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02-10 00:00
本文提出了DISCOVER，一个开源的符号回归框架，旨在解决现有工具与Python工作流集成差、对符号搜索空间控制有限以及难以应对大规模计算需求的问题。该框架采用模块化设计，允许用户利用领域知识引导符号搜索、显式约束特征空间，并可选择GPU加速以提升数据密集型工作流的计算效率。其核心贡献在于通过物理信息引导，优先发现具有物理意义的可解释模型，适用于计算物理、计算化学和材料科学等领域。
符号回归物理信息gpu加速材料科学可解释ai计算物理
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02-10 00:00
diffpy.morph 是一个开源 Python 工具包，旨在以模型无关的方式从一维科学光谱（如衍射、PDF 数据）中提取科学见解。其核心方法是：通过对一对光谱中的一个应用简单的变换（称为“morphs”），来消除由实验不一致性或良性物理变化（如热膨胀效应）引起的无意义差异，从而揭示潜在的化学、结构或其他重要变化。该工具包已应用于解决 X 射线和中子数据的多种实验挑战，原则上可应用于任何一维函数。
光谱分析模型无关python工具数据比较科学计算
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02-10 00:00
本研究首次通过3D打印试样的准静态压缩实验和反应分子动力学模拟，对新型三维碳同素异形体——金刚炔衍生的四种几何结构（3F、2F-SY、4F、2F-USY）进行了多尺度力学评估。结果表明，对称双亚晶格结构（2F-SY）性能最优，其比屈服强度达5.91 MPa·g⁻¹·cm³，比能量吸收为279 J·g⁻¹。结构变形机制包括几何坍塌和支柱屈曲，分子动力学模拟揭示了因互锁亚晶格排列导致的强方向各向异性，如4F结构沿z方向刚度达24.1 GPa。金刚炔架构展现出几何主导的力学行为，为轻质、高吸能超材料提供了新平台。
金刚炔3d打印力学性能超材料分子动力学能量吸收
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02-10 00:00
本研究提出了一种机器学习增强的数据同化框架，用于高效表征多尺度碳酸盐岩的微观结构。该框架将密集神经网络（DNN）作为多尺度孔隙网络模拟器的代理模型，并与集成平滑多数据同化（ESMDA）算法相结合。通过利用实验测量的排驱相对渗透率数据，该DNN-ESMDA框架能够同时推断微孔隙相的CO₂-盐水排驱相对渗透率及其不确定性，揭示了各岩石相的相对重要性。相比传统的多尺度数值模拟，该框架将推断时间从数千小时缩短至秒级，实现了显著的加速。
机器学习数据同化多尺度表征碳酸盐岩数字岩心孔隙网络
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02-10 00:00
本文探讨了量子物理中两种主要诠释：哥本哈根诠释认为观测导致波函数坍缩，而多世界诠释则提出每次量子测量都会分裂出包含所有可能结果的平行宇宙。文章分析了这两种理论如何解释微观粒子的叠加态（如薛定谔猫态 $|\psi\rangle = \frac{1}{\sqrt{2}}(|\text{活}\rangle + |\text{死}\rangle)$），并讨论了为何我们尚未观测到其他宇宙中的“自我副本”。
量子物理多重宇宙哥本哈根诠释多世界诠释波函数坍缩
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02-10 00:00
本研究提出LatentChem框架，旨在解决化学大语言模型依赖离散自然语言进行推理的局限性。该框架将化学计算与文本生成解耦，使模型能在连续的潜在空间中进行多步推理，仅输出最终结果。研究发现，当模型仅针对任务成功率进行优化时，会自发地将推理过程内部化，放弃冗长的文本推导，转向隐式的潜在计算。在多个化学推理基准测试中，LatentChem在ChemCoTBench上相比基于思维链的基线模型取得了59.88%的非平局胜率，同时推理速度平均提升了10.84倍。结果表明，化学推理更自然地体现为连续的潜在动态过程，而非离散的语言轨迹。
化学推理潜在空间大语言模型思维链计算效率
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02-10 00:00
本研究提出了一种名为HEDMoL的新方法，用于学习包含电子信息的分子表示。现有分子表示方法主要依赖原子级信息，不足以精确描述真实世界的分子物理性质。该方法通过将易于获取的小分子电子级信息迁移到目标大分子中，在不增加额外计算成本的前提下，实现了对分子电子特性的有效编码。在包含大量实验观测数据的基准测试集上，该方法取得了最先进的预测精度。
分子表示学习电子信息迁移分子物理预测计算化学机器学习
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02-10 00:00
本研究为航空高度有效剂量率的临近预报，构建了首个公开的机器学习就绪数据集。该数据集整合了2013至2023年间589次航班、超过9.2万次自动辐射测量数据，并融合了太阳软X射线/质子通量、太阳风特性、次级宇宙射线中子、空间天气指数及太阳黑子数等多种地球空间环境参数。数据经过精心划分，确保单次航班数据不跨分区，且各分区能均衡采样飞行位置与环境条件。初步用例测试表明，基于该数据集的预报精度已略优于现有物理模型，为开发数据驱动的辐射环境预报方法奠定了基础。
大气辐射机器学习数据集航空安全空间天气临近预报辐射测量
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02-10 00:00
本研究通过高分辨率（高达0.05 cm⁻¹）傅里叶光谱技术，测量了掺杂Pr³⁺离子的YAl3(BO3)4晶体的光学透射光谱，并施加了平行于晶体三角c轴的磁场。研究确定了Pr³⁺多个晶体场双重态的g因子，并利用交换电荷模型和高分辨光谱数据，获得了一套物理上合理的晶体场参数。观测到的零磁场下部分双重态的分裂被归因于随机晶格畸变的存在。通过同时考虑超精细相互作用和电子-形变相互作用，对观测到的形变双重态谱线轮廓进行了模拟，并估计了随机应变分布函数的宽度。最后，讨论了YAl3(BO3)4:Pr³⁺晶体中随机应变的主要来源。
高分辨光谱晶体场稀土掺杂随机应变超精细相互作用电子-形变相互作用
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02-10 00:00
本研究报道了在磁光阱（MOT）中冷却的$^{85}$Rb和$^{87}$Rb原子，其$5\mathrm{S}_{1/2} \rightarrow 5\mathrm{D}_{1/2}$跃迁的双光子激发荧光（TPEF）测量结果。实验在低至1 $\mu$W的激发功率（或低至约$4.30 \times 10^{18}\ \text{photons}\,\text{cm}^{-2}\,\text{s}^{-1}$的光子通量）下观测到了TPEF。结果表明，铷原子因其可被光学冷却至多普勒展宽可忽略的程度，是用于在低光子通量下观测灵敏双光子光谱特征的一个有前景的平台。
原子物理双光子光谱磁光阱铷原子荧光测量
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02-10 00:00
本研究提出SHARPEN方法，以解决三维多板层扩散磁共振成像中的板层边界伪影问题。该方法通过在不同扩散方向施加板层偏移，提供互补的板层轮廓编码，无需延长扫描时间。利用轻量级自监督神经网络，结合物理先验知识，从偏移数据中估计板层轮廓并进行图像校正。实验验证表明，SHARPEN能准确估计轮廓、鲁棒地校正伪影，支持受试者特异性训练，并在3T临床扫描仪上实现了0.7毫米各向同性分辨率的高质量扩散成像。
扩散mri板层伪影校正自监督学习图像重建高分辨率成像神经网络
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02-10 00:00
2009年 Bernard、Krauth 和 Wilson 的论文标志着蒙特卡洛采样的范式转变。他们放弃了传统的细致平衡条件，转而采用更基本的全局平衡原理，提出了事件链蒙特卡洛算法。该算法为硬球系统实现了无拒绝、确定性的采样，其持续的定向动力学显著加速了致密粒子系统的平衡过程。本文回顾了这一开创性工作，并利用后续发展的事件驱动蒙特卡洛框架阐明了其底层机制，展示了该算法如何从硬球模型自然推广到连续势场和现代提升马尔可夫链形式，从而将一项特定成果转化为一类强大的通用采样算法。
蒙特卡洛方法全局平衡事件链算法统计物理分子模拟采样算法
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02-10 00:00
本研究利用飞秒激光直写技术在玻璃芯片内部一步制造了微型化、全封装的多平面光转换器。该技术通过在玻璃内部形成具有空间可控快轴取向的双折射纳米光栅层，创建多个几何相位全息图，从而对通过其中的圆偏振光施加可控的相位图案。实验成功演示了尺寸仅为700×700×2000微米的3模和10模厄米-高斯模式分选器原型。这项工作为快速原型化坚固的单片式MPLC技术开辟了道路，未来在经典与量子光子学领域，如光通信、光子计算和成像等方面具有广泛应用潜力。
光子芯片激光直写光束整形几何相位集成光学量子光学
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02-10 00:00
本研究提出了一种基于等变神经网络的机器学习方法DCM-net，用于构建任意分辨率的分布式电荷模型。该模型能高效、准确地表征分子静电势的各向异性，超越了传统分子力学中使用的点电荷表示法。对于未见过的分子，每个原子分配2个电荷的模型精度（0.75 (kcal/mol)/e）已与拟合的原子偶极子相当；而每个原子分配3-4个电荷的模型精度（0.55 (kcal/mol)/e）可与原子多极展开（直至四极矩）相竞争。该方法显著改善了氧、氟原子周围及芳香体系等具有强各向异性静电场的区域预测，并为运行纯ML或混合ML/MM分子模拟提供了一种快速且物理意义明确的途径。
机器学习分子模拟静电势等变网络电荷模型物理化学
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02-10 00:00
本研究开发了一种基于分裂柱微波腔的位移传感器，用于测量介质膜的运动。当膜位于柱体中心时，腔体对位移的响应主要为二次方关系。通过压电驱动膜片并结合独立干涉测量进行校准，研究发现系统在中心位置具有最高的位移-电压灵敏度和最大的二次方输出。当膜片偏离中心时，响应会从二次方逐渐过渡到线性。这种二次方与线性耦合之间的可控切换，是实现能够分辨能量量子化的传感器的关键要求，使该平台成为微波-机械量子换能器的有力候选者。
微波传感位移测量量子换能器二次方响应机械运动
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02-10 00:00
本研究提出了一种基于溶液吹纺的高通量原位制造策略，用于制备纳米复合被动日间辐射冷却（PDRC）纤维膜。该方法沉积速率比传统静电纺丝快8-12倍，可直接应用于非平面、非导电基材。所得膜由嵌入Y₂O₃纳米颗粒的SEBS纤维构成，在户外可实现高达7.0°C的亚环境冷却，并能有效延缓冰融化。该膜可通过简单的清洗、溶解和再加工实现完全回收，为在各种表面上集成PDRC纤维膜提供了一个可扩展且可持续的制造平台。
辐射冷却纤维膜溶液吹纺热管理纳米复合材料可持续制造
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02-10 00:00
本研究提出了一种利用光电导天线将噪声抑制的近红外电光梳转移至太赫兹域，从而生成宽带太赫兹频率梳的新方法。通过结合孤子自频移和光谱滤波的噪声抑制策略，无需主动稳定即可有效抑制电光梳的相位噪声。产生的太赫兹梳具有宽光谱覆盖（0.05-4 THz）、窄梳线宽度（傅里叶变换极限下0.3 Hz）以及优异的频率稳定性（1秒积分时间下$8.6 \times 10^{-14}$）。该技术为高分辨率分子光谱学和精密太赫兹计量学提供了通用工具。
太赫兹频率梳电光梳噪声抑制高分辨率光谱精密计量光电导天线
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02-10 00:00
本研究提出了一种将暗物质描述为相对论性无碰撞气体的唯象模型，该模型仅由一个无量纲参数β（即当前粒子速度与光速之比）完全确定。模型给出了能量密度、压强和声速的解析表达式，其演化过程在早期呈现类辐射行为，晚期则过渡到冷暗物质状态。通过修改的Boltzmann代码CLASS实现并与Planck 2018 CMB数据对比，研究发现当β足够小时，该模型与ΛCDM模型在观测上无法区分；而早期产生显著相对论效应的大β值则受到观测限制，从而证实了相对论性动能气体方案与当前宇宙学观测的一致性。
暗物质模型相对论气体宇宙学演化cmb观测唯象模型动力学理论
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02-10 00:00
本研究开发了一种多光谱X射线计算机断层扫描（MSCT）技术，首次实现了对生物组织模拟材料中多种冷冻保护剂扩散过程的非侵入性、时空分辨定量监测。该技术通过创新的光子能量分选算法，无需造影剂即可灵敏检测低对比度的冷冻保护剂，对二甲亚砜、甘油和水的混合溶液体积分数测量精度可达5%以内。实验观察到冷冻保护剂在模拟水凝胶中呈现异质性扩散现象，这是传统技术无法揭示的。该技术解决了多组分溶液分析中的欠定问题，且不依赖均匀扩散假设，为优化冷冻保存加载方案和评估玻璃化可行性提供了关键诊断工具。
冷冻保存多光谱ct扩散成像生物医学物理无创监测
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02-10 00:00
本研究发布了tmQM-RDF数据集，这是一个采用资源描述框架（RDF）构建的知识图谱，旨在为机器学习与计算化学研究提供高质量数据支持。该数据集系统性地收录了约5万个过渡金属配合物（TMCs）的定性与定量描述，涵盖其配体组成、分子图结构等丰富信息。研究展示了如何利用该图谱进行TMCs的分子操作任务，结果表明，即使使用相对简单的概率模型也能获得有前景的性能，为催化、药物化学等领域的化合物分析与发现提供了新的数据基础。
知识图谱过渡金属配合物计算化学机器学习rdf数据集
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02-10 00:00
本研究利用薄膜铌酸锂纳米光子波导，将成熟的近红外掺铒光纤光频梳高效地转换至紫外和可见光波段，构建了一种结构简单、高效的双光梳光谱仪。结合实时信号处理技术，该系统在可见光波段实现了近120 THz的同步光谱带宽和100 MHz的光谱分辨率，成功测量了碘分子（I₂）的宽带吸收光谱，创下了可见光双光梳光谱仪的最宽光谱覆盖记录。该技术为在紫外-可见-近红外宽达500 THz的范围内，实现高分辨率、高精度复杂吸收光谱的紧凑型高效测量提供了新方案。
双光梳光谱铌酸锂波导可见光光谱非线性频率转换高分辨率光谱
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研究发现，非轴对称等离子体平衡态中的非线性气球模不稳定性，会沿着磁力线发生空间局域化，其机制类似于无序晶格中的安德森局域化。这种局域化从根本上改变了非线性稳定性，将全局性的气球模崩溃转变为了金兹堡-朗道网络上的连通性相变。研究团队从连续渗流理论中推导出一个拓扑阈值 η_c。当系统参数低于该阈值时，全局不稳定性被拓扑性地抑制为孤立的“闪烁”，这为实验中观察到的稳定、无害的饱和现象提供了严格解释。反之，当超过阈值时，会形成跨越整个系统的簇路径，从而解锁快速且可能具有破坏性的非线性增长。
等离子体物理非线性不稳定性拓扑抑制渗流理论磁约束聚变
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02-10 00:00
本研究提出了一种基于铁电场效应晶体管（FeFET）的储层计算系统，通过同时利用栅极和衬底作为输入，增强了系统的时间和空间非线性。通过衬底输入改变栅堆栈中的电场分布，可以额外控制下一时间步的铁电极化状态，从而产生比仅使用栅极输入更多样的内部状态。通过在栅极输入和衬底输入之间引入延迟，实现了当前与过去输入之间的非线性混合，有效增强了系统的短期记忆和非线性特征提取能力。该方法为调控铁电极化动力学提供了额外的自由度，有望构建灵活、高能效且易于集成的FeFET储层计算平台，适用于多样化的时序数据处理应用。
储层计算铁电晶体管时间非线性时序处理神经形态计算
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02-10 00:00
本研究通过轴对称数值模拟，系统探究了液滴在深液池中的融合动力学。研究构建了基于韦伯数、奥内佐格数和邦德数的相图，以区分部分融合与完全融合的边界。分析表明，液滴接触液池后形成向上液柱，其向内水平动量导致液柱断裂。研究发现，随着无量纲数增大，垂直塌缩速率对融合结果起关键作用，而瑞利-普拉托不稳定性在所研究参数范围内作用不显著。研究还识别出存在多次颈缩振荡的过渡区，并发现长椭球液滴最易生成次级液滴。
流体力学液滴融合数值模拟多相流界面动力学