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12-24 00:00
URANOS是一款新开发的3D中子输运蒙特卡洛模拟程序，覆盖热中子到快中子能区。其核心是基于体素引擎的光线投射算法，通过堆叠材料像素矩阵图片定义几何结构，并配备直观的图形用户界面。该程序能处理弹性/非弹性碰撞、吸收及蒸发等过程，截面数据来自评估数据库。特别针对硼衬探测器，它还能模拟转换后带电粒子的输运及在读出单元上的扩散投影。URANOS免费提供，适用于硼衬/超热中子探测器响应函数模拟、小型实验室装置及宇宙射线诱发环境中子输运研究，为复杂几何下的中子环境模拟提供了便捷高效的解决方案。
蒙特卡洛模拟中子输运体素引擎探测器模拟核物理计算
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12-24 00:00
本研究通过空间积分方法，为非均匀浓度分布下的化学反应建立了广义速率定律。该方法假设网格内浓度呈线性分布，并通过一维直线、分段及正弦函数等典型分布验证了其有效性。研究表明，通过精确描述网格内物种浓度分布进行亚网格建模，可直接计算燃烧模拟中的化学反应速率，无需显式考虑湍流-燃烧相互作用，从而为湍流燃烧模拟中的物种输运方程提供了更准确的反应速率计算方法。
燃烧模拟反应速率非均匀系统湍流-化学解耦亚网格模型空间积分
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12-24 00:00
本研究首次在单分子水平上观测了单线态裂变过程。通过对单个并四苯二酰亚胺二聚体在室温和低温下的光子流分析，确定了裂变产生的三重态的形成与衰减速率。研究发现该过程存在显著的静态与动态异质性，表现为宽泛的速率分布、偶尔出现的延迟荧光以及自旋演化中的速率涨落。低温实验表明，相干的多激子叠加态形成后，会先衰变为单线态激子，再演化成相关的三重态对。该工作为理解单线态裂变的微观机制开辟了新途径。
单线态裂变单分子光谱激子倍增三重态相干叠加态光物理
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12-24 00:00
本研究提出了一种结合无监督学习与人工神经网络的混合方法，用于预测自由基共聚中的单体反应活性比。首先，通过对单体的物理化学特征进行谱聚类，识别出具有特定反应模式的三个单体群组，为序列分布（交替、无规、嵌段、梯度）提供了化学见解。基于此，训练神经网络进行定量预测。研究比较了直接特征拼接和针对特定群组训练的两种策略，发现尽管针对特定化学域的小样本训练有性能提升，但利用完整数据集训练的通用模型整体更优，揭示了化学特异性与数据可用性之间的权衡。该方法为高效探索聚合物序列控制提供了新途径。
机器学习自由基共聚反应活性比谱聚类人工神经网络聚合物序列
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12-24 00:00
本研究提出NMIRacle，一种用于从红外（IR）和核磁共振（NMR）谱数据中解析分子结构的两阶段生成式AI框架。该模型第一阶段学习从包含片段身份与出现次数的编码中重建分子结构；第二阶段通过光谱编码器将谱图数据映射为潜变量，用于指导预训练的生成器。该方法将片段级化学建模与光谱证据相结合，在分子结构解析任务上超越了现有基线，并能稳健应对日益增加的分子复杂性。
分子结构解析光谱分析生成式ai多模态学习化学信息学
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12-24 00:00
本研究提出了一种名为投影偏移μ子透射层析成像（PμMA）的混合框架，通过无缝整合透射与散射信息，实现了毫米级分辨率的宇宙射线成像。该方法通过连接上下游探测器的击中位置构建透射径迹，并将材料引起的角度偏折投影为成像平面上的可探测偏移，从而仅需两个探测器即可完成高分辨率成像。模拟实验显示，对30毫米厚铅块的成像刀边宽度可达1.196毫米；实际实验在2天内成功分辨出2毫米厚的铜片，在同等条件下性能超越传统方法。
宇宙射线成像μ子层析高分辨率非破坏性检测投影偏移混合框架
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12-24 00:00
本研究采用能量分辨的量子-经典混合从头算分子动力学方法，模拟了离子液体EMI-BF₄中性分子与金提取器表面在10-100 eV能量范围内的碰撞过程。研究发现，碰撞能量主导反应路径：低能（10-20 eV）下易发生离子解离；中能（30-40 eV）出现中性化窗口；高能（>50 eV）则驱动共价键断裂，产生大量轻质带电/中性碎片。能量分布从低能下的集中式、少体产物，转变为高能下的分散式、多体产物。碎片偏转角与质量呈强反相关。研究还发现，即使上游离子羽流被完全抑制，中性轰击仍会在靶面产生带电次级产物。这些结果为通过串联飞行时间二次离子质谱和残余气体分析仪结合抑制偏压校正来修正地面设施测量偏差提供了依据，有助于设计减少提取器表面拦截和污染的电喷雾推进器。
电喷雾推进器分子动力学模拟离子液体表面碰撞量子经典混合空间推进
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12-24 00:00
氚的实验材料性质数据稀缺，但对聚变能源（磁约束与惯性约束）、低温蒸馏及中微子实验等前沿领域至关重要。为此，卡尔斯鲁厄氚实验室设计并建造了T2ApIR实验装置，目前正处于科学调试阶段。该实验的核心目标是利用一套低温（可低于10 K）测量系统，结合红外吸收光谱、拉曼光谱和偏光镜等多种光学诊断手段，系统研究所有六种氢同位素及其混合物在气、液、固三相的性质，以及相变动力学过程，并可扩展至与氙、氖等惰性气体的混合物研究。
氚性质研究氢同位素红外光谱低温物理聚变燃料实验装置
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12-24 00:00
本研究提出了一种用于模拟点状带电粒子（无论有无质量）在一般外电磁场中运动的新动力学框架。该框架的核心创新在于将时间坐标视为一个动力学变量，使其既能适用于相对论性体系，又能一致地过渡到非相对论极限。研究还引入了速度空间中的粒子轨迹表示法，以清晰揭示动力学的本质和渐近行为。应用表明，在恒定电磁场中，无论粒子质量与初始条件如何，其渐近行为均相同。与传统的均匀时间方法相比，该框架在均匀电磁场和沿均匀磁场传播的椭圆偏振波两个案例中，均展现出更高的计算精度和效率。
带电粒子动力学电磁场相对论计算物理渐近行为
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12-24 00:00
本研究通过简易燃烧法合成了磁性Ni-NiO纳米结构及其与二维六方氮化硼(h-BN)的复合材料。系统表征表明，h-BN/Ni-NiO纳米复合材料在硝基酚还原模型反应中表现出显著优于纯Ni-NiO的催化性能，这归因于两者间的协同作用。该催化剂的核心磁性使其可通过外部磁场轻松回收，并在多达六个催化循环中保持优异的稳定性和可重复使用性，活性损失极小。结合高催化效率、磁分离性和结构稳定性，该复合材料为绿色可持续催化应用，特别是环境修复领域，提供了有前景的候选材料。
纳米复合材料催化还原环境修复磁性催化剂六方氮化硼镍基催化剂
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12-24 00:00
本研究利用量子相位估计和量子比特化技术，对过渡金属氧化物分子及钯沸石催化剂片段进行了全面的量子资源估算。通过TiO、MnO、FeO等二元氧化物分子验证了活性空间选择与基准方法，并应用经典多参考方法（如CASSCF和NEVPT2）进行对比。研究估算，对大型Pd沸石体系实现化学精度模拟需要约$10^6-10^7$个物理量子比特，这与未来容错量子设备的预期能力相符。研究还探讨了活性空间大小、基组质量和相位估计误差对所需量子比特和门数量的影响，为工业相关催化材料的量子模拟提供了路线图。
量子计算催化剂模拟资源估算过渡金属氧化物量子化学材料科学
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12-24 00:00
本研究将用于预测极端事件的确定性临界波群方法，首次扩展应用于具有六自由度运动的自由航行船舶。通过将方法应用于横浪条件下的船舶，并与有限的蒙特卡洛模拟数据集进行比较，证明了该方法在计算极端响应概率方面的有效性。这是对该自由航行实现方案进行正式验证的关键第一步。
船舶水动力学极端事件统计临界波群方法六自由度运动蒙特卡洛验证
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12-24 00:00
本研究提出了一种新的设计方法，用于在光子晶体平板中同时控制谐振频率和辐射损耗。通过最小化包含损耗和目标频率的成本函数，该方法能够设计出在宽可寻址频率范围内具有高品质因子的缺陷腔。在浸入水中的GaAs光子晶体平板中，该方法将标准L3腔的品质因子从1000优化至$10^4$-$10^5$，可寻址谐振频率范围覆盖了12%的相对带宽，跨越了超过一半的带隙。该方法对于需要长寿命谐振的多路复用器件（如生物传感）具有重要意义。
光子晶体腔品质因子优化生物传感谐振频率控制辐射损耗抑制计算设计
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12-24 00:00
本研究通过阳极键合技术，将氮化硅光子集成回路、微加工硼硅酸盐蒸气室与铷释放器进行气密封装，构建了紧凑、可扩展的原子蒸气-光子集成器件。关键创新在于采用低功率脉冲模式光学激活释放器，按需释放可控量铷蒸气，同时利用反向传播的解吸附激光完全抑制铷诱导的光子损耗，实现了基于波导的原子蒸气光谱学。该方法通过调节激活脉冲长度、占空比和器件温度，可重复控制蒸气密度，为腔量子电动力学、量子非线性光学和芯片级原子传感器等应用奠定了基础。
原子蒸气集成光子集成回路微纳加工量子技术波导光谱学芯片级传感器
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12-24 00:00
基于阿拉斯加Imnavait Creek流域的观测与热-水文模型模拟（1981-2020年），研究发现：夏季气温升高使年融化深度加深；冬季气温持续升高、降雪量增加以及夏季储存的能量共同导致山坡含水层向溪流的年出流量增加、土壤温度升高，并使“零幕”（稳定在0°C）区域扩大和延长。2017-2018年，含液态水的零幕区域甚至持续整个冬季。这表明夏、冬季变暖共同驱动了含水层全年活动，创造了放大冻土-碳-气候反馈的条件。
冻土水文气候变化碳循环北极热-水文模型零幕效应
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12-24 00:00
研究团队利用超流氦的化学势和独特输运性质，成功合成了高亮度、超热缪子束（μ⁺e⁻）。该束流平均纵向速度约2180 m/s，速度分布窄（Δv < 150 m/s），强度与现有最高强度弥散源相当。这一突破性进展有望首次实现对第二代（反）物质——缪子素——的引力加速度进行百分比级别的测量，直接检验弱等效原理，并为亚kHz精度的1S-2S激光光谱学铺平道路，从而精确测定缪子质量并严格检验束缚态量子电动力学。
缪子素弱等效原理超流氦引力测试激光光谱量子电动力学
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12-24 00:00
本研究引入并探讨了图论中的减弱Sombor指数（DSO），其定义为 $DSO(G)=\sum_{uv\in E}\frac{\sqrt{d_u^2+d_v^2}}{d_u+d_v}$，其中 $d_u$、$d_v$ 为顶点度。研究聚焦于分子树（所有顶点度 ≤ 4），验证了该指数在预测辛烷异构体物理化学性质方面的应用潜力。核心成果是确定了在所有具有完美匹配的 n 阶分子树中，减弱Sombor指数的最大值，并完整刻画了达到该极值的所有极值树结构。
图论指数分子树完美匹配化学图论极值问题辛烷异构体
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12-24 00:00
本研究揭示了在基于低倍率电压-容量数据的降解模式分析中，欧姆压降和本征充放电迟滞会主导降解归因，产生“幻影”活性材料损失和锂库存损失。通过对两种商用21700电池的分析，提出了一种实用协议：仅校正瞬时欧姆项、统一电压窗口，并基于放电分支进行定量归因，将充电分支的异常/负值LAM视为分配伪影。
电池降解分析欧姆压降迟滞效应电压曲线锂离子电池材料损失
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12-24 00:00
本研究通过相干光束合成技术，成功生成了拓扑荷为 l = 1、5 和 8 的高功率光学涡旋光束。该方法突破了传统方法在提升功率时难以保持光束复杂相位与空间结构的限制，实现了平均功率 100 W、峰值功率 100 kW 的输出，合成效率分别高达 95.0%、93.9% 和 91.2%。离轴数字全息术证实，即使在较高拓扑荷下，合成光束的相位与强度分布仍保持极高的模态纯度。该技术为高功率、高模态纯度结构光在先进光子学及高强度光-物质相互作用研究中的应用开辟了新途径。
相干光束合成光学涡旋高功率激光结构光轨道角动量模态纯度
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12-24 00:00
本研究为欧洲六个标志性海岸湿地创建了一个创新的多层数据集，旨在弥合科学与政策之间的鸿沟。该数据集整合了生态制图（EUNIS 2021/2022）、人类活动与压力记录（符合欧盟多项指令）、全面的生态系统服务制图（CICES）以及参与式社区与利益相关者数据。通过展示参与式参与、权衡谈判和跨尺度整合的实践路径，该研究为科学家、政策制定者、从业者和社区提供了科学基础，以推动《自然恢复条例》和《2030年生物多样性战略》目标的实现，并加强欧洲的气候适应进程。
海岸湿地生态修复空间数据决策支持生态系统服务欧盟政策
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12-24 00:00
本研究在芯片上利用磁阱中的铷-87热原子云实现了干涉仪。该干涉仪类似于拉姆齐干涉仪，通过两个片上波导产生的微波场，对两个内态进行态选择性的空间分离，最大分离距离为 $1.2\pm 0.1~\mu\text{m}$。观测到约8%对比度的干涉条纹，其衰减受限于两干涉态的速度差，并为此建立了描述对比度衰减的理论模型。
原子干涉仪芯片技术微波操控热原子云拉姆齐干涉
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12-24 00:00
本研究计算了在均匀背景剪切作用下、扩散机制（冷淡水位于热盐水之上）双扩散对流的精确相干结构。研究聚焦于剪切影响区域，提出了二维稳态解（倾斜对流卷）和周期轨道。所有倾斜对流卷状态均经历鞍结分岔，形成稳定上分支和不稳定下分支，表明它们源于传导基态的亚临界分岔。增加剪切强度会稳定二维倾斜对流卷，而三维扩展则产生了流向拉长的卷解。直接数值模拟的混沌解通常访问这些稳态或周期解的邻域，并在流动统计中留下印记。
双扩散对流精确相干结构剪切流亚临界分岔流体稳定性极地海洋
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12-24 00:00
本研究提出了一种新颖的两步逆向设计方案，用于在无损耗介电超表面中生成超手性热点。该方法将非手性场的局域场增强密度扩展至手性领域，并显著超越了以往的超手性场生成增强水平。通过激发具有小模式体积的高品质因子模式，理论上可将线偏振平面波转换为近场光学手性增强高达10^4的超手性热点。实验原型的光学表征证实了光学手性实现了10^2倍的增强。这项研究为利用超紧凑设备进行手性光谱分析开辟了新前景。
手性光子学逆向设计介电超表面超手性热点手性检测纳米光子学
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12-24 00:00
本研究采用新开发的三维耦合框架OceanSPHysics3D，结合非定常势流与光滑粒子流体动力学方法，首次完整模拟了高度非线性轴对称重力波射流的形成、空腔溃灭及二次射流生成过程。模拟结果与McAllister等人的实验数据高度吻合，并验证了Longuet-Higgins的射流尖端角解析公式。研究发现，射流前波谷由组成波的几何定向聚焦形成，具有自相似性；而射流后空腔则由下落连续射流惯性形成，缺乏时空自相似性。空腔在颈部夹断产生向上和向下的二次射流，局部加速度可达重力加速度的150倍，并伴随涡环形成和强烈垂向混合。
轴对称重力波射流动力学sph模拟空腔溃灭二次射流流体力学