具有层级结构集体影响力的多数投票模型

多数投票模型是观点动力学研究中的常用模型,本文在多数投票模型的基础上引入了具有层级结构的集体影响力,以节点周边层级结构上的节点的度衡量中心节点的观点权重,即为集体影响力参数.通过蒙特卡罗模拟,研究了具有集体影响力的多数投票模型在ER(Erdos and Rényi)随机网络与无标度网络上观点的演化,发现系统观点均出现了有序-无序相变,且相比原始多数投票模型更容易趋于无序,即相变临界点更小.原因是考虑具有层级结构的集体影响力时,系统的集体影响力参数值整体减小,且分布数目随着参数值的增大而减少,呈“长尾”趋势,占少数的高影响力个体使周围节点的观点产生跟随现象,随着噪声参数的增大,当少数的高影响力个体趋于无序时,整个系统也会趋于无序,即系统更容易达到无序状态.最后通过有限尺寸标度法,发现无论在ER随机网络或在无标度网络中,具有集体影响力的多数投票模型的相变均为Ising模型普适类.

基于改进储备池计算的高精度扭秤动力学状态预测方法

在空间引力波探测任务中,超高精度惯性传感器在入轨之前必须经过地面测试与评价,悬丝扭秤是地面测试的首选装置。为了获得悬丝扭秤的精确动力学模型,以减小其固有系统误差,提出了一种基于改进储备池计算(RC)的扭秤动力学预测模型。所提模型利用注意力机制强化时间序列数据的长期依赖特征,并通过贝叶斯优化算法定位模型最优超参数空间,提高了动力学模型的预测精度。在实验室收集的扭秤转角时序数据上验证了所提方法的有效性,相较于传统RC的模型预测误差平均降低40%以上,可以为惯性传感器的地面测试提供可靠的动力学参考。

优化组合激光场驱动原子产生高次谐波及单个超短阿秒脉冲理论研究

高次谐波是获得阿秒紫外光源最主要的方法之一,是强场超快领域研究的热点问题,具有非常广泛的应用前景.本文围绕如何产生超连续高次谐波平台及单个超短阿秒脉冲面临的问题,概述了这方面研究的进展,并从理论上展示了一种有效可行的方案,即将强激光场中的含时薛定谔方程与非约束优化算法相结合,以扩展谐波平台最宽为目标函数,分别优化双色和三色组合激光场并驱动氦原子产生超连续高次谐波谱.优化后的双色组合激光场驱动氦原子产生的超连续谐波谱平台达到了100阶,叠加获得了最短25 as的单个阿秒脉冲;优化后的三色组合激光场驱动氦原子产生的超连续谐波谱平台宽度达到了170阶,叠加获得最短17 as的单个阿秒脉冲,同时谐波转换效率也有所提高.为了给实验提供切实可行的参考,本文以优化的双色组合激光场情况为例,基于同时求解含时薛定谔方程和麦克斯韦方程,进一步考虑了介质宏观演化效应对单原子层次产生阿秒脉冲的影响,发现利用远场轴外量子通道的空间选择性可以获得更短的单个阿秒脉冲.

低低跟踪重力卫星高精度微波测距系统数据预处理与分析

本文研究低低跟踪重力卫星任务核心微波测距系统的数据预处理与分析方法,实现关键载波频率不稳定性噪声的高效抑制,以及相关干扰、偏差的消除和矫正.依据理论分析成果,研发了相关处理与分析程序.本研究所完成的双频双向单程测距数据产品与GRACE Follow-On官方产品的残差远小于载荷设计精度指标,满足重力场反演的精度需求.针对最终数据产品中电子学噪声、系统噪声等噪声,讨论评估与分析方法.本文通过引入电离层自由电子含量的空间非均匀性的频域分析方法,利用星间微波测距数据,实现针对自由电子含量的不同空间尺度变化行为及其全球分布特征的分析能力,从新视角为电离层的深入研究提供数据支撑.本研究可为我国低低跟踪重力卫星任务微波测距系统的数据预处理与分析提供相关技术积累和参考.

耦合腔阵列中基于里德堡相互作用调控的量子路由(英文)

建立一个单光子路由器模型,由一个中心腔与作为量子通道的交叉耦合谐振腔波导耦合,中心腔中放置两个具有里德堡相互作用的原子.在经典光场的作用下,一个受Rydberg相互作用调节的三能级原子可被视为一个路由光子的量子发射器.两种Rydberg相互作用对透射光谱有不同的影响.两个不同频率的光子可以被路由,其中一个可通过控制里德堡相互作用和拉比频率关闭,一种频率的光子可以被转移.基于这些特性,该模型是一种实现多频率光子路由器的可行方案,可用于单光子器件的设计.

基于Noise2Noise的静电悬浮惯性传感器噪声抑制方法

针对星载静电悬浮惯性传感器噪声复杂,在轨测量数据真值未知,传统方法难以有效抑制的问题,提出了基于无监督学习的Noise2Noise框架,结合集成学习方案,设计了基于Noise2Noise无监督学习的广谱随机噪声抑制方法,并基于GRACE-FO加速度计数据进行了实验验证。实验结果表明所提方法相较于传统噪声抑制方法的噪声均方误差下降8%以上,使用集成学习后,噪声水平进一步下降至12%以上。此外,所提方法在有效抑制高频噪声的同时,能够识别出高频数据中的特征性信号,可为惯性传感器载荷在轨运行状态评估提供信息保障。

腔磁系统中的可调多窗口磁诱导透明以及快慢光转换

基于多个钇铁石榴石(YIG)小球和一个微波腔组成的腔磁系统,理论探讨探测输出场由于多路径干涉引起的磁诱导透明、放大、吸收及快慢光效应.结果表明,该系统输出场出现的干涉窗口数量等于系统中不同磁子频率的YIG小球个数,且干涉窗口位置由YIG小球的磁子频率决定.通过控制驱动场与探测场之间的相位差和振幅比可分别改变干涉窗口的类型(透明、放大及吸收)和透射谱的大小.每个干涉窗口处都会存在快光或慢光效应,改变驱动场和探测场之间的振幅比及相位差均可实现快光和慢光的转换,并在特定参数取值时群延迟时间可提高至0.1 s的数量级.

基于共掺杂调控C_(32)多极矩的二阶非线性光学响应

基于密度泛函(DFT)理论,采用CAM-B3LYP方法,以C_(32)分子为多极矩构建骨架,设计了两类替位式共掺杂的富勒烯衍生物C_(28)B_(2)N_(2)和C_(28)B_(2)P_(2),共16种同分异构体,并对它们的电子性质、线性极化率α和一阶超极化率β进行研究。结果表明,掺杂后分子的HOMO-LUMO能隙变小,C_(28)B_(2)P_(2)的α和β值均大于C_(28)B_(2)N_(2)系列。其中偶极分子具有大的β值,八极分子则有较小的β值,筛选出具有优异的二阶非线性光学(NLO)响应特性的结构。含时密度泛函理论(TD-DFT)的结果表明,与C_(32)相比,掺杂后所有结构的吸收光谱的响应范围变宽,最大吸收强度减弱,且最大吸收波长的位置发生红移或蓝移。基于完全态求和(SOS)方法,分别用二能级或三能级公式解释了两类共掺杂结构中β值最大的来源,并且证明了与之有关的电子激发类型为π→π*激发。

黑洞热力学:起源、拓展及其理论结构

20世纪70年代,贝肯斯坦(Bekenstein J D)思考了这样一个科学问题:当你把一杯热茶扔进一个黑洞(图1),宇宙中的熵是否会减少?这个问题来自他与他的博士生导师惠勒(Wheeler J A)的一场对话,看似简单却直击要害.熵是热力学中的概念,也是无序度的体现.人们从日常生活中早已知晓,一个孤立系统的熵总是有随时间自发增加的趋势.比如,口袋里的手机线很快就会盘成一团,空气中的一团烟雾很快会扩散到整个房间.这就是热力学第二定律:孤立系统的熵只可能增加,而绝不会减少.

隐藏的空间维度

一、时间与空间在人类对大自然探索的过程中,时间与空间的本质一直是最为晦涩难懂的课题之一。古今中外,诸多哲学家、数学家以及物理学家对时空的认知经历了多个阶段的跨越,其发展贯穿人类科学与哲学的历史。时间与空间的本质涉及了两个基本问题,即它们的定义和维数。在中国古代《尸子》中,“宇宙”一词代表了中国古人的时空观。“宇”为空间,古人理解为四方上下,“宙”为时间,古人理解为古往今来。看似简单的几个字,却蕴含了丰富的时空哲理。“四方上下”表明了空间具有六个方向,这与可观测的空间具有三个维度是一致的;“古往今来”表明了时间的顺序和方向,这与当前因果律决定时间不能倒退的思想也是一致的。

空间引力波探测科学数据处理的挑战与人工智能技术的应用

随着空间引力波探测项目,如LISA、太极、天琴等的不断推进,我们即将获得一个观察宇宙的全新视角.然而,这些项目的科学数据处理面临着前所未有的挑战,包括大量波源混叠、非稳态噪声、数据异常等.本文旨在为研究人员提供一个相对全面的视角,以贝叶斯统计推断框架为线索,综述了这些挑战及其可能的解决方案,讨论了从波源模板构建、探测器响应模拟,到噪声和数据异常处理的过程,并着重探讨了全局拟合与参数反演的技术策略,尤其是似然函数的构造与计算方法,以及如何利用多种随机采样技术提升分析效率和准确度.特别地,文章重点介绍了人工智能技术在引力波信号建模、噪声与数据异常处理、信号识别与参数估计等方面的应用,展示了人工智能如何为解决空间引力波探测数据分析中的复杂问题提供新的路径和工具.

1P波激发态粲介子和底介子的质量劈裂

应用线性Regge轨迹和相对论夸克模型,研究了低激发态单重介子谱,并解释了这些激发态的窄质量劈裂源自轻夸克的相对论效应。计算了自旋宇称为J^(+)(J=0,1,2)的单重介子(D,D_(S),B,B_(S))P波的质量,并建议存在0;态的,未被实验发现的B介子和B_(S)介子,其质量分别为5 659 MeV和5 788 MeV。计算表明,D_(s0)(2317)包含70 MeV左右的质量下移而D_(s1)(2460)则没有显著的质量移动。

单个谐振子波函数中的有效β值

当一个简单谐振子波函数(SHO)作为有效波函数时,在SHO波函数里面一个重要的参数是有效β值。得到了简单谐振子波函数有效β值(β_(eff))在坐标空间和动量空间的解析表达式。将解析式运用到轻介子系统(uu,us)比较β_(eff)的行为,结果表明在基态时坐标空间的β_(eff,r)和动量空间的β_(eff,p)在康奈尔势下的值不相同,而在高激发态时两者大小相近。