博文
《物理学报》2023年封面文章合集
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2023-1 封面文章
查俊伟，查磊军，郑明胜
2023, 72(1): 018401.
doi:10.7498/aps.72.20222012
介质电容器具有充放电速率快、低损耗以及柔性易加工等优点，广泛应用于电子电力系统中的关键储能器件，但介质电容器储能密度较低，难以适用于现阶段电气工程更高的应用需求，聚偏氟乙烯(PVDF)基聚合物因具有较高的介电常数与较高的击穿强度得到广泛关注，本文着重介绍了以PVDF为基体的储能复合材料，归纳和讨论包括介电常数、击穿强度和充放电效率3个提高储能密度的机理及其优化策略。最后对高储能PVDF基复合材料现阶段存在的问题以及将来所需要研究的重点进行总结与展望。
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黄天晅，吴畅书，陈忠靖，等
2023, 72(2): 025201.
doi:10.7498/aps.72.20220861
在100 kJ激光装置上开展了基于三台阶整形脉冲的间接驱动惯性约束聚变内爆实验研究。采用传统充气直柱金壁黑腔设计，在激光脉冲作用后期，腔内金等离子体运动对激光能量沉积和X光辐射场空间分布产生严重扰动，导致靶丸赤道驱动偏弱，形成不可接受的扁圆内爆。本文采用新型的花生腔设计，通过调节外环激光光斑及其产生的金泡的初始位置，补偿和缓解金等离子体运动对黑腔X光辐射分布产生的扰动影响，获得球对称的靶丸辐射驱动。在靶丸驱动辐射温度相同的条件下，由于驱动对称性得到显著改善，实验观测到花生腔内爆热斑接近球形，中子产额的测量结果与内爆一维模拟计算结果的比值(YOS)达到30%；而直柱腔内爆热斑呈现扁圆形状，YOS仅为13%。模拟计算和实验结果一致表明，在三台阶整形脉冲驱动内爆实验中，花生腔设计可以有效抑制外环金泡膨胀加剧产生的不利因素，增强辐射驱动和内爆对称性调控，并提高内爆性能。原文链接
2023-3 封面文章
王飞，李全军，胡阔，刘冰冰
2023, 72(3): 036201.
doi:10.7498/aps.72.20221656
α-PbO2相TiO2高压相具有适宜的带隙能和可见光范围的光催化能力，是一种适用于可见光、高效且环保的光催化材料。本文使用金刚石对顶压砧对锐钛矿纳米球进行加压-卸压处理得到了α-PbO2相TiO2高压相。利用透射电子显微镜对比初始样品和卸压样品，观察结果表明晶粒发生了明显形变，高分辨图显示其晶粒中存在大量[100]方向层错和形变孪晶，其中亚微米级晶粒中形成了透镜形片层结构的形变孪晶带；纳米级晶粒中形成了扇形多重形变孪晶。研究表明高压下锐钛矿TiO2可以发生明显的形变，其形变的微观机制与金属类似，主要为形变孪晶和层错滑移，形变孪晶的形成存在明显的尺寸效应。这些结果为TiO2高压相变的尺寸效应研究提供了一个新的切入点，同时还为制备孪晶α-PbO2相TiO2高压相提供了方法。原文链接
2023-4 封面文章
钱祥利，孙惠英，陈天禄，等
2023, 72(4): 049501.
doi:10.7498/aps.72.20221976
HADAR (High Altitude Detection of Astronomical Radiation)是一个基于大气切伦科夫成像技术的地面望远镜阵列，其采用大口径折射式水透镜系统来收集大气切伦科夫光，以实现对10 GeV—10 TeV能量段的伽马射线和宇宙线的探测。HADAR具有低阈能和大视场的优势，因此可以对天区进行连续扫描和观测，在观测活动星系核(Active Galactic Nuclei，AGN)等银河系外伽马射线源方面具有明显优势。本文研究了HADAR实验对AGN的探测能力。基于费米望远镜(Fermi Large Area Telescope，Fermi-LAT)的AGN源能谱信息，将观测能量外推至甚高能能段，同时加入河外背景光的吸收效应，以计算HADAR对AGN源观测的统计显著性。研究结果显示，HADAR运行一年时间，预计将有31个Fermi-LAT AGN源以高于5倍显著性被观测到，其中大部分为蝎虎状天体类型。原文链接
2023-5 封面文章
王阁阳，白川，麦海静，等
2023, 72(5): 054204.
doi:10.7498/aps.72.20222141
阿秒科学是驱动超强超快激光往高平均功率和短脉冲宽度方向快速发展的动力之一。本文针对高重复频率阿秒光源的实际需求，开展了基于国产Yb:CaYAlO4晶体的再生放大理论和实验研究。在理论研究中，根据Yb:CaYAlO4晶体的热透镜计算结果，设计了热稳定性良好的模式可调再生腔；并对晶体π和σ偏振的放大输出能量和光谱进行计算。在此基础上，开展了Yb:CaYAlO4晶体不同偏振性质的再生放大实验研究。在晶体π偏振的实验中，获得了平均功率16.1 W、单脉冲能量1.61 mJ、光谱中心波长1030 nm、光谱半高全宽16 nm的放大输出，压缩后的激光脉冲宽度为149 fs，压缩效率为92.1%，峰值功率大于9.5 GW。在σ 偏振获得了平均功率28.7 W、单脉冲能量2.87 mJ、光谱中心波长1037 nm、光谱半高全宽11 nm的放大输出，压缩后的激光脉冲宽度为178 fs，压缩效率为91.5%，峰值功率大于14.2 GW，光束质量因子M2 < 1.2。以上研究结果实现了目前Yb:CaYAlO4晶体最高平均功率和最大单脉冲能量的输出。针对高重复频率阿秒光源、太赫兹和光参量放大领域的应用，后续计划增加两级行波放大实现平均功率200 W、脉冲能量20 mJ、脉冲宽度小于200 fs的激光输出。原文链接
2023-6 封面文章
生长在Cd(0001)和Bi(111)上的二氰基蒽分子薄膜的对比
张玉峰，卢尧臣，白萌萌，等
2023, 72(6): 066801.
doi:10.7498/aps.72.20222197
分子与衬底之间的相互作用在有机薄膜的生长过程中起着非常重要的作用。对于金属衬底和半金属衬底来说，由于不同的电子结构，二者与分子薄膜之间的相互作用会有明显的差异。本文利用扫描隧道显微镜对比研究了二氰基蒽(DCA)分子在金属衬底Cd(0001)和半金属衬底Bi(111)上的薄膜生长。实验发现，在Cd(0001)衬底上，低温沉积的DCA薄膜表现出三维生长模式，而室温沉积的DCA薄膜表现出二维生长模式。特别是DCA分子单层具有斜方对称的4×√13公度结构，表明DCA与Cd(0001)之间存在较强的相互作用。与此形成鲜明对比的是，在半金属Bi(111)衬底上，低温沉积的DCA薄膜表现出二维生长模式，在分子单层中有莫尔条纹出现，表明DCA单层是一种非公度结构，DCA与Bi(111)之间的相互作用较弱。通过上述的对比研究可以看出，衬底材料的电子结构和沉积温度均可影响DCA分子薄膜的结构和生长模式。原文链接
2023-7 封面文章
RHIC能区Au+Au 碰撞中带电粒子直接流与超子整体极化的计算与分析
江泽方，吴祥宇，余华清，等
2023, 72(7): 072504.
doi:10.7498/aps.72.20222391
非对心的相对论重离子碰撞中，不参与碰撞的核子会对参与碰撞的核子产生纵向拖拽，形成一个相对于纵向倾斜的夸克胶子等离子体(QGP)火球。同时，对撞的原子核可将巨大的轨道角动量沉积于QGP中，使其中的部分子沿系统总角动量方向发生自旋极化。在光学 Glauber模型基础上，本文构建了倾斜的三维QGP初态条件，并结合3+1维黏滞流体力学模型CLVisc，研究了重离子碰撞的末态带电粒子的直接流和Λ/Λ¯超子的整体极化。计算表明，倾斜的初态条件与流体力学模型的结合能够较好地描述RHIC-STAR实验上观测到的直接流与超子整体自旋极化的数据。这为人们利用这些观测量进一步约束重离子碰撞产生的核物质的初始几何与运动学状态提供了理论依据。原文链接
2023-8 封面文章
王勤霞，王志辉，刘岩鑫，等
2023, 72(8): 087801.
doi:10.7498/aps.72.20230039
高精度里德伯原子光谱在研究里德伯原子间的相互作用、里德伯能级结构、电磁场的精密测量等方面具有重要的应用价值，里德伯原子光谱对比度、信噪比的提高和线宽的压窄是获得高灵敏测量的基础。本文通过理论和实验研究了腔增强的里德伯原子光谱，与自由空间的光谱相比实现了在光谱线宽不变情况下11.5倍的光谱对比度和信噪比的提高。其原因是在双光子共振处产生的电磁诱导透明和光泵浦效应会导致腔内原子对探测光吸收的减弱，提高了光学腔的阻抗匹配效率，从而使进入腔内的光强增大，因此提高了里德伯原子光谱的对比度和信噪比，提高的倍数取决于探测光穿过原子的透射率。预期通过优化铯原子温度，光谱的对比度和信噪比能够提高23倍。本工作为提高里德伯原子光谱的对比度和基于里德伯原子的精密测量灵敏度提供了参考。原文链接
2023-9 封面文章
陈开辉，樊贞，董帅，等
2023, 72(9): 097301.
doi:10.7498/aps.72.20221934
SrFeOx (SFO)是一种能在SrFeO2.5钙铁石(BM)相和SrFeO3钙钛矿(PV)相之间发生可逆拓扑相变的材料。这种相变能显著改变电导却维持晶格框架不变，使SFO成为一种可靠的阻变材料。目前大部分SFO基忆阻器使用单层BM-SFO作为阻变功能层，这种器件一般表现出突变型阻变行为，因而其应用被局限于两态存储。对于神经形态计算等应用，单层BM-SFO忆阻器存在阻态数少、阻值波动大等问题。为解决这些问题，本研究设计出BM-SFO/PV-SFO双层忆阻器，其中PV-SFO层为富氧界面插层，可在导电细丝形成过程中提供大量氧离子并在断裂过程中回收氧离子，使导电细丝的几何尺寸(如直径)在更大范围内可调，从而获得更多、更连续且稳定的阻态，可用于模拟长时程增强和抑制等突触行为。基于该器件仿真构建了全连接神经网络(ANN)，在手写体数字光学识别(ORHD)数据集进行在线训练后获得了86.3%的识别准确率，相比于单层忆阻器基ANN的准确率提升69.3%。本研究为SFO基忆阻器性能调控提供了一种新方法，并展示了它们作为人工突触器件在神经形态计算方面的应用潜力。原文链接
2023-10 封面文章
张悦悦，韩伟静，陈同生，王爽
2023, 72(10): 108701.
doi:10.7498/aps.72.20230187
转录终止是调节基因转录过程的重要步骤，关系到基因表达调控过程的正常进行和基因组的稳定性。酵母体系中，Sen1是一种解旋酶，通过水解腺苷三磷酸(adenosine triphosphate，ATP)获得能量来行使在核酸底物上的一维运动，进而实现转录终止功能。然而，Sen1的这种运动机制与转录终止功能的关联，目前尚未清晰的表征。本文应用凝胶电泳迁移方法表征Sen1解旋双链DNA和结合单链DNA的能力，并且发现单个Sen1分子能够结合≤ 24 nt (nucleotide，nt)的单链DNA；进一步，在提供ATP的条件下，应用单分子荧光共振能量转移技术表征了Sen1在单链DNA上的行走功能，其行走速率随ATP浓度变化而变化，符合经典米氏动力学模型；考虑单链DNA底物的长度，可以估算出Sen1的行走速率约为70 nt/s。这些研究结果定量表征了Sen1的行走速率，为理解真核转录终止机制提供了分子马达运动方面的实验数据。原文链接
2023-11 封面文章
刘然，吴泽，李宇晨，等
2023, 72(11): 110305.
doi:10.7498/aps.72.20230356
量子Fisher信息在量子度量与量子信息领域的研究中至关重要，然而在实验中的提取却十分棘手，尤其是对于大尺度的量子系统。这里我们发展了利用测量量子态间重叠的方式来高效提取量子Fisher信息的方法，对于纯态而言，这种方法只需要在量子系统中引入一个额外的辅助比特并施加单次测量即可实现。相对于以往的量子Fisher信息提取方法，需要更少由测量带来的时间资源消耗，因此高效且具有扩展性。我们将这种方法应用于经历量子相变的三体相互作用系统中多体纠缠的刻画，并使用核磁共振量子模拟器实验展示了该方案的可行性。原文链接
2023-12 封面文章
向星诚，马海贝，王磊，等
2023, 72(12): 128701.
doi:10.7498/aps.72.20230080
提出了一种基于太赫兹(terahertz, THz)类电磁诱导透明(electromagnetically induced transpanrency like, EIT-like) 效应的样品阱超材料传感器。传感器基础单元结构由一根金属线和一对开口谐振环(split ring resonators, SRRs)组成，二者耦合产生类EIT效应，在1.067 THz处得到一个半高全宽为178 GHz的透明峰，透明峰最大透过率为89.71%。其传感单位体积灵敏度为178 GHz/(RIU⋅mm3)，进一步分析该超材料谐振频点处的电场分布，发现两侧SRRs的开口处电场最强。我们设计构建样品阱仅在开口最强电场处，以光刻胶为待测物填入样品阱，并成功测得50 GHz频偏，验证样品阱结构可以运用于传感中。经研究分析，样品阱结构成功将样本量缩减至超微量级别，单位体积灵敏度提升至5538 GHz/(RIU⋅mm3)，提高了31倍。该样品阱成功实现对水、人皮肤和大鼠皮肤样本的鉴别，表明了构建样品阱在THz超材料超微量检测领域具有潜在的应用价值。原文链接
2023-13 封面文章
基于C14H31O3P-Ti3C2/Au肖特基结的自驱动近红外探测器
杜立杰，陈靖雯，王荣明
2023, 72(13): 138502.
doi:10.7498/aps.72.20230480
Ti3C2Tx作为新型二维过渡金属碳化物/氮化物(MXene)中的一类，具有丰富的表面官能团(—OH，—F和—O等)，并能够通过进一步的表面功能化调控表现出半导体特性。目前将Ti3C2Tx半导体性质应用在红外光电探测器中的研究还很少。本文研制了一种基于C14H31O3P-Ti3C2/Au肖特基结的自驱动近红外光电探测器。通过膦酸基团与Ti3C2Tx表面羟基的缩合反应，制备了改性的C14H31O3P-Ti3C2二维纳米半导体；并采用滴涂法构建了C14H31O3P-Ti3C2/Au肖特基结光电探测器。该器件在近红外波段(808—1342 nm)显示出良好的检测性能和循环稳定性，1064 nm近红外光照射下最高响应度为0.28 A/W，比探测率为4.3×107 Jones，经10次I-t循环后器件性能保持稳定。由于C14H31O3P-Ti3C2/Au肖特基结光电探测器具备自驱动特性和简单的制备工艺，因此在弱光信号检测方面表现出良好的应用潜力，例如在天文学和生物医学领域。这为基于MXene的近红外探测器的设计和研制提供了新思路。原文链接
2023-14 封面文章
刘义俊，陈以威，朱雨剑，等
2023, 72(14): 147303.
doi:10.7498/aps.72.20230497
范德瓦耳斯材料相对扭转到特定角度时，会出现几乎零色散的莫尔平带，从而产生一系列关联电子物态，例如非常规超导、关联绝缘态和轨道磁性等。在转角双层-双层石墨烯(TDBG)体系中，能带带宽和拓扑性质可以通过栅极施加的电位移场原位调控，使该体系成为良好的研究拓扑相变和强关联物理的量子模拟平台。在一定的电位移场作用下，TDBG中C2x对称性破缺，中性点附近的导带和价带会获得有限的陈数。能带的拓扑性质与强相互作用驱动的对称性破缺使得可以在低磁场下实现并调控陈绝缘态。本工作通过制备高质量TDBG器件，在有限磁场下，在莫尔原胞填充因子ν=1处发现了陈数为4的陈绝缘态。同时还发现纵向电阻出现电阻峰并随平行磁场或温度升高而增强的现象，这类似于3He中的Pomeranchuk效应，推测ν=1处的陈绝缘态或许源于同位旋的极化。原文链接
2023-15 封面文章
余桂芳，李志浩，肖天琦，等
2023, 72(15): 154204.
doi:10.7498/aps.72.20230743
薄膜铌酸锂光学芯片因低损耗、高非线性系数及高电光调制带宽等特性，有望成为开展集成光学量子信息研究的理想实验平台。然而，到目前为止，基于薄膜铌酸锂的单光子源普遍采用周期性极化准相位匹配技术，该技术要求精确地制备电极并对铌酸锂波导进行周期性极化，工艺复杂且对加工精度要求较高。本文提出了一种基于模式色散相位匹配的薄膜铌酸锂单光子源器件。该器件无需制作电极，具备加工简便和集成度更高的优势，同时单光子产率可达3.8×107/(s·mW)，能够满足光学量子信息处理的需求。此器件有望替代传统准相位匹配单光子源，进一步推动基于薄膜铌酸锂芯片的光学量子信息研究的发展。原文链接
2023-16 封面文章
苑涛，戴汉宁，陈宇翱
2023, 72(16): 160302.
doi:10.7498/aps.72.20230740
在拓扑系统中，探索相互作用引起的新奇的拓扑泵浦现象日益受到人们的关注，其中包括由相互作用诱导的非线性拓扑泵浦。本文提出可以利用超冷原子动量光晶格系统，有效地模拟一维非线性的非对角Aubry-André-Harper (AAH) 模型，研究非线性拓扑泵浦的实验方案。首先，通过数值方法计算了一维非对角AAH模型的非线性能带结构随相互作用强度的变化，得到了非线性系统的孤子态解。然后，分析了不同相互作用强度下孤子态的拓扑输运，发现其质心的移动距离具有量子化的输运特征，由所占据能带的陈数决定，并讨论了非线性拓扑泵浦对相互作用符号的依赖性。同时还计算了在不同相互作用强度下，系统最低能带和最高能带对应陈数的分布。最后，基于7Li原子的动量光晶格实验系统，提出了一个非线性拓扑泵浦方案。本文构造了一种近似于孤子态分布的初始态并演示了其动力学演化过程，并分析了绝热演化条件对泵浦过程的影响。结果表明，在动量晶格系统中演示非线性拓扑泵浦具有可行性。本文的工作为在超冷原子系统中研究非线性拓扑泵浦提供了一个可行的途径，有助于进一步探测非线性引起的拓扑相变和边界效应。原文链接
2023-17 封面文章
刘畅，王亚愚
2023, 72(17):177301.
doi:10.7498/aps.72.20230690
磁性拓扑绝缘体是过去十年里凝聚态物理学领域的一个重要研究方向，其拓扑非平庸能带结构与自旋、轨道、电荷、维度等自由度之间的相互作用可以产生丰富的拓扑量子物态和拓扑相变现象。对磁性拓扑绝缘体输运性质的研究是探索其新奇物性的重要手段，对于深入理解拓扑量子物态以及开发新型低功耗电子学器件具有重要意义。本文回顾了近年来磁性拓扑绝缘体输运实验方面的重要研究进展，包括磁性掺杂拓扑绝缘体中的量子反常霍尔效应和拓扑量子相变现象、本征反铁磁拓扑绝缘体MnBi2Te4中的量子反常霍尔相、轴子绝缘体相和陈绝缘体相，以及在脉冲强磁场下陈绝缘体演化出的螺旋式拓扑物态。最后，文章对未来磁性拓扑绝缘体研究的方向和该体系中尚未充分理解的输运现象进行了分析和展望。原文链接
2023-18 封面文章
国防科技大学建校70周年专题——薪火传承、理工结合的70年客座编辑：戴佳钰，赵增秀2023, 72 (18): 180101.doi: 10.7498/aps.72.180101
原文链接
2023-19 封面文章
王晶，焦阳，田文得，陈康
2023, 72(19):190501.
doi:10.7498/aps.72.20230792
自然界中许多活性物质处于高黏度的环境中，研究者们大多采用过阻尼模型来进行描述。近年来，惯性对活性物质运动行为的影响受到了越来越多的关注。本文通过郎之万动力学模拟，研究低惯性活性粒子和高惯性活性粒子组成的混合体系中的相分离现象。研究结果表明，与单一组分的低惯性粒子体系或高惯性粒子体系相比，中等密度的混合体系有利于相分离现象的发生，而高密度的混合体系不利于相分离的发生。此外，中等密度下，在大量低惯性粒子与少量高惯性粒子组成的混合体系中，由于受到高惯性粒子的撞击，低惯性粒子的速度增大，这有利于低惯性粒子与低惯性粒子形成聚集，从而发生相分离。但是随着低惯性粒子的减少和高惯性粒子的增加，高惯性粒子与高惯性粒子之间的弹性碰撞会抑制相分离现象的产生。本研究有助于深入认识活性物质的集体运动行为，为材料的设计与控制提供参考。原文链接
2023-20 封面文章
客座编辑：王恩科，朱诗亮
2023, 72 (20): 200101.
doi: 10.7498/aps.72.200101
历经 90年的建设与发展，华南师范大学形成了“3+2”物理学科研究方向布局，即聚焦发展粒子物理与原子核物理、凝聚态物理、光学 3个传统学科方向和量子科学与技术、光信息物理与技术 2个交叉学科方向. 在华南师范大学90年校庆之际， 我们组织了“华南师范大学建校暨物理学科建立 90周年”专题，主要围绕粒子物理与原子核物理、凝聚态物理、量子科学与技术、光学和光信息物理与技术等研究方向展示部分成果，共包含29篇文章。原文链接
2023-21 封面文章
EAST上中性束注入和离子回旋共振加热下快离子分布函数层析反演
孙延旭，黄娟，高伟，等
2023, 72(21):215203.
doi:10.7498/aps.72.20230846
聚变等离子体中快离子分布函数的速度空间层析反演(tomography)是研究磁约束核聚变装置中快离子分布和输运的重要手段。在东方超环(experimental advanced superconducting tokamak，EAST)中性束注入(neutral beam injection，NBI)与离子回旋共振加热(ion cyclotron range of frequencies heating，ICRF)协同加热实验中，快离子诊断测量信号以及TRANSP模拟获得的快离子分布函数中观测到协同效应产生的高于中性束注入能量的高能粒子。为了研究快离子分布行为，获得不同加热条件下诊断测量的快离子分布函数，采用不同的正则化方法，增加先验信息以及将快离子Dα光谱诊断(fast-ion Dα spectroscopy，FIDA)与中子发射谱仪(neutron emission spectrometers，NES)相结合等方式，有效提高快离子诊断信噪比以及在速度空间权重覆盖率，实现在单独NBI加热以及NBI和ICRF协同加热条件下基于诊断测量的层析反演，获得真实可靠的快离子分布函数。这为下一步提高NBI与ICRF协同加热效率，研究协同加热机制以及相关的快离子分布和输运行为奠定基础。原文链接
2023-22 封面文章
王月，马杰
2023, 72(22):226101.
doi:10.7498/aps.72.20230787
缺陷是半导体领域中最核心的问题。文章采用含时密度泛函方法，模拟了S原子脱离MoS2晶格形成空位缺陷过程中的电子动力学行为，发现该过程中存在显著的非绝热效应。非绝热效应导致S原子需要消耗更多能量以脱离晶格形成空位缺陷。随着S原子的初始动能增大，其脱离晶格形成空位的能量势垒也持续增大，并且在初始动能达到22 eV附近时发生了阶跃式的增长。这是由朗道-齐纳电子跃迁和能级间库仑作用共同导致的。非绝热效应还改变了脱离晶格的S原子上电荷的轨道分布，以及晶格中缺陷附近的电荷分布。此外，还发现该过程中自旋轨道耦合十分重要，必须被考虑。本文阐明了MoS2中S原子空位的形成机制，尤其是电子非绝热动力学的重要作用，为进一步研究缺陷对材料物理性质的调控提供了理论基础。原文链接
2023-23 封面文章
客座编辑：高鸿钧，范桁
2023, 72 (23): 230101.
doi: 10.7498/aps.72.230101
为庆祝《物理学报》创刊 90周年，编委会和编辑部开设“《物理学报》创刊 90周年”特别专栏，由主编高鸿钧和副主编范桁担任客座编辑，邀请了老一辈物理学家及在物理学相关领域做出重要研究工作的学者撰稿，既有纪念性文章，也有观点文章和综述文章。23期出版第一部分 24篇文章，其中3篇为纪念性文章，21篇学术类文章。这 3篇纪念性文章，分别来自《物理学报》的老主编王乃彦先生，老编委吴咏时教授，以及作者代表于渌先生。学术类文章主要有观点和综述文章，内容涵盖量子、表面、材料、计算、物态、天文、统计、磁性等多个研究方向，涉及力、热、声、光、电、磁等多种技术手段，也包含了微观、介观, 到月球和宇宙多空间尺度，体现了物理学丰富的研究对象和内容。原文链接
2023-24 封面文章
陈光临，张志勇
2023, 72(24):248705.
doi: 10.7498/aps.72.20231060
蛋白质的功能往往与其结构和动态变化密切相关。分子动力学模拟是研究蛋白质结构变化的有效方法，然而使用分子动力学模拟对蛋白质的构象空间进行采样需要花费很长的时间。近年来的一些研究表明，使用简单的机器学习模型——自编码器及其改进型，可以在有限采样的情况下，快速完成对蛋白质构象空间的探索。该模型通过训练神经网络，完成对隐变量的提取，同时根据其产生构象，但是由于提取出的隐变量没有直观的含义，探索构象空间的方向会受到影响。本工作通过引入反应坐标(如质心距离等)，建立了一个中间层受监督的自编码器模型，以解决上述问题。该模型应用于噬菌体T4溶菌酶和腺苷酸激酶两个蛋白质分子，结果表明，仅使用短时间分子动力学模拟作为训练数据，就可以探索到这两种蛋白分子的多种典型构象。有监督(合理的反应坐标或者实验数据等)的自编码器模型有望成为探索蛋白质构象空间的有效工具。原文链接
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