近日，山西大學、浙江大學、清華大學、復旦大學和北京大學的研究成果發表於Nature。

山西大學

2月22日，山西大學的張靖等研究者展示了基於原子玻色-愛因斯坦凝聚體加載到自旋相關光學晶格的扭曲雙層方晶格中超流體到Mott絕緣體躍遷的量子模擬。相關論文以題為「Atomic Bose–Einstein condensate in twisted-bilayer optical lattices」發表於Nature。山西大學孟增明副教授以及博士生王良偉為共同第一作者，山西大學張靖教授為獨立通訊作者。據悉，這是山西大學首篇以獨立通訊作者發表的Nature。

本文主要研究了雙分子層光學方形晶格中原子基態性質的實現。研究者成功地將超流體加載到雙分子層晶格中，展示了一個新的多功能平台，可以探索moiré物理和量子多體系統中的相關超流體。除了可調的扭曲角度，冷原子平台還提供了出色的控制，如不同的晶格深度和不同層的層間耦合。扭曲雙分子層方形晶格與扭曲原子薄半導體異質結構的物理密切相關。

同時，該實驗在原理上可以推廣到多層晶格中，在多層晶格中，層間耦合可以由MW和射頻獨立誘導。用光學拉曼躍遷代替微波，使層間耦合具有空間依賴性，從而支持拓撲基態。最後，該光學晶格方案可以應用於將費米子原子限制在雙層六方晶格中，它忠實地模擬了雙層石墨烯中的電子，並可能為強相關的平帶區超導現象的出現提供見解。

浙江大學

對於農業來說，人口老齡化會帶來什麼影響呢？浙江大學環境與資源學院谷保靜教授等與國內外合作者通過研究，用一組組數據科學量化了老齡化的影響，首次闡明了農村老齡化對農業發展的作用路徑，並給出了應對方案。

2月23日，這項成果在國際頂級期刊Nature上刊登。論文第一作者是浙江大學公管學院/環資學院博士生任琛琛，共同一作是管理學院教授周欣悅，通訊作者為谷保靜。論文合作者還有環資學院的徐建明教授，以及英國生態水文中心的Stefan Reis教授等。這是繼1月5日在Nature發表文章後，谷保靜團隊再次登上Nature。

課題組利用浙江大學的中國家庭大資料庫中2015年、2017年和2019年約15000個農戶調研數據，採用多元回歸模型探究了農村人口老齡化與農業可持續進程的關係。結果顯示，2019年中國大約有6000萬畝耕地棄耕與農村人口老齡化有關，使全國平均農地規模減少約4%，對耕地保護與糧食安全構成了威脅。

團隊又設計模型進行模擬計算。他們發現，如果未來中國能鼓勵傳統小農持續向新型經營主體轉型，農業投入、農地規模和農民收入將在2100年分別比2020年增長約14%、20%和26%，還能減少4%的化肥流失。由此課題組認為，推廣新型經營主體可以扭轉人口老齡化帶來的負面影響，促進農業在經濟、社會和環境三個可持續發展方面優化。

本項目受到國家自然科學基金、國家重點研發計劃和浙江省尖兵領雁計劃項目等資助。

清華大學、復旦大學、北京大學

2月22日，清華大學朱靜院士聯合復旦大學車仁超教授和北京大學李源副教授通過使用LTEM與低漂移液氦台相結合，首次報告了在PG狀態下的未摻雜銅酸鹽YBa₂Cu₃O₆.₅中直接觀察到的拓撲自旋紋理。拓撲自旋結構的證據是通過使用基於強度傳輸方程（TIE）的相位重構技術獲得的。

作者確定了存在拓撲自旋紋理的相位圖區域，並證明了合適的樣品厚度對技術觀察它至關重要。作者還討論了在拓撲自旋紋理、PG狀態、電荷秩序和超導性之間的相互作用。相關成果於以「Topological spin texture in the pseudogap phase of a high-Tc superconductor」為題發表在Nature上。

作者在YBa₂Cu₃O₆.₅超導體的PG態中發現了納米尺度的拓撲自旋紋理。自旋紋理似乎是一種「脆弱的」和新興的現象，需要特殊的條件才能觀察到，但它與CDW和超導相有耐人尋味的關係。作者的發現通過提供微觀結構的直接圖像，揭開了PG狀態下隱藏的TRS破缺之謎。

論文連結：

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05695-4

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05738-w

https://www.nature.com/articles/s41586-023-05731-3

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