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04-13 00:00
本研究通过大涡模拟，揭示了高雷诺数下泰勒-库埃特流中逆能量级串现象的产生机制。研究发现，该现象首先发生在流道核心区域，其根源在于纳维-斯托克斯方程的奇异性导致的脉冲式零剪切应力。在核心区，低剪切应力抑制了流体层间的能量传递，导致高湍动能的小尺度涡旋无法沿径向耗散，并与大尺度涡旋共存。这些小尺度涡旋的聚集在能谱中频段形成峰值。随着雷诺数增加，零剪切应力区域沿径向扩展，非线性不稳定性和能量积累加剧，使得能谱峰值更显著，逆能量级串现象更为突出。
湍流逆能量级串泰勒-库埃特流大涡模拟纳维-斯托克斯方程剪切应力
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04-13 00:00
研究评估了空化辅助银浆在PERC太阳能电池中的应用，发现其最佳烧结窗口为750°C。激光增强接触优化（LECO）技术能有效恢复低温烧结（720-740°C）导致的接触活化不足，将填充因子从约76.8%提升至80%以上。电致发光和导电原子力显微镜证实LECO改善了电流收集和局部导电性。该研究表明，结合烧结优化与LECO技术，可在保持细线化优势的同时提升电性能。
太阳能电池银浆接触激光优化perc电池接触电阻
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04-13 00:00
本研究提出了一种结合密度泛函理论计算、热化学建模、消息传递神经网络和贝叶斯优化的主动学习策略，用于高效预测含能材料的爆轰性能。该工作流程通过平衡对广阔化学空间的探索和对高性能候选分子的利用，迭代式地扩展训练数据集，最终构建了迄今为止最大的公开潜在CHNO炸药数据库（源自超过700亿候选分子），并训练出泛化能力强的替代模型（预测精度R² > 0.98）。特征重要性分析揭示了氧平衡是影响爆轰性能的主导因素，辅以局部电子结构、密度和特定官能团的作用。
主动学习含能材料爆轰性能预测高通量筛选机器学习材料发现
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04-13 00:00
本研究首次实验表征了新型奥氏体不锈钢316plus（EN 1.4420）在液氢储存环境下的氢-温度耦合效应。通过室温、77K和20K下的拉伸试验，结合断口分析和应变诱发马氏体（SIM）的EBSD定量表征，发现316plus在低温下因SIM形成增强而强化。氢在室温和77K下不影响强度，在20K时导致强度小幅下降（约10%），但仍处于316L的低温强度上限。氢在所有温度下均显著降低材料塑性，在77K和20K时尤为严重（降低40-50%）。氢在20K下抑制了SIM形成，但SIM分数与塑性降低无直接关联。尽管面临温度和氢的共同作用，316plus仍保持了显著的塑性（断面收缩率约30%）。
氢脆低温材料不锈钢液氢储存应变诱发马氏体力学性能
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04-13 00:00
本研究提出CERBERUS概率推理框架，通过三头编码器-解码器架构，利用静止卫星亮温、近地面气象变量及时间上下文，预测零膨胀（ZI）的垂直雷达反射率分布。该模型基于ARM南方大平原站点的地基Ka波段雷达观测数据训练与评估，能够恢复不同云系中的连贯结构，泛化至未见测试期，并提供反映物理模糊性的不确定性估计，特别是在多层和动态复杂云层中。结果表明，基于分布的学习目标有助于桥接观测尺度，为生成与模型相关的合成云观测数据开辟了新路径。
云物理概率推理深度学习雷达反射率气候模型卫星观测
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04-13 00:00
本研究提出了一种名为GAPE（遗传算法驱动进化）的新方法，用于为PROSPECT实验（位于橡树岭国家实验室高通量同位素反应堆）中的反应堆反中微子相互作用，自动创建和优化深度学习模型，以进行能量、位置估计以及信号（逆β衰变，IBD）与背景的分类。研究发现，GAPE选择的模型在某些情况下优于PROSPECT传统分析模型，其分类器有望将信噪比提升近2.8倍。研究还识别并缓解了由训练数据时间依赖性差异引起的性能偏差，为未来构建无偏的IBD信号分类器提供了路径。该方法也可推广至其他利用机器学习的粒子物理问题优化。
深度学习遗传算法粒子物理中微子探测数据分析机器学习优化
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04-13 00:00
本研究开发了一种可扩展的纳米制造平台，能够实现平面内特征尺寸低至1.75纳米，突破了当前自上而下纳米制造技术的极限。该平台通过精确控制原子层沉积（ALD）的厚度，并利用宽间距的氧化物纳米鳍，将传统ALD转变为一种表面结构化方法，可在大面积上制备出周期小于10纳米的纳米层压结构。这些纳米结构可作为一维栅极阵列，用于调控二维材料中的载流子。初步演示中，平台与石墨烯集成并进行电子输运测量，在纳米层压栅极阵列的作用下，观察到了与能带结构调制一致的卫星狄拉克峰，暗示了量子限制效应。该平台为探索纳米尺度光-物质相互作用的新领域开辟了道路，在短波长光学、电子学和极化激元学中具有重要应用前景。
纳米制造量子限制原子层沉积二维材料光-物质相互作用纳米电子学
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04-13 00:00
为满足未来环形对撞机（如CEPC和FCC）在味物理实验中高达30 GeV/c动量范围的粒子识别需求，研究团队评估了三种基于硅气凝胶的切伦科夫成像（RICH）探测器方案。通过GEANT4模拟，分析了基于多层气凝胶的聚焦型RICH、基于菲涅尔透镜的RICH以及基于透明气凝胶纤维的RICH的性能。部分模拟结果已通过BINP的束流测试进行了验证。
粒子探测器rich探测器硅气凝胶粒子识别对撞机实验geant4模拟
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04-13 00:00
本研究通过设计一种正弦波纹状的金表面，实现了对六方氮化硼中双曲声子极化激元波长的连续、局域调控。该方法通过平滑改变范德华晶体与金属基底之间的间隙，使极化激元波长在结构上产生近三倍的连续变化，并通过近场光学显微镜验证。该平台进一步实现了横向纳米聚焦，仅通过基底几何结构就将传播极化激元的波长压缩和解压缩约2.5倍，为极化激元模式的精确局域调控提供了新方法。
声子极化激元纳米聚焦基底工程六方氮化硼近场光学范德华材料
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04-13 00:00
本研究发展了一个双范畴框架，统一描述熵、Landauer原理和全息重建。核心是构建“开放熵系统”双范畴，其对象为熵偏序集，1-态射为表示可行实现关系的profunctor，2-态射为细化关系。该框架将经典的Landauer连接恢复为可表示特例，同时用更广义的范畴语言捕捉了物理实现中的开放性、多重性和环境依赖性。研究揭示了Landauer伴随诱导出边界闭包单子和对偶的体内部算子，从范畴层面表达了体介导的信息处理受熵约束且无法增加可恢复信息。进一步，该结构允许全息解释：通过给定接口可访问的体，可以从边界与诱导的幂等单子中重建。通过Eilenberg-Moore构造，可见体被等价地识别为在边界-体往返下稳定的边界数据的“闭”部分。论文还提出了定量富化，其中接口携带耗散成本，组合选择成本最低的中间实现，从而将信息过程的最优实现刻画为熵产生最小化。
范畴论landauer原理全息原理熵信息热力学伴随函子
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04-13 00:00
本文介绍了第28届“超越标准模型”研讨会的概况。该系列研讨会始于1998年，其核心理念是鼓励与会者将大部分时间用于深入讨论，涵盖从高能物理到宇宙学、暗物质物理、随机动力学以及对空间维度本质的探讨等多种不同方法和思想。研讨会旨在为超越粒子物理标准模型和宇宙学标准模型的新物理思想提供一个开放的交流平台。
超越标准模型高能物理宇宙学暗物质理论物理学术研讨会
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04-13 00:00
本研究通过纳米结构设计，解决了相变材料（PCM）在光子器件中高插入损耗和低耐久性的核心难题。团队采用锥形化和分段设计，将Sb2Se3相变材料集成在硅波导上，成功将每次π相移的插入损耗降低约94%至~0.1 dB，同时实现了~70%的高光学调制幅度、低电压（<5V）驱动，并将器件耐久性提升至超过1亿次循环，创下新纪录。
相变材料纳米光子学光计算低损耗器件高耐久性
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04-13 00:00
研究利用MAVEN探测器在火星轨道收集的太阳风数据，结合主成分分析与K-Means聚类等无监督机器学习方法，首次系统识别出该距离上四种典型的太阳风模式：慢速、快速、中速及压缩型。分析表明，这些模式的相对出现频率与时间分布受太阳活动周期（第24-25周）的强烈调制。该工作为理解太阳风在日球层中的演化及未来月球、火星探测任务的环境预测提供了数据驱动的物理见解。
太阳风分类机器学习火星探测空间物理无监督学习maven任务
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04-13 00:00
本研究提出了一种高功率O波段孤子微梳架构，解决了该波段因缺乏可扩展、高功率、低噪声光源而未能充分利用的瓶颈。该方案结合了氮化硅微环中的自注入锁定（SIL）操作与专为宽带平坦增益设计的掺铋磷硅光纤放大器，实现了834 GHz自由光谱范围、覆盖1050-1650 nm的微梳。放大器将21条O波段谱线在100 nm范围内同时提升至每载波超过0 dBm的功率，且无需增益平坦化或外部均衡。通过双偏振32 GBaud 64-QAM相干传输验证了每条放大谱线作为整个O波段载波的性能，为下一代数据中心互连和可扩展光子系统提供了实用化路径。
o波段通信孤子微梳硅基光子学光纤放大器数据中心互连相干传输
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04-13 00:00
本研究开发并验证了一套关于静电学‘镜像法’的探究式教程，旨在帮助学生掌握相关边界值问题的识别与求解。通过在三名教师的课堂中实施前测与后测，并结合对高年级学生的‘有声思考’访谈，研究发现：学生在应用从探究式教程中学到的知识时，后测表现显著优于传统讲授后的前测。研究不仅识别了学生普遍存在的概念性困难（与入门课程中的难点相似），并将其整合到教程中以提供支持。一个关键且意外的发现是，教师对探究式任务的引导和激励方式，会显著影响学生的动机、参与度及最终表现。这项基于设计的多年期混合方法研究，为教育工作者提供了关于实施此类教学研究的宝贵见解。
物理教育研究探究式学习镜像法静电学教学策略学习成效
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04-13 00:00
本研究通过高速纹影成像和平面激光诱导荧光技术，实验研究了圆形声速喷嘴产生的欠膨胀射流中流向条纹的形成机制。重点考察了喷嘴出口几何扰动对流动结构的影响。实验比较了高精度加工的“光滑”喷嘴与人为引入不同波数正弦扰动的喷嘴。结果表明，流向条纹很可能源于喷嘴出口的微小粗糙度引起的几何扰动。研究发现，低波数（k < 5）扰动导致的条纹增长率远低于高波数（k = 6和7）扰动，后者的条纹模式与扰动后的喷嘴出口轮廓在几何上相关。这些发现有助于深化对超音速风洞试验中噪声模式的理解。
流体力学欠膨胀射流喷嘴粗糙度流向条纹实验研究超音速风洞
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04-13 00:00
本研究提出了一种结合数字微镜器件（DMD）与紧凑型64×64单光子雪崩二极管（SPAD）阵列的成像系统，解决了光子匮乏条件下的高分辨率三维成像难题。该系统通过高分辨率空间调制与并行时间分辨探测相结合，在保持飞行时间深度信息的同时，将有效空间采样扩展至原生探测器格式之外。在670米距离的户外实验中，成功对自然目标实现了有效空间分辨率为256×256的3D重建，验证了该方法在利用紧凑SPAD阵列进行高分辨率远程3D单光子成像方面的有效性。
单光子成像三维重建spad阵列飞行时间远程探测光子匮乏
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04-13 00:00
本研究通过熵产分析和边界层标度律，提出了自然对流中努塞尔数（Nu）与贝让数（Be）之间的普适标度关系：$Be^{-1} - 1 = a Nu^{b}$。该关系在输运过程由单一控制参数主导时，独立于几何形状和边界条件。研究以经典方腔为例进行了验证，揭示了传热与热力学不可逆性之间的直接联系，为对流输运提供了一个基本约束。
自然对流标度律熵产分析传热强化热力学优化数值模拟
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04-13 00:00
本研究提出了一种基于静态磁场的铯原子激光冷却与传输新方案。传统方法依赖时变磁场，会引入原子制备与相干操作间的干扰。团队利用铯原子D2线闭合跃迁（$F=3 \rightarrow F'=2$）构建了蓝失谐II类磁光阱，在保持磁场梯度不变的条件下，实现了17(1) μK的亚多普勒冷却温度，并成功将原子直接装载入浅光晶格，在静态场环境中完成了超过17厘米的光学传输。该连续冷却与传输协议为静态场平台的量子传感与计算架构提供了新路径。
激光冷却静态磁场磁光阱原子光学量子技术铯原子
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04-13 00:00
在缺乏对称性的三维环形磁场装置（如仿星器）中，传统的磁流体力学平衡模型通常无法得到光滑解，而是在共振磁面上产生奇异的电流片，导致数值计算难以收敛。本研究提出了一种基于等离子体涨落统计模型的改进平衡原理。该模型假设磁场在MHD时间尺度上快速遍历涨落，通过对涨落力进行平均，导出了一个依赖于涨落方差的统计平均磁场的变分平衡问题。通过渐近分析、数值模拟和类Grad-Shafranov论证，研究表明，通过选择特定的涨落统计量，该变分原理能够支持光滑解，从而在物理上用一个由磁场涨落决定的特征长度尺度平滑了奇异的电流片。
等离子体物理磁流体平衡仿星器统计模型磁场涨落奇异电流
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04-13 00:00
本研究开发了一种全电磁混合粒子-流体模拟框架，用于定量预测致密等离子体焦点装置的中子产额。该模型采用粒子网格法处理离子动力学，将电子视为准中性流体，并在等离子体和真空中求解麦克斯韦方程组。广义欧姆定律包含了电阻、电子压力梯度和霍尔项。应用于180 kA的LLNL构型模拟后，成功再现了鞘层形成、轴向压缩、径向压缩及箍缩后膨胀等关键物理过程。预测的中子产额为$2.96 \times 10^6$，与同等电流下的全动力学模拟结果量级相当，比早期混合模型结果高出近两个数量级，为理解中子产生机制和优化紧凑型聚变装置提供了有力工具。
等离子体物理混合模拟致密等离子体焦点中子产额粒子网格法聚变
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04-13 00:00
本文作为教科书[1]的补充章节，系统介绍了半导体激光二极管的理论，并特别聚焦于其噪声特性分析。内容将引用原书中的相关方程，旨在为理解激光二极管的频谱与噪声行为提供深入的理论框架。
激光二极管噪声特性半导体激光光学物理理论导论
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04-13 00:00
本研究报道了一种结合低温缓冲气体池与空气动力学透镜堆栈的新型实验装置，能够产生高密度、可精确控制的冷冻纳米颗粒束流，适用于包括孤立蛋白质在内的多种低密度小颗粒。通过强场电离结合速度成像技术对束流进行表征，实现了对蛋白质尺寸范围内纳米颗粒的无歧义探测，并完整重建了束流参数，包括粒子通量和数密度。该工作流程为单粒子衍射成像、显微技术和低温纳米科学中的样品制备与输送提供了关键方法。
纳米颗粒束流低温技术单粒子成像蛋白质样品制备空气动力学透镜速度成像
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04-13 00:00
本文系统回顾了已建成的强子对撞机，重点分析了它们在设计和运行中面临的核心挑战。这些挑战主要源于对机器瞬时亮度和积分亮度持续优化的追求，并由此催生了一系列必须攻克的技术难题。文章总结了现有及过往对撞机成功应对这些挑战的经验，并探讨了这些经验在未来雄心勃勃的加速器项目（如HL-LHC升级和FCC项目）中可能发挥的关键作用。
强子对撞机加速器物理高能物理大型强子对撞机未来对撞机