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01-27 00:00
本文提出了一种将时空几何表述为流体的新视角，通过将里奇曲率与物质应力-能量张量等同，实现了对广义相对论的非微扰协变描述。该方法定义了明确的“时空速度”，并引入了一个描述宇宙不均匀性的关键协变量“曲率”（kurvature）。研究发现，时空流体的演化在拉格朗日坐标下与经典流体力学高度相似，且对于合理的物质模型，即使在大尺度上，不均匀性也会因非线性流体动力学效应（而非引力）而增长。
广义相对论宇宙学流体力学类比时空几何非微扰方法不均匀性
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01-27 00:00
本研究通过四种实验与数值方法，系统研究了多模光纤中模态串扰的演化。结果表明，仅光纤自身的无序性就足以产生稳态，其特征是模态功率呈非均匀分布，表现为低阶模功率增强而高阶模功率减弱。该分布规律可由加权玻色-爱因斯坦统计定律精确描述。
多模光纤模态串扰无序性功率分布玻色-爱因斯坦统计
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01-27 00:00
本研究针对高能物理探测器对轻量化、高性能模块的需求，开发了新型低质量柔性印刷电路板与纳米线热界面技术。通过采用各向异性导电胶与金柱组装的双面焊盘接入新工艺，并进行了信号完整性仿真与结构验证。同时，评估了烧结纳米线界面在热管理方面的性能。这些结果为高能物理探测器实现最小质量、可扩展的封装方案提供了关键的定量数据支持。
高能物理探测器柔性pcb纳米线互连热管理轻量化封装信号完整性
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01-27 00:00
大型中微子观测站等分布式探测器系统面临不可避免的死区时间和信号堆积问题，导致传统基于时间窗口的触发逻辑效率低下。本文提出“递归流形相干性”几何框架，将触发逻辑重构为在由电荷与时间观测量定义的低维信息空间中的连续状态估计问题。该方法采用递归更新规则在传感器节点间传播相干状态，而非在死区时间内直接否决信号，从而能够保留并评估部分被遮挡的信号。仿真研究表明，即使直接符合链断裂，该框架也能成功恢复高多重数事件拓扑的相干性，相比标准二元逻辑对数据碎片化具有更强的鲁棒性。
触发系统死区时间几何框架状态估计中微子探测数据恢复
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01-27 00:00
本文提出使用皮尔斯五点投影法，将定义在球面上的复杂函数——球谐函数 $Y_{\ell m}(\theta,\varphi)$——可视化。该方法是一种将球面保角映射到二维正方形上的投影，能保持旋转对称性和角度不变。通过这种二维映射，作者以教学方式直观展示了球谐函数的数学性质与关系，为不擅长处理三维形状的学习者提供了更易理解的视觉工具，在量子力学、电磁理论、宇宙微波背景物理等领域具有应用潜力。
球谐函数可视化保角投影数学物理教学工具
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01-27 00:00
本研究结合时间分辨常压X射线光电子能谱（TR-APXPS）与化学计量学方法（主成分分析PCA和多元曲线分辨交替最小二乘法MCR-ALS），实时监测了Fe₂O₃还原过程中的表面化学变化。该方法有效解决了复杂光谱中峰重叠的难题，精确提取了各化学物种的纯光谱及其随时间演化的轮廓，从而揭示了中间物种的形成与演变动力学。该集成分析策略不仅提升了复杂光谱数据的解析精度，还为理解表面化学与工艺条件间的关联、优化材料合成与性能调控提供了关键见解。
表面化学时间分辨光谱化学计量学氧化铁还原apxps反应动力学
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01-27 00:00
本研究提出ChemNavigator，一个自主AI系统，用于发现高性能有机光催化剂。该系统通过多智能体架构，将大语言模型推理与密度泛函紧束缚计算相结合，模拟科学方法进行假设驱动探索。在涵盖200个分子的迭代发现循环中，系统自主识别出六个关于前线轨道能量的统计显著设计规则，涉及醚键、羰基、共轭延伸等结构特征。这些规则与有机电子结构基本原理（如共振给电子、诱导吸电子、$\pi$离域）相符，表明AI能独立推导化学知识。量化效应大小为合成化学家提供了优先排序，特征交互分析则揭示了策略组合的收益递减现象。
人工智能材料发现光催化剂自主推理结构-性质关系计算化学
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01-27 00:00
继成功在Booster中将来自EBIS的分子H₂⁺束加速至1.0 GeV/u动能后，研究团队提议在AGS（最高12 GeV/u）和RHIC（最高100 GeV/u）中进行进一步加速测试。本文分析了可能阻碍H₂⁺束加速的主要效应，并概述了高能H₂⁺束对布鲁克海文国家实验室（BNL）的影响与潜在益处。
粒子加速分子束高能物理布鲁克海文实验室束流动力学
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01-27 00:00
本研究提出了一个通用理论框架，用于量化分子碰撞和化学反应产物中的量子纠缠。研究发现，分子外部（运动）和内部自由度之间的耦合会产生多种形式的产物态纠缠：离散-离散、连续-连续以及混合离散-连续纠缠。该框架直接从散射S矩阵元出发进行量化，并识别出一类新型纠缠态——多模混合猫态。研究以超冷和冷区间的Rb+SrF、Rb+Sr⁺非弹性碰撞以及F+HD化学反应为例，展示了该框架的应用。结果表明，纠缠可以在磁Feshbach共振附近被有效调控，为超冷分子碰撞中产物态纠缠的精确磁控制开辟了道路。
量子纠缠分子碰撞超冷化学散射理论量子控制
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01-27 00:00
本文提出了一种尺寸广延、收敛的“黑箱”耦合簇（ΔCC）方法，能够从任意简并或非简并的Slater行列式参考态出发，计算任意电子数、占据模式、自旋多重度和空间对称性的定态能量与波函数。该理论是简并Rayleigh-Schrödinger微扰（ΔMP）理论的耦合簇推广，并与状态普适多参考耦合簇（SUMRCC）理论密切相关但不同。对于电离和电子附着参考态，它可以被视为一种收敛于全组态相互作用（FCI）极限的耦合簇格林函数方法。研究实现了基于行列式的通用阶算法，生成了高达八重激发的ΔCC能量，并与CI、EOM-CC、SUMRCC、ΔMP和MBGF等方法的结果进行了比较。性能顺序为：ΔCC > EOM-CC > CI（同阶）或 ΔCC > ΔMP > MBGF（同计算标度）。
耦合簇理论多参考方法电子结构量子化学简并态
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01-27 00:00
本研究将强场近似与Herman-Kluk传播子结合，发展了一种高精度的半经典计算方法，用于模拟原子在强激光场中的高次谐波生成过程。该方法通过求解电子在原子势与激光场联合作用下的经典牛顿方程，计算得到的谐波产额和相位与含时薛定谔方程的精确数值解几乎完全一致。计算核心是对相干态波包中心运动的独立经典轨迹求解，具有高度并行化优势，特别适用于分析谐波生成中的复合时间等关键动力学过程。
高次谐波生成半经典方法强场物理herman-kluk传播子含时量子动力学
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01-27 00:00
本研究提出了一个用于光声计算机断层扫描（PACT）深度学习重建方法的标准化基准测试框架。该框架提供了开源的、包含超过11,000个二维随机乳腺对象（含临床相关病变）的合成数据集，并整合了传统图像质量指标和基于临床任务的评估策略。初步基准测试表明，某些基于深度学习的方法虽然在传统指标上表现良好，但在准确恢复病变方面存在局限，凸显了任务型评估的必要性。该框架旨在促进PACT领域方法的公平比较、可重复性评估和系统优化。
光声成像深度学习图像重建基准测试医学影像合成数据
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01-27 00:00
本研究提出了一种新颖的两阶段伽马-中子源分类框架。第一阶段基于物理原理，通过能量阈值（$2.62 \pm 0.77$~MeV）筛选出明确低能伽马源。第二阶段针对阈值以上的模糊信号，开发了基于脉冲形状分析的机器学习流水线，采用软投票集成方法（Bagging、CatBoost、MLP），实现了0.816的准确率和0.921的AUC。这种混合方案结合了基于物理的过滤和机器学习优化，为核安全、防扩散监测和基础辐射研究提供了一种可解释且可扩展的解决方案。
伽马中子鉴别水切伦科夫探测器机器学习脉冲形状分析核辐射监测能量阈值
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01-27 00:00
本研究定量评估了未来电子-离子对撞机（EIC）中，极化质子束的时变磁场对氢原子喷射靶（HJET）的退极化效应。通过将氢原子视为四能级超精细系统，并利用含时量子力学演化分析束流感应磁场的谐波分量驱动下的跃迁，结合EIC标称束流参数进行数值模拟。结果表明，在120 mT的保持磁场下，EIC运行导致的喷射靶退极化效应极小（<0.01%），远低于EIC极化精度要求，且对束流参数变化具有鲁棒性。
极化测量电子-离子对撞机氢原子喷射靶退极化效应量子力学演化束流诊断
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01-27 00:00
本文提出了一种高效模拟布拉格原子干涉仪的新方法。通过将描述干涉仪的一维含时薛定谔方程（1D-TDSE）分离为多个常微分方程组，该方法允许使用自适应步长的龙格-库塔法进行求解。研究对比了该方法与分裂步长法、Crank-Nicolson法的收敛性，并提出了利用查找表进一步加速计算的策略，为精确表征布拉格衍射引入的系统性相位误差提供了有力工具。
原子干涉仪布拉格衍射薛定谔方程数值模拟计算物理
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01-27 00:00
本研究提出了一种突破传统电化学系统局限的新型能量转换平台。该平台利用高电荷态氩离子（Ar^18+）与中性氦原子之间的电荷交换过程，首次有效激发了内壳层电子跃迁，产生了覆盖软X射线和极紫外波段的宽谱光子辐射。通过优化氦气室压力，系统实现了高达 $6.29 \times 10^8 \, \text{W} \, \text{L}^{-1}$ 的辐射功率密度和 $2.64 \times 10^6 \, \text{Wh} \, \text{kg}^{-1}$ 的惊人能量密度，为开发超高功率密度能量转换器提供了新范式。
能量转换内壳层电子电荷交换软x射线高能量密度原子物理
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01-27 00:00
本研究以抗坏血酸（维生素C）为范例，通过量子化学计算系统研究了其在真空和六种溶剂中的全局化学反应性指数（如电离势、电子亲和能、硬度等）。结果表明，溶剂化效应使带电物种稳定化，导致反应性指数发生数电子伏特的显著偏移，且大致遵循Born型介电常数依赖关系。最关键的是，研究明确揭示了Koopmans定理（常用于从轨道能估算这些指数）在溶液中完全失效：它预测的溶剂无关值与实际情况在定性和定量上均错误，未能反映介电屏蔽和几何弛豫的核心物理机制。因此，在凝聚相抗氧化剂研究中必须放弃Koopmans定理，而采用包含溶剂效应的绝热计算。
量子化学溶剂效应koopmans定理抗氧化剂反应性指数抗坏血酸
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01-27 00:00
本文提出了一种从色散关系的数学形式 $\omega(\mathbf{k})$ 出发，系统提取其物理内涵的新教学框架。以有质量克莱因-戈登方程 $\omega^2 = \omega_0^2 + c^2k^2$ 为案例，展示了该单一方程如何编码相速度、群速度、态密度、有效质量和阻抗等核心物理量。分析揭示了该色散形式的普适性，它在量子场、等离子体、超导体和光子晶体中以不同的物理解释出现。研究还结合了质量-弹簧链和流体波等经典系统的详细考察，为连接量子与经典波现象提供了直观类比。
色散关系波传播教学框架克莱因-戈登方程物理诠释统一理论
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01-27 00:00
为满足DUNE中微子实验第二阶段远探测器对约2000平方米大面积光子探测系统的高性能需求，研究团队成功开发了一种工业级物理气相沉积（PVD）工艺，用于制备对三联苯（pTP）波长转换薄膜。该工艺借鉴了OLED显示器的真空沉积技术，解决了有机-无机界面附着力与均匀性的传统难题，可在无机基底上制备出厚度均匀性优于10%（1-2微米）的高质量薄膜。其发射光谱与高品质参考样品一致，且具备良好的可重复性、可扩展性，相比实验室方法大幅缩短了生产时间，为大尺寸液氩时间投影室（LArTPC）光子探测系统的规模化应用提供了可行的量产路径。
中微子探测波长转换薄膜物理气相沉积液氩探测器dune实验大规模制造
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01-27 00:00
本研究设计了一种由同轴电缆构成的无线超材料笼，用于在3.0 T磁场下均匀提升磁共振成像（MRI）的信噪比（SNR）。该装置利用其圆柱几何结构和电磁架构，通过设计的相移电流支持圆极化共振，从而与旋转的 $B_1^-$ 场进行选择性、全向相互作用，实现均匀的磁场分布。与体线圈集成后，该装置在保持与单独体线圈相当的均匀性的同时，实现了32倍的SNR提升，在感兴趣区域内仅表现出12.07%的变异。与先进的16通道肢体线圈相比，该超材料笼在轴向和冠状面上分别实现了至少1.94倍和2.24倍更高的SNR，并且SNR变异显著更低（12.07%对比54.83%）。
磁共振成像超材料信噪比无线技术均匀性增强医学物理
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01-27 00:00
本研究提出了一种名为“远程色散扫描”的超快激光脉冲表征新方法。该方法利用Transformer神经网络，仅需在非线性光谱相位前进行一次局部扫描，即可远程重构经过放大、压缩、自相位调制等线性与非线性过程后的脉冲电场。实验表明，通过测量基频与二次谐波光谱，其重构精度可与传统的二维全扫描相媲美。该技术为高功率超快激光系统提供了一种简单、鲁棒且对光路不敏感的实时脉冲监测方案。
超快光学脉冲表征神经网络色散扫描transformer非线性传播
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01-27 00:00
本研究提出了一种名为RBLQNN的框架，通过改进损失函数来确保分位数预测的均匀准确性并减少预测概率分布的退化。该方法在合成数据集、NOAA全球地面日值温度数据及TRMM卫星降水数据上进行了验证。结果显示，RBLQNN在线性分位数回归等方法失效时仍能准确预测条件分布，在降水统计中尤其能有效捕捉高度非线性和非高斯特征，为约束具有复杂依赖关系的地球物理量不确定性提供了灵活通用的工具。
不确定性估计分位数神经网络气候预测极端事件地球物理
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01-27 00:00
传统基于奇异点（EP）的非厄米传感器虽能实现超线性响应，但其灵敏度提升受限于发散的非厄米本征向量简并（Petermann因子）。本研究在无需复杂非厄米设计或相变的情况下，于一个简单的厄米手性腔中实现了临界点（CP）传感。该厄米系统因本征向量正交性，展现出与EP类似的平方根响应和增强的灵敏度，同时突破了非厄米传感器的Petermann因子极限，为超越传统奇异点和魔鬼点（DP）传感器的超灵敏探测开辟了新路径。
奇异点传感厄米临界点手性光学腔超灵敏探测petermann因子非厄米物理
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01-27 00:00
研究团队提出了Stormscope，一个基于Transformer的生成式扩散模型家族，用于直接从高分辨率、多波段的地球静止卫星图像和地基天气雷达观测数据中学习并预测中尺度风暴演变。该模型能以10分钟时间分辨率和6公里空间分辨率生成长达6小时的预报，其性能与最先进的中尺度数值天气预报模型相当。其生成式架构支持生成大规模集合预报，从而实现对中尺度动力学的显式模拟和稳健的不确定性量化。评估表明，在1至6小时的预报时效内，Stormscope在确定性和概率性验证指标上均领先于外推法和业务化中尺度NWP模型。
气象预报生成式扩散模型卫星观测中尺度风暴人工智能不确定性量化