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04-20 00:00
本文挑战了关于带电粒子在弯曲磁场中产生磁曲率漂移的传统解释。传统观点认为粒子沿磁力线运动并受到离心力，从而产生漂移，但这预设了粒子严格跟随磁力线。作者指出，在弯曲磁场中，平行于磁场的粒子速度会因磁场方向的连续变化而失准，洛伦兹力随之启动，导致速度矢量周期性回摆。这种回旋运动关于磁场矢量不对称，由此产生的净速度偏移即为曲率漂移。该解释基于牛顿第二定律的矢量形式，为静态非均匀磁场中带电粒子的三种导向中心运动（曲率漂移、磁镜反射和梯度-B漂移）提供了一个统一的解释框架，并通过数值模拟进行了验证。
磁曲率漂移等离子体物理牛顿力学导向中心洛伦兹力数值模拟
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04-20 00:00
本研究首次在拍瓦激光（强度>10^{21} W/cm^2，脉宽24 fs）与物质相互作用中，定量测量了同时产生的宽能谱（0.1–100 MeV）X射线光子角分布与MeV中子束。实验表明，经慢化后的中子束可通过共振透射分析实现深层材料识别。这项工作为利用紧凑型超短脉冲拍瓦激光，对高密度材料进行同步中子与X射线双模式成像开辟了新途径。
激光等离子体双束流成像拍瓦激光中子源x射线源材料探测
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04-20 00:00
本研究汇编了用于nEXO双贝塔衰变搜索实验的材料放射性数据，为低放射性背景实验的材料筛选提供了重要参考。通过多种检测技术，该工作建立了目前同类数据中最严格的材料天然放射性含量约束，有助于研究人员节省材料研究时间，避免重复工作，从而推动低能稀有事件探测实验的设计与建设。
放射性检测材料筛选双贝塔衰变低背景实验nexo
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04-20 00:00
研究团队开发了名为SHIELD的气体驱动渗透（GDP）平台，旨在精确测量结构材料在受控热压条件下的氢传输特性。该系统通过独立的上游和下游体积设计，最小化泄漏、温度不稳定性和压力测量带来的实验误差，确保渗透实验的可重复性。平台在100-600°C温度范围内对316不锈钢和AISI 1018低碳钢进行了氢渗透测量，提取的稳态渗透通量符合阿伦尼乌斯行为，与已发表文献数据吻合良好，证明了其作为评估聚变应用渗透屏障涂层和先进材料的可靠参考平台的适用性。
氢渗透气体驱动渗透聚变材料结构材料实验平台渗透测量
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04-20 00:00
本研究建立了一个基于分形几何的扩散-反应模型，以解释生物组织在超高剂量率（FLASH）照射下的不同反应。模型通过分形维数（D）描述组织结构的异质性，并引入分数参数（θ）捕捉尺度依赖的传输低效性和记忆效应。分析表明，随着组织结构复杂性增加（θ增大），长程传输被系统性抑制，有效扩散长度减小，即使在稳态下也呈现非高斯浓度分布。这导致了高效径迹重叠与快速均匀化区域，以及孤立、长寿命反应域之间的分离，为理解肿瘤与正常组织对辐射的差异响应提供了新框架。
分形几何异常扩散辐射生物学flash放疗肿瘤微环境数学建模
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04-20 00:00
本文提出了OptoSynthesizer，一个面向良率优化的逆向设计大规模电子-光子集成芯片（EPIC）的端到端物理设计自动化流程。该流程整合了三个核心组件：1）物理AI增强、数字孪生辅助的光子逆向设计与光刻框架；2）GPU加速、考虑布线的大规模EPIC布局工具；3）具有全局规划能力的电光协同布线器。该框架实现了从网表到可制造GDS版图的无缝转换，为下一代AI系统中可制造的大规模EPIC提供了实用基础。
光电集成逆向设计物理设计自动化良率优化ai硬件光子计算
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04-20 00:00
本研究提出并实验验证了一种利用非相干光在非厄米谐振系统中实现选择性模式激发的新方法。该方法摒弃了传统相干激发方案中对精确相位控制的依赖。在基于耦合环形谐振器的硅基光子平台上，研究人员成功激发了非厄米Su-Schrieffer-Heeger模型的拓扑边缘态。这项工作表明，非相干辅助激发是一种稳健且被动的拓扑态制备策略，拓宽了非厄米拓扑光子学的应用范围，为选择性模式激发提供了实用且实验可行的工具。
非厄米系统拓扑光子学非相干激发硅基光子学ssh模型模式选择
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04-20 00:00
本研究针对二维均匀各向同性湍流中的涡量场统计问题，首先利用不变性原理推导了一点和两点涡量概率密度函数（PDF）的降维控制方程。该方程形式为线性动力学输运方程，但包含一个以条件平均表示的未封闭算子。为数值求解此PDF方程，作者提出了一种混合数据驱动方法，该方法结合了精心选取的DNS数据样本和一个用于估计条件平均的采样估计器。该方法在衰减和受迫湍流的DNS数据上进行了验证，结果显示其与直接使用DNS数据计算的PDF具有良好的一致性。
湍流统计概率密度函数数据驱动条件平均涡量场数值模拟
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04-20 00:00
本文提出了一种可解释、结构保持的图神经网络求解器，用于解决参数化双曲守恒定律的代理建模问题。该方法将经典数值原理（如局部守恒和迎风性）与图神经网络相结合，将网络设计为学习的重构-通量算子，而非黑盒状态更新器。受任意高阶导数格式启发，将消息传递图神经网络重构为高阶时空预测器，从而在较大时间步长下实现保守且稳定的神经更新。在涵盖几何、初边值条件和流态广泛参数变化的超声速流动基准测试中，该神经求解器在长时程推演稳定性与精度上均优于现有代理模型，并实现了相对于高分辨率模拟的数量级运行时加速。
双曲守恒律图神经网络结构保持计算流体力学代理模型数值方法
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04-20 00:00
本研究提出了一种可扩展的概率工作流，用于处理地质裂缝中流动与输运预测的不确定性。该方法整合了三个核心部分：1）贝叶斯校正，用于量化孔径-渗透率模型误设及测量误差带来的不确定性；2）基于残差U-Net的深度学习代理模型，用于高效预测空间分布的渗透率统计量；3）达西尺度流动升尺度，将不确定性传播至有效导流系数。应用结果表明，传统经验关系对天然裂缝存在系统性偏差，而本方法能捕捉通道化、连通性及复杂三维孔隙几何形态对导流系数的影响，并量化其不确定性边界。该混合策略结合了物理信息与数据驱动方法，在保持斯托克斯流动一致性的同时，避免了重复高保真模拟，实现了高效的不确定性传播。
概率升尺度地质裂缝不确定性量化贝叶斯校正深度学习代理渗透率预测
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04-20 00:00
本文在一种将引力解释为压力力的标量引力理论框架下，推导了弱引力系统中各物体质量中心的运动方程。该理论通过标量引力场定义引力加速度，并关联平坦“背景度规”与弯曲“物理度规”。研究采用后牛顿近似渐近方案，首先推导局域场方程，再通过对物体内部积分，结合渐近分离框架，最终得到质量中心的运动方程。
标量引力运动方程后牛顿近似质量中心渐近分离
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04-20 00:00
本研究通过三维数值模拟，评估了氢-空气旋转爆震燃烧室（RDC）与涡轮耦合系统中涡轮叶片的不同气膜冷却策略。结果表明，结合端壁冷却与前缘气膜冷却能有效降低叶片表面温度，同时提升涡轮流场稳定性与叶片保护效果。在端壁冷却中，圆形孔比槽缝孔消耗更少的冷却空气，却能达到相当的冷却性能。在前缘冷却方案中，垂直-倾斜喷射方案展现出更高的冷却效率与二次流附着力，确保了在爆震流脉动影响下的稳定性。研究还对比了有无旋转爆震波传播时的流场，发现上游旋转爆震流场有助于下游二次冷却射流的扩散。
旋转爆震燃烧涡轮冷却气膜冷却数值模拟氢燃料流场稳定性
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04-20 00:00
本文提出一个条件性框架，解释可测量的物理结构如何从一个“前度量”领域涌现。作者认为，如果三维时空源于一个基于最小不变量的、不可定向的前几何领域的不对称投影，那么一系列确定的、内部受限的后果将随之产生。这些后果包括：时间被重新解释为投影不对称性而非维度或熵梯度；物质是投影的稳定残余而非本体论原初；量子关联是投影前不可分割的统一体；黑洞是投影饱和区域而非信息汇；暗物质是投影过程中的结构化滞后；引力是高投影密度处的度量张力。该框架旨在为当前被视为异常或悖论的现象提供一个内在一致的解释架构。
时空涌现前几何投影理论量子引力暗物质黑洞物理
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04-20 00:00
本研究将广泛应用于电磁学和光学领域的散射理论核心工具——光学定理，成功应用于声学测量。针对声学实验中声源尺寸有限、散射信号微弱等挑战，研究团队开发了一种稳健的测量方法，能够在非理想消声环境下，精确测量亥姆霍兹共振器的声学消光截面。该方法结合了适当的数据处理技术，即使在存在明显驻波共振的情况下也能实现高精度测量，为定量分析声学散射和吸收现象提供了新的可靠工具。
声学散射光学定理亥姆霍兹共振器消光截面测量方法
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04-20 00:00
本研究提出了一种基于组件的降阶建模框架，用于高效、准确地预测大型火箭发动机的燃烧动力学。该方法将复杂发动机几何结构分解为喷注器、燃烧室和喷管等代表性组件，通过高保真仿真分别训练各组件降阶模型，再利用模型形式保持最小二乘投影法耦合，实现全系统模拟。该框架在一个七喷注器模型燃烧室上得到验证，能准确预测不同流动条件和几何参数下的动态行为变化，显著降低了建模成本。
降阶建模火箭发动机燃烧动力学计算流体力学多喷注器
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04-20 00:00
本研究结合能带结构工程化的GaAs/AlGaAs异质结与高品质因子介质超表面，通过设计共振带间跃迁，在1.57 μm波长处实现了1.6 nm/V的大二阶非线性张量元。利用在材料上图案化的超表面，将有效非线性提升至约14 nm/V。该概念验证实验表明，带间跃迁工程与超表面技术能够利用原本不可用的非线性张量元，在近红外至可见光谱范围内实现巨大的有效非线性，为非线性光子学中材料和器件层面的限制提供了可扩展的解决方案。
非线性光子学量子阱异质结介质超表面带间跃迁工程二阶非线性近红外波段
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04-20 00:00
本研究揭示了在相对论强度激光与微通道等离子体相互作用中，离子运动可以驱动系统进入一种新的自组织状态。与均匀等离子体中离子运动导致不稳定性不同，在微通道结构中，离子运动反而促进了更强的峰值场、更高的电荷与光子转换效率。三维粒子模拟表明，激光脉冲的持续时间、光斑尺寸和强度与通道尺度的相似性参数共同决定了相互作用的性质。这一相似性意味着，较低强度的实验结果可以为下一代高能激光装置的设计提供参考，以利用该自组织状态的高场强、高辐射特性。
激光等离子体离子运动微通道能量耦合粒子模拟自组织
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04-20 00:00
TRIUMF超冷先进中子（TUCAN）合作组为将中子电偶极矩（nEDM）测量精度提升至 $10^{-27}~e\mathrm{cm}$，建造并测试了一个大型磁屏蔽室。该屏蔽室由五层MuMetal和一层铜构成，在TRIUMF回旋加速器产生的 $\lesssim 370~\mu\mathrm{T}$ 环境磁场中，其在 $0.01~\mathrm{Hz}$ 频率下的准静态屏蔽因子达到 $3.25(2) \times 10^4$。屏蔽室中心残余磁场为 $B = 1.8(2)~\mathrm{nT}$。经进一步优化和主动补偿后，该环境将满足 $10^{-27}~e\mathrm{cm}$ 量级的nEDM实验需求。
中子电偶极矩磁屏蔽室高精度测量粒子物理实验装置
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04-20 00:00
本研究首次从第一性原理出发，解释了托卡马克中相对论电子（RE）束实现“良性终止”需要满足复合要求的原因。包含中性粒子的动力学建模表明，在特定窗口内注入中性粒子并结合复合过程，会增加体电阻率。利用JOREK代码进行的非线性磁流体力学（MHD）模拟证明，这会优先放大边缘撕裂模，在RE去约束期间产生更随机的边缘磁场，从而扩大RE的“润湿”面积。研究指出，决定能否实现良性终止的关键是电阻率，而非自由电子密度。这为良性终止场景背后的MHD机制提供了首个广泛适用且与实验一致的物理图像，对其在下一代装置中的外推至关重要。
托卡马克相对论电子束良性终止磁流体力学电阻率复合过程
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04-20 00:00
时变介质通过动态调制介电常数、磁导率等本构参数，打破了传统静态系统的时间平移对称性和能量守恒限制，为波控制开辟了新维度。其核心在于将时间作为主动自由度，从而实现了宽带频率转换、时间折射、显著场增强和无磁非互易性等独特现象。这些能力正在重塑光子技术格局，催生了宽带非互易放大器、非谐振激光器和高效粒子加速器等突破性应用。
时变介质波控制光子学非互易性动态调制频率转换
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04-20 00:00
本研究基于场驱动的Holstein–Tavis–Cummings模型，探究了强耦合腔模的分子系综在瞬态光驱动下的振动激发。通过分析脉冲激发如何重新分配电子、光子和振动自由度之间的能量，研究揭示了振动激发随驱动场振幅的标度关系：线性贡献表现为二次标度，而非线性贡献表现为四次标度。非线性分量的微观起源被确定为极化激元介导的脉冲内受激拉曼过程，其发生条件是脉冲光谱带宽足以同时覆盖上下极化激元。该工作为理解脉冲极化激元驱动下的振动动力学建立了统一框架。
分子极化激元振动激发非线性光学腔量子电动力学超快光谱
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04-20 00:00
本研究在挪威特隆赫姆建立统一分析框架，对比了三种自行车共享站点选址模型：加权线性组合（WLC）、最大覆盖选址问题（MCLP）以及基于外部空间特征的数据驱动适宜性评分（SSE）。所有模型使用相同的24个空间特征和分层加权方案，从头设计一个包含68个站点的网络。研究发现，WLC对人口和交通需求的覆盖最强，MCLP产生的空间分布最广，优先考虑地理可达性，而SSE则在需求强度与可达性之间取得平衡。基于共识的综合分析确定了12个具有多式联运潜力、服务不足的居住区和高潜在需求特征的优先扩展地点。
选址模型自行车共享空间规划优化方法城市交通数据驱动
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04-20 00:00
本研究通过直接数值模拟，验证了一种利用展向非均匀表面温度分布生成流向条带，从而被动抑制高超声速边界层中第二Mack模态不稳定性的新方法。在模拟的马赫数4.8至6范围内，稳态条带可使第二Mack模态的能量降低高达约60%。研究发现，条带波长参数对稳定效果至关重要，对于马赫数6的构型，最有效的展向波长约为当地边界层厚度的8至10倍。该方法为高超声速边界层控制开辟了新途径。
高超声速边界层流动稳定性被动控制直接数值模拟热流管理mack模态
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04-20 00:00
本研究结合米氏理论计算，分析了实验室高斯雨滴谱与七种室外经验雨滴谱模型下的太赫兹频段雨衰减特性。研究发现，在室外实际降雨条件下，随着降雨率增加，衰减峰值频率会单调地向低频迁移，这一行为可由渐近幂律关系描述，且主要由与降雨率相关的雨滴谱特征尺度主导，而非总雨滴浓度或固定温度下的介电色散。
太赫兹通信雨衰减雨滴谱模型米氏理论峰值频率迁移