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01-28 00:00
研究团队利用基于金刚石氮-空位（NV）色心的量子传感器，首次实现了对人体心脏磁信号（MCG）的直接、非侵入式、非接触式检测。在多种屏蔽与非屏蔽环境中，该紧凑型室温传感器表现出 $6-26 \text{ pT/Hz}^{1/2}$ 的灵敏度，其主动传感体积小于 $0.5 \text{ mm}^3$。通过实施基于NV的梯度测量技术，有效抑制了共模噪声。这些结果为将量子传感器应用于临床医学诊断（如MCG和脑磁图MEG）奠定了坚实基础。
量子传感磁心图金刚石nv色心非侵入检测生物磁信号
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01-28 00:00
本研究探索了通过扭转周期性开尔文晶胞的面来调控弹性波传播。这种几何修改在保持晶格拓扑结构的同时，策略性地打破了镜面对称性，从而无需添加谐振器或质量即可调整波特性。分析表明，扭转激活了两种不同的波衰减机制：与周期性散射相关的布拉格型带隙，以及由纵波-扭转波模式耦合和避免交叉引起的偏振相关带隙。研究通过有限元计算和3D打印试样的实验验证了该设计，在预测的带隙频率内实现了高达20 dB的波衰减。
弹性波调控开尔文晶胞带隙设计振动控制超材料几何改性
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01-28 00:00
本研究提出了一种新颖的张量化间断等几何分析（TDIGA）方法，用于求解二维时间无关的线性化玻尔兹曼输运方程。该方法结合了间断伽辽金法、离散纵标法、多群能量近似和等几何分析，并创新性地将算子组装为张量列车（TT）格式。在单块均匀与多块非均匀问题（包括受先进反应堆燃料设计启发的十字形燃料阵列）上的测试表明，TT格式能将内部算子的存储需求从PB级压缩至MB级，而传统压缩稀疏行（CSR）格式需要GB级。为平衡存储与计算效率，研究采用混合格式（内部算子用TT，高秩边界算子用CSR），并与蒙特卡洛及解析参考解进行了对比验证。
张量列车格式等几何分析玻尔兹曼方程中子输运数值方法计算物理
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01-28 00:00
本研究通过三维全动理学模拟，揭示了弱磁化对撞等离子体中能量分配的复杂过程。早期阶段由Weibel不稳定性驱动磁场首次放大，后期则通过电流丝扭曲的发电机机制实现二次放大。电子主要在后期通过磁泵机制被加热。研究发现，当流动热化时，最终电子-离子温度比$T_e/T_i$和能量分配取决于离子-电子质量比。对于电子-质子流，电子热能仅能达到初始离子动能的百分之几。
等离子体物理能量分配动理学模拟weibel不稳定性磁泵加热天体物理
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01-28 00:00
本研究提出了一种名为qNEP的新型电荷感知机器学习原子间势，通过引入显式、环境依赖的部分电荷，扩展了高效的神经进化势（NEP）框架。该方法将每个离子的部分电荷表示为局部描述符向量的神经网络函数，从而能够直接预测每个离子的玻恩有效电荷张量和极化。这使得介电性质、红外光谱以及与外部电场的耦合可以在一个统一的框架内进行评估。qNEP已在开源GPUMD包中实现，支持Ewald求和与粒子-粒子粒子-网格静电处理方法。在水、Li7La3Zr2O12、BaTiO3和镁-水界面等代表性体系中的应用，证明了该方法在保持高精度的同时，能够将具有显式长程静电作用的大规模原子模拟扩展到百万原子体系和纳秒时间尺度。
机器学习势静电相互作用原子模拟介电性质神经进化势
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01-28 00:00
本研究提出了一种基于自注意力机制的Transformer框架，用于直接从时间序列数据中建模混沌多体系统的集体动力学。该方法通过选择性重加权长程时间关联，学习了一个非马尔可夫性的简化描述，克服了传统循环架构的内在局限。以一维半经典Holstein模型为例，该模型成功复现了电荷密度波序参量在相互作用淬火后的混沌动力学“气候”，包括时间关联和特征衰减尺度，尽管逐点预测在长时间尺度上不可避免会发散。
混沌动力学多体系统transformer自注意力非马尔可夫过程序参量
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01-28 00:00
本研究提出了一种结合信息论机器学习和卷积神经网络（CNN）的时变模态分解技术，用于从流场快照数据中提取气动因果关系。该方法能够识别出对气动力系数未来演化有贡献的、随时间变化的“信息性涡结构”，并可通过基于自编码器的数据压缩获得其低阶表征。研究将其应用于极端阵风-翼型相互作用、实验测量的横向射流-机翼相互作用以及湍流分离尾迹等多个气动案例，成功以可解释的方式提取了阵风对升力响应的时变影响，并在无空间尺度信息的情况下识别了湍流尾迹中大尺度涡运动与升力之间的关系。
气动因果学习信息论机器学习卷积神经网络时变模态分解非定常流动数据驱动建模
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01-28 00:00
本研究将被动日间辐射制冷（PDRC）技术集成到快速固化玻璃纤维医用石膏上，解决了传统制冷系统难以应用于柔性、可穿戴曲面的难题。该涂层采用源自动物骨废料的焦磷酸钙（CPP）陶瓷颗粒，嵌入PVA粘合层与PMMA保护层中，实现了超过90%的太阳光反射率与高红外发射率。户外测试显示，涂层可使石膏表面温度低于环境温度达15°C，兼具生物相容性与结构鲁棒性。
辐射制冷生物陶瓷医用材料可持续能源热管理
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01-28 00:00
本研究通过分子束外延技术在单晶AlN衬底上制备了AlGaN基紫外B波段激光二极管，实现了电泵浦激射。该器件工作波长为298.5 nm，阈值电流密度为3.4 kA/cm²，表现出明显的非线性光-电流特性，阈值以上光谱半高全宽窄至0.2 nm。该进展为紫外光谱分析、生化传感和量子光子学等应用提供了关键器件。
紫外激光分子束外延半导体光电子algan电泵浦uv-b波段
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01-28 00:00
研究分析了第25太阳活动周期中的两个关键事件：2025年11月由X5.1级耀斑引发的地面增强事件GLE77，以及2026年1月强地磁暴期间的福布什下降事件。通过全球中子监测网络和多海拔SEVAN探测器的协同观测，并利用光谱测量能力，重建了FD期间缺失的中子和μ子能谱，并与GLE77期间的对应谱进行了比较。分析表明，FD和GLE的特征本质上是非对称的：FD选择性地抑制了预先存在的银河宇宙线，而GLE则引入了一个额外的、更硬的粒子成分。中子和μ子通道表现出显著不同的光谱行为，尤其是在较高沉积能量下，这反映了它们对不同初级能量范围的敏感性。这些结果表明，结合中子监测器和SEVAN的观测，为极端日球层扰动期间依赖于刚度的宇宙线调制提供了稳健且互补的诊断手段。
太阳活动周期地面增强事件福布什下降宇宙线调制中子监测日球层物理
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01-28 00:00
本研究对比评估了生成式AI模型LDCast与经典算法STEPS在比利时区域的降水临近集合预报性能。结果表明，两者均存在轻微欠离散现象，但集合离散度能在几乎所有尺度上有效估计预报误差。模型能根据对流性或层状云降水事件类型调整集合特性。然而，通过与具有关键特性的替代集合进行空间评分对比发现，STEPS和LDCast均难以通过其集合成员在空间上准确定位集合平均误差向量，这意味着其集合内容在统计学上具有信息量，但在揭示预报误差的动态空间结构方面能力有限。
集合预报临近预报生成式ai降水预报误差分析空间结构
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01-28 00:00
本研究提出了一种基于里德堡原子的微波电场传感器，通过表征单频微波场诱导的Autler-Townes (AT) 分裂，开发了一种能从分裂模式中同时直接提取微波频率和电场强度的光谱方法。研究采用双音外差探测技术，实现了低至 $\mu\text{V/cm}$ 量级的最小可探测场强和 $\text{sub-}\mu\text{V/cm/Hz}^{1/2}$ 的灵敏度，并将工作带宽扩展至 3 GHz。通过系统表征频率和功率依赖性，确定了在共振AT区最小化功率展宽和在远失谐AC Stark区最大化灵敏度的最佳工作条件。该平台集高灵敏度、宽带宽和约 90 dB 的动态范围于一体，确立了里德堡原子作为精密电场计量实用传感器的地位。
里德堡原子微波传感外差探测电场计量量子传感autler-townes分裂
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01-28 00:00
本研究对一项涵盖68个国家/地区的科学家信任度调查进行了重新评估。原研究使用观测分数平均值进行跨国比较，但未满足测量不变性要求。通过系统应用测量对齐方法，研究发现仅“能力”与“开放性”两个维度在加权合并样本的因子分析中达到可接受的对齐解。使用对齐后的潜变量分数重新排名，68个国家/地区中有62个的位次发生改变。关键结论随之反转：科学家信任度与科学民粹主义态度或社会支配取向的关联近乎为零或不稳健，而与科学态度保持强正相关。这表明，在测量等价性未确立时，基于观测分数的跨国比较可能产生误导，而潜变量方法为国际推论提供了更可靠的基础。
测量不变性跨国比较科学家信任度潜变量模型社会物理学方法论
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01-28 00:00
本文提出了一种小波物理信息残差神经网络（W-PIRNNs），用于从极稀疏的监督数据中重建复杂流体流动场。该方法将ResNet与自定义的小波激活函数 $W(t) = w_1 \sin(t) + w_2 \cos(t)$ 相结合，并利用残差跳跃连接解决梯度消失/爆炸问题。研究表明，仅使用 $0.05\%$ 的流速数据进行训练，即可精确重建圆柱绕流的流速、压力、流线和涡量场。此外，该方法在Burgers方程的正/反问题中，对扩散系数 $\lambda_2$ 和对流系数 $\lambda_1$ 的预测绝对误差分别低至 $0.065\%$ 和 $0.002\%$，并在Schrödinger方程中验证了其处理周期性边界条件的能力。
流场重建物理信息神经网络小波激活函数稀疏数据计算流体力学正反问题
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01-28 00:00
本研究将经典的q选民模型扩展为异步更新的双层面模型（α-EPO模型），以模拟社会压力下的偏好伪装与言行不一现象。模型引入参数α控制私见与表达意见更新的异步概率，并探讨了“自我反从众”（个体可能故意使私见与公开表达相反）机制的作用。通过蒙特卡洛模拟与平均场分析发现，自我反从众能使群体共识对行为波动（由α调控）更具鲁棒性，增强集体一致性并抑制滞后现象；若无此机制，α则会改变共识与分歧间相变的性质。
意见动力学社会网络计算社会学集体决策偏好伪装异步更新
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01-28 00:00
本研究通过实验与理论分析，深入探讨了利用涡旋光束实现粒子在光束暗区（轴向）被捕获的现象。实验通过功率谱密度法测量了不同拓扑荷涡旋光束对微米级二氧化硅粒子的捕获刚度常数κ，理论计算则基于广义洛伦兹-米氏理论精确求解电磁场。结果显示，理论预测与实验测量的κ值高度吻合。数值模型进一步揭示了粒子内部电磁场的分布，为理解涡旋光束捕获场景中电磁场的影响提供了新见解。
光学捕获涡旋光束多极分解洛伦兹-米氏理论轴向捕获
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01-28 00:00
本研究提出一种基于复数对总机械能进行因式分解的新方法，用于求解多个经典力学问题。该方法成功推导出简谐振子、竖直抛体运动、排斥性立方反比力作用下的运动以及线性阻尼振子的精确解析解。对于弱阻尼振子，该方法还能简便地获得能量衰减的优良近似和一个新的近似解析解。该推导过程可作为求解牛顿运动方程的替代方案，适用于本科物理教学。
经典力学能量因式分解解析解复数方法教学应用阻尼振子
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01-28 00:00
本研究通过微扰分析，系统探讨了在背景中尺度应变和边界层湍流（BLT）共同作用下，有限罗斯贝数（Ro）对海洋混合层亚中尺度流（如锋面和丝状结构）动力学的修正。模型基于二维地转调整锋面与丝状结构的解析解，揭示了纯应变主导下的一阶解呈现清晰的前沿生成（frontogenesis）过程。当引入BLT扰动时，涡粘性和涡扩散性分别表现出截然不同的前沿生成与消解倾向。研究发现，当应变与湍流同时存在时，湍流通量可增强、削弱甚至逆转应变诱导的前沿生成，具体取决于罗斯贝数、埃克曼数（Ek）和应变参数的组合。这表明，要准确模拟中尺度应变下的锋面演化，混合层参数化方案必须细致考虑BLT在亚中尺度流中的空间变异性。
海洋亚中尺度前沿生成边界层湍流微扰分析地转调整参数化
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01-28 00:00
本研究针对脑白质粘弹性表征的物理意义模糊问题，提出并实现了一种基于分数阶导数的三维粘弹性有限元模型。模型假设线性粘弹性和因果性，将频域的幂律行为转化为时域的分数阶粘弹性本构模型，并通过Fortran VUMAT子程序实现。利用周期性有限元模型和优化反演方法，提取了均质化材料参数。研究发现，决定固-流体行为的弹簧壶系数和编码组织结构的幂律指数，在横向法向和剪切方向上遵循双逻辑函数变化，揭示了低轴突体积分数和高轴突含量下的两个不同硬化阶段。该模型在时间域内首次实现了胼胝体的三维分数阶粘弹性模拟，其线程安全的VUMAT实现显著提升了计算性能。
分数阶导数脑白质粘弹性有限元模型幂律行为微结构
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01-28 00:00
本研究通过在由耦合微环谐振器构成的二维Lieb晶格中引入周期性驱动，构建了Floquet拓扑光子绝缘体，成功实现了具有非平凡拓扑的完美平带。研究发现，尽管准能带的陈数为零，但平带模式在每个周期内的演化表现出非阿贝尔位移，其特征是一个非平凡的量子化螺旋性。这种螺旋运动可以用其轨迹世界线的编织来描述，其非平凡绕数与螺旋性直接相关。研究还提出了一种在合成磁场下的微环晶格中实验测量该量子化非阿贝尔螺旋性的方案。
拓扑光子学floquet系统平带非阿贝尔拓扑微环谐振器量子化螺旋性
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01-28 00:00
磁岛拓扑结构的分岔会改变磁力线O点、X点和分界面的数量与位置，从而影响磁化等离子体中电子的跨场输运。本研究通过在DIII-D实验中施加外部磁扰动，使q=2面上的磁岛旋转并发生周期性分岔，在q=2/1主导结构与更窄的q=4/2主导结构之间切换。利用场线追踪代码TRIP3D结合碰撞算子模拟发现，从不同位置（O点、X点、分界面外）发射的热电子或示踪电子，其扩散行为（经典扩散、亚扩散、超扩散）显著依赖于主导的磁岛模态和发射位置。结果表明，磁岛分岔可以改变电子在有理面附近的扩散，直接影响粒子约束。
磁岛分岔电子扩散等离子体输运磁约束聚变场线追踪
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01-28 00:00
研究通过高精度数值模拟，在有限尺寸惯性粒子的沉降过程中发现了一种新的对流混合机制。沉降前沿形成两个区域：浓度呈线性分布的领先混合层和密度均匀的主体区。混合层扩展呈现异常的非整数幂律加速，而主体区则以恒定速度运动。基于局部受阻沉降定律的一维模型成功再现了观测到的动力学特征及其对粒子-流体密度比的依赖性。
湍流沉降对流混合数值模拟粒子悬浮流体动力学
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01-28 00:00
通用聚变公司的磁压缩实验研究了适用于磁靶聚变压缩的等离子体物理。实验通过同轴枪形成紧凑环（CT），利用外部线圈电流实现径向悬浮并快速向内压缩。优化的线圈配置显著提升了悬浮CT寿命、压缩磁通守恒率，并通过抑制等离子体与绝缘外壁的相互作用降低了杂质水平。尽管压缩过程中存在外部扭曲模不稳定性，但在最终测试配置中仍常规观测到磁场、电子密度和离子温度的显著提升。研究还开发了DELiTE框架，用于轴对称几何中非结构化三角形网格上偏微分方程的空间离散化，并基于此实现了单流体双温度MHD模型。
磁压缩紧凑环等离子体物理磁靶聚变mhd模拟实验研究
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01-28 00:00
本研究提出了一种物理信息Transformer算子（PITO）及其隐式变体（PIITO），用于三维湍流的无标签数据预测。该方法基于视觉Transformer架构，通过将大涡模拟（LES）方程嵌入损失函数，使模型能在训练中自动学习亚格子尺度（SGS）系数。在衰减均匀各向同性湍流（HIT）的长期外推预测中，PITO与PIITO在统计特性和流场结构预测上表现出优异的稳定性与精度，性能超越物理信息傅里叶神经算子（PIFNO），且在强制HIT预测中PIFNO失效时仍保持高精度。相比PIFNO，PITO与PIITO分别减少79.5%和91.3%的GPU内存消耗，参数量仅需31.5%和3.1%，计算速度远快于传统LES方法。
湍流预测transformer算子物理信息机器学习大涡模拟无标签学习计算流体力学