【本站讯】近日，物理学顶级期刊Physical Review Letters（PRL）发表理学院青年教师的两项研究成果，分别是朱同帅为第一作者的“Floquet Odd-Parity Collinear Magnets”和邢传阳为通讯作者的“Torsion Balance Experiments Enable Direct Detection of Sub-eV Dark Matter”，其中前者以“编辑推荐”（Editors' Suggestions）方式发表。这是我校物理学科首次在PRL上发表研究成果。

PRL是全球物理学领域公认最具影响力的顶级学术期刊，自1958年创刊以来，超过60%的诺贝尔物理学奖获奖成果均源于在该刊发表的关键论文；2000至2025年间，共有20项诺贝尔物理学奖及4项诺贝尔化学奖获奖者曾在该刊发表关键性研究成果。

在“Floquet Odd-Parity Collinear Magnets”（弗洛凯共线奇宇称磁体）论文中，朱同帅为第一作者，宁波东方理工大学阮佳伟和南京师范大学王怀强为论文共同通讯作者，中国石油大学（华东）为第一署名单位。

近年来，交错磁体因其既具备反铁磁体的零净磁化特征，又在动量空间展现出铁磁体的自旋劈裂，被视为实现新一代磁存储的理想材料。然而，目前研究多集中于具有偶宇称对称性的交错磁体，如何在共线磁体中实现奇宇称自旋劈裂，是当前磁学与自旋电子学领域的一个关键科学挑战。针对这一难题，研究团队从自旋群对称性出发，提出利用圆偏振光通过Floquet工程可打破自旋不变的赝时间反演对称性，同时保留翻转自旋的空间反演对称性，从而解除自旋简并，并强制自旋劈裂满足奇宇称对称性。基于此，研究团队在不同晶格中实现p波和f波自旋劈裂，同时还发现一定光强下可诱导出奇宇称自旋劈裂的陈绝缘体态。研究团队还通过第一性原理计算表明，圆偏振光驱动的单层MnPSe₃材料中可观测到f波自旋劈裂，这种自旋劈裂可用时间和自旋分辨的角分辨光电子能谱观测。

该项研究不仅将共线磁性材料中自旋劈裂的探索从偶宇称对称拓展至奇宇称对称领域，更展示了Floquet工程作为一种强大方法在设计和调控新奇磁性与拓扑量子现象中的巨大潜力。该研究为基于光-物质相互作用的超快自旋电子学器件的开发开辟了崭新的道路。

图1 圆偏光在共线反铁磁中实现奇宇称磁性的对称性机制

“Torsion Balance Experiments Enable Direct Detection of Sub-eV Dark Matter”（暗物质在扭秤实验上的探测）论文由中国石油大学（华东）、东京大学和华中科技大学合作完成，邢传阳为论文通讯作者。

暗物质探测是现代宇宙学和粒子物理中的重大前沿问题之一。对于质量较轻的暗物质，其德布罗意波长可与宏观实验装置的尺度相当，并在与宏观目标发生散射时可以产生显著的相干增强效应。基于这一效应，研究团队分析了暗物质与物体的散射过程以及散射所诱导的受力，这种微弱受力可以通过扭秤实验进行测量。现有高精度扭秤实验尚未发现任何未知力的信号，这一结果可用于限制暗物质散射的强度。研究表明，在0.01–1 eV的质量范围内，现有扭秤实验能够对暗物质-核子散射给出目前最强的限制。

图2 扭秤实验对超轻暗物质散射的限制结果

该成果拓展了扭秤实验在基础物理前沿中的应用边界，建立了经典精密测量实验与暗物质直接探测之间的新联系，为利用现有高灵敏度实验平台开展新物理搜寻提供了新思路。这一研究对推动超轻暗物质实验探测方法的发展具有积极意义，也为后续结合更高灵敏度精密测量装置开展相关研究提供了理论依据。

论文链接：

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/7ywb-ml2q

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/8lbh-lblh