Polar-Core Spin Vortex of Quasi-2D Spin-2 Condensate in a Flat-Bottomed Optical Trap

Motivated by the recent experiments realized in a fiat-bottomed optical trap [Science 347 （2015） 167; Nat. Commun. 6 （2015） 6162], we study the ground state of polar-core spin vortex of quasi-2D spin-2 condensate in a homogeneous trap plus a weak magnetic field. The exact spatial distribution of local spin is obtained and the vortex core are observed to decrease with the growth of the effective spin-spin interaction. For the larger effective spin-spin interaction, the spatial distribution of spin magnitude in spin-2 condensate we obtained agrees well with that of spin-1 condensate in a homogeneous trap, where a polar-core spin vortex was schematically demonstrated as a fully-magnetized planar spin texture with a zero-spin core. The effective spin-spin interaction is proportional to both the bare spin-spin interaction and the radius of the homogeneous trap, simultaneously. Thus the polar-core spin vortex we obtained can be easily controlled by the radius of the trap.

极地钻井液冷却用板式换热器设计及换热性能模拟研究

在极地开展冰下基岩取心钻探,对研究冰下地质构造、揭示冰盖演化历史、评估未来气候变化等均有重要的意义。在极地冰下基岩钻探过程中,钻井液在孔底循环后温度可能升高至0℃以上,进而在上返过程中融化冰孔孔壁,导致井壁失稳,甚至引发卡钻事故。为此,有必要研发极地钻井液冷却系统,在地表将钻井液冷却至较低的温度后再注入孔内,进而使钻井液在循环过程中始终保持在0℃以下。换热器是钻井液冷却系统的核心部件。本文选用板式换热器做为钻井液的换热部件,采用平均温差法确定了板式换热器的换热面积和基本参数,然后使用COMSOL Multiphysics 6.0软件对板式换热器的换热性能进行了数值模拟。研究结果表明,该换热器可将钻井液冷却至-4~-3℃;此外,模拟结果表明,钻井液的出口温度随载冷剂注入温度的降低和载冷剂流量的增大而降低;钻井液的类型对换热器的换热性能有较大影响,而换热板片的材质对换热器的换热效果影响不大。

极地中深及深冰芯钻探项目进展及对我国的启示

在极地开展中深及深冰芯钻探项目,对获取古气候信息、揭示冰盖运动规律以及预测未来全球环境变化等方面均具有重要意义。从20世纪60年代开始,世界各国已经在极地完成了26个中深冰芯钻探项目和14个深冰芯钻探项目。目前,仍有Dome A、Beyond EPICA、MYIC、Dome Fuji和Hercules Dome等5个深冰芯钻探项目正在实施中,且俄罗斯正在筹划Dome B的深冰芯钻探项目。目前,我国仅实施过1个中深冰芯钻探项目,而深冰芯钻探项目的深度刚突破800 m。与欧洲、美国、日本和俄罗斯相比,我国在中深和深冰芯钻探技术领域施工经验少,装备自主化程度低,技术水平落后。为此,我国应积极研发具有自主知识产权的深冰芯电动机械钻具,加快实施Dome A深冰芯钻探工程,开展中深冰芯钻探及古老蓝冰钻探项目,突破冰层快速钻探和定向取芯钻探等关键技术,从而促进我国极地冰芯钻探技术的发展,提高在极地冰芯科学领域的影响力。

基于偏振光图像的五常核心产区稻花香米真实性判别

“五常大米”(GB/T 19266-2008)享有地理标志保护,但由于其核心产区内外稻米品质差异较大及频繁的仿冒现象,进一步区分五常大米核心产区将有助于品牌发展、保护和提升。本论文以五常稻花香大米核心产区之一的民乐乡为例,选取民乐乡与五常地区非民乐乡不同产地的相同稻花香2号(五优稻4号)品种稻米,采集其偏振光图像,数据集总共包含3万张稻米颗粒图片;选择适合识别图像表型差异小的三种深度学习方法DenseNet、GoogleNet、ResNet50,进行民乐乡与非民乐乡的稻米籽粒偏振图像分类判别;随后,利用模型的混淆矩阵值,计算出每个模型的准确率、精确率、召回率和F1值。实验结果表明,DenseNet模型性能最优,平均准确率达到0.991;GoogleNet模型次之,平均准确率为0.966;ResNet50模型在训练集上表现良好,但在测试集上表现较差,且出现过拟合现象,平均准确率为0.948。本研究中五常的民乐乡与非民乐乡相同品种糙米图像肉眼观察相似度较高,但通过采集其偏振信息图片并且利用复杂的深度学习模型能够实现较好区分。所以,利用偏振成像技术结合深度学习的方法对五常核心产区稻花香米进行真实性判别具有可行性。

输气站控排闸阀阀芯耐蚀耐磨熔覆工艺研究

本文针对某天然气输气站控排闸阀阀芯腐蚀和磨损失效现状,通过激光熔覆技术开展了熔覆层的金相组织、硬度、磨损和腐蚀性能的工艺参数优化。结果表明:优化的激光功率为1900W、扫描速率为500mm/min和送粉速率为40g/min,金相组织和硬度发生了明显变化,磨损后熔覆层表面形成了较细浅的犁沟,优化熔覆层呈现了更优越的电化学耐蚀性能、钝化性能以及抗点蚀性能,这为注输气站控排闸阀阀芯的冲刷腐蚀导致失效提供了有效防护技术。

20世纪90年代以来长江三角洲地区空间极化研究

以县(市)作为基本研究单元,采用综合指数法分别计算长江三角洲地区1991年、1998年和2005年经济社会发展综合指数,通过比较各单元经济社会发展综合实力的变化,研究20世纪90年代以来长江三角洲地区空间极化的特点。结果表明:长江三角洲地区区域极化明显增强,传统的核心—边缘格局没有发生根本变化,在核心区又出现了新的极化区域。基本上形成了具有城市等级体系的核心—外围空间格局,但网络结构和辐射轴尚不健全。

深海氧同位素第5阶段的气候记录:武都黄土剖面与极地冰心、深海沉积同位素记录的对比

武都地区晚更新世以来堆积了厚约１７ｍ的黄土地层，其间夹有多层厚度不一、发育程度不同的古土壤层．在剖面１３．２～１７ｍ黄土中，野外可清晰的观察到６层古土壤．通过剖面磁化率、粒度、稳定同位素、元素地球化学、ＴＬ年代、ＣａＣＯ３、有机质含量的综合分析，认为它敏感而详尽地记录了深海氧同位素第５阶段的气候变化历史．对比研究结果显示：除总体模型与中国中西部黄土高原、深海氧同位素及南极冰心记录一致外，还可以与格陵兰Ｓｕｍｍｉｔ冰心记录进行良好的细节对比，揭示了全球气候变化地质记录的统一性．

极地冰芯中火山记录的研究进展

火山活动产生的硫酸气溶胶是影响气候变化的重要因素,这些气溶胶经大气环流被传输至极区,最后沉降和保存在极地冰盖上。根据火山气溶胶的性质,研究者们提出了冰芯中火山信号的识别方法,并据此重建了不同历史时期保存在极地冰盖不同地点的火山活动记录。这些记录在判别具有全球气候效应的火山事件、冰芯定年以及研究近1 000年来火山活动对气候的影响等方面发挥了重要作用。然而,目前依据极地冰芯建立的火山记录还不足以为人们明确火山活动对气候系统的影响提供丰富而详实的数据。因此,今后应获取更多的具有长时间尺度的极地冰芯样品,对其进行高分辨率分析,提高定年准确度。在此基础上重建过去万年至百万年尺度的火山活动记录,并辨别出具有全球气候效应的火山事件,以进一步研究火山活动对气候系统的影响。

河北城市入境旅游极化与国内旅游扁平化

基于河北省入境旅游、国内旅游接待客流量和旅游收入的统计数据,运用首位度指数、位序—规模分析和空间基尼系数指标对省内城市旅游等级规模结构及演化进行了探究,并对其成因进行了分析。结果表明:(1)入境旅游规模分布呈核心极化,大城市突出;(2)国内旅游规模分布呈扁平化,中小城市发育较好;(3)高级别景区资源丰度、区位条件和星级宾馆建设造成入境旅游的空间极化;(4)本地市场崛起与城市旅游联合开发,推动国内旅游扁平化;(5)从长期发展趋势来看,入境旅游核心极化不断削弱,国内旅游扁平化不断加强,朝均衡发展方向推进。

俄罗斯远东亚极地海域钻井取心技术

鄂霍次克海位于俄罗斯远东,属于亚极地气候环境。在钻井工程中降低取心作业时间、提高取心作业效率成为一个紧迫的课题。该地区取心地层中含有大量泥质粉砂岩、硬质夹层和砾石夹层,可钻性差,机械钻速低,取心难度大。通过优选取心钻头、岩心爪和取心筒等关键工具,制定合理的施工方法,提高了取心作业效率,减少了下钻次数。在3口探井的应用中,取心作业时间均能控制在设计范围之内,确保了钻井平台能在安全窗口内撤离井场,同时将取心收获率保持在90%以上。该技术的成功应用对同类区块今后的取心作业有积极的指导意义。

运动目标识别中基于边缘点寻找特征点的算法

文章介绍了基于目标物体边缘点提取特征点的算法,避免了在整个目标图象范围内寻找特征点,算法简单,速度快。仿真结果表明,该算法是有效的。

经济极化背景下民族间发展差距问题变化及应对

我国区域经济发展表现出越来越明显的向核心城市极化的趋势,在全国形成了三大经济核心,而各省级区域也围绕着“首位城市”极化。经济极化在中西部民族省区,体现得更明显。但中西部民族省区因为远离国家经济核心,无法有效分享国家经济核心发展红利,而在本区域经济极化的过程中,人口、资源、财富向核心城市集聚的步伐不一,导致本来就比较大的民族间发展差距问题,变得更加复杂。为此,各地应在顺应经济极化趋势的情况下,改变发展思路,加大引导少数民族劳动者向核心城市转移,探寻跨区域土地、人口、财政等协同分配,避免核心城市在虹吸周边地区资源、财富的同时,却排斥周边人口,以人均的发展均衡代替片面的区域均衡发展。

九十年代广东省不同经济地域差异分析

在改革开放以来的第二个十年里 ,广东省区域差异在不断深化的同时出现了一些新的特征 ,由此导致广东省的空间结构进入一个新的层次。文中以美国学者J .Friedman的核心—边缘模式作为理论基础 ,分析了广东省四大经济地域发展水平的差异 ,探讨了空间极化与空间扩散趋势。研究表明 ,90年代以来 ,广东省在极化作用持续加强、区域差异不断扩大的同时 ,扩散效应已开始显现 ,即在不平衡发展中出现了平衡的趋势 ,从而使核心—边缘结构进入新的阶段。

锂原子里德伯态能级的精细结构分裂

对锂原子的四体问题的哈密顿算符进行幂级数展开 ,通过计算原子实的极化 (包括偶极矩 ,四极矩至八级电极矩 )对能级的贡献 ,同时考虑相对论效应和LS耦合以及有效势的高阶修正 ,求得了锂原子里德伯态的能级位移和能级公式。用此公式计算N =5～ 12 ,L =4～ 9,J =L± 1/ 2的相关的精细结构位移以及能级间隔 ,并与有关实验结果进行了比较。

双芯光纤的偏振分束特性研究

偏振分束器是光学中的重要器件,它将入射光按其偏振特性进行分离,它主要应用于需要对偏振态进行有效控制的光学系统中。微型化光波导偏振分束器已成为光通信领域的研究趋势。双芯光纤偏振分束器承接了双芯的特殊优势,是一类基于模式干涉的偏振分束器,根据耦合长度的不同将两种偏振态分离开来,这一类的分束器具有设计灵活、体型小、价格低廉、应用广泛等优点。本文基于椭圆芯双芯光纤,先从理论方面介绍了偏振分束的原理,再利用Rsoft软件模拟分析了x、y方向的耦合长度及其x、y方向的耦合长度差值随纤芯长短轴比例、入射光波长、纤芯包层折射率差、纤芯间归一化距离的变化趋势。最后,通过优化设计,获得了长度为22.29cm、消光比可以达到20dB以上的偏振分束器。

工作波长为2.94µm保偏空芯负曲率光纤

提出一种保偏空芯负曲率光纤,可用于传输工作波长为2.94µm的中红外激光。首先通过调整y方向包层管的厚度和嵌套管到包层管内径的最大距离使y方向偏振模式与包层管表面模式发生微弱耦合,再通过优化纤芯直径和包层管的外径诱导y方向偏振模式与包层管表面模式发生相位匹配,造成y方向偏振模式泄露出纤芯。包层管间的缝隙引导高阶模式泄露出纤芯,而x方向偏振模式因包层管和嵌套管的厚度具有抑制耦合的作用而保持低损耗传输。最终得到一种工作波长为2.94µm的保偏空芯负曲率光纤,x方向偏振模式的限制损耗为2.8×10^-2 dB/m,偏振消光比大于2×10^3,高阶模抑制比大于100,双折射为1.4×10^-5。当光纤y方向弯曲,且半径为25 cm时,弯曲损耗为0.62 dB/m。

平面细胞极性通路核心基因与神经管畸形的相关性

对平面细胞极性(planar cell polarity,PCP)信号通路中6种核心蛋白质(Frizzled、Flamingo、Vangl、Dishevelled、Prickle及Diego)的基本结构、在神经管畸形发生过程中的作用以及在人类神经管畸形患者中发现的相关突变位点的研究现状进行了综述.研究表明,接受Wnt信号通路刺激后这6个蛋白结合形成不对称性分布的膜复合物,经下游Rho/Rac信号通路来共同决定神经元的平面细胞极性及神经管的闭合.目前已在Frizzled、Vangl、Flamingo及Prickle 4个基因中发现了多个特异性错义突变,在Dishevelled基因中发现有SNP位点改变,Diego基因在神经管畸形中的突变不明.未来研究应在阐明核心基因与环境因素如何互作、核心基因SNP位点或突变如何影响其蛋白功能,从而参与神经管畸形发生方面进行突破.

极地冰芯中记录的火山作用及其对气候的影响

大多数火山喷发以强酸 (主要是硫酸 )的形式在极地冰芯中留下痕迹 ,通过冰芯连续电导率 (ECM)或各个雪冰样品SO42 - 浓度测定能够恢复历史上的火山作用。极地冰芯中已知年代的火山喷发还可用于冰芯定年。极地冰芯记录的火山信号大小依赖于火山喷发的规模和类型 ,火山喷发的地理位置和酸性气体组成 ,大气气溶胶传输 ,以及沉降地点的年积累率和沉积后生过程等。单个火山喷发通常会导致数月至数年的半球乃至全球范围的气候相对变冷 (这种现象在极区变得更明显 ) 。

钻井液类型对南极冰层取心钻进工作的影响

钻井液的类型与性能对于提高极地冰层取心钻进的效率与保证钻孔稳定性具有重要的影响。在分析铠装电动机械钻具工作原理与钻井液循环方式的基础上,较为详细地分析了升降钻具的速度与钻井液粘度与密度之间的关系;分析了现有钻井液类型和所存在的问题;以二元脂肪酸二醇酯、低分子量饱和脂肪酸酯与甲基硅油的试验测试数据为基础,确定了可用于极地冰层取心钻进的钻井液类型及其性能要求。

西藏羌北高原多格错仁盐湖中更新世晚期以来的环境演化记录

通过对西藏藏北高原多格错仁盐湖湖岸3101cm高度剖面进行地形地貌、地层沉积特征、矿物学特征及粒度、频率磁化率等气候环境变化指标的分析研究发现,整个剖面反映出大致6个较大的气候变化过程:233.3kaBP^223.5kaBP气候波动较大,总体趋势气候趋于干冷,期间出现过两次较温暖气候,之后气候逐渐变冷;在223.5kaBP^213.6kaBP总体变化为气温大幅度上升,但在期间有一次较大的相对冷干过程;213.6kaBP^170kaBP之间总体变化气候趋于变冷,中间有2次明显的气候变暖湿过程及两次冷干过程;170kaBP^117.1kaBP气候转为明显湿热;117.1kaBP^75.6kaBP气候变化趋势明显降低;75.6kaBP^56.7kaBP气候又明显上升达到湿热状态。以上气候波动规律与极地冰芯记录及深海氧同位素记录的古气候波动规律有很好的一致性,同时本盐湖区与柴达木盆地察尔汗盐湖区的CH0310钻孔及青海湖南岸二郎剑阶地的QH-86钻孔所揭示的中更新世晚期以来的气候变化的分析对比,发现西藏羌北的多格错仁盐湖区与青海的察尔汗盐湖区及青海湖湖区在更新世中晚期以来的气候环境变迁存在极好的可比性,说明青藏高原的气候演化在中晚更新世以来基本具有一致性,在时间上的微小超前与滞后具有区域上的细微变化,说明气候变迁在不同的区域又具有各自的独特性。