物理周报 · 2026 年第 45 周 · 11.02 — 11.08
PHYSICS UNIVERSE

空间站9.7皮开尔文与希格斯最精确测量
本期覆盖2026年11月2日至11月8日。最引人注目的成果来自超冷原子与精密测量:中国空间站梦天舱超冷原子物理实验柜用全光阱冷却技术将铷原子云等效温度降至9.7皮开尔文并持续观测7秒,制备出已知最冷人造物质,成果发表于《科学》;CMS合作组在Higgs2026会议上发布希格斯玻色子质量125.065 GeV、不确定度88 MeV的迄今最精确单个实验测量。高能物理方面,LHCb首次观测到B+→π+e+e−衰变迹象并测量分支比,CMS报告电弱产生Z玻色子对伴随两喷注的首个证据,LHCb还获得Bd→μμ稀有衰变的首个证据(3.2 sigma)。宇宙学上,Herold等用DESI DR2 BAO给出模型无关的宇宙加速证据,CPL参数化分析以≳3σ排除ΛCDM并偏好状态方程穿越幻影线。量子技术领域,Kerr-cat量子比特自主冷却实现450 s比特翻转时间,单分子自旋-光子接口实现可寻址分子量子比特。
超冷原子与精密测量
本版导读本期超冷原子与精密测量领域成果突出。中国空间站梦天舱超冷原子物理实验柜利用全光阱冷却技术将铷原子云等效温度降至9.7皮开尔文并持续观测7秒,制备出已知最冷人造物质,成果发表于《科学》。CMS合作组在Higgs2026国际会议上发布希格斯玻色子质量125.065 GeV、不确定度88 MeV、相对精度0.07%的迄今最精确单个实验测量,由高能所团队主导。此外,剑桥团队在超冷钾原子气体中直接观测到Vinen量子湍涡旋缠结的解开过程,JILA团队用低温抑制里德伯原子阵列的关联丢失,分子氢电离能与解离能测量精度提升五倍。
中国空间站超冷原子实验柜制出9.7皮开尔文铷原子云刷新最低温纪录
中国科学院空间应用工程与技术中心11月6日发布,我国科研团队利用中国空间站梦天舱超冷原子物理实验柜,用全光阱冷却技术将铷原子云等效温度降至9.7皮开尔文并持续观测7秒,制备出已知最冷人造物质,成果发表于《科学》。
CMS合作组发布希格斯玻色子质量125.065 GeV最精确测量 高能所团队主导
CMS合作组在Higgs2026国际会议上发布希格斯玻色子质量迄今精度最高的单个实验测量结果,将质量确定为125.065 GeV,不确定度88 MeV,相对精度0.07%。
超冷钾原子气体中直接观测到 Vinen 量子湍涡旋缠结
剑桥大学 Sebastian Morris 等人在圆柱形光阱中冷却超冷钾原子,用量子气体放大器逐层成像粒子密度,直接观测到 Vinen(超量子)湍流中随机涡旋环缠结在无能量传递情况下解开的过程。实验测得涡旋衰减率与粒子间相互作用强度无关,与超氦实验结果一致,研究者认为这表明 Vinen 湍流在超流体间具有普适性,结果发表于 Phys. Rev. Lett. 137, 193403 (2026)。
JILA团队用低温抑制里德伯原子阵列的关联丢失
JILA 团队在可切换低温与室温运行的里德伯原子阵列中抑制了雪崩衰变,确立黑体辐射(BBR)为其主要触发因素。
分子氢电离能与解离能测量精度提升五倍
Physical Review X 发表论文报告分子氢电离能与解离能的测量精度提升五倍,为超越标准模型物理搜索背景下的双电子量子计算建立严格基准。[Phys. Rev. X 16, 041032]
高能物理新观测
本版导读高能物理领域多项新观测与搜索结果发布。LHCb合作组利用LHC Run 1和Run 2的9 fb−1数据给出B+→π+e+e−衰变的首次迹象并测量分支比,同时获得Bd→μμ稀有衰变的首个证据(3.2 sigma,低于5 sigma发现门槛)。CMS合作组报告13 TeV、138 fb−1数据中电弱产生Z玻色子对伴随两喷注(ZZjj→llννjj)的首个证据。LHCb还在2018年PbPb碰撞数据中首次在前向接受度搜索3–10 GeV轴子样粒子的双光子独占产生过程。STAR合作组利用BES-II高统计量数据测量了Λ、Ξ、Ω超子的全局极化。
LHCb 首次观测到 B+→π+e+e− 衰变迹象并测量其分支比
LHCb 合作组利用 LHC Run 1(2011–2012)和 Run 2(2015–2018)期间质心能量 √s = 7、8 和 13 TeV、积分亮度 9 fb−1 的 pp 碰撞数据,给出了 B+→π+e+e− 衰变的首次迹象,并以 B+→K+J/ψ(e+e−) 为归一化通道测量其分支比。
LHCb 获得 Bd→μμ 稀有衰变的首个证据,显著性 3.2 sigma
LHCb 合作组宣布在 LHC 上获得 beauty 粒子 Bd→μμ 衰变的首个证据,统计显著性 3.2 sigma,低于 5 sigma 的发现门槛,该过程预计每约一百亿个 beauty 粒子中发生一次。
CMS观测到13 TeV质子碰撞中电弱产生Z玻色子对
CMS合作组报告了质子-质子碰撞中电弱产生Z玻色子对伴随两喷注(jj)过程的首个证据,末态为ZZjj→llννjj(l=e,μ),基于13 TeV、138 fb⁻¹数据。
LHCb 在 PbPb 碰撞中搜索 3–10 GeV 轴子样粒子
LHCb 合作组利用 2018 年记录的 PbPb 碰撞数据(积分亮度 0.228 nb−1,√sNN = 5.02 TeV)搜索质量 3–10 GeV 的轴子样粒子,这是首次在前向接受度中搜索双光子独占产生过程 γγ → a → γγ。
STAR 测量 BES-II 中 Λ、Ξ、Ω 超子的全局极化
STAR Collaboration 利用 RHIC 束流能量扫描第二阶段(BES-II)的高统计量数据,测量了 Au+Au 碰撞在 sNN=7.7、9.2、11.5、14.6、17.3、19.6 和 27 GeV 下 Λ、Λ̄、Ξ−/Ξ̄+、Ω−/Ω̄+ 超子的全局极化。
宇宙学与暗能量
本版导读宇宙学与暗能量研究本期有多项进展。Herold、Addition和Riess用DESI DR2未定标BAO数据做模型无关的宇宙加速检验,提出三种仅依赖Alcock–Paczyński参数的统计量,不假设引力理论或能量成分。CPL参数化分析最新CMB、BAO与SNeIa数据组合,以≳3σ排除ΛCDM,偏好状态方程穿越幻影线。SBi3PCF框架完成DES Y3宇宙剪切三点相关函数首次数据分析,以信噪比12.8探测到ζ±。改进的等温Jeans模型用SPARC星系旋转曲线约束自相互作用暗物质截面。Dark Energy Survey测量z=0至1.3的核坍缩超新星率。
Herold等用DESI DR2 BAO给出模型无关的宇宙加速证据
Herold、Addison和Riess用DESI DR2的未定标BAO数据做模型无关的宇宙加速检验,不假设引力理论或宇宙能量成分。研究提出三种仅依赖Alcock–Paczyński参数、各向同性BAO和视线BAO的统计量,无需红移 bin 间重建。
暗能量状态方程是否穿越幻影线:CPL参数化证据的量化与检验
论文用CPL参数化分析最新CMB、BAO与SNeIa数据组合,以≳3σ排除ΛCDM,偏好状态方程穿越幻影线(PDL),且不发生穿越的概率被排除在3.1σ–5.2σ之间。
SBi3PCF框架完成DES Y3宇宙剪切三点相关函数首次数据分析
论文用SBi3PCF框架对DES Y3弱透镜形状星表完成积分三点相关函数i3PCF的首次数据分析,也是三点宇宙剪切相关函数的首次模拟推断(SBI)分析,从数据中以信噪比12.8探测到ζ±。
改进的等温Jeans模型用SPARC星系旋转曲线约束暗物质自相互作用截面
研究者提出改进的半解析等温Jeans模型,引入速度依赖截面、核心坍缩的经验处理和更强的数值稳健性,并用SPARC星系旋转曲线拟合约束自相互作用暗物质(SIDM)的自散射截面。
Dark Energy Survey 测量红移 z=0 至 1.3 的核坍缩超新星率
Dark Energy Survey 五年巡天(2013–2017)记录 31,636 条光变曲线,作者用自建两阶段随机森林分类器在率分析足迹内识别出 2,445 个可能的核坍缩超新星(CC SN),据此在 11 个红移分档上测量 z=0 至 1.3 的体积 CC SN 率,覆盖约九十亿年回溯时间。
量子技术与量子材料
本版导读量子技术与量子材料领域成果纷呈。Weizmann团队实现Kerr-cat量子比特自主冷却,比特翻转时间达450 s,比此前演示高出五个数量级以上。NVision团队在Nature展示单分子自旋-光子接口,实现可寻址分子量子比特。Quantinuum提出CNOT+T门集快速验证容错魔法态制备电路。可寻址横向相位门量子码的速率与距离获显著改进。材料方面,单层石墨烯中观测到光致Haldane能隙,螺旋三层石墨烯中超莫尔畴形成与稳健拓扑边缘态被观测,WS2面内微腔激子极化激元波导实现室温自旋流,TiSe2薄膜中自发激子态随奇偶层切换。
Kerr-cat量子比特自主冷却实现450 s比特翻转时间
Weizmann Institute of Science团队在arXiv发表论文,利用产生Kerr-cat约束的非线性相互作用自主冷却阱内激发,使比特翻转时间达到450 s,比此前演示高出五个数量级以上。论文称该方案复用现有读出电路,无需额外冷却驱动或电路元件;相位翻转率与本征光子损耗一致,并演示了无明显比特翻转保护退化的快速Z门和比特翻转概率低于10⁻⁶的单次读出。
Nature:单分子自旋-光子接口实现可寻址分子量子比特
德国初创公司 NVision Quantum Technologies 团队在 Nature 发表研究,展示了一种含稳定量子比特的定制分子系统。他们将化合物嵌入晶体并冷却至 4.5 Kelvin(约 -269°C),用激光将其转化为含两个未配对电子的卡宾分子,再以微波脉冲操控电子自旋、激光读出结果。
Quantinuum 团队提出 CNOT + T 门集快速验证容错魔法态制备电路
Quantinuum 团队提出用 CNOT + T 门集容错制备一大类魔法态,并推出 Comb 库验证其容错性,可在笔记本上于数分钟内完成距离三和距离五魔法态制备电路的验证。
可寻址横向相位门量子码的速率与距离显著改进
论文在 Clifford 层级每个固定 h ≥ 3 上,用循环环 Rh = Z/2hZ 上超越二元 CSS 框架的编码,构造支持完全可寻址横向相位门的量子码,将编码速率与相对距离的共同渐近下界提升到 52/(675h)。
单层石墨烯中观测到光致 Haldane 能隙
研究团队在单层石墨烯中直接观测到光致 Dirac 能隙,时间与角分辨光电子能谱显示该能隙随光场同时出现,且仅在圆偏振光驱动下产生,直接将其打开与动力学时间反演对称性破缺联系起来。结合 Floquet 理论,作者把该能隙认定为光致 Haldane 质量,并给出相应的非平庸 Floquet Berry 曲率与 Chern 拓扑。
天文观测与高能天体
本版导读天文观测与高能天体物理有多项重要结果。AIMS望远镜发现太阳耀斑爆发期间太阳低层大气磁场明显减弱,论文在《自然-天文》上线。JWST四年数据给出z≈7.4与z≈10星系光度函数,构成迄今这两红移处最完整样本。JWST与Keck恒星运动学联合测定M87黑洞质量为5.38×10^9太阳质量。Hubble首次探测到岩质系外行星TOI-2431b的二次食。Suliga与Farrar以≥7.2σ显著度确认双中子星并合起源预言的两族轻元素成分。JWST揭示星际彗星3I/ATLAS的冰尘混合起源线索。三个几乎不含暗物质的幽灵星系暗示暗物质性质。
AIMS望远镜发现耀斑爆发期间太阳低层大气磁场明显减弱
中国科学院国家天文台邓元勇研究员带领的联合研究团队基于中红外观测系统(AIMS)望远镜数据,发现太阳耀斑爆发期间太阳低层大气磁场存在明显减弱现象,相关论文在《自然-天文》上线发表。
JWST四年数据给出z≈7.4与z≈10星系光度函数
Sun与Yan基于JWST运行四年的公开NIRCam数据,在九个天区(约1,045 arcmin²,含七个空白场和两个星系团场)中用dropout技术选出3,733个F090W dropout(z≈7.4)和2,396个F115W dropout(z≈10)候选星系,构成迄今这两个红移处最大的候选样本。
JWST 与 Keck 恒星运动学联合测定 M87 黑洞质量
Liepold 等人结合 JWST NIRSpec 与 Keck KCWI 观测,构建 M87 恒星运动学的二维连续图,覆盖投影半径约 10 pc 到 10 kpc 三个数量级,经三轴 Schwarzschild 轨道建模测得中心超大质量黑洞质量为 MBH=(5.38±0.13±0.22)×10^9 M⊙,统计不确定度较此前仅用 KCWI 的结果缩小 2–3 倍。
Hubble首次探测到岩质系外行星TOI-2431b的二次食
Hubble首次探测到岩质系外行星TOI-2431b的二次食,其绕K型宿主星公转周期为5.4小时,质量6.2地球质量、半径1.54地球半径,是已测质量行星中周期最短的。
最轻与最重原子核作为解开超高能宇宙线起源之谜的钥匙
Suliga 与 Farrar 分析 Pierre Auger Observatory 能量高于 10^17.5 eV 的能谱和高于 10^17.7 eV 的成分数据,以 ≥7.2σ 显著度确认了双中子星并合(BNSM)起源预言的两族轻元素成分,其刚度(R≡E/Ze)截断与先前估计一致。