Year: 2025

特刊详情 客座编辑 Stuti Haldar，瑞典隆德大学 Giuseppe Pellegrini-Masini，挪威科技大学 Megan Davies，南非斯坦陵布什大学 Rita Vasconcellos L. dOliveira Bouman，挪威科技大学   主题范围 The energy transition agenda has now evolved to being a means to achieve transformative change, addressing socio-economic development and environmental sustainability. The triumvirate of energy justice- distributional, recognition and procedural are a useful framework that offers both evaluative and normative...

Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical（JPhysA）期刊针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程，并探索这些结构的分析、计算和数值方法。近日，我们采访了JPhysA期刊编委之一，来自中国科学院物理研究所的曹俊鹏研究员，让我们一起来看看他对期刊以及领域发展的见解吧。 访谈详情 1. 您为什么选择从事相关的领域研究？ 量子可积系统是现代物理和数学研究中的一个重要分支，在理论物理、强关联体系和高能物理等领域都有重要应用。   2. 您目前从事的研究工作有哪些？ 量子可积系统，非厄米动力学，冷原子体系，凝聚态理论。   3. 您认为五年后该领域的研究重点将会是什么？ U(1)对称破缺量子可积系统的热力学性质，准可积系统，量子多体理论和拓扑物理。   4. 是什么吸引您加入Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical期刊编委团队? JPhysA是一个传统杂志，读者多，关注度高。文章难度和长度适中。坚持关注数学物理领域。   5. 您认为像Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical期刊这样的期刊对领域的发展有什么重要影响？ 期刊发表的大部分论文难度适中，可以帮助年轻人快速进入该领域。出版了很多非常重要的专业论文，促进了该领域的发展。 编委介绍 曹俊鹏  研究员 中国科学院物理研究所 曹俊鹏，中国科学院物理研究所研究员，主要从事量子可积系统和凝聚态理论的研究。发表论文140余篇，撰写专著一部：Off-Diagonal Bethe Ansatz for Exactly Solvable Models, Springer Press, 2015。2012年获国家自然科学二等奖（第二完成人）。 期刊介绍 Journal...

IOP出版社每月从年度重点期刊中精选两个主题的研究文章供大家阅读，本月的主题为Complex Systems、International Year of Quantum和Piezoelectrics/Energy Harvesting。这些文章体现了IOP期刊的高质量和创新性，并呈现了一些受关注的研究工作。欢迎大家阅读下载！ 您可以扫描下方二维码，查看IOP出版社数学与计算领域、量子领域和工程领域的最新资讯；还可以点击此处链接，订阅该领域的最新研究进展以及相关期刊的最新信息。 数学与计算： 工程： 量子： >>您还可以点击此处链接，查看IOP出版社国际量子年相关活动。 精选文章 Complex Systems Journal of Physics: Complexity An evolution model for the mobility of urban societal classes based on complex networks Yi-Hua Zhou, Liang-Li Yang, Jieqi Lei, Rui-Jie Wu and Yi-Xiu Kong   Combined effect of incentives and coupling in multigames in two-layer networks...

特刊详情 客座编辑 Kirill Koshelev，澳大利亚国立大学 Andrey Bogdanov，哈尔滨工程大学 徐雷，英国诺丁汉特伦特大学 刘文哲，复旦大学 吴丰，广东技术师范大学 肖书源，南昌大学 主题范围   Metasurface for laser generation supporting photonic BICs. Image credit to Anastasia Shalaeva, ITMO University August 2019.   Since their introduction in quantum mechanics in 1929, bound states in the continuum (BICs) have garnered widespread interest across the physics community. They appear in diverse...

Our study shows that in countries such as the United States and the United Kingdom, far more land is allocated to golf courses than to renewable energy facilities. Areas equivalent to those currently used for golf could support the installation of up to 842 GW of solar and 659 GW of wind capacity in the...

特刊详情 客座编辑 谯自健，宁波大学 方仕童，深圳大学 Daniel Yurchenko，英国南安普顿大学 主题范围 AI-Driven Smart Materials, Structural Design, and Lifecycle Health Monitoring form an integrated paradigm shift toward autonomous, self-adaptive engineering systems. The synergy between intelligent material innovation, AI-optimized structural design, and real-time health monitoring enables seamless transitions from design to operation to prognostics, ensuring resilience across the entire lifecycle. Traditional...

本篇研究来自电子科技大学Abolfazl Bayat课题组。量子系统对环境变化高度敏感，这使其成为高精度传感器的理想选择。传统的量子传感框架主要基于“局部传感”，适用于参数在狭窄范围内变化的情况。本文回顾了将这一框架扩展到“全局传感”的努力，其中参数可以在任意范围内变化。我们将全局传感方法分为频率学派和贝叶斯学派两类，并评估了它们各自的优点、优势和局限性。通过这一分析，我们旨在推动量子传感超越局部范式，突出其进展、挑战和机遇。 文章介绍 Current trends in global quantum metrology Chiranjib Mukhopadhyay, Victor Montenegro and Abolfazl Bayat 通讯作者： Abolfazl Bayat，电子科技大学   研究背景： 与由Cramér-Rao形式描述的、定义明确的“局部传感”框架不同，“全局传感”的概念缺乏统一的描述。因此，全局传感的精度可以根据所选择的性能指标以多种方式进行量化。这些不同的方法进而导致了优化传感探针的不同策略。在本文中，我们将所有这些方法整合到一篇综述中，全面概述了全局传感的现有方法。这一综合旨在为任何希望了解和探索全局量子传感领域的人提供宝贵的资源。   研究内容： 本文为致力于探索全局量子传感领域的年轻研究人员提供了重要的参考资源。与传统范式不同，全局量子传感缺乏统一的框架，因此人们提出了多种性能指标来评估量子探针在此类场景中的表现。在这项工作中，我们系统地将现有方法分为两大类：频率学派和贝叶斯学派。对于每种方法，我们概述了相关的性能指标，并详细解释了如何利用这些方法来优化传感方案。通过提供结构化的综述，本文旨在帮助研究人员应对全局量子传感中的复杂性并把握其中的机遇。 作者介绍 Abolfazl Bayat  教授 电子科技大学 Abolfazl Bayat教授目前担任中国电子科技大学（位于成都）的物理学教授。在2018年加入中国电子科技大学之前，他曾在欧洲多所顶尖大学积累了近十年的工作经验，包括英国伦敦大学学院和德国乌尔姆大学。他的主要研究方向是量子传感和量子机器学习。迄今为止，他已发表了80多篇论文，其中包括14篇发表在Physical Review Letters和1篇发表在Nature Communications上的论文，展示了他在该领域的卓越贡献。 期刊介绍 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 2023年影响因子：2.0  Citescore：4.1 Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical（JPhysA）每年出版50期，针对运用数学结构来描述物理世界的基本过程，并探索这些结构的分析、计算和数值方法。期刊内容涵盖：统计物理；非平衡系统、计算方法和现代平衡理论；混沌和复杂系统；数学物理；量子力学和量子信息理论；场论和弦理论；流体和等离子体理论；生物模型等方面。文章类型包括原创性论文和综述，以及关注于热点研究的专题综述和特刊，提供及时、全面的纵览。

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2025 2DM青年科学家论坛成功举办，展现二维材料领域青年力量 4月12日上午，作为2025深圳国际石墨烯论坛暨二维材料国际研讨会的重要组成部分，2025 2DM青年科学家论坛在大会分会五顺利举办。论坛邀请了多位在二维材料领域表现突出的青年科学家和新锐青年学者作专题报告，全面展示了当前青年科研力量在该领域的创新活力与科研成果。在本次分论坛上，来自国内外的青年科学家们分享了他们在二维材料研究中的前沿探索与最新进展：   中国科学院物理研究所杜罗军研究员作《二维金属的实现》报告； 厦门大学胡晟教授作《纳米与埃尺度通道中的离子传输》报告； 南京大学梁世军教授作《二维材料智能半导体与器件》报告； 电子科技大学刘富才教授作《面向类脑计算的二维铁电材料》报告； 北京大学刘磊副教授作《二维非晶材料》报告； 西湖大学师恩政研究员作《用于异质集成与稳定激光输出的二维锡卤钙钛矿材料》报告； 韩国光州科学技术院Hoon Hahn Yoon助理教授作《基于二维材料的光电探测器用于智能光电子学的原位可调谱工程》报告； 湖南大学李佳教授作《二维范德华异质结构的可控合成与电子器件研究》报告； 新加坡南洋理工大学申杰助理教授作《面向亚纳米级分离的二维材料：从层间通道到面内孔隙》报告； 粤港澳大湾区（广东）量子科学中心刘彦昭博士作《界面超导中的对称性破缺》报告； 中国科学院深圳先进技术研究院彭晶副研究员作《非范德华二维材料：可控合成、结构与性能研究》报告。   论坛现场气氛热烈，听众们积极与报告人互动交流，围绕二维材料的合成、性能调控及其在前沿电子与信息技术中的应用展开了深入探讨。   2025青年科学家颁奖典礼 4月13日下午，大会共同主席、清华大学深圳国际研究生院刘碧录教授主持2DM青年科学家奖颁奖典礼。   刘碧录教授主持颁奖典礼   中国科学院物理研究所杜罗军研究员、厦门大学胡晟教授、南京大学梁世军教授、南方科技大学林君浩教授、电子科技大学刘富才教授、北京大学刘磊副教授、西湖大学师恩政助理教授、中国科学院宁波材料技术与工程研究所张涛研究员获2025 2DM青年科学家奖，成会明院士为2DM青年科学家奖获奖者颁奖。   2DM青年科学家奖颁奖合影   韩国光州科学技术院Hoon Hahn Yoon助理教授、湖南大学李佳教授、美国伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校王鹏捷助理教授、新加坡南洋理工大学助理教授申杰、北京航空航天大学杜志国副教授、粤港澳大湾区（广东）量子科学中心刘彦昭博士、中国科学院深圳先进技术研究院彭晶副研究员、南京大学袁国文助理教授获2025 2DM新锐青年科学家，任文才研究员为2DM新锐青年科学家获奖者颁奖。   2DM新锐青年科学家奖颁奖合影   本次2DM青年科学家论坛不仅展示了青年科研人员在二维材料领域的卓越成果，也为国内外青年学者搭建了交流与合作的重要平台，进一步促进了二维材料科学的发展与青年人才的成长。再次祝贺这些优秀的青年科学家的努力和成就！ >>大会详细信息，欢迎您访问会议主页查看了解。 获奖寄语 杜罗军 中国科学院物理研究所 感谢由2D Materials期刊和深圳国际石墨烯论坛暨首届二维材料国际研讨会联合发起的“2DM青年科学家奖”。非常荣幸获得这一荣誉，这不仅是对我个人前期工作的认可，更是对我未来工作的鞭策——激励我以更高标准探索二维科学边界。未来，我将瞄准二维材料，特别是二维金属中的重要科学问题，发展先进的电磁输运与磁光光谱学方法，并结合多物理参量调控手段，探索二维金属独特的电、光、热、磁等特性，引领新物态发现、新机理探明、新器件应用。   梁世军 南京大学 获得2DM青年科学家奖让我感到荣幸。我们主要从事二维材料与智能器件研究。在智能时代，对信息的主动获取和实时处理需求变得迫切，这需探索新材料来发展智能传感与实时处理技术。二维材料具有独特结构与优异调控性质，在实现智能传感与处理方面展现出巨大潜力。我将在这个方向继续努力，为二维材料的未来发展贡献自己的力量。   刘富才 电子科技大学 非常荣幸获得2025 2DM青年科学家奖，衷心感谢评选委员会对我们工作的认可！我要特别感谢科研道路上给与指导的各位师长同仁，尤其是引领我进入二维材料领域的刘政教授。我主要从事二维铁电研究，以CuInP2S6为代表的二维铁电表现出迥异于三维体系的新奇物理。希望通过各位同仁的努力，未来在面向国家重大需求的应用中发挥出二维铁电的独特优势。  ...

(南方科技大学 鲁大为 编译自 Andrey Feldman. Physics World, 2025, (3): 11) 这种被称为“仲粒子”(paraparticle)的新粒子具有迥异于玻色子与费米子的统计特性，理论预测它有可能在超冷原子体系中观测到1）。 美国莱斯大学的 Kaden Hazzard与其前研究生、现就职于德国马克·普朗克量子光学研究所的 Zhiyuan Wang合作提出了一类名为“仲粒子”的新型粒子。他们的计算表明，仲粒子表现出的量子特性与人们熟知的玻色子（如光子）和费米子（如电子）存在本质不同。该理论工作近期发表于 Nature (2025, 637: 314)。     Zhiyuan Wang 和 Kaden Hazzard 认为，伸粒子可能在超冷原子系统中涌现   在量子力学中，粒子及准粒子 (quasiparticle, 凝聚态体系中呈现出的粒子集体激发)的行为本质上是概率性的，并由波函数描述。波函数决定了在特定状态下找到粒子的可能性，这些状态由诸如位置、速度、自旋等性质定义。粒子的交换统计决定了当两个全同粒子交换彼此位置后其波函数的变化规律。 玻色子交换位置后，其波函数保持不变，故而允许多个玻色子占据相同的量子态。此特性是激光与超流现象的量子基础。反之，费米子交换位置会引发波函数的符号翻转，即从正变成负或从负变成正。这种反对称性不允许费米子占据同一量子态，并由此衍生出泡利不相容原理。该原理不仅构筑了原子的电子壳层结构，更诠释了元素周期律的本质。 传统理论认为，三维空间中仅允许两种粒子统计，即基于玻色子的玻色—爱因斯坦统计和基于费米子的费米—狄拉克统计2)。该结论完全符合局域性3)和因果律4)等基本原理的要求。Hazzard 和 Wang 突破这一认知框架，证明满足局域性与因果律的新型仲统计在三维系统中同样具有理论可行性。“仲粒子的交换统计既不同于费米子的反对称性，也区别于玻色子的对称性，却完全兼容局域性和因果律等基础物理原理”，Hazzard 强调。 仲粒子的特殊性源于其内禀的隐藏参数。除位置、自旋等常规属性外，仲粒子还需要引入额外自由度来完善描述其更加复杂的波函数和非平庸变换特性。这种结构使得仲粒子能够呈现出超越玻色子与费米子的交换统计特性，其统计行为近似介于两者之间。例如，费米子无法占据同一量子态，但最多两个仲粒子却被允许共存于同一空间点位。这展现出一种介于费米子排他性与玻色子聚集性之间的某种“平衡”。 虽然自然界尚未发现具有仲统计特性的基本粒子，研究人员推测仲粒子可能会以准粒子形式涌现于人工量子系统。此机制类似于半导体中受激电子脱离价带后形成的空穴。价带中留下的空穴表现得像一个带正电的粒子，其迁移行为主导了半导体的导电特性。 超冷原子实验平台可能是另一种寻找仲粒子的途径。他们正与实验组合作探索这种可能性。“我们正试图（在超冷原子体系中）寻找仲粒子，”Wang 透露。在超冷原子实验中，激光和磁场被用来捕获和操控接近绝对零度的原子。在这些条件下，原子能够模拟更为奇异的粒子行为。研究团队希望此类实验装置能够诱导出高维系统（如三维空间）中的伸粒子行为。不过，现阶段的实验设计仍需理论模型的进一步指导。 若得以验证，仲粒子或将对物理学及相关技术产生深远影响。费米子和玻色子的统计性质大大加深了人类对中子星稳定性和超导现象等一系列问题的理解。类似地，仲粒子也可能解锁人类对于量子世界的新认知。正如 Hazzard 所述：“费米统计解释了材料的金属和绝缘体分类，以及元素周期表的结构。（基于玻色子的）玻色—爱因斯坦凝聚揭示了超流现象的本质。仲统计可能孕育尚未知晓的物态，这令人充满期待。”   1) 依据中国物理学会物理学会调查委员会于2019年修订的《物理学名词(第3版)》，parastatistics 规范译名为“仲统计法”。依格尔森统计规则的“paraparticle”译为“仲粒子”。“仲”字取“伯仲叔季”之序，暗喻其统计性质介于玻色子与费米子之间。——译者注 2) 二维空间中还存在任意子分数统计。——译者注 3) 发生于空间中某一点的事件不能瞬时影响距离之外的其他点。——译者注 4) 在任何参考系中都不能观察到结果先于原因出现。——译者注...

JPhys Complexity是一本跨学科、完全开放获取的期刊，发表了物理学相关理论、实验和应用研究中最令人兴奋和最重要的进展，有助于促进我们对复杂系统和网络的科学理解。 我们汇总了一些亮点文章，旨在让您了解复杂系统和网络的最新发展。祝您阅读愉快！ 我们欢迎您向JPhys Complexity期刊提交最新的研究成果，展示复杂系统和网络中令人兴奋和重要的发展。您可以点击此处链接，查看期刊主页并进行投稿。 亮点文章 An evolution model for the mobility of urban societal classes based on complex networks This paper focuses on the self-organized consolidation of mobility within urban societal spaces. Based on the rational actor assumption and Dunbar’s number, we construct a simple model to explain why urban societal classes spontaneously emerge...

Deep decarbonization requires fundamental changes in meeting energy service demands, with some efforts increasing overall costs. Examining abatement measures in isolation, however, fails to capture their interactive effects within the energy system. Here we show the abatement costs of decarbonization in the United States using an energy system optimization model to capture technological interactions, multi-decadal...