2026年2月25日，《物理评论快报》（Physical Review Letters）在线发表了我院施夏清教授与法国原子能和替代能源委员会萨克雷研究中心高级科学家Hugues Chaté、德国马克斯·普朗克动力与自组织研究所Benoît Mahault合作完成的一项理论研究工作，题为“XY Model with Persistent Noise”（持续噪声XY模型）。研究揭示二维XY模型在时间关联噪声驱动下可以维持远超平衡态允许的准长程序，其有序‑无序转变仍属于Berezinskii‑Kosterlitz‑Thouless（BKT）类型，但临界指数随噪声持续时间连续变化，为理解活性晶体等非平衡系统的动力学相变行为提供了新视角。
XY模型是统计物理中最基础的模型之一，在二维体系中只能呈现准长程序，其序参量关联函数代数衰减，衰减指数η在BKT转变点处不超过1/4。2023年施夏清团队在活性晶体中发现晶格序能够承受极大自发形变而不熔化，这一现象被认为与活性粒子取向的持久性有关，相关研究发表于当年PRL[PRL 131,108301 (2023)]并获编辑推荐和Physics杂志报道“凸显了远离平衡态的系统如何可以突破人们习以为常的基本规则”。在此工作取得突破后，为揭示系统非平衡相变的普适行为，此次团队将传统XY模型中的高斯白噪声替换为具有有限持续时间的Ornstein‑Uhlenbeck过程，构建了“持续噪声XY模型”，并系统研究了其有序相与相变行为。
研究发现，在持续噪声驱动下，系统即使在噪声关联时间很短的条件下仍可维持准长程序，自旋波涨落强度远超平衡态极限：关联函数衰减指数η不再受1/4束缚，而是随持续时间线性增大。空间傅里叶谱的分析证实了理论预测，不同持续时间下的谱线经标度变换后完美重合，验证了有序态的标度行为。在有序‑无序转变方面，团队通过大尺度数值模拟，测量了极化序参量及其磁化率、时间关联函数和动态弛豫行为。结果显示，转变有效温度和临界指数η、λ随持续时间都会发生变化，可以突破BKT理论对相关临界指数的限制(η可以远超1/4)。转变仍保持BKT类型的关键特征：关联长度指数发散、拓扑缺陷配对‑解绑机制、以及动态临界指数z≈2不变。同时发现与关联长度相关临界指数ν=1/2给出最自洽的临界温度估计，进一步支持了BKT普适类的稳定性。
该工作首次在非平衡XY模型中系统展示了持续噪声作用下集体动力学可以突破平衡态限制。这一结论与团队此前在活性晶体中的发现高度一致，表明一类广泛的非平衡动力学系统可以支持无缺陷的超强形变，也为今后在活性物质、胶体晶体等体系中探索非平衡相变提供了理论框架。
该研究获得国家自然科学基金委（项目批准号12275188、11922506）的资助。
