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无序半狄拉克费米子的对称性和输运性质

安津可，韩志松，李伟豪，刘浩杰，王云华

物理学报. 2026. 75(17):170704

doi: 10.7498/aps.75.20260737

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在真实的材料体系，杂质和缺陷等无序不可避免地对准粒子产生复杂的散射过程，这使得量子输运计算面临困难。自洽玻恩近似将无序对电子的散射自洽地计入自能和顶角修正，已成为处理杂质散射下电子输运的量子场论方法。然而以往基于自洽玻恩近似的输运研究大多建立在各向同性假设基础上，对各向异性体系缺乏系统而明确的对称性分析方法。本文发展了一套基于离散内禀对称性和动量联合赝自旋空间反射对称性的自洽玻恩近似输运理论框架，将复杂的输运计算约化为少数几个标量代数方程，从本质上简化了自洽矩阵方程的求解，也加深了对赝自旋空间和各向异性体系量子输运的理解。基于此理论框架，本文系统研究了无序散射下半狄拉克体系的能谱重整化和新奇量子输运性质。自洽计算结果表明：1) 自能的实部和虚部都保持了能谱的粒子空穴对称性特征，无序的增强会导致系统从Lifshitz相变临界点的半狄拉克金属相转变到双节点半金属相；2) 在线性色散方向，零能附近的纵向电导率具有一个接近4e²/πh的最小值，且无序的增强没有使其消失，这反映了狄拉克费米子的克莱因隧穿量子本质，然而在抛物线色散方向零能附近的纵向电导率始终是零；3) 在偏离零能的能量范围，纵向电导率呈现出显著的各向异性，体系的霍尔电导率随能量的变化呈现出奇函数特性，相对于费米海的贡献，费米面对霍尔电导起主导作用，无序的增强对纵向和霍尔电导率都起到明显的抑制作用。

图2 (a)霍尔电导率的费米面贡献的费曼图。为了保持阶梯形杂质作用线不产生交叉，考虑两个单电流顶角和两个双电流顶角，从而拆分为(b)—(d)三幅图，其中(d)为(b)和(c)相对于(a)产生的重复项。(e)双顶角Bethe-Salpeter方程对应的费曼图

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有限温度临界性增强的量子计量

辛鲜坤，吴威

物理学报. 2026. 75(17):170601

doi: 10.7498/aps.75.20260624

cstr: 32037.14.aps.75.20260624

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量子计量是利用量子力学原理与量子资源来实现高精度量子参数估计的科技。临界性是一种最常见的量子资源，被广泛应用于各种量子计量方案。然而，热噪声通常会削弱甚至完全消除量子临界性带来的优势，导致现有方案往往局限于零温或极低温环境。为克服这一局限，本文提出了一种基于有限温度热力学相变的量子临界计量方案。该方案建立在探针与待测系统构成的复合整体的热平衡态上，无需精确的动力学调控手段。该方案有效地拓展了临界量子计量的适用范围，并为实现无需超低温冷却的高精度量子计量提供了一条可能的路径。

图3 (a)不同耦合强度下关于温度的量子费舍尔信息ℱ_T，其中橙色实线代表弱耦合近似下的结果，黑色虚线标注了临界温度；(b)，(c)关系ℱ_T∝|t̃|⁻²相应的对数-对数图，所有直线均以斜率2进行拟合；(d)不同耦合强度下关于温度的信噪比R_T，其中黑色虚线标注了临界温度；(e)，(f)关系系R_T∝|t̃|⁻²相应的对数-对数图，所有直线均以斜率2进行拟合。图中，均取N=10³，其余参数与图 1(a)一致

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四夸克态中分子态与正反双夸克态的混合效应

孙志峰

物理学报. 2026. 75(17):170202

doi: 10.7498/aps.75.20260588

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自2003年类粲偶素X(3872)被发现以来，强子物理中涌现出大量无法用传统介子和重子框架解释的新强子态。因此，四夸克态成了该领域的研究热点。本文简要回顾了强子分子态与正反双夸克态的理论研究，重点介绍了在隐局域规范对称性框架下建立的包含双夸克场的有效场理论。通过构建相应的拉氏量，并求解Bethe-Salpeter方程，研究了Z_cs(4000)Z_c(3900)，X(4500)和(2900)等四夸克态候选者。结果表明，这些粒子均可解释为强子分子态与正反双夸克态的混合，其中的正反双夸克态组分占据着重要地位。此外，进一步建立了颜色规范不变的双夸克有效场理论，引入了双夸克与胶子的相互作用，并推导出双夸克-反双夸克系统的单胶子交换势。该理论可以应用于研究四夸克态系统，也可以结合手征夸克模型来考察重子系统。本文为理解四夸克态的内部结构提供了新的理论视角，并可以为未来实验研究提供有意义的参考。

图2 介子-介子到介子-介子、介子-介子到双夸克-反双夸克、正反双夸克到正反双夸克过程的费曼图

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基于可编程拓扑电路的合成参数空间Berry相位测量与调控

杨尚霖，李训栓，贾浩

物理学报. 2026. 75(17):170705

doi: 10.7498/aps.75.20260695

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拓扑电路为可控人工系统中研究能带几何性质提供了灵活实验平台。已有研究多聚焦于大规模周期性晶格系统中真实空间边界态的观测，而可编程少节点系统在合成参数空间中几何相位的测量与调控仍有待发展。本文设计并实现了一种三节点可编程拓扑电路，实现了耦合强度(hopping amplitude)和在位势(onsite potential)连续可调的实三能级哈密顿量。通过阻抗矩阵层析重构本征模，并沿二维合成参数空间中的闭合路径提取Berry相位。实验观察到包围最低两条能带相关锥形交叉点的闭合路径给出接近π的Berry相位，而不包围时相位接近零。进一步引入单节点相对在位势调控，使锥形交叉点在参数空间中发生位移，并在同一固定路径下实现Berry相位在π与零之间的离散切换。该工作表明，可编程电路可用于在合成参数空间中测量与调控几何相位，并为拓扑电路拓展到可编程能带几何调控提供了一种实验方案。

图1 三节点模型概述与在位势调控    (a)三节点实对称模型示意图，节点在位势为ε_a, ε_b和ε_c，节点间耦合为t_ab，t_ac和t_bc；(b)对应的可编程LC电路实现示意图；(c)在ε_a=0，t_ab=1时二维参数空间(t_bc/t_ab，t_ac/t_ab)中最低两条能带带隙∆₀₁=E₁−E₀的分布，实心圆标出与最低能带相关的E₀−E₁锥形交叉点(-1,-1)和(1,1)，叉号标出E₁−E₂简并点(1，-1)和(-1，1)，红色实线和蓝色虚线分别表示路径I与路径II；(d) ε_a=0时三条能带在参数空间中的能级面示意，同时标出了路径I与路径II在能级面上的位置；(e)固定闭合路径时在位势调控导致相关E₀−E₁简并点位于路径内部和移至路径外部的两种代表性情形，对应Berry相位分别为π和0

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膜脂非对称与渗透压差协同调控巨型单层囊泡形态相图

欧阳皓琛，王碧原，孙运海，高欢，金帆，付航，李明，陆颖

物理学报. 2026. 75(17):170902

doi: 10.7498/aps.75.20260533

cstr: 32037.14.aps.75.20260533

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合成细胞分裂依赖膜形变与体积调控的协同作用，但膜自发曲率与约化体积如何共同决定囊泡是否进入分裂相关形变通道仍缺乏系统实验研究。本研究以巨型单层囊泡为模型，通过选取磷脂分子——1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸胆碱（POPC）与1-棕榈酰-2-油酰-sn-甘油-3-磷酸乙醇胺（POPE）——构建基础膜体系，并引入不同浓度溶血磷脂酰胆碱(LPC)调节膜有效自发曲率，同时通过改变外液葡萄糖浓度施加跨膜渗透压差，再结合阶梯式微流控低扰动换液平台和原位共聚焦成像，系统考察囊泡形变路径及形变稳态形貌。结果表明，渗透压差增大通过降低约化体积推动囊泡形变加深，而自发曲率决定形变优先沿外凸还是内陷方向发展；无LPC时囊泡主要表现为球形、口形及内凹颈部等内凹形貌，随着LPC浓度的升高则逐步转向梨形、带颈部哑铃形和长尾形等外凸形貌。进一步建立了囊泡形变稳态形貌的实验相图，发现与分裂兼容的哑铃形颈部结构仅出现在适中的正自发曲率和适中的体积收缩条件下。该研究阐明了自发曲率与约化体积协同调控囊泡形变的规律，为可分裂人工细胞的理性设计提供了实验依据。

图4 LPC浓度与渗透压差对囊泡形变稳态形貌的协同调控    (a)不同参数组合下囊泡的共聚焦形变稳态图像；(b)形态相图，随LPC浓度(横轴)和渗透压差(纵轴)变化的形貌分区(I–VI)。图中分区边界为根据实验数据点的统计结果绘制的指导性曲线，相邻数据点之间的实际转变区间存在由参数采样分辨率和形态分布涨落引入的不确定性

《物理学报》2026年第17期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/17

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