为理解经典混沌世界与量子物理领域之间的边界提供了新见解。
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https://doi.org/10.1126/science.adn8625
研究揭示担子菌早期生殖细胞隔离机制
在有性生殖生物中,新突变的遗传高度依赖于生殖细胞确立的时机。研究者利用形成仙女圈的硬柄小皮伞真菌,对真菌界生殖细胞晚期分离的普遍假设提出了挑战。
通过为期7年采集仙女圈不同部位的蘑菇样本,并采用全基因组测序鉴定不同组织中的新发突变,研究人员发现可育组织(产孢组织)与不育组织积累了不同的突变谱,表明该物种中用于孢子生产的生殖细胞在菌丝体阶段即已确立。
此外,生殖细胞携带的突变数量少于不育组织,表明其突变率更低。这些发现提示,早期生殖细胞隔离现象在多细胞生物中的普遍性可能远超既往认知。
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https://doi.org/10.1126/science.adu8580
氦和氢原子通过单层石墨烯衍射
原子在材料表面的衍射为研究结构、相互作用及动力学过程提供了精细的观测手段。然而,该方法目前仅局限于反射模式下的测量——此前仅亚原子粒子能实现穿透材料的衍射,而原子穿透衍射始终是一项挑战。
研究展示了千电子伏特量级动能的氦原子与氢原子在垂直入射条件下穿透单层石墨烯的衍射现象。尽管这些原子具有高动能且与石墨烯电子系统发生耦合,研究者仍观测到了相干散射现象。
这种相干性的保持源于飞秒尺度的超短相互作用,使得投射原子与晶格之间的动量传递极为有限。
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https://doi.org/10.1126/science.adx5679
深度学习预测国家点火装置的聚变点火
美国国家点火装置(NIF)近期开展的惯性约束聚变实验成功实现点火,其产生的聚变能量超过了驱动实验的激光能量。
在该实验实施前,一种融合辐射流体动力学模拟、深度学习、实验数据与贝叶斯统计的生成式机器学习模型,以超过70%的预测概率成功预判了本次实验达成点火的结果。
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https://doi.org/10.1126/science.adm8201
(李言编译)
《中国科学报》 (2025-08-19 第2版 国际)