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西风带范围 西风带

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编译｜冯维维
Nature,7 January 2021,Volume 589 Issue 7840
《自然》2021年1月7日，第589卷，7840期

西风带范围 西风带



粒子物理Partical Physics

Competing magnetic orders in a bilayer Hubbard model with ultracold atoms
超冷原子双层哈伯德模型中的竞争磁序
▲ 作者：Marcell Gall, Nicola Wurz, Jens Samland, Chun Fai Chan & Michael K?hl
▲ 链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03058-x
▲ 摘要
光学晶格中的费米子原子是研究和模拟强相关物质物理的一个有用的模型系统 。
由于高分辨率显微镜技术的发展，目前的研究重点集中在二维系统上 。然而，真实材料的晶格结构，如双层石墨烯 ， 是由耦合层组成的，因此不是严格的二维结构，这必须在模拟中考虑 。
这项研究利用光学晶格中的超冷原子实现了双层费米-哈伯德模型，并证明了层间耦合控制了平面反铁磁有序Mott绝缘子和沿层间键的自旋单线带绝缘子之间的交叉 。
作者通过测量二维层内和层间的自旋-自旋相关来探讨磁序的竞争 。该研究有助探索耦合层哈伯德模型的进一步性质，如理论上预测超导配对机制 。


Single-defect phonons imaged by electron microscopy
用电子显微镜成像的单缺陷声子
▲ 作者：Xingxu Yan, Chengyan Liu, Chaitanya A. Gadre, Lei Gu, Toshihiro Aoki, Tracy C. Lovejoy, Niklas Dellby, Ondrej L. Krivanek, Darrell G. Schlom, Ruqian Wu & Xiaoqing Pan
▲ 链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03049-y
▲ 摘要
晶体缺陷通过散射声子和修改声子谱来影响材料的热传导和热传递特性 。
要了解固体中的缺陷是如何影响热导率和扩散率的，因此必须了解声子—缺陷的相互作用 。作者证明了在透射电子显微镜中空间和角度分辨的振动光谱可以映射单个晶体缺陷的振动光谱 。
他们在立方碳化硅单个叠加错误附近探测到声学振动模式能量的几个毫伏红移，及其强度的显著变化，并发现这些变化仅限于叠加错误的几个纳米范围内 。
这些观察结果说明 ， 最先进的透射电子显微镜的能力为直接映射缺陷周围的声子传播打开了大门，这有望为工程材料的热性能提供有用的指导 。

生物物理与材料物理
Biological & material physics

11 TOPS photonic convolutional accelerator for optical neural networks
光子卷积加速器让光学神经网络每秒运算数万亿次
▲ 作者：Xingyuan Xu, Mengxi Tan, Bill Corcoran, Jiayang Wu, Andreas Boes, Thach G. Nguyen, Sai T. Chu, Brent E. Little, Damien G. Hicks, Roberto Morandotti, Arnan Mitchell & David J. Moss
▲ 链接：
https://www.nature.com/articles/s41586-020-03063-0
▲ 摘要
卷积神经网络受生物视觉皮层系统的启发，是一种功能强大的人工神经网络，它可以提取原始数据的层次特征，大大降低参数复杂度，提高预测的准确性 。
作者演示了一种通用光学矢量卷积加速器，其每秒运算数万亿次（1012次），生成250,000个像素的图像卷积——足以进行面部图像识别 。他们使用相同的硬件组成一个有10个输出神经元的光学卷积神经网络，以88%的准确率成功识别手写体数字图像 。
作者表示，该结果是基于同时交错的时间、波长和空间维度的集成微梳源 。这种方法具有可扩展性和可培训性，适用于更复杂的网络，如自动驾驶汽车和实时视频识别等要求较高的应用 。
【西风带范围 西风带】


Origins of structural and electronic transitions in disordered silicon

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