物理周报 · 2026 年第 42 周 · 10.12 — 10.18
PHYSICS UNIVERSE
哈勃常数双独立测至3%精度 量子容错与拓扑新态进展
本期覆盖2026年10月12日至10月18日。最引人注目的进展是哈勃常数测量精度的双重突破:TDCOSMO基于11个强透镜类星体时延将H0测至3%精度,SN Refsdal强透镜超新星独立给出3.0%精度的H0结果,两条独立路径共同指向约65–71 km/s/Mpc的张力区间。量子信息与量子计算方面,Google Willow处理器实现魔术态培养使错误降低40倍,Quantinuum Helios-1实现低于阈值的容错加法电路,多体离子纠缠与声子量子跃迁等实验亦有进展。凝聚态物理呈现多点开花:魔角扭转三层石墨烯观测到节点型向列超导态,五层镍酸盐La6Ni5O12实现常压18 K体超导,石墨烯中实现单任意子囚禁,扭曲WSe2发现扩展奇异金属与新超导穹顶。重离子物理方面ATLAS首次观测到铅-铅碰撞中的顶夸克对产生。
哈勃常数精度突破
本版导读本期哈勃常数测量迎来两条独立路径的精度跃升。TDCOSMO合作组基于11个强透镜类星体时延的盲分层分析,在平坦ΛCDM下测得H0=71.1(+2.4/-2.3) km/s/Mpc,精度达3%,较其2025年5%的里程碑结果明显提升。与此同时,SN Refsdal强透镜超新星基于MACS J1149.5+2223质量模型首次从强透镜超新星推断H0=65.0(+2.0/-1.8) km/s/Mpc,精度同样达3.0%。两条独立方法在精度上同步进入3%时代,为宇宙学张力的进一步检验提供了更严格的约束。
TDCOSMO 用11个强透镜类星体将哈勃常数测至3%精度
TDCOSMO 合作组基于11个有多重像的类星体强透镜时延的盲分层分析,在平坦 ΛCDM 下测得哈勃常数 H0=71.1−2.3+2.4 km s⁻¹ Mpc⁻¹,精度达3%,较其2025年里程碑的5%明显提升;该结果结合 DES-Dovekie 超新星的 Ωm 约束,系统误差在百分点水平,且完全独立于传统宇宙距离阶梯。
SN Refsdal 强透镜时延测得 H0 精度达 3.0%
研究团队基于星系团 MACS J1149.5+2223 的质量模型并引入 SN Refsdal 宿主星系的面亮度重建,首次从强透镜超新星推断哈勃常数 H0 和物质密度参数 Ωm,得到 H0=65.0(+2.0/-1.8) km/s/Mpc、Ωm=0.30(+0.08/-0.09),H0 不确定度为 3.0%,优于透镜类星体 DES J048-5354 的 3.9% 结果。
量子容错与拓扑量子态
本版导读量子计算与拓扑物态方面多项进展并行。Google Quantum AI在Willow处理器上首次演示魔术态培养,将错误降低40倍,得到保真度约99.99%的精修魔术态。Quantinuum Helios-1离子阱上部署基于[[8,3,2]]和[[4,2,2]]纠错码的早期容错架构,执行了最多五位输入的进位加法电路。D-Wave Advantage2上实现一至三维高阶拓扑绝缘体并提取体拓扑不变量。MIT团队用第一性原理神经网络波函数求解ν=3/2非阿贝尔量子霍尔态。石墨烯量子Hall点中实现单任意子囚禁并观测任意子结合。
Google 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)。
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。
D-Wave 量子退火处理器上实现一至三维高阶拓扑绝缘体并提取体拓扑不变量
研究团队用 D-Wave Advantage2 超导量子退火处理器上最多 728 个量子比特,通过模拟-数字协议实现 SSH 与 BBH 模型的一维、二维、三维拓扑绝缘体层级。他们从实空间测量重建复传播子,局域态密度揭示边界角态与分数化谱权重,实验重建的能带投影经嵌套 Wilson 环提取出体拓扑不变量,最终在三维情形通过第三重嵌套 Wilson 环得到八极矩。
MIT 团队用第一性原理神经网络波函数求解 ν=3/2 非阿贝尔量子霍尔态
MIT 的 Pierre-Antoine Graham、Ahmed Abouelkomsan 和 Liang Fu 在 arXiv(2610.18967)发表论文,提出动量分辨的神经网络变分波函数,仅靠微观哈密顿量能量最小化、不输入任何预期物理结果,求解自旋极化电子在填充因子 ν=3/2、包含所有电子与所有朗道能级的非阿贝尔量子霍尔问题。
石墨烯量子Hall点中实现单任意子囚禁并观测任意子结合
研究团队在石墨烯基量子点接触器件中将量子Hall点耗尽到最后一个准粒子,实现单任意子囚禁。在ν=1/3和2/3观测到频率为ν=1三倍的背散射共振,对应e/3电荷输运;ν=1标定给出充电能约2 meV,1/3填充下分数准粒子充电能约300 μeV。
非常规超导新体系
本版导读凝聚态超导研究多点开花。中国科大报告五层方形平面镍酸盐La6Ni5O12在常压下实现体超导,起始转变温度约18 K。魔角扭转三层石墨烯中观测到本征多分量节点型向列超导态,零偏压隧穿电导在面内磁场下呈现显著二重各向异性。扭曲双层WSe2在部分填充摩尔Hubbard能带中报告扩展奇异金属与新超导穹顶。UTe2场角分辨热导测量确定超导序参量节点位于b轴,属B2u不可约表示。扫描SQUID成像揭示量子涨落破坏二维超导的空间不均匀性。
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。
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。
扭曲双层WSe2部分填充摩尔Hubbard能带中观测到扩展奇异金属与新超导穹顶
Cornell大学等团队在扭转角θ≈3.4°−3.7°的扭曲双层WSe2中,于远离半填充的部分填充Hubbard能带内报告了扩展奇异金属(ESM)和新的超导穹顶SC2。
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。
扫描SQUID成像揭示量子涨落破坏二维超导与反常金属态的空间不均匀性
研究团队用扫描SQUID磁化率显微镜直接成像栅压可调InAs/Al约瑟夫森结阵列的局域相位刚度,发现超导临界温度和相位刚度的压低程度超出仅考虑热涨落的经典XY模型预期,Tc,φ与零温相位刚度呈幂律关系Tc,φ=T0(1−α)ρs0α(T0≈0.55 K,α≈0.29)。在低载流子密度下,反常金属输运与相位刚度的大尺度空间不均匀性同时出现,作者认为这源于密度不均匀驱动的量子相滑增殖。
重离子与对撞机物理
本版导读大型对撞机实验产出多项重要结果。ATLAS合作组在√sNN=5.02 TeV铅-铅碰撞中通过电子-缪子双轻子道首次观测到顶夸克对产生,显著性达5.0个标准差。CMS利用138 fb⁻¹数据测量双喷注角分布并首次与含NLO电弱修正的NNLO微扰QCD预测直接比较,同时在g2HDM框架下搜索衰变为tb的带电Higgs玻色子。LhcB基于8.4 fb⁻¹数据对B+→K+μ+μ−衰变做振幅分析,提取局域与非局域贡献。Belle II等重味工厂综述报告ICHEP 2026进展,R(D*)测量与标准模型一致。
ATLAS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)。
CMS测量13 TeV质子碰撞双喷注角分布并搜索超出标准模型的物理
CMS合作组利用LHC在13 TeV质子-质子碰撞中采集的138 fb⁻¹数据,测量了双喷注角分布,首次将其与含NLO电弱修正的NNLO微扰QCD预测直接比较。
CMS 在 g2HDM 框架下搜索衰变为顶夸克和底夸克的带电 Higgs 玻色子
CMS 利用 LHC 13 TeV、138 fb⁻¹ 数据在轻子+喷注末态中搜索 pp→(b)H±、H±→tb 的带电 Higgs 玻色子,质量范围 200 GeV 至 1 TeV,结果在广义双 Higgs 二重态模型(g2HDM)中解释。
LHCb 测量 B+→K+μ+μ− 衰变中的局域与非局域振幅
LHCb 合作组基于 8.4 fb−1 的 pp 碰撞数据,对 B+→K+μ+μ− 衰变的双μ子质量谱做振幅分析,同时提取局域与非局域贡献。结果显示 Wilson 系数组合 C9+C9′ 和 C10+C10′ 与标准模型预言的相容度在 1.6σ 到 4σ 之间,取决于所选的局域形状因子(HPQCD 或 FNAL/MILC)。
正负电子重味工厂新结果综述:Belle II、BaBar与BESIII在ICHEP 2026的进展
该综述报告ICHEP 2026上正负电子重味工厂BaBar、Belle、Belle II和BESIII的物理亮点。Belle II以365.3±1.7 fb⁻¹数据同时测得R(D*)=0.222±0.041±0.030,与标准模型一致;HFLAV合并后R(D)与R(D*)与标准模型的偏差约2σ,较此前的约3σ下降。
精密测量与核钟
本版导读精密测量装置与核物理方面取得系列进展。TU Wien团队在Nature发表首个带反馈回路的自稳型钍-229光学核钟原型,稳定运行超24小时,日精度约10⁻¹⁵,相当于三千万年误差约一秒。中国科大潘建伟团队实现393nm至1550nm高效低噪声量子频率转换,端到端效率达28.8%,效率较此前提升约30倍。87Sr光学晶格钟实现Aubry-André定域化抑制隧穿。GSI/FAIR首次测得超重元素化合物Sg(CO)6的化学键强度,相对论效应使其键比预期更弱。
TU Wien 团队研制出自稳型钍-229核钟 精度达三千万年误差约一秒
TU Wien 团队在 Nature 发表首个带反馈回路的自稳型钍-229光学核钟原型,无需人工干预稳定运行超过 24 小时,一天测量给出的精度约为 10⁻¹⁵,相当于三千万年误差约一秒,但仍不及最好的光学原子钟。
中国科大实现393nm至1550nm高效低噪声量子频率转换
中国科大潘建伟、张强团队与济南量子技术研究院合作,实现393nm至1550nm的高效率低噪声量子频率转换(QFC),端到端效率达28.8%,泵浦光噪声抑制至35个/秒,效率较此前提升约30倍、噪声降低逾两个数量级。
87 Sr 光学晶格钟实现 Aubry-André 定域化抑制隧穿
加州大学伯克利分校团队在水平 87 Sr 光学晶格钟中,用 813 nm 与 497 nm 两条共线魔幻波长激光构成双色准周期晶格,实验演示 Aubry-André 定域化以抑制微重力类比下的原子隧穿。
GSI/FAIR 团队首次测得超重元素化合物 Sg(CO)6 的化学键强度
GSI/FAIR 领衔的国际团队首次测得超重元素化合物的化学稳定性,对象是 106 号元素 seaborgium 的六羰基配合物 Sg(CO)6,结果显示 Sg 与羰基配体的键比按元素周期表位置预期的更弱,原因是相对论效应,结果发表于 Nature。