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03-27 00:00
本研究对应用于中微子相互作用识别的卷积神经网络进行了全面的量化技术基准测试。利用液态氩时间投影室模拟数据，将模型量化后部署于Google Coral Edge TPU。测试了四种Keras模型，并在两种量化流程（训练后整数量化与量化感知训练）下评估精度。推理速度与AMD EPYC 7763 CPU及NVIDIA A100 GPU进行对比，并分析了能耗。结果显示，量化导致的精度损失有限，其中Inception V3模型在两种流程下几乎无精度下降。Edge TPU的速度与CPU相当，比GPU慢一个数量级，但其能耗比CPU和GPU低数个数量级。在能耗-延迟参数空间中，CPU、GPU和Edge TPU的性能可被清晰区分。
边缘计算神经网络量化中微子物理能效基准ai硬件
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03-27 00:00
本文探讨了广义相对论中几何结构是否被物理观测唯一确定的问题。Weatherall和Manchak（2014）的研究表明，在合理假设下，非相对论引力理论中存在多种等效几何描述（赖兴巴赫效应），而广义相对论则对此免疫，从而减少了理论的不确定性。Dürr和Ben-Menahem（2022）指出原证明的假设存在漏洞。作者澄清了两种不同的证明目标：特定几何替代方案的存在性，与赖兴巴赫“定理$\theta$”所主张的任意几何间的普遍可替代性。通过打破原证明的一个假设并将其推广到含挠时空，作者论证了不存在能挽救定理$\theta$的“不可行定理”。最后，作者建议将证明本身作为工具，系统性地探索和构建更严谨的替代时空理论。
广义相对论约定主义时空几何赖兴巴赫定理理论不确定性形式证明
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03-27 00:00
加拿大物理界首次全国性调查“Canadian Physics Counts”揭示了物理学家群体中基于身份的伤害经历。研究发现，女性和性别多元物理学家报告遭受个人骚扰的比例是男性的两倍，这一模式在所有学术职位中均存在。交叉性分析显示更深层的不平等：黑人物理学家报告的个人骚扰率最高，而原住民物理学家则面临更高的性骚扰风险。残疾物理学家受到的影响尤为严重，残疾女性和性别多元受访者报告的个人骚扰、性骚扰和性侵犯比例最高。这些发现呼吁物理界正视种族主义、性别歧视、恐同和健全主义问题。
物理教育研究社会物理学多样性调查学术骚扰交叉性不平等加拿大物理界
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03-27 00:00
本研究针对消色差飞焦技术中固有的时空耦合问题，建立了理论模型，揭示了其会通过引入频率依赖的聚焦和到达时间色散，导致超短脉冲被拉长。为补偿这种色散时序失配，研究提出了一种径向依赖的光谱啁啾补偿方案。数值模拟证实，该方法能在扩展的焦区范围内同时保持脉冲持续时间和预设的飞焦速度。此外，研究发现等离子体等色散介质能自然缓解脉冲拉长效应。这些成果将消色差飞焦技术成功拓展至超短脉冲领域，为激光-等离子体相互作用及高场强非线性光学开辟了新机遇。
飞焦技术超短脉冲色散补偿激光等离子体非线性光学时空耦合
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03-27 00:00
本研究提出了一种名为T-PaiNN的迁移学习框架，旨在解决机器学习原子间势（MLIPs）开发对大量昂贵量子力学数据的依赖问题。该方法首先利用大规模经典分子模拟生成的低成本数据进行预训练，然后使用少量密度泛函理论（DFT）数据进行微调（称为“自动调谐”）。在QM9数据集和液态水体系上的测试表明，该方法显著提升了模型性能，在低数据量下误差降低高达25倍，并能更准确地预测能量、力以及密度、扩散系数等实验相关性质。
迁移学习原子间势图神经网络数据高效分子模拟量子化学
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03-27 00:00
硅光电倍增管（SiPM）是高能物理、天体粒子物理等领域的关键光子探测技术，但其击穿电压、增益等关键参数受偏压与温度影响显著，需系统表征。本研究发布了一款基于Python的开源图形用户界面软件PySiPMGUI，通过控制PyVISA仪器实现SiPM的自动化表征，为探测器研发与大规模测试提供了一个免费、开源且跨平台的解决方案。
硅光电倍增管自动化表征探测器研发开源软件高能物理暗物质探测
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03-27 00:00
本研究通过解析计算与实验测量（铯原子54S、54P、53D轨道），否定了近期关于利用大矢量极化率在远失谐圆偏振光场中囚禁里德堡原子的理论提议。研究精确推导了极化率与光频ω的标度关系：标量、矢量、张量极化率分别按ω^{-2}、ω^{-3}、ω^{-4}变化，而非原提议的ω^{-2}、ω^{-1}、ω^{-2}。结果表明，在远离共振时矢量与张量极化率可忽略，无法克服光场的有质动力排斥效应。
里德堡原子光囚禁极化率量子模拟原子物理有质动力势
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03-27 00:00
本研究提出了一种基于人工表面等离激元（SSPP）波导的新型太赫兹带通滤波器，中心频率为1 THz，3 dB带宽为0.3 THz。该滤波器采用级联设计：高通元件为SSPP过渡电路中的容性间隙，低通元件则为SSPP波导本身。测量结果（包括截止频率）与理论预测和仿真结果高度吻合。据作者所知，这是首个基于SSPP的太赫兹带通滤波器。
太赫兹技术带通滤波器人工表面等离激元波导设计微波光子学
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03-27 00:00
本研究通过对比量子力学计算与分子动力学模拟，评估了氢分子穿透石墨炔二维膜的渗透过程。研究发现，在250-350 K温度范围内，量子效应显著，但经典分子动力学模拟能合理复现量子渗透率随温度的变化趋势。采用Feynman-Hibbs有效势进行量子修正的MD模拟结果为量子渗透率提供了下限，而纯经典模拟给出上限，从而界定了渗透结果的置信区间。此外，模拟发现考虑石墨炔层的热运动会导致渗透势垒显著降低，从而使渗透率相较于固定膜情况有所提升，表明模拟膜运动对于可靠预测气体传输特性至关重要。
石墨炔氢渗透分子动力学量子模拟膜分离计算材料学
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03-27 00:00
本研究利用1876年至2011年的偏差校正再分析数据，分析了澳大利亚与野火相关的天气条件。通过麦克阿瑟森林火灾危险指数（FFDI）——一个综合风速、湿度、温度和降雨量的指标——发现澳大利亚大部分地区的平均和极端季节性FFDI值均呈上升趋势，所有统计上显著的趋势均为正向。分析表明，由人为气候变化导致的湿度和温度变化是火灾危险天气条件增加的主要原因。本研究采用了新的数据和方法，为理解气候变化背景下的火灾风险因素提供了更可靠的证据。
火灾天气气候变化澳大利亚火灾风险气候趋势
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03-27 00:00
研究团队在PySCF的GPU4PySCF模块中，实现了GPU加速的多网格高斯-平面波密度拟合方法，用于高效构建Kohn-Sham密度泛函理论中的Fock矩阵和计算核梯度。其CUDA内核采用基于网格的并行化策略，在NVIDIA GPU上实现了高达80%的FP64峰值性能，且对高角动量函数（如f壳层）效率无损。对包含多达1536个原子和20480个基函数的分子和固体进行基准测试，在单个H100 GPU上相比28核CPU节点实现了高达25倍的加速。例如，一个包含256个水分子的团簇，其基态能量和核梯度可在约30秒内完成计算。该开源实现为从头算分子动力学和高通量计算等应用奠定了基础。
量子化学计算gpu加速密度泛函理论pyscf高性能计算分子模拟
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03-27 00:00
本研究将本征正交分解（POD）与动态模态分解（DMD）两种数据驱动方法，应用于1.5级轴流涡轮的雷诺平均Navier-Stokes（RANS）非定常流场分析。研究比较了POD与四种DMD变体在下游静叶中的重构压力、主导模态形状及动态特性。结果表明，基于振幅准则、Tissot准则和稀疏促进DMD（SP-DMD）的方法，其重构精度与POD相当，而频率准则不适用于此问题。第二、三阶POD与DMD模态捕捉了静叶内的主导压力脉动结构，且对应空间模态具有相似性。非定常流主要由具有高振幅、低频率（对应转子通过频率的基频和谐频）的中性DMD模态主导。POD虽能精确重构原始快照，但其模态的时间演化未能反映系统的真实动态特性，甚至误判了问题的基频。此外，研究还探讨了下游静叶主导模态与涡轮绝热效率在不同静叶时序配置下的关联，发现50%叶高处绝热效率更高的时序配置，对应着第二、三阶DMD模态对以及第二阶POD模态具有更大的时空分量。
模态分解非定常流动涡轮机械数据驱动计算流体力学
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03-27 00:00
新西伯利亚催化研究所与核物理研究所合作，自1986年起为切伦科夫探测器生产硅气凝胶。本研究详细探究并优化了高透明度气凝胶生产中的关键退火工艺，提高了可用于环形成像切伦科夫（RICH）探测器的大尺寸气凝胶块的成品率。报告展示了采用新退火工艺制备的最大硅气凝胶样品的光学与机械参数，该技术已应用于KEDR、LHCb、AMS-02等多个国际实验。
硅气凝胶退火工艺切伦科夫探测器rich探测器光学材料粒子物理实验
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03-27 00:00
本研究通过CFD模拟与理论分析，探究了反应性气体被高温惰性层弱约束时的爆轰传播。采用抑制胞格不稳定性的非阿伦尼乌斯单步反应模型，揭示了流动状态取决于声阻抗比与相对层厚：部分爆轰出现速度亏损，部分则超过理想查普曼-儒盖速度。研究建立了包含激波极曲线分析与几何构造的理论框架，预测了过驱与欠驱行为的相图，并直接与模拟结果对比。该框架阐明了分层爆轰的转变机制，对旋转爆轰发动机中受前周期高温产物约束的爆轰动力学具有参考价值。
爆轰传播计算流体力学激波极曲线分层流动旋转爆轰发动机声阻抗
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03-27 00:00
本研究在演化博弈框架下，构建了一个两党制选民投票决定公共品资助的模型。选民可采取共识促成者、僵局制造者或党派狂热者四种策略，并通过模仿进行策略更新。公共品因溢出效应同时惠及本地及邻近区域。模型通过微分方程组刻画了个体空间流动与投票策略的协同演化。研究发现系统存在双稳态和显著的空间异质性：局部人口或趋于政治僵局，或形成共识者与狂热者的混合态，这决定了公共品的最终供给水平。公共品溢出效应引发了搭便车行为，导致资金匮乏区域在空间上被绑定并依赖于资金充裕区域。
演化博弈公共品供给投票策略空间动力学双稳态搭便车效应
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03-27 00:00
本研究提出了一种新的贝叶斯全波形反演方法，通过将对偶增广拉格朗日公式与交替方向乘子法结合到Stein变分梯度下降中，解决了传统方法计算成本高、训练数据稀缺的问题。该方法将波动算子固定在背景模型中，每个频率批次只需对每个粒子进行一次因子分解，避免了每次迭代的重复分解，将总计算成本降至相当于少数确定性反演的水平。在Marmousi II模型上的应用表明，该方法能以较低计算成本提供校准良好的不确定性估计，反演质量与标准增广拉格朗日SVGD相当。
贝叶斯反演全波形反演不确定性量化变分推断计算地球物理svgd算法
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03-27 00:00
本研究利用固定空间分子技术，分析了水分子在强X射线辐射下的多电离碎裂过程。通过计算氧离子的电荷分布、构建质子与氧离子的牛顿图，并评估释放的动能，揭示了不同电荷态碎片的空间分布与能量释放规律。研究为理解强场中分子碎裂的几何构型依赖性提供了理论依据。
分子碎裂x射线电离动力学模拟水分子固定空间分子
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03-27 00:00
本研究利用西班牙23个城市的手机移动数据和城市温度场，开发了一个基于网络的框架，量化不同社会人口群体通过日常移动所经历的热暴露。研究发现，低收入群体始终比高收入群体面临更高的热暴露，而年龄相关的差异较小。这些不平等在通勤期间加剧，表明常规移动比非日常移动更能放大空间热梯度。研究进一步评估了基于人口的移动模型，发现重力模型低估了收入与年龄相关的暴露差异，而无参数的辐射模型则能捕捉大部分观察到的差异。这表明热暴露不平等主要源于社会人口群体间日常活动组织的不平等与城市热梯度的相互作用，而非群体特定的行为差异。
城市热暴露移动性不平等社会人口差异气候韧性规划网络分析框架公共健康
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03-27 00:00
本研究提出了一种结合径向k空间采样、局部低秩重建与神经网络量化的新型定量化学交换饱和转移（qCEST）成像框架。该方法通过深度学习优化采集序列，在数字体模仿真中验证了准确性。在体实验表明，仅需11分钟（每次测量34条径向线）即可获得3D定量CEST图谱。与基于EPI的传统序列相比，该方法对运动伪影的敏感性显著降低（运动误差从265%降至8.6%），且在脑白质与灰质中均展现出优异的测试-再测可重复性（组内相关系数分别为0.92和0.87）。
磁共振成像cest运动校正径向采样深度学习优化定量成像
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03-27 00:00
本研究提出了一种探测超越标准模型物理的新方法：将顺磁性镧系和锕系离子掺杂到非中心对称晶体中，并进行精密光谱测量。该平台利用未配对价电子构建了对磁场不敏感、但对新物理高度相干的高精细结构跃迁。系统优势包括：晶体中可测量大量离子、晶体场导致离子强电极化、非球形核中T破缺核矩的增强，以及由晶体对称性产生的精确共磁计。预计其对新物理的探测灵敏度将比现有约束高出两个数量级。
时间反演对称性精密光谱顺磁离子晶体掺杂超越标准模型核矩
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03-27 00:00
本研究通过整合12个公共数据集的1023例胸部CT扫描，系统评估了手工放射组学特征、深度学习特征及其融合模型在预测非小细胞肺癌EGFR与KRAS突变（野生型、KRAS突变、EGFR突变）中的性能。在外部测试中，基于标准化手工特征（IBSI标准）的模型表现出最佳泛化能力，AUC达0.77，而深度学习模型泛化性下降明显（AUC约0.57）。融合模型提升了深度学习模型的鲁棒性，但未超越手工特征。SHAP可解释性分析显示，形态学和异质性相关的放射组学表型是关键预测因子。研究表明，在多中心半监督框架下，标准化手工放射组学为基于CT的EGFR/KRAS分层提供了一种可泛化且可解释的方法。
影像基因组学肺癌放射组学多中心研究可解释aiegfr/kras突变
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03-27 00:00
本研究提出了一种可持续的光催化新路径，将微藻作为负碳排放的牺牲剂，与传统二氧化钛光催化水分解过程相结合。该策略不仅显著提升了绿色氢气的产率（在铂助催化剂存在下可达3.200 mmol/g.h，是无微藻体系的13倍），还同时将微藻转化为甲烷和一氧化碳等高附加值化学品。此过程避免了使用醇类等传统牺牲剂，并在微藻培养阶段贡献了二氧化碳的捕获与转化，为绿色制氢和资源循环利用提供了创新方案。
光催化制氢微藻利用负碳排放资源转化可持续能源
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03-27 00:00
本研究通过连续波太赫兹测量和时域光谱技术，系统分析了3D打印聚丙烯介质波导在典型PCB基板（裸板、全覆铜板、周期性铜走线板）附近的传输特性。研究发现，波导与裸板直接接触会产生严重的频率选择性额外损耗，而面向波导的铜层能有效抑制基板辅助泄漏，且损耗随间距增大迅速减小。研究建立的等效辐射-通道模型揭示了介质波导与邻近PCB结构间的主导近场耦合机制，为高集成电子系统中封装感知的太赫兹互连设计提供了实用指导。
太赫兹技术介质波导pcb封装近场耦合互连设计传输损耗
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03-27 00:00
本文提出了一种基于二次谐波自相关的统计自相关方法，通过法诺因子分析揭示了锁模激光器中脉冲的呼吸动力学。该方法捕捉到了传统时间平均诊断无法观测的脉冲形状动态特征，即自相关肩部出现最大值的特征M形法诺因子分布。应用该方法测量了一台被动锁模振荡器，得出其脉冲宽度波动范围在10.4至12.0飞秒之间（约为210飞秒脉冲宽度的5.0-5.7%）。这为预测使用该激光器在光子晶体光纤中产生超连续谱时的光谱带宽波动（约3%）提供了理论依据，有助于识别和抑制特定呼吸机制，从而设计出精密频率计量所需的超稳定振荡器。
锁模激光脉冲呼吸自相关法诺因子超连续谱频率计量