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04-10 00:00
研究通过红外光谱分析，引入可调波长和带宽的合成RGB颜色标定方法，追踪天然橄榄石在高达1500°C高温退火过程中的相变。利用澳大利亚同步辐射源的IR-THz光谱束线实验，结合光学红外四偏振光谱、X射线能量色散光谱和磁化测量，揭示了退火后样品通过富铁氧化物析出而产生磁化的机制。
材料科学红外光谱高温退火橄榄石相变磁化
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04-10 00:00
本文受劳森判据启发，提出了一个评估聚变电厂经济可行性的通用框架。该模型基于时间平衡，利用归一化到能量捕获表面的工程与成本参数，推导出经济增益因子 $Q_{econ}$。该判据独立于电厂的绝对功率，适用于任何聚变约束概念，并通过十个关键归一化设计参数（如聚变功率密度、部件寿命、能量注量、能源价格、效率与成本）的非线性方程，揭示了设计、融资与运行之间的权衡关系，为提升聚变能源经济前景提供了高层级见解。
聚变能源经济可行性评估框架劳森判据工程参数成本分析
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04-10 00:00
本研究基于Schottky-Klein素函数及其q表示，建立了双周期无粘流体域上涡旋相互作用的哈密顿公式。将两涡旋问题简化为单一复自由度，导出了轨道旋转频率和偶极子平移速度的显式表达式。通过小簇展开，揭示了动力学可普遍分解为平面相互作用、各向同性环面修正和几何诱导的各向异性模式。在主导阶，集体动力学可由单一复四极矩进行封闭描述：其实部控制旋转速率的修正，虚部控制涡旋簇的缓慢呼吸。数值模拟定量验证了该简化描述。
涡旋动力学平环面哈密顿系统集体行为流体力学
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04-10 00:00
本研究评估了使用Ar/CO₂混合气体和⁵⁵Fe放射源的GEM探测器原型的长期性能稳定性。重点分析了探测器增益、计数率（效率）和能量分辨率在约98天连续不间断辐照下的变化，并同步监测了温度、气压和相对湿度等环境参数。该工作对于GEM等微结构气体探测器在大型实验装置上部署前的可靠性验证具有重要意义。
气体电子倍增器探测器稳定性连续辐照性能表征微结构气体探测器
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04-10 00:00
本研究通过一维毛细管束模型模拟了压力梯度作用下的水力压裂过程。模型通过降低毛细管阈值来模拟压裂导致的孔隙空间增大，从而显著提高了流体流速。研究结合解析与数值方法分析了流变学特性，发现水力功率随压力梯度及压裂幅度增加而提升。研究成功识别出一个最优压力梯度，在此梯度下压裂事件对流体提取的增强效果最佳，且通过分析局部流动剖面的最大波动与香农熵的相对变化，能以较低计算成本有效监测从非线性流向达西流的转变并确定最优提取压力。
水力压裂毛细管束模型达西流最优压力梯度流变学流体提取
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04-10 00:00
本研究通过实验验证了一种利用螺旋相位板生成高阶环形光束的方法，以减轻卫星间光通信中发射机指向抖动的影响。实验表明，这种由正交偏振的高斯光束与拉盖尔-高斯光束叠加形成的环形光束，在实际光学装置中能够可靠生成。研究量化了相关的光束整形误差和损耗，并评估了其对通信性能的影响。在考虑的条件下，与传统高斯光束相比，该方案仍可实现约20%的功率节省。
自由空间光通信光束整形卫星通信环形光束拉盖尔-高斯光束指向抖动抑制
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04-10 00:00
本研究通过逆向设计方法，提出了一种混合二维激子超表面平台，在可见光波段实现了对振幅和相位的独立、动态调控。该平台利用从实验中获取的单层WS₂栅极可调谐激子响应，设计出具有均匀振幅分布的π相位调制器。通过引入第二个可调谐单层，实现了在0-2π全相位范围内的振幅与相位独立控制，并以此构建了可重构的波束转向超构器件。这项工作为可见光波段的电可调波前整形技术提供了新途径。
超表面激子可见光调控逆向设计波束转向相位调制
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04-10 00:00
研究团队发布了波士顿开壳层过渡金属配合物（BOS-TMC）数据集，包含从剑桥结构数据库（CSD）中提取的15.9万个实验表征的单核过渡金属配合物（TMCs）的密度泛函理论（DFT）性质。该数据集覆盖了多种形式电荷和自旋态，总计包含34.38万个TMC/自旋组合。研究采用PBE0/def2-TZVP方法计算单点能，并报告了包括HOMO、LUMO、能隙、原子电荷、偶极矩、原子化能和自旋劈裂能在内的超过290万个性质。此外，研究还评估了12种不同交换关联泛函对计算性质的影响，为机器学习模型开发、DFT基准测试和材料探索提供了高保真的基础。
过渡金属配合物密度泛函理论计算化学材料科学数据集自旋态
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04-10 00:00
研究通过追踪日本东北部长期地震群活动，发现扩散型地震（包括慢地震、注水诱发地震和地震群）遵循统一的标度关系。当将地震矩与地震活动面积作图时，这些不同类型地震的演化轨迹均坍缩到一条由扩散常数滑动模型解释的曲线上。这与普通地震的常数应力降标度形成鲜明对比，标志着地震发生机制存在双模态可预测性。该研究为理解地震群、诱发地震等异常地震活动提供了统一的理论框架。
扩散型地震地震标度律地震预测地震群诱发地震慢地震
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04-10 00:00
本研究提出了一种基于二维光子晶体的可重构动量空间矢量激光器。通过选择性激发准连续域束缚态（准-BIC）模式，研究人员识别了有利于单BIC、双BIC以及BIC与辐射模式协同工作的几何不对称因子。该方法实现了具有特征性动量空间输出图案的矢量激光，包括双向双瓣、带双瓣的径向偏振环、带双瓣的方位角偏振环以及带双瓣的线性偏振点。关键突破在于，通过改变泵浦能量密度，可在同一器件中实现单个环形图案与带双瓣的环形图案之间的可逆切换。这项工作为可重构矢量激光器建立了一个紧凑、多功能的平台，在可调谐光镊、超分辨成像和片上光互连等领域具有应用潜力。
矢量激光准连续域束缚态光子晶体动量空间可重构激光光学模式
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04-10 00:00
本研究提出了一个节点驱动的时间超图模型，用于解释群体交互中观察到的突发性事件序列和非平凡时间相关性。模型假设每个节点在低活动和高活动状态之间随机切换，超边产生带时间戳事件的概率取决于其包含的高状态节点数量。尽管节点状态动态是马尔可夫的，但推导出的超边和节点事件过程却成为短尾泊松分量的混合，从而产生了更长尾的交互时间分布和缓慢衰减的自相关函数。理论分析进一步揭示了这些特征对超边大小的依赖性，与多种经验数据相符。
时间超图群体交互非泊松过程节点动态自相关复杂网络
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04-10 00:00
本研究通过四组不同溶剂注入速率下的氢气溶解时间序列显微CT图像，系统评估了三种分析多孔介质内相间传质的微CT数据分析框架：切片平均浓度法、非分类簇分析法和分类簇分析法。为减少溶解驱动簇再迁移带来的偏差，研究引入了体积比过滤技术。结果表明，在相同注入速率下，三种方法估算的平均传质系数在同一数量级内，但在模拟更复杂现象（如水相溶质浓度分布）时差异显著。方法的选择取决于对系统细节的需求与可用计算资源之间的权衡。
多孔介质传质x射线显微ct相间传质系数图像分析框架计算资源权衡
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04-10 00:00
研究发现，被限制在透明屈服应力基质中的非运动微生物（如酵母）能够利用自身代谢实现远程扩散。发酵过程导致溶解的CO₂过饱和，从而成核产生生物气泡。这些气泡在生长过程中屈服基质并上升，通过流体力学作用将细胞垂直夹带至其尾流中。连续的气泡成核塑造出持久的柱状菌落，其延伸范围远超单纯生长所能达到的距离。多个菌落通过发酵副产物相互作用，在共同塑造自我维持的导管网络时发生合并和基因混合。
微生物扩散生物气泡代谢驱动屈服应力流体活性物质生态物理
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04-10 00:00
本研究聚焦于金属激光粉末床熔融（PBF-LB/M）增材制造中，粉末层高度与零件几何变化对熔池动力学的影响。研究团队采用基于开源有限体积法求解器`LaserBeamFoam`的高保真多物理场模拟框架，精确耦合了传热、流体流动、汽化、反冲压力、马兰戈尼对流及真实激光反射行为。模拟结果与美国国家标准与技术研究院（NIST）2025年的基准实验进行了直接对比，在熔池深度、宽度、重叠区等所有关键指标上均表现出优异的一致性。该成果凸显了基于物理的PBF-LB模型的预测能力，为工艺优化、缺陷抑制及数字孪生集成奠定了基础。
增材制造熔池动力学多物理场模拟工艺优化实验验证数字孪生
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04-10 00:00
研究团队在z切石英晶体中利用多通池实现了自由空间准相位匹配的二次谐波产生。在62次通行的配置下，转换效率达到0.027%（或1.4×10⁻⁴ %/MW/cm²），当泵浦脉冲能量为3.7 mJ时，可产生1 μJ的二次谐波输出。与单次通过相比，转换效率提升了超过1000倍。产生的二次谐波光束质量优异（M²=1.1），且为线偏振。输出功率与通行次数的关系与理论计算值高度吻合。通过进一步提高泵浦强度、通行次数和晶体数量，有望将转换效率提升至百分之几十的量级。
非线性光学二次谐波产生准相位匹配石英晶体多通池光束质量
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04-10 00:00
本研究分析了圆柱矢量光束在各向同性光学活性介质中传播时的偏振演化。通过识别三维电磁场的偏振本征模式，理论预测并实验验证了光束在传播过程中，其方位角偏振与径向偏振模式会发生周期性相互转换，同时伴随着横向光学自旋的旋转和纵向脉冲场的产生。该效应在生物手性介质成像、增强手性传感、非线性光学以及纳米尺度矢量场工程等领域具有应用潜力。
光学活性介质圆柱矢量光束偏振转换光学自旋手性传感自旋轨道耦合
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04-10 00:00
本研究提出了CATAPULT，一种用于仿星器中阿尔法粒子约束蒙特卡洛计算的CUDA加速时间推进器。该方法采用局部三立方插值技术，能够高效处理平衡磁场和剪切阿尔芬波。与现有并行CPU实现相比，GPU加速显著提升了计算速度。通过在多个仿星器实例上进行测试，验证了代码的正确性与高性能。相关源代码已集成于firm3d Python软件包中。
gpu加速计算等离子体物理仿星器蒙特卡洛方法阿尔法粒子约束高性能计算
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04-10 00:00
研究团队成功将经典光学中的频率分辨光学开关（FROG）技术拓展至量子领域，实现了对近红外及可见光波段飞秒级超短量子脉冲的完整表征。该量子FROG技术能够测量复杂的时域模式及亚光学周期正交协方差，从而完全表征微观高斯态。实验中，团队利用该技术测量了纳米光子芯片产生的多模超快压缩真空态的正交相关性、复杂时域模式及压缩水平，测得飞秒量子脉冲的多模压缩水平接近7 dB，测量带宽超过100 THz。这一突破为量子计算、传感和成像等领域利用太赫兹带宽打开了实用化路径。
量子光学超快光学脉冲表征压缩态纳米光子学frog技术
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04-10 00:00
本文提出了一种新型光控4H-SiC MOSFET，通过用半透明光学窗口取代传统栅电极，利用紫外光直接调制沟道电导率。该设计旨在规避传统电压驱动器件中固有的栅氧化层界面不可靠性和电磁干扰问题。实验表明，在光功率密度高于0.1 W/cm²时，器件在光照与暗态下的开关电流比超过10⁶。在0.031 W/cm²的光功率下，光生电流密度甚至超过了施加15 V栅压时产生的电流。能带分析证实其开关机制基于直接光生载流子的产生与输运，从根本上不同于栅压控制。动态测试显示其具有1.44 ns的快速上升时间，验证了其在高速逻辑应用中的潜力。
碳化硅器件光控晶体管功率半导体紫外光调制高速开关宽禁带半导体
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04-10 00:00
研究揭示了法布里-珀罗腔中一个基本限制：腔内光模式会因光学吸收加热镜面，导致基底发生热弹性形变，进而改变模式形状。团队开发了分析模型，预测该效应会限制模式的最大聚焦强度。通过对比两个近共心腔（一个镜面吸收率高4.5倍），实验测量了镜面的热弹性特性，证明在高吸收腔中至少能达到预测极限的70%，而预测极限在低吸收腔中为2.9 TW/cm²。
光学腔热弹性形变聚焦强度极限法布里-珀罗腔光学吸收
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04-10 00:00
本研究提出了一种利用紧聚焦的拓扑光学准粒子（斯格明子和双半子）实现手性纳米粒子连续分离的新机制。通过高度聚焦自由空间拓扑结构光场，产生具有定制强度和拓扑偏振纹理的非傍轴复杂焦场。在偶极近似下对二氧化硅纳米粒子的分析计算表明，光学力对相反手性的粒子施加相反方向的推力，从而实现高效的空间分离。该分选过程可通过调节拓扑荷灵活控制和扩展分离距离，为微纳粒子的可调谐、宽范围手性分选提供了新范式。
手性分选拓扑光学光学操控纳米粒子斯格明子
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04-10 00:00
经典卡皮查不稳定性需要有限惯性驱动，本研究证明在完全无惯性（斯托克斯极限）条件下，连续粘度分层的液膜可产生表面模态不稳定性。该机制适用于含颗粒剪切迁移、热分层或浓度梯度流动的薄膜。通过长波渐近分析和切比雪夫谱计算求解扰动流函数与粘度场的耦合特征值问题，发现粘度分层在特定佩克莱特数窗口内使表面模态失稳。增强分层会降低临界佩克莱特数、拓宽不稳定波数范围并提高增长率。其物理机制源于扰动涡量与界面位移的相位关系：粘度分层使涡量呈滞后配置，从而强化界面变形，与Marangoni不稳定性具有结构相似性。
流体不稳定性粘度分层卡皮查波斯托克斯流动长波渐近谱方法
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04-10 00:00
本研究通过计算生物力学模型，量化了斑块对双对吻挤压（DK-Crush）冠状动脉支架术效果的影响。研究发现，斑块的存在和成分（脂质斑块与纤维斑块）会显著降低管腔恢复、增加动脉壁应力、扩大高剪切率区域，并改变血流动力学环境。此外，斑块特性还会影响不同支架平台（如Xience Sierra与Orsiro）的相对性能表现，这些差异在无斑块模型中无法观察到。
计算生物力学冠状动脉支架斑块特性有限元分析血流动力学双对吻挤压术
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04-10 00:00
本研究通过三维数值模拟，探究了粘弹性液滴撞击具有尖锐润湿性差异的混合表面时的动力学行为。采用Oldroyd-B本构方程描述流体粘弹性，模拟结果显示：松弛时间从0.02秒增至0.12秒，可使最大铺展直径增大12.9%（达28.17毫米），最小液滴高度降低16.6%；而表面张力从0.05牛/米增至0.15牛/米，则抑制铺展约1.1%，同时最小高度增加3.3%。在静态接触角为0°和160°的混合表面上，润湿性差异导致显著的不对称铺展和流体向亲水区迁移，最终形成簸箕状和鞋状平衡形态。表面张力变化通过同时调节韦伯数和埃特沃斯数，揭示了更强的毛细力会抑制径向扩展，同时增强曲率驱动的回缩并重新分布粘弹性应力。
粘弹性流体液滴撞击润湿性对比数值模拟流体动力学表面张力