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01-26 00:00
本研究基于分数阶Lord-Shulman广义热弹性理论，建立了准纵波（qP波）在热压电半空间与功能梯度压电半空间完美焊接界面处相互作用的解析模型。模型考虑了旋转效应和初始应力，获得了反射/透射系数及能量分配因子的闭合解。数值模拟表明，初始应力、分数阶参数和热弛豫时间对波响应有显著影响，且散射波能量比满足守恒条件。该成果对智能传感器、航空航天结构及能量收集装置的设计分析具有指导意义。
分数阶热弹性压电波传播功能梯度材料能量分配界面散射智能结构
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01-26 00:00
本研究首次从实证角度推导出描述现实世界舆论动力学的连续时间随机模型。通过分析社交媒体上的纵向数据，推断用户在一个二元气候变化话题上的观点，并重构了驱动个体观点更新的漂移函数和扩散函数。研究发现，观测到的动力学过程可以用朗之万型随机微分方程很好地描述，该方程具有持久的吸引子盆地以及对空间敏感的漂移和扩散项。经验推断的一步转移概率与本文提出的D-MODD模型生成的转移核高度吻合。这些结果为在线极化话题的舆论动力学在算子层面允许马尔可夫描述提供了首个直接证据，并通过数据驱动的朗之万模型精确复现了经验重构的转移核，从而连接了社会物理学、行为数据与复杂系统建模。
舆论动力学扩散模型社会物理学随机微分方程社交媒体分析复杂系统
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01-26 00:00
本文重新审视了广义相对论的历史与概念基础，聚焦于不变间隔 ds 的物理意义、等效原理及时空几何的精确诠释。研究指出，爱因斯坦最初寻求的是一种动态表述，其中 ds 编码引力效应，而非将曲率视为物理实体。通过基于弱等效原理（即惯性力与引力在均匀场中的精确补偿）以及将费马原理扩展至有质量物体，研究首先在静态情形下推导出 ds，其中引力势修正了固有时流。随后，通过对该静态不变量应用洛伦兹变换，导出了物质运动情形下的一般形式。所得不变量重现了牛顿第二定律在固有时中的相对论形式，并与广义相对论在谐和规范下的弱场极限一致。
广义相对论等效原理引力理论爱因斯坦时空几何物理基础
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01-26 00:00
研究团队利用考古铅制成的13克PbWO₄晶体，在低温环境下作为量热计运行，首次实现了以该材料为靶标，对暗物质与中子的自旋相关作用及自旋无关作用进行探测并推导出排除限。原型机有效控制了机械振动和低能噪声，验证了考古铅基晶体、低本底运行和数据分析流程的可行性，为未来使用更大靶质量和先进热读出技术的RES-NOVA探测器奠定了技术基础。
暗物质探测低温量热计考古铅稀有事件搜寻低本底技术
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01-26 00:00
本文首次演示了超导准粒子放大Transmon（SQUAT）探测器架构。该架构基于直接耦合至传输线的弱电荷敏感Transmon，用于太赫兹（meV）能量探测。其核心原理是：能量沉积打破量子比特电容岛中的库珀对，产生准粒子；准粒子穿过约瑟夫森结隧穿，改变Transmon的宇称，从而产生可测信号。论文展示了第一代SQUAT的设计与架构验证，总结了原型器件的初步表征测量，分析了影响宇称切换速率的背景源，并给出了基于铝器件的电荷与准粒子信号同时探测的实验结果。
超导量子比特太赫兹探测准粒子电荷敏感squat架构宇称切换
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01-26 00:00
本研究提出了一种结合解析近似贝叶斯末层神经网络（LL-BNNs）与不确定性驱动样本选择的主动学习框架，用于加速光子晶体带隙预测。该方法利用解析LL-BNN公式（对应于无限蒙特卡洛样本极限）获取与未标记候选结构真实预测误差强相关的不确定性估计。这些不确定性分数驱动主动学习策略，在训练过程中优先选择信息量最大的模拟。应用于二维双色调光子晶体带隙尺寸预测任务时，相比随机采样基线，该方法在保持预测精度的同时，所需训练数据减少了2.6倍。其效率提升源于将计算资源集中于设计空间的高不确定性区域，而非均匀采样。考虑到完整能带结构模拟（尤其在三维情况下）的高昂成本，这种数据高效性使得快速、可扩展的代理建模成为可能。研究结果表明，基于解析LL-BNN的主动学习可显著加速光子晶体的拓扑优化和逆向设计工作流程，并为科学机器学习领域的数据高效回归提供了一个通用框架。
主动学习光子晶体贝叶斯神经网络不确定性量化代理建模科学机器学习
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01-26 00:00
本研究针对非结构网格上的二阶有限体积法，对比分析了三种限制器（Venkatakrishnan原始限制器、Wang改进型、Nishikawa R3限制器）在模拟二维跨音速NACA 0012翼型湍流时的表现。采用雷诺平均Navier-Stokes（RANS）方程与负Spalart-Allmaras湍流模型进行闭合。结果表明，在合理设置控制参数的情况下，三种限制器均能获得与实验数据吻合良好的结果，但各自具有不同的数值耗散特性。
有限体积法限制器非结构网格湍流模拟计算流体力学rans方程
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01-26 00:00
本研究开发了一套在氩气环境中运行的角分辨反射率测量系统，用于精确表征下一代中微子实验（如DUNE）所用材料在真空紫外（VUV，128-200 nm）波段的反射性能。系统采用氘灯和单色仪，通过旋转光电倍增管测量铝制场笼型材和不锈钢膜片等关键材料的反射光分布。初步结果显示，在45度入射角下，这些材料在VUV波段的反射率仅为10-15%，远低于其在紫外-可见光（UV-VIS，300-500 nm）波段约60%（铝）和40%（不锈钢）的反射率，且反射光呈现镜面与漫反射混合特性。该数据对优化探测器光子收集效率和模拟预测至关重要。
真空紫外反射率角分辨测量dune探测器氩气环境材料表征光子探测
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01-26 00:00
研究团队成功表征了新一代非热声子单电荷敏感硅探测器，最佳基线分辨率达到612±4 meV。该亚电子伏特级分辨率实现了对单光子事件的精确测量，并揭示出在两个不同设施中，每个电荷激发均产生0.81±0.03 eV的一致能量损失。探测器噪声符合标准过渡边缘传感器模型，同时确立了高达45%的声子收集效率上限，使其成为目前最高效的非热声子探测器。
粒子探测器超导技术能量分辨率单电荷探测非热声子
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01-26 00:00
本文提出利用双色光镊为锶-87原子的高维量子比特（qudit）创造“魔幻囚禁”条件。通过选择两个特定波长（其张量光频移大小相近、符号相反）并以适当强度比组合，可以抑制$5s5p$ $\mathrm{^{3}P_2}$态所有磁子能级间的微分光频移，从而抑制光频移导致的退相干。该技术实现了基态与激发态之间的标量魔幻条件，以及在$\mathrm{^{3}P_2}$态内部编码qudit的张量魔幻条件，并能在54.7°张量魔幻角下稳健运行。
量子计算中性原子光镊魔幻囚禁高维量子比特锶原子
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01-26 00:00
本研究首次对20个国家的62份国家量子战略文件进行了大规模数据驱动分析。通过基于AI的自然语言处理（主题建模），识别出12个核心主题，涵盖技术发展到劳动力培养与治理等横向议题。时序分析揭示政策话语正显著从基础科学转向量子技术应用与商业化。研究结果突显了量子领域的日益多元化，并为量子政策研究提供了实证基础，倡导利用更多AI与数据驱动方法来理解第二次量子革命的技术与社会挑战。
量子战略政策分析数据驱动主题建模技术转移量子生态
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01-26 00:00
本研究提出量子传感MRI（qsMRI）技术，利用临床MRI系统直接检测神经元放电产生的磁场。该方法将水分子中的质子核自旋作为内禀量子传感器，通过解码自由感应衰减信号中的时间分辨相位信息来推断神经元磁场。研究通过模拟、模型实验及人体静息与运动任务测试验证了其可行性，并展示了在神经系统疾病中的潜在应用。qsMRI首次在临床MRI平台上实现了量子传感的人体应用，建立了一种非血氧水平依赖的功能成像模式，为探测皮层及深部脑区的神经元放电动力学提供了新工具。
量子传感磁共振成像神经电活动无创检测功能成像
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01-26 00:00
本文综述了集成量子光子学在硅基和铌酸锂平台上的最新进展。硅基电路已从厘米级双光子系统发展为毫米级高密度器件，可集成数千组件，实现对多光子态的复杂可编程操控。铌酸锂凭借其宽光学透射窗口、优异的非线性与电光系数及化学稳定性，成为全集成光子量子芯片的理想基底。基于该材料的器件在光子态的生成、操控、转换、存储与探测方面均表现出高效率，为确定性多光子生成、单光子量子相互作用及全面的频率态控制奠定了基础。文章探讨了铌酸锂在电光调谐和非线性能量转换中的功能集成机制，并展望了其在量子通信、复杂系统模拟和光学量子计算等领域的变革潜力。
量子光子学集成光路铌酸锂硅光子学量子计算非线性光学
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01-26 00:00
本研究系统评估了扩散模型在二维翼型逆向设计中的性能，比较了基于主成分权重、有序坐标和二维符号距离函数三种几何编码格式的训练效果。结果表明，直接使用坐标数据训练的模型性能最佳，设计自由度最高。研究还提出了一种基于扩散过程随机性的多目标优化流程，简化了传统方法，并探索了模型在训练集边界之外的空气动力学和流动条件标签下的外推性能，为三维问题中更受青睐的SDF方法铺平了道路。
扩散模型翼型设计几何编码逆向设计空气动力学机器学习
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01-26 00:00
本文介绍了向普通受众有效传播科学概念的核心技术与方法。它旨在帮助科研人员、教育工作者及科普作者掌握将复杂科学知识转化为易于理解、引人入胜内容的关键技巧，从而弥合专业科学与公众认知之间的鸿沟，提升科学传播的整体效能。
科学传播科普技巧公众理解科学知识转化沟通方法
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01-26 00:00
本研究揭示了在驱动光学腔中，集体电子强耦合（ESC）下出现的一种先前未被认识的振动激活机制。通过将麦克斯韦方程与量子分子动力学自洽结合的半经典模拟，研究发现集体电子拉比振荡能够相干地驱动核运动。振动激活对拉比频率呈非单调依赖，当集体极化激元分裂与分子振动模式共振时达到最大。该机制表现出与受激拉曼类弛豫机制一致的特征，为研究真实腔-电子-核动力学建立了一个自洽的理论框架。
分子极化激元强耦合拉比振荡振动激活腔量子电动力学半经典模拟
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01-26 00:00
本研究提出了一种名为SHVAM的单视角全息体增材制造技术。该系统通过时间复用的纯相位全息图，从单一光轴投射，无需机械移动即可成形三维物体。其核心创新在于将全息图合成构建为一个耦合逆问题，整合了可微分的波光学前向模型与一个简化的光化学模型，该模型明确捕获了抑制剂扩散和非线性剂量响应。通过在这些耦合约束下优化全息图序列，能够预先补偿化学模糊效应，从而获得比仅优化光学更高的打印保真度。实验证明，该技术可在数秒内于0.8mm×0.8mm×3mm的体积中，制造出横向特征尺寸约10μm的简单2D和3D结构。
体3d打印计算全息光化学模型逆问题优化微纳制造波光学
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01-26 00:00
本研究对15种预训练机器学习原子间势函数（MLIPs）进行了系统性基准测试，评估了其在准确性、计算速度、内存占用及模拟稳定性方面的表现。研究发现，模型参数数量和训练集大小与预测准确性呈强相关，而训练数据是否包含带电分子或模型是否包含显式库仑能项对性能的影响低于预期。计算速度与内存占用则更多地由模型架构而非模型大小决定。该结果为研究人员根据具体应用场景选择最合适的势函数模型提供了客观依据。
机器学习势函数分子模拟基准测试计算化学模型评估
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01-26 00:00
本研究提出了一种物理信息可微分求解器框架，用于学习参数化偏微分方程（PDE）的连续解流形。该方法将物理信息神经网络（PINN）重构为可微分求解器，仅需单次训练即可获得描述稳态达西流在异质介质中流动的完整解族，无需为每个新参数实例重新训练。核心创新在于将可微分解码器集成到物理信息损失函数中，支持通过自动微分实时重建复杂的空间异质水力传导率场。该方法能产生精确且质量守恒的流动解，并支持高效的不确定性量化，为异质系统的物理约束数据驱动建模提供了通用方法。
物理信息神经网络可微分求解器参数化pde异质介质达西流不确定性量化
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01-26 00:00
本研究通过大涡模拟和全局稳定性分析，揭示了真实喷管构型中多股射流下游三维相干结构的形成机制。研究发现，流动中同时存在由核心流与旁路流混合产生的二维主剪切层不稳定性（高频），以及由喷管侧壁和上下边界与外界环境相互作用产生的三维上下剪切层宽带低频动力学。低频响应模态由喷管几何附近的局部扰动激发，受三维开尔文-亥姆霍兹动力学主导，并在喷管角区产生流向涡，驱动了矩形射流特有的轴切换行为。波制造者分析进一步表明这些角区涡是自持低频动力学的一部分。
流体力学射流不稳定性相干结构大涡模拟全局稳定性分析剪切层
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01-26 00:00
在均匀各向同性湍流中，通常用纵向速度导数平方的15倍来估计单位质量能量耗散率ε。本研究证明，对于n>2的高阶矩，耗散率ε与其替代量ε_s的矩并不严格成比例。具体关系涉及应变张量不变量tr(S³)，其贡献取决于无量纲比R≡tr(S³)/tr(S²)^{3/2}的分布。研究发现，即使假设R在区间[-1/√6, 1/√6]内均匀分布（对应应变张量高斯分布），所得关系与精确分布的差异也仅为几个百分点。
湍流耗散率速度导数高阶矩应变张量
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01-26 00:00
本研究通过设计具有台阶形状的范德华材料结构，首次实现了双曲声子极化激元在不同色散阶次之间的模式转换。利用散射式扫描近场光学显微镜，在六方氮化硼和α相三氧化钼材料上直接观测到从基模到高阶模的转换过程。实验与电磁模拟结合表明，通过调控台阶尺寸可有效改变转换效率。该工作为在纳米尺度上集成具有超高动量的不同阶次极化激元提供了新途径，有望推动纳米光学电路、传感和信息处理等应用的发展。
双曲极化激元范德华材料近场光学模式转换纳米光子学
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01-26 00:00
过渡态（TS）的准确预测是计算化学的核心挑战。现有机器学习模型在预测小分子有机反应时已接近化学精度，但其泛化到训练域之外（如含新元素或过渡金属配合物）的能力有限，常产生不合理的几何结构和巨大能量误差。为解决此问题，本研究提出一种基于平衡构象的自监督预训练策略，让生成式TS模型在针对性微调前先接触新颖的化学环境。该方法在包含过渡金属配合物的新基准测试中，将TS几何结构的RMSD中位数从0.39 Å降至0.19 Å，并将微调所需数据量减少高达75%，显著提升了模型对未知化学体系的预测鲁棒性和数据效率。
过渡态预测机器学习计算化学自监督学习泛化能力反应机理
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01-26 00:00
本研究提出了一种新型内壳层X射线激光器（re-XDFL），利用两个相干X射线场（频率ω₁和ω₂）通过差频共振（ω₁-ω₂=ω₀）在核心能级跃迁上诱导出相位锁定的相干性，从而设定发射的初始相位和时间起点。在粒子数反转条件下，该驱动相干性控制放大场的相位和起始，而增益仍由传统内壳层激光机制主导。这为超越纯自发辐射放大的受控X射线激光发射提供了物理上一致的途径。
x射线激光差频共振内壳层跃迁相干控制密度矩阵