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03-06 00:00
本研究提出了一种量化全球聚落空间配置的新方法，通过识别“临界距离”来刻画聚落从孤立状态到连成巨型集群的渗透式转变。该方法在不同空间尺度（国家、次国家、非重叠区块及移动窗口）上进行了全球估算，生成了全球聚落渗透数据集。临界距离可作为衡量聚落连通性的独立指标，为分析聚落结构及其社会、经济和生态影响提供了新工具，对城市形态、土地利用和景观生态学等多个研究领域具有广泛价值。
聚落渗透空间连通性临界距离全球尺度城市形态景观生态
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03-06 00:00
本研究利用高精度H$_2$-H$_2$相互作用势，对HD+HD碰撞中的转动-振动跃迁进行了全维度量子散射计算。研究发现多个近共振跃迁过程，这些过程保持了总转动角动量，并几乎守恒了碰撞伙伴的内能。研究识别了驱动转动跃迁的关键各向异性项，以及导致截面能量依赖关系中低能共振特征的角动量分波。计算结果与先前实验报道的总截面一致，特别是在入射通道中与$l=3$分波相关的强共振特征。研究还报告了0.1 K至200 K温度范围内多个非弹性转动及转动-振动跃迁的速率系数，其在1 K-10 K之间出现峰值，反映了约2.5 K处$l=3$形状共振的重要贡献。
量子散射分子碰撞转动振动跃迁共振特征速率系数低温物理
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03-06 00:00
洛斯阿拉莫斯国家实验室的“中子靶演示器”项目，旨在测试利用1立方米石墨立方体慢化散裂中子，以构建用于逆运动学测量的“站立”中子靶的可行性。研究团队使用来自圣母大学和德州农工大学加速器产生的能量范围在1 keV至50 MeV的中子源，分别对完整石墨立方体及移除一半石墨的“半立方体”进行了中子通量分布测试。实验结果表明，完整立方体慢化器的测量分布与模拟结果一致，而半立方体在某些情况下仍存在差异。这些结果为即将开展的原理验证实验提供了关键数据。
中子靶逆运动学核反应测量稀有同位素中子慢化实验核物理
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03-06 00:00
北京放射性核束装置（BRIF）的PLASEN系统已完成全面调试并投入运行。该系统由紧凑型射频四极杆冷却聚束器和共线共振电离光谱装置组成，成功解决了BRIF束流能量分散大的问题，为共线共振电离光谱实验提供了高质量的放射性核束。利用该系统，研究人员对奇特原子核进行了激光光谱测量，实现了约100 MHz的高光谱分辨率以及高达1:200的探测效率。该系统将成为BRIF在核物理、原子与分子物理等多个前沿领域进行研究的先进实验平台。
激光光谱奇特核放射性核束brif共振电离
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03-06 00:00
本研究首次在实验上实现了二维Floquet非阿贝尔能带拓扑，利用光子散射网络平台，揭示了远离平衡态的二维多能隙系统中独特的拓扑现象。这些现象包括由能带节点连接的异常多能隙相、Floquet欧拉转移、具有异常狄拉克弦构型的带隙相，以及Floquet诱导的能带节点非阿贝尔编织。研究还观测到了跨越多个能隙的Floquet周期异常边缘态，为这些备受关注的二维多能隙Floquet拓扑相提供了实验证据。该工作确立了光子散射网络作为实现非阿贝尔Floquet系统的实用且通用的途径。
非阿贝尔拓扑floquet系统光子网络多能隙拓扑拓扑编织实验实现
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03-06 00:00
本文提出了一种名为投影海森学习（PHL）的可扩展二阶训练框架，用于提升机器学习原子间势能（MLIPs）的准确性。传统方法直接使用海森矩阵（二阶导数）进行训练，其计算和存储成本随系统规模呈二次方增长，难以应用于大体系。PHL的核心创新在于避免显式构建海森矩阵，转而通过计算海森-向量积（HVPs），并沿随机探测方向投影曲率信息。该方法采用基于随机迹的无偏损失函数，在保持能量、力和海森矩阵预测精度的同时，实现了超过24倍的训练加速。研究表明，使用随机探测的PHL方案在远离平衡态的几何结构上表现尤为出色，为将精确的曲率监督扩展到更大、更复杂的分子系统提供了可行路径。
机器学习势能海森矩阵二阶优化计算化学分子模拟曲率监督
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03-06 00:00
本研究揭示了半经典与准经典动力学结合广义量子主方程（SC-GQME）提升计算精度的内在机制。通过短时分析证明，精确的“左”时间导数能延迟半经典近似误差的出现，从而在无需GQME的情况下也能提升动力学精度。然而，这类导数在复杂参数区域可能产生非物理结果。为此，研究团队开发了一种新的记忆核截断协议，能够明确确定截断点，即使在以往方法失效的挑战性参数区域也能保持短时精度并规避长时不稳定性。该机制与协议有望应用于超越简单模型的复杂系统量子动力学模拟。
半经典动力学量子主方程计算精度记忆核量子输运理论机制
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03-06 00:00
本文提出了一种基于三元闭包机制的强聚类随机图模型，解决了传统可处理网络模型难以刻画真实网络高传递性与局部聚类谱的难题。通过为随机骨干网络中的每个三元组设定闭合概率，模型生成了具有复杂环状局部结构的图。研究提供了局部聚类谱和度相关性的精确解析表达式，揭示了高传递性伴随正度相配性以及聚类谱中的非平凡结构。理论结果通过大量数值模拟验证了有限尺寸效应。
复杂网络随机图模型三元闭包度相关性聚类谱网络理论
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03-06 00:00
本研究提出了一种模块化、计算高效的忆阻器模型，旨在弥合传统紧凑模型与复杂神经形态动力学之间的鸿沟。该模型集成了标准忆阻器件动力学、状态变量到累积电导的功能映射、受线性粘弹性理论启发的挥发性模块以及实现线性-非线性技术的饱和模块。此外，模型还引入了受生物尖峰时序依赖可塑性（STDP）规则启发的突触样可塑性机制。通过基于拉普拉斯变换的技术，模型能够从状态变量推导出累积电导的精确映射形式，取代了临时性的电压-电流关系。该模型在展现增强、突触样可塑性和挥发性衰减的聚合物忆阻器实验数据上得到了定量验证，为下一代神经形态硬件的设计提供了兼具实用性与解释力的新范式。
忆阻器模型神经形态计算突触可塑性挥发性记忆模块化设计硬件仿真
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03-06 00:00
本研究构建了一个基于随机智能体的意见动力学模型，探讨多议题权重差异下舆论演化规律。模型引入相似性阈值决定个体间的吸引/排斥作用，揭示了共识、极化和持久多元主义三种稳定状态。研究发现，即使引入权重极小的单一议题，也能显著破坏原有稳定态，使收敛时间增加数个数量级。通过推导确定性常微分方程系统并分析均衡对称性，研究指出当重要性集中于少数议题时极化风险最高，并提出通过培育跨领域社会联系、拓展讨论议题等缓解策略。
意见动力学社会极化多议题模型对称性分析计算社会学
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03-06 00:00
本研究给出了一个严格的数学定理，证明在周期性边界条件下，由Navier-Stokes方程描述的二维Kolmogorov流，其解在任意时间 $t > 0$ 内都将保持其光滑初始条件在 $t=0$ 时刻所具有的空间对称性。该定理支持了清洁数值模拟（CNS）关于湍流保持对称性的结果，但直接否定了直接数值模拟（DNS）中对称性快速丧失的结论。这从数学上严格证实了DNS给出的湍流时空轨迹确实被数值噪声严重污染，并表明CNS方法有助于深化对湍流的理解，并可能接近Navier-Stokes方程的某些数学真理。
kolmogorov流navier-stokes方程空间对称性数值模拟湍流数学证明
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03-06 00:00
本研究提出了一种基于耦合环形谐振器的时间复用光子网络架构，能够精确模拟特定的哈密顿动力学。研究表明，在Suzuki-Trotter极限下，该网络的频闪演化再现了玻色化霍普费尔德模型的典型动力学。此外，通过在谐振器主环路中引入非线性元件，研究为模拟与Tavis-Cummings模型相关的平均场和量子非线性动力学提供了一条可扩展的光学路径。这些成果确立了时间复用谐振器网络作为一个多功能光子框架，可用于模拟光-物质相互作用哈密顿量和集体多体现象。
光子网络哈密顿模拟量子光学非线性动力学多体物理
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03-06 00:00
本研究针对热原子蒸气中基于里德堡态的双光子电磁诱导透明（EIT）光谱传感方案，推导了低功率极限下多普勒展宽残余线型的解析表达式，并通过实验验证。对于铷原子，理论预测耦合激光扫描时的半高全宽极限线宽为1.84 MHz，实验测得线宽为2.04 MHz，比以往的理论估计和实验报道值窄约两倍，实现了迄今热蒸气中里德堡态最精确的双光子能量分辨率。研究还进一步分析了接近该极限时的展宽机制。
里德堡原子电磁诱导透明光谱线宽量子传感热原子蒸气多普勒展宽
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03-06 00:00
研究团队将计算扎根理论应用于大学现代物理课程中AI聊天机器人的对话数据，分析了超过1000万词汇的学生互动。通过结合自然语言处理、无监督聚类和人工解读，系统识别出学生在相对论动量（如 $p = \gamma m v$ 的理解）和量子能级等核心概念上存在持续性误解，并发现了学生提问与表达不确定性的特定模式。该方法为规模化分析学习过程、开发自适应AI教学工具提供了新途径。
人工智能教育物理教学计算扎根理论学习分析概念误解聊天机器人
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03-06 00:00
本研究提出并实验验证了一种全矢量理论，表明在特定设计的一维反槽光子晶体波导中，电磁场的纵向电场分量可以与横向电场分量发生混合，并可通过远场成像分解为独立的偏振态。当打破光子晶体晶胞的面内镜像对称性时，纵向与横向模式的耦合会产生两种混合模式，并打开一个新的光子带隙。通过调整反槽在晶胞内的旋转角度，可以调控混合模式的成分比例及带隙宽度。当反槽与传播方向呈45度时，混合模式具有最强的纵向电场贡献和最宽的几何诱导带隙。这种工程化的波导为实现片上量子系统角度不变偶极耦合、高阶偏振复用及光流增强控制等新功能提供了可能。
光子晶体波导纵向电场模式混合光子带隙偏振控制片上光子学
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03-06 00:00
本研究在ASDEX Upgrade托卡马克中，通过中性束注入调制实验，自洽地推断出环向动量输运系数。研究发现，在强电子回旋共振加热下，即使外部施加的力矩无明显变化，旋转剖面也会严重塌陷。实验成功复现了旋转剖面，确认了扩散、对流和残余应力贡献的稳健性。线性回旋动力学模拟表明，强ECRH下，湍流从离子温度梯度模转变为ITG-捕获电子模混合模式，这与观测到的反向本征力矩和粒子向内对流行为一致。研究揭示了反向本征力矩与向内对流动量输运之间的平衡是形成空心旋转剖面的关键，强调了本征力矩和向内对流对未来低力矩托卡马克维持有利旋转剖面的重要性。
托卡马克动量输运电子回旋加热旋转剖面本征力矩h模等离子体
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03-06 00:00
本研究开发了一款基于网页的智能手机加速度计应用，解决了传统应用只能在设备固定坐标系中测量加速度、难以分析设备旋转时多维运动的局限。该应用通过同时记录设备固定坐标系中的加速度和欧拉角，实时将其转换为静止全局坐标系中的旋转补偿加速度。配套的网页应用还提供数值积分、降噪和数据可视化功能。系统无需安装，通过手机浏览器即可访问。实验表明，即使在手机改变方向的情况下，旋转补偿后的加速度也能精确重建速度、位移和轨迹。该工具已在本科力学课堂中应用，有助于学生更深入地理解加速度、速度和位置之间的关系。
物理教育智能手机实验传感器融合运动分析力学教学网页应用
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03-06 00:00
轨道角动量（OAM）作为光的一个拓扑自由度，理论上在连续形变下保持不变，但在复杂介质中其物理可观测性急剧下降，形成“拓扑-可观测性鸿沟”。本研究提出了一种基于矢量涡旋光束中偏振与拓扑特征不可分离耦合的新型拓扑测量范式。通过构建源自全局斯托克斯场的拓扑不可分离性度量，并结合一个物理引导的机器学习校准框架（该框架融合了贝叶斯高斯过程回归与XGBoost驱动的自适应模型选择），实现了对高达200个拓扑特征的高保真识别。关键的是，即使在光束强度和相位结构被极端复杂介质（包括强大气湍流、海洋湍流和高温喷流）完全扭曲的情况下，这种鲁棒性依然存在。该方法克服了传统方法可访问OAM模式有限和对扰动敏感的瓶颈，为高维OAM在现实复杂环境中的可靠部署建立了鲁棒框架。
轨道角动量矢量涡旋光束拓扑测量复杂介质机器学习光学通信
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03-06 00:00
本研究提出了一种基于su(2)李代数的对称性框架，实现了对光场偏振与空间结构的联合调控。通过将圆偏振态与拉盖尔-高斯光束叠加，构建了总角动量光场，并在固定角动量子空间中定义了其su(2)相干态。该方法仅需单个复参数即可连续调控偏振与空间自由度，为结构光场在精密操控、先进成像及高容量通信等领域的应用提供了新途径。
结构光场角动量调控su(2)对称性相干态偏振控制空间光调制
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03-06 00:00
本研究通过一系列全局模型，系统分析了喷流啸叫中激波单元、开尔文-亥姆霍兹波、导引喷流模态等波动间的线性和非线性相互作用。首先识别了Navier-Stokes算子线性化后的弱阻尼全局本征模，证明其源于与不同激波单元波数的相互作用。其次，利用解析子分析获得了与实验数据吻合的啸叫模态周期表示。进一步，通过谐波解析子分析研究了三重相互作用及跨频率能量转移，其预测结果与以往模型未解释的实验观测相符。最后，采用新颖的双线性谐波解析子公式，揭示了啸叫模态非线性自相互作用如何驱动能量向其他频率重分布。这些发现强调了三重和非线性相互作用在塑造啸叫动力学中的关键作用，并为研究其他周期性主导流动中的类似相互作用提供了有效工作流程。
流体力学喷流啸叫非线性相互作用全局模态分析能量转移计算流体动力学
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03-06 00:00
本研究针对离散元法（DEM）中计算开销较大的邻域搜索问题，对比了排序扫描算法与树码算法在二维多边形颗粒旋转鼓模拟中的性能。通过模拟多达12000个颗粒的系统，重点分析了系统规模和代码内联对缓存内存性能的影响。结果表明，树码算法性能略优，但代价是显著增加的圈复杂度；其优势在于为共享内存并行化提供了更好的可能性。
离散元法邻域搜索树码算法排序扫描缓存优化并行计算
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03-06 00:00
研究表明，在无标度网络中移除枢纽节点（如前10%的高连接节点）会同时引发两种脆弱性：一方面，它将键渗流阈值 $p_c$ 从0.34显著提升至0.90，降低了网络对随机边失效的鲁棒性；另一方面，在级联阈值 $\varphi=0.22$ 处，平均级联规模从0.29%激增至20.6%，使网络从亚临界态进入超临界态。研究通过独立调控枢纽存在性与激活阈值的实验，揭示了枢纽对级联的抑制主要是动力学机制，并推导出移除后级联分支因子 $z_1(\varphi, \alpha, m)$ 的闭式解，预测了移除操作新产生的脆弱区间。
复杂网络级联失效渗流理论无标度网络相变鲁棒性
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03-06 00:00
研究揭示了在宽带隙半导体中进行超快激光写入单晶格缺陷时，可实现深度亚波长定位精度，但定位概念需在统计意义上理解。通过建立统计光学框架，推导出亚波长尺度激光-物质相互作用的闭合解，阐明了确定性与随机性相互作用如何产生亚衍射分辨率。研究表明，单缺陷激光写入的亚衍射定位精度以较低产率为代价，为超分辨激光写入制备集成量子光子系统的可扩展性设定了物理界限。
超快激光写入亚衍射定位统计光学量子光子学宽带隙半导体
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03-06 00:00
本研究首次在双轴晶体PPKTP中系统研究了非线性拉曼-纳斯衍射（NRND）和非线性切伦科夫辐射（NCR）现象。实验通过调控入射角、泵浦偏振、极化周期和晶体温度，发现PPKTP的热稳定性比常用的单轴晶体PPLN高出十倍以上。这种优异的热稳定性有助于减少光学模式偏差和误码率，为并行光计算等应用提供了更可靠的平台。
非线性光学晶体衍射热稳定性光计算ppktp晶体切伦科夫辐射