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03-26 00:00
本研究提出了一种低成本、紧凑型电容式电子鼻，其核心是一个集成在CMOS芯片上的1024像素微电极阵列。通过喷墨打印技术功能化，像素点被涂覆UV固化油墨和金属有机框架材料（如ZIF-8、MIL-101(Cr)），形成化学多样性微区。这些微区通过吸附驱动的介电负载效应，产生气体特异性响应模式。该器件对2-丁酮和甲苯等挥发性有机物表现出高响应度和低水汽交叉敏感性，可在潮湿环境下工作，功耗低，且具备通过扩展功能化材料以分析多种气体的潜力，在安全监测、健康、农业和机器人领域有应用前景。
电子鼻cmos传感器金属有机框架挥发性有机物检测电容传感喷墨打印
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03-26 00:00
针对高输入计数率下探测器“瘫痪”的问题，本文提出了一种修正的可瘫痪探测器模型。该模型通过引入事件鉴别器的有限响应时间，将传统单参数死时间模型扩展为双参数解析模型。与商用X射线探测器的实验数据对比表明，新模型能更准确地描述输入与输出计数率的关系，并可独立确定鉴别器响应时间和脉冲整形器死时间这两个关键性能参数。此外，该模型还提供了一种采集后堆积校正方法，能显著减少高通量能谱中的伪影，在特定情况下可将数据采集速度提升一个数量级而不损失精度。
辐射探测器死时间模型计数率校正脉冲堆积x射线探测性能优化
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03-26 00:00
本研究对一份公开的储能设备自放电测试报告中的温度数据进行了重新分析。报告中原将测试室（通风橱）的环境温度波动归因于“其他电池同时循环”。作者证明，仅通过分析环境温度信号，并结合一些温和合理的假设，就能从未公开的并行测试中提取关键信息：1）充放电循环次数；2）循环周期；3）充放电半周期不对称性；以及最重要的4）发现“其他设备”在室温下以3C倍率完成了338次完整充放电循环，且未检测到热降解迹象。
储能设备温度监测循环寿命数据分析快充技术
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03-26 00:00
本研究通过多单元谐振电路近似方法，分析了基于二维惠更斯超表面模型的双角度色散折射器。研究测试了折射角全参数空间内的解析近似，并通过实际折射效果指导最优角度选择。结果表明，可通过合成矩形单元阵列实现该器件，其单元数量最终取决于低频带衍射极限。同时分析了与理想性能的偏差，并将其归因于特定近似方法的局限性。
惠更斯超表面电路近似色散折射衍射极限光学器件
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03-26 00:00
本文通过对比人类构建知识与大语言模型（LLM）获取数据的方式，探讨了LLM在科学知识形成初期的局限性。研究指出，科学知识的早期形成高度依赖于专家群体内部的社会性、默会性话语交流，而LLM主要依赖书面文献，因此难以触及或理解这类关键的非正式知识构建过程。文章以引力波物理学中“边缘科学”论文的筛选为例，并设计了新的“蒙提霍尔问题”提示词进行测试，发现LLM与人类的反应存在显著差异。作者认为，LLM的“进步”更多源于其训练语料库的扩展或人工调整，而非推理能力的根本提升，并警示了主流话语“遮蔽效应”可能带来的僵化风险。
大语言模型科学知识论默会知识社会话语模型评估人工智能局限
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03-26 00:00
圣本笃实验装置旨在通过测量镜像核之间的β衰变，以高精度确定弱相互作用的关键参数V_{ud}，从而检验粒子物理标准模型。该装置的首个核心组件——大型气体捕获器已完成离线调试。测试使用内部钾源，在气压低于66毫巴的条件下，实现了超过95%的离子传输效率，为后续接收和热化放射性离子束、进行低能精密测量奠定了关键技术基础。
β衰变标准模型检验气体捕获器离子传输核物理实验精密测量
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03-26 00:00
本研究设计了一种增强型卷积神经网络（A-CNN），用于分析液氙时间投影室（TPC）探测器的数据，以提取更多的事件拓扑信息。该模型成功应用于领先的XENONnT实验数据，在保持90%信号接受率的同时，实现了超过60%的背景噪声抑制。这一改进将XENONnT对$^{136}$Xe无中微子双贝塔衰变（$0
uetaeta$）的探测灵敏度提升了约40%。该方法有望应用于未来更大规模的液氙观测站，如XLZD，以进一步探索中微子的马约拉纳粒子属性。
粒子物理深度学习探测器技术中微子物理背景抑制
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03-26 00:00
本文提出了电子发射数字孪生方法（MEEDiT），旨在解决电子发射器设计与分析长期依赖经验而非精确科学模型的难题。该方法通过整合最先进的热场电子发射理论模型与实验数据表征，能够从简单的实验测量中，实时、高效地提取出温度、场增强因子等关键但难以直接测量的“隐藏”物理量。以硅电子发射器为例，MEEDiT 在保持三维模拟物理一致性的同时，达到了神经网络级别的计算速度，为高分辨率电子成像、光谱学及医疗X射线源等关键技术的优化设计提供了新工具。
数字孪生电子发射物理建模实时表征硅发射器热场发射
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03-26 00:00
本研究通过三维斯托克斯动力学模拟，首次深入探究了包含流体相互作用的混合悬浮液（球形底重游动微体与被动障碍球）的自组织动力学。研究发现，在没有外部定向机制时，被动球的存在会干扰定向有序结构的形成。对于中性或“拉拽型”游动体，高填充密度下的相分离状态是亚稳态的。特别地，底重游动体在特定条件下可发生动态相分离，如中等密度下形成纤维状分离，以及在高密度和强底重性下观察到一种新颖的层状（三明治式）相分离结构，即被动粒子层被游动体层推动并形成间隙。这些结果表明，微结构和粒子输运特性随游动体类型发生显著变化，凸显了流体相互作用的关键作用。
活性物质自组织流体动力学相分离微游动体悬浮液
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03-26 00:00
本研究分析了1875至1899年间澳大利亚报刊对火星的报道，揭示了殖民媒体如何在天文知识传播中扮演关键角色。研究指出，澳大利亚的天文台和观测者常被视为“确认性观察”的贡献者，而非解释性领导者，反映了当时以欧美为中心的全球科学网络格局。报道重点从早期的精确观测逐渐转向对“火星运河”等争议性解释的辩论，展现了报纸如何在观测天文学、工程类比与公众想象之间进行调解。
科学传播史殖民科学行星科学天文观测媒体研究19世纪
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03-26 00:00
传统中心极限定理解释了正态分布的普适性，但许多物理系统（如地震、微生物生长、流行病传播）却普遍呈现伽马分布。本研究通过大偏差理论，用帕德近似替代标度累积生成函数导数的多项式展开，在满足正性约束的条件下，自然推导出伽马分布的普适性。这为跨学科中广泛观察到的伽马分布提供了不依赖具体机制的理论解释，揭示了其作为高斯普适性在约束条件下的对应形式。
伽马分布大偏差理论帕德近似普适性统计物理正性约束
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03-26 00:00
本文系统阐述了MicroBooNE液氩时间投影室探测器在五年数据收集中，对闪烁光模拟、触发方案、光电倍增管增益校准、响应稳定性及系统不确定性的全面研究。研究首次报告了两个重要观测：探测器光产额在前两年运行中下降了约50%，以及存在高于预期的单光电子噪声率（约200 kHz）。这些结果为LArTPC中微子探测器的长期光探测性能提供了关键基准，尤其对稀有事件搜索和低能中微子相互作用分析至关重要。
中微子探测器液氩时间投影室闪烁光校准系统不确定性触发效率长期性能
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03-26 00:00
本研究采用封闭量子光学耦合偶极子模型，探究了紫色光合细菌中光捕获2（LH2）复合物的堆叠环状支架为何可能不存在七重以下的对称性。该模型从量子光学角度分析了结构对称性与能量传输效率之间的潜在关联，为理解光合作用中高效能量传递的结构基础提供了新的理论视角。
量子光学光合作用结构对称性能量传输耦合偶极子模型lh2复合物
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03-26 00:00
本研究报道了多项显著提升准直流（频率远低于1 kHz）蒸气室原子电场计性能的技术方案。通过使用一个极小的活性传感体积（约11 mm³），在1-100 Hz频段内实现了0.2至7.7 mV/m/√Hz的电场噪声基底。该传感器仅使用一个无任何金属部件或电极的“裸”蒸气室，以最大程度减少对被测电场的干扰并实现高空间分辨率。系统通过光学方式激发和读取对电场敏感的里德堡原子态，设计简洁，有望推动准直流电场传感器的小型化，应用于非接触式电子诊断、超低频通信、邻近探测及生物与地球科学研究。
原子传感器电场测量里德堡原子准直流高灵敏度非接触探测
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03-26 00:00
本研究提出了一种宽场二维电子光谱显微镜（2DESM），它将多维相干光谱学与光学成像相结合，实现了飞秒时间分辨率和微米空间分辨率。该技术具有宽带覆盖（1.4-1.8 eV），无需空间扫描即可直接获取近红外激发的空间分辨二维电子光谱（2DES）图。通过同时捕获光谱和空间信息，2DESM克服了泵浦探测显微镜和扫描2DES的局限，可用于研究非均匀系统中的退相干动力学、非均匀展宽和相干耦合。概念验证实验在hBN封装的WSe₂双层材料上进行，揭示了激子动力学的显著空间变化。
相干光谱宽场显微镜二维材料飞秒分辨激子动力学空间成像
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03-26 00:00
本研究将光谱域光学相干层析成像技术应用于可见光集成光子芯片的无损表征。通过向芯片注入宽带可见光，测量其导模背向反射与参考光的干涉光谱，实现了仅需单端口接入即可对芯片内部结构进行高分辨率成像。实验验证了该方法可清晰分辨波导耦合环形谐振器的多次回波，并能对集成金刚石量子微芯片的电路进行精确成像，包括输入/输出端面及芯片-量子芯片过渡区域。系统在氮化硅中达到8微米轴向分辨率、50 dB动态范围和2 mm成像深度，为可见光光子集成电路的传播损耗、背向散射和色散特性提供了快速、实用的表征工具。
光学相干层析光子集成电路可见光诊断无损检测量子芯片集成
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03-26 00:00
本研究提出了一种色散微扰理论，用于分析磁光光子系统中由磁场引起的等离子体激元共振频率偏移。理论推导表明，该偏移由模式的光学自旋密度与磁光材料的重叠积分决定。基于此理论，研究人员设计了一种III-V族超表面，在仅0.1 T的低磁场下实现了高达0.8的非互易发射率对比度，并解释了不同光子结构间磁场敏感度存在数量级差异的原因。
磁光学热辐射非互易性微扰理论超表面等离子体激元
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03-26 00:00
本研究系统分析了半球形换能器阵列的空间采样特性对三维光声计算机断层扫描（3D PACT）成像性能的影响。在固定硬件约束下，研究者提出了均匀间距采样准则，生成了三种代表性阵列分布，并通过静态、噪声扰动、减少阵元及旋转采集等多种场景的定量评估发现，基于斐波那契分布的阵列因其高度各向同性的采样特性，在结构鲁棒性和全局重建质量均衡性上表现最优。该工作为3D PACT系统的硬件设计提供了关键的定量评估方法和实用指导。
光声成像三维重建阵列设计采样策略医学物理图像质量
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03-26 00:00
本研究将新近提出的非周期缺陷模型（ADM）应用于磷烯单层中的带负电单空位缺陷。与传统超胞方法不同，ADM将单个缺陷嵌入真实的非缺陷晶体平均场中，避免了虚假的缺陷间相互作用，也无需进行电荷校正。该方法将计算有效缩减至一个片段，从而能够使用高精度的分子电子结构方法。通过将Hartree-Fock和相关能贡献收敛至热力学极限，获得了(5|9)构型下带负电单空位的基准CCSD(T)/POB-TZVP-rev2形成能为0.91 eV。在EOM-CCSD/POB-TZVP-rev2水平上，该缺陷最低单重激发态的激发能为1.95 eV。总体而言，ADM为固体和表面缺陷的定量精确、可系统改进的描述提供了一条极具前景的途径，弥合了固态物理与分子量子化学之间的鸿沟。
非周期缺陷模型磷烯单空位量子化学计算缺陷形成能激发能
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03-26 00:00
本研究提出了一种广义虚拟波重建框架，以解决振动热成像中因热场的扩散特性导致的波前缺失和量化困难问题。该方法建立了任意热生成条件下扩散波场与虚拟波场之间的严格时空映射，无需对热-机械耦合进行简化假设。通过截断奇异值分解（T-SVD）和乘子交替方向法（ADMM）求解不适定反演问题，增强了数值稳定性并抑制了噪声放大。数值模拟和CFRP层合板实验表明，重建的虚拟波场恢复了温度分布中缺失的传播特性，显著改善了缺陷边界定义、对比度增强和深度分辨分析，信噪比和空间清晰度优于传统热成像处理方法。
振动热成像虚拟波重建扩散波场反演问题缺陷表征cfrp层合板
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03-26 00:00
本研究探讨了在流体层中，由底部均匀加热驱动的瑞利-贝纳德对流（RBC）与由顶部水平浮力变化驱动的水平对流（HC）之间的竞争。通过尺度分析和二维数值模拟（瑞利数高达10^10），研究发现，当HC足够强时，它能抵消甚至逆转由RBC主导的垂直浮力梯度，使流体层重新分层。研究推导了中性分层和强分层两种状态出现的标度律，揭示了顶部边界层在设定平均分层中的关键作用。这些发现对理解冰川下湖泊、雪球地球及冰卫星海洋等地球物理环境中的分层结构具有重要意义。
流体动力学热对流分层结构数值模拟地球物理流体
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03-26 00:00
本研究通过全局与局域线性回旋动理学模拟，分析了DIII-D三个放电的42个边缘区平衡态。研究发现，微撕裂模（MTMs）在边缘区中部表现出阈值行为，其增长率在接近及超过ELM前压强梯度时显著增加，表明MTMs可能共同约束边缘区的压强而不仅是电子温度。同时，由于低磁剪切和高压强梯度，动理学气球模（KBMs）在该区域通常处于第二稳定区。研究还构建了一个初步的准线性混合长度输运模型，该模型与ASTRA耦合后成功复现了实验的温度与密度剖面，并预测了分离层密度增加时边缘压强的降低，与ITPA H模约束定标一致。
等离子体物理托卡马克边缘局域模微撕裂模动理学模拟约束性能
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03-26 00:00
本研究通过全动理学、相对论性粒子网格（PIC）代码EPOCH，对亚皮秒激光脉冲驱动半球形凹面靶材的质子加速与聚焦进行了数值模拟。研究发现，靶材法向鞘层加速（TNSA）是主要机制，并在半球几何中心附近存在次级后加速阶段。质子束的焦斑尺寸和焦平面位置与半球半径近似呈线性关系，且焦平面始终位于几何中心下游。凹面靶的开口角主要影响质子束腰，而能量相关的质子聚焦现象则源于加速结构曲率随时间的演化。研究为需要紧密聚焦质子束的应用（如次级中子源和惯性约束聚变）提供了关键参数标度规律。
激光离子加速质子束聚焦凹面靶粒子模拟等离子体物理惯性约束聚变
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03-26 00:00
数值模拟Hasegawa-Wakatani方程发现，在小电子绝热参数下，电阻漂移波湍流由涡旋主导。不同符号的涡旋会耦合形成偶极子，并携带等离子体密度进行长距离的弹道式传播。这种涡旋-密度团块在径向的弹道运动，为湍流相关的等离子体输运提供了非局域特征。团块引起的大幅度参数扰动可能触发其他等离子体不稳定性与非线性现象。
等离子体湍流电阻漂移波涡旋偶极子非局域输运hasegawa-wakatani方程数值模拟