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AI 导读

物理学

2025-12-29 12-29 15:25

今日物理学研究整体呈现“多尺度融合”与“技术驱动创新”两大趋势,从微观量子调控到宏观宇宙常数,从基础理论突破到尖端仪器研发,均致力于以更高精度、更智能方法和更集成平台揭示与操控复杂物理现象。

  1. 基础理论精确化:理论物理在精确求解与守恒律拓展上取得突破。首次为Plastino-Plastino非线性扩散方程构造了精确多模解,系统揭示了幂律弛豫的普适机制;同时在二维晶格中发现了由拓扑绕数决定的广义总角动量守恒律,将角动量概念推广至具有高阶能带接触点的系统。

  2. 量子精密测量迈向新定义:光学原子钟频率比测量精度达到3.2×10⁻¹⁸,满足了重新定义国际单位制“秒”的关键里程碑。这一成就依赖于超稳定公共参考信号通过相位稳定光纤链路的传递,将比较稳定性提升了2-3倍。

  3. 计算物理与人工智能深度融合:计算工具正变得更高效、更智能。针对E级超算优化的三维狄拉克方程GPU求解器实现了卓越的可扩展性;LSTM-PINN混合框架显著提升了复杂流体问题的预测精度与稳定性;而机器学习分子动力学则为揭示氧化石墨烯热导率的原子尺度调控机制提供了高效框架。

  4. 拓扑与经典波物理的新平台:研究在宏观水波系统中实现了拓扑能带结构、边缘态和有效规范场,将通常与量子系统相关的拓扑波粒行为展示于经典流体平台,为拓扑物理提供了新的宏观模拟器。

  5. 光子与光学器件的高度集成:光学技术向片上集成与多功能发展。新型空间光子伊辛机实现了高精度任意秩耦合编码;片上二次非线性光电探测器则实现了高效光混频与自相关测量,为集成光路与信号处理提供了新组件。

  6. 跨尺度建模与仿真能力增强:多个研究致力于提升复杂多物理场问题的建模精度。从多孔弹性调控咖啡萃取的最小模型,到多尺度孔隙中两相流动的增强数值模型,再到功能梯度杆的渐近精确降维理论,均体现了对真实世界复杂系统进行高保真物理描述的持续进步。

数学

2025-12-29 12-29 15:26

今日数学领域研究呈现多分支交叉与深度理论探索的特点,核心聚焦于算法优化、几何结构、分析理论与代数组合的融合与创新。

  1. 排队系统收益优化新算法:针对顾客可能放弃的排队系统,提出仅依赖“有效到达”观测的动态定价算法,通过创新的无穷小扰动分析实现稳态估计,并证明其能以可证明的保证收敛至最优价格。
  2. 奇异贝叶斯模型的热力学解释:为奇异学习理论中的核心不变量“奇异涨落”提供了清晰的热力学类比,将其解释为贝叶斯自由能的“比热”,并引入一系列热力学量作为诊断后验几何结构的工具,解释了相关估计量的鲁棒性。
  3. 复指标除数函数卷积的统一公式:将关于整数指标除数函数卷积和的工作推广至复指标情形,证明了此类和式可精确表示为以L函数值加权的Hecke尖点形式傅里叶系数,统一并扩展了先前结果。
  4. 彭罗斯铺砌顶点计数误差的突破:解决了彭罗斯非周期铺砌的高斯圆问题,将半径为R的圆盘内顶点数的误差项从经典的O(R^{2/3})改进为O(R^{2/3}(log R)^{2/3}),是解析数论与准晶几何交叉的重要进展。
  5. 三维准Sasakian结构的完全分类:通过变形方法证明,三维闭可定向流形容许准Sasakian结构当且仅当它是Sasakian流形或Kähler映射环面,揭示了这两类结构在几何与拓扑上的本质区别。
  6. 退化高斯测度最优传输的显式解:针对可分希尔伯特空间上可能退化的高斯测度,克服了Brenier定理的局限性,采用算子理论方法给出了所有最优Monge映射和Kantorovich耦合的显式公式,并确立了其唯一性。

计算机科学

2025-12-29 12-29 15:26

今日计算机科学领域研究聚焦于人工智能与系统优化的深度融合,在能源、软件工程、安全等关键领域推动方法创新与效率提升

  • 能源系统智能化:研究从宏观供应链(如岛屿氢能网络)到微观家庭管理(如EcoNet多智能体规划)均引入多目标优化与AI决策,并探索建筑HVAC系统的“虚拟电池”模型以提升电网灵活性。
  • AI赋能软件工程与安全:大语言模型(LLM)的应用从代码生成(如CosmoCore-Evo框架)扩展到自动化Beta测试(多智能体委员会)和安全监控(反思驱动控制),同时行业调查揭示了其带来的效率提升与认知依赖风险。
  • 隐私与安全新视角:理论研究建立了f-差分隐私与信息流模型的等价性,为隐私分析提供新工具;实证研究则揭示了物联网设备弱认证、卫星网络跨轨道威胁以及轻量级密码密钥长度不足等具体安全风险。
  • 科学计算与评估自动化:新基准AInsteinBench旨在评估LLM在真实科研代码库中的开发能力;同时,多模态大模型与多智能体协作被用于实现房树人绘画测试的自动化心理评估,展示了AI在专业领域的应用潜力。
  • 算法与求解器进展:研究在特定领域取得突破,如针对电动汽车多日路径规划比较多种元启发式算法,以及分析AI围棋求解器在死活题上的新解法与当前局限。

定量生物学

2025-12-29 12-29 15:27

今日q-bio领域研究呈现多学科交叉融合趋势,聚焦于开发新计算工具以应对生物数据的高维、复杂和动态特性,并挑战传统方法的假设与局限。

  • 计算与理论生物学工具革新:研究致力于为复杂生物结构(如系统发育树、基因调控网络)开发更高效、可扩展的计算框架与数学表征,以支持精确推断和深入探索。
  • 多模态数据整合与生成式建模:前沿工作强调融合多源数据(如序列、空间、临床信息),并利用生成式模型(语言模型、流模型、状态空间模型)来学习复杂表征、预测相互作用并推断动态过程。
  • 重新审视传统假设与系统局限性:部分研究挑战了领域内广泛接受的假设(如色彩校准的临床可靠性),或揭示了大规模监控、高维筛查系统中存在的根本性数学困境与偏差。
  • 从生物机制中获取人工系统设计灵感:研究关注生物系统中的固有特性(如分布式延迟、表征漂移),探讨其稳定机制与学习策略,为人工神经网络的设计(如持续学习)提供新的理论视角。

经济学

2025-12-29 12-29 15:27

今日经济学研究聚焦于方法论的严谨性、微观行为的深层机制与宏观政策的复杂影响。核心趋势是运用更精细的计量工具与理论模型,揭示传统结论的脆弱性、团队与组织动态的复杂性,以及政策在现实约束下的真实效果。

  1. 计量方法警钟:两项研究分别指出,在分析委内瑞拉移民与石油收入美国劳动力市场与移民的关系时,原研究因误对差分序列应用协整检验,得出了统计基础无效的结论。这凸显了计量方法正确应用对实证研究结论可靠性的根本性影响。
  2. 团队与组织微观机制:研究揭示了团队生产中的“亲和力”具有技能特异性,并非整体属性。同时,基于代理的模型证实了“彼得原理”的存在条件,并评估了培训与降级等缓解策略的有效性,深化了对组织内部人事决策效率的理解。
  3. 紧急政策的多维评估:对美国薪资保护计划(PPP) 的再评估发现,其稳定企业信用(降低破产风险)的效果远大于直接促进就业的效果。另一研究进一步指出,在计划初期,历史借贷关系是信贷分配的关键筛选机制,但随着时间推移和政策调整,这种优势逐渐消失。
  4. 法规与市场的复杂互动:对刚果(金)锡矿市场的研究表明,美国《多德-弗兰克法案》通过认证要求塑造了一个“被俘市场”,使需求对价格无弹性。关键发现是市场存在滞后性,打破僵局需依赖外部需求冲击,而非单纯的政策取消。
  5. 机制设计的前沿探索:面对频谱共享中禁止货币转移与信息不对称的难题,研究提出了最优机制设计框架。另一研究则解决了委托方在无智能体信念先验知识下的序贯机制设计问题,提出了具有理论保障的自适应学习机制。
  6. 方法论的创新与修正:在断点回归设计中,针对二元结果提出了有限样本最优估计器。在匹配市场理论中,则对衡量匹配排序性的公理化体系进行了重要修正与完善,提升了相关度量的理论严谨性。

天文学

2025-12-29 12-29 15:28

今日天体物理学研究聚焦于系外行星宜居性、引力波多信使探测、星系演化与暗物质、以及高能天体物理等多个前沿领域,展现出从观测到理论、从局部到宇宙学的广泛探索。

核心要点:

  • 系外行星宜居性评估:围绕活动M型恒星(耀星)的系外行星是寻找液态水和生命的重点目标,但其强烈的紫外与X射线辐射对复杂生命构成挑战,亟待大规模巡天研究。
  • 引力波天文学的多波段拓展:空间探测器LISA将探测高红移超大质量黑洞合并,并为电磁对应体观测提供预警;同时,新方法(如AI筛选、弱透镜巡天)正提升毫赫兹/纳赫兹引力波的探测效率与潜力。
  • 星系形成与暗物质机制:自旋暗物质晕可解释JWST观测到的高红移热厚星系盘中的棒状结构;新的旋转曲线模型(速度耦合径向加速度)为星系动力学提供唯象描述。
  • 高能天体物理与致密天体:对超新星遗迹中致密星(夸克星/混合星)的冷却研究,以及原恒星外流、潮汐撕裂事件中的吸积与喷流,深化了对极端物理过程的理解。
  • 宇宙学与早期宇宙:引力驱动再加热为暴胀后热历史提供新机制;改进的数值方法(如模态分析、三维地形模拟)正提升对原初扰动、引力波响应等关键问题的计算精度与物理洞察。
  • 太阳系与银河系:原行星盘气体消散可能触发星子灾难性碰撞,塑造了太阳系早期演化;基于盖亚数据的旋转曲线揭示了银河系质量分布的新细节。

2025-12-29 速览

2025-12-29 共 140 条抓取,按综合热度排序

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q-bio 12-29 00:00

热带几何视角下的系统发育树空间:热带格拉斯曼流形的计算研究

本文探讨了系统发育树空间在热带几何框架下的新表征。经典方法如Billera-Holmes-Vogtmann空间虽具几何优雅性,但存在统计与计算局限。研究聚焦于Speyer和Sturmfels引入的热带格拉斯曼流形$\text{tropGr}(2,n)$,该流形与系统发育树空间重合。文章回顾了其结构,并提出了包括采样算法在内的计算方法,旨在为进化生物学家和计算科学家提供新工具,并推动代数几何与系统发育推断交叉领域的研究。

系统发育学热带几何格拉斯曼流形计算算法树空间进化推断
q-bio 12-29 00:00

OrchestRA:多智能体平台整合生物、化学与药理学,实现自主药物发现

本研究提出OrchestRA平台,通过一个由“指挥者”协调的多智能体团队(生物学家、化学家、药理学家智能体),将生物学知识图谱推理、化学结构设计(从头设计或药物重定位)与基于生理的药代动力学(PBPK)模拟评估相结合,形成动态反馈优化闭环。该平台将人类指导与自主执行无缝集成,旨在将药物发现从随机搜索转变为可编程的、基于证据的工程学科。

药物发现多智能体系统知识图谱pbpk模拟自主设计人机协同
q-bio 12-29 00:00

SLIM-Brain:一种数据与训练高效的新型fMRI基础模型

本研究提出SLIM-Brain,一种旨在解决功能磁共振成像(fMRI)基础模型面临的数据与训练效率双重瓶颈的新方法。模型采用两阶段自适应设计:首先通过轻量级时序提取器捕获全局上下文并对数据窗口进行显著性排序;随后,4D分层编码器(Hiera-JEPA)仅从筛选出的Top-$k$窗口中学习细粒度体素级表征,同时丢弃约70%的掩码图像块。实验表明,该模型在七个公开基准测试中取得了最先进的性能,且预训练仅需4千个会话,GPU内存消耗仅为传统体素级方法的约30%。

fmri分析基础模型训练效率数据效率脑成像自适应采样
q-bio 12-29 00:00

智能手机皮肤科中的颜色-临床脱钩:感知校准为何无法保证临床生物标志物可靠性

本研究挑战了智能手机远程皮肤科中色彩校准确保临床可靠性的假设。通过对965名韩国受试者(Fitzpatrick III-IV型皮肤)的43,425张图像分析发现,尽管线性色彩校正矩阵(CCM)将色彩误差降低了67-77%,达到接近临床的精度(ΔE < 2.3),但关键的临床生物标志物——个体类型角(ITA)在不同设备间的一致性很差(ICC = 0.40),而黑色素指数则表现良好(ICC = 0.77)。研究者将这种现象定义为“颜色-临床脱钩”,其根源在于ITA公式对b*通道噪声的敏感性,并受到解剖部位差异的加剧。面部区域贡献了25.2%的色彩变异,是设备效应(7.0%)的3.6倍,这挑战了单点校准的有效性。结果表明,当前的比色标准不足以支持临床级生物标志物提取,移动皮肤科需要区域感知的新协议。

远程皮肤科色彩校准生物标志物设备一致性肤色分析临床验证
q-bio 12-29 00:00

栖息地破碎化如何促进表型多样性种群中的合作演化

本研究通过空间显式智能体模型,探讨了栖息地破碎化与表型多样性对基于标签的合作行为演化的影响。研究发现,在适度破碎化的栖息地中,空位点的异质性分布与较高的表型多样性相结合,能有效抑制以标签为条件的利己合作,同时显著促进无条件利他行为的涌现。这一效应在较低的成本收益比 $r$ 下尤为明显,且对初始条件变化具有鲁棒性,揭示了合作者在严酷环境中的反脆弱性。

合作演化栖息地破碎化表型多样性空间博弈智能体模型雪堆博弈
q-bio 12-29 00:00

基于拟共轭性的两参数泊松-狄利克雷隐马尔可夫模型精确推断方法

本文针对仅能观测到聚合聚类摘要的时序数据(如社交网络、遗传数据),提出了一种非参数隐马尔可夫模型。其潜在状态是一个两参数泊松-狄利克雷扩散过程。通过利用该扩散过程与划分空间上纯死亡过程的对偶性,并结合编码新数据影响的凝聚算子,作者发展了一套无需枚举标签或直接模拟潜在状态的精确推断框架。该方法能递归计算任意时刻潜在状态的后验分布及未来或插值划分的预测分布,实现了完整的在线/离线推断与不确定性量化,在计算精度和效率上均优于传统的MCMC和序列蒙特卡洛方法。

非参数贝叶斯隐马尔可夫模型精确推断泊松-狄利克雷过程时序聚类不确定性量化
q-bio 12-29 00:00

生成式语言模型在人类基因核苷酸序列上的应用探索

本研究将人类基因的DNA序列视为由A、T、C、G四个字母组成的“文本”,首次系统性地探索了生成式语言模型(如GPT-3)在该领域的应用。研究发现,在处理这类小词汇表(仅4个核苷酸)但结构复杂的序列时,循环神经网络(RNN)表现最佳,而简单的N-gram方法也显示出潜力。研究强调了超越传统困惑度指标、使用真实生物任务进行评估的重要性,并指出即使词汇量极小,此类模型对数据量的需求依然巨大。这项工作为理解DNA的“语言”并生成有意义的基因序列开辟了新途径。

生成式模型dna序列分析语言模型生物信息学核苷酸语言gpt-3应用
q-bio 12-29 00:00

LANTERN:融合语言模型与分子表征的TCR-肽结合预测新框架

本研究提出LANTERN深度学习框架,通过结合蛋白质语言模型ESM-1b编码TCR β链序列,并将肽序列转化为SMILES字符串后由MolFormer处理,有效捕获了TCR-肽识别所需的丰富生物与化学特征。在零样本和少样本学习场景下,LANTERN在多个基准测试中超越了ChemBERTa、TITAN等现有模型,其稳健的负采样策略和嵌入分析也显著提升了预测性能与聚类效果。该工作为推进TCR-pMHC结合预测及个性化免疫疗法开发提供了有力工具。

tcr识别语言模型分子表征免疫疗法深度学习零样本学习
q-bio 12-29 00:00

机器学习与个性化基因调控网络整合预测癌症转移风险

本研究提出了一种结合传统机器学习与图深度学习的新框架,用于预测多种癌症的转移风险。研究整合了癌症细胞系百科全书(CCLE)的基因表达数据和DoRothEA的转录因子-靶点先验知识,聚焦9个转移相关调控因子。通过Kruskal-Wallis检验筛选差异基因后,使用ElasticNet、随机森林和XGBoost进行基准测试。进一步,利用PANDA和LIONESS构建个性化基因调控网络,并通过图注意力神经网络(GATv2)学习网络拓扑和表达特征。结果显示,XGBoost取得了最高的AUROC(0.7051),而图神经网络能捕获患者层面的非线性调控依赖关系。该框架为精准肿瘤学提供了一个可扩展且可解释的转移风险预测工具。

癌症转移预测机器学习基因调控网络图神经网络精准肿瘤学生物信息学
q-bio 12-29 00:00

GeneMamba:基于双向Mamba的单细胞转录组学基础模型

本研究提出GeneMamba,一个基于状态空间建模(SSM)的可扩展单细胞转录组学基础模型。针对单细胞RNA测序数据的高维、稀疏和批次效应等挑战,该模型利用双向Mamba(Bi-Mamba)架构,以线性时间复杂度高效捕获基因间的双向上下文关系,相比Transformer模型在计算效率上具有显著优势。模型在近3000万个细胞上进行预训练,并整合了通路感知对比损失和基于排序的基因编码等生物学启发式目标。在批次整合、细胞类型注释和基因-基因相关性预测等多个任务上,GeneMamba均表现出强大的性能、可解释性和鲁棒性。

单细胞测序状态空间模型基础模型批次效应校正基因表达分析计算生物学
q-bio 12-29 00:00

NicheFlow:基于流模型的空间转录组微环境轨迹推断方法

本研究提出了NicheFlow,一种基于流模型的生成方法,用于从连续的空间转录组切片中推断细胞微环境的时空演化轨迹。该方法将局部细胞邻域表示为点云,并联合利用最优传输和变分流匹配技术,共同建模细胞状态和空间坐标的演变。与现有单细胞层面的方法不同,NicheFlow专注于捕捉组织中细胞状态的协同发展。实验表明,该方法在从胚胎发育到大脑发育等多种时空数据集中,均能成功重建全局空间结构和局部微环境组成。

空间转录组学微环境演化流模型最优传输时空轨迹细胞邻域
q-bio 12-29 00:00

高维监控系统的数学困境:为何海量数据下的警报会失去证据价值

本文揭示了大规模人群监控系统(如基于多属性阈值的筛查)存在根本性的概率极限。研究发现,即使单个巧合事件概率极低(如10⁻³⁵),当系统在成千上万个属性中筛查数百万人时,误报警报几乎必然出现。系统可靠性会随着数据规模或相关性的微小增加而发生急剧转变,进入“警报失效”区间。这种失效并非算法缺陷,而是高维筛查的数学必然结果,且不平等的数据覆盖会放大失效,导致“结构性偏差”不可避免。该框架将DNA数据库争议重新解释为不同操作区间之间的转换。

监控失效高维筛查概率极限结构性偏差误报警报数据相关性
cs 12-29 00:00

科西嘉岛氢能供应链优化:考虑水资源约束的多目标模型

本研究针对依赖化石燃料进口的岛屿地区,提出了一种可持续的氢能供应链优化方法。通过建立多周期、多目标的混合整数线性规划模型,在系统成本、温室气体排放和风险指数之间进行权衡。模型创新性地整合了水资源可用性、可再生能源、旅游流量和地理限制等岛屿特有因素,并采用改进的TOPSIS方法辅助决策。结果表明,分散式供应链结构能有效降低运输成本,氢气的平准化成本约为6.54欧元/千克,碳排放为1.32-1.75 kgCO₂e/kg H₂。

氢能供应链岛屿能源多目标优化水资源约束milp模型可持续交通
cs 12-29 00:00

利用数据空间构建云边协同的智慧城市智能基础设施

本文提出了一种基于数据空间架构的方法,用于在云-边连续体上构建智能化的智慧城市基础设施。该方法旨在通过数据驱动的设计,提升城市服务在效率、可持续性和韧性方面的表现。研究探讨了如何整合和管理分布在云端与边缘设备上的异构数据资源,以支持更智能的决策和自动化服务。

智慧城市数据空间云边协同数据驱动城市基础设施
cs 12-29 00:00

EcoNet:基于主动推理的家庭能源多智能体规划与控制

本文提出EcoNet,一种基于主动推理的贝叶斯方法,用于家庭及社区能源管理。该方法旨在协调家庭中可能相互冲突的目标(如降低能源成本、减少碳排放与保持舒适室温),并在天气与太阳能发电等不确定预测下进行未来行动规划。通过仿真验证,EcoNet能够有效管理能源资源,提升系统协调性。

能源管理主动推理多智能体不确定性规划家庭能源系统贝叶斯方法
cs 12-29 00:00

Query Carefully:检测文本转SQL任务中的不可回答问题

本文针对文本转SQL系统在处理模糊、超出范围或无法回答的查询时,仍会生成可执行SQL并可能被误判为正确答案的潜在风险,提出了一种名为“Query Carefully”的解决方案。该方案构建了一个集成流程,将基于大语言模型的SQL生成与对不可回答输入的显式检测和处理相结合。研究基于ScienceBenchmark的OncoMX组件,构建了包含80个不可回答问题的OncoMX-NAQ数据集,涵盖8个类别。方法采用llama3.3:70b模型,结合模式感知提示、显式的“无答案规则”以及来自可回答和不可回答问题的少量示例。评估显示,在OncoMX-NAQ上,平衡提示策略实现了最高的不可回答检测准确率(0.8),但在处理缺失值查询(0.5)和列模糊性(0.3)方面仍面临挑战。

文本转sql不可回答检测大语言模型生物医学数据库查询可靠性
cs 12-29 00:00

多日电动汽车路径规划新模型与元启发式算法比较

本文针对电动汽车(EV)续航有限、充电时间长及充电站类型多样的问题,提出了一种适用于跨平台导航系统的多日电动汽车路径规划(EVRP)模型。该模型以混合整数规划(MIP)形式构建,综合考虑了车辆电池容量和用户预约时间窗。研究采用禁忌搜索(TS)、自适应大邻域搜索(ALNS)和蚁群优化(ACO)等多种元启发式算法求解,并通过生成的测试集分析其性能,与Google OR-Tools求解器的精确解进行对比,旨在为用户提供高效日常出行路线并减少充电带来的不便。

电动汽车路径规划元启发式算法混合整数规划多日调度充电优化算法比较
cs 12-29 00:00

公平性即软件质量:通过数据相关性调优提升机器学习性能与公平性

本研究提出将公平性视为软件质量的核心维度,并引入相关性调优(CoT)这一新颖的预处理方法。CoT通过引入Phi系数量化敏感属性与标签间的相关性,并采用多目标优化来缓解代理偏差。实验表明,CoT将弱势群体的真阳性率平均提升17.5%,并将统计奇偶差(SPD)、平均几率差(AOD)和机会均等差(EOD)等关键偏差指标平均降低50%以上,在单属性和多属性场景下分别优于现有方法3%和10%。

机器学习公平性偏差缓解数据预处理相关性调优软件质量多目标优化
cs 12-29 00:00

物理信息神经网络求解周期量子本征问题

本研究提出了一种物理信息机器学习框架,用于求解二维周期势(如石墨烯的蜂窝晶格)中的Floquet-Bloch本征值问题。该框架利用神经网络同时学习复杂的布洛赫函数及其对应的本征值(能量),通过一个复合损失函数无监督地强制满足控制薛定谔方程、布洛赫周期性和归一化约束。模型在整个布里渊区上进行训练,以恢复能带结构和布洛赫模式,并通过与传统平面波展开方法的对比进行了数值验证。研究进一步探索了迁移学习技术,使求解器能够从近自由电子势适应到强变化势,展示了其捕捉能带结构拓扑变化的能力。

物理信息机器学习量子本征问题布洛赫能带神经网络求解器周期势迁移学习
cs 12-29 00:00

CosmoCore-Evo:融合进化算法的梦境回放强化学习框架,提升代码生成适应性

本研究在CosmoCore的情感梦境回放强化学习框架基础上,提出了CosmoCore-Evo。该框架引入进化算法,将强化学习轨迹视为“基因组”,在夜间回放阶段进行突变与选择,灵感源于早期人类适应与自然选择。通过在高适应度轨迹中引入突变,并结合包含效率、合规性及可扩展性的企业级适应度函数,增强了智能体在分布偏移环境(如API变更、新库引入)中的适应性与解决方案新颖性。在HumanEval变体、BigCodeBench及自定义PySpark流水线模拟等基准测试中,CosmoCore-Evo相比原版CosmoCore及PPO、REAMER等基线方法,实现了解决方案新颖性提升高达35%,适应速度加快25%。消融实验证实了进化组件在弥合LLM智能体感知差距中的作用。

代码生成强化学习进化算法分布偏移适应大语言模型梦境回放
cs 12-29 00:00

多智能体LLM委员会实现自主软件Beta测试,任务成功率提升22%

本研究提出了一种多智能体大语言模型委员会框架,用于自动化软件Beta测试。该框架通过集成多个具备视觉能力的LLM智能体,采用三轮投票协议达成测试行动共识,结合模型多样性、角色驱动的行为差异和视觉界面理解,系统性地探索Web应用。在84次实验运行中,多智能体委员会实现了89.5%的总体任务成功率,其中2至4个智能体的配置成功率高达91.7%至100%,相比单智能体基线(78.0%)提升了13.7至22.0个百分点。在WebShop和OWASP基准测试中,框架分别取得了74.7%和82.0%的成功率,并在20个注入的回归缺陷检测中获得了0.91的F1分数。

多智能体系统软件测试自动化大语言模型持续集成视觉界面理解beta测试
cs 12-29 00:00

反思驱动控制:为AI代码助手构建可信赖的安全屏障

本文提出“反思驱动控制”模块,将安全监控从后置修补提升为AI代理推理过程中的显式步骤。该模块在代码生成时持续运行内部反思循环,监测决策路径,一旦发现潜在风险,便从动态反思记忆中检索相关修复案例与安全编码准则,并将这些基于证据的约束直接注入后续推理。在八类安全关键编程任务上的系统评估表明,该方法能显著提升生成代码的安全性与策略合规性,同时基本保持功能正确性,且运行时与令牌开销极小。

ai安全代码生成可信ai反思机制智能代理
cs 12-29 00:00

f-差分隐私与信息流模型的等价性及新型组合定理

本文建立了新兴的f-差分隐私(fDP)与定量信息流(QIF)信道模型之间的等价关系。通过构建两个偏序集之间的伽罗瓦连接,作者证明了这两种隐私框架在统计假设检验层面是等价的。这一理论突破使得研究者能够将QIF领域的成熟工具应用于fDP分析,并由此推导出适用于复杂隐私设计的、更通用的新型组合定理,为提升隐私机制(如高斯机制)的分析精度提供了新途径。

差分隐私信息流组合定理隐私分析伽罗瓦连接
cs 12-29 00:00

多模态大模型与多智能体协作:实现房树人绘画测试的自动化评估

本研究针对临床心理学中广泛使用的房树人绘画测试,提出了一个基于多模态大语言模型与多智能体协作的自动化评估框架。该框架通过角色划分,将绘画特征识别与心理推理解耦,有效解决了传统方法中评分标准不一、依赖评估者主观经验等问题。定量实验表明,模型解释与人类专家解释的平均语义相似度达0.75,在结构化专家数据集上提升至0.85,达到专家级基线理解水平。该研究为投射性评估的标准化和数字化心理健康服务提供了新范式。

多模态大模型多智能体协作房树人测试计算心理学心理健康评估人工智能
cs 12-29 00:00

RISC-V处理器CVA6核心的RTL级功耗侧信道漏洞分析

本研究利用RTL级功耗分析框架VeriSide,对CVA6 RISC-V核心在执行软件AES加密时的功耗侧信道漏洞进行了评估。通过相关性功耗分析(CPA),研究揭示了该设计存在显著的信息泄露,能够实现密钥恢复。这些发现强调了在早期RTL设计阶段进行安全评估对于构建未来安全的RISC-V处理器至关重要。

侧信道攻击risc-v安全硬件安全功耗分析rtl验证
cs 12-29 00:00

建筑HVAC系统灵活性建模新框架:虚拟电池统一表征

本文提出了一种统一的虚拟电池建模框架,用于表征单区域及多区域建筑暖通空调系统的运行灵活性。该框架首先在热舒适约束下识别具有物理意义的表征状态,建立单区域系统的虚拟电池模型,随后扩展至多区域系统,并开发了系统性的模型聚合方法,显著降低了模型与计算复杂度。研究表明,该模型能有效捕捉HVAC系统的灵活性,支持高效的需求响应参与,且所得策略可分解为区域级控制指令,在维持人体热舒适的同时实现近乎最优的运行成本。

虚拟电池模型建筑hvac系统运行灵活性需求响应热舒适约束模型聚合
cs 12-29 00:00

嵌入式系统自适应实时调度算法综述:应对动态环境的关键机制

本文综述了面向动态不确定环境的嵌入式系统自适应实时调度算法。针对传统静态调度难以应对运行时负载、资源可用性或系统更新变化的问题,文章重点介绍了基于反馈控制(如反馈控制调度)和任务间相互依赖(如周期性任务共生调度)的模型,并探讨了结合动态电压频率缩放(DVFS)的预测方法与功耗管理。文章简要总结了影响适应性/可预测性权衡的关键机制、典型评估指标以及当前面临的挑战,特别是在安全性至关重要的场景中,为研究人员和从业者应对自适应实时系统的变化环境提供了简明易懂的导引。

嵌入式系统实时调度自适应算法反馈控制功耗管理动态环境
cs 12-29 00:00

AInsteinBench:首个基于真实科学代码库的大语言模型编程代理基准

本文提出了AInsteinBench,一个用于评估大语言模型(LLM)能否在真实科研软件生态系统中作为科学计算开发代理的大规模基准。与关注概念知识的科学推理基准或强调通用功能实现与问题解决的软件工程基准不同,AInsteinBench在基于生产级科学代码库的端到端科学开发场景中评估模型。该基准的任务来源于六个广泛使用的科学代码库(涵盖量子化学、量子计算、分子动力学、数值相对论、流体动力学和化学信息学)中由维护者撰写的拉取请求。所有任务均经过多阶段筛选和专家评审,以确保其科学挑战性、充分的测试覆盖率和经过良好校准的难度。通过利用可执行环境评估、具有科学意义的失败模式以及测试驱动验证,AInsteinBench衡量模型超越表层代码生成、迈向计算科学研究所需核心能力的能力。

大语言模型代码生成科学计算基准测试软件工程人工智能代理
cs 12-29 00:00

无人机水质监测中的动态避障与观测质量增强路径规划方法

针对动态光照环境下无人机光谱遥感监测水质时,阴影和镜面反射导致光谱失真的问题,本文提出了一种主动路径规划方法。该方法首先构建动态预测模型,将时变光扰区域转化为三维虚拟障碍物;其次,引入改进的干扰流体动力学系统算法生成平滑初始避障路径,并采用模型预测控制框架进行滚动时域优化以满足飞行动力学约束。此外,设计了动态飞行高度调整机制,在可观测区域狭窄时主动降低高度以提升空间分辨率。仿真结果表明,该方法在密集干扰场景下避障成功率高达98%,路径平滑度显著提升,有效观测数据量增加约27%。

无人机路径规划水质监测动态避障模型预测控制光谱遥感观测增强
math 12-29 00:00

基于随机梯度下降的服务系统收益优化算法

本文针对顾客可能因拥堵而放弃排队(balking)的单服务器排队系统,提出了一种动态定价的随机优化算法,以最大化单位时间期望收益。算法的核心创新在于仅依赖“有效到达”(即最终接受服务的顾客)的观测信息,无需追踪放弃顾客的行为。研究通过一种新颖的无穷小扰动分析(IPA)方法,实现了对稳态有效到达率的一致估计,并以此构建了迭代算法。在温和的正则条件下,该算法能以可证明的渐近保证收敛至最优价格。

排队论收益管理随机优化动态定价梯度下降扰动分析
math 12-29 00:00

基于设备状态学习的自适应编码方案重构方法

本研究针对二维磁记录(TDMR)技术,提出了一种基于设备状态的自适应编码方案重构方法。传统基于时间戳的重构方式忽略了设备实际状态,本文则利用离线与在线学习,将训练数据拟合为误码率与TD密度的多项式方程,并构建优化问题以决定何时切换至不同的词典序约束编码方案。该问题可简化为线性规划问题,其解被证明为全局最优,目标是在最大化存储容量的同时最小化解码复杂度。实验结果表明,该方法能有效延长设备寿命并提升系统性能。

自适应编码约束编码tdmr设备状态学习线性规划优化存储系统
math 12-29 00:00

奇异贝叶斯模型的热力学刻画:后验几何中的比热、磁化率与熵流

本文为奇异学习理论中的核心不变量——奇异涨落——提供了清晰的热力学解释。研究表明,奇异涨落可被精确解释为贝叶斯自由能对温度的二次导数,即热力学中的“比热”。作者进一步引入熵流、先验磁化率等一系列热力学量,共同构成诊断奇异后验结构的几何工具。数值实验表明,这些热力学特征能稳定区分不同类型的奇异性,并揭示随温度变化的类相变现象。研究还证实,广泛使用的WAIC估计量在单位温度下恰好等于热力学比热的两倍,从而解释了其在奇异模型中的鲁棒性。

奇异学习理论贝叶斯统计统计力学热力学类比模型奇异性后验几何
math 12-29 00:00

复指标除数函数卷积恒等式及其在模图函数中的应用

本文研究了形如 $\sum_{n_1+n_2=n} Q(n_1,n_2) \sigma_{-r_1}(n_1) \sigma_{-r_2}(n_2)$ 的卷积和,其中 $r_1, r_2 \in \mathbb{C}$,$\sigma_a(x)$ 为除数函数。作者证明了此类和式可精确表示为以 $L$ 函数值加权的 Hecke 尖点形式傅里叶系数。该结果将先前关于偶数整数指标除数函数的工作推广至复指标情形,并统一了 Jacobi、Diamantis 与 O'Sullivan 关于奇数整数指标的结果。证明方法涉及 Estermann zeta 函数与迹公式,并通过正则化发散卷积和,为模图函数中非临界 $L$ 值的出现提供了数学解释。

除数函数卷积恒等式模图函数l函数迹公式复分析
math 12-29 00:00

随机投影法估计多元分布的轴向对称性

本文研究如何识别多元分布的轴向对称方向。通过随机投影的框架,证明了在二维空间(ℝ²)中,仅需两个随机投影方向上的分布一致性,即可识别出真实的对称轴。研究还探讨了对称方向集合的测度或基数与球对称性之间的关系,并提出了一个对称方向估计器,证明了其在平面上的相合性。对于更高维度的相应结果,作者提出了猜想。

随机投影轴向对称多元分布统计推断对称性检测
math 12-29 00:00

一维空间中狄拉克粒子的渐近动量研究

本研究分析了在自由狄拉克方程演化下,一维空间中自旋1/2粒子的轨迹。初始波函数为具有非零期望动量$k$和正期望能量$E = \sqrt{m^2+k^2}$的高斯波包。研究证明,在大时间尺度下,波函数在局部会演化为平面波,对应具有固定渐近动量$k$和渐近能量$E$或$-E$的轨迹。渐近能量的符号由粒子的初始位置决定,具有负能量的粒子其渐近速度方向将与动量方向相反。证明过程采用了稳相近似法,并建立了严格的误差界。

狄拉克方程渐近动量高斯波包稳相近似量子力学一维空间
math 12-29 00:00

Toda曲线等周期形变与SU(N) Seiberg-Witten理论中的奇异结构

本文研究了N阶Toda曲线的动力学,并推导了其微分方程。应用该结果描述了N周期Toda链和周期差分KdV方程的等周期形变,以及N周期双边Jacobi矩阵本质谱的形变。同时探讨了SU(N) Seiberg-Witten理论中的奇异区域,并描述了保持新无质量粒子可能出现奇点数量的形变。此外,引入了任意d个实不相交闭区间集合的等平衡形变,并给出了约束Schlesinger系统的显式三角解。

toda曲线等周期形变seiberg-witten理论差分kdv方程jacobi矩阵schlesinger系统
math 12-29 00:00

hp自适应有限元框架:点密度变化对I型、II型及混合型断裂的影响

本文提出了一种稳健的$hp$自适应有限元框架,用于研究具有复杂点密度变化材料中的静态裂纹。该框架通过双指标策略($h$细化由Kelly误差估计器驱动,$p$细化由Legendre-Fourier系数衰减决定)同时优化网格尺寸$h$和多项式阶次$p$,以精确捕捉由密度变化引入的强梯度和非线性。数值模拟表明,该方法在纯拉伸(I型)、纯剪切(II型)和混合加载模式下均能有效解析断裂过程区与材料非均匀性之间的复杂相互作用,并详细分析了密度相关本构关系对裂纹尖端应力场和应变能密度分布的影响。

hp自适应有限元静态裂纹材料非均匀性断裂模式数值模拟本构关系
math 12-29 00:00

相邻2阶子式生成理想的最小素理想与根理想研究

本文完整描述了由相邻$2$-子式生成的理想的最小素理想结构,通过可容许集与关联格理想进行刻画。证明了这类理想的无混合性、Cohen-Macaulay性、水平性、Gorenstein性与完全交性相互等价。进一步给出了满足这些等价性质的凸单元格集合的组合刻画,并研究了理想的根性,基于最小非根构型推导了必要的组合条件。

交换代数组合交换代数格理想2-子式理想素理想分解根理想
physics 12-29 00:00

等离子层填充模型新进展:引入自洽电子温度演化

本研究将先前开发的多离子、双流通量校正输运(FCT)流体动力学模型进行了扩展,通过求解电子能量方程,取代了沿磁力管温度恒定的旧假设,实现了电子温度在时空上的自洽演化。这一改进更完整地描述了影响离子输运的压力和双极电场梯度,使模型能够研究观测和模拟中已确立的两阶段填充行为。模型再现了H+的主导作用、早期O+的增强贡献,以及阶段过渡期间H+与He+通过双极电场的耦合。敏感性实验进一步揭示了各离子物种在塑造填充轨迹中的独特作用。

等离子层填充通量校正输运多离子流体电子温度演化空间物理磁暴恢复
physics 12-29 00:00

Plastino-Plastino方程首次获得精确多模解,揭示幂律弛豫机制

本研究首次为具有任意幂律漂移项的Plastino-Plastino非线性扩散方程构造了精确的多模解。通过允许每个$q$-指数模具有独立且随时间演化的中心,漂移项中的所有模间耦合消失,从而得到了中心运动、概率含量以及(对于吸引子模)宽度的完全可分离演化方程。瞬态模表现出恒定宽度并通过精确的$q$-指数(幂律)弛豫衰减,而单个吸引子模不可逆地吸收全部概率流,其振幅固定、宽度随时间增长,驱动系统从任意初始条件趋向已知的稳态$q$-指数分布。该层级结构无需近似即可精确闭合。这些解析解统一了Tsallis非广延热力学、分形空间扩散和多尺度弛豫动力学,可直接应用于夸克-胶子等离子体中的重夸克喷注、分形介质中的Lévy飞行以及城市人口再分布等问题。所有先前的精确结果均可作为特例得到恢复。

非线性扩散幂律弛豫tsallis统计精确解分形介质多尺度动力学
physics 12-29 00:00

深度学习增强双模式光学传感器,实现心血管疾病即时诊断

本研究提出了一种深度学习增强的双模式多重垂直流分析(xVFA)光学传感器,用于心血管疾病的即时诊断。该传感器在单个纸基卡盒中集成了比色和化学发光检测,互补覆盖了约6个数量级的宽动态范围,可同时定量检测心肌肌钙蛋白I(cTnI)、肌酸激酶-MB(CK-MB)和N末端B型利钠肽原(NT-proBNP)三种心脏生物标志物,仅需50微升血清和23分钟。基于92份患者血清样本训练的神经网络模型,其定量性能与参考检测方法高度相关(皮尔逊相关系数 $r > 0.96$)。该紧凑、经济的光学传感器结合了高灵敏度、多重检测和自动化,有望实现快速、定量的床旁心血管诊断。

即时诊断光学传感器深度学习心血管疾病多重检测生物标志物
physics 12-29 00:00

原子钟频率比测量精度达3.2×10⁻¹⁸,为秒的重新定义奠定基础

本研究报告了基于 $^{27}$Al$^+$、$^{171}$Yb 和 $^{87}$Sr 的光学原子钟之间高精度频率比的测量结果,总相对不确定度达到或低于 $3.2 \times 10^{-18}$,满足了国际单位制中重新定义“秒”的重要里程碑标准。关键创新在于通过一条连接两个机构的3.6公里相位稳定光纤链路,将源自低温单晶硅腔的超稳定公共参考信号传递给所有时钟,使比较稳定性比以往系统提高了2到3倍,光学晶格钟频率比在1秒内实现了 $1.3 \times 10^{-16}$ 的相对不稳定性。

原子钟频率比测量秒定义光学晶格钟超高精度光纤链路
physics 12-29 00:00

宏观水波系统实现拓扑能带结构与有效规范场

研究证明,导波流体动力学可作为实现能带结构物理、拓扑边缘态和规范场诱导相移的宏观平台。通过浸没式方形晶格产生由布洛赫能带控制的频率依赖传输,非对称六角晶格将液滴限制在畴壁中,揭示了谷霍尔边缘态的水动力学类比。手性环形结构产生有效规范场,在顺时针和逆时针轨道间产生类似阿哈罗诺夫-玻姆的相位差。与传统波模拟不同,该系统将局域粒子与其自生波场耦合,直接展现了通常与量子系统相关的拓扑波粒行为。

拓扑物理流体动力学规范场能带结构宏观量子模拟导波
physics 12-29 00:00

压力下的奥秘:多孔弹性如何调控意式浓缩咖啡的流速

本研究通过咖啡机实验揭示了意式浓缩萃取过程中流速与压力的非线性关系。研究发现,咖啡粉床的弹性与孔隙度相互作用主导了长期流速,进而影响最终咖啡的浓度。团队提出了一个最小模型 $\frac{dP}{dt} = f(\phi, E)$ 来描述这一过程,其中 $\phi$ 为孔隙度,$E$ 为弹性模量。该模型成功复现了萃取过程中的时间依赖性行为,并指出溶解动力学是决定流速演化的核心因素。

多孔介质流体动力学咖啡萃取非线性模型溶解动力学
physics 12-29 00:00

新型空间光子伊辛机实现高精度任意秩耦合与外部场编码

本研究提出了一种仅振幅调制的秩无关空间光子伊辛机(AR-SPIM),解决了现有系统在编码高秩自旋耦合和外部场时牺牲时间效率或自旋数量的瓶颈。该方法通过将任意伊辛哈密顿量重写为哈达玛积之和,并将对应矩阵/向量加载到对齐的振幅空间光调制器和数字微镜器件上,直接将包含外部场的797自旋伊辛模型(近9位精度)映射到非相干光场中,无需重复和辅助操作。系统编码精度高(决定系数与皮尔逊相关系数均超过0.9800,全局超过0.9997),在求解带偏置的任意秩/权重Max-cut问题的基态搜索中,错误率低于0.3%,并能观测复杂相变。该可重构系统为大规模机器学习训练和量子多体模拟等实际应用提供了可扩展的解决方案。

光子伊辛机组合优化光学计算np难问题自旋玻璃
physics 12-29 00:00

LSTM-PINN混合框架显著提升电流体动力学稳态流预测精度

针对传统物理信息神经网络在求解具有陡峭梯度、复杂边界条件的流体动力学问题时易出现收敛失败与数值不稳定的缺陷,本研究提出了一种融合长短期记忆网络的混合PINN框架。该方法通过LSTM增强PINN捕捉二维带电流体在外部电场下稳态速度场空间相关性的能力。结果表明,该模型在收敛速度、数值稳定性及预测精度上均显著优于传统的基于多层感知机的PINN,为微流控与纳流控领域的应用提供了更高效可靠的计算工具。

物理信息神经网络电流体动力学长短期记忆网络流体力学模拟混合模型微流控
physics 12-29 00:00

多尺度孔隙结构中两相流体流动的增强数值模型研究

本研究扩展了多尺度孔隙结构中多组分流体流动的数值模型,以更准确地处理计算分辨率不足的区域。通过引入可控表面张力的伪势格子玻尔兹曼模型,在保持界面厚度和寄生电流恒定的同时,改善了界面动力学分辨率。开发了一种利用局部本构关系(包括绝对/相对渗透率和毛细压力曲线)来捕获小于网格尺寸的残余流体组分的方法。此外,针对纤维束等非均质结构,实现了基于局部孔隙度场的Hessian矩阵和梯度确定主方向的张量电阻率模型。基准测试验证了这些增强功能,展示了瞬态界面动力学、残余流体组分捕获以及方向性效应的改进。

多相流模拟多尺度孔隙介质格子玻尔兹曼方法数值模型增强非均质结构界面动力学
physics 12-29 00:00

GaDE:面向E级计算的GPU加速三维含时狄拉克方程求解器

本研究提出了GaDE,一个针对分布式高性能计算系统优化的三维含时狄拉克方程GPU加速求解器。该求解器专为模拟相对论性电磁场诱导的原子电子动力学而设计,结合了MPI与CUDA/HIP,可同时支持NVIDIA和AMD GPU架构。通过在GPU上执行大部分计算并利用GPU感知的MPI功能优化通信性能,GaDE在由AMD MI250X GPU驱动的LUMI预E级超算上展现出卓越的可扩展性:弱扩展测试在2048个GPU上实现了85%的并行效率,强扩展测试在32个GPU上获得了16倍的加速比。这使其适用于E级计算系统,为探索相对论量子效应的超强激光实验提供预测性模拟能力。

gpu加速狄拉克方程e级计算高性能计算量子动力学相对论效应
physics 12-29 00:00

片上二次非线性光电探测器:实现高效光混频与片上自相关测量

本研究展示了一种基于硅波导上InSe p-i-n同质结的片上二次非线性光电探测器。其工作原理是:通信波段光在波导中传播,通过倏逝场耦合到InSe中,并利用InSe的二阶谐波产生将红外光上转换为可见光,随后被InSe吸收,并在p-i-n结的内建电场下产生光电流。该过程使得光电流与光功率呈现二次函数关系。得益于InSe的高效SHG和成熟的同质结,该器件实现了高达37.1 A/W²的归一化响应度和低至1 pA的暗电流。其内在的光-光相互作用能力,使其能够直接电学监测全光混频信号。作为应用示例,一个16像素的QNPD阵列被设计成无需笨重光学元件和外部相机的全单次片上自相关仪,可精确测量皮秒脉冲,灵敏度达6.1×10⁻¹⁰ W²。

非线性光电探测片上集成二阶谐波产生光混频自相关测量硅基光电子
physics 12-29 00:00

半隐式变分多尺度方法:基于精确伴随线性化的不可压Navier-Stokes方程求解

本文提出了一种针对不可压Navier-Stokes方程的半隐式、基于残差的变分多尺度(VMS)方法。该方法通过对流项进行线性化(Oseen型),在每个时间步生成线性对流算子,并利用其精确伴随算子,在VMS闭包中实现系统性的导数转移。这使得未解析尺度贡献进入弱形式时无需对建模的细尺度速度求空间导数,同时避免了粗尺度残差和稳定化参数的导数项。该方法消除了非线性VMS实现中常见的、对边界条件敏感的分部积分操作,简化了低阶有限元实现。研究比较了三种常见对流形式(对流形式、斜对称形式和散度形式)的数值行为。由于方法本身是线性的,每个时间步仅需一次线性求解,在基准测试中将计算时间减少了2-4倍,同时保持了相当的精度。

计算流体力学变分多尺度方法navier-stokes方程半隐式格式伴随线性化有限元法
astro-ph 12-29 00:00

耀星周围系外行星的宜居性:机遇与挑战

截至2025年底,约有70颗系外行星的平衡温度允许液态水存在,其中约50颗围绕活动剧烈的M型恒星运行。这些恒星距离太阳较近,且行星与恒星的质量比、光度比有利于后续详细观测。然而,恒星活动产生的紫外线和X射线辐射是否允许复杂生命存在仍是未解之谜。本文呼吁开展大规模研究,分析耀星宿主恒星的性质与活动,以评估此类恒星周围行星的宜居潜力。即将投入运行的广域巡天望远镜非常适合此项研究。

系外行星宜居性m型恒星恒星活动行星科学天文观测
astro-ph 12-29 00:00

LISA探测超大质量黑洞合并:如何捕捉其电磁对应体

欧洲空间局(ESA)计划于2030年代发射的激光干涉空间天线(LISA),将开启毫赫兹频段引力波天文学的新纪元。其关键探测目标之一是高红移($z \sim 15$)下质量在$10^4$至$10^7 M_{\odot}$范围内的超大质量黑洞双星合并。对于质量低于$10^6 M_{\odot}$的系统,LISA可在其并合前数周识别出旋进信号,为在并合前后进行互补的电磁波段观测提供宝贵预警时间。本白皮书旨在制定最优策略,以最大化LISA探测到的黑洞合并事件的电磁对应体数量。

引力波天文学lisa超大质量黑洞电磁对应体多信使天文学空间探测
astro-ph 12-29 00:00

毫赫兹引力波透镜探测新方法:双通道特征提取网络实现高效筛选

针对未来空间引力波探测器在毫赫兹频段观测透镜化引力波事件时,因波长与透镜史瓦西半径相当而必须考虑波动光学效应,以及传统匹配滤波计算成本高昂的问题,本研究提出了一种双通道透镜特征提取扩展长短期记忆网络(DCL-xLSTM)。该网络采用矩阵值记忆结构和记忆混合机制,能有效捕捉跨越整个毫赫兹频段的振幅衍射模式。在点质量和奇异等温球透镜模型生成的数据集上训练后,其曲线下面积(AUC)超过0.99,在误报率低于1%时真阳性率保持在98%以上,且对信噪比、透镜类型和质量变化具有鲁棒性,为未来空间探测提供了一种高效筛选工具。

引力波透镜毫赫兹频段深度学习特征提取网络波动光学空间探测
astro-ph 12-29 00:00

速度耦合径向加速度模型拟合星系旋转曲线:与SPARC数据对比及参数可识别性分析

本研究提出了一种描述盘星系旋转曲线的唯象模型,其核心假设是存在一个额外的向内径向加速度,该加速度与局域切向速度成正比,即 $a_{\text{vca}}(r) = \gamma(r) v(r)$,其中耦合系数 $\gamma(r) = v_{\infty} / (r + r_0)$ 具有饱和特性。结合圆周运动条件,该模型导出了旋转速度 $v(r)$ 的封闭解。研究团队使用该模型拟合了SPARC样本中的171个星系旋转曲线,并与常用的NFW和Burkert暗物质晕模型进行了对比。在引入 $5~\mathrm{km\,s^{-1}}$ 的系统误差下限后,该模型的表现通常与NFW晕模型相当,与Burkert晕模型各有优劣。进一步的贝叶斯推断揭示了模型参数 $v_{\infty}$ 和 $r_0$ 之间存在强简并性,在171个星系中仅有47个的参数后验分布能被良好识别。

星系动力学旋转曲线唯象模型参数推断暗物质贝叶斯分析
astro-ph 12-29 00:00

弱引力透镜巡天对超大质量黑洞双星引力波的探测潜力

本研究评估了未来弱引力透镜巡天在纳赫兹至微赫兹频段探测超大质量黑洞双星并合引力波的灵敏度。该频段介于脉冲星计时阵列与空间干涉仪之间,目前观测数据匮乏。研究基于引力波诱导的剪切畸变理论,构建了信噪比分析框架,并整合了巡天频率、角分辨率与深度等实际参数。通过模拟星系红移与光度分布,计算了噪声功率谱密度。分析表明,现有巡天受限于角分辨率,而理想的全天区、毫角秒级分辨率快速巡天,有望探测到宇宙学距离的连续引力波信号,部分弥合PTA与LISA的灵敏度间隙。

引力波天文学弱引力透镜超大质量黑洞双星宇宙学探测观测灵敏度
astro-ph 12-29 00:00

HESS J1731-347遗迹揭示致密星冷却之谜:夸克星或混合星?

针对HESS J1731-347超新星遗迹中致密天体的最新观测数据(质量$M=0.77^{+0.20}_{-0.17}M_\odot$,半径$R=10.4^{+0.86}_{-0.78}$ km,红移后表面温度$153^{+4}_{-2}$ keV,年龄2-6 kyr),本研究深入探讨了其可能本质(强子星、混合星或夸克星)。研究发现,观测到的温度和年龄与强子星模型兼容。若为混合星,其奇异夸克物质核心需处于超导态,且强子相需足够“软”以抑制直接Urca过程中微子发射。在奇异夸克星框架下,夸克物质也需处于超导态并阻断夸克直接Urca过程,才能与冷却约束相符。

致密星冷却超新星遗迹夸克物质中微子发射星体结构观测天体物理
astro-ph 12-29 00:00

神经网络模拟宇宙线空气簇射射电脉冲,大幅降低计算成本

针对大型射电阵列探测宇宙线空气簇射时,传统蒙特卡洛模拟射电脉冲计算成本高昂的问题,本研究提出了一种基于神经网络的模拟方法。该网络能够高效模拟微观物理过程产生的确定性宏观射电信号,作为概念验证。在关键的物理量 $X_\mathrm{max}$(大气中簇射发展深度)重建任务中,该方法取得了与全量蒙特卡洛模拟相当的分辨率,为实时数据分析提供了新工具。

宇宙线探测神经网络模拟射电脉冲空气簇射计算加速
astro-ph 12-29 00:00

ALMA观测揭示原恒星分子外流的三种结构类型

ALMA大型项目eDisk对19颗邻近低质量原恒星的观测发现,其中15颗存在分子外流。研究根据形态和运动学特征,首次将CO外流系统性地分为三类:由星体宽角风驱动的风驱壳层、弓形激波,以及具有洋葱状速度结构的慢盘风。在11个外流中识别出慢盘风特征,7个为风驱壳层,1个为弓形激波,其中4个系统同时表现出两种特征。分析还发现多个系统的红移与蓝移外流存在不对准现象,并揭示了外流方向随时间变化的证据。

分子外流原恒星alma观测天体化学星体形成
astro-ph 12-29 00:00

数值模拟揭示第一代恒星潮汐撕裂事件中的吸积流与强风

本研究通过辐射流体动力学模拟,首次详细研究了第一代恒星(Pop III)被超大质量黑洞潮汐撕裂后形成的“环化”吸积流。模拟中黑洞质量为 $10^6 M_{\odot}$,被撕裂恒星质量为 $300 M_{\odot}$。研究发现,黑洞吸积率远超爱丁顿极限,辐射压驱动产生了极强的外流风。这股强风带走了大部分回落物质,仅有 $25\%$--$35\%$ 的物质最终被黑洞吸积,风的动能功率高达 $10^{46} \ {\rm erg \ s^{-1}}$。这些结果为理解第一代恒星潮汐撕裂事件的辐射特性,特别是在“风再处理”模型框架下,提供了关键依据。

第一代恒星潮汐撕裂事件数值模拟超爱丁顿吸积天体物理风黑洞天体物理
astro-ph 12-29 00:00

仙女座星系首个超致密X射线双星M31 UCXB-1的多波段引力波探测前景

本研究评估了仙女座星系首个超致密X射线双星M31 UCXB-1(轨道周期$T_{\rm orb} \sim 465$ s)作为引力波源的探测前景。分析表明,其中频引力波信号(如DECIGO、BBO探测器)信噪比更高,在10年观测期内信噪比$\varrho>8$,而低频探测器探测置信度较低。轨道偏心率可增强高次谐波应变,进一步提升中频探测效率。该系统将成为连接X射线天文学与未来多波段、多信使天体物理学的关键桥梁。

引力波探测超致密双星多波段天文学仙女座星系空间探测器
astro-ph 12-29 00:00

引力驱动的再加热:无耦合暴胀模型中的粒子产生机制

本文研究了在无直接耦合的暴胀模型中,如何通过纯引力效应实现宇宙再加热。聚焦于具有非最小曲率耦合 $\xi \phi^2 R$ 的希格斯暴胀场景,作者利用 Bogoliubov 方法推导了暴胀后动力学并计算了粒子产生。研究表明,暴胀后曲率标量 $R$ 的快速振荡演化充当了时间依赖的引力“泵”,即使在缺乏显式相互作用的情况下也能产生标量旁观粒子。这种曲率驱动的产生机制为再加热提供了一条自然高效的途径,证明了仅靠引力即可启动标准热历史,并在早期宇宙的最小耦合模型中连接暴胀与辐射主导时期。

宇宙再加热引力粒子产生希格斯暴胀非最小耦合暴胀后动力学bogoliubov 方法
astro-ph 12-29 00:00

月球如何放大引力波?三维地形效应首次被数值模拟揭示

研究团队开发了高阶三维谱元法,首次对月球在20 mHz以下频率的引力波响应进行数值模拟。与半解析解对比验证,首个共振峰(约1 mHz)频率偏差小于3%,后续峰(至10 mHz)偏差小于0.8%。研究发现月球三维地形会在特定频率成分上增强引力波信号,表明地形效应在全局和区域分析中均不可忽略。该工作为全面评估月球引力波共振响应及规划月球探测任务奠定了基础。

引力波探测月球共振谱元法数值模拟地形效应天体物理
astro-ph 12-29 00:00

三维磁流体动力学模型首次自洽模拟太阳爆发喷流形成过程

本研究利用三维辐射磁流体动力学(MHD)模型,首次实现了对太阳爆发喷流(blowout jet)的自洽模拟。模型覆盖从对流层到日冕的完整区域,通过MURaM代码模拟发现,近表面的磁对流能自发生成扭曲磁通量管,当其与背景开放磁场相互作用并通过交换重联释放扭曲时,标准喷流会转变为爆发喷流,并产生以局部阿尔文速度传播的快速加热锋面。模拟结果与观测特征高度吻合,包括约180 km/s的慢速物质上涌和约500 km/s的快速传播锋面。

太阳爆发喷流三维mhd模拟磁重联磁通量管日冕加热自洽模型
astro-ph 12-29 00:00

利用HETDEX光谱巡天,通过“金银暗汽笛”精确测量哈勃常数

本研究探讨了利用引力波“暗汽笛”(无电磁对应体)结合HETDEX光谱巡天数据精确测量哈勃常数(H0)的潜力。研究定义了两种暗汽笛:“黄金暗汽笛”(单个星系主导后验概率)和更常见的“白银暗汽笛”(多个候选宿主星系)。分析表明,升级后的LIGO-A#网络运行一年内,结合HETDEX的VIRUS光谱仪对红移z < 0.2的暗汽笛进行后续观测,其综合样本有望将H0的测量精度约束在百分之几的水平。这为独立解决“哈勃张力”提供了关键路径。

引力波宇宙学哈勃常数暗汽笛hetdex光谱红移宿主星系
econ 12-29 00:00

计量方法误用:对委内瑞拉移民与石油收入关系研究的重新审视

本文指出 Bahar 和 Hausmann (2025a) 在分析委内瑞拉石油制裁与美国移民流量关系时,错误地对一阶差分序列应用了 Engle-Granger 协整检验。协整检验本应用于变量水平值,而非差分值。蒙特卡洛模拟显示,这种误设的检验方法会产生 100% 的虚假协整发现。当正确地对水平值的对数进行检验时,协整证据消失。因此,原研究关于移民与石油收入无关的结论缺乏有效统计基础。

计量经济学协整检验移民研究方法误用蒙特卡洛模拟
econ 12-29 00:00

团队生产中的技能特异性亲和力:来自女子雪车数据的非参数证据

本研究探讨团队生产中的“亲和力”是否因技能维度而异。作者开发了一个新颖的非参数框架,该框架能处理任务层级结构、角色不对称性和潜在的亲和力,从而将团队绩效分解为特定技能的生产率和未观测到的匹配亲和力。通过对精英女子雪车数据的应用分析,研究发现亲和力存在显著的异质性:在起步阶段,协调与互补性更强;而在滑行阶段则较弱且更分散,这揭示了未观测到的团队亲和力具有技能特异性。

团队生产技能异质性非参数估计匹配亲和力任务结构
econ 12-29 00:00

彼得原理再审视:基于代理模型的晋升效率与缓解策略研究

本研究通过大规模基于代理的模型(ABM)模拟五层组织层级,重新审视了“彼得原理”——即组织将最佳绩效者晋升至其能力不再匹配的职位,从而损害整体效率的现象。模型发现,当层级间角色要求差异显著时,基于绩效的晋升制度会最明显地触发彼得原理,而基于资历或随机的晋升则影响最弱。研究评估了两种缓解策略:结合培训的绩效晋升在技能可迁移性有限时效果显著,而选择性降级则能有效将“真实”峰值绩效处于较低层级的代理人恢复至合适岗位。

彼得原理组织效率代理模型晋升策略人力资源管理
econ 12-29 00:00

薪资保护计划再评估:对就业影响有限,但显著改善企业信用风险

本研究通过将薪资保护计划(PPP)的行政数据与邓白氏近全美雇主企业面板数据(约3000万家机构)进行匹配,结合倾向得分匹配与双重差分法,评估了该计划在2020年3月至9月的短期影响。研究发现,获得PPP贷款平均仅使就业率提升约0.07%,但在降低企业破产风险(提升约1.2个百分点)和拖欠风险(提升约3.2个百分点)方面效果更为显著,且贷款持有期越长,效果越强。分析显示,中小型企业和危机前风险适中的借款人获益最大,而微型企业、超大型企业和财务压力极大的企业获益较少。总体而言,PPP更多地发挥了资产负债表和信用风险“安全网”的作用,而非强大的就业刺激计划。

薪资保护计划企业信用风险双重差分法中小企业融资政府救助效果就业政策
econ 12-29 00:00

历史借贷关系如何影响紧急信贷分配?基于美国薪资保护计划的研究

本研究探讨了在严重信息摩擦下,历史借贷关系如何影响紧急信贷的分配。通过将美国小企业管理局(SBA)贷款记录与超过2600万家企业的邓白氏微观数据相结合,并采用熵平衡法构建严格可比的反事实组,研究发现:在2020年4月计划的初始“恐慌阶段”,银行严重依赖历史关系作为筛选技术,有7(a)计划历史关系的企业获得PPP贷款的可能性比观察上相同的无关系企业高出约29个百分点。然而,到2021年6月,这种内部优势基本消失,表明政策调整和延长时间线最终缓解了最初的中介摩擦。这些发现凸显了危机应对中速度与公平之间的根本权衡。

信贷配给借贷关系紧急信贷信息摩擦政策评估
econ 12-29 00:00

刚果(金)锡矿市场转型:多德-弗兰克法案如何塑造“被俘市场”

本研究探讨了美国《多德-弗兰克法案》对刚果(金)锡矿出口市场的结构性影响。通过克服缺乏可靠单位价值数据的挑战,采用结构识别策略估计了2010-2022年的出口需求价格弹性。研究发现,该法规有效破坏了价格机制,导致需求弹性降至零,形成了一个由认证要求而非价格竞争力驱动的“被俘市场”。关键的是,市场表现出强烈的滞后性:单纯取消监管未能恢复市场灵活性。最终打破这种结构性僵局的并非政策暂停,而是2019年由“华为冲击”引发的外部需求激增,迫使供应链多元化。这表明冲突矿产法规可能诱发垄断性瓶颈,且对简单的放松管制具有韧性。

冲突矿产市场结构政策评估供应链韧性价格弹性刚果(金)
econ 12-29 00:00

频谱共享新机制:无货币转移下的资源高效配置

本文针对政府持有的稀缺资源(如无线电频谱)在商业与非商业机构间共享的难题,提出了一种新颖的机制设计框架。核心挑战在于禁止直接货币转移(以避免扭曲非商业机构的使命)且双方均拥有私人信息(干扰价值与商业收益)。研究通过机制设计理论,刻画了最优资源配置机制,旨在实现社会福利最大化,同时克服信息不对称与转移限制。该模型对频谱、公共土地等类似资源的共享管理具有普遍意义。

机制设计频谱共享资源配置私人信息非货币转移社会福利
econ 12-29 00:00

传统保险失效时:预算与风险约束下的参数保险优势

在高风险环境中,传统的损失补偿保险常因成本过高或无效而难以应用。本研究在均值-方差框架下,引入固定成本、异质性保费附加和预算约束等现实摩擦,比较了超额损失补偿保险与参数保险。研究发现,一旦考虑这些约束,即使基于相同的期望效用目标,参数保险也能为风险厌恶个体带来更高的福利。其优势恰恰出现在补偿保险变得不切实际之时,而当两种合约均不受约束时,优势消失。这为参数风险转移在高风险场景中的日益普及提供了理论解释。

参数保险预算约束风险厌恶保险理论福利比较
econ 12-29 00:00

宪法稳定性与集权化:社会选择函数如何自我维持

本研究探讨在正式宪法系统中,社会选择函数(SCF)如何通过投票决定是否替换自身。一个SCF若无法被任何其他SCF通过此类投票替换,则称为“自我维持”。研究分析了不同信念假设(乐观、悲观、独立同分布)和决胜规则下的结果。核心发现包括:在独立同分布无偏情况下,只有独裁制是自我维持的,且任何其他SCF都存在一条通向独裁制的演化路径;若考虑“群体智慧”效应,统治精英的稳定规模会随经济剥削程度和个人决策质量提高而减小。该框架为制度设计(如区块链DAO)提供了理论基础。

社会选择理论宪法稳定性集权化动态制度设计区块链治理自我维持机制
econ 12-29 00:00

相对绩效竞争下的内生资产价格形成:基于树形市场的均值场均衡分析

本文研究在离散时间市场中,具有指数效用和相对绩效关注度的代理人如何影响单一风险资产的价格形成。与现有文献通常将资产价格视为外生不同,本文通过施加市场出清条件,在相对绩效均衡框架内内生地确定价格动态。利用二叉树模型,我们证明了在单群体和多群体设定下市场出清均值场均衡的存在性和唯一性。数值示例进一步展示了均衡价格分布和代理人的最优持仓规模。

相对绩效均值场均衡价格形成市场出清二叉树模型内生定价
econ 12-29 00:00

无先验知识下的多智能体自适应机制设计框架

本文研究了一个序贯机制设计问题:委托方在完全不了解智能体信念先验知识的情况下,如何设计机制以激励多个理性智能体进行真实报告。研究者提出了分布鲁棒自适应机制(DRAM),该框架结合了机制设计与在线学习的洞见,通过序贯博弈估计智能体信念,并迭代更新一个模糊集不断收缩的分布鲁棒线性规划,在保证真实性的同时最小化支付成本。该机制以高概率保证真实报告,并实现了$\tilde{O}(\sqrt{T})$的累积遗憾,同时匹配的下界证明任何真实的自适应机制都无法渐进地做得更好。该框架可推广至多种估计器,支持结构化先验和延迟反馈。据我们所知,这是在激励约束未知且必须学习的通用设置下,首个能保持真实性并达到最优遗憾的自适应机制。

机制设计在线学习分布鲁棒优化激励相容多智能体系统序贯决策
econ 12-29 00:00

半参数偏好优化:语言模型实为单指标模型

本文研究在偏好链接函数未知且不受限的情况下对齐大语言模型。传统方法(如Bradley-Terry模型)依赖已知链接函数(如Logistic),若链接函数设定错误,将导致奖励推断偏差与策略失准。作者证明,在策略类中可实现解意味着一个半参数单指标二元选择模型:策略决定的标量指标捕捉对演示的依赖,偏好分布的其余部分是其无限制函数。研究重点从计量经济学中估计可识别的有限维结构参数,转向策略学习,关注与最优策略的误差,并允许不可识别和非参数指标。作者开发了基于链接函数剖析、正交化及链接不可知二分排序目标的多种策略学习器,提供了依赖于指标类通用函数复杂度度量的有限样本策略误差界,并提出了适用于神经网络和批量数据的一阶优化实践方案。该方法对未知偏好噪声分布和规模具有鲁棒性,同时保留了直接优化策略而无需显式拟合奖励的优势。

偏好优化半参数模型策略学习大语言模型对齐单指标模型鲁棒学习
econ 12-29 00:00

群体元智慧:通过多样化决策辅助选择提升群体准确性的实验证据

研究提出“群体元智慧”概念,指出当个体能自主选择不同的决策辅助工具(如信息、解释框架)时,群体决策的准确性会高于被统一分配相同工具的情况。理论模型表明,辅助工具的偏差和方差特性决定了其最优使用分布。通过三项实验(包括通胀预测任务,共涉及3584名参与者)证实,群体准确性的提升源于辅助工具的多样性使用,而非普遍采用最精确的工具。这揭示了群体智慧的微观基础在于初始的辅助选择行为,表明在信息选择问题中群体智慧具有稳健性。

群体智慧决策辅助预测准确性信息多样性实验经济学集体决策
econ 12-29 00:00

深度最小二乘蒙特卡洛方法求解随机气候经济模型

本研究将金融领域广泛使用的最小二乘蒙特卡洛(LSMC)方法拓展至随机气候经济综合评估模型(IAMs)的求解。针对传统确定性网格动态规划方法在状态变量和随机冲击增多时计算不可行的问题,该方法采用深度神经网络替代标准回归技术,以处理模型的高维复杂性。研究以包含五个关键不确定性来源的随机DICE模型为例,验证了深度LSMC方法能够高效地推导出不确定性下的最优气候政策。

气候经济模型随机控制蒙特卡洛方法深度学习政策优化不确定性
econ 12-29 00:00

动视暴雪专利网络分析:揭示游戏巨头的技术协同与创新路径

本研究通过构建和分析动视暴雪2008年至2023年的专利IPC代码共现网络,揭示了其在被微软收购前的技术创新格局。研究基于WIPO Patentscope数据库的专利数据,绘制了四幅共分类网络图,识别了该公司的核心技术与桥梁技术。分析表明,当多个IPC代码在同一专利中共现时,意味着相关技术之间存在关联,这为专利地图绘制提供了依据。该研究旨在探讨动视暴雪作为微软子公司可能发挥的技术协同作用。

专利分析网络分析游戏产业技术创新企业并购
econ 12-29 00:00

企业行贿的双重模式:自愿与被迫并存下的信息博弈

本研究通过构建一个包含多重信息场景的腐败模型,并利用塔吉克斯坦429家企业的原始数据进行了实证检验。研究发现,企业会同时支付自愿性和被迫性两种贿赂;为减少被迫性贿赂,企业会向腐败官员隐藏自身资源;而收取自愿性贿赂的官员则不会与其他官员分享相关信息。这揭示了腐败市场中复杂的信息不对称与策略性互动。

腐败经济学企业贿赂信息不对称官僚行为实证研究
econ 12-29 00:00

断点回归设计新方法:针对二元结果的最优估计器

本研究针对结果变量有界(尤其是二元结果)的断点回归设计,提出了一种有限样本下的最优估计器。该估计器在回归函数满足Lipschitz条件时,在线性收缩估计器中实现了极小化极大均方误差。尽管原始问题涉及非凸优化,但作者证明可通过求解凸优化问题获得解。其关键优势在于仅需一个调参参数(Lipschitz常数),并提供了无需大样本近似的统一有效推断程序。模拟与小样本实证应用表明,该方法比传统大样本技术具有更小的均方误差和更短的置信区间。

断点回归设计二元结果最优估计有限样本推断非参数计量
q-bio 12-29 00:00

系统发育树空间中的距离递减路径:NNI与SPR图上的Robinson-Foulds距离行为研究

本研究探讨了在系统发育树空间的两个常用图结构——最近邻交换(NNI)图和子树剪枝重接(SPR)图中,Robinson-Foulds(RF)距离沿路径的变化行为。研究发现,在NNI图中,任意两棵树之间都存在一条路径,使得沿该路径移动时,到目标树的RF距离单调递减;而在SPR图中,这种递减是严格的。同时,研究也构造了不存在严格递减NNI路径的树对实例。该结果为在树重排操作下高效探索树空间提供了理论依据。

系统发育学树重排robinson-foulds距离nni图spr图计算生物学
q-bio 12-29 00:00

MorphoCloud:为形态学数据分析提供云端高性能计算平台

随着生物标本数字化产生海量3D形态数据,分析所需的高性能计算资源成为研究瓶颈,尤其在本科院校等机构。MorphoCloud平台通过“IssuesOps”模式,利用GitHub Actions和JetStream2云资源,为研究者提供按需、基于GPU加速的云端桌面环境。用户仅需浏览器即可访问完整的3D Slicer和SlicerMorph工具套件,进行复杂3D分析和AI辅助分割,有效弥合了“计算鸿沟”,促进了科学协作与教育普及。

形态学分析高性能计算云端平台3d数据科学计算民主化
q-bio 12-29 00:00

分布式延迟如何稳定双稳态基因网络

本研究探讨了基因调控网络中固有的分布式延迟(由蛋白质合成过程的随机性导致)对双稳态电路动力学的影响。通过随机混合模型和广义三态模型分析,研究发现增加延迟分布的噪声水平能显著稳定亚稳态,大幅延长系统在各稳态的驻留时间。这一机制解释了生物进化如何调控开关稳定性,并为合成生物学中双稳态网络的设计提供了理论指导。

基因调控网络双稳态分布式延迟随机模型合成生物学系统稳定性
q-bio 12-29 00:00

代谢可塑性:神经元活动与细胞能量代谢的相互调控机制

本研究通过构建一个包含5000个神经元的生物物理模型,首次将温度依赖的Q10缩放作为代谢状态的代理,系统地耦合了代谢状态与神经元内在兴奋性及突触可塑性。模拟揭示了五个关键涌现特性:学习轨迹随代谢状态分叉、突触可塑性时间窗口发生形变、高代谢率导致信号特异性丧失、网络活动从稀疏异步向病理性超同步转变,以及这些状态对参数变化的鲁棒性。结果共同定义了生物能量与学习效率之间的“倒U型”关系,表明代谢约束是维持神经网络稳定的必要硬件调节器。

代谢可塑性脉冲神经网络生物物理模型突触可塑性网络稳定性能量代谢
q-bio 12-29 00:00

基于二维Ornstein-Uhlenbeck过程的脑电瞬态振荡数值孪生模型

本研究提出了一种用于脑电信号中瞬态振荡的数值孪生框架。该框架将窄带瞬态活动建模为二维Ornstein-Uhlenbeck过程,包含衰减率、平均频率和噪声幅度三个可解释参数。研究开发了两种互补的参数估计策略:一是通过拟合功率谱密度、幅度分布和自相关函数来恢复参数;二是通过分割振荡事件,并将经验统计量(持续时间、幅度、事件间隔)与模拟输出进行网格搜索匹配,结合事件计数解决参数简并问题。该框架可扩展至多频段和分段平稳动态,以追踪参数的缓慢漂移。在全麻脑电数据上的应用表明,该模型能准确复现α节律的形态和带限频谱,误差较低,并能实时追踪仅凭频带功率无法察觉的状态变化,为脑功能监测提供了稀疏且可解释的表示与度量。

脑电信号数值孪生ornstein-uhlenbeck过程瞬态振荡参数估计神经监测
q-bio 12-29 00:00

基于最大药物相似性的五维策略重塑药物筛选范式

为克服药物发现中高损耗率和临床转化率低的难题,本研究提出了“最大药物相似性”概念,并开发了五维MDL策略。该策略集成33个深度学习子模型,构建了一个33维属性谱,从理化性质、药代动力学、疗效、安全性和稳定性五个维度,量化候选分子与已上市药物的全局表型匹配度。基于此评分,从1600万分子库中筛选出15个高潜力分子。实验验证显示,先导化合物M2不仅具有25.6 ug/mL的强效抗菌活性,其结合稳定性也优于头孢呋辛。

药物发现深度学习药物相似性抗菌活性先导化合物筛选
q-bio 12-29 00:00

美国“全民研究计划”揭示真菌感染流行病学特征与数据质量挑战

本研究利用美国“全民研究计划”中超过40万参与者的电子健康记录,构建了球孢子菌病(n=1,173)、曲霉病(n=687)和组织胞浆菌病(n=345)三个真菌感染队列。分析确认了已知的流行病学模式,如球孢子菌病集中在美国西南部,组织胞浆菌病在中西部。感染在老年人、男性和非西班牙裔白人中比例更高。数据质量评估显示,常规血液学标志物(如血红蛋白)完整性高(>70%),但真菌特异性生物标志物(如β-1,3-葡聚糖)可用性低(<15%)。关键炎症标志物(如血沉)的单位一致性较差,影响了数据的临床应用潜力。

真菌感染流行病学数据质量电子健康记录公共卫生
q-bio 12-29 00:00

生物传感器设计新视角:样本体积成为关键性能参数

本研究揭示了在亲和力生物传感器设计中长期被忽视的关键参数——样本体积。研究团队开发了一个集成了简化传质、朗缪尔结合动力学和质量守恒的双室数学模型。该模型在有限体积约束下,能准确预测检测时间和最低所需样本量等关键性能指标,计算效率比商业软件提升万倍以上。通过系统分析,研究提出了将测量时间和样本体积作为主要决策变量的定量设计规则,并在石英晶体微天平传感器上进行了实验验证。该开源模型为即时检测和资源有限环境下的生物传感器优化提供了新工具。

生物传感器样本体积数学模型设计优化即时检测亲和力检测
q-bio 12-29 00:00

生物神经网络的表征漂移现象为人工系统持续学习提供新视角

深度人工神经网络在非平稳数据流上持续学习时,常面临灾难性遗忘与可塑性丧失的困境。传统方法致力于增强对旧任务的表征稳定性或促进新任务的可塑性。然而,生物学研究发现,动物(包括人类)在保持稳定行为的同时,其神经元的表征会随时间逐渐“漂移”。本文探讨了这种表征漂移现象,认为它是稳态更新与学习相关突触可塑性共同作用的结果,并评估了新任务学习如何引发旧任务表征的漂移及其跨脑区累积。研究指出,在人工神经网络中,表征漂移仅与那些不显式阻止参数更新以缓解遗忘的方法兼容。虽然漂移本身并非增量学习的解决方案,但对其深入研究可为人工系统的持续学习策略提供重要启示。

持续学习表征漂移神经网络稳定性-可塑性权衡生物启发灾难性遗忘
q-bio 12-29 00:00

基于纵向血液数据重建疾病网络:实现因果发现与干预分析

本研究提出一个方法框架,将血液检测结果的时间序列数据转化为相关图,用于探索疾病的因果假设。通过整合医学指南和研究文献,构建了包含105种典型疾病纵向模式的合成数据库,并开发了系统化流程,将多维临床数据转化为可用于因果发现与干预分析的疾病网络。该框架结合了多种阈值策略和因果图设计,旨在超越统计相关性,构建可临床检验的推理网络。结果表明,从纵向数据重建的知识图谱模型能将常规医疗数据转化为临床可解释的结构,为AI训练、精准医疗和预测医学提供更透明、可解释且可扩展的临床决策支持工具。

因果发现疾病网络纵向数据血液标志物临床决策支持知识图谱
cs 12-29 00:00

行业调查揭示:大语言模型如何重塑软件工程实践

本研究通过对46位行业专业人士的实证调查,探讨了大语言模型(LLMs)在软件工程中的实际应用与影响。调查显示,LLMs在快速解决技术问题、改进文档支持和提升源代码标准化方面获得积极评价。然而,受访者也表达了对认知依赖、安全风险和技术自主性潜在丧失的担忧。研究强调了在采纳LLM工具时进行批判性和监督性使用的必要性,为开发者和研究者提供了关于如何更有效、负责任且安全地应用LLM技术的实践见解。

大语言模型软件工程行业调查实证研究技术采纳安全风险
cs 12-29 00:00

围棋死活题求解新突破:基于关联区域搜索的AI解法分析与挑战

本研究分析了基于关联区域搜索(RZS)和关联区域模式表的先进围棋求解器在解决死活题时的表现。通过测试围棋大师赵治勋《死活辞典》中的七个经典问题,发现求解器能有效识别关键区域、发现罕见棋形,并在两题中得出与人类解法不同的答案。研究同时指出当前求解器存在对罕见模式价值误判、倾向于直接求活而非最大化实地等与人类棋手行为差异的问题,为未来改进提供了方向。

围棋ai死活题求解关联区域搜索模式识别人机差异
cs 12-29 00:00

卫星网络安全威胁分析:不同轨道高度的地面攻击风险差异

本文对比分析了低地球轨道(LEO)、中地球轨道(MEO)和地球静止轨道(GEO)卫星面临的网络安全威胁。研究综合了60起公开安全事件数据,发现威胁特征因轨道高度而异:GEO卫星主要面临高频上行链路暴露风险,而LEO星座则因有限的功率预算、硬件约束以及对热和辐射诱发故障的敏感性而面临独特风险。分析表明,弱加密和指令路径异常是所有轨道卫星最一致的攻击成功预测指标。研究还指出,未缓解的网络漏洞会加速硬件过时和碎片积累,阻碍碳中和空间运营目标的实现。

卫星安全轨道威胁网络安全空间基础设施加密漏洞可持续性
cs 12-29 00:00

物联网安全新视角:基于密钥长度的轻量级密码算法分类研究

本研究针对物联网(IoT)应用的安全需求,对轻量级对称密码算法进行了全面的安全评估综述。研究发现,现有研究多关注硬件/软件实现或性能,而缺乏对物联网特定安全维度的系统分析。为此,研究提出了两种新的分类法:一是基于内在特性对物联网应用进行分类,二是基于密钥长度评估安全等级。核心结论指出,密钥长度是衡量轻量级密码安全强度的关键参数,使用短于128位密钥的算法被认为安全性不足,难以保护敏感数据。

物联网安全轻量级密码密钥长度安全评估算法分类对称加密
cs 12-29 00:00

利用大语言模型作为聊天机器人对抗聊天网络犯罪

本研究提出LURE系统,首次将大语言模型作为主动代理而非被动分类器,部署于对抗性聊天环境中以对抗网络犯罪。系统结合自动发现、对抗性交互及基于OCR的图像支付数据分析,在Telegram平台的非法视频聊天诈骗场景中测试。结果显示,在与53名犯罪分子的98个群组互动中,超过56%的对话中LLM成功维持多轮交流而不被识别为机器人,有效“赢得”模仿游戏,并揭示了诈骗操作中的关键行为模式,如支付流程、追加销售策略和平台迁移战术。

网络安全大语言模型对抗性交互聊天诈骗主动防御模仿游戏
cs 12-29 00:00

智能家居物联网系统弱认证机制的安全风险实证研究

本研究通过实证分析,揭示了当前智能家居物联网设备认证机制存在的普遍安全缺陷。研究在受控住宅环境中,对智能插座、照明设备、摄像头及生态系统中枢等广泛部署的消费级设备进行了测试,采用被动网络测量和官方应用交互方式。结果表明,设备在初始配对后建立的认证状态会被长期复用,且在网络重连、地址重分配、路由器重启等常规事件后依然有效。攻击者可在同一局域网内,通过重放已观测到的认证凭证,以高成功率发起控制命令。这些发现表明,现有机制过度依赖长期信任关系,缺乏对会话新鲜度、网络上下文或控制器身份的充分绑定。

物联网安全身份认证智能家居安全漏洞实证研究
cs 12-29 00:00

在线多人游戏反作弊技术系统综述:内核级方案与隐私风险的权衡

本文系统综述了针对在线多人游戏中软件作弊的技术防御方案,将现有方法分为服务器端检测、客户端防篡改、内核级反作弊驱动和硬件辅助可信执行环境(TEEs)四类。研究从检测有效性、性能开销、隐私影响和可扩展性四个维度评估了各类方案,并揭示了关键权衡:内核级方案虽能提供高可见性,但伴随显著的隐私与稳定性风险;而服务器端方法侵入性低,却存在检测能力有限的短板。综述强调了反作弊设计与作弊者之间持续的攻防对抗,并指出构建健壮、抗对抗的反作弊系统是未来的关键需求。

反作弊技术在线游戏安全系统综述隐私风险内核安全可信执行环境
math 12-29 00:00

扰动扩展b-度量空间:一种包含显式扰动映射的新型度量结构

本文引入了一种新的广义度量框架——扰动扩展b-度量空间$(X,\mathcal{D}_{\zeta},\hbar)$,通过引入显式扰动映射$\hbar$,扩展了经典及扩展b-度量结构。该框架旨在刻画实际应用中受内在或外部偏差影响的距离测量。作者建立了此类空间的基本性质,并在该框架下证明了一个Banach型不动点定理,给出了自映射$T: X \to X$存在唯一不动点的条件,并证明了Picard迭代$T^{n}v \to \vartheta$的收敛性。

度量空间不动点定理b-度量扰动映射泛函分析
math 12-29 00:00

参数依赖的Sobolev空间中非齐次边值问题解的性质研究

本文研究了一类依赖于参数μ的r阶线性非齐次常微分方程组边值问题,其解属于Sobolev空间$(W^{n+r}_p)^m$。边界条件采用最一般形式$By=c$,其中B是$(W^{n+r}_p)^m$到$\mathbb{C}^{rm}$的任意连续算子,可包含未知向量函数的整数阶和/或分数阶(≥r)导数。研究给出了解关于参数μ连续的必要充分条件,并证明原问题的解可由具有多项式系数和多点边界条件的ODE系统解在$(W^{n+r}_p)^m$空间中逼近,且该逼近系统不依赖于原问题的右端项。

sobolev空间边值问题参数依赖连续性条件逼近理论常微分方程组
math 12-29 00:00

三维准Sasakian结构的完全分类:Sasakian结构与Kähler映射环面的等价刻画

本研究重新审视了三维流形上的准Sasakian几何结构,通过变形方法证明了:一个闭可定向3-流形容许准Sasakian结构,当且仅当它是Sasakian流形或Kähler映射环面。特别地,每个三维准Sasakian结构均可形变为Sasakian结构或余Kähler结构。这一结果完成了三维准Sasakian流形的完全分类,并揭示了两种情形在几何与拓扑性质上的本质区别。

微分几何sasakian结构准sasakian流形kähler几何映射环面三维流形
math 12-29 00:00

星形域乘积与辛椭球的内辛同胚关系

本文证明了n个二维星形域的辛2-积内部与某个辛椭球的内部辛同胚。基于此构造,对于任意0<α≤1,作者进一步证明ℝ²ⁿ中任何具有光滑边界的开子集都辛同胚于一个边界包含豪斯多夫维数为2n-1+α的集合的开集。

辛几何辛同胚星形域豪斯多夫维数辛椭球
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高斯连分数映射的遍历优化理论扩展

本研究将距离扩张映射的遍历优化理论扩展到高斯连分数映射。由于不变概率测度集在弱*拓扑下不封闭,论文首先刻画了该集合的闭包结构,并研究了Hölder连续函数的极限最大化测度。虽然证明了Mañé上同调引理成立,但典型周期优化猜想被证伪——这是某类(有理最大化)函数具有典型有限优化性质的直接结果。然而,对于α-Hölder本质紧函数类,典型周期优化性质被证明成立。

遍历优化高斯映射不变测度hölder连续周期优化动力系统
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Plactic幺半群中心化子的稳定性与计数多项式研究

本文研究了Plactic幺半群中单词u的中心化子C(u) = {w | uw与wu Knuth等价}。针对Sagan和Wilson提出的稳定性猜想——存在仅依赖于u的正整数K,使得对所有k≥K有C(u^k)=C(u^K)——我们证明了该性质对仅含1和2的单词以及置换成立。同时,我们考察了中心化子中长度为n、最大值不超过m的单词数c_{n,m}(u),证明了c_{n,m}(1)是m的n-1次多项式,并验证了其在二项式系数基展开下系数为非负整数的猜想。

组合代数plactic幺半群knuth等价中心化子计数多项式稳定性
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基于超几何函数的全纯函数类及其几何性质研究

本文利用高斯超几何函数 $_2F_1(1,1;2;z) = -\frac{\log(1-z)}{z}$ 构造了一族全纯函数类,证明了它们实际上对应着满足特定导数约束的解析函数。研究获得了这些函数类的精确系数估计等几何特征,并揭示了该函数族自然地构成了一类无穷小生成元的滤过结构,进而分析了相应半群的动力学行为。有趣的是,这一滤过结构与 Ma–Minda 星像函数类存在联系。

复分析超几何函数系数估计无穷小生成元半群星像函数
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刚性空间的h-拓扑及其在p-adic Simpson对应中的应用

本文系统研究了刚性空间的h-拓扑,建立了刚性空间态射的若干基础结果:证明了刚性情形下的泛平坦性、平坦轨迹的开性,并证明了(对于仿射刚性空间)严格变换在爆破后变得平坦。此外,证明了任何fppf覆盖都允许一个拟有限加细,并证明了刚性空间的Zariski主定理的一个版本。作为应用,对于C上的真刚性空间X,证明了X上的pro-étale向量丛范畴等价于X的h-站点上的Higgs丛范畴,从而将Heuer的结果推广到奇异情形。

刚性几何h-拓扑p-adic几何simpson对应平坦态射higgs丛
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改进计数:C₂≀S₄ 数域数量的误差项优化

本文改进了 Klüners 关于 Galois 闭包为 C₂≀S₄ 的 8 次数域计数结果。原结果给出主项 $CX$ 与误差项 $O(X^{7/8})$,本文将其优化为 $O(X^{3/4-1/30})$,实现了更强的幂次节省。同时,对 $S_4$、$C_2^3 times S_4$ 等其他作为 $S_8$ 子群的 Galois 群,也获得了新的计数上界。

数域计数malle猜想galois群误差项幂次节省
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离散测度群到有限冯·诺依曼代数的有界表示可酉化

该研究证明了对于任意$t$-离散遍历群胚$(\mathcal{G},\nu)$和具有可分预对偶的有限冯·诺依曼代数$\mathcal{M}$,任何从$\mathcal{G}$到$\mathcal{M}$中可逆元群的一致有界可测表示$\rho:\mathcal{G} \rightarrow \mathrm{GL}(\mathcal{M})$,均与某个酉表示相似。这一结果推广了经典群表示论中的酉化定理,为算子代数与遍历理论的交叉领域提供了新的结构定理。

算子代数群表示冯·诺依曼代数遍历理论酉化定理
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彭罗斯铺砌的高斯圆问题:顶点计数误差界的新突破

本研究解决了彭罗斯非周期铺砌的高斯圆问题。对于边长为1的菱形彭罗斯铺砌的顶点集V,证明了当半径R≥2时,落在半径为R的圆盘内的顶点数满足:\(\#(V\cap B_R)=\pi C_P R^2 + O(R^{2/3}(\log R)^{2/3})\),其中常数\(C_P\approx 1.231\)。该结果将误差项从经典的\(O(R^{2/3})\)改进为\(O(R^{2/3}(\log R)^{2/3})\),是解析数论与准晶几何交叉领域的重要进展。

彭罗斯铺砌高斯圆问题解析数论非周期结构顶点计数
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S¹×S²上非松环面结的粗分类研究

本文对任意接触结构下S¹×S²中的非松勒让德环面结和横截环面结进行了完整的粗分类。研究提供了这些结型在接触几何中的系统刻画,为理解三维流形上的接触结理论提供了新的分类框架和工具。

接触几何环面结粗分类勒让德结横截结三维流形
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有理曲面奇点的近Gorenstein性质与分类

本文研究了有理曲面奇点的近Gorenstein性质。作者证明了对于任意有理曲面奇点$A$,其典范迹理想$\mathrm{Tr}_A(K_A)$是一个由极小奇点解消上的极小反nef循环$F$表示的整闭理想,且满足$K_X+F$为反nef。当$A$非Gorenstein时,有$F \ge \mathbb Z$,其中$\mathbb Z$是基本循环。基于此,作者给出了有理曲面奇点为近Gorenstein的一个判别准则,并在以下两种情形下,通过奇点解消完全分类了所有近Gorenstein有理奇点:(a) 基本循环$\mathbb Z$几乎约化时;(b) 商奇点情形。

有理曲面奇点近gorenstein典范迹理想奇点解消基本循环商奇点
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计算循环群作用在Teichmüller空间上的不动点的Fenchel-Nielsen坐标

本文针对亏格g≥2的闭曲面S_g,研究了其映射类群Mod(S_g)的有限循环子群在Teichmüller空间Teich(S_g)上的等距作用。作者开发了算法,用于描述这些循环群作用的不动点的Fenchel-Nielsen坐标。作为应用,他们具体计算了在亏格2曲面映射类群中,阶为10、8和4的三个循环子群作用的不动点坐标。

teichmüller空间fenchel-nielsen坐标映射类群循环群作用曲面几何
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高斯最优传输超越Brenier定理:退化测度下的显式解与几何结构

本研究在可分希尔伯特空间上,针对可能退化的高斯测度,深入探索了Bures-Wasserstein空间的几何结构。面对最优传输映射是几乎处处无穷的凸函数次梯度这一分析障碍,作者采用构造性算子理论方法,证明了任意一对高斯测度的Kantorovich问题均可约化为Monge问题,即至少在一个方向上存在最优传输映射。研究给出了所有最优(可能无界)Monge传输映射和Kantorovich耦合的显式公式,并确立了其唯一性。此外,完整描述了退化测度间测地线的凸集结构,揭示了经典McCann插值作为极点的丰富几何。这些成果被应用于构建高斯过程的传输映射,并基于随机格林算子提出了Wasserstein重心的新框架。

最优传输高斯测度bures-wasserstein空间算子理论测地线几何wasserstein重心
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四个字母的宇宙:从普朗克尺度到宇宙视界的物理常数故事

本文通过一个父亲向女儿讲述的睡前故事,探讨了四个基本物理常数($c$、$\hbar$、$G$ 和 $\Lambda$)如何塑造现实的结构。通过想象移除每个常数的世界,故事带领读者从普朗克尺度的量子引力,到德西特空间的膨胀宇宙,再到可观测宇宙的质量,甚至揭示了与质子尺度的惊人联系。叙事融合了伟大科学家的见解,展现了这些常数如何书写从最小粒子到广阔宇宙视界的一切故事,暗示了世界架构中隐藏的统一性。

物理常数宇宙学量子引力普朗克尺度德西特空间基础物理
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宽带需求转型:从弹性消费到刚性必需品(2010-2024)

本研究基于33个欧洲国家15年的面板数据,采用双向固定效应与Driscoll-Kraay标准误,揭示了宽带需求性质的根本转变。研究发现,在COVID-19疫情前,东欧伙伴关系国家的宽带需求价格弹性较高($\varepsilon = -0.61$),而欧盟国家弹性较低($\varepsilon = -0.12$)。至2020-2024年间,所有地区的需求弹性均收敛至接近零,价格变化对采用率已无显著影响。安慰剂测试表明,这一转型始于2015年,而非2020年,表明这是一个长达十年的数字整合过程,而非疫情冲击。研究还指出,价格度量方式(如占国民总收入百分比 vs. 购买力平价调整价格)对统计推断有决定性影响。

宽带需求价格弹性数字基础设施必需品转型面板数据分析政策启示
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功能梯度各向异性杆的渐近精确降维理论

本研究采用变分渐近法,从三维弹性理论出发,建立了适用于一般各向异性功能梯度杆的一维理论。该降维过程的核心是数值求解对偶截面问题,从而为平均横向能量密度提供严格的上下界。通过应用Prager-Synge恒等式,推导了能量范数下的误差估计,证明了模型的渐近精确性。此外,通过比较一维色散关系与复合材料杆中波传播的精确三维解析解,验证了该理论的动态有效性。结果表明,所建立的一维模型能够高保真地捕捉三维弹性体的长波渐近行为。

变分渐近法功能梯度材料降维理论各向异性杆能量误差估计波传播
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机器学习分子动力学揭示氧化石墨烯热导率调控机制

本研究开发了一种基于神经进化势(NEP)的机器学习势函数,用于高效模拟氧化石墨烯(GO)的热还原过程。通过大规模分子动力学模拟结合非平衡态方法及量子统计修正,发现还原后的GO热导率(几至几十 W·m⁻¹·K⁻¹)显著低于原始无缺陷GO及石墨烯。热导率随O/C比增加而显著降低,与类石墨烯结构恢复比例强相关;随OH/O比增加仅适度上升,但在最高氧化水平(O/C=0.5)时趋势反转。该工作为从原子尺度预测异质碳材料热输运性质提供了高效计算框架。

机器学习分子动力学氧化石墨烯热导率神经进化势热输运碳材料
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蜘蛛为何蜷腿感知猎物?机器人模型揭示振动传感新机制

研究通过机器人物理建模,揭示了圆网蜘蛛在捕猎时通过动态蜷腿行为增强振动感知的物理机制。团队构建了蜘蛛机器人和猎物机器人模型,在水平轮形网上进行实验,发现蜘蛛可通过调节腿部姿态来检测猎物存在和距离。该工作为理解蜘蛛短时尺度行为如何优化振动传感提供了新视角,并提出了新的生物学假说。

生物物理机器人建模振动感知蜘蛛行为仿生学
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微波光子雷达实现呼吸、心跳与语音同步监测,深度学习提升语音识别精度

本研究提出一种宽带可调谐微波光子雷达系统,可同步监测人体呼吸、心跳及语音。系统通过发射宽带雷达信号探测由生理活动引起的皮肤微位移,并利用回波信号的相位变化提取和重建生理信号。为增强语音信号处理能力,系统集成了采用双通道特征融合模型的卷积神经网络,实现了高精度语音识别。概念验证实验在Ku、K和Ka波段进行,语音识别准确率分别达97.20%、98.07%和97.43%。在20秒监测期内,呼吸与心跳监测的最大平均误差计数分别为0.39和0.87,证明了其在多模态生命体征监测中的可靠性与有效性。

微波光子雷达生命体征监测语音识别深度学习生理信号多模态感知
physics 12-29 00:00

自由电子激光中实现能量调制与解调的新方法

本文提出了一种在种子型自由电子激光中验证电子束能量解调过程的实用方法。该方法采用配备移相器的专用解调波荡器系统,通过引入π相位偏移,仅使用单个种子激光即可同时实现能量调制与解调。一维解析模型与三维模拟表明,在弱初始调制优化条件下,能量调制可被大幅抑制甚至消除。随着激光强度增加,调制幅度可被压制一个数量级以上,有效缓解能量展宽退化。该方法有望实现对电子束能量调制的精确控制,推动高重复频率、全相干X射线光源的发展。

自由电子激光能量调制波荡器电子束品质相干辐射x射线光源
physics 12-29 00:00

二维晶格中二次能带接触点揭示广义角动量守恒

本研究揭示了离散晶格系统中角动量守恒的新规律。在具有二次能带接触点(QBTPs)的二维晶格中,传统角动量不再守恒。研究者发现了一个广义总角动量(GTAM),它由能带接触点的拓扑绕数决定,在包含线性与二次能带接触点的系统中均保持守恒。通过在光子Kagome晶格中进行实验,研究者展示了GTAM守恒如何通过赝自旋-轨道角动量转换实现。这一守恒原理可推广至具有任意赝自旋织构和高阶绕数的晶格,建立了赝自旋、角动量与拓扑之间的基本联系。

角动量守恒能带接触点拓扑绕数kagome晶格赝自旋光子晶格
physics 12-29 00:00

圆柱表面最大液滴体积预测模型取得突破

本研究通过数值模拟与实验,系统探究了水平纤维上附着液滴的最大体积(Ω),并建立了全面的半经验预测模型。该模型揭示了归一化最大液滴体积仅取决于接触角,其有效性覆盖了从亚毫米级细纤维到平面极限的广泛范围,克服了现有模型在捕捉Ω对纤维尺寸与润湿性依赖关系上的局限性。

流体力学液滴动力学表面润湿毛细现象半经验模型
physics 12-29 00:00

基于大面积SiPM矩阵的光电探测器实现宽动态范围光谱测量

本研究展示了基于大面积硅光电倍增管(SiPM)矩阵的光电探测器的性能测量结果,其具备宽动态范围特性。该探测器在从数百keV到数十GeV的能量范围内,展现出在电磁量能器应用中的潜力。研究同时探讨了SiPM在伽马能谱学领域的潜在应用前景,为高能物理实验和光谱测量提供了新的探测技术方案。

光电探测器sipm宽动态范围电磁量能器伽马能谱学高能物理
physics 12-29 00:00

新型数值框架模拟自泳微游动体复杂运动模式

本研究提出了一种新的数值框架,用于模拟各向同性自泳微游动体(如活性胶体与活性液滴)的运动。该框架采用高精度伪谱法求解完全耦合的对流-扩散-斯托克斯方程,无需预先设定滑移速度模型。滑移速度由颗粒表面瞬时化学浓度梯度自洽产生,并通过力与力矩自由的应力子表示驱动推进和诱导流动扰动。该方法在一个统一框架内自然捕获了非线性对流、化学-流体动力学反馈以及多粒子相互作用。模型成功复现了实验中观察到的复杂涌现行为,包括高粘度流体中的无序游动和趋化引导的成对相互作用。数值预测在多个阶段与活性液滴的独立实验进行了定量比较,验证了该框架作为研究自泳微游动体的稳健工具的有效性。

自泳微游动体数值模拟化学-流体耦合活性物质微尺度流动对称性破缺
physics 12-29 00:00

平面光学与磁学组件集成实现低功耗冷原子捕获

本研究展示了一种低尺寸、重量和功耗的磁光阱,通过将平面光学和磁学组件集成到统一平台,实现了冷原子系统的紧凑化。单片双功能超表面同时偏振并整形冷却光束,将线偏振高斯光束转换为圆偏振平顶光束;平面线圈芯片替代了笨重的反亥姆霍兹线圈,以极低功耗产生所需四极磁场。在87Rb原子的D2线冷却下,该全平面系统在尺寸、重量和功耗大幅降低的同时,捕获性能提升近一个数量级,为芯片级冷原子平台提供了可扩展的高效路径。

冷原子物理磁光阱超表面平面光学量子技术芯片集成
astro-ph 12-29 00:00

EPOS.LHC-R模型揭示半人马座A星系超高能宇宙射线成分变化

本研究探讨了最新的EPOS.LHC-R强子相互作用模型对半人马座A星系作为5 EeV以上宇宙射线主要来源这一场景的影响。模型显示,宇宙射线成分比以往模型推断的更重,源发射的氢和氦元素减少。CNO族元素在能谱“踝区”上方起主导作用,而硅和铁族元素在50 EeV以上的能谱“抑制区”贡献显著。研究还预测了4 EeV以上不同能量区间的偶极各向异性幅度,表明其与观测结果在适当的河外湍流磁场和源寿命参数下能很好吻合。同时,文章引入了一种从空气簇射最大发展深度信息中提取宇宙射线质量的新方法。

宇宙射线强子相互作用模型半人马座a成分分析各向异性空气簇射
astro-ph 12-29 00:00

模态方法约束暴胀模型:通过数值双谱分析提升计算效率

本研究提出了一种系统约束暴胀模型参数空间的新流程。该流程结合了Primodal代码(利用树级in-in形式论的可分离性及模态展开技术,高效计算原初双谱)与已有的Modal分析管道(用于分解普朗克卫星CMB数据中的双谱)。通过数值计算每个暴胀场景的树级双谱和功率谱,并与观测数据对比,流程能够直接排除与数据不符的模型,从而对声速$c_s$等关键参数施加约束。作为概念验证,对IR DBI暴胀模型的分析给出了$c_s \geq 0.073$和$\beta \leq 0.39$的约束,验证了管道的有效性与准确性,为未来利用西蒙斯天文台更高分辨率数据进行分析奠定了基础。

宇宙学暴胀原初扰动非高斯性数值计算参数约束cmb观测
astro-ph 12-29 00:00

首次在系外行星大气中探测到铝和氢化铝,揭示HAT-P-70b的化学组成与温度反转

本研究利用CARMENES和PEPSI高分辨率光谱仪观测了超热木星HAT-P-70b的昼侧热发射光谱。通过交叉相关分析,首次在系外行星大气中明确探测到Al I和AlH的发射信号,并确认了Ca II、Fe I、Fe II、Mg I等多种金属元素的存在。大气反演结果显示其存在强烈的温度反转,金属丰度[Fe/H]与太阳相近。研究还发现Ni可能富集,而部分高凝结温度元素(如Ca、Ti)略有亏损,可能与夜间冷阱有关。特别值得注意的是,金属离子(Fe II、Ca II)的体积混合比极高,与化学平衡模型预测严重不符,表明该行星大气可能正在经历显著的水动力逃逸过程。

系外行星大气高分辨率光谱元素丰度温度反转大气逃逸化学组成
astro-ph 12-29 00:00

原行星盘气体消散触发星子灾难性碰撞事件

研究揭示了太阳系早期星子频繁发生灾难性碰撞的动力学机制。通过模拟发现,木星和土星的长期共振随原行星盘气体消散而扫过小行星带区域,结合木星的平运动共振,可在约2-3天文单位处周期性触发大量高能碰撞事件。气体完全消散后,碰撞频率下降,行星胚胎的散射成为主要驱动力。这表明气体盘消散阶段由共振激发的剧烈动力学环境在行星形成过程中可能普遍存在。

行星形成星子碰撞气体盘消散轨道共振太阳系早期动力学模拟
astro-ph 12-29 00:00

自旋暗物质晕如何促发热厚星系盘形成棒状结构

JWST观测发现高红移宇宙中存在大量具有棒状结构的运动学热厚星系盘,这与传统星系盘稳定性理论相悖。本研究通过受控N体模拟发现,在非旋转暗物质晕中稳定的热厚盘,在自旋暗物质晕环境中会形成棒状结构。自旋晕模型将角动量从盘传输至晕的效率是非旋转晕的8倍。研究同时验证了现有棒形成判据的适用性局限,为高红移厚盘星系演化提供了新机制。

星系动力学暗物质晕棒旋星系n体模拟高红移星系角动量传输
astro-ph 12-29 00:00

VLBI成像揭示潮汐瓦解事件中喷流的离轴特征

针对AT2018hyz等潮汐瓦解事件晚期射电耀发的起源,研究通过甚长基线干涉测量(VLBI)成像区分了两种主流模型:延迟喷出流与离轴相对论性喷流。计算表明,离轴喷流模型的射电图像发射质心会呈现视超光速运动,而延迟喷出流模型的质心运动则被限制在非相对论距离内。此外,喷流图像的长宽比演化呈现非单调特征。这些诊断方法同样适用于微类星体与伽马射线暴等其他喷流爆发事件。

潮汐瓦解事件射电天文学vlbi成像相对论喷流天体物理喷流超光速运动
astro-ph 12-29 00:00

AKARI近红外光谱揭示星系中芳香烃与脂肪烃的演化规律

本研究利用AKARI卫星的近红外光谱,系统分析了458个近邻星系(包括(超)亮红外星系、红外星系及亚红外星系)和36个银河系HII区域中星际烃类尘埃(如多环芳烃PAHs)的3.3 μm(芳香烃)与3.4-3.6 μm(脂肪烃)发射特征。研究发现,星系样本中脂肪烃与芳香烃的发光度比($L_\rm{ali}/L_\rm{aro}$)存在显著变化,且该比值随总红外光度($L_\rm{IR}$)和氢重组线Br$\alpha$光度($L_\rm{Br\alpha}$)的增加而系统性降低。4 μm连续谱颜色较蓝的星系倾向于具有更高的$L_\rm{ali}/L_\rm{aro}$,这可能反映了HII区域外未受强紫外辐射处理的原始PAHs特性;而部分连续谱颜色较红的ULIRGs则表现出极低的$L_\rm{ali}/L_\rm{aro}$,这可能是由于合并星系中 obscured 核的存在导致脂肪烃发射与吸收特征发生混合所致。

星际尘埃多环芳烃近红外光谱星系演化akari卫星烃类特征
astro-ph 12-29 00:00

宇宙线元素能谱演化特征研究:挑战传统激波加速理论

传统激波加速理论预言,不同元素在相同刚度下应具有完全相同的能谱指数。然而,基于AMS-02和DAMPE的高精度观测数据,本研究在空间依赖传播(SDP)模型框架下,首次明确揭示了不同元素能谱指数存在系统性差异。研究发现,对于A/Z=2的元素,其能谱指数与原子序数Z和质量数A呈显著正相关,这可能源于与A或Z相关的碎裂截面效应。研究预测,未来Ni和Zn的观测谱将与Fe谱趋于一致,但其注入谱将略软于Fe。

宇宙线物理激波加速能谱演化元素丰度空间依赖传播模型高能天体物理
astro-ph 12-29 00:00

全球日球层模型与旅行者号数据矛盾获解:内日鞘磁场耗散效应是关键

全球理想磁流体动力学模型通常预测内日鞘(终止激波与日球层顶之间的区域)存在显著的磁场堆积,但旅行者号1号和2号的观测数据仅显示该区域磁场缓慢增强。本研究指出,这种不匹配源于许多模型对太阳磁场的简化假设,忽略了日球层电流片的复杂折叠结构。为在不引入巨大计算成本的情况下弥合理论与观测的鸿沟,研究团队在磁场感应方程中引入了一个唯象耗散项,以宏观捕捉未解析电流片动力学导致的磁能耗散效应。该机制有效减少了模拟中的人为磁场堆积,将磁能转化为热能,使模型输出与旅行者号观测的磁场和质子密度数据更为吻合,同时解释了终止激波位置外移和内日鞘厚度减小的现象。研究发现,约6年的磁场耗散特征时间能显著改善模型与内日鞘观测数据的一致性。

日球层物理磁场耗散旅行者号磁流体动力学内日鞘数值模拟
astro-ph 12-29 00:00

基于盖亚DR3造父变星数据绘制银河系旋转曲线

本研究利用盖亚DR3释放的903颗经典造父变星的高精度自行和视向速度数据,结合其精确的周光关系距离,首次在6-18千秒差距范围内系统测量了银河系的旋转曲线。曲线整体随银心距增加而轻微下降,并在R~10-11千秒差距处出现一个凹陷,随后在R~13-14千秒差距处出现隆起,这一特征与其它年轻示踪天体测量的结果一致。通过整合多源数据构建平均旋转曲线,测得太阳位置处的圆周速度$V_c(R_0) = 236.8 \pm 0.8\ \mathrm{km\,s^{-1}}$,并据此建立参数化质量模型,估算出太阳附近的暗物质局部密度为$0.33-0.40\ \mathrm{GeV\,cm^{-3}}$,18千秒差距内暗物质晕的束缚质量约为$1.19-1.45 \times 10^{11}\ M_\odot$。

银河系旋转曲线造父变星盖亚卫星暗物质分布天体测量
econ 12-29 00:00

美国劳动力市场与移民关系再评估:协整关系存在性争议

本研究对Bahar (2025)关于美国职位空缺与西南边境越境人数存在长期协整关系的结论提出质疑。作者指出,原研究错误地对一阶差分序列应用Engle-Granger检验,导致模型设定偏误。当正确对水平序列进行检验时,协整关系的证据消失,这使得原文估计短期与长期弹性的方法失效。研究表明,现有方法无法有效揭示美国劳动力市场状况与移民流动之间的统计关系。

劳动力市场移民研究协整检验计量经济学模型设定
econ 12-29 00:00

匹配排序性度量公理化修正:对Chiappori等人(2025)的补充说明

本文针对Chiappori等人(2025)提出的匹配排序性度量指标公理化体系进行修正。原研究提出的聚合似然比指标公理化存在反例,作者通过构造反例证明其原有公理体系不能唯一刻画该指标。研究精确界定了原公理体系实际刻画的指标类别,并通过补充新公理成功恢复了聚合似然比指标的唯一性刻画,为匹配市场排序性度量提供了更严谨的理论基础。

匹配理论排序性度量公理化聚合似然比反例构造
econ 12-29 00:00

非参数方法比较依赖样本的分布泛函及其在福利指数分析中的应用

本文提出了用于比较依赖样本间福利指数(如不平等、贫困和风险指标)的渐近分布自由推断方法。研究针对两种情形:一是适用于任意依赖样本的渐近与自助法交集方法;二是针对重叠样本(依赖仅源于匹配对)的渐近与自助法。通过影响函数法得到渐近方差的一致估计。模拟实验表明,重叠样本的置信区间覆盖率和精度良好,而传统独立样本假设方法表现较差。在处理厚尾分布时,渐近推断可靠性较低,而自助法提供了有效补救。交集方法在任意依赖样本下均能获得可靠结果。

非参数推断依赖样本福利指数渐近分布自由自助法不平等度量
econ 12-29 00:00

非线性多马加总:生产网络转型中的奇点与政策启示

本研究探讨了在非中性替代弹性下,部门生产率冲击如何通过生产网络在一般均衡中传播并导致网络失稳。通过将非线性价格流形映射到线性化的“超越空间”,我们识别了网络“奇点”——即生产率下降导致供应链瘫痪或效率提升使初级要素冗余的代谢阈值。研究发现,生产率冲击间的相互作用(协同效应符号)由替代弹性σ唯一决定。这使产业政策转化为网络拓扑的“逆问题”:刚性网络需聚焦瓶颈部门,而弹性网络则宜采用多元化投资策略。

生产网络一般均衡替代弹性非线性加总产业政策网络奇点
econ 12-29 00:00

缺失数据稳健性:崩溃点分析方法

本文提出了一种评估缺失数据对计量经济学结论稳健性的新方法。核心思想是定义“崩溃点”,即推翻给定结论所需的最小选择偏差量。研究者构建了一个崩溃点估计量,证明其具有根号n一致性和渐近正态性,适用于满足温和假设的广义矩估计(GMM)模型。该方法通过模拟(平均值、线性回归、逻辑回归)验证了其有限样本性能,并应用于多个因流失而存在缺失数据的随机对照试验,以量化其结论的稳健性。

缺失数据稳健性分析崩溃点广义矩估计计量经济学
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