物理月报 · 2026 年 10 月
PHYSICS UNIVERSE
钍核钟独立实现与光钟城际比对
本期覆盖2026年10月，钍-229核跃迁钟成为最突出主线：TU Wien、PTB与清华等多个团队同期在Nature等期刊报告基于229Th核跃迁的核钟独立实现，包括带反馈锁定的固态Th:CaF2核钟、148.4 nm真空紫外连续波吸收核钟，以及维也纳与北京团队同期运行核钟并探索暗物质实验应用。同期，中国团队完成武汉Yb光钟与上海Sr光钟经1350 km光纤链路的频率比对，总不确定度达2.18×10⁻¹⁸，标志光钟网络化精密测量的推进。量子信息领域进展密集：Quantinuum Helios离子阱处理器实现远低于阈值的三角形色码量子纠错并演示早期容错加法电路，Google Willow实现魔术态培养将错误降低40倍，中国科大实现多轮自动量子纠错使逻辑比特相干时间超越盈亏平衡点。高能物理方面，ATLAS首次测量H→ZZ*中Z玻色子对自旋纠缠、首次观测s道单顶夸克产生与铅-铅碰撞顶夸克对，CMS首次观测QGP喷注扩散尾迹，STAR发现涨落随能量下凹或指向核物质临界点。Francis Halzen因中微子天体物理贡献获2026年诺贝尔物理学奖。
钍核钟多团队独立实现
本版导读多个团队在2026年10月同期报告基于229Th核跃迁的核钟实现：TU Wien在Th:CaF2晶体上实现由核跃迁自身反馈锁定的独立运行核钟，频率f0=2.0204×10^15 Hz、线宽约100 kHz；PTB/TU Wien与清华团队在Nature上分别独立实现核钟；另有团队以148.4 nm连续波真空紫外激光稳定到核跃迁，实现5×10⁻¹³/√(τ/s)不稳定度与30小时持续运行；维也纳与北京团队同期运行核钟并用于暗物质实验探索。
Nature 新闻10.07TU Wien 实现带反馈回路的 229Th 光学核钟
TU Wien 团队在 Th:CaF2 晶体上实现了由 229Th 核跃迁自身反馈锁定的独立运行核钟，核跃迁频率 f0 = 2.0204 × 10^15 Hz，实测线宽约 100 kHz。
两个团队实现首个基于钍-229核跃迁的核钟
两个独立团队在 Nature 上报告实现了基于钍-229原子核内跃迁的核钟，分别由德国 PTB 与奥地利 TU Wien 的 Peik、Schumm 团队和清华大学 Ding 团队主导。
arXiv physics.atom-ph（原子分子与精密测量）10.08基于 229Th 核跃迁的核钟实现
研究团队演示了一台 229Th 核钟，将 148.4-nm 连续波窄线宽真空紫外激光稳定到 229Th:CaF2 晶体中已分辨、弱温度敏感的核跃迁上。10-μW 紫外光源由镉蒸气四波混频产生，光电管调频吸收读出提供高信噪比核判别信号，时钟不稳定度达 5×10^-13/√(τ/s)。两块独立制备晶体的钟跃迁频率在 10^-13 水平一致，并与其他 229Th:CaF2 晶体的紫外光频梳测量结果相符。
arXiv physics.atom-ph（原子分子与精密测量）10.08基于229Th真空紫外吸收光谱的固态核钟实现持续运行
研究团队在229Th:CaF2晶体中以148.4 nm连续波吸收演示了固态钍-229核钟的持续运行，分辨出D中心的四个四极分量和较宽的O中心共振。对最强窄分量的反馈约每10 s更新一次并贯穿30 h记录，氢脉泽参考的频率梳测得输出，其分数频率不稳定度约为1.29×10^-11(τ/s)^-1/2，在10^4 s时达1.24×10^-13；另一次6.6 h运行演示了对第二个四极分量的反馈。
ANS Nuclear News10.09维也纳与北京团队同期实现 Th-229 核钟运行并用于暗物质实验
维也纳与北京两支团队独立采用不同实验方法同期实现 Th-229 核钟运行，清华大学丁世谦与维也纳量子科学技术中心 Thorsten Schumm 分别介绍了各自进展。
量子纠错与容错计算
本版导读量子纠错进入远低于阈值与容错电路演示阶段：Quantinuum Helios-1离子阱处理器实现d=3,5,7三角形色码低于阈值运行，逻辑错误率低至5×10⁻⁶、抑制因子Λ=12，并部署[[8,3,2]]与[[4,2,2]]码执行Cuccaro加法电路；Google Willow首次演示魔术态培养，错误降低40倍、保真度约99.99%；中国科大在Ca+离子系统实现多轮自动量子纠错，逻辑比特相干时间超越物理比特。
Quantinuum Helios 离子阱处理器实现远低于色码阈值的量子纠错
Quantinuum 团队在 Helios-1 离子阱量子处理器上演示了码距 d = 3、5、7 的三角色码低于阈值运行，记忆实验逻辑错误率最低达 5+4−2 ×10⁻⁶，每次码距提升抑制因子 Λ = 12+3−2。
Helios-1 上实现低于阈值的容错进位加法电路
研究者在 Quantinuum 的 Helios-1 离子阱量子计算机上部署了基于 [[8,3,2]] 和 [[4,2,2]] 纠错码的早期容错量子计算架构，编译并执行了最多五位输入的 Cuccaro 进位加法（RCA）电路。
Phys.org · Physics10.18Google Quantum AI 在 Willow 处理器上实现魔术态培养，错误降低 40 倍
Google Quantum AI 研究人员在超导处理器 Willow 上首次成功演示魔术态培养（magic state cultivation），将错误降低 40 倍，得到保真度约 99.99% 的精修魔术态，结果发表于 Science（DOI: 10.1126/science.aee7961）。
中国科学技术大学（科研进展）一手10.26中国科大在离子阱中实现多轮自动量子纠错，逻辑比特相干时间超越盈亏平衡点
中国科大林毅恒与邹长铃团队在两个 40 Ca + 离子系统中实现多轮自动量子纠错，逻辑比特相干时间优于系统最佳物理比特，成果10月23日发表于 Nature Physics。
高能对撞机新观测
本版导读LHC与RHIC实验密集发布新结果：ATLAS首次测量H→ZZ*→4轻子中Z玻色子对自旋量子纠缠，首次单实验观测s道单顶夸克产生，首次观测5.02 TeV铅-铅碰撞中顶夸克对产生（5.0σ），并观测到Bc*+新介子态；CMS首次观测QGP中喷注扩散尾迹，验证20年前理论预言；STAR在RHIC金核碰撞中发现涨落随能量下凹达5σ，或指向核物质临界点；NA61/SHINE报告Ar+Sc碰撞中同位旋对称性18±6%的意外破坏。
arXiv hep-ex（粒子实验）10.06ATLAS 实验首次测量 Higgs 衰变中 Z 玻色子对的自旋纠缠
ATLAS 合作组利用 LHC 13 TeV 和 13.6 TeV 质子对撞数据，首次报告 Z 玻色子对自旋间量子纠缠的测量，过程为 H→ZZ*→4 轻子。
arXiv hep-ex（粒子实验）10.09ATLAS 实验首次单实验观测到质子对撞中的 s 道单顶夸克产生
ATLAS 合作组报告了在 sqrt(s)=13 TeV 质子对撞中 s 道单顶夸克产生的首次单实验观测，使用 140 fb^-1 数据，选取恰好一个电子或mu子、丢失横动量和两个 b 夸克喷注的事例，用图神经网络区分顶夸克对、W+jets 和 t 道单顶夸克本底。
arXiv nucl-ex（实验核物理）10.14ATLAS首次观测到5.02 TeV铅-铅碰撞中的顶夸克对产生
ATLAS合作组利用2015和2018年采集的总积分亮度1.9 nb⁻¹的Pb+Pb数据，在√sNN=5.02 TeV下通过电子-缪子双轻子道首次观测到顶夸克对产生，观测显著性为5.0个标准差（预期4.1个）。
arXiv hep-ex（粒子实验）10.06ATLAS 观测到 Bc*+ 介子新态
ATLAS 合作组利用 LHC 上质心能量 13 TeV、积分亮度 140 fb⁻¹ 的 pp 碰撞数据，首次观测到一个衰变为 Bc⁺ 和光子的新介子态，显著性超过 8 个标准差。
Phys.org · Plasma Physics09.30CMS 首次观测到夸克胶子等离子体中的喷注扩散尾迹
CMS 合作组在 Physical Review Letters 发表论文，首次观测到夸克胶子等离子体（QGP）中的喷注扩散尾迹，验证了 20 年前的理论预言。实验将铅核以 5 GeV 总能量对撞，产生持续约 10^-22 秒的 QGP，通过分析数百万次碰撞并扣除大尺度背景起伏，统计提取出尾迹信号。
Live Science10.04STAR 在 RHIC 金核碰撞中发现涨落随能量出现下凹，或指向核物质临界点
STAR 实验在 RHIC 上分析了质心能量 3 至 7.7 GeV 的约 10 亿次金核碰撞，发现带电粒子横向动量相关性随能量变化出现下凹而非平滑趋势，偏离平滑基线达 5 sigma。研究者指出该结果提示性而非临界点的证明，下一步将提取热物质比热并与超算模拟对比。论文 9 月 22 日发表于 Physical Review Letters。
arXiv nucl-ex（实验核物理）10.19NA61/SHINE 报告 Ar+Sc 碰撞中同位旋对称性出现 18±6% 的意外破坏
NA61/SHINE 合作组报告在 CERN SPS 能区 0–10% 中心度 Ar+Sc 碰撞（sNN=11.9 GeV）中，带电 kaon 相对中性 kaon 的产额出现 18±6% 的意外超出，对应同位旋对称性被大幅破坏，平均每例碰撞比精确同位旋对称预言多产生约 4.2±1.6 个带电 kaon。
精密测量与中微子物理
本版导读精密测量与中微子物理多项进展：中国团队完成武汉Yb与上海Sr光钟1350 km光纤链路比对，不确定度2.18×10⁻¹⁸；Francis Halzen因中微子天体物理贡献获2026年诺贝尔物理学奖；Super-Kamiokande首次观测反应堆电子反中微子（6σ）并报告DSNB电子反中微子迹象；PandaX-4T首次用相干弹性中微子-核散射搜寻DSNB；SIDDHARTA-2首次测得kaonic deuterium X射线跃迁；中国团队将171Yb原子电偶极矩上限推进至7.5×10⁻²⁸ e·cm。
arXiv physics.atom-ph（原子分子与精密测量）10.27中国团队完成武汉与上海间 Yb/Sr 光钟比对 总不确定度达 2.18×10⁻¹⁸
中国科学院精密测量科学与技术创新研究院（武汉）的 Yb 光晶格钟与中国科学技术大学（上海）的 Sr 光晶格钟，通过 1 350 km 相位稳定光纤链路完成频率比测量。
威斯康星大学麦迪逊新闻一手10.06威斯康星大学麦迪逊分校教授 Francis Halzen 获 2026 年诺贝尔物理学奖
Francis Halzen 被授予 2026 年诺贝尔物理学奖，以表彰他对中微子这一宇宙高能事件产物的理解所作的贡献。他是 NSF IceCube 中微子天文台的首席调查人，该天文台由威斯康星 IceCube 粒子天体物理中心牵头的国际合作运行，嵌入一立方公里南极冰层，用数千个光传感器搜寻中微子。
arXiv hep-ex（粒子实验）10.05Super-Kamiokande 首次观测到反应堆电子反中微子
Super-Kamiokande 合作组在 SK-Gd 阶段以 411.52 活天曝光量首次观测到反应堆电子反中微子，扣除偶然符合、地球中微子和散裂本底后，无反应堆假设被以约 6σ 显著性排除。
arXiv astro-ph.HE（高能天体）10.27Super-Kamiokande 报告弥散超新星中微子背景电子反中微子迹象
Super-Kamiokande 合作组发表论文，报告弥散超新星中微子背景（DSNB）中电子反中微子的迹象。论文链接为 https://arxiv.org/abs/2610.35619，于 arXiv astro-ph.HE 预印本平台发布。
arXiv hep-ex（粒子实验）10.06PandaX-4T 用相干弹性中微子-核散射搜寻弥散超新星中微子背景
PandaX-4T 液氙探测器在中国锦屏地下实验室利用相干弹性中微子-核散射，首次搜寻各味弥散超新星中微子背景。
arXiv nucl-ex（实验核物理）10.20SIDDHARTA-2在DAΦNE上首次测得 kaonic deuterium X射线跃迁
SIDDHARTA-2实验在DAΦNE正负电子对撞机上首次观测到 kaonic deuterium 的X射线跃迁，测得1s能级强相互作用移位 ε1s=−810.9±24.5(stat)±2.1(syst) eV、宽度 Γ1s=812±97(stat)±33(syst) eV，是阈能处 K−d 强相互作用最精确的实验测定。
arXiv physics.atom-ph（原子分子与精密测量）10.19中国团队将171Yb原子电偶极矩上限推进至7.5×10⁻²⁸ e·cm
中国科学技术大学与中山大学团队报告对171Yb原子电偶极矩（EDM）的改进搜索，利用正交偏振的双光学偶极阱（ODT）配置抑制宇称混合系统效应与矢量光移噪声，结合更高电场，得到|d(171Yb)| < 7.5 × 10⁻²⁸ e·cm（95% C.L.），较此前结果提升20倍，并给出核Schiff矩上限|S(171Yb)| < 3.6 × 10⁻¹¹ e·fm³。
量子材料与超导新态
本版导读量子材料与超导研究涌现新奇态：魔角扭转三层石墨烯中观测到节点型向列超导态；UTe2场角热导测量确定序参量节点位于b轴，UIUC另发现可独立于超导主相的配对密度波证据；五层镍酸盐La6Ni5O12实现常压体超导（Tc约18 K）；布里斯托团队确认电子自旋涨落是电子掺杂铜氧化物高温超导配对机制；中国科大利用拓扑探针首次实现交错磁体原子尺度自旋成像；单层FeSe胞内Josephson干涉揭示无节点d波配对。
魔角扭转三层石墨烯中观测到节点型向列超导态
研究团队在镜面对称魔角扭转三层石墨烯（MATTG）中实验实现并识别出本征多分量节点型向列超导态。他们把输运测量与隧穿谱集成在同一器件上，在超导穹顶内部观察到零偏压隧穿电导在面内磁场下显著的二重各向异性，各向异性比在 B∥=0.7 T 时约为 13.3%，且各向异性主轴在超导穹顶内可旋转达 90°。唯象分析表明，在镜面对称存在时最有利的态是以面内 d 矢量为主的三重态分量节点型向列超导体。
UTe2场角分辨热导测量确定超导序参量节点位于b轴
研究者在70 mK、100至250 mT条件下对UTe2单晶做b-c平面场角旋转热导测量，观察到κ/T随场角的两重振荡，调制幅度约为平均值的25%，极小值沿b轴。结合实验测得的紧束缚费米面建模各候选能隙结构后，作者判定零场零压下UTe2体超导序参量属B2u不可约表示，点节点沿晶体b轴；κ(θ)/T在约125 mK出现的90度反转也与B2u模型预期一致。
Interesting Engineering10.04UIUC在UTe₂中发现可独立于超导主相存在的配对密度波证据
UIUC研究团队在铀二碲化物（UTe₂）中发现配对密度波（PDW）的直接证据，该模式在超导临界温度以上仍能持续存在，论文发表于PNAS。研究人员用新型熔剂生长法制备更高质量晶体，并用矢量磁场扫描隧道显微镜观测到响应温度和磁场的电子模式，其行为符合理论对PDW的预期，而仅用电荷密度波（CDW）解释则与既有原理冲突。作者指出扫描隧道显微镜只探测材料表面，尚不能证明体内同样存在该态。
五层方形平面镍酸盐La6Ni5O12实现常压体超导 转变温度约18 K
中国科学技术大学团队在arXiv报告五层方形平面镍酸盐La6Ni5O12实现常压体超导，超导起始转变温度约18 K。样品由高温高压合成的五层RP相La6Ni5O16经拓扑还原得到，320 °C退火40 h为最佳窗口，310 °C样品μ0Hc2约34.2 T、320 °C约41.5 T，330 °C则转为绝缘。
Interesting Engineering10.21布里斯托大学团队确认电子自旋涨落是电子掺杂铜氧化物高温超导的配对机制
布里斯托大学领衔的研究在 Nature Physics 发表，确认电子自旋涨落使电子配对、在电子掺杂铜氧化物中实现零电阻输运。
中国科学技术大学（科研进展）一手10.13中国科大利用拓扑探针首次实现交错磁体原子尺度自旋成像
中国科大陈仙辉、王震宇团队等将量子自旋霍尔绝缘体制备成扫描隧道显微探针，实现原子尺度自旋探测，为KV2Se2O表面二维d波交错磁序提供直接实验证据。
单层 FeSe 胞内 Josephson 干涉实验揭示无节点 d 波配对
研究团队用 s 波超导 Nb 针尖在单层 FeSe/SrTiO3 上实现原子尺度的胞内 Josephson 干涉，观测到零偏压峰与约 ±0.4 meV 处的负微分电导凹陷。