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單粒子催化中多頻振蕩解析與(yu) 納米級界麵通信
在多相催化研究中，單個(ge) 粒子的單個(ge) 納米麵的反應性通常是不可分辨的。
研究人員將原位場發射電子顯微鏡應用於(yu) 彎曲銠晶體(ti) （半徑為(wei) 650納米）的頂端，提供了振蕩催化氫氧化的高空間分辨率（~2納米）和時間分辨率（~2毫秒），對單個(ge) 麵上的吸附物種和反應前沿進行了成像。
以離子水為(wei) 成像物質，用場離子顯微鏡對活性部位進行直接成像。研究人員分別監測了不同結構的納米晶麵的催化行為(wei) 和它們(men) 之間的耦合程度，觀察到有限的麵間耦合、夾帶、頻率鎖定和重構引起的空間耦合崩潰。實驗結果得到了隨時間變化的氧物種覆蓋度和振蕩頻率的微動力學模型的支持。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abf8107
幾何擠壓至最低朗道能級
在磁場中旋轉的粒子和帶電粒子之間的等效關(guan) 係涉及各種各樣的現象，如自旋原子核、天氣模式和量子霍爾效應。對於(yu) 這樣的係統，量子力學規定沿不同方向的平移不能交換，這意味著空間坐標之間存在海森堡不確定性關(guan) 係。
研究人員實現了這種幾何量子不確定性的壓縮，導致旋轉玻色—愛因斯坦凝聚占據一個(ge) 朗道規範波函數。研究人員解決(jue) 了零點回旋軌道的範圍，並證明了軌道中心的幾何壓縮比標準量子極限低7分貝。
凝聚態的角動量超過每粒子1000個(ge) 量子，原子間距離相當於(yu) 回旋軌道。這為(wei) 強相關(guan) 玻色子流體(ti) 提供了另一種途徑。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1126/science.aba7202
10公斤物體(ti) 冷卻到接近運動基態
一個(ge) 機械物體(ti) 的運動，即使是人體(ti) 大小的物體(ti) ，都應該遵循量子力學的規則。
然而，誘使它們(men) 進入量子狀態是困難的，因為(wei) 熱環境掩蓋了物體(ti) 運動的任何量子特征。熱環境也掩蓋了在大質量尺度下提出的量子力學修正的影響。
研究人員使用一個(ge) 10公斤機械振蕩器在平均聲子占10.8的狀態下進行質心運動。溫度從(cong) 室溫降低到77納開爾文，與(yu) 通過反饋抑製量子反作用的11個(ge) 數量級和在接近其運動基態時製備的物體(ti) 質量增加的13個(ge) 數量級相當。
該方法將使在大規模量子係統上探測引力成為(wei) 可能。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abh2634
莫爾平帶係統中軌道鐵磁性成像
莫爾平帶係統中的電子可以自發打破時間反轉對稱，產(chan) 生量子化的反常霍爾效應。在這項研究中，研究人員使用超導量子幹涉裝置與(yu) 六方氮化硼對齊的扭曲雙層石墨烯中的雜散磁場進行成像。
研究人員發現每個(ge) 載流子有幾個(ge) 波爾磁子的磁化，證明了磁性主要是軌道性的。測量顯示，當化學勢掃過量子反常霍爾隙時，磁化強度有很大的變化，這與(yu) 手性邊緣態對軌道陳絕緣子磁化的預期貢獻一致。
通過對場驅動磁反轉的空間演化進行映射，研究人員發現了一係列可重現的微米尺度域，這些域與(yu) 結構無序有關(guan) 。
相關(guan) 論文信息：https://doi.org/10.1126/science.abd3190
（李言編譯）
《中國科學報》 (2021-06-23 第2版 國際)關注【深圳科普】微信公眾號，在對話框：
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