非常规磁体、神经量子态、等离激元、智能计算 | 本周物理讲座

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报告人：Nisarga Paul，Caltech

时间：12月3日（周三）10:00

单位：中国科学院物理研究所

Zoom：https://mit.zoom.us/j/97042856020

摘要：

Variational wavefunctions offer a practical route around the exponential complexity of many-body Hilbert spaces, but their expressive power is often sharply constrained. Matrix product states, for instance, are efficient but limited to area law entangled states. Neural quantum states (NQS), a variational class based on neural networks, have recently become a state-of-the-art variational method for quantum many body physics, yet little is known about their fundamental constraints. Here we prove that feed-forward neural quantum states acting on n spins with k scalar nonlinearities, under certain analyticity assumptions, obey a bound on entanglement entropy for any subregion: S

报告人简介：

Nisarga Paul is a Burke postdoctoral fellow at California Institute of Technology whose interests lie in quantum many-body physics, topological materials, and computational methods. He completed his PhD at MIT where he worked on moiré materials and fractional quantum Hall physics.

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报告人：刘奇航，南方科技大学

时间：12月3日（周三）14:30

单位：中国科学院物理研究所

地点：物理所A楼332会议室

摘要:

随着反铁磁自旋电子学的发展，具有多样化磁结构的磁性材料获得了广泛关注。其中备受瞩目的是“非常规磁体”——这类材料在呈现反铁磁构型的同时，展现出类似铁磁体的物理特性。以交错磁体为代表的非常规磁体有望融合铁磁与反铁磁材料的双重优势，兼具高存储密度、低能耗、电控特性与超快动力学等突出特点。本次报告从描述磁几何结构的对称性理论——自旋群理论出发，系统探讨非常规磁体不同维度的对称性设计策略与材料宝库，涵盖自旋劈裂（交错磁体）、反常霍尔效应、量子几何、多铁性以及拓扑磁振子等研究方向。

报告人简介:

刘奇航，南方科技大学教授，本科及博士均毕业于北京大学物理学院。主要从事凝聚态物理与计算材料研究，研究兴趣聚焦于量子材料中的对称性新理论与新效应，以及相关的新材料设计筛选。发表SCI论文100余篇，包括Nature、Nat. Phys.、PRX、PRL、Natl. Sci. Rev.等，H指数48。2025年获批国自然青年基金A类项目（原杰青项目），2023年获批深圳市杰青项目，2023年获广东省青年科技创新奖。

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报告人：沈健，复旦大学

时间：12月3日（周三）15:00

单位：北京大学物理学院

地点：西563会议室

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报告人：王攀，浙江大学

时间：12月3日（周三）15:10

单位：北京大学物理学院

地点：物理学院中212教室

摘要：

金属表面等离激元结构能够突破衍射极限实现原子尺度的光场局域及增强，同时具备电学兼容独特优势，因此在原子尺度光-电-物质相互作用前沿研究和纳米光电子器件应用中展现出重要潜力。其中，超薄金属间隙和超薄金属膜结构是典型代表。然而，当这些结构的特征尺寸（如间隙大小或膜厚）减小至纳米甚至亚纳米尺度，若采用常规粗糙多晶金属材料进行制备则会面临光学损耗大（甚至失效）、光谱响应一致性差以及电学集成易击穿等显著问题。近年来，针对上述挑战，我们提出并发展了系列损耗接近理论极限的单晶等离激元极端光场局域及光电融合结构，包括：首次实现二维单晶金片及其等离激元纳米结构原子级精度制备，并以此为基础构建了超薄金-二维半导体功能复合结构，展示了其在增强原子尺度光与物质相互作用等方面的独特优势；提出并制备了损耗接近理论极限的单晶等离激元纳腔，并在此基础上成功研制出光电融合等离激元纳腔，实现了等离激元高效电激发及调控。上述研究为探索原子尺度下的光-电-物质相互作用提供了新平台，同时也为等离激元器件小型化与集成化应用开辟了新路径。

报告人简介：

王攀，浙江大学长聘副教授，浙江全省光电子信息技术重点实验室副主任。分别于2008年和2013年获得浙江大学学士和博士学位，之后在英国伦敦国王学院物理系从事博士后研究工作，于2019年加入浙江大学光电科学与工程学院。主要从事表面等离激元极端光场局域、调控及器件应用研究，首次实现二维单晶等离激元材料及结构原子级精度制备、原子尺度光电融合等离激元结构及器件等，相关成果发表在Nature Nanotechnology、Nature Communications、Science Advances等期刊。

5

报告人：于小泉，Graduate School of China Academy of Engineering Physics

时间：12月3日（周三）15:30

单位：中国科学院理论物理研究所

地点：南楼6620

摘要：

We propose a framework for topological soliton dynamics in trapped spinor superfluids, decomposing the force acting on the soliton by the surrounding fluid into the buoyancy force and spin corrections arising from the density depletion at soliton core and the coupling between the orbital motion and the spin mixing, respectively. Our formulation applies to large-amplitude soliton motion in general superfluids with spin degrees of freedom under arbitrary external potentials. For ferrodark solitons (FDSs) in spin-1 Bose-Einstein condensates, the spin correction could diverge, change the direction of the total force, and enable mapping the FDS motion in a harmonic trap to the atomic-mass particle dynamics in an emergent quartic potential. Initially placing a type-I FDS near the trap center, a single-sided oscillation happens, which maps to the particle moving around a local minimum of the emergent double-well potential. As the initial distance of a type-II FDS from the trap center increases, the motion exhibits three regimes: trap-centered harmonic and anharmonic oscillations followed by single-sided oscillations. Correspondingly the emergent quartic potential undergoes a transition from a single minimum to a double-well shape, where the particle motion shifts from oscillating around the single minimum to crossing between two minima via the local maximum, then the symmetry-breaking motion around one of the two minima. In a hard-wall trap with linear potential, the FDS motion maps to a harmonic oscillator.

报告人简介：

Xiaoquan Yu（于小泉） is an assistant professor at Graduate School of China Academy of Engineering Physics (GSCAEP). He obtained his PhD in theoretical physics in 2012 from SISSA. From 2013-2015 he conducted postdoctoral research at New Zealand institute for advanced study. He started to work at the physics department of the University of Otago as a research fellow in 2015. In 2019 he joined GSCAEP. His research focuses on quantum fluids, vortex dynamcis, topological solitons, turbulence and disordered quantum systems.

6

报告人：戴希，香港科技大学

时间：12月4日（周四）10:00

单位：中国科学院物理研究所

地点：M楼234会议室

摘要：

In this seminar, I will first introduce the main concepts of bilayer exciton insulator, a new type of charge neutral quantum liquid recently realized in 2D materials. Then I will mostly focus on the electromagnetic responses of bilayer excitonic insulators (EIs) and identify two distinct collective modes: (1) Two gapped plasmon modes couple to the layer symmetric gauge field. The transverse mode is nearly dispersionless in the long wavelength limit, while the longitudinal mode, accounting for total charge fluctuations, has a linear dispersion with velocity proportional to 2D electrical polarizability. (2) A gapless phase (Goldstone) mode and a gapped amplitude mode, associated with the fluctuations of EI order parameter, couple to the layer antisymmetric gauge field. In the long wavelength and low frequency limit, the phase mode behaves like an acoustic phonon with speed inversely proportional to the square root of exciton compressibility. Significantly, its linear dispersion yields a cubic frequency dependence of the real admittance in microwave impedance microscopy (MIM), providing a method to detect the Goldstone mode directly.

报告人简介：

戴希，香港科技大学物理学系讲座教授，理论物理学家。1989～1996年就读于浙江大学，先后获得工学学士、理学硕士学位。1999年获得中国科学院理论物理研究所理学博士学位，随后前往香港科技大学从事博士后研究；2001年至2004年先后在美国波士顿学院和新泽西州立罗格斯大学物理系从事博士后研究工作；2004年进入香港大学物理系工作；2007年回到中国科学院物理研究所工作，担任研究员、博士生导师；2009年担任北京凝聚态物理国家实验室副主任；2011年获得国家杰出青年科学基金资助；2017年进入香港科技大学工作，担任教授；2018年任香港科技大学讲座教授；2023年获得第二期新基石研究员项目资助。戴希一直从事强关联电子材料、计算材料科学、量子磁学、超导体和非常规超导体方面的研究，迄今共发表SCI论文200余篇，被引5万余次，2014年起连续十年入选科睿唯安“全球高被引科学家”。戴希曾获中国科学院青年科学家奖，全球华人物理学会亚洲杰出科技成就奖，周光召基础科学奖，周培源物理奖，美国物理学会会士，美国物理学会James C. McGroddy新材料奖，国家自然科学奖一等奖，未来科学大奖等。

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报告人：杨一龙，北京大学

时间：12月4日（周四）10:00

单位：中国科学院理论物理研究所

地点：南楼6620

摘要：

Ab initio nuclear theory aims to develop a predictive understanding of nuclei in terms of the nuclear forces between constituent nucleons. A major challenge is to solve the nuclear many-body problem, due to the complex many-body correlations induced by nuclear forces. In this talk, I will introduce a novel nuclear many-body method, the neural-network quantum Monte Carlo approach. This approach utilizes the strong expressive power of neural networks to encompass many-body correlations. Its accuracy can rival or even surpass that of conventional quantum Monte Carlo methods, which are based on imaginary-time propagation and suffer from the sign problem. I will also introduce its recent application in peripheral neutron-alpha scattering. This process is demonstrated to be a clean and sensitive probe to the long-range three-nucleon forces predicted by chiral symmetry.

8

报告人：李保文，南方科技大学

时间：12月4日（周四）15:00

单位：北京大学物理学院

地点：物理大楼中212报告厅

摘要：

热二极管理论在2004年提出，已经有多个实验演示了其可行性，也激发了其他领域的同行提出了声学二极管，弹性波二极管，热辐射二极管等新型器件的研究，在工程领域里，热二极管已经逐渐被认可并开始在热管理方面得到应用。

这个报告将介绍热二极管对提高固态制冷（弹卡制冷和热电制冷）效率和减少固态制冷器件的尺寸方面的内容，还将讲述声子物理在几个万亿级产业包括半导体芯片/集成电路， 人工智能，低空飞行器和电动汽车等中的应用，以及课题组最近在智能热材料方面的工作。

报告人简介：

李保文，南方科技大学物理系/材料系双聘讲席教授 。欧洲人文与自然科学院（Academia Europaea, https://www.ae-info.org）院士，美国物理学会会仕， 国家特聘专家（2012），曾任美国博尔德科罗拉多大学机械工程系/物理系冠名终身教授 （2015-2021），2014/2015伯克利加州大学斯普林格讲席教授，新加坡国立大学物理系终身教授（2000-2015）。

李教授是新兴研究领域-声子学和热超结构材料研究的开拓者，因发明热二极管和热三极管等声子热器件以及对微纳尺度声子热输运研究的杰出贡献被授予2017年国际声子学会布里渊奖，2005年新加坡国家科学奖，2005年海外华人物理家和天文学家组织的亚洲成就奖。

李教授撰写和合著了400多篇论文，包括3篇“现代物理评论”（RMP）, 30 篇物理评论快报（PRL）。引用次数超过37000次，H指数101。培养博士和博士后110多人包括7位青年QR和6位JQ/WR/QR/CJ。

9

报告人：Dr. David Abergel，Nature Physics

时间：12月4日（周四）10:00

单位：中国科学院物理研究所

地点：M楼236会议室

摘要：

What happens to your paper after you submit it to a journal is not always clear from the outside, but it’s helpful for authors to understand the editorial process so that they can navigate it smoothly. In this talk, we will unpack this process and explain how editors make their decisions. We will introduce Nature Physics (and other journals in the Nature Portfolio) and describe how we see our role in the scientific community and what we are trying to achieve. Building on that, we will discuss how we select papers for peer review based on the likely breadth of interest in the results that they contain, and how we interpret the information in peer review reports in terms of technical and editorial concerns. We'll also leave plenty of time for questions and discussion.

报告人简介：

Before joining Nature Physics in 2017, David carried out theoretical research on graphene and other 2D materials, and topological and strongly-correlated systems. He completed a Ph.D at Lancaster University in 2007, and then did post-doctoral work at the University of Manitoba in Canada and the University of Maryland in the USA before undertaking an Assistant Professorship at Nordita, the Nordic Institute for Theoretical Physics in Stockholm, Sweden. David became Chief Editor of Nature Physics in 2022.

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报告人：盛少祥，浙江钱塘高等研究院

时间：12月5日（周五）10:00

单位：中国科学院物理研究所

地点：A楼232会议室

摘要：

电子、声子及其相互作用在关联材料所呈现的复杂物理现象中扮演着关键角色，在原子尺度上研究电子和声子的动力学过程，对揭示这些现象背后的微观机制具有重要意义。通过将太赫兹（THz）和飞秒脉冲与扫描隧道显微镜（STM）结合，我们实现了原子尺度上电子与声子动力学的超高时空分辨测量。针尖增强的THz电场可以在样品和针尖之间产生超快的库仑力作用，从而激发样品中的相干声学声子，同时超快的电场还能驱动样品表面电子的运动，调制样品表面局域电荷分布。通过分析THz探测脉冲诱导的隧穿电流，我们能够在原子尺度上探测晶格与电荷序参量的动态演化过程。进一步几何超快飞秒激光，我们实现了对单分子激发态动力学和材料中非线性光学响应的原子级表征。我们的研究结果展示了在原子尺度上测量并相干调控声子、电子运动以及相变过程的可行性，为深入理解和操控关联体系中的非平衡态开辟了新的实验路径。

报告人简介：

盛少祥，2018年博士毕业于中国科学院物理研究所，随后在德国斯图加特大学和马克斯普朗克固体研究所从事博士后研究，期间获得德国洪堡学者。2025年4月回国加入浙江钱塘高等研究院，任预聘副教授。主要从事超快激光与扫描探针显微技术的耦合及量子材料中原子尺度电子和声子的超快动力学研究。

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