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03-18 00:00
本研究首次在低温高分辨光谱实验中，揭示了稀土离子掺杂晶体中不同光学跃迁吸收谱之间的关联性。通过对Er$^{3+}$:YSO晶体中980 nm ($^{4}I_{15/2}$ - $^{4}I_{11/2}$)与1.5 $\mu$m ($^{4}I_{15/2}$ - $^{4}I_{13/2}$)两个跃迁进行光谱烧孔与关联监测，发现其非均匀展宽谱的精细结构存在相关性。这一发现为理解局域微扰对离子能级的共同影响提供了新视角，对量子存储与光谱工程有重要意义。
稀土掺杂晶体光谱关联非均匀展宽光谱烧孔高分辨光谱
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03-18 00:00
本研究提出了一种基于优化的通用框架，旨在解决复杂系统设计的核心难题：如何从微观原理出发，构建出具有特定宏观涌现特性的系统。该框架将描述复杂系统涌现模式的统计量重新用作损失函数，通过梯度下降优化器自动设计所需的微观特征和相互作用。以耦合振子的Kuramoto系统为测试平台，该方法成功构建出具有高阶协同信息、多吸引子亚稳态以及模块化等中观结构的系统，并能兼顾连接成本或拓扑限制等约束条件。这项工作推动了复杂系统科学从描述性分析向工程化设计的转变。
复杂系统涌现特性自动化设计优化方法kuramoto模型系统工程
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03-18 00:00
本研究在双狭义相对论框架下，构建了一个三维、精确可解的狄拉克振子模型，作为自旋-1/2粒子在普朗克尺度修正下的基准测试。通过引入线性非最小动量耦合，模型保留了厄米性，并解耦为三维各向同性谐振子算符与强自旋-轨道项。研究将普朗克尺度修正纳入两种标准DSR实现（Amelino-Camelia与Magueijo-Smolin）及基于普朗克长度一阶展开的广义DSR框架。结果表明，束缚态本征函数保持球对称性决定的振子旋量结构，而DSR修正了量子数$(N,j,\ell)$与相对论能量间的代数关系，对粒子与反粒子解产生分支依赖的能移。未修正极限可平滑恢复，且修正信号随激发能、振子尺度及自旋-轨道劈裂增强。
双狭义相对论狄拉克振子普朗克尺度修正精确可解模型自旋-轨道耦合量子引力
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03-18 00:00
本文提出了一种统一的变分框架，将相场断裂（PFF）与第三介质接触（TMC）集成于有限变形超弹性理论中。其核心思想是通过正则化处理裂纹与接触问题：尖锐的裂纹拓扑被正则化为弥散损伤场，而离散的接触界面则通过具有辅助场的柔性虚拟介质进行正则化。该方法无需显式的接触检测或裂纹追踪算法。框架通过二维三点弯曲和三维巴西圆盘试验模拟得到验证，揭示了接触引起的应力集中与裂纹成核/扩展之间的相互作用。特别是，巴西圆盘模拟自然地再现了接触区域附近的二次压碎型断裂带——这是实验中常见但简化加载模型无法捕捉的现象。这些结果为无需显式界面追踪的接触-断裂耦合现象预测模拟开辟了新途径。
相场断裂接触力学变分框架有限变形超弹性正则化方法
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03-18 00:00
本文纪念量子力学作为原子现象理论模型诞生100周年。文章回顾了海森堡、泡利、薛定谔和狄拉克等先驱的基础性贡献，并特别关注了常被忽视的查尔斯·高尔顿·达尔文和亨德里克·安东尼·克喇末的工作。研究梳理了量子理论发展的三个阶段：奠基期、发展期以及与信息科学相连的现代期。同时，文章也指出了当前量子理论面临的挑战，包括量子-经典边界、量子引力以及暗物质与暗能量之谜。
量子力学物理学史狄拉克方程理论物理科学纪念
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03-18 00:00
本研究提出了一种基于傅里叶神经算子的通用框架，用于直接从外部势能预测电子密度分布。该方法在空间-频率域通过算子学习，捕捉全局电子相互作用和长程关联，无需依赖原子轨道、基组或人工描述符。模型在跨元素和分子几何的数据集上训练后，能对完全未见过的分子系统实现零样本泛化，准确预测其电子密度。这项工作为快速、准确且可迁移的电子结构预测开辟了新途径。
电子密度预测傅里叶神经算子密度泛函理论机器学习算子学习零样本泛化
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03-18 00:00
针对当前化学品生命周期评估（LCA）因数据有限、不一致且不透明而面临巨大不确定性的问题，本研究提出了CRYSTAL框架。该框架结合逆合成分析与机器学习预测的门到门清单，能根据分子结构自动生成一致、透明的生命周期清单（LCI）数据。研究应用该框架创建了涵盖超过7万种有机化学品、包含11万多个透明LCI数据集的大型数据库，量化了原料、能源需求及相关辅助材料、生物圈与废物流。基于此，研究识别了驱动有机化学品生产高环境影响的50个关键环境热点，以及对下游生产至关重要的枢纽化学品，为工程与政策干预提供了系统性指导。
生命周期评估有机化学品逆合成分析机器学习环境热点透明数据库
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03-18 00:00
本文综述了生物医学活性物质这一新兴领域的最新进展。生命系统由活性材料构成，其微观组分协同工作以执行宏观生物功能。这些集体功能的崩溃会导致疾病，反之，利用自组织原理有望开发新的治疗技术。文章围绕四大主题展开：集体自组装与时空协调、集体运动与导航、集体传感与通讯、集体适应与学习。研究覆盖了从蛋白质折叠、细胞骨架动力学到细菌生物膜、神经元网络和心血管流动网络等多种系统。同时，探讨了如何利用微机器人集群、仿生超材料、器官芯片等活性自适应物质创新来诊断和治疗相关疾病。
活性物质自组织集体行为生物医学疾病治疗仿生材料
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03-18 00:00
本研究基于多源观测数据，分析了2024年母亲节超级风暴对近地空间环境及地面的影响，重点聚焦于后者。报告定性地阐述了强烈的空间天气扰动如何产生强大的地电场，并驱动显著的地磁感应电流。这些效应在多个地点被观测到，尤其在新西兰电网系统中表现突出，为理解极端空间天气事件的地面基础设施风险提供了实证依据。
空间天气地磁感应电流电网影响多源观测地电场
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03-18 00:00
本研究开发了一种无监督的物理信息神经网络，用于求解强场近似下直接阈上电离所支配的鞍点方程。该方法通过最小化方程残差进行训练，仅需定义驱动场的形状和参数。研究者引入了一种窗口参数化策略，将网络输出映射到复时间平面的指定区域，从而引导优化过程找到物理相关的解，并提高了收敛稳定性。该网络在多种场条件下与传统求解器进行了基准测试，能够稳健地恢复大参数范围内的主导复电离时间，并能追踪激光参数变化时电离事件主导性的变化。利用该网络得到的解，研究者计算了相干ATI光电子动量分布，并展示了驱动场的对称性如何反映在鞍点结构和最终光谱中。这些结果为将机器学习求解器扩展到库仑修正模型或更复杂过程奠定了基础。
物理信息神经网络强场物理鞍点方程阈上电离机器学习求解器复时间平面
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03-18 00:00
本研究通过双向传感器实施方案，在一条长达4400公里的海底光缆上实现了连续的分布式声学传感。该方法将应变信号的信噪比提升了超过20分贝，从而能够在标准电信发射功率下，以50米为间隔，获得多达88000个高精度测量点。这项技术显著提升了利用现有海底通信基础设施进行大规模地球物理监测的能力。
分布式声学传感海底光缆地球物理监测信号处理光纤传感海洋观测
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03-18 00:00
本研究提出并实验验证了一种基于多平面光转换（MPLC）的新型可编程线性光学干涉仪架构。该架构直接在自由空间排列的像素模式上实现光学变换，通过一系列可编程相位掩模和自由空间传播段，将M个输入空间模式映射到M个几何结构相同的输出模式。数值模拟表明，实现任意M模式酉变换所需的相位平面数量与M近似呈线性关系，优于传统马赫-曾德尔干涉仪网络所需的$O(M^2)$组件规模。实验上，利用空间光调制器实现了对多达16个空间像素模式的可编程操作，包括可调分束器、哈达玛酉变换、空间置换等。该架构为经典与量子光学互连、光子交换及量子信息处理提供了有前景的平台。
多平面光转换可编程光学线性干涉仪空间模式处理量子光学光子计算
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03-18 00:00
该研究针对相干弹性中微子-原子核散射（CE$\nu$NS）这一低能主导但探测困难的弱相互作用过程，提出了创新的探测方案。核心贡献是设计并初步测试了GanESS——一种采用电致发光放大的新型高气压惰性气体时间投影室，可使用氩、氙或氪作为靶材料。原型机（GaP）在8.62巴氩气压力下实现了0.42$\pm$0.04 $\rm{keV}_{\rm{ee}}$的优异能量阈值，并展示了稳定的高压性能。研究同时评估了欧洲散裂中子源（ESS）等作为理想实验场地，并开发了紧凑型中子散射相机用于本底表征。这项工作为在散裂源开展CE$\nu$NS研究奠定了坚实基础，其探测技术对中微子物理及稀有事件搜寻具有广泛意义。
中微子探测惰性气体探测器相干散射高气压tpc散裂中子源稀有事件搜寻
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03-18 00:00
本研究提出了一种新颖的客观波函数坍缩模型，其核心机制依赖于一种称为“链式”的特定量子关联，而非系统大小或环境复杂性。该模型通过一个新的图示框架（量子图示，qils）进行形式化，假设在每个链式步骤中，坍缩事件以固定的普适概率 $1/\Sigma$ 发生。研究证明，该模型能自然地解释测量装置、薛定谔猫、自发衰变等经典场景的出现，并对干涉实验做出了可检验的预测。理论分析与延迟选择量子擦除、物质波干涉等现有实验数据一致，并估算出基本常数 $\Sigma \geq 1.5$。这一参数稀疏的统一机制，为连接量子与经典描述、理解复杂系统退相干提供了新视角。
量子坍缩量子-经典过渡基础物理量子关联客观还原理论干涉实验
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03-18 00:00
本研究基于笛卡尔和牛顿的彩虹形成机制，运用几何光学计算了金星大气中可能出现的彩虹参数。假设太阳光被球形硫酸水溶液液滴折射，研究确定了主虹和副虹的角尺寸随溶液浓度的变化函数。结果显示，浓度变化对亚历山大暗带（主副虹之间的暗区）的角距离影响最为显著。
彩虹形成几何光学金星大气硫酸液滴亚历山大暗带
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03-18 00:00
本研究通过1:40比例模型实验，验证了一种多浮筒协同点吸收式波浪能转换器（WEC）的概念。该装置由多个穿透水面的浮筒通过共享闭环液压动力输出系统连接，利用浮筒阵列的集体运动驱动涡轮发电。实验在规则波和不规则波条件下测试了两种阵列配置（8浮筒间距1.5倍直径、4浮筒间距3倍直径），结果表明：8浮筒配置单位浮筒功率更高，但易受波浪周期和方向影响；增加浮筒间距可提升系统鲁棒性并减少破坏性相互作用。研究为未来全尺寸优化提供了关键设计参数。
波浪能转换点吸收式多浮筒阵列液压pto系统实验流体力学可再生能源
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03-18 00:00
该研究探讨了在严格非惯性（斯托克斯）流动中，微米级粒子遇到障碍物时发生偏转的物理机制。研究指出，在确定性侧向位移（DLD）等微流控平台中，粒子偏转常被归因于短程接触作用，而非流体力学效应。这项工作旨在阐明低雷诺数流动下，障碍物阵列如何打破流动对称性并改变粒子轨迹，对细胞分选、聚焦和过滤等生物医学应用具有重要意义。
微流控粒子操控非惯性流体斯托克斯流确定性侧向位移生物医学工程
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03-18 00:00
本研究探讨了包含冷正离子、次级电子以及具有Cairns非热速度分布的原初电子的等离子体鞘层特性。研究推导了广义的玻姆判据与玻姆速度、新的壁面悬浮电位以及新的临界次级电子发射系数。结果表明，鞘层的这些关键性质显著依赖于非热分布中的参数a，因此与假设原初电子为麦克斯韦分布的传统鞘层模型存在普遍差异。
等离子体鞘层非热分布玻姆判据cairns分布电子发射
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03-18 00:00
本研究作为系列工作的第二部分，系统评估了25种交换关联泛函在计算二阶响应性质——动态极化率与长程C6色散系数方面的性能。动态极化率在五个不同波长（632.99 nm至325.13 nm）下进行计算，并与HF、EOM-CCSD及线性响应CC3方法对比。结果表明，在Kohn-Sham计算中，TPSS0与QTP01泛函对动态极化率的预测表现最佳。对于C6系数，采用Casimir-Polder公式计算，O3LYP泛函整体表现最优，而QTP家族中的QTP01与LC-QTP也提供了优异的结果。该研究为时间依赖密度泛函理论在动态响应性质计算中的应用提供了重要参考。
密度泛函理论动态极化率色散系数二阶响应量子化学计算化学
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03-18 00:00
本研究提出了一种嵌入相关波函数迁移学习（ECW-TL）框架，旨在为凝聚相分子动力学模拟提供化学精度。该框架在嵌入相关波函数理论中融合了高精度的电子交换与关联效应，同时保持了机器学习原子间势的训练与计算效率。以水溶液中Ca²⁺-CO₃²⁻离子配对（海水CO₂矿化的关键过程）为例进行验证。研究证明，通过嵌入DFT-SCAN数据微调DFT-revPBE-D3(BJ)基线模型，可在所有溶剂化状态下以1 kcal/mol的精度复现DFT-SCAN自由能面。进一步扩展至嵌入MP2和局域自然轨道CCSD(T)后，自由能剖面得到进一步优化，揭示了精确电子交换与关联在决定离子对稳定性和结构中的关键作用。ECW-TL为将相关波函数精度高效迁移至复杂水相及界面化学过程的大规模模拟提供了一条通用路径。
迁移学习相关波函数分子模拟离子配对化学精度自由能计算
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03-18 00:00
本研究提出并实验验证了一种实现极端光局域的新途径。通过介电纳米粒子的横向Kerker效应，研究人员在可见光波段首次实现了无需布里渊区折叠的偏振无关连续域束缚态。该模式在法向入射下保持暗态，而在超表面结构中演化为偶然连续域束缚态，其品质因子可在不破坏对称性的情况下进行调控。与传统的连续域束缚态相比，新模式在动量空间中能维持高Q值的区域更宽，为设计不受标准连续域束缚态约束的超窄共振提供了新平台。
横向kerker效应连续域束缚态超表面光局域偏振无关介电纳米粒子
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03-18 00:00
本文提出了一种用于模拟室内超声波运动传感信号特性的半解析几何声学方法。该方法从第一性原理出发，从运动学角度推导了考虑目标运动的声源声场、目标散射声场及接收信号的表达式。通过一系列示例，分析了声源指向性、墙壁反射和运动轨迹对多普勒信号强度与频率特性的影响。最后，将人体目标在室内移动的仿真结果与实验数据进行了对比，结果显示基带信号特性及其描绘多普勒频率的短时傅里叶变换在定性上具有良好的一致性。
超声波传感几何声学运动模拟多普勒效应室内声学半解析方法
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03-18 00:00
为应对下一代CYGNO-04实验多相机同时运行的挑战，研究团队升级了CYGNO实验的触发与数据采集系统。新系统引入了连续成像采集模式，大幅降低了相机死时间，并扩展了触发时间标记方案，为光电倍增管信号提供了鲁棒的全局时间参考。同时，实现了无需主相机的同步多相机数据采集架构。测试验证了系统在稳定连续采集、可靠时间标记及多相机同步方面的优异性能，为未来大规模光学时间投影室探测器的数据采集奠定了可扩展的基础。
数据采集系统时间投影室光学读出多相机同步粒子探测
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03-18 00:00
本研究提出在Δ自洽场（ΔSCF）理论框架下，采用速度规范计算电子激发态的振荡器强度。该方法能自然地处理基态与激发态Kohn-Sham行列式波函数之间的非正交性问题，无需对波函数进行额外修正即可获得与坐标原点无关的预测结果。理论分析与数值计算表明，对于共轭发色团体系，结合自旋纯化的单重态激发能，速度规范方法能显著提升ΔSCF振荡器强度预测的整体性能。
δscf理论振荡器强度速度规范电子激发密度泛函理论非正交性