physics
02-18 00:00
本研究提出对称正交算子网络（SOON），用于解决全球次季节至季节（S2S）气候预测的挑战。该模型的核心创新在于：1）采用各向异性嵌入策略，将全球网格划分为纬度环，以保持纬向周期性结构的完整性；2）设计SOON块，通过对称分解建模纬向和经向算子的交替相互作用，从而在结构上缓解长期积分中固有的离散化误差。在ERA5再分析数据集上的实验表明，SOON在预测精度和计算效率上均显著超越现有方法，确立了新的技术标杆。
气候预测深度学习各向异性建模算子网络s2s预测
physics
02-18 00:00
本研究将一种基于熵和守恒的方差缩减框架扩展至求解Vlasov-Poisson方程的粒子模拟方法。该方法通过在速度空间“踢”操作中冻结重要性权重实现稳定，并引入基于最大交叉熵的权重分布校正，在保证守恒律的同时最小化偏差。在Sod激波管和朗道阻尼等测试案例中，该方法在低信号区域相比传统粒子模拟实现了显著的加速，且对模拟代码改动极小。
粒子模拟方差缩减vlasov-poisson方程等离子体物理计算物理熵方法
physics
02-18 00:00
在广义迹动力学框架下，本文从包含两个不等矩阵速度的时空-物质原子迹拉格朗日量出发，证明了纯玻色子子系统允许自伴哈密顿量，而费米子部分则携带固有的反自伴贡献。其关键结构在于，为使迹拉格朗日量玻色化，需要引入两个不相等的奇次格拉斯曼元素 $\beta_1 \neq \beta_2$。通过分别处理玻色和费米变分，计算迹哈密顿量并分离出反自伴项，从而为“只有费米子自由度作为坍缩通道”这一现象提供了第一性原理机制。
波函数坍缩广义迹动力学费米子玻色子自发定域化量子基础
physics
02-18 00:00
本研究通过直接模拟蒙特卡洛（DSMC）方法和视角因子法，模拟了未来月球表面载人舱在泄压和材料排气过程中对周围环境的污染扩散。初步分析表明，针对氩-40（$^{40}\text{Ar}$）的科学测量需在距离舱体30-100米外进行，而探测极地陨石坑水等低丰度物质则需远离舱体3公里以上，以避免人类活动排放物干扰月球原生环境的科学观测目标。
月球环境污染模拟dsmc方法排气分析阿尔忒弥斯计划空间科学
physics
02-18 00:00
本研究利用Pantheon+ Ia型超新星样本，对宇宙学标准模型ΛCDM及其主要竞争者$R_{\rm h}=ct$模型进行了检验。通过推导基于广义相对论能量条件的模型无关距离模数约束，并与两个模型的哈勃图预测进行比较，发现ΛCDM在红移$z \subset (0, 2)$范围内违反了强能量条件，而$R_{\rm h}=ct$模型则满足所有四个能量约束。模型选择结果显示，$R_{\rm h}=ct$模型得到数据的支持度约为89.5%，远高于ΛCDM的10.5%。这表明不含暴胀的$R_{\rm h}=ct$模型在遵守能量条件方面更具优势。
宇宙学标准模型超新星能量条件模型选择广义相对论
physics
02-18 00:00
本文提出，量子技术已从实验室研究转变为关键战略基础设施，其发展正接近一个“事件视界”。面对中国在军民融合战略下集中推进的量子计划（涵盖计算、传感和密码分析），美国及其盟友需要一种新的治理框架。文章的核心贡献是提出了一个“最低贸易限制、安全充分、创新保护”（LSI）测试，旨在通过经济治国工具，为高敏感度的研发合作创建安全的闭环环境。该框架提供了可操作的标准、模板和分级护栏，旨在避免过度安全化与安全不足，在保障国家安全的同时，维持开放创新与国际秩序的稳定。
量子技术国家安全产业政策经济治国国际治理军民融合
physics
02-18 00:00
本研究分析了2019年至2025年中期的吸收性气溶胶光学厚度（AAOD）数据，追踪了黑碳和矿物粉尘在巴基斯坦及西喜马拉雅地区的长距离传输和季节性变化。研究发现，这些气溶胶在冰川区域沉积会显著降低冰雪反照率，加速融化。研究团队开发了一种基于直方图梯度提升（HGB）分类器的机器学习概率预测模型，利用地理、季节和滞后指标，能够提前一步预测高AAOD事件。模型评估指标（ROC-AUC: 0.791， PR-AUC: 0.269， Brier分数: 0.028）显示出较高的预测能力和良好的概率校准。预测结果表明，喜马拉雅冰川邻近区域持续面临AAOD升高的最高风险。
气溶胶传输冰川消融机器学习预测黑碳喜马拉雅环境物理
physics
02-18 00:00
本研究提出一种结合图神经网络与进化算法的混合神经进化方法，用于解决城市公共交通网络设计问题。核心贡献是引入了一种基于交通连通性的公平可达性度量，将优化目标从传统的乘客-运营商成本权衡转向空间公平性。实验表明，该方法在合成数据集上能有效提升网络的代数连通性与韧性，但在应用于真实城市数据时仍面临挑战。
公共交通网络公平可达性神经进化算法图神经网络网络韧性空间公平
physics
02-18 00:00
本研究探索利用机器学习方法，从控制模型模拟中预测月均一氧化碳（CO）柱总量再分析数据。该方法旨在应对卫星观测数据中断（如MOPITT卫星于2025年初停止观测）对哥白尼大气监测服务再分析产品质量的影响。通过机器学习学习不同模型配置间的系统性差异，有望弥补观测数据缺失，维持大气成分监测的连续性。
大气科学机器学习一氧化碳数据同化卫星观测
physics
02-18 00:00
本研究提出了一种创新的合作博弈论模型，旨在改革联合国主要依赖自愿捐款的现有资金机制。该模型摒弃了各国基于自身利益的纳什均衡框架，转向合作模式，将各国的财政贡献与其从联合国活动中获得的收益挂钩。通过引入基于效用推导的个性化定价，模型确保了更可持续和公平的资金体系。基于智能体的模拟表明，该方法能提升全球总效用、减少搭便车问题，并创建更高效的资源分配系统，为考虑成员国不同经济能力的全球公共品供给提供了更稳定有效的框架。
合作博弈论联合国融资全球公共品资源分配可持续性机制设计
physics
02-18 00:00
本研究通过分析AI智能体与人类共存的Moltbook平台完整交互网络，首次系统比较了AI社会与人类社交网络的结构差异。研究发现，尽管两者在节点-边标度关系上一致，但AI网络内部组织存在显著不同：表现出极端的注意力不平等、重尾且不对称的度分布、被抑制的互惠性以及全局三角结构缺失。社区分析显示其模块化程度更高，社区规模不平等性相对较低。这表明AI社会能复制人类网络的全局结构规律，但遵循不同的内部组织原则，揭示了人类社会组织的关键特征并非普遍存在，而是依赖于交互主体的本质。
ai社交网络复杂网络人机交互社会物理学网络结构
physics
02-18 00:00
本研究开发了一个基于过程的、由大语言模型驱动的代理人模型，以模拟数字时代银行挤兑的社会传染机制。模型将银行设定为遵循现金优先的提款处理规则，并包含折价抛售清算和内生压力指数。储户在风险容忍度、以及对基本面信息与社会信息的权重上具有异质性，并在一个根据2023年3月推特活动校准的重尾网络上进行交流。通过对4900种配置的模拟，研究发现：银行内部网络连通性在基本面不变的情况下提高了提款级联的可能性和速度；银行间传染在溢出率达到约0.10时表现出急剧的相变；储户网络重叠与网络放大效应之间存在非线性交互作用。在一个基于硅谷银行、第一共和银行等危机时期数据校准的场景中，模型成功复现了观察到的银行倒闭顺序。
银行挤兑社会传染代理人模型大语言模型网络效应金融风险
physics
02-18 00:00
本研究针对大都市尺度交通可达性分析中，精确旅行时间预测依赖昂贵API或专业数据的痛点，提出了一种低成本、低数据需求的中间路径方案。文章以洛杉矶都市区为案例，首先基于开放数据计算初始旅行时间，随后构建随机森林模型，将初始时间、转向及交通管制等开放数据作为特征，预测最终驾驶时间。验证表明，这种可解释的机器学习方法在保证合理精度的同时，极大降低了对计算资源和数据的要求，为资源有限的研究者、从业者及社区倡导者提供了可行的分析工具。
旅行时间预测开放数据随机森林交通可达性机器学习城市交通
physics
02-18 00:00
研究团队提出了TokaMind，一个基于多模态Transformer的开源基础模型框架，用于聚变等离子体建模。该模型利用公开的MAST数据集中的异构诊断数据进行训练，支持时间序列、二维剖面和视频等多种数据模态，并具备鲁棒的缺失信号处理能力。通过选择性加载和冻结四个模型组件，TokaMind实现了高效的任务适应。评估显示，在大多数任务上，微调后的TokaMind性能优于基准模型，且轻量级微调在相同训练周期下优于从头训练。
托卡马克等离子体多模态模型transformer聚变能基础模型
physics
02-18 00:00
研究团队发布了IT-DPC-SRI，这是意大利首个公开的长期天气雷达降水估算数据集，覆盖16年（2010-2025）。该数据集将意大利民防部门的国家雷达拼图数据，统一处理为时空一致的、云优化的Zarr数据立方体，包含超过100万个时间步长，空间分辨率达1公里，数据量从7TB压缩至51GB。它解决了意大利雷达数据长期分散在不同格式和投影中的问题，并通过Zenodo、欧洲天气云和ArcoDataHub平台提供访问，填补了意大利未参与泛欧洲雷达数据共享计划的空白。
气象雷达降水数据数据存档云优化意大利气候研究
physics
02-18 00:00
本研究为SuperKEKB对撞机上的Belle II实验开发并评估了一种基于图神经网络的实时触发算法，用于电磁量能器。该算法将量能器触发单元视为图节点，以确定性的低延迟（3.168 μs）执行聚类、特征提取和信号分类，并预测簇的位置和能量。系统在FPGA上实现，以8 MHz的吞吐量同步运行于一级触发链。性能评估表明，高能簇的位置分辨率在中心探测器区域提升了18%，孤立低能簇的纯度提升了20%，重叠簇的效率提升了20%，同时信号分类器在固定信号保留率下实现了额外的本底抑制。
图神经网络fpga实时触发高能物理belle ii实验电磁量能器
physics
02-18 00:00
本文提出了一种非平衡量热学的概念框架，将微热量测定技术发展为研究生物系统结构与功能的定量方法。该方法通过探测细胞或亚细胞结构在外部参数变化时释放的过剩热量，即使系统处于非等温状态。作为示例，作者计算了与纤毛运动（划船模型）和分子马达运动（闪烁棘轮）相关的低自由度生物物理模型的热容量。定量预测揭示了（非平衡）热容量作为相关生物物理参数的函数具有有趣的依赖性，甚至可能因生物活动而呈现负值。
非平衡热力学生物物理微热量测定分子马达热容量
physics
02-18 00:00
本文针对粒子网格（PIC）方法与随机碰撞模型结合的等离子体模拟，提出了一套创新的代码验证技术。通过引入制造解方法，为等离子体动力学和碰撞算法分别构造已知解，从而能够直接计算粒子位置和速度的误差，而非依赖难以比较的分布函数差异。该方法避免了修改粒子权重带来的风险，并推导了离散化误差与统计误差的预期收敛率。研究证明，该框架同样适用于中性气体流动的直接模拟蒙特卡洛（DSMC）模拟，为高超声速飞行、半导体制造等领域的复杂等离子体模拟提供了可靠的验证工具。
粒子网格方法蒙特卡洛碰撞代码验证制造解方法等离子体模拟数值误差
physics
02-18 00:00
一项针对量子领域顶尖研究者的定性研究揭示了他们对量子信息技术（QIST）关键问题的共识与分歧。专家们一致认为，当前处于嘈杂中型量子（NISQ）时代的设备应被称为量子计算机，但构建一台小型容错量子计算机预计仍需约十年，而实现能运行肖尔算法并展现量子优势的可扩展系统则需数十年。专家普遍认为，量子计算机将是位于数据中心、可通过远程访问的专用工具，而非个人便携设备。在量子比特架构方面，多种平台均显示出潜力，尚无明确胜出者。这些见解为教育者、政策制定者及公众建立对该领域的现实预期提供了宝贵指导。
量子计算nisq时代容错量子计算机专家视角量子比特架构技术展望
physics
02-18 00:00
本文探讨了Lee Smolin的因果观理论、Karl Friston的自由能原理与当代心理学意识功能理论之间的概念融合。尽管源自不同领域，这三种框架都关注从不确定性到确定性的转变过程，其中新颖性通过“意外”的解决而产生。研究指出，这些转变发生在特定的时空间隙中，这些间隙随着系统组织的增长而演化并逐渐复杂化。通过追踪这些框架间的结构与功能相似性，论文提出了一种解释：新颖性、意外和时空间隙的逐步精细化可能与意识的涌现及其向心理学所描述的高级形式的渐进发展有关。
意识科学自由能原理因果观理论跨学科融合演化理论
physics
02-18 00:00
本研究将基于规范多分量分解的低标度求解器，整合到新近发展的MPCC嵌入框架中，以加速其环境级求解。通过CPD技术，我们不仅分解了三个主导的三阶密度拟合双电子积分张量，还提出了一种新公式，将低层求解器的存储复杂度从$\mathcal{O}(N^3)$降至$\mathcal{O}(NR)$（$R$为CPD秩），并将最耗时的张量缩并计算标度从$\mathcal{O}(N^4)$降至$\mathcal{O}(NR^2)$。在水团簇和直链烷烃上的基准测试表明，该方法在保持DF参考收敛行为和化学相关能量差的同时，显著降低了计算成本。
量子嵌入张量分解耦合簇理论计算化学低标度算法
physics
02-18 00:00
经典最速降线问题在空气中忽略阻力时，解为摆线。本研究首次系统求解了水下最速降线，同时考虑了浮力、与雷诺数相关的粘性阻力以及流体附加质量效应。研究发现，当物体密度接近流体密度时，经典摆线解变得极不理想，甚至无法到达终点。在阻力危机临界雷诺数附近，最优轨迹对密度比和物体尺寸极为敏感。物理效应分解表明，若同时忽略阻力和附加质量，预测的通过时间仅为实际最小值的一半左右。研究还将该公式扩展至包含中间航路点的三点最速降线问题，揭示了经典问题中不存在的有限可达域。
最速降线流体动力学水下轨迹规划粘性阻力附加质量雷诺数
physics
02-18 00:00
本研究结合微CT结构表征与时间分辨X射线成像技术，首次量化了针刺非织造布在部分饱和状态下的厚度方向液体传输动力学。研究发现，厚度方向的液体传输速率随饱和度呈指数依赖关系，与平面相对渗透率模型一致。针刺强度的增加会使纤维向厚度方向重排，形成优先流动通道，从而增强厚度方向的传输能力，即使单相渗透率有所降低。该工作为不透明纤维材料中毛细驱动动态传输提供了实验与建模框架。
非织造布液体传输x射线成像针刺工艺多孔介质毛细流动
physics
02-18 00:00
本文是一篇教育性文本，重点介绍了用于精确相位控制和同步加速器腔体的高频电子电路及其组件。内容从传输线、连接器和反射处理等基础知识出发，讨论了表面贴装元件的应用，并演示了如何利用Kuroda恒等式将集总电路设计转换为印刷电路设计。以CLIC对撞机蟹腔同步电路为例，具体展示了共面波导、SMA连接器、威尔金森功分器和表面贴装双平衡混频器等组件的使用。此外，文章还解释了IQ控制器在控制腔体相位和幅度方面的优势，并讨论了IQ调制器与压控振荡器（VCO）的工作原理与应用。
射频电子加速器技术电路设计相位同步iq调制