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手性磁子的物理机制与研究进展

林万兴，邓瀚宸，王保田，姚道新

物理学报, 2026, 75(5):050706

doi: 10.7498/aps.75.20251645

cstr: 32037.14.aps.75.20251645

手性磁子是磁有序体系中一种独特的自旋集体激发，其色散在动量反演下不再对称，自旋波沿相反方向传播时呈现不同的本征频率和寿命，因此在自旋信息传输、非互易器件以及热自旋转换等方面具有重要的应用潜力。近年来，交错磁性的提出与迅速发展，拓展了手性磁子的物理起源与研究框架，使其成为凝聚态物理的研究前沿。本文系统梳理手性磁子的物理机制及研究进展，揭示其从对称性破缺至多体非厄米调控的完整体系，并探讨室温器件化路径。通过文献综述与理论分析相结合，归纳手性磁子的物理起源、对称判据、典型材料验证、拓扑边缘态、输运补偿效应，以及多体相干与非厄米效应。展望高通量手性磁子材料筛选、跨平台联用测量及几何相位工程，以期推动手性磁子向低功耗自旋逻辑与量子路由的实用化发展，为磁子学研究开辟创新路径。本综述可为手性磁子的物理机制解析、新材料制备与实验观测，以及相关电子器件设计提供参考。

图1 手性磁子的理论起源与对称性机制   (a) Rashba-Dresselhaus 类比下的磁子非对称；(b) 交错磁性的研究版图；(c) SSG视角下的共线磁体分类树

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脉冲星时与原子频率基准结合的时间标准

杨廷高，童明雷，胡悦

物理学报, 2026, 75(5):051101

doi: 10.7498/aps.75.20251505

cstr: 32037.14.aps.75.20251505

利用国际脉冲星计时阵(IPTA)第2次释放的版本A中62颗脉冲星计时资料构建了综合脉冲星时EPT62。EPT62的构建充分考虑了每颗星的计时噪声，采用包括Cholesky变换的加权广义最小二乘算法，提取出国际原子时TAI的误差信号EPT62-TAI。国际权度局(BIPM)实时发布原子频率基准与TAI的频率差数据，为时间标准的构建提供定义国际单位制SI秒的频率基准。采用结合平滑滤波器能够将EPT62-TAI跟原子频率基准与TAI的频率差结合起来，从而得到脉冲星时与原子频率基准结合的时间标准CPA。描述了CPA构建过程，详细比较了CPA与BIPM构建的地球时的性能。CPA具有综合脉冲星时的长期频率稳定度，又有原子频率基准的准确度，因此也可用作地球时。最后，简洁地给出问题讨论与结论。

图1 EPT62-TAI(蓝线)和TT(BIPM2015)-TAI(红线)的比较

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动量晶格中相互作用诱导的自俘获现象观测

安飞龙，王云飞，李玉清，武寄洲，刘文良，李鹏，付永明，肖连团，马杰，贾锁堂

物理学报, 2026, 75(5):050306

doi: 10.7498/aps.75.20251439

cstr: 32037.14.aps.75.20251439

自俘获是指波(如光波或物质波)在系统非线性作用下，克服其固有的扩散趋势，从而在极小空间尺度内传播的现象，是理解孤子形成、局域化行为等非线性物理过程的关键。动量晶格作为一种基于超冷原子分立动量态的合成维度，在拓扑物理、局域化等方向研究表现出巨大潜力，为研究自俘获效应提供了重要的实验平台。在动量晶格中，系统的非线性来源于原子间的相互作用，这会显著影响原子在动量晶格中的动力学演化特性，诱导产生宏观自俘获的现象，然而目前基于动量晶格的自俘获现象仍处于探索阶段。本研究基于超冷铯原子动量晶格，利用Feshbach共振技术调节原子s波散射长度，测量了不同相互作用强度下系统的动力学演化行为，随着原子间相互作用的增强，原子由零动量态向高动量态的扩散行为明显受到抑制，在强相互作用区间表现出宏观自俘获现象。研究过程选择动量分布宽度d来量化分析原子的动力学特征。实验结果为基于动量晶格实现量子多体物理的研究提供了重要参考。

图3 不同散射长度情况下，原子动量分布宽度d的动力学演化结果，近邻格点耦合强度J=h×500Hz，图中实线为Gross-Pitaevskii方程计算结果，误差棒为实验数据标准差

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纳秒激光作用下金属靶烧蚀-等离子体演化-辐射的耦合模型

周颖，吴坚，孙浩，李京徽，李小璇，黄树志，何佳瑶，刘星雨，杭玉桦，裴翠祥，李兴文

物理学报, 2026, 75(5):050502

doi: 10.7498/aps.75.20251464

cstr: 32037.14.aps.75.20251464

纳秒激光与金属材料相互作用涉及多个复杂物理过程，构建能够统一描述各阶段的自洽模型是当前研究的重点。本文以纯铁为研究对象，建立了一个涵盖激光能量沉积、固液相变、气液界面动理学输运、等离子体膨胀电离、组分扩散、热/黏性输运与光谱辐射的多物理场耦合模型。采用隐式紧致差分与Mac-Cormack显式格式对纯铁烧蚀动力学进行分区数值求解。计算结果揭示了等离子体屏蔽效应的产生及其对蒸发过程的抑制作用；明确了早期蒸发产物以声速逃离努森层，蒸气质量占总烧蚀质量的81.6%。研究再现了等离子体羽流从高温高电离态(Fe³⁺主导)向低温中性原子(Fe⁰主导)演化的全过程，以及光谱从“连续谱强、离子线主导”到“原子线凸显并出现自吸收”的动态转变。通过与实验测量光谱以及PrismSPECT、NIST LIBS程序计算结果的定量对比，验证了全链条自洽建模在预测等离子体辐射特性方面的必要性，为激光加工、光谱分析等应用提供了一种可靠的数值模拟工具。

图1 纯铁激光诱导等离子体时间积分光谱的实验与计算对比 (a)实验测量光谱；(b)本文计算光谱；(c) PrismSPECT planar 计算光谱；(d) PrismSPECT zero-width 计算光谱；(e) NIST LIBS 计算光谱；阴影区标注为光谱仪通道(Ch1—Ch6)的波长覆盖范围

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低空飞行器的μ子单粒子效应风险评估

邱子健，林苏杰，崔昱东，刘奕含，杨莉莉

物理学报, 2026, 75(5):050201

doi: 10.7498/aps.75.20251448

cstr: 32037.14.aps.75.20251448

随着低空经济的快速发展，无人机、电动垂直起降飞行器(eVTOL)等低空飞行器的辐射环境安全问题日益凸显。传统研究多聚焦于中子、质子等粒子的影响，而对μ子诱发的单粒子效应(SEE)风险，尤其是在极端太阳事件下的影响，尚缺乏系统评估。本文采用本地化大气模型，利用CORSIKA蒙特卡罗程序模拟了不同城市上空的大气簇射过程，并结合其他先进半导体器件的电子学模拟工作，量化评估了我国不同地区低空飞行器在静态宇宙射线背景及地面增强事件(GLE)下的μ子SEE风险。结果表明，在静态情况下，采用先进制程(≤45 nm)体硅(bulk)工艺芯片的飞控系统(1 MB内存)在我国所有城市均面临不可忽视的μ子SEE风险；相比之下，采用全耗尽硅绝缘体(FD-SOI)晶体管的系统则能有效规避该风险。而对于内存较大的系统(1 GB)，无论选用何种工艺，都必须采用冗余等加固措施。针对地面增强事件(GLE)，本文创新性地提出了μ子危害等级概念以评估区域风险差异，结果显示，GLE期间，中低纬度地区的μ子SEE风险加剧可忽略，但高纬度地区风险显著增加。

图6 模拟得到的不同城市低能μ子积分流强(10—100 MeV)随海拔高度的变化，以及ASIL-D安全等级所容许的流强上限(不同制程、工艺和系统内存)。左图和右图分别表示系统内存为1 MB和1 GB的情况，绿色实线、蓝色虚线、黑色点线分别代表FDSOI晶体管、FinFET晶体管和Bulk晶体管的安全流强上限(对应的制程大小已在图中标注)

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《物理学报》2026年第5期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/5