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04-23 00:00
本研究开发了一种计算对称顶分子K-双重态能级g因子的方法，并将其应用于RaOCH₃分子。通过计算RaOCH₃第一激发转动能级的电场依赖性g因子，识别出g因子差异微小的K-双重态能级，并确定了导致该差异的主要贡献因素。这项工作对于利用激光冷却技术增强电子电偶极矩（eEDM）探测实验的灵敏度，以及控制相关系统误差至关重要。
分子物理电子电偶极矩g因子对称顶分子激光冷却塞曼效应
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04-23 00:00
研究系统评估了i-DMFT方法及其核心的Collins猜想——即关联能与熵之间存在线性关系。结果表明，该线性关系在由轨道对内电子重分布主导的键断裂过程中成立，但在异裂解离和激发态中失效。i-DMFT在简单分子中能合理描述总能量，但无法可靠复现约化密度矩阵或单个能量分量，在乙烯等更复杂体系中表现下降。研究为基于熵的约化密度矩阵泛函的发展提供了重要判据。
电子关联密度矩阵泛函计算化学多参考方法量子化学
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04-23 00:00
本研究提出了一种名为FRAMES的新型训练策略，旨在利用分子动力学（MD）模拟生成的时间序列数据来改进神经网络对分子能量和力的预测精度。该方法通过一个辅助损失函数，仅利用连续两帧（即最小时间信息）的原子构型关系进行训练。在MD17和ISO17基准测试中，FRAMES显著超越了其基线模型Equiformer，在能量和力的预测准确性上均取得了极具竞争力的结果。研究表明，对于提取原子系统的物理先验，更多的时间数据并非总是更好，过长的轨迹序列反而可能引入冗余并降低性能。
分子动力学力场预测机器学习时间序列ai for science
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04-23 00:00
本研究建立了实现电磁隐身的通用偶极子框架，将隐身定义为无反射传输且零相位延迟。研究发现，在非对称介质中，实现无损耗、被动且互易的隐身需要纯双各向异性耦合，仅靠纯电或磁响应是不够的。研究推导了共极化和交叉极化隐身的闭合形式条件，并证明所需双各向异性可通过各向异性超表面在非对称介质中产生等效磁电耦合来实现，无需本征双各向异性。全波仿真验证了空气-介质界面超表面在斜入射下的隐身效果。
电磁隐身超表面双各向异性偶极子模型磁电耦合无反射传输
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04-23 00:00
本研究采用含时R-矩阵方法，对短脉冲强激光驱动下氩气的高次谐波生成进行了从头计算。通过对比6周期sin²脉冲与高斯脉冲，发现谐波光谱在电离阈值（约15.82 eV）以上呈现预期结构，且对载波包络相位高度敏感。研究重点揭示了电离阈值以下光谱特征源于残余相干偶极振荡，其形态强烈依赖于光谱加窗处理与脉冲后传播时间。结果表明，HHG光谱（尤其是阈值以下部分）并非唯一确定的观测量，而是依赖于分析参数的选择，这为理论与实验的精确对比提供了关键参数依据。
高次谐波生成含时r-矩阵短脉冲激光光谱分析原子物理计算物理
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04-23 00:00
本文提出并定义了“研究指导者”这一缺失的专业职业。该角色介于课堂科学教师与博士生导师之间，旨在通过认知学徒制等教学方法，系统地培养他人（包括中学生、本科生及公民科学家）从事真实科学研究的能力。研究指导者需掌握跨学科的教学法、研究方法论、风险评估及社区建设等复合技能，其工作模式超越了传统的假设-演绎循环和单一的师徒制。文章认为，为满足日益增长的研究教育需求，应建立该职业的专门培训路径、职业阶梯和机构认可体系。
研究教育认知学徒制科学指导职业发展教学方法
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04-23 00:00
本文提出了随机网络治理模型，这是一个基于代理的离散时间框架，旨在弥合经济物理学、网络科学与制度经济学之间的鸿沟。模型通过二元制度基因组定义辖区，形式化了制度互补性、内生增长以及结构性改革的非线性宏观经济惩罚。利用CEPII引力数据库和IMF系统性银行危机数据集，研究对1970年至2017年间全球前100大经济体进行了历史模拟。通过蒙特卡洛集成，揭示了尺度不变的外生冲击和空间资本流动如何驱动全球相变，并阐明了1989-1991年苏联解体、中心风险范式以及空间防火墙市场网络涌现韧性的数学机制。
经济物理学代理模型制度动力学网络科学宏观经济模拟相变
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04-23 00:00
本研究全面测定了范德华材料白云母（云母）的宽带介电张量，揭示了其在紫外至近红外光谱范围内具有低折射率、可忽略的消光系数和弱面内各向异性，可视为单轴介质。基于这些特性，研究团队设计了以白云母与MoS₂构成的范德华异质结，实现了亚微米厚度的分布式布拉格反射镜和分色分束器，在近红外波段展现出高效、稳健的光学性能。该工作凸显了低折射率、无损耗范德华晶体在构建下一代宽带全范德华纳米光子器件中的关键作用。
范德华材料介电张量纳米光子学低损耗光学异质结宽带光学
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04-23 00:00
本研究提出了一种基于进化中心算法（ECA）与Nelder-Mead（NM）算法相结合的混合优化方法（ECA-NM），用于高效、准确地确定化学扩散模型（CDM）中反应与扩散的最优参数，以模拟火焰加速（FA）和爆燃转爆轰（DDT）。该方法结合了ECA的全局搜索能力和NM的局部优化优势，在保证模型能准确再现燃烧波主要特性的同时，将计算成本降低了两个数量级，并将全局误差降低了四个数量级。所开发的CDM模型在宽当量比范围内，其计算的火焰与爆轰特性与详细化学反应机理的结果一致，且在通道中模拟的FA和DDT过程在复杂的火焰不稳定性（如郁金香火焰）、火焰位移速度和爆轰发生等方面与实验数据在定性和定量上均吻合良好。
火焰加速爆燃转爆轰化学扩散模型进化中心算法参数优化燃烧模拟
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04-23 00:00
本文提出了一种统一理论，旨在阐明经典与量子相对论物理模型之间的差异。研究从修正的准粒子德鲁德模型出发，构建了该模型中的准粒子单位与无量纲、电荷、中性质量、声子及光子电流中载流子单位之间的联系。通过建立普朗克常数 $h$ 与考虑了正确统计的经典作用量 $h_s$ 之间的关联，推导出了上述各类电流的基本量子电导单位。该理论进一步将准粒子的扩散系数从经典体系推广至量子与相对论体系。
量子输运广义电导德鲁德模型准粒子量子扩散相对论模型
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04-23 00:00
针对侧扫声纳图像因载体运动导致的几何畸变问题，本研究提出了一种结合图像一致性的姿态参数优化校正方法。该方法的核心在于，通过分析双面瀑布图中条纹状的畸变模式，将其与几何变形模式（如俯仰和偏航）相关联，从而对导航系统提供的宏观姿态基线进行微观扰动修正。具体而言，利用左右舷图像的对称性，分离出与俯仰相关的共模响应和与偏航相关的差模响应。优化后的姿态参数被整合到一个物理地理编码框架中，结合航迹对齐网格化和基于归一化卷积的空洞补全技术，生成校正后的图像。在真实数据集上的实验表明，该方法能有效减少条带间错位、局部拉伸和结构不连续，提升图像的局部几何一致性。
侧扫声呐几何校正姿态优化图像处理水下测绘
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04-23 00:00
本研究提出了一种新型控制脉冲，用于转移共定位的自旋系综，无需依赖频率选择性，从而实现了更快的状态跃迁。通过几何方法构建的脉冲序列对背景磁场多轴变化和脉冲面积误差具有鲁棒性。这些脉冲速度极快，在量子速度极限一半的条件下仍能保持对脉冲面积误差的鲁棒性。在核偶极态上的实验演示显示，其精度在数小时内达到毫弧度级，比现有技术提升了30倍。这为将超长寿命核自旋态的相干积分时间延长至其>10000秒寿命设定的基本极限提供了途径，因为核的自相互作用在对称叠加态中被抑制。
量子控制自旋系综纠错脉冲鲁棒性核自旋态量子速度极限
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04-23 00:00
本研究通过Stockmayer粒子的分子动力学模拟，发现偶极流体在广泛的密度（$\rho$）和温度（$T$）相空间中，其链状聚集体尺寸分布遵循指数衰减规律，特征尺寸为$s_0$。研究提出一个包含键合能、拥挤惩罚和平动熵的有效热力学势$\phi$，可精确描述$s_0$。通过分析偏离理想标度行为的程度，进一步将相空间划分为四个区域，为偶极自组装提供了基于统计规律的简化描述和新的相区视角。
统计力学偶极流体自组装分子模拟相图有效势
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04-23 00:00
本研究提出了一种新型“元耦合器”，通过光刻编程其耦合光谱，将强泵浦耦合集中在泵浦谐振峰附近，同时使大部分梳状谱线保持接近本征损耗率。在Si$_3$N$_4$微环谐振器中集成该耦合器后，无需额外泵浦功率，即可实现更宽的孤子光谱、近两倍的3 dB带宽、中心梳线功率提升约12 dB，以及发射梳功率提升高达五倍。该工作首次将增益和损耗同时作为可编程调控手段，为高性能宽带孤子微梳的实现开辟了新途径。
孤子微梳可编程耦合微环谐振器集成光子学宽带光源非线性光学
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04-23 00:00
研究团队在具有强背景密度梯度和显著E×B速度剪切的高碰撞磁化等离子体中，首次通过系统改变剖面梯度，实验观测到了高度非线性的相干结构——漂移声波。这些结构呈现出周期性锯齿状波形，归一化密度涨落幅度高达~10%，其波形可由椭圆余弦函数精确描述，对应着KdV型方程的稳态非线性波列解。该发现为理解非均匀、剪切、高碰撞磁化等离子体中漂移声波的非线性演化和饱和机制提供了重要新见解。
等离子体物理非线性波实验观测磁化等离子体漂移波椭圆余弦波
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04-23 00:00
研究发现，经典流体分流器能够产生与斯特恩-盖拉赫量子设备相同的能量再分布模式，其分子路径间的旋转不变相关系数在特定设置下呈现 $\cos^2$ 关系，并导致具有结果独立性的Tsirelson型贝尔不等式违反。这一结果证实了量子力学的对应原理，即单个探测事件根据玻恩定则表达系统层面的性质。研究并未在形式上否定Kochen-Specker语境性或贝尔定域性，但对它们的解释提出了质疑。当前局域实在论的定义局限于粒子内禀属性，而量子般的关联则要求承认对动态不可分离实体的系综效应，即使这些实体被逐一观测。
量子关联经典系统贝尔不等式对应原理局域实在论系综效应
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04-23 00:00
研究团队开发了一种配备仿生扑动胸鳍的水下航行器，通过分析不同减缩频率和斯特劳哈尔数下鳍产生的流向力与横向力特性，揭示了流向力主要取决于鳍的投影面积，而横向力则与斯特劳哈尔数相关。实验表明，对称扑动可抑制横向力，反相扑动能降低流向力峰值，成功实现了航行器的横向机动与悬停控制。
仿生推进水下航行器流体动力学扑动鳍机动控制
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04-23 00:00
本研究通过渐近分析方法，推导了气体注入轴对称弯曲多孔通道（高斯型和抛物线型）时气液界面的演化方程。研究发现，在气体高流动性极限下，浮力通过不同机制影响流动：在高斯通道中，轴对称性导致气体速度衰减，使浮力持续作用；在抛物线通道中，通道斜率增加最终使浮力主导流动。分析揭示了抛物线通道流动的五个时间区域，每个区域具有不同的空间结构和扩展速率，反映了注入与浮力之间复杂的时空竞争。该研究对优化地下氢气与二氧化碳储存（通过形成水平界面垂直推进以提升安全性与效率）具有指导意义。
多孔介质流动气液界面演化渐近分析浮力驱动流地下储气轴对称通道
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04-23 00:00
本研究首次通过直接数值模拟，探究了壁面湍流中粘性颗粒的复杂动力学。通过改变颗粒间粘附力强度，揭示了在非均匀湍流剪切场中，颗粒聚集体经历聚集、破碎和结构重组的完整循环。研究发现，聚集体在通道中心区域净生成并向壁面迁移，在近壁区破碎；较小的碎片则被输运离开壁面，重新生长并参与循环。这一尺寸依赖的输运过程，通过群体平衡方程分析，表明了局部生产与消耗的不平衡需由聚集体在壁面法向的输运来补偿。
湍流两相流颗粒聚集直接数值模拟群体平衡方程壁面湍流粘性颗粒
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04-23 00:00
本研究针对可压缩多相/多组分流动求解中界面处虚假压力振荡问题，推导了Allaire五方程模型在两种变量集下的完整特征结构。在全保守（FC）变量集 $\mathbf{U} = [\alpha_1\rho_1,\alpha_2\rho_2,\rho u,\rho v,\rho E,\alpha_1]^T$ 中，特征向量包含热力学修正项 $\Psi$，以补偿可压缩性差异，强制界面处 $dp=0$ 和 $du=0$。在半保守（SC）变量集 $\mathbf{V} = [\alpha_1\rho_1,\alpha_2\rho_2,\rho u,\rho v,p,\alpha_1]^T$ 中，体积分数特征向量在压力分量处存在结构零，无需热力学修正即可维持平衡。研究证明，在特征空间进行重构可满足Abgrall平衡条件，而在物理空间重构则会在界面处产生 $\mathcal{O}(1)$ 量级的压力和速度误差。此外，特征结构分析表明剪切波与所有热力学及界面场解耦，该结论从单相流扩展至包含气-液配置的可压缩多相流。一维和二维气-气、气-液算例验证了该方法可获得无振荡的精确结果。
可压缩多相流特征结构界面重构压力振荡allaire模型计算流体力学
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04-23 00:00
本研究开发了基于机器学习势能（MLP）的Fortran和Python软件，用于高效计算大分子的四次力场（QFF）并进行振动二阶微扰（VPT2）能量计算。传统高精度耦合簇理论计算QFF成本高昂，而新方法利用快速MLP，对21个原子的阿司匹林分子（包含32,509个独立立方力常数）的计算仅需约一分钟，首次实现了此类大分子的量子非谐性振动能计算。该协议为研究大分子振动能的量子非谐效应提供了高效途径，突破了经典分子动力学模拟在描述强非谐性方面的局限。
机器学习势能振动光谱量子化学计算非谐性效应计算化学软件
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04-23 00:00
研究团队在CMOS兼容的氮化硅平台上，利用Floquet工程微环晶格实现了一种受拓扑保护的偏振分束器。通过调控环间耦合的色散，该晶格为正交本征偏振态（TE/TM）分别支持互补的平庸与拓扑带隙。在电信波长，TE模通过拓扑边缘态传输，而TM模被平庸带隙抑制；在更短波长下行为反转。实验测得保护端口的消光比为16-20 dB，非保护端口为10-20 dB，长波长插入损耗为2 dB。由于器件工作由能带拓扑而非几何微调决定，其对制造缺陷具有本征鲁棒性。该工作为经典与量子光子系统中的稳健光束分裂、路由和互连提供了可扩展平台。
拓扑光子学偏振分束floquet工程硅基光子片上集成鲁棒性设计
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04-23 00:00
研究团队通过结合2.1太瓦、少周期（8.3飞秒）的双色合成器与宽松聚焦几何结构，实现了宏观相位匹配，成功生成了1.64微焦耳、263阿秒的孤立阿秒脉冲，其峰值功率高达6.2吉瓦。这是桌面级孤立阿秒光源所报告的最高脉冲能量和峰值功率。该光源具有稳定的载波包络相位和主动同步的双色通道相对时延，确保了高稳定性和可重复性。这一强大的桌面光源使得此前低功率孤立阿秒脉冲无法实现的非线性效应实验成为可能，为先进的阿秒光谱学和非线性计量学奠定了基础。
阿秒脉冲峰值功率桌面光源非线性计量相位匹配双色合成
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04-23 00:00
本研究首次开发了一种物理信息神经网络（PINN），用于在轴对称托卡马克几何中学习时间相关的准静态磁流体动力学（MHD）方程，且无需任何实验或合成数据。初步研究以类似ITER的托卡马克为对象，发现经过精心处理的PINN能够学习MHD系统的解，并预测垂直位移的等离子体，其预测结果与基准模拟结果基本一致。这一原理验证演示凸显了物理约束深度学习在理解复杂等离子体行为方面的潜力。
物理信息神经网络磁流体动力学托卡马克等离子体物理深度学习