涟漪。（图片来源：iStock/Auris） 缺陷框架为N=4超对称杨–米尔斯理论中的复杂计算开辟新途径。 四维最大超对称杨–米尔斯理论（简称N=4超对称杨–米尔斯理论）是一种具有高度对称性的量子场论，也是研究量子引力和弦理论的重要理论模型。在本工作中，研究团队考察了该理论中一类轻激发与重激发之间的相互作用。其中轻激发为超引力子（supergravitons），是一种无物质量粒子，描述时空的粒子状涟漪；重激发为巨引力子（giant gravitons），对应于时空中具有有限体积的膜（称为D-膜），具有很大的质量。研究的主要目标是理解轻激发在这类重物体背景下的动力学行为。 为此，研究团队分析了一类包含两个轻算符（L）和两个重算符（H）的四点关联函数，称为LLHH关联函数。直接计算此类关联函数需掌握超引力场与巨引力子之间的详细耦合信息，而这种耦合通常极为复杂，因此直接计算极具挑战。该工作的关键思路是将重算符对视为一种零维缺陷。借助这一新视角，原本的四点关联函数可转化为缺陷背景下两个轻算符的两点关联函数，从而可用自举方法计算。 基于该缺陷框架并结合自举技术，研究团队在强耦合极限下计算了两个极大巨引力子与两个任意维数的超引力子的四点关联函数。研究还发现了一种部分破缺的高维隐藏共形对称性，为这些关联函数提供了统一的组织结构。这些关联函数蕴含丰富的物理信息，例如研究团队从中提取了一类重要双粒子态由相互作用引起的领头阶修正。同时，缺陷图像也为更一般的重–轻关联函数提供了自然的描述框架。该工作由此建立了一套研究巨引力子的新框架，并为探究非平面效应以及量子引力与强耦合量子场论中的相关问题提供了新的理论工具。 >>点击此处链接，查看文章原文。 文章介绍 Defect approach to giant graviton dynamics Junding Chen（陈俊定）, Yunfeng Jiang（江云峰） and Xinan Zhou（周稀楠） 通讯作者： 江云峰，东南大学、彭桓武高能基础理论研究中心 周稀楠，中国科学院大学卡弗里理论科学研究所、彭桓武高能基础理论研究中心 期刊介绍 Reports on Progress in Physics 2025年影响因子：15.4  Citescore：23.0 Reports on Progress in Physics（ROPP）作为涵盖物理学各分支的权威性综述期刊，长期以来享有盛誉。所有综述均由编委会邀请全球顶尖专家撰写，覆盖物理的经典和热点议题。同时，ROPP现在开始接受原创研究文章投稿。

AI Horizons是一本全新的国际期刊，致力于发表人工智能领域的高质量研究成果，涵盖用于科学发现的人工智能、工程创新、智能系统以及新兴量子技术等方向。 为什么选择在AI Horizons发表您的研究？ ✅ 钻石开放获取 ✅ 无文章发表费用（APC）——目前作者无需支付出版费用 ✅ 国际化编委团队 ✅ 严格的同行评审 ✅ 快速出版，并提供可引用的DOI ✅ 灵活的格式要求 AI Horizons期刊由宁波东方理工大学主办，并与浙江省科学技术协会、世界青年科学家联合会及IOP出版社合作出版，致力于连接中国蓬勃发展的人工智能研究群体与全球科研人员。 欢迎投稿，与我们共同塑造人工智能的未来！ 期刊介绍 AI Horizons AI Horizons是一本面向国际、跨学科的学术期刊，致力于发表人工智能理论、方法及应用领域的高质量原创研究、综述和观点文章。期刊重点关注以下方向：利用人工智能加速科学发现与工程创新；对复杂时空系统进行建模；以及推动智能系统在物理世界中的行动与应用。同时，期刊也发表人工智能与新兴量子技术交叉领域的研究成果。AI Horizons由宁波东方理工大学、浙江省科学技术协会、世界青年科学家联合会及IOP出版社合作出版。

本篇研究来自成都理工大学/上海交通大学叶芳伟、西安交通大学张贻齐课题组。本文通过对基于彭罗斯铺砌结构的准晶体引入全局旋错拓扑形变，构建了具有任意阶离散旋转对称性的旋错准晶结构，极大丰富了准晶体的线性能谱，使其可以承载新型本征涡旋态以及无阈值稳定涡旋孤子。本研究将准晶中光场局域化理论拓展至具备全局拓扑形变的结构体系，揭示了该类系统在能量或信息鲁棒传输方面的应用前景。 文章介绍 Vortex solitons in disclination quasicrystals Hua Zhong（钟华）, Yaroslav V Kartashov, Yongdong Li（李永东）, Fangwei Ye（叶芳伟） and Yiqi Zhang（张贻齐） 通讯作者： 叶芳伟，成都理工大学/上海交通大学 张贻齐，西安交通大学   研究背景： 准晶结构是一种不具备平移对称性、但长程有序的非周期材料，其特殊的内部结构和对称性可带来丰富的激发演化现象。至今，准晶系统已在凝聚态物理、光学、声学等领域得到了广泛研究。在光学系统中，准晶结构的离散对称性可对涡旋态的传播行为及局域化特性进行调控。然而，此前的研究大多基于最原始的C5彭罗斯准晶结构，关于准晶系统的离散旋转对称性对涡旋光束的影响仍处于空白阶段。本文通过设计离散旋转对称性可变的旋错准晶结构，首次探索了无阈值非线性涡旋光孤子的形成机制及其稳定性与旋转对称性之间的关系，进一步将准晶体中的光场局域化理论扩展到具有全局拓扑形变的系统中，为非周期光学系统中涡旋光束的研究提供新途径。   研究内容： 本文通过在具有C5对称性的非周期彭罗斯准晶中设计全局拓扑缺陷，将旋错引入准晶系统中，构建了具有不同离散旋转对称性的旋错准晶结构。通过对不同对称性下的旋错准晶结构的能谱进行分析，发现这种旋错结构极大的丰富了准晶线性能谱的分布形式，使其可同时支持两类同相及反相的线性涡旋态。而且随着旋错准晶结构的离散旋转对称性增加，系统支持的涡旋态的拓扑荷数也在增加，对于C4旋错准晶结构，仅支持拓扑荷为1的涡旋态，C5,C6结构可支持拓扑荷为1，2的涡旋态，C7结构最高可支持拓扑荷为3的涡旋态。在此基础上，我们引入非线性效应，利用牛顿迭代法寻找到一系列同相及反相非线性涡旋孤子族，这些孤子从其对应的线性涡旋态分化而来，具有无阈值特性，其中同相涡旋孤子可分为能量集中在外层格点和内层格点两种形式。最后，我们对非线性涡旋孤子的稳定性进行分析，发现C4,C5结构中的孤子态具有更好的稳定性及更大的稳定区间，对结构中的无序也具有一定的鲁棒性。本文不仅首次实现了离散旋转对称性可变的旋错准晶结构，也在非线性作用下得到了无阈值涡旋光孤子，并阐明了离散旋转对称性对涡旋态拓扑电荷的约束作用及对孤子的传播动力学稳定性的影响，填补了相关空白，为非周期光学系统中涡旋光束的动态调控提供了新的理论支撑。 作者介绍 叶芳伟  教授 成都理工大学/上海交通大学 叶芳伟，成都理工大学/上海交通大学教授，长期致力于微纳光学和非线性光学的前沿基础研究和应用研究。在Nature、Nature Photonics、PRL等学术刊物上共发表SCI论文140余篇。任IEEE Transactions on Nanotechnology, Frontiers in Nanotechnology, Scientific Reports编委，全国光孤子学术委员会主席。先后入选“上海市优秀学术带头人计划”、“上海市东方英才计划领军项目”、“教育部长江学者奖励计划特聘教授”、“天府峨眉计划领军人才”等。   张贻齐  教授 西安交通大学 张贻齐，西安交通大学电子科学与工程学院教授，长期从事拓扑光场非线性调控的基础研究。以第一作者和通讯作者在Nature Physics、PRL、Advanced Materials、Nature Communications、Light: Science and Applications、Science Bulletin等发表论文100余篇。获得陕西省杰出青年基金项目、陕西高等学校科学技术研究自然科学一等奖、陕西省自然科学二等奖等，入选陕西省普通高校“青年杰出人才”支持计划，连续入选斯坦福大学全球前2%顶尖科学家年度榜。 期刊介绍…

特刊详情 客座编辑 蒋婧  副教授 河北工业大学 蒋婧现任中国河北工业大学健康科学与生物医学工程学院副教授。其研究主要聚焦于先进合金的设计与加工，包括非晶合金和高熵合金。研究方向涵盖合金粉末、带材及块体材料的成分设计、先进制备工艺与性能评估，尤其关注这些材料的力学性能和生物学性能。近期，其研究重点是通过成分设计、相工程与界面工程开发高性能金属材料，以满足生物医学和结构应用领域的需求。   陈娜  副研究员 清华大学 陈娜，博士，清华大学材料学院副研究员。2008年在清华大学获得博士学位。2008年至2010在日本东北大学从事博士后研究，2010年-2013年在日本东北大学担任助理教授，2011年-2012年在德国卡尔斯鲁厄理工学院纳米研究所访问，2013年3月入职清华大学材料学院。长期在非晶态金属材料领域从事研究工作，注重实验创新与理论探索相结合，在非晶态磁性半导体、纳米金属玻璃、块体非晶合金的开发及应用等方面开展了较为系统深入的研究，兼任国际期刊Journal of Alloys and Compounds的编辑。   Soo-Hyun Joo  教授 韩国檀国大学 Soo-Hyun Joo现任韩国檀国大学材料科学与工程系教授。他的研究主要聚焦于先进金属材料的设计与加工，包括复杂浓缩合金、纳米多孔金属和三维架构金属材料。其研究方向涵盖液态金属脱合金、高强度低热膨胀合金的微观结构设计、低温力学性能以及先进金属-金属复合材料。近期，他的研究尤其关注通过相工程与界面工程开发高性能金属材料，包括用于低温应用的低热膨胀合金，以及通过液态金属脱合金法制备的三维互连材料。   雷雨超  副教授 湖南大学 雷雨超现任中国湖南大学机械与运载工程学院副教授。2023年，他结束在日本东北大学材料研究所的博士后研究后加入湖南大学，并于2021年在该校获得材料加工专业博士学位。他的研究主要聚焦于金属增材制造（AM），涵盖其背后的基础物理冶金机制，以及先进工艺和增材制造设备的开发。通过结合实验与建模研究，他致力于深入理解增材制造工艺、凝固微观结构与金属材料性能之间的关系。他从两个方向推进这一研究：一方面，利用物理冶金学原理挖掘增材制造的潜力；另一方面，借助增材制造技术，使物理冶金研究能够探索传统加工方法难以实现的条件。   主题范围 金属材料在现代工程、航空航天、汽车、能源和生物医学等领域发挥着不可或缺的基础性作用。随着社会快速发展，市场对金属材料的需求日益增长，不仅要求材料具备优异的力学性能和耐久性，还希望其兼具催化、智能响应和生物学等多功能特性。近年来，金属材料成分设计与制造技术取得了重大突破，推动了该领域的快速发展。因此，我们认为，适时推出这一专题合集十分必要，旨在展示该领域最新、最优秀的研究成果。 本特刊旨在搭建学术交流平台，深入探讨材料成分、创新加工技术、微观结构演变，以及实际服役条件下性能优化之间的关键联系。 我们诚挚邀请广大科研人员投稿，研究主题包括但不限于以下方向： 先进合金设计： 包括高熵合金、非晶合金和轻金属（如镁、铝、钛）。 创新制造与加工技术： 包括增材制造（3D打印）、剧烈塑性变形以及先进热机械加工技术。 微观结构与性能： 表征微观结构演变并评估材料性能，尤其关注材料在极端环境条件下的表现。 计算与数据驱动方法： 将计算材料科学、模拟和机器学习应用于合金设计。 前沿应用： 先进金属材料在能源、航空航天和生物医学工程领域的应用。 我们欢迎能够深化对先进金属材料基础认识并推动其技术应用的原创研究论文、综述和观点文章。   投稿流程 特刊文章与MRX期刊常规文章遵循相同的审稿流程和内容标准，并采用同样的投稿模式。 有关准备文章及投稿的详细信息，可以参阅IOPscience页面的作者指南。 作者可登入期刊主页进行在线投稿，先选择“文章类型”，然后在“选择特刊”的下拉框中选择“Focus on Advanced Metallic Materials: Design, Processing and…