WikiEdge:ArXiv速遞/2025-04-01

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於 2025年4月13日 (日) 01:23 由 Carole（對話 | 貢獻） 所做的修訂 （Updated page by Carole）
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摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力參考基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其移動重力測量的可靠性尚未得到實踐驗證。為評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）原子重力儀與同點位相對重力儀的點值均值差及段差均值分別為5.8(17.1)微伽與4.4(11.0)微伽，與同點位FG5X絕對重力儀點值差小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果各測點點值精度平均達3.6微伽。這表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X相當的觀測準確度與精密度，在野外測量中表現出良好的穩定性與可靠性，能滿足地震重力監測需求。本研究為原子重力儀在地震控制測量及時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：AWAKE Input to the European Strategy for Particle Physics Update on behalf of the AWAKE Collaboration
  • 中文標題：AWAKE合作組為歐洲粒子物理戰略更新提供的意見書
  • 發佈日期：2025-04-01 09:32:28+00:00
  • 作者：E. Gschwendtner, P. Muggli, M. Turner, AWAKE Collaboration
  • 分類：physics.acc-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00577v1

中文摘要：先進尾波場實驗（AWAKE）是一個成熟的國際合作項目，旨在開發質子驅動等離子體尾波場加速技術，使電子束團達到適用於首批粒子物理應用（如強場量子電動力學和固定靶實驗）的能量與品質（約50-200GeV）。數值模擬表明，在單級質子驅動等離子體尾波場中，通過約1GeV/m的平均加速梯度即可實現這些能量目標，這得益於CERN超級質子同步加速器（SPS）19kJ/400GeV和大型強子對撞機（LHC）約120kJ/7TeV質子束團的高單粒子與單束團能量。同步加速器產生的束團較長，AWAKE利用自調製過程驅動振幅達GV/m量級的尾波場。截至2025年底，作為2016年啟動的AWAKE持續研究計劃的一部分，所有關於自調製的物理概念將通過實驗驗證，關鍵成果包括：直接觀測自調製現象、通過兩種種子方法實現穩定控制、將外注電子從19MeV加速至超過2GeV，以及利用等離子體密度階躍在自調製飽和後維持高尾波場振幅。本文除總結現有成果外，還規劃了AWAKE作為示範設施的路線圖，旨在產生滿足首批應用要求的優質束流，具體包括：1）2031年前在10米等離子體中實現可控品質的電子束團多GeV能量加速；2）在LS4階段驗證更高能量擴展性。文中特別強調了AWAKE研發對推動等離子體尾波場加速技術發展的普適性協同效應，並建議歐洲粒子物理戰略更新計劃應大力支持此類先進加速器研發。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：多尺度結構分析的定量方法：原子解像度電子顯微術
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微成像技術是表徵材料納米級結構的有力工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析方法——這些數據常受噪聲偽影干擾、微小/重疊特徵影響，且需在大尺度代表性區域進行可擴展分析。本文提出的圖像分析方法協同實空間與倒易空間信息，能以皮米級精度從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取數百納米材料範圍內的結構信息：通過抑制倒易空間超結構峰，可將對稱性破缺畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量；對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，可實現晶格參數變化與應變的絕對量化及相關測量不確定度評估。相關算法已開源為Python工具包。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：偏濾位形下負/正三角等離子體邊界與刮削層湍流的模擬研究
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對於實現具有吸引力的聚變堆設計至關重要。負三角變（NT）位形已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELMs）的產生。通過模擬邊緣和刮削層（SOL）的湍流輸運，是理解NT對湍流影響並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。此前的迴旋動理學湍流研究已報道NT在廣泛參數範圍內的有益效果，但多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本研究首次採用多保真度方法，結合全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬，探究NT在包含磁X點和分界面的邊緣及刮削層模擬中的效應。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明，在可比的NT與正三角變（PT）位形中，雖然獲得的剖面相似，但NT下的湍流熱通量降低了50%以上。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX結果的對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEMs）驅動。NT條件下偏濾器靶板上的平行熱通量寬度減小，這主要歸因於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：A dual-scale stochastic analysis framework for creep failure considering microstructural randomness
  • 中文標題：考慮微觀結構隨機性的蠕變失效雙尺度隨機分析框架
  • 發佈日期：2025-04-01 07:57:22+00:00
  • 作者：Weichen Kong, Yanwei Dai, Xiang Zhang, Yinghua Liu
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.class-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00507v1

中文摘要：高溫蠕變失效是一個涉及微觀結構固有隨機性的複雜多尺度多機制問題。為研究微觀結構對單軸/多軸蠕變失效的影響，本研究建立了雙尺度隨機分析框架，將晶界（GB）特徵引入宏觀分析。以鎳基高溫合金Inconel 617為研究對象：首先基於晶體塑性有限元（CPFE）方法和內聚力模型（CZM）研究晶界損傷機制；隨後根據獲得的晶界損傷演化規律，提出新型蒙特卡洛（MC）方法建立晶界取向-面積分佈與宏觀蠕變損傷的關聯；最終建立包含隨機晶界取向-面積分佈影響的雙尺度隨機多軸蠕變損傷模型。通過該模型的數值應用，成功捕捉並分析了單軸拉伸試樣和受壓管件中蠕變裂紋的隨機萌生與擴展。所提隨機框架有效考慮了晶界特性引入的固有隨機性，高效實現了全場多尺度計算，在高溫蠕變構件與結構的安全評估和壽命預測方面展現出應用潛力。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震風險評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其移動重力測量的可靠性尚未得到實際驗證。為評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的對比觀測實驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）同測點原子重力儀與相對重力儀的點值均差及段差均差分別為5.8(17.1)微伽和4.4(11.0)微伽，與FG5X絕對重力儀的同點對比差值小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果各測點點值精度平均達3.6微伽。研究表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X相當的觀測準確度與精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，能滿足地震重力監測需求。該工作為原子重力儀在地震控制測量及時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：原子解像度電子顯微鏡的多尺度結構定量分析方法
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像是表徵材料納米尺度結構的強大工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析，這一過程可能受噪聲偽影、微小或重疊特徵以及大範圍代表性區域分析需求的影響而變得複雜。本文提出的圖像分析方法協同整合實空間與倒易空間信息，能夠從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取跨數百納米材料區域、皮米級精度的結構信息。通過抑制倒易空間超結構峰，可將對稱性破缺結構畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量；而對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，則可實現晶格參數變化與應變的絕對量化及其相關不確定度的評估。相關算法已作為開源Python軟件包發佈。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：負三角位形與正三角位形偏濾器等離子體中邊界與刮削層湍流的模擬研究
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對實現具有吸引力的聚變反應堆設計至關重要。負三角性（NT）方案已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELMs）。通過模擬邊緣和刮削層（SOL）的湍流輸運，是理解NT對湍流影響並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。先前的迴旋動理學湍流研究表明，NT在廣泛參數範圍內具有積極效應。然而，大多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本研究首次採用多精度方法，結合全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬，探究了包含磁X點和分界面的邊緣及SOL區域中NT的影響。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明：在可比的NT與正三角性（PT）位形下，兩者可獲得相似剖面，但NT中湍流熱通量降低超50%。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX結果的對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEMs）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，主要歸因於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：AWAKE Input to the European Strategy for Particle Physics Update on behalf of the AWAKE Collaboration
  • 中文標題：AWAKE合作組代表提交給歐洲粒子物理戰略更新的意見書
  • 發佈日期：2025-04-01 09:32:28+00:00
  • 作者：E. Gschwendtner, P. Muggli, M. Turner, AWAKE Collaboration
  • 分類：physics.acc-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00577v1

中文摘要：先進尾波場實驗（AWAKE）是一個成熟的國際合作項目，致力於開發質子驅動等離子體尾波場加速技術，將電子束團加速至適合首批粒子物理應用（如強場量子電動力學和固定靶實驗）的能量與品質（約50-200GeV）。數值模擬表明，在單級質子驅動等離子體尾波場中，通過平均約1GeV/m的加速梯度即可實現該能量目標，這得益於CERN SPS（19kJ, 400GeV）和LHC（約120kJ, 7TeV）質子束團的高單粒子能量與高束團能量。同步加速器產生的束團較長，AWAKE利用自調製過程驅動振幅達GV/m量級的尾波場。截至2025年底，自2016年啟動的AWAKE計劃將完成所有自調製相關物理概念的實驗驗證，關鍵成果包括：直接觀測自調製現象、通過兩種種子方法實現穩定控制、將外注電子從19MeV加速至超過2GeV，以及利用等離子體密度階躍在自調製飽和後維持高尾波場振幅。本文除總結現有成果外，還規劃了AWAKE作為示範設施的路線圖，旨在產生滿足首批應用要求的優質束流，具體包括：1）2031年前在10米等離子體中實現受控電子束團的多GeV能量加速；2）在LS4階段驗證更高能量的可擴展性。文中同時強調了AWAKE研發對推動等離子體尾波場加速技術的普適性協同效應，並呼籲歐洲粒子物理戰略更新對AWAKE類先進加速器研發給予強力支持。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其移動重力測量的可靠性尚未得到實際驗證。為評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準偏差為2.1微伽；2）同測點原子重力儀與相對重力儀的點值均差及段差均值為5.8(17.1)微伽與4.4(11.0)微伽，與同測點FG5X絕對重力儀點值差異小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果各測點點值精度平均為3.6微伽。研究表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X相當的觀測準確度與精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，能滿足地震重力監測需求。該工作為原子重力儀在地震控制測量與時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：偏濾位形下負/正三角等離子體邊界與刮削層湍流的模擬研究
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對實現具有吸引力的聚變反應堆設計至關重要。負三角性（NT）方案已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELM）。通過模擬邊緣等離子體和刮削層（SOL）的湍流輸運，是理解NT對湍流影響並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。先前的迴旋動理學湍流研究表明，NT在廣泛參數範圍內均具有積極作用。然而，大多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本工作首次採用多精度方法，結合全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬，研究包含磁X點和分界面的邊緣及SOL區域中NT的效應。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明：在可比的NT與正三角性（PT）位形中，兩者可獲得相似剖面，但NT的湍流熱通量降低超50%。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX結果的對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEM）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，主要源於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：原子解像度電子顯微鏡的多尺度結構定量分析方法
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像是一種強大的材料納米結構表徵工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析，這些分析常受噪聲偽影、微小/重疊特徵以及大範圍代表性區域分析需求的影響而變得複雜。本文提出的圖像分析方法協同整合實空間與倒易空間信息，能夠從原子解像度電鏡圖像中，以皮米級精度高效可靠地獲取數百納米材料範圍內的結構信息。通過抑制倒易空間中的超結構峰，可將對稱性破缺結構畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量。對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，可實現晶格參數變化與應變的絕對量化及其相關測量不確定度的評估。相關算法已作為開源Python軟件包發佈。

摘要

  • 原文標題：AWAKE Input to the European Strategy for Particle Physics Update on behalf of the AWAKE Collaboration
  • 中文標題：AWAKE合作組代表提交給歐洲粒子物理戰略更新的意見書
  • 發佈日期：2025-04-01 09:32:28+00:00
  • 作者：E. Gschwendtner, P. Muggli, M. Turner, AWAKE Collaboration
  • 分類：physics.acc-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00577v1

中文摘要：先進尾波場實驗（AWAKE）是一個成熟的國際合作項目，旨在開發質子驅動等離子體尾波場加速技術，將電子束團加速至適合首批粒子物理應用（如強場量子電動力學和固定靶實驗）的能量與品質（約50-200GeV）。數值模擬表明，在單級質子驅動等離子體尾波場中，通過約1GeV/m的平均加速梯度即可實現這些能量目標，這得益於CERN SPS（19kJ, 400GeV）和LHC（約120kJ, 7TeV）質子束團的高單粒子能量與高束團能量。同步加速器產生的束團較長，AWAKE利用自調製過程驅動振幅達GV/m量級的尾波場。截至2025年底，自2016年啟動的AWAKE計劃將完成所有自調製相關物理概念的實驗驗證，關鍵成果包括：直接觀測自調製現象、通過兩種種子方法實現穩定與控制、將外注電子從19MeV加速至超過2GeV，以及利用等離子體密度階躍在自調製飽和後維持高尾波場振幅。本文除總結現有成果外，還規劃了AWAKE作為示範設施的路線圖，目標是在2031年前於10米等離子體中實現可控品質的多GeV電子束加速，並在LS4階段驗證更高能量的可擴展性。文中特別強調了AWAKE研發對推動等離子體尾波場加速技術的普適意義，並建議歐洲粒子物理戰略更新應大力支持此類先進加速器研發。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震風險評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力參考基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其移動重力測量的可靠性尚未得到實際驗證。為評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）同測點原子重力儀與相對重力儀的點值均值差及段差均值分別為5.8(17.1)微伽和4.4(11.0)微伽，與FG5X絕對重力儀的同點差值小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果各測點點值精度平均達3.6微伽。研究表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X相當的觀測準確度與精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，能滿足地震重力監測需求。該工作為原子重力儀在地震控制測量與時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：A dual-scale stochastic analysis framework for creep failure considering microstructural randomness
  • 中文標題：考慮微觀結構隨機性的蠕變失效雙尺度隨機分析框架
  • 發佈日期：2025-04-01 07:57:22+00:00
  • 作者：Weichen Kong, Yanwei Dai, Xiang Zhang, Yinghua Liu
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.class-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00507v1

中文摘要：高溫蠕變失效是一個涉及微觀結構固有隨機性的複雜多尺度多機制問題。為研究微觀結構對單軸/多軸蠕變失效的影響，本研究建立了雙尺度隨機分析框架，將晶界（GB）特徵引入宏觀分析。以鎳基高溫合金Inconel 617為研究對象：首先基於晶體塑性有限元（CPFE）方法和內聚力模型（CZM）探究晶界損傷機制；隨後根據獲得的晶界損傷演化規律，提出新型蒙特卡洛（MC）方法建立晶界取向/面積分佈與宏觀蠕變損傷的關聯；最終構建了考慮隨機晶界取向和面積分佈影響的雙尺度隨機多軸蠕變損傷模型。通過該模型的數值應用，成功捕捉並分析了單軸拉伸試樣和受壓管件中蠕變裂紋的隨機萌生與擴展。所提隨機框架有效考慮了晶界特性引入的固有隨機性，高效實現了全場多尺度計算，在高溫蠕變構件與結構的安全評估和壽命預測方面展現出應用潛力。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：負三角位形與正三角位形偏濾器等離子體中邊界和刮削層湍流的模擬
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對於實現具有吸引力的聚變反應堆設計至關重要。負三角變（NT）方案已被證明能夠實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELMs）。模擬邊緣和刮削層（SOL）的湍流輸運是理解NT對湍流影響並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。先前的迴旋動能湍流研究表明，NT在廣泛參數範圍內具有有益效果。然而，大多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本工作中，我們通過包含磁X點和分界面的邊緣與刮削層模擬，研究了NT的影響。首次採用多精度方法，將全局非線性迴旋動能模擬與漂移約化流體模擬相結合，以深入理解潛在的物理機制。使用GENE-X代碼的第一性原理模擬表明，在可比的NT和正三角變（PT）位形中，雖然NT的湍流熱通量降低了50%以上，但能獲得相似的剖面。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX結果的對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEMs）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，這主要歸因於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：AWAKE Input to the European Strategy for Particle Physics Update on behalf of the AWAKE Collaboration
  • 中文標題：AWAKE合作組代表提交給歐洲粒子物理戰略更新的意見書
  • 發佈日期：2025-04-01 09:32:28+00:00
  • 作者：E. Gschwendtner, P. Muggli, M. Turner, AWAKE Collaboration
  • 分類：physics.acc-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00577v1

中文摘要：先進尾波場實驗（AWAKE）是一個成熟的國際合作項目，旨在開發質子驅動等離子體尾波場加速技術，將電子束團加速至適合首批粒子物理應用（如強場量子電動力學和固定靶實驗）的能量與品質（約50-200GeV）。數值模擬表明，在單級質子驅動等離子體尾波場中，通過約1GeV/m的平均加速梯度即可實現這些能量目標。這得益於CERN超級質子同步加速器（SPS）19kJ、400GeV和大型強子對撞機（LHC）約120kJ、7TeV質子束團的高單粒子能量與高束團能量。同步加速器產生的束團較長，AWAKE利用自調製過程驅動振幅達GV/m量級的尾波場。截至2025年底，作為2016年啟動的AWAKE持續項目的一部分，所有關於自調製的物理概念均將通過實驗驗證。關鍵成果包括：直接觀測自調製現象、通過兩種種子方法實現穩定與控制、將外部注入電子從19MeV加速至超過2GeV，以及利用等離子體密度階躍在自調製飽和後維持高尾波場振幅。本文除簡要總結現有成果外，還概述了AWAKE作為示範設施的路線圖——生產滿足首批應用要求的優質束流。計劃包括：1）2031年前在10米等離子體中實現受控品質電子束團的多GeV能量加速；2）在LS4階段驗證更高能量擴展性。文中特別強調了AWAKE研發對推動等離子體尾波場加速技術發展的普適性協同效應。我們主張歐洲粒子物理戰略更新應大力支持AWAKE及類似先進加速器研發。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其在地移動重力測量中的可靠性尚未得到實際驗證。為研究評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）同測點原子重力儀與相對重力儀的點值均差及段差均值為5.8(17.1)微伽與4.4(11.0)微伽，與FG5X絕對重力儀同測點對比點值差異小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果及各測點點值精度，平均點值精度達3.6微伽。結果表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X絕對重力儀相當的觀測準確度和精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，可滿足地震重力監測需求。本工作為原子重力儀在地震控制測量與時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：多尺度結構分析的定量方法：原子解像度電子顯微術
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像是表徵材料納米尺度結構的強有力工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵的研究。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析，這些分析可能受到噪聲和偽影、微小或重疊特徵以及需要在大範圍代表性區域進行尺度化分析等因素的干擾。本文提出的圖像分析方法協同利用實空間與倒易空間信息，能夠從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取橫跨數百納米材料區域、皮米級精度的結構信息。通過抑制倒易空間中的超結構峰，可將對稱性破缺的結構畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量。對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，可實現晶格參數變化與應變的絕對量化，以及相關測量不確定度的評估。這些算法的實現已作為開源Python軟件包發佈。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：負三角位形與正三角位形偏濾器等離子體中邊界和刮削層湍流的模擬
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對於實現具有吸引力的聚變堆設計至關重要。負三角變（NT）方案已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELMs）的產生。通過模擬邊緣和刮削層（SOL）的湍流輸運，是理解NT對湍流影響並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。此前的迴旋動理學湍流研究表明，NT在廣泛參數範圍內均具有積極作用。然而，大多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本研究首次採用多精度方法，結合全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬，深入探究NT在邊緣和刮削層（包括磁X點和分界面）中的作用機理。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明：在可比的NT與正三角變（PT）位形中，兩者能獲得相似的剖面分佈，但NT的湍流熱通量可降低50%以上。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX的結果對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEMs）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，主要源於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其在地移動重力測量中的可靠性尚未得到實際驗證。為研究評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）同點位原子重力儀與相對重力儀的點值均值差及段差均值分別為5.8(17.1)微伽和4.4(11.0)微伽，與同點位FG5X絕對重力儀點值差小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果及各測點點值精度，平均點值精度達3.6微伽。結果表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X絕對重力儀相當的觀測準確度和精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，可滿足地震重力監測需求。該工作為原子重力儀在地震控制測量與時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：多尺度結構分析的定量方法：原子解像度電子顯微術
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像是表徵材料納米級結構的強大工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析——這一過程常受噪聲偽影、微小/重疊特徵及大範圍分析需求的影響。本文提出協同利用實空間與倒易空間信息的圖像分析方法，能以皮米級精度從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取數百納米材料範圍內的結構信息。通過抑制倒易空間超結構峰，可將對稱性破缺畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量；而對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，則可實現晶格參數變化/應變的絕對量化及相關測量不確定度的評估。相關算法已開源為Python工具包。

摘要

  • 原文標題：AWAKE Input to the European Strategy for Particle Physics Update on behalf of the AWAKE Collaboration
  • 中文標題：AWAKE合作組代表提交給歐洲粒子物理戰略更新的意見書
  • 發佈日期：2025-04-01 09:32:28+00:00
  • 作者：E. Gschwendtner, P. Muggli, M. Turner, AWAKE Collaboration
  • 分類：physics.acc-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00577v1

中文摘要：先進尾波場實驗（AWAKE）是一個成熟的國際合作項目，旨在開發質子驅動等離子體尾波場加速技術，使電子束團獲得適用於首批粒子物理應用（如強場量子電動力學和固定靶實驗）的能量與品質（約50-200GeV）。數值模擬表明，在單級質子驅動等離子體尾波場中，通過平均約1GeV/m的加速梯度即可實現這些能量目標，這得益於CERN SPS（19kJ，400GeV）和LHC（約120kJ，7TeV）質子束團的高單粒子能量與高束團能量。同步加速器產生的束團較長，AWAKE利用自調製過程驅動振幅達GV/m量級的尾波場。到2025年底，作為2016年啟動的AWAKE持續項目的一部分，所有關於自調製的物理概念將通過實驗驗證，關鍵成果包括：直接觀測自調製現象、通過兩種種子方法實現穩定與控制、將外部注入電子從19MeV加速至超過2GeV，以及利用等離子體密度階躍在自調製飽和後維持高尾波場振幅。本文除總結現有成果外，還規劃了AWAKE作為示範設施的路線圖，旨在產生滿足首批應用要求的優質束流，具體包括：1）2031年前在10米等離子體中實現可控品質的多GeV電子束加速；2）在LS4階段驗證更高能量級別的可擴展性。文中同時強調了AWAKE研發對推動等離子體尾波場加速技術的普適性協同效應，並建議歐洲粒子物理戰略更新應大力支持AWAKE及同類先進加速器研發。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：偏濾位形負三角與正三角等離子體中邊緣及刮削層湍流的模擬研究
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對實現具有吸引力的聚變反應堆設計至關重要。負三角性（NT）方案已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELM）。模擬邊緣和刮削層（SOL）的湍流輸運是理解NT對湍流影響並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。此前的迴旋動理學湍流研究報道了NT在廣泛參數範圍內的有益效果，但多數模擬聚焦於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本研究通過包含磁X點和分界面的邊緣與刮削層模擬，首次採用多保真度方法——結合全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬——以深入理解相關物理機制。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明：在可比的NT與正三角性（PT）位形中，NT的湍流熱通量降低超50%卻仍能獲得相似剖面；與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX的結果對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEM）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，主要源於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力參考基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其在地移動重力測量中的可靠性尚未得到實際驗證。為研究評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）原子重力儀與同點位相對重力儀的點值均差及段差均差分別為5.8(17.1)微伽和4.4(11.0)微伽，與同點位FG5X絕對重力儀點值差異小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果及各測點點值精度，平均點值精度達3.6微伽。結果表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X絕對重力儀相當的觀測準確度和精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，可滿足地震重力監測需求。本工作為原子重力儀在地震控制測量及時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：多尺度結構原子解像度電子顯微分析的定量方法
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像是表徵材料納米級結構的有力工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析，這些分析可能受到噪聲和偽影、微小或重疊特徵以及需要在大範圍代表性區域進行尺度化分析等因素的干擾。本文提出的圖像分析方法協同利用實空間與倒易空間信息，能夠從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取跨數百納米材料區域、皮米級精度的結構信息。通過抑制倒易空間中的超結構峰，可將對稱性破缺的結構畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量。對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，可實現晶格參數變化與應變的絕對量化，以及相關測量不確定度的評估。相關算法已作為開源Python軟件包發佈。

摘要

  • 原文標題：A dual-scale stochastic analysis framework for creep failure considering microstructural randomness
  • 中文標題：考慮微觀結構隨機性的蠕變失效雙尺度隨機分析框架
  • 發佈日期：2025-04-01 07:57:22+00:00
  • 作者：Weichen Kong, Yanwei Dai, Xiang Zhang, Yinghua Liu
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.class-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00507v1

中文摘要：高溫蠕變失效是一個涉及微觀結構固有隨機性的複雜多尺度多機制問題。為研究微觀結構對單軸/多軸蠕變失效的影響，本研究建立了雙尺度隨機分析框架，將晶界（GB）特徵引入宏觀分析。以鎳基高溫合金Inconel 617為研究對象，首先基於晶體塑性有限元（CPFE）方法和內聚力模型（CZM）探究晶界損傷機制；隨後根據獲得的晶界損傷演化規律，提出新型蒙特卡洛（MC）方法建立晶界取向-面積分佈與宏觀蠕變損傷的關聯；最終構建了考慮隨機晶界取向和面積分佈影響的雙尺度隨機多軸蠕變損傷模型。通過該模型的數值應用，成功捕捉並分析了單軸拉伸試樣和受壓管件中蠕變裂紋的隨機萌生與擴展。所提隨機框架有效考慮了晶界特性引入的固有隨機性，高效實現了全場多尺度計算，在高溫蠕變構件與結構的安全評估和壽命預測方面展現出應用潛力。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：負三角位形與正三角位形偏濾器等離子體中邊界及刮削層湍流的模擬研究
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對實現具有吸引力的聚變堆設計至關重要。負三角性（NT）方案已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELM）的產生。模擬邊緣和刮削層（SOL）的湍流輸運是理解NT對湍流影響以及將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。先前的迴旋動理學湍流研究表明，NT在廣泛參數範圍內均具有有益效應。然而，大多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本工作通過包含磁X點和分界面的邊緣與刮削層模擬，首次採用多保真度方法——結合全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬——以深入理解其中的基礎物理機制。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明：在可比的NT與正三角性（PT）位形中，雖然獲得的剖面相似，但NT條件下的湍流熱通量降低了50%以上。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX結果的對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEM）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，這主要歸因於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：AWAKE Input to the European Strategy for Particle Physics Update on behalf of the AWAKE Collaboration
  • 中文標題：AWAKE合作組代表提交給歐洲粒子物理戰略更新的意見書
  • 發佈日期：2025-04-01 09:32:28+00:00
  • 作者：E. Gschwendtner, P. Muggli, M. Turner, AWAKE Collaboration
  • 分類：physics.acc-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00577v1

中文摘要：先進尾波場實驗（AWAKE）是一個成熟的國際合作項目，旨在開發質子驅動等離子體尾波場加速電子束的技術，使其達到適用於首批粒子物理應用（如強場量子電動力學和固定靶實驗）的能量與品質（約50-200GeV）。數值模擬表明，在單級質子驅動等離子體尾波場中，通過平均約1GeV/m的加速梯度即可實現這些能量目標，這得益於CERN SPS（19kJ, 400GeV）和LHC（約120kJ, 7TeV）質子束的高單粒子與單束團能量。同步加速器產生的束流較長，AWAKE利用自調製過程驅動振幅達GV/m量級的尾波場。截至2025年底，作為2016年啟動的AWAKE持續項目的一部分，所有關於自調製的物理概念將通過實驗驗證，關鍵成果包括：直接觀測自調製現象、通過兩種種子方法實現穩定與控制、將外部注入電子從19MeV加速至超過2GeV，以及利用等離子體密度階躍在自調製飽和後維持高尾波場振幅。本文除總結現有成果外，還規劃了AWAKE作為首批應用級束流演示設施的路線圖，包括：1）2031年前在10米等離子體中實現品質可控的多GeV電子束加速；2）在LS4階段驗證更高能量下的可擴展性。文中同時強調了AWAKE研發對推動等離子體尾波場加速技術的普適性協同效應，並主張歐洲粒子物理戰略更新應大力支持AWAKE及類似先進加速器研發。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力參考基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其在地移動重力測量中的可靠性尚未得到實際驗證。為研究評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局在華北地震重力監測網內聯合開展了原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）的同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）同點位原子重力儀與相對重力儀的點值均值差及段差均值分別為5.8(17.1)微伽與4.4(11.0)微伽，且與同點位FG5X絕對重力儀點值差異小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果及各測點點值精度，平均點值精度達3.6微伽。結果表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X絕對重力儀相當的觀測準確度與精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，可滿足地震重力監測需求。該工作為原子重力儀在地震控制測量與時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：多尺度結構分析的定量方法：原子解像度電子顯微術
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像是表徵材料納米級結構的強大工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析，這一過程可能受到噪聲和偽影、微小或重疊特徵以及需要在大範圍代表性區域進行尺度化分析等因素的干擾。本文提出的圖像分析方法協同實空間與倒易空間信息，能夠從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取跨數百納米材料區域、皮米級精度的結構信息。通過抑制倒易空間中的超結構峰，可將對稱性破缺的結構畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量；而對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，則可實現晶格參數變化與應變的絕對量化及相關測量不確定度的評估。相關算法已作為開源Python軟件包發佈。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：負三角位形與正三角位形偏濾器等離子體中邊界和刮削層湍流的模擬
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對於實現具有吸引力的聚變堆設計至關重要。負三角變（NT）位形已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELMs）的產生。對邊緣和刮削層（SOL）湍流輸運的建模是理解NT對湍流影響、並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。先前的迴旋動理學湍流研究表明，NT在廣泛參數範圍內均具有積極作用。然而，大多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本研究通過包含磁X點和分界面的邊緣與刮削層模擬，首次採用多保真度方法——將全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬相結合——以深入理解其中的基礎物理機制。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明，在可比的NT與正三角變（PT）位形中，雖然獲得的剖面相似，但NT下的湍流熱通量降低了50%以上。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX結果的對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEMs）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，主要源於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子絕對重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力參考基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其移動重力測量的可靠性尚未得到實際驗證。為評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局聯合在華北地震重力監測網內，使用原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）開展了同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）同點位原子重力儀與相對重力儀的點值均值差及段差均值分別為5.8(17.1)微伽和4.4(11.0)微伽，與FG5X絕對重力儀的同點位點值差異小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果及各測點點值精度，平均點值精度達3.6微伽。這表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X相當的觀測準確度與精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，可滿足地震重力監測需求。該工作為原子重力儀在地震控制測量及時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：AWAKE Input to the European Strategy for Particle Physics Update on behalf of the AWAKE Collaboration
  • 中文標題：代表AWAKE合作組提交給歐洲粒子物理戰略更新的AWAKE方案
  • 發佈日期：2025-04-01 09:32:28+00:00
  • 作者：E. Gschwendtner, P. Muggli, M. Turner, AWAKE Collaboration
  • 分類：physics.acc-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00577v1

中文摘要：先進尾波場實驗（AWAKE）是一個成熟的國際合作項目，旨在開發質子驅動等離子體尾波場加速技術，將電子束團加速至適合首批粒子物理應用（如強場量子電動力學和固定靶實驗）的能量與品質（約50-200GeV）。數值模擬表明，在單級質子驅動等離子體尾波場中，通過約1GeV/m的平均加速梯度即可實現這些能量目標，這得益於CERN SPS（19kJ, 400GeV）和LHC（約120kJ, 7TeV）質子束團的高單粒子與單束團能量。同步加速器產生的束團較長，AWAKE利用自調製過程驅動GV/m量級的尾波場。截至2025年底，作為2016年啟動的AWAKE持續項目的一部分，所有關於自調製的物理概念均將通過實驗驗證，關鍵成果包括：直接觀測自調製現象、通過兩種種子方法實現穩定與控制、將外注電子從19MeV加速至超過2GeV，以及利用等離子體密度階躍在自調製飽和後維持高尾波場振幅。本文檔除簡要總結現有成果外，還規劃了AWAKE作為示範設施的路線圖，旨在產生滿足首批應用要求的束流品質，具體包括：1）2031年前在10米等離子體中實現品質可控的多GeV電子束加速；2）在LS4階段驗證更高能量下的可擴展性。文中同時強調了AWAKE研發對推動等離子體尾波場加速技術的普適性協同效應，並主張歐洲粒子物理戰略更新應大力支持AWAKE及同類先進加速器研發。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：多尺度結構分析的定量方法：原子解像度電子顯微術
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像是表徵材料納米級結構的強大工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析——這一過程常受噪聲偽影、微小/重疊特徵以及大範圍分析需求的影響。本文提出的圖像分析方法協同實空間與倒易空間信息，能以皮米級精度從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取數百納米材料範圍內的結構信息。通過抑制倒易空間中的超結構峰，可將對稱性破缺畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量；而對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，則可實現晶格參數變化與應變的絕對量化及相關測量不確定度評估。相關算法已開源為Python工具包。

摘要

  • 原文標題：Simulations of edge and SOL turbulence in diverted negative and positive triangularity plasmas
  • 中文標題：偏濾位形下負/正三角等離子體邊界與刮削層湍流的模擬研究
  • 發佈日期：2025-04-01 07:05:32+00:00
  • 作者：P. Ulbl, A. Stegmeir, D. Told, G. Merlo, K. Zhang, F. Jenko
  • 分類：physics.plasm-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00475v1

中文摘要：優化磁約束聚變裝置的性能對實現具有吸引力的聚變堆設計至關重要。負三角變（NT）方案已被證明能實現優異的能量約束水平，同時避免邊緣局域模（ELM）。通過模擬邊緣等離子體和刮削層（SOL）的湍流輸運，是理解NT對湍流影響並將結果外推至未來裝置和運行模式的關鍵。此前的迴旋動理學湍流研究表明，NT在廣泛參數範圍內均具有積極作用。然而，大多數模擬集中於等離子體內部區域，忽略了NT對最外邊緣的影響。本工作通過包含磁X點和分界面的邊緣與SOL模擬，首次採用多保真度方法——結合全局非線性迴旋動理學模擬與漂移約化流體模擬——以深入理解其中的物理機制。基於GENE-X代碼的第一性原理模擬表明：在可比的NT與正三角變（PT）位形中，二者可獲得相似剖面，但NT的湍流熱通量降低了50%以上。與漂移約化流體湍流代碼GRILLIX的結果對比表明，該湍流由捕獲電子模（TEM）驅動。NT條件下偏濾器靶板的平行熱通量寬度減小，主要歸因於更低的展寬因子$S$。

摘要

  • 原文標題：Joint gravity survey using an absolute atom gravimeter and relative gravimeters
  • 中文標題：聯合使用原子重力儀與相對重力儀的重力測量
  • 發佈日期：2025-04-01 09:46:04+00:00
  • 作者：Li Chen-yang, Xu Ru-gang, Chen Xi, Sun Hong-bo, Li Su-peng, Luo Yu, Huang Ming-qi, Di Xue-feng, Li Zhao-long, Xiao Wei-peng, Liang Xiao, Yang Xuan, Huang Xian-liang, Yao Hua-jian, Huang Jin-shui, Chen Luo-kan, Chen Shuai
  • 分類：physics.geo-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.00588v1

中文摘要：時變重力場測量是地震危險性評估的重要方法之一。為獲取精確的時變重力數據，建立重力基準至關重要，這可通過絕對重力儀實現。原子重力儀作為新興的絕對重力儀類型，其在地移動重力測量中的可靠性尚未得到實踐驗證。為評估A-Grav原子重力儀在複雜野外條件下的工作狀態與性能指標，中國科學技術大學、合肥國家實驗室與安徽省地震局聯合在華北地震重力監測網內，使用原子重力儀（AGrav）與相對重力儀（CG-6）開展了同步觀測試驗。實驗結果表明：1）原子重力儀移動觀測標準差為2.1微伽；2）同點位原子重力儀與相對重力儀的點值均值差及段差均值分別為5.8(17.1)微伽與4.4(11.0)微伽，且與同點位FG5X絕對重力儀點值差異小於2.0微伽；3）基於絕對重力控制的混合重力平差結果中，各測點點值精度平均達3.6微伽。研究表明A-Grav原子重力儀具有與FG5X相當的觀測準確度與精密度，在野外移動測量中表現出良好的穩定性與可靠性，能滿足地震重力監測需求。本工作為原子重力儀在地震控制測量與時變重力監測中的實際應用提供了技術參考。

摘要

  • 原文標題：Quantitative approaches for multi-scale structural analysis with atomic resolution electron microscopy
  • 中文標題：多尺度結構分析的定量方法：原子解像度電子顯微術
  • 發佈日期：2025-04-01 19:53:23+00:00
  • 作者：Noah Schnitzer, Lopa Bhatt, Ismail El Baggari, Robert Hovden, Benjamin H. Savitzky, Michelle A. Smeaton, Berit H. Goodge
  • 分類：cond-mat.mtrl-sci, physics.data-an
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2504.01159v1

中文摘要：原子解像度掃描透射電子顯微鏡成像技術是表徵材料納米級結構的有力工具，尤其適用於缺陷、局部應變和對稱性破缺畸變等特徵分析。除先進儀器外，該技術的有效性還依賴於從實驗記錄的複雜數據集中提取有意義特徵的計算圖像分析方法——這些數據可能受噪聲偽影干擾、存在微小或重疊特徵，且需在大範圍代表性區域進行規模化分析。本文提出的圖像分析方法協同實空間與倒易空間信息，能夠從原子解像度電鏡圖像中高效可靠地獲取跨數百納米材料區域、皮米級精度的結構信息。通過抑制倒易空間中的超結構峰，可將對稱性破缺結構畸變與其他非均勻性來源分離並進行高精度測量；而對傅里葉濾波產生的波狀信號進行實空間擬合，則可實現晶格參數變化與應變的絕對量化及相關測量不確定度的評估。相關算法已開源為Python工具包。

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