WikiEdge:ArXiv速遞/2025-03-18

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摘要

  • 原文標題：Why Personalizing Deep Learning-Based Code Completion Tools Matters
  • 中文標題：為什麼個性化基於深度學習的代碼補全工具很重要
  • 發佈日期：2025-03-18 12:26:06+00:00
  • 作者：Alessandro Giagnorio, Alberto Martin-Lopez, Gabriele Bavota
  • 分類：cs.SE
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14201v1

中文摘要：基於深度學習（DL）的代碼補全工具通過實現高級代碼生成，徹底改變了軟件開發。這些工具利用從大量代碼庫中訓練的模型，捕捉通用的編碼模式。然而，針對特定組織或開發者微調這些模型以提升其在這些主體上的性能的影響尚未被探索。在本研究中，我們通過提供堅實的實證證據填補了這一空白。具體而言，我們考慮了來自兩個組織（Apache 和 Spring）的 136 名開發者、兩種模型架構（T5 和 Code Llama）以及三種模型規模（6000 萬、7.5 億和 70 億可訓練參數）。T5 模型（6000 萬、7.5 億）在超過 2000 個開源項目上進行了預訓練和微調，排除了目標組織的數據，並與在組織和開發者特定數據集上微調的版本進行了比較。對於 Code Llama 模型（70 億），我們比較了在線公開的預訓練模型與通過參數高效微調在組織和開發者特定數據集上微調的同一模型的性能。我們的結果表明，組織和開發者特定的額外微調都能提升預測能力，其中前者表現尤為突出。這一發現在（i）兩個目標組織（即 Apache 和 Spring）和（ii）完全不同的模型規模（從 6000 萬到 70 億可訓練參數）中具有普遍性。最後，我們展示了在組織特定數據集上微調的 DL 模型能夠達到與預訓練代碼模型相同的補全性能，而後者規模約為前者的 10 倍，從而在部署和推理成本上實現了顯著節省（例如，需要更小的GPU）。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《清潔電力2030行動計劃》。本文質疑這兩項計劃的有效性，認為它們未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性的影響。通過使用考慮這些波動性的未來英國電力系統動態模型，研究表明《清潔電力2030行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統中脫碳的能力，尤其是在其規模相對於電力系統需求增加時。更重要的是，動態模型顯示，大部分可實現的脫碳效果來自於將風力發電從目前的約10吉瓦增加到約20吉瓦。將風力發電僅增加到20吉瓦，而不是行動計劃中提議的30吉瓦，可以將提議的成本減半，節省約1200億英鎊，而在脫碳效果上幾乎沒有損失。此外，動態模型顯示，英國7.5天的天然氣儲存能力與其大陸鄰國認為必要的儲存能力相比顯得嚴重不足。本文還表達了對2008年《氣候變化法案》的擔憂，該法案要求英國實現任意的脫碳目標，導致政府顧問提出了一些未經證實且因此具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程（PDEs）系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這些方程在非線性情況下通常難以數值求解，因為它們即使在初始數據平滑的情況下也容易形成不連續性，這可能導致數值算法變得不穩定、違反守恆定律或收斂到物理上不正確的解。在本文中，我們介紹了一種新的形式化驗證流程，用於在Racket中構建此類算法，允許用戶為指定的方程系統構建定製的雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的低級C代碼，並生成關於實現的各種數學和物理正確性屬性的形式化證明，包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性。我們概述了如何使用一個完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明和自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了生成的C代碼如何用於運行獨立模擬或集成到更大的計算多物理框架（如Gkeyll）中。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業中備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，實時監測其退化仍然具有挑戰性。本研究通過採用一種新穎的方法，結合外部光纖傳感和先進的數據分析技術，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，使用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了在600次循環中對設備級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估計電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池在循環中的SOH。我們能夠捕捉到連續和突發的退化事件，並通過差分分析和新的SOH指標，提供了對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法具有高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，可能提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Constraints on Extended Cosmological Models
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6 對擴展宇宙學模型的約束
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:26+00:00
  • 作者：Erminia Calabrese, J. Colin Hill, Hidde T. Jense, Adrien La Posta, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Zachary Atkins, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicola Barbieri, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Adam He, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Massimiliano Lattanzi, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Thibaut Louis, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Leander Thiele, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, gr-qc, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14454v1

中文摘要：我們使用來自阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據發佈6（DR6）的新宇宙微波背景（CMB）原始溫度和極化各向異性測量數據，測試標準宇宙學模型的基本假設，並對其擴展模型設置約束。我們僅從ACT DR6功率譜中推導出約束條件，同時也結合了普朗克（Planck）的遺留數據。為了打破幾何簡併性，我們納入了ACT和普朗克的CMB透鏡數據以及DESI第一年的重子聲學振盪數據，並進一步為影響晚期膨脹歷史的模型添加了Pantheon+的超新星測量數據。我們驗證了原始擾動的近尺度不變性（譜指數運行$d n_s/d\ln k = 0.0062 \pm 0.0052$）和絕熱性。中微子性質與標準模型的預測一致：我們沒有發現新的自由流動的輕相對論性粒子的證據（$N_{\rm eff} = 2.86 \pm 0.13$，結合外部BBN數據後為$N_{\rm eff} = 2.89 \pm 0.11$），也沒有發現非零中微子質量（$\sum m_\nu < 0.082$ eV，95%置信水平）或中微子自相互作用的證據。我們同樣沒有發現自相互作用的暗輻射（$N_{\rm idr} < 0.134$）、早期宇宙基本常數的變化、早期暗能量、原始磁場或修正複合的證據。我們的數據與標準BBN、FIRAS推斷的CMB溫度、碰撞暗物質成分（僅允許一小部分作為類軸子粒子）、宇宙學常數以及廣義相對論預測的晚期增長率一致。我們沒有發現統計上顯著偏離基線$\Lambda$CDM模型的偏好。總體而言，旨在增加哈勃常數或減少從原始CMB推斷的密度波動幅度的模型並未得到我們數據的支持。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數和$Λ$CDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了從阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據生成的第六版數據發佈（DR6）圖中測量的宇宙微波背景（CMB）各向異性的溫度和極化功率譜。這些數據覆蓋了19,000平方度的天空，中心頻率為98、150和220 GHz，極化白噪聲水平比普朗克（Planck）低三倍。我們發現，ACT在10,000平方度範圍內估計的角功率譜，並在TT、TE和EE中測量到角分鐘尺度，能夠很好地由CMB和前景的總和擬合，其中CMB譜由$\Lambda$CDM模型描述。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙的成分、膨脹率和初始條件提供了嚴格的限制。我們發現，無論是普朗克功率譜還是ACT與WMAP數據結合，以及聯合P-ACT數據集中的溫度或極化，都具有相似的約束能力，並且結果一致。當結合ACT和普朗克的CMB透鏡效應以及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲學振盪數據時，我們測量到的重子密度為$\Omega_b h^2=0.0226\pm0.0001$，冷暗物質密度為$\Omega_c h^2=0.118\pm0.001$，哈勃常數為$H_0=68.22\pm0.36$ km/s/Mpc，譜指數為$n_s=0.974\pm0.003$，密度漲落幅度為$\sigma_8=0.813\pm0.005$。我們在功率譜中沒有發現過量的透鏡效應，也沒有發現空間平坦性的偏離。Sunyaev-Zel'dovich效應（SZ）各向異性的貢獻在高顯著性下被檢測到；我們發現與基線SZ模板譜相比，小尺度功率受到抑制的傾斜證據，這與帶有反饋的流體動力學模擬一致。

摘要

  • 原文標題：BurTorch: Revisiting Training from First Principles by Coupling Autodiff, Math Optimization, and Systems
  • 中文標題：BurTorch：通過耦合自動微分、數學優化和系統重新審視從第一性原理出發的訓練
  • 發佈日期：2025-03-18 00:52:12+00:00
  • 作者：Konstantin Burlachenko, Peter Richtárik
  • 分類：cs.LG, cs.MS, 65Y10, I.2.6; I.2.8; C.1.3; C.5.3; G.4; C.3
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13795v1

中文摘要：在這項工作中，我們介紹了BurTorch，這是一個緊湊的高性能框架，旨在通過極其高效的基於CPU的反向傳播（Rumelhart等，1986；Linnainmaa，1970）實現來優化單節點工作站上的深度學習（DL）訓練。儘管現代DL框架內部依賴於類似編譯器的優化，但BurTorch採取了不同的路徑。它採用了極簡設計，並證明在這些情況下，經典的編譯編程語言可以在DL研究中發揮重要作用。通過消除大型框架的開銷並做出高效的實現選擇，BurTorch在CPU上計算$\nabla f(x)$時實現了性能和內存效率的數量級提升。BurTorch的緊湊代碼庫旨在同時實現兩個關鍵目標。首先，它提供了類似於基於腳本的編程環境的用戶體驗。其次，它顯著減少了運行時開銷。在大型DL框架中，相對較小的計算圖$f(x)$的主要內存開銷來源是功能繁重的實現。我們將BurTorch與廣泛使用的DL框架的執行模式進行了基準測試：JAX（Bradbury等，2018）、PyTorch（Paszke等，2019）、TensorFlow（Abadi等，2016）；以及幾個獨立的庫：Autograd（Maclaurin等，2015）、Micrograd（Karpathy，2020）、Apple MLX（Hannun等，2023）。對於小型計算圖，BurTorch在運行時間上比最佳實踐解決方案快多達$\times 2000$倍，並將內存消耗減少多達$\times 3500$倍。對於一個小型化的GPT-3模型（Brown等，2020），BurTorch相比PyTorch實現了高達$\times 20$的加速，並將內存減少多達$\times 80$倍。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁石作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署在海底以支持底棲海洋生態系統的人造結構。它們的存在顯著減弱了局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷保護。儘管這一概念看似可行，但其背後的水流-沉積物過程非常複雜，尚未得到系統研究。為了填補這一空白，我們進行了一系列固定床水槽試驗，以揭示兩種典型AR形狀（立方體和半球體）緊密圍繞單樁以3x3模式佈置時的水動力細節。同時，還進行了一系列活床試驗，以展示AR在沖刷保護中的效率。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的向下流動，並將尾流減少了50-80%。半球體AR也顯著減弱了尾流，但在單樁前引導了下降流。雖然立方體AR將上游和下游的沖刷深度減少了多達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移，從而降低沖刷保護效果。半球體AR提供的沖刷減少較少，但邊緣沖刷也較少，使其更能適應形態變化。基於這些發現，提出了一種優化的AR佈局。

摘要

  • 原文標題：Streaming and Massively Parallel Algorithms for Euclidean Max-Cut
  • 中文標題：流式和大規模並行算法用於歐幾里得最大割
  • 發佈日期：2025-03-18 15:45:00+00:00
  • 作者：Nicolas Menand, Erik Waingarten
  • 分類：cs.DS
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14362v1

中文摘要：給定一組向量 $X = \{ x_1,\dots, x_n \} \subset \mathbb{R}^d$，歐幾里得最大割問題要求將這些向量劃分為兩部分，以最大化跨越該劃分的歐幾里得距離之和。我們為大規模數據集模型設計了新的歐幾里得最大割算法： $\bullet$ 我們提出了一種完全可擴展的常數輪 MPC 算法，使用 $O(nd) + n \cdot \text{poly}( \log(n) / \epsilon)$ 的總空間，該算法提供了 $(1+\epsilon)$-近似的歐幾里得最大割。 $\bullet$ 我們提出了一種動態流算法，當 $X \subseteq [\Delta]^d$ 時，使用 $\text{poly}(d \log \Delta / \epsilon)$ 的空間，該算法提供了對 $(1+\epsilon)$-近似的歐幾里得最大割的預言機訪問。 最近，Chen、Jiang 和 Krauthgamer $[\text{STOC}~'23]$ 提出了一種動態流算法，使用 $\text{poly}(d\log\Delta/\epsilon)$ 的空間來近似歐幾里得最大割的值，但無法提供對近似最優割的預言機訪問。這是他們工作中未解決的問題，我們在此解決了這一問題。這兩種算法都基於相同的框架，該框架分析了 Mathieu 和 Schudy $[\text{SODA}~'08]$ 提出的用於密集最大割的貪心算法的「並行」和「子採樣」版本。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：超重核的電子俘獲與真實輕子波函數
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了一個獨特的實驗室。在已知的超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準的EC計算中，輕子波函數通常以最低階近似考慮。在本工作中，我們通過（i）假設電子波函數的單粒子近似，以及（ii）進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算，研究了EC速率對電子波函數選擇的敏感性。核響應是基於採用相對論核能量密度泛函理論的最先進的准粒子隨機相位近似生成的。我們表明，使用改進的輕子波函數可以將超重核Og（Z=118）的EC速率降低多達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF和單粒子計算得到的EC速率之間的差異相當小。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：相對論效應對鹵族元素/離子性質的影響
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素和金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋了半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率。研究證實，p1/2軌道在相對論效應下收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應似乎並未完全相互抵消。這可能表明，隨着原子序數的增加，自旋-軌道效應的增長速度略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的延長。 我們發現，對於從氟到碘的原子，非相對論的Hartree-Fock方法給出的第一電離能值與其他涉及相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是，該方法能夠準確到三位有效數字預測氯的實驗值，因此在評估含有輕鹵素元素的大系統的物理化學性質時，可以放棄其他複雜的方法，因為這些方法需要巨大的計算量，但在與實驗的一致性方面並沒有顯著改善。該方法還預測了鈿原子的電子親和力為2.4 eV，這表明相對論效應在鈿原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在提賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《清潔電力2030行動計劃》。本文質疑這兩項計劃的有效性，認為它們未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性的影響。通過使用考慮這些波動性的未來英國電力系統動態模型，研究表明，《清潔電力2030行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的作用，尤其是在其規模相對於電力系統需求增加時。更重要的是，動態模型顯示，大部分可實現的脫碳效果來自於將風力發電從目前的約10吉瓦增加到約20吉瓦。將風力發電僅增加到20吉瓦，而不是行動計劃中提議的30吉瓦，可以將提議的成本減半，節省約1200億英鎊，而在脫碳效果上幾乎沒有損失。此外，動態模型顯示，英國7.5天的天然氣儲存能力與其大陸鄰國認為必要的儲存能力相比顯得嚴重不足。本文還表達了對2008年《氣候變化法案》的擔憂，該法案要求英國實現任意的脫碳目標，導致政府顧問提出了一些未經證實且因此具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：The Verification Problem for the Subgame Perfect Equilibrium and the Nash Equilibrium in Finite-Horizon Probabilistic Concurrent Game Systems
  • 中文標題：有限時域概率並發博弈系統中子博弈完美均衡與納什均衡的驗證問題
  • 發佈日期：2025-03-18 19:47:24+00:00
  • 作者：Senthil Rajasekaran, Moshe Y. Vardi
  • 分類：cs.GT, cs.LO
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14690v1

中文摘要：有限時域概率多智能體並發博弈系統，也稱為有限多人隨機博弈，是人工智能中一個被廣泛研究的模型，因為它們能夠表示涉及有限次迭代（由有限時域給出）中智能體之間戰略互動的各種現實場景。這些博弈的分析通常集中在評估和計算哪些策略組合（表示每個智能體行為的函數）符合均衡條件。兩個最突出的均衡概念是**納什均衡**和**子博弈完美均衡**，後者被視為前者的概念性改進。然而，從頭計算這些均衡通常在計算上是不可行的。因此，最近的注意力轉向了驗證問題，即必須評估給定的策略組合以確定其是否滿足均衡條件。在本文中，我們證明了子博弈完美均衡的驗證問題屬於PSPACE，而納什均衡的驗證問題則是EXPTIME完全的。這是一個高度反直覺的結果，因為子博弈均衡通常被視為納什均衡的嚴格加強，並且直觀上被認為更為複雜。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數和$Λ$CDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了從阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據發佈的第六版地圖中測量的宇宙微波背景（CMB）各向異性的溫度和極化功率譜。這些數據覆蓋了19,000平方度的天空，頻率集中在98、150和220 GHz，極化噪聲水平比普朗克衛星低三倍。我們發現，ACT在10,000平方度範圍內估計的角功率譜，並在TT、TE和EE中測量到角分鐘尺度，與CMB和前景的總和擬合良好，其中CMB譜由$\Lambda$CDM模型描述。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙的成分、膨脹率和初始條件提供了嚴格的限制。我們發現，無論是普朗克功率譜還是ACT與WMAP數據結合，以及聯合P-ACT數據集中的溫度或極化，都具有相似的約束力和一致的結果。當與ACT和普朗克的CMB透鏡效應以及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲學振盪數據結合時，我們測量到的重子密度為$\Omega_b h^2=0.0226\pm0.0001$，冷暗物質密度為$\Omega_c h^2=0.118\pm0.001$，哈勃常數為$H_0=68.22\pm0.36$ km/s/Mpc，譜指數為$n_s=0.974\pm0.003$，密度波動幅度為$\sigma_8=0.813\pm0.005$。我們沒有發現功率譜中存在過量透鏡效應的證據，也沒有發現空間平坦性的偏離。Sunyaev-Zel'dovich效應（SZ）各向異性的貢獻在高顯著性水平上被檢測到；我們發現與基線SZ模板譜相比，小尺度功率受到抑制的傾斜證據，這與帶有反饋的流體動力學模擬一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業中備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，實時監測其退化仍然具有挑戰性。本研究通過採用一種新穎的方法，結合外部光纖傳感和先進的數據分析技術，全面評估電池健康狀況，解決了這一限制。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，使用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了在600次循環中對設備級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估計電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池在循環中的SOH。我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並通過差分分析和新的SOH指標提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法高度相關。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，可能提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Constraints on Extended Cosmological Models
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6 對擴展宇宙學模型的約束
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:26+00:00
  • 作者：Erminia Calabrese, J. Colin Hill, Hidde T. Jense, Adrien La Posta, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Zachary Atkins, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicola Barbieri, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Adam He, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Massimiliano Lattanzi, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Thibaut Louis, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Leander Thiele, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, gr-qc, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14454v1

中文摘要：我們利用來自阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據發佈6（DR6）的新宇宙微波背景（CMB）原始溫度和極化各向異性測量結果，測試標準宇宙學模型的基本假設，並對其擴展模型設定約束。我們僅從ACT DR6功率譜中推導約束，同時也結合了普朗克衛星（Planck）的遺留數據。為了打破幾何簡併性，我們納入了ACT和普朗克衛星的CMB透鏡數據以及DESI第一年的重子聲學振盪數據，並進一步為影響晚期膨脹歷史的模型添加了Pantheon+的超新星測量數據。我們驗證了原始擾動的近尺度不變性（譜指數運行$d n_s/d\ln k = 0.0062 \pm 0.0052$）和絕熱性。中微子性質與標準模型的預測一致：我們沒有發現新的自由流動的輕相對論性物種的證據（$N_{\rm eff} = 2.86 \pm 0.13$，結合外部BBN數據後為$N_{\rm eff} = 2.89 \pm 0.11$），也沒有發現非零中微子質量（$\sum m_\nu < 0.082$ eV，95%置信水平）或中微子自相互作用的證據。我們同樣沒有發現自相互作用的暗輻射（$N_{\rm idr} < 0.134$）、早期宇宙基本常數的變化、早期暗能量、原始磁場或修正複合的證據。我們的數據與標準BBN、FIRAS推斷的CMB溫度、無碰撞的暗物質成分（僅允許一小部分為類軸子粒子）、宇宙學常數以及廣義相對論預測的晚期增長率一致。我們沒有發現統計上顯著偏離基線$\Lambda$CDM模型的偏好。總體而言，旨在增加哈勃常數或減少從原始CMB推斷的密度波動幅度的模型並未得到我們數據的支持。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁石作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署在海底以支持底棲海洋生態系統的人造結構。它們的存在顯著減弱了局部水流，因此可以用於海上風電單樁的沖刷保護。儘管這一概念看似可行，但其背後的水流-沉積物過程非常複雜，尚未得到系統研究。為了填補這一空白，我們進行了一系列固定床水槽試驗，以揭示兩種典型AR形狀（立方體和半球體）緊密圍繞單樁以3x3模式佈置時的水動力細節。同時，還進行了一系列活床試驗，以展示AR在沖刷保護中的效率。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的向下流動，並將尾流減少了50-80%。半球體AR也顯著減弱了尾流，但在單樁前方引導了下降流。雖然立方體AR將上游和下游的沖刷深度減少了多達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移，從而降低沖刷保護效果。半球體AR提供的沖刷減少較少，但邊緣沖刷也較少，使其更能適應形態變化。基於這些發現，提出了一種優化的AR佈局。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：相對論效應對鹵族元素/離子性質的影響
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及其離子以及金原子某些性質的影響。分析涵蓋了半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率。研究證實，p1/2軌道在相對論效應下收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應似乎並未完全相互抵消。這可能表明，隨着原子序數的增加，自旋-軌道效應的增長速度略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的延長。 我們發現，對於從氟到碘的原子，非相對論性Hartree-Fock方法給出的第一電離能值與其他涉及相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是，該方法在預測氯的實驗值時，準確到三位有效數字，因此在評估含有輕鹵素元素的大系統的物理化學性質時，可以採納該方法，而無需考慮其他複雜方法所需的巨大計算量，因為這些方法在實驗一致性方面並未顯著改進。該方法還預測了鈿原子的電子親和力為$2.4 eV$，這表明相對論效應在鈿原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在提賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《清潔電力2030行動計劃》。本文質疑這兩項計劃的有效性，認為它們未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性的影響。通過使用動態模型模擬未來英國電力系統，這些模型旨在考慮這些波動性，研究表明《清潔電力2030行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的作用，尤其是當它們相對於電力系統需求的規模增加時。更重要的是，動態模型顯示，大部分可實現的脫碳效果來自於將風力發電從目前的約10吉瓦增加到約20吉瓦。將風力發電僅增加到20吉瓦，而不是行動計劃中提議的30吉瓦，可以將提議的成本減半，節省約1200億英鎊，而在脫碳效果上幾乎沒有損失。此外，動態模型表明，英國7.5天的天然氣儲存能力與其大陸鄰國認為必要的儲存能力相比顯得嚴重不足。本文還表達了對2008年《氣候變化法案》的擔憂，該法案要求英國實現任意的脫碳目標，導致政府顧問提出了一些未經證實且因此具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：超重核的電子俘獲與真實輕子波函數
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了一個獨特的實驗室。在已知的超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準的EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。在本工作中，我們通過（i）假設電子波函數的單粒子近似，以及（ii）進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算，研究了EC速率對電子波函數選擇的敏感性。核響應是基於採用相對論核能量密度泛函理論的最先進的准粒子隨機相位近似生成的。我們表明，使用改進的輕子波函數可以將超重核Og（Z=118）的EC速率降低多達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF和單粒子計算得到的EC速率之間的差異相當小。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數和$Λ$CDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了從阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據發佈的第六版地圖中測量的宇宙微波背景（CMB）各向異性的溫度和極化功率譜。這些數據覆蓋了19,000平方度的天空，中心頻率為98、150和220 GHz，極化噪聲水平比普朗克低三倍。我們發現，ACT在10,000平方度上估計的角功率譜，並在TT、TE和EE中測量到角分鐘尺度，與CMB和前景的總和很好地吻合，其中CMB譜由$\Lambda$CDM模型描述。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙的成分、膨脹率和初始條件提供了嚴格的限制。我們發現，無論是普朗克功率譜還是ACT與WMAP數據結合，以及聯合P-ACT數據集中的溫度或極化，都具有相似的約束力和一致的結果。當與ACT和普朗克的CMB透鏡效應以及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲學振盪數據結合時，我們測量到的重子密度為$\Omega_b h^2=0.0226\pm0.0001$，冷暗物質密度為$\Omega_c h^2=0.118\pm0.001$，哈勃常數為$H_0=68.22\pm0.36$ km/s/Mpc，譜指數為$n_s=0.974\pm0.003$，密度波動幅度為$\sigma_8=0.813\pm0.005$。我們沒有發現功率譜中透鏡效應的過量證據，也沒有發現空間平坦性的偏離。Sunyaev-Zel'dovich效應（SZ）各向異性的貢獻在高顯著性下被檢測到；我們發現與基線SZ模板譜相比，小尺度功率受到抑制的傾斜證據，這與帶有反饋的流體動力學模擬一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業中備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，實時監測其退化仍然具有挑戰性。本研究通過採用一種新穎的方法，結合外部光纖傳感和先進的數據分析技術，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，使用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了在600次循環中對設備級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估計電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池在循環中的SOH。我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並通過差分分析和新的SOH指標提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法具有高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，可能提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Constraints on Extended Cosmological Models
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6 對擴展宇宙學模型的約束
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:26+00:00
  • 作者：Erminia Calabrese, J. Colin Hill, Hidde T. Jense, Adrien La Posta, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Zachary Atkins, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicola Barbieri, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Adam He, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Massimiliano Lattanzi, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Thibaut Louis, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Leander Thiele, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, gr-qc, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14454v1

中文摘要：我們利用來自阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據發佈6（DR6）的新宇宙微波背景（CMB）原始溫度和極化各向異性測量數據，測試標準宇宙學模型的基本假設，並對其擴展模型設定約束。我們僅從ACT DR6功率譜中推導約束，同時也結合了普朗克（Planck）的遺留數據。為了打破幾何簡併性，我們納入了ACT和普朗克的CMB透鏡數據以及DESI第一年的重子聲學振盪數據，並進一步為影響晚期膨脹歷史的模型添加了Pantheon+的超新星測量數據。我們驗證了原始擾動的近尺度不變性（譜指數運行$d n_s/d\ln k = 0.0062 \pm 0.0052$）和絕熱性。中微子性質與標準模型的預測一致：我們沒有發現新的自由流動的輕相對論性粒子的證據（$N_{\rm eff} = 2.86 \pm 0.13$，結合外部BBN數據後為$N_{\rm eff} = 2.89 \pm 0.11$），也沒有發現非零中微子質量（$\sum m_\nu < 0.082$ eV，95%置信水平）或中微子自相互作用的證據。我們同樣沒有發現自相互作用的暗輻射（$N_{\rm idr} < 0.134$）、早期宇宙基本常數的變化、早期暗能量、原始磁場或修正複合的證據。我們的數據與標準BBN、FIRAS推斷的CMB溫度、無碰撞的暗物質成分（僅允許一小部分為類軸子粒子）、宇宙常數以及廣義相對論預測的晚期增長率一致。我們沒有發現統計上顯著偏離基線$\Lambda$CDM模型的偏好。總體而言，旨在增加哈勃常數或減少從原始CMB推斷的密度波動幅度的模型並未得到我們數據的支持。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署在海底以支持底棲海洋生態系統的人造結構。它們的存在顯著減弱了局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷保護。儘管這一概念看似可行，但其背後的水流-沉積物過程非常複雜，尚未得到系統研究。為了填補這一空白，我們進行了一系列固定床水槽試驗，以揭示兩種典型AR形狀（立方體和半球體）在3x3模式中緊密圍繞單樁佈置時的水動力細節。同時，還進行了一系列活床試驗，以展示AR在沖刷保護中的效率。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的向下流動，並將尾流減少了50-80%。半球體AR也顯著減弱了尾流，但在單樁前引導了下降流。雖然立方體AR將上游和下游的沖刷深度減少了多達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移，從而降低沖刷保護效果。半球體AR提供的沖刷減少較少，但邊緣沖刷也較少，使其更能適應形態變化。基於這些發現，提出了一種優化的AR佈局。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：相對論效應對鹵族元素/離子性質的影響
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及其離子某些性質的影響，包括半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率。分析表明，p1/2軌道在相對論效應下收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明，隨着原子序數的增加，自旋-軌道效應的增長速度略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴展可能導致相關分子中鍵長的延長。 我們發現，對於從氟到碘的原子，非相對論性Hartree-Fock方法給出的第一電離能值與其他涉及相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是，該方法能夠準確到三位有效數字預測氯的實驗值，因此在評估含有輕鹵素元素的大體系的物理化學性質時，可以放棄其他複雜的方法，因為這些方法需要巨大的計算量，但在與實驗的一致性上並沒有顯著改善。該方法還預測了鎄原子的電子親和力為$2.4 eV$，並表明相對論效應在鎄原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《清潔電力2030行動計劃》。本文質疑這兩項計劃的有效性，認為它們沒有充分考慮風能和太陽能發電高度波動性的影響。通過使用考慮這些波動性的未來英國電力系統動態模型，研究表明，《清潔電力2030行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統中脫碳的能力，尤其是在其規模相對於電力系統需求增加時。更重要的是，動態模型顯示，大部分可實現的脫碳效果來自於將風力發電從目前的約10吉瓦增加到約20吉瓦。將風力發電僅增加到20吉瓦，而不是行動計劃中提議的30吉瓦，可以將提議的成本減半，節省約1200億英鎊，而在脫碳效果上幾乎沒有損失。此外，動態模型顯示，英國的天然氣儲存能力為7.5個冬季日，與歐洲大陸鄰國認為必要的儲存能力相比，顯得極為不足。本文還表達了對2008年《氣候變化法案》的擔憂，該法案要求英國實現任意的脫碳目標，導致政府顧問提出了多項未經證實且因此具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：超重核的電子俘獲與真實輕子波函數
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了一個獨特的實驗室。在已知的超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準的EC計算中，輕子波函數通常在最低階近似下考慮。在本工作中，我們通過（i）假設電子波函數的單粒子近似，以及（ii）進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算，研究了EC速率對電子波函數選擇的敏感性。核響應是基於採用相對論核能量密度泛函理論的最先進的准粒子隨機相位近似生成的。我們表明，使用改進的輕子波函數可以將超重核Og（Z=118）中的EC速率降低多達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF和單粒子計算得到的EC速率之間的差異相當小。

摘要

  • 原文標題：The Verification Problem for the Subgame Perfect Equilibrium and the Nash Equilibrium in Finite-Horizon Probabilistic Concurrent Game Systems
  • 中文標題：有限時域概率並發博弈系統中子博弈完美均衡與納什均衡的驗證問題
  • 發佈日期：2025-03-18 19:47:24+00:00
  • 作者：Senthil Rajasekaran, Moshe Y. Vardi
  • 分類：cs.GT, cs.LO
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14690v1

中文摘要：有限時域概率多智能體並發博弈系統，也稱為有限多人隨機博弈，是人工智能中一個被廣泛研究的模型，因為它們能夠表示涉及有限次迭代（由有限時域給出）中智能體之間戰略互動的各種現實場景。對這些博弈的分析通常集中在評估和計算哪些策略組合（表示每個智能體行為的函數）符合均衡條件。兩個最突出的均衡概念是**納什均衡**和**子博弈完美均衡**，後者被視為前者的概念性改進。然而，從頭計算這些均衡通常在計算上是不可行的。因此，最近的注意力轉向了驗證問題，即必須評估給定的策略組合以確定其是否滿足均衡條件。在本文中，我們證明了子博弈完美均衡的驗證問題屬於PSPACE，而納什均衡的驗證問題則是EXPTIME完全的。這是一個非常反直覺的結果，因為子博弈均衡通常被視為納什均衡的嚴格強化，並且直觀上被認為更為複雜。

摘要

  • 原文標題：AI-driven Uncertainty Quantification & Multi-Physics Approach to Evaluate Cladding Materials in a Microreactor
  • 中文標題：AI驅動的不確定性量化與多物理方法評估微反應堆包殼材料
  • 發佈日期：2025-03-18 19:36:36+00:00
  • 作者：Alex Foutch, Kazuma Kobayashi, Ayodeji Alajo, Dinesh Kumar, Syed Bahauddin Alam
  • 分類：physics.ins-det, cond-mat.mtrl-sci, stat.AP
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14679v1

中文摘要：追求增強核安全推動了輕水反應堆（LWRs）事故容忍包殼（ATC）材料的開發。本研究探討了在先進反應堆設計中重新利用這些ATC材料的潛力，旨在加速材料開發並降低成本。研究採用多物理場方法，涵蓋中子學、傳熱、熱力學和結構力學，以評估四種候選材料（Haynes 230、Zircaloy-4、FeCrAl和SiC-SiC）在高溫鈉冷微型反應堆（以Kilopower設計為例）中的表現。雖然中子學模擬顯示這些材料之間的功率分佈變化可以忽略不計，但有限元分析突出了SiC-SiC的優異熱穩定性和Haynes 230的良好抗應力性能。高溫環境顯著影響了材料性能，特別是Zircaloy-4和FeCrAl，而SiC-SiC的固有特性限制了其承受應力載荷的能力。此外，研究還進行了基於AI的不確定性量化和敏感性分析，以評估材料性能變化對最大環向應力的影響。研究結果強調了進一步研究高溫材料性能的必要性，以促進現有材料在先進反應堆中的更廣泛應用。根據評估標準，Haynes 230被認為是最有前途的候選材料。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數和$Λ$CDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了從阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據製作的第六次數據發佈（DR6）圖中測量的宇宙微波背景（CMB）各向異性的溫度和偏振功率譜。這些數據覆蓋了19,000平方度的天空，中心頻率為98、150和220 GHz，偏振的白噪聲水平比普朗克（Planck）低三倍。我們發現，ACT在10,000平方度上估計的角功率譜，並在TT、TE和EE中測量到角分鐘尺度，與CMB和前景的總和很好地擬合，其中CMB譜由$\Lambda$CDM模型描述。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙的成分、膨脹率和初始條件提供了嚴格的限制。我們發現，無論是普朗克功率譜還是ACT與WMAP數據結合，以及聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振，都具有相似的約束力，並且結果一致。當與ACT和普朗克的CMB透鏡效應以及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲學振盪數據結合時，我們測量到的重子密度為$\Omega_b h^2=0.0226\pm0.0001$，冷暗物質密度為$\Omega_c h^2=0.118\pm0.001$，哈勃常數為$H_0=68.22\pm0.36$ km/s/Mpc，譜指數為$n_s=0.974\pm0.003$，密度漲落幅度為$\sigma_8=0.813\pm0.005$。我們沒有發現功率譜中存在過量透鏡效應的證據，也沒有發現空間平坦性的偏離。Sunyaev-Zel'dovich效應（SZ）各向異性的貢獻在高顯著性下被檢測到；我們發現與基線SZ模板譜相比，小尺度功率受到抑制的傾斜證據，這與帶有反饋的流體動力學模擬一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業中備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，實時監測其退化仍然具有挑戰性。本研究通過採用一種新穎的方法，結合外部光纖傳感和先進的數據分析技術，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，使用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了在600次循環中對設備級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估計電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池在循環中的SOH。我們能夠捕捉到連續和自發的退化事件，並通過差分分析和新的SOH指標提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，可能提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Constraints on Extended Cosmological Models
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6 對擴展宇宙學模型的約束
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:26+00:00
  • 作者：Erminia Calabrese, J. Colin Hill, Hidde T. Jense, Adrien La Posta, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Zachary Atkins, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicola Barbieri, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Adam He, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Massimiliano Lattanzi, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Thibaut Louis, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Leander Thiele, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, gr-qc, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14454v1

中文摘要：我們利用阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）第六次數據發佈（DR6）中的新宇宙微波背景（CMB）原始溫度和極化各向異性測量數據，測試標準宇宙學模型的基本假設，並對其擴展模型設定約束。我們僅從ACT DR6功率譜中推導出約束條件，同時也結合了普朗克（Planck）的遺留數據。為了打破幾何簡併性，我們納入了ACT和普朗克的CMB透鏡數據以及DESI第一年的重子聲學振盪數據，並進一步為影響晚期膨脹歷史的模型添加了Pantheon+的超新星測量數據。我們驗證了原始擾動的近尺度不變性（譜指數運行$d n_s/d\ln k = 0.0062 \pm 0.0052$）和絕熱性。中微子性質與標準模型的預測一致：我們沒有發現新的輕、相對論性自由流動粒子的證據（$N_{\rm eff} = 2.86 \pm 0.13$，結合外部BBN數據後為$N_{\rm eff} = 2.89 \pm 0.11$），也沒有發現非零中微子質量（$\sum m_\nu < 0.082$ eV，95%置信水平）或中微子自相互作用的證據。我們同樣沒有發現自相互作用的暗輻射（$N_{\rm idr} < 0.134$）、早期宇宙基本常數的變化、早期暗能量、原始磁場或修正複合的證據。我們的數據與標準BBN、FIRAS推斷的CMB溫度、無碰撞的暗物質成分（僅允許一小部分為類軸子粒子）、宇宙學常數以及廣義相對論預測的晚期增長率一致。我們沒有發現統計上顯著偏離基線$\Lambda$CDM模型的偏好。總體而言，旨在增加哈勃常數或減少從原始CMB推斷的密度波動幅度的模型並未得到我們數據的支持。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程（PDE）系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這些方程在非線性情況下通常難以數值求解，因為它們即使在初始數據平滑的情況下也容易形成不連續性，這可能導致數值算法變得不穩定、違反守恆定律或收斂到物理上不正確的解。在本文中，我們為這類算法引入了一種新的形式化驗證流程，使用Racket語言實現，允許用戶為指定的方程系統構建定製的雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的低級C代碼，並生成關於實現的各種數學和物理正確性屬性的形式化證明，包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性。我們概述了這些正確性證明的生成過程，使用了一個完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明和自動微分框架，並展示了生成的C代碼如何用於運行獨立模擬或集成到更大的計算多物理框架（如Gkeyll）中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署在海底以支持底棲海洋生態系統的人造結構。它們的存在顯著減弱了局部水流，因此可以用於海上風電單樁的沖刷保護。儘管這一概念看似可行，但其背後的水流-沉積物過程非常複雜，尚未得到系統研究。為了填補這一空白，我們進行了一系列固定床水槽試驗，以揭示兩種典型AR形狀（立方體和半球體）緊密圍繞單樁以3x3模式佈置時的水動力細節。同時，還進行了一系列活床試驗，以展示AR在沖刷保護中的效率。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的向下流動，並將尾流減少了50-80%。半球體AR也顯著減弱了尾流，但在單樁前引導了下降流。雖然立方體AR將上游和下游的沖刷深度減少了多達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移，從而降低沖刷保護效果。半球體AR提供的沖刷減少較少，但邊緣沖刷也較少，使其更能適應形態變化。基於這些發現，提出了一種優化的AR佈局。

摘要

  • 原文標題：The $ππ$ scattering amplitude at large $N_\text{c}$
  • 中文標題：大$N_\text{c}$下的$ππ$散射振幅
  • 發佈日期：2025-03-18 07:27:05+00:00
  • 作者：Jorge Baeza-Ballesteros, Pilar Hernández, Fernando Romero-López
  • 分類：hep-lat, hep-ph, hep-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13978v1

中文摘要：我們研究了介子-介子散射振幅隨顏色數 $N_\text{c}$ 的標度行為。我們使用了一個具有 $N_\text{f}=4$ 個簡併味道的理論進行晶格計算，其中 $N_\text{c}=3-6$，且π介子質量 $M_\pi\approx 560$ MeV。我們聚焦於三個不同的散射通道，其中兩個通道的量子數與最近在LHCb發現的一些四夸克候選態相同：$T_{cs0}^0(2900)$、$T_{c\bar{s}0}^{++}(2900)$、$T_{c\bar{s}0}^0(2900)$ 和 $T_{c\bar{s}1}^0(2900)$ 態。我們使用大量算子提取了有限體積能量，這些算子包括具有兩個π介子或兩個矢量介子形式的雙粒子算子，以及局域四夸克算子。通過Lüscher的量子化條件，我們利用得到的能譜約束了無限體積散射振幅。我們考慮了相移的多項式參數化，以及單圈手征微擾理論（ChPT）的預測。我們發現，我們的晶格計算結果符合預期的 $N_\text{c}$ 標度行為，並且對次主導的 $N_\text{c}$ 修正敏感。此外，我們通過與大 $N_\text{c}$ ChPT 的匹配，約束了不同低能常數組合的標度行為。對應於 $(\pi^+ D^+_s - K^+ D^+)$ 態的通道的結果顯示，對於 $N_\text{c}=3$，存在一個虛束縛態，其能量為 $E_\text{virtual}=1.63(10)M_\pi$，而當 $N_\text{c}>3$ 時，這個極點消失。這可能與實驗中發現的奇異態有關。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：超重核的電子俘獲與真實輕子波函數
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了一個獨特的實驗室。在已知的超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準的EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。在本工作中，我們通過（i）假設電子波函數的單粒子近似，以及（ii）進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算，研究了EC速率對電子波函數選擇的敏感性。核響應是基於採用相對論核能量密度泛函理論的最先進的准粒子隨機相位近似生成的。我們表明，使用改進的輕子波函數可以將超重核Og（Z=118）的EC速率降低多達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF和單粒子計算得到的EC速率之間的差異相當小。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：相對論效應對鹵族元素/離子性質的影響
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及其離子以及金原子某些性質的影響。分析涵蓋了半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率。研究證實，p1/2軌道在相對論效應下收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應似乎並未完全相互抵消。這可能表明，隨着原子序數的增加，自旋-軌道效應的增長速度略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的延長。 我們發現，對於從氟到碘的原子，非相對論的Hartree-Fock方法給出的第一電離能值與其他涉及相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是，該方法能夠準確到三位有效數字預測氯的實驗值，因此在評估含有輕鹵素元素的大系統的物理化學性質時，可以放棄其他複雜的方法，因為這些方法需要巨大的計算量，但在與實驗的一致性方面並沒有顯著改善。該方法還預測了鎄原子的電子親和力為2.4 eV，這表明相對論效應在鎄原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在提賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《清潔電力2030行動計劃》。本文質疑這兩項計劃的有效性，認為它們未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性的影響。通過使用考慮這些波動性的未來英國電力系統動態模型，研究表明，《清潔電力2030行動計劃》高估了風能和太陽能發電在電力系統中脫碳的能力，尤其是當它們相對於電力系統需求的規模增加時。更重要的是，動態模型顯示，大部分可實現的脫碳效果來自於將風力發電從目前的約10吉瓦增加到約20吉瓦。將風力發電僅增加到20吉瓦，而不是行動計劃中提議的30吉瓦，可以將提議的成本減半，節省約1200億英鎊，而在脫碳效果上幾乎沒有損失。此外，動態模型表明，英國7.5天的天然氣儲存能力與其大陸鄰國認為必要的儲存能力相比顯得嚴重不足。本文還表達了對2008年《氣候變化法案》的擔憂，該法案要求英國實現任意的脫碳目標，導致政府顧問提出了一些未經證實且因此具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數和$Λ$CDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了從阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據發佈的第六版地圖中測量的宇宙微波背景（CMB）各向異性的溫度和極化功率譜。這些數據覆蓋了19,000平方度的天空，頻率集中在98、150和220 GHz，極化噪聲水平比普朗克衛星低三倍。我們發現，ACT在10,000平方度範圍內估計的角功率譜，並在TT、TE和EE中測量到角分鐘尺度，能夠很好地擬合CMB和前景的總和，其中CMB譜由$\Lambda$CDM模型描述。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合，聯合P-ACT數據集提供了對宇宙成分、膨脹率和初始條件的嚴格限制。我們發現，無論是普朗克功率譜還是ACT與WMAP數據結合，以及聯合P-ACT數據集中的溫度或極化，都具有相似的約束力和一致的結果。當結合ACT和普朗克的CMB透鏡效應，以及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲學振盪數據時，我們測量到的重子密度為$\Omega_b h^2=0.0226\pm0.0001$，冷暗物質密度為$\Omega_c h^2=0.118\pm0.001$，哈勃常數為$H_0=68.22\pm0.36$ km/s/Mpc，譜指數為$n_s=0.974\pm0.003$，密度波動幅度為$\sigma_8=0.813\pm0.005$。我們沒有發現功率譜中存在過量透鏡效應的證據，也沒有發現空間平坦性的偏離。Sunyaev-Zel'dovich效應（SZ）各向異性的貢獻在高顯著性水平上被檢測到；我們發現與基線SZ模板譜相比，小尺度功率受到抑制的傾斜證據，這與帶有反饋的流體動力學模擬一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業中備受關注。然而，由於在循環過程中可用的定量指標有限，實時監測其退化仍然具有挑戰性。本研究通過採用一種新穎的方法，結合外部光纖傳感和先進的數據分析技術，全面評估電池健康狀況，解決了這一限制。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，使用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了在600次循環中對設備級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估計電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池在循環中的SOH。我們能夠捕捉到連續和自發的退化事件，並通過差分分析和新的SOH指標提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法具有高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，可能提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Constraints on Extended Cosmological Models
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6 對擴展宇宙學模型的約束
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:26+00:00
  • 作者：Erminia Calabrese, J. Colin Hill, Hidde T. Jense, Adrien La Posta, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Zachary Atkins, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicola Barbieri, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Adam He, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Massimiliano Lattanzi, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Thibaut Louis, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Leander Thiele, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, gr-qc, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14454v1

中文摘要：我們利用來自阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）數據發佈6（DR6）的新宇宙微波背景（CMB）原始溫度和極化各向異性測量數據，測試標準宇宙學模型的基本假設，並對其擴展模型設定約束。我們僅從ACT DR6功率譜中推導約束，同時也結合了普朗克衛星（Planck）的遺留數據。為了打破幾何簡併性，我們納入了ACT和普朗克衛星的CMB透鏡數據以及DESI第一年的重子聲學振盪數據，並進一步為影響晚期膨脹歷史的模型添加了Pantheon+的超新星測量數據。我們驗證了原始擾動的近尺度不變性（譜指數運行$d n_s/d\ln k = 0.0062 \pm 0.0052$）和絕熱性。中微子性質與標準模型的預測一致：我們沒有發現新的自由流動的輕相對論性物種的證據（$N_{\rm eff} = 2.86 \pm 0.13$，結合外部BBN數據後為$N_{\rm eff} = 2.89 \pm 0.11$），也沒有發現非零中微子質量（$\sum m_\nu < 0.082$ eV，95%置信水平）或中微子自相互作用的證據。我們同樣沒有發現自相互作用的暗輻射（$N_{\rm idr} < 0.134$）、早期宇宙基本常數的變化、早期暗能量、原始磁場或修正複合的證據。我們的數據與標準BBN、FIRAS推斷的CMB溫度、無碰撞的暗物質成分（僅允許一小部分為類軸子粒子）、宇宙學常數以及廣義相對論預測的晚期增長率一致。我們沒有發現統計上顯著偏離基線$\Lambda$CDM模型的偏好。總體而言，旨在增加哈勃常數或減少從原始CMB推斷的密度波動幅度的模型並未得到我們數據的支持。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程（PDEs）系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這些方程在非線性情況下通常難以數值求解，因為它們即使在初始數據光滑的情況下也容易形成間斷，這可能導致數值算法變得不穩定、違反守恆定律或收斂到物理上不正確的解。在本文中，我們介紹了一種新的形式化驗證流程，用於在Racket中構建此類算法，允許用戶為指定的方程系統構建定製的雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的低級C代碼，並生成關於實現的各種數學和物理正確性屬性的形式化證明，包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性。我們概述了如何使用自定義的定理證明和自動微分框架生成這些正確性證明，該框架完全尊重浮點運算的代數結構，並展示了生成的C代碼如何用於運行獨立模擬或集成到更大的計算多物理框架（如Gkeyll）中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層的水流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗，揭示了以3×3模式緊密佈置在單樁周圍兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節；同時開展了一組動床試驗以驗證人工魚礁的沖刷防護效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體人工魚礁同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能將上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果。半球體人工魚礁的減沖幅度較小，但邊緣沖刷也更輕微，使其對形態變化更具適應性。基於這些發現，研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。在已知超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算。基於相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成核響應。研究表明，在超重核Og（Z=118）中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：鹵族元素/離子性質的相對論效應研究
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率等參數。研究發現：在相對論效應下p1/2軌道會發生收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長速率略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 我們發現，對於氟到碘的原子體系，非相對論性Hartree-Fock方法計算得到的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法對氯原子實驗值的預測可精確至三位有效數字，因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，考慮到其他複雜方法所需巨大計算量卻未能顯著改善與實驗的一致性，可採用此方法而捨棄其他複雜方法。研究還預測了鿬原子的電子親和能為2.4電子伏特，並顯示相對論效應對其影響比金原子更為顯著。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西賽德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《2030清潔電力行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過採用動態模型模擬未來英國電力系統（該模型專門設計用於考量此類波動性），研究表明《2030清潔電力行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的作用——隨着其發電規模相對於電力系統需求的增長，實際脫碳效果將顯著低於預期。更重要的是，動態模型顯示：可實現的大部分脫碳效果源於將風電規模從當前約10吉瓦提升至20吉瓦。僅將風電規模提升至20吉瓦（而非行動計劃建議的30吉瓦），即可將計劃成本減半（節省約1200億英鎊），且幾乎不會削弱脫碳成效。此外，動態模型表明英國7.5天的冬季天然氣儲存容量與歐洲大陸鄰國認定的必要儲存容量相比嚴重不足。研究指出：2008年《氣候變化法案》要求英國實現硬性脫碳目標，這正導致政府顧問提出多項未經實證因而風險極高的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙組分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003以及密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性的貢獻被高顯著度檢測到，並發現其小尺度功率相對於基線SZ模板譜存在抑制傾斜，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Constraints on Extended Cosmological Models
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6對擴展宇宙學模型的約束
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:26+00:00
  • 作者：Erminia Calabrese, J. Colin Hill, Hidde T. Jense, Adrien La Posta, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Zachary Atkins, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicola Barbieri, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Adam He, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Massimiliano Lattanzi, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Thibaut Louis, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Leander Thiele, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, gr-qc, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14454v1

中文摘要：我們利用阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈(DR6)中新的宇宙微波背景(CMB)原始溫度與偏振各向異性測量數據，檢驗標準宇宙學模型的基礎性假設並對其擴展模型設定約束。我們不僅從ACT DR6功率譜單獨推導約束條件，還結合普朗克衛星的遺留數據進行聯合分析。為打破幾何簡併性，我們納入了ACT和普朗克的CMB透鏡數據、DESI第一年的重子聲波振盪數據，並對影響晚期膨脹歷史的模型進一步加入Pantheon+的超新星測量數據。我們驗證了原初擾動近乎尺度不變性(譜指數運行$d n_s/d\ln k = 0.0062 \pm 0.0052$)和絕熱性。中微子性質與標準模型預測一致：未發現新輕相對論性自由流動粒子的證據($N_{\rm eff} = 2.86 \pm 0.13$，結合外部BBN數據得$N_{\rm eff} = 2.89 \pm 0.11$)，未發現非零中微子質量($\sum m_\nu < 0.082$ eV，95%置信水平)或中微子自相互作用的證據。也未發現自相互作用暗輻射($N_{\rm idr} < 0.134$)、早期宇宙基本常數變化、早期暗能量、原初磁場或修正複合模型的證據。我們的數據與標準BBN、FIRAS推斷的CMB溫度、無碰撞暗物質組分(僅允許極小部分類軸子粒子)、宇宙常數以及廣義相對論預測的晚期增長率相一致。未發現統計顯著偏離基準$\Lambda$CDM模型的傾向。總體而言，旨在提高哈勃常數或降低CMB原始數據推斷密度漲落幅度的模型均未獲得數據支持。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程（PDE）的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。由於這類方程即使在初始數據光滑的情況下也容易形成間斷，導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解，非線性情況下的數值求解往往具有挑戰性。本文提出了一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化的雙曲型PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的多種數學與物理正確性屬性的形式化證明。我們闡述了如何利用完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了生成的C代碼既可用於獨立模擬運行，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密佈置在單樁周圍兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節，同時開展了一組動床試驗驗證其防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方出現下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og（Z=118）中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。儘管該概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3陣列緊密佈置於單樁周圍的兩種典型人工魚礁（立方體與半球體）的水動力細節。同步開展的動床試驗則驗證了人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁可使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：鹵族元素/離子性質的相對論效應研究
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率。研究證實p1/2軌道在相對論效應下收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 我們發現，對於氟到碘的原子，非相對論性Hartree-Fock方法計算的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法能精確到三位有效數字預測氯的實驗值，因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，可摒棄其他計算量巨大卻未顯著改善與實驗吻合度的複雜方法。該方法還預測了鿬原子的電子親和能為2.4電子伏特，同時表明相對論效應在鿬原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《2030清潔電力行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過採用動態模型對未來英國電力系統進行建模（該模型專門設計用於考量這些波動因素），研究表明《2030清潔電力行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的能力——隨着其規模相對於電力系統需求的增長，這種高估效應愈發明顯。更重要的是，動態模型表明：可實現的大部分脫碳效果源於將風電規模從當前約10吉瓦提升至約20吉瓦。將風電規模僅提升至20吉瓦（而非行動計劃提議的30吉瓦），應能使提案成本減半（約節省1200億英鎊），且幾乎不會降低脫碳效益。此外，動態建模顯示英國7.5冬日的天然氣儲存容量與其歐洲大陸鄰國認定的必要儲存容量相比嚴重不足。研究指出，由於《2008年氣候變化法案》要求英國實現硬性脫碳目標，這正導致政府顧問們提出多項未經證實因而具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT+WMAP組合數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪觀測時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H0=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數ns=0.974±0.003、密度漲落幅度σ8=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性信號的貢獻被高顯著度檢測到，並發現其小尺度功率相對於基線SZ模板譜存在受抑制的傾斜特徵，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiB）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了在600次循環中對器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的各類數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Constraints on Extended Cosmological Models
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6對擴展宇宙學模型的約束
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:26+00:00
  • 作者：Erminia Calabrese, J. Colin Hill, Hidde T. Jense, Adrien La Posta, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Zachary Atkins, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicola Barbieri, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Adam He, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Massimiliano Lattanzi, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Thibaut Louis, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Leander Thiele, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, gr-qc, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14454v1

中文摘要：我們利用阿塔卡馬宇宙望遠鏡(ACT)第六次數據發佈(DR6)中新的宇宙微波背景(CMB)原始溫度與偏振各向異性測量數據，檢驗標準宇宙學模型的基本假設並對其擴展模型設定約束。我們不僅從ACT DR6功率譜單獨推導約束條件，還結合了普朗克衛星的遺留數據進行聯合分析。為打破幾何簡併性，我們納入了ACT和普朗克的CMB透鏡數據、DESI第一年的重子聲波振盪數據，並對影響晚期膨脹歷史的模型額外加入了Pantheon+的超新星測量數據。我們驗證了原初擾動近乎尺度不變（譜指數運行$d n_s/d\ln k = 0.0062 \pm 0.0052$）且具有絕熱性。中微子性質與標準模型預測一致：未發現新輕相對論性自由流動粒子的證據（$N_{\rm eff} = 2.86 \pm 0.13$，結合外部BBN數據後為$N_{\rm eff} = 2.89 \pm 0.11$），未檢測到非零中微子質量（95%置信水平下$\sum m_\nu < 0.082$ eV）或中微子自相互作用。也未發現自相互作用暗輻射（$N_{\rm idr} < 0.134$）、早期宇宙基本常數變化、早期暗能量、原初磁場或複合過程修改的證據。我們的數據與標準BBN、FIRAS推斷的CMB溫度、無碰撞暗物質（僅允許極小部分作為類軸子粒子）、宇宙常數以及廣義相對論預測的晚期增長率相符。未發現數據對基準$\Lambda$CDM模型存在統計學顯著偏離。總體而言，旨在提高哈勃常數或降低CMB原初數據推斷密度漲落幅度的模型均未獲得數據支持。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og（Z=118）中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。儘管該概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3陣列佈置的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節；同時通過動床試驗驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體魚礁同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁可使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體魚礁雖防沖刷效果稍遜，但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：鹵族元素/離子性質的相對論效應
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率。研究證實p1/2軌道在相對論效應下會收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應似乎並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 我們發現，對於氟到碘的原子，非相對論性Hartree-Fock方法得到的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法能精確到三位有效數字預測氯的實驗值，因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，可摒棄其他計算量大卻未顯著改善與實驗吻合度的複雜方法。該方法還預測了鿬原子的電子親和能為2.4 eV，並顯示相對論效應在鿬原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西賽德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《清潔電力2030行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過建立考慮這些波動因素的英國未來電力系統動態模型，研究表明《清潔電力2030行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的作用——隨着其規模相對於電力系統需求的增長，實際脫碳能力被明顯高估。更重要的是，動態模型顯示可實現的脫碳效果主要來自將風電規模從當前約10吉瓦提升至20吉瓦。僅將風電規模提升至20吉瓦（而非行動計劃提議的30吉瓦），即可將預計成本減半（節省約1200億英鎊），且幾乎不會降低脫碳效果。此外，動態模型表明英國7.5天的冬季天然氣儲存容量與歐洲大陸鄰國認定的必要儲存容量相比嚴重不足。研究指出，2008年《氣候變化法案》要求英國實現硬性脫碳目標，這正導致政府顧問提出多項未經證實、因而具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景（CMB）溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，均表現出相當的約束力且結果一致。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003以及密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應（SZ）各向異性貢獻被高顯著性檢測到；相比基線SZ模板譜，我們發現小尺度功率受抑制的傾斜現象，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池(LiBs)的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵(FBG)傳感器組，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化與熱事件的同時實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態(SOH)。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡(LSTM)、門控循環單元(GRU)和人工神經網絡(ANN)——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們成功捕獲了連續和突發的降解事件，並對電池全生命周期行為提供了獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，為電池診斷做出了重要貢獻，有望提升可靠性評估、加強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可獨立運行模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。我們發現使用改進的輕子波函數可使超重核Og(Z=118)的EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支持底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3陣列排列的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗，驗證人工魚礁的沖刷防護效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能將上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而削弱防護效果；半球體人工魚礁的減沖幅度較小，但邊緣沖刷更輕微，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，都顯示出相當的約束力且結果一致。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到，發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，該特徵與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性是儲能行業高度關注的問題。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕獲連續和自發的降解事件，並提供電池在整個生命周期中行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，對電池診斷有重要貢獻，有望提升可靠性評估、加強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程(PDE)的一階系統在計算物理學中無處不在，廣泛應用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂至物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket語言的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並演示了所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：相對論效應對鹵族元素/離子性質的影響
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率等參數。研究證實p1/2軌道在相對論效應下會發生收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 我們發現，對於氟到碘的原子，非相對論性Hartree-Fock方法計算的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法能精確到三位有效數字預測氯的實驗值，因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，可摒棄其他計算量大卻未顯著改善與實驗吻合度的複雜方法。該方法還預測了鿬原子的電子親和能為2.4電子伏特，同時表明相對論效應在鿬原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《2030清潔電力行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過採用考慮這些波動因素的英國未來電力系統動態模型，研究表明《2030清潔電力行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的作用——隨着其規模相對於電力系統需求的增長，實際脫碳效果將被削弱。更重要的是，動態模型顯示大部分可實現的脫碳效果源於將風電規模從當前的10吉瓦提升至20吉瓦。僅將風電規模提升至20吉瓦（而非行動計劃提議的30吉瓦），即可將預計成本減半（節省約1200億英鎊），且幾乎不會降低脫碳效果。此外，動態模型表明英國7.5天的冬季天然氣儲存容量與歐洲大陸鄰國認定的必要儲存容量相比嚴重不足。研究指出，2008年《氣候變化法案》要求英國實現武斷的脫碳目標，正導致政府顧問提出多項未經證實因而風險極高的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方式考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)假設電子波函數採用單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成核響應。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密佈置在單樁周圍兩種典型AR形狀（立方體和半球體）的水動力細節，同時開展活床試驗驗證ARs的沖刷防護效率。立方體ARs幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體ARs同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體ARs能將上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致ARs位移從而降低防護效果；半球體ARs提供的沖刷防護較弱但邊緣沖刷更小，對環境形態變化更具適應性。基於這些發現，研究提出了優化AR佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型描述。將ACT數據與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙組分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，均顯示出相當的約束能力與一致結果。當結合ACT和普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應(SZ)各向異性信號的貢獻被高顯著度檢測到；相比基線SZ模板譜，我們發現小尺度功率受抑制的傾斜現象，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷有重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，廣泛應用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂至物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並演示了所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：鹵族元素/離子性質的相對論效應研究
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率等參數。研究證實p1/2軌道在相對論效應下會發生收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 研究發現，對於氟到碘的原子，非相對論性Hartree-Fock方法計算的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法能精確到三位有效數字預測氯的實驗值，因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，可摒棄其他計算量巨大卻未能顯著改善與實驗吻合度的複雜方法。該方法還預測了鿬原子的電子親和能為2.4電子伏特，同時表明相對論效應在鿬原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og（Z=118）中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西賽德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《2030清潔電力行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過建立考慮這些波動因素的英國未來電力系統動態模型，研究表明《2030清潔電力行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的作用——隨着其規模相對於電力系統需求的增長，實際脫碳效果被過度誇大。更重要的是，動態模型顯示大部分可實現的脫碳效果源自將風力發電從當前約10吉瓦提升至20吉瓦。僅將風電規模提升至20吉瓦（而非行動計劃提議的30吉瓦），即可將預計成本減半（節省約1200億英鎊），且幾乎不會降低脫碳效果。此外，動態模型表明英國7.5天的冬季天然氣儲存容量與歐洲大陸鄰國認定的必要儲存容量相比嚴重不足。研究指出，2008年《氣候變化法案》要求英國實現武斷的脫碳目標，正導致政府顧問提出多項未經證實因而風險極高的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：Probing interplanetary scintillation using broadband VLBI
  • 中文標題：利用寬帶VLBI探測行星際閃爍
  • 發佈日期：2025-03-18 19:38:22+00:00
  • 作者：A. Jaradat, G. Molera Calvés, J. Edwards, S. Ellingsen, T. McCarthy, J. Morgan
  • 分類：astro-ph.SR, astro-ph.EP, astro-ph.IM, physics.space-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14683v1

中文摘要：摘要：在測地學界追求實現1毫米定位精度和0.1毫米/年穩定性的目標推動下，VLBI（甚長基線干涉測量）儀器的進步催生了新型寬帶系統的開發。本文評估了這些新能力在空間天氣監測中的應用潛力。利用增強的VLBI技術，我們研究了行星際閃爍（IPS）現象——該現象由太陽風中密度不均勻導致的無線電波散射引起。通過澳大利亞AuScope VLBI陣列（包含霍巴特、嘉芙蓮和亞拉加迪的12米望遠鏡）觀測了太陽附近的緻密射電源。望遠鏡間的基線長度分別為：霍巴特-嘉芙蓮約3400公里，霍巴特-亞拉加迪約3200公里，嘉芙蓮-亞拉加迪約2400公里。觀測覆蓋了6.5°至11.3°的太陽距角及3-13 GHz頻段，重點研究相位閃爍作為太陽風湍流的指標。隨着太陽距角減小，我們觀測到相位閃爍指數增加，這與理論模型一致。值得注意的是，寬帶系統還能利用較弱射電源檢測IPS。此外，相位閃爍隨基線長度增加而增強，符合指數為11/3的柯爾莫哥洛夫湍流模型。這些發現證明了測地寬帶VLBI在捕捉太陽風精細特徵方面的有效性，該能力可實現連續的空間天氣監測，並深化我們對太陽和行星際動力學的理解。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支持底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層的水流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁形狀（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗，驗證人工魚礁的沖刷防護效率。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁也顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能將上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁的減沖效果較弱，但邊緣沖刷更小，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，本文提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景（CMB）溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量、並精確至角分尺度的TT、TE和EE角功率譜，能夠很好地由CMB與前景輻射的疊加模型擬合，其中CMB譜由ΛCDM模型描述。將ACT數據與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，均顯示出相當的約束力且結果一致。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應（SZ）各向異性貢獻被高顯著度檢測到；發現其譜存在傾斜現象，與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，該特徵與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化與熱事件的同時實時監測。分析中採用差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標（與傳統測量方法高度相關），我們能夠捕獲連續和自發的降解事件，並為電池全生命周期行為提供獨特見解。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，對電池診斷具有重要意義，有望提升可靠性評估、加強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程（PDE）的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下往往難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證的低級C代碼實現，並針對該實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：鹵族元素/離子性質的相對論效應研究
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率等參數。研究證實p1/2軌道在相對論效應下會發生收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長速率略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 研究發現，對於氟到碘的原子體系，非相對論性Hartree-Fock方法計算的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法對氯原子的預測值與實驗值精確吻合（有效數字達三位），因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，可摒棄其他計算量巨大卻未能顯著改善與實驗吻合度的複雜方法。該方法還預測了鿬原子的電子親和能為2.4電子伏特，同時表明相對論效應對鿬原子的影響比對金原子更為顯著。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i) 採用電子波函數的單粒子近似，(ii) 進行狄拉克-哈特里-福克（DHF）計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og（Z=118）中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西賽德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《2030清潔電力行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過採用考慮這些波動因素的英國未來電力系統動態模型，研究表明《2030清潔電力行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統需求佔比提升過程中的脫碳能力。更重要的是，動態模型顯示：可實現的大部分脫碳效果源於風電裝機容量從當前約10GW提升至20GW。將風電裝機目標從行動計劃提出的30GW下調至20GW，可在幾乎不影響脫碳效果的前提下節省約1200億英鎊成本。此外，動態模型表明英國7.5天的冬季天然氣儲存容量與歐洲大陸鄰國認定的必要儲量相比嚴重不足。研究指出，2008年《氣候變化法案》要求英國實現硬性脫碳目標，正導致政府顧問提出多項未經驗證的高風險技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。儘管該概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密環繞單樁的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時開展的活動床試驗驗證了人工魚礁的防沖刷效能：立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體魚礁雖顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁可使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移進而降低防護效果；半球體魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙成分、膨脹率和初始條件提供了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象，與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，廣泛應用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的各類數學與物理正確性屬性的形式化證明。我們闡述了如何通過完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最重要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算得到的EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列定床水槽試驗，以揭示在單樁周圍緊密排列的3×3陣列中兩種典型人工魚礁（立方體與半球體）的水動力細節；同時通過動床試驗驗證人工魚礁的沖刷防護效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體人工魚礁同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁可使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁雖沖刷抑制程度較低，但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，均顯示出相當的約束力且結果一致。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪觀測時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性信號的貢獻被高顯著度檢測到；發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，該特徵與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化與熱事件的同步實時監測。分析中引入差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標（與傳統測量方法高度相關），我們成功捕獲了連續和突發的退化事件，並為電池全生命周期行為提供了獨特見解。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，顯著推動了電池診斷領域發展，有望提升可靠性評估、強化安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：可信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程（PDE）的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下往往難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理錯誤解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證的低級C代碼實現，並針對該實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式證明。我們闡述了如何通過完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些證明，並展示所得C代碼既可獨立運行模擬，也可集成至Gkeyll等多物理場計算框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特平台。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。基於相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成核響應。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，採用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算獲得的EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密圍繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁形狀（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗，驗證人工魚礁的沖刷防護效率。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖也顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁的減沖幅度較小，但邊緣沖刷更輕微，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，本文提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池(LiBs)的可靠性和安全性是儲能行業高度關注的問題。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵(FBG)傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，根據容量、應變和溫度相對於電壓的變化來估算電池健康狀態(SOH)。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶(LSTM)、門控循環單元(GRU)和人工神經網絡(ANN)——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的降解事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種將先進傳感技術與創新數據分析和深度學習方法相結合的多參數方法，對電池診斷有重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程（PDEs）的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下往往難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用實際輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特的實驗室。在已知超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。在標準的EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本工作通過以下兩種方式研究EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i) 假設電子波函數的單粒子近似；(ii) 進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。我們發現，在超重核Og（Z=118）中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算得到的EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3陣列佈置的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗以驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁提供的沖刷減少幅度較小，但邊緣沖刷也更輕微，使其對形態變化更具適應性。基於這些發現，本研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈(DR6)繪製的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙組分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT+WMAP組合數據，還是聯合P-ACT數據中的溫度或偏振信息，都顯示出相當的約束能力且結果一致。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪觀測時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性信號的貢獻被高顯著度檢測到；發現其譜形存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，該特徵與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池(LiBs)的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵(FBG)傳感器組，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析採用差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態(SOH)。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡(LSTM)、門控循環單元(GRU)和人工神經網絡(ANN)——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們成功捕獲了連續和突發的降解事件，並提供了對電池全生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，為電池診斷做出重要貢獻，有望提高可靠性評估水平、增強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程(PDEs)的一階系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使對於光滑初始數據也容易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出了一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成各種數學與物理正確性屬性的形式化證明，包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性。我們闡述了如何利用完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲研究
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特平台。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3陣列排列的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗以驗證人工魚礁的沖刷防護效能。立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而削弱防護效果；半球體魚礁雖防護效能稍遜，但邊緣沖刷更小，對形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是使用普朗克功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同時實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的降解事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，為電池診斷做出了重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出了一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的多種數學與物理解的正確性形式化證明。我們闡述了如何利用完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了生成的C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用實際輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。在已知超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方式探究EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)假設電子波函數採用單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，使用改進的輕子波函數可使超重核Og(Z=118)的EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密圍繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁形狀（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗以驗證人工魚礁的沖刷防護效率。立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並將尾流減少50-80%；半球體魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體魚礁提供的沖刷減少幅度較小，但邊緣沖刷也更輕微，使其對形態變化更具適應性。基於這些發現，研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度與偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiB）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷具有重要意義，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程（PDE）的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下往往難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證的低級C代碼實現，並針對該實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用實際輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特平台。在已知超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。基於相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成核響應。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，採用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示3×3緊密排列的兩種典型AR形狀（立方體和半球體）圍繞單樁時的水動力細節；同時通過動床試驗驗證AR的防沖刷效率。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體AR雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體AR能將上下游沖刷深度降低達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移從而削弱防護效果；半球體AR的減沖幅度較小但邊緣沖刷更輕微，對形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化AR佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙組分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiB）的可靠性與安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其退化過程的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而突破這一局限。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物與矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化與熱事件的同時實時監測。分析過程中引入差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標（與傳統測量方法呈現高度相關性），我們成功捕獲了連續與突發的退化事件，並為電池全生命周期行為提供了獨特見解。這種融合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習的多參數方法，顯著推動了電池診斷領域發展，有望提升可靠性評估、強化安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：可信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密圍繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗以驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而削弱防護效果；半球體人工魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更小，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，本文提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束能力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷具有重要意義，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的各類數學與物理正確性形式證明。我們闡述了如何利用完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了所得C代碼既可用於獨立模擬運行，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲研究
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特平台。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密圍繞單樁呈3×3陣列佈置的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗以驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化更具適應性。基於這些發現，我們提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT+WMAP組合數據，還是聯合P-ACT數據中的溫度或偏振信息，都顯示出相當的約束力且結果一致。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪觀測時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、物質漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到，並發現其小尺度功率存在相對於基準SZ模板譜的抑制傾斜，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池(LiB)的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵(FBG)傳感器組，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。分析採用差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態(SOH)。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡(LSTM)、門控循環單元(GRU)和人工神經網絡(ANN)——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們成功捕獲了連續和突發的退化事件，並提供了對電池全生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，為電池診斷做出重要貢獻，有望提升可靠性評估、強化安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：可信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲型偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下往往難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點運算代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並演示了所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用實際輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特平台。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁基礎沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3陣列佈置的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行活床試驗以驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁的減沖幅度較小，但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化更具適應性。基於這些發現，本研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，都顯示出相近的約束能力與一致的結果。當結合ACT和普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，該特徵與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了在600次循環中對器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷具有重要意義，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程（PDE）系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下往往難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證的低級C代碼實現，並針對該實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等多物理場計算框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲研究
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法探究EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層的水流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密圍繞單樁呈3×3陣列佈置的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節；同時通過動床試驗驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁可使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體魚礁防沖刷效果稍遜，但邊緣沖刷更弱，對形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈繪製的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度與偏振數據，都顯示出相近的約束能力與一致的結果。當結合ACT和普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪觀測時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、物質漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性信號的貢獻被高顯著度檢測到；發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，該特徵與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：可信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程(PDEs)的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下往往難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證的低級C代碼實現，並針對該實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等多物理場計算框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特平台。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)假設電子波函數採用單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。我們發現，使用改進的輕子波函數可使超重核Og(Z=118)的EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示3×3緊密排列的兩種典型AR形狀（立方體和半球體）在單樁周圍的水動力細節；同時通過動床試驗驗證AR的防沖刷效率。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體AR雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體AR能將上下游沖刷深度降低達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移從而削弱防護效果；半球體AR的減沖幅度較小但邊緣沖刷更輕微，對形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化AR佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙組分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT+WMAP組合數據，還是聯合P-ACT數據中的溫度或偏振信息，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003以及密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象，與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiB）的可靠性與安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其退化過程的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而突破這一局限。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物與矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化與熱事件的同時實時監測。分析過程中引入差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標（與傳統測量方法呈現高度相關性），我們成功捕獲了連續與突發的退化事件，並為電池全生命周期行為提供了獨特見解。這種融合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，顯著推進了電池診斷領域，有望提升可靠性評估水平、強化安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的多種數學與物理正確性屬性的形式化證明。我們闡述了如何利用完全遵循浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用實際輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。在已知超重核中，最重要的弱衰變模式是電子俘獲（EC）。標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock（DHF）計算。基於相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成核響應。研究表明，在超重核Og（Z=118）中，採用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密佈置在單樁周圍兩種典型AR形狀（立方體和半球體）的水動力細節，同時開展活床試驗驗證ARs的防沖刷效率。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體AR也顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體AR能將上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移從而降低防護效果；半球體AR雖防沖刷效果較弱，但邊緣沖刷更小，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化AR佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈(DR6)繪製的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是使用普朗克功率譜還是ACT結合WMAP數據，以及在聯合P-ACT數據集中使用溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich(SZ)各向異性的貢獻被高顯著性檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象，小尺度功率相對於基線SZ模板譜受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiB）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的降解事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷具有重要意義，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：可信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使對於光滑初始數據也會形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出了一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對實現結果生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了生成的C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲研究
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向了極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最主要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似；(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：鹵族元素/離子性質的相對論效應研究
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率等參數。研究證實p1/2軌道在相對論效應下會發生收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長速度略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 研究發現，對於氟到碘的原子體系，非相對論性Hartree-Fock方法計算的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法對氯原子實驗值的預測精確到三位有效數字，因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，可摒棄其他計算量巨大卻未能顯著改善與實驗吻合度的複雜方法。該方法還預測了鿬原子的電子親和能為2.4電子伏特，同時表明相對論效應在鿬原子中比在金原子中起着更重要的作用。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《2030清潔電力行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過建立考慮這些波動因素的英國未來電力系統動態模型，研究表明《2030清潔電力行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的作用——隨着其規模相對於電力系統需求的增長，實際脫碳能力被過度誇大。更重要的是，動態模型顯示大部分可實現的脫碳效果來自將風電規模從當前約10吉瓦提升至20吉瓦。僅將風電規模提升至20吉瓦（而非行動計劃建議的30吉瓦），即可將預計成本減半（節省約1200億英鎊），且幾乎不會降低脫碳效果。此外，動態模型表明英國7.5天的冬季天然氣儲存容量與歐洲大陸鄰國認定的必要儲存容量相比嚴重不足。研究指出，由於《2008年氣候變化法案》要求英國實現武斷的脫碳目標，導致政府顧問提出多項未經證實因而具有高度風險的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密圍繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁形狀（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗，驗證人工魚礁的沖刷防護效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖也顯著削弱尾流，但會引導單樁前方出現下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁的減沖效果較弱，但邊緣沖刷更小，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，本文提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈(DR6)繪製的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是使用普朗克功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度與偏振數據，我們都獲得了一致的約束能力和相容的結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷有重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程(PDEs)的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket語言的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的多種數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬運行，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：Electron capture of superheavy nuclei with realistic lepton wave functions
  • 中文標題：採用真實輕子波函數的超重核電子俘獲
  • 發佈日期：2025-03-18 18:08:25+00:00
  • 作者：A. Ravlić, P. Schwerdtfeger, W. Nazarewicz
  • 分類：physics.atom-ph, nucl-th
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14613v1

中文摘要：超重核將元素周期表和核素圖推向極限，為研究電子-核相互作用提供了獨特實驗室。已知超重核中最重要的弱衰變模式是電子俘獲(EC)。在標準EC計算中，輕子波函數通常採用最低階近似。本研究通過兩種方法考察EC率對電子波函數選擇的敏感性：(i)採用電子波函數的單粒子近似，(ii)進行Dirac-Hartree-Fock(DHF)計算。核響應基於採用相對論核能密度泛函理論的最先進准粒子隨機相位近似生成。研究表明，在超重核Og(Z=118)中，使用改進的輕子波函數可使EC率降低達40%。有趣的是，由於屏蔽效應，DHF與單粒子計算所得EC率差異相當小。

摘要

  • 原文標題：Relativistic effects on properties of halogen group elements/ions
  • 中文標題：鹵族元素/離子性質的相對論效應研究
  • 發佈日期：2025-03-18 21:17:39+00:00
  • 作者：Mohamed Kahil, Nabil Joudieh, Nidal Chamoun
  • 分類：physics.atom-ph, physics.chem-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14746v1

中文摘要：本研究探討了相對論效應對鹵素族元素及金原子（包括其離子）某些性質的影響。分析涵蓋半徑、軌道能量、第一電離能和第二電離能、電子親和力以及極化率等參數。研究證實p1/2軌道在相對論效應下會發生收縮，而對於p3/2軌道，質量-速度效應和自旋-軌道效應並未完全相互抵消。這可能表明隨着原子序數增加，自旋-軌道效應的增長速率略快於質量-速度效應。此外，np3/2軌道的擴張可能導致相關分子中鍵長的伸長。 研究發現，對於氟到碘的原子體系，非相對論性Hartree-Fock方法計算的第一電離能值與其他包含相對論和相關效應的方法相比，與實驗值的偏差更小。特別是該方法對氯原子的預測值能精確到三位有效數字，因此在評估含輕鹵素元素大體系的物理化學性質時，可摒棄其他計算量巨大卻未能顯著改善與實驗吻合度的複雜方法。該方法還預測了鿬原子的電子親和能為2.4電子伏特，同時表明相對論效應對鿬原子的影響比對金原子更為顯著。

摘要

  • 原文標題：An Assessment of the UK Government Clean Energy Strategy for the Year 2030
  • 中文標題：英國政府2030年清潔能源戰略評估
  • 發佈日期：2025-03-18 14:48:06+00:00
  • 作者：Anthony D. Stephens, David R. Walwyn
  • 分類：eess.SY, cs.SY
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14309v1

中文摘要：2024年，英國政府就其能源系統脫碳計劃發佈了兩項引人注目的聲明：承諾投入220億英鎊在蒂賽德和默西塞德建立碳捕集與封存中心，並發佈了《2030清潔電力行動計劃》。本文對這兩項計劃的有效性提出質疑，認為其未能充分考慮風能和太陽能發電高度波動性帶來的影響。通過建立考慮這些波動因素的英國未來電力系統動態模型，研究表明《2030清潔電力行動計劃》高估了風能和太陽能在電力系統脫碳中的能力——隨着其規模相對於電力系統需求的增長，這種高估效應愈發明顯。更重要的是，動態模型顯示可實現的大部分脫碳效果源於將風電規模從當前約10吉瓦提升至20吉瓦。僅將風電規模提升至20吉瓦（而非行動計劃提議的30吉瓦），即可將預計成本減半（節省約1200億英鎊），且幾乎不會降低脫碳效果。此外，動態模型表明英國7.5天的天然氣冬季儲氣容量與歐洲大陸鄰國認定的必要儲氣容量相比嚴重不足。研究指出，由於《2008年氣候變化法案》要求英國實現硬性脫碳目標，這導致政府顧問們提出了多項未經證實因而風險極高的技術解決方案。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁基礎沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3陣列緊密佈置在單樁周圍兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節；同時開展活床試驗驗證其防沖刷效率。立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙組分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003以及密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現相較於基線SZ模板譜，存在小尺度功率受抑制的傾斜現象，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷有重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲型偏微分方程(PDEs)系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使對於光滑初始數據也容易形成間斷，這可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出了一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化的雙曲型PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的各種數學與物理正確性屬性的形式化證明。我們闡述了如何利用完全遵循浮點算術代數結構的自定義定理證明和自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了生成的C代碼既可用於獨立模擬運行，也可集成至Gkeyll等更大的計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密圍繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁（立方體和半球體）的水動力細節。同時進行了一組動床試驗，驗證人工魚礁的沖刷防護效率。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁的減沖幅度較小，但邊緣沖刷更輕微，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT與更大尺度的普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜、ACT+WMAP組合數據，還是聯合P-ACT數據中的溫度或偏振信息，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新的SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷做出了重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對實現結果生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。儘管該概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密佈置於單樁周圍的兩種典型人工魚礁（立方體與半球體）的水動力細節，同時開展了一組動床試驗以驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁的減沖幅度較小，但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化更具適應性。基於這些發現，本研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡（ACT）第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景（CMB）溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜由ΛCDM模型描述。將ACT數據與大尺度普朗克數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克功率譜還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀（DESI Y1）的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜中存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應（SZ）各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的降解事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，為電池診斷做出了重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信激波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使對於光滑初始數據也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂至物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為指定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的各類數學與物理正確性形式證明。我們闡述了如何利用完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示了所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁基礎沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。儘管這一概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密環繞單樁佈置的兩種典型AR形狀（立方體和半球體）的水動力細節，同時開展了一組動床試驗以驗證AR的沖刷防護效能。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體AR雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體AR能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移從而降低防護效果；半球體AR的減沖幅度較小，但邊緣沖刷更輕微，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，本研究提出了一種優化的AR佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型描述。將ACT數據與更大尺度的普朗克衛星數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克衛星功率譜、ACT+WMAP組合數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束能力和相容的結果。當結合ACT與普朗克衛星的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷具有重要意義，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續的儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使對於光滑初始數據也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並針對實現結果生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全遵循浮點算術代數結構的定製化定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並演示了所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密佈置在單樁周圍兩種典型AR形狀（立方體和半球體）的水動力細節，同時開展活床試驗驗證ARs的防沖刷效能。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體AR雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方出現下降流。立方體AR能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移從而降低防護效果；半球體AR的減沖效果稍弱但邊緣沖刷更小，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了一種優化AR佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加模型擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克衛星數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克衛星功率譜，還是ACT結合WMAP數據，亦或是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束能力和相容的結果。當結合ACT與普朗克衛星的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到，並發現其小尺度功率相對於基線SZ模板譜存在抑制傾斜現象，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：光纖傳感與差異健康狀態指標的集成
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器組，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化與熱事件的同時實時監測。分析中引入差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標（與傳統測量方法高度相關），我們成功捕獲了連續和突發的降解事件，並為電池全生命周期行為提供了獨特見解。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，顯著推動了電池診斷領域發展，有望提升可靠性評估、強化安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中無處不在，廣泛應用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使對於光滑初始數據也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂至物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並對最終實現的各種數學與物理正確性屬性（包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性）生成形式化證明。我們闡述了如何利用完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等更大規模的計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積過程極為複雜且尚未被系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁（立方體與半球體）周圍的水動力細節；同時通過動床試驗驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，本研究提出了一種優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們公佈了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克衛星數據結合後，聯合P-ACT數據集對宇宙成分、膨脹速率和初始條件給出了嚴格限制。無論是採用普朗克衛星功率譜、ACT+WMAP組合數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克衛星的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪觀測時，我們測得重子物質密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在額外透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。蘇尼亞耶夫-澤爾多維奇效應(SZ)各向異性信號的貢獻被高顯著度檢測到，並發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，從而解決這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷具有重要意義，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：一階雙曲偏微分方程(PDE)系統在計算物理學中普遍存在，常用於模擬流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程：用戶可為特定方程組構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證求解器實現的底層C代碼，並生成關於實現結果各種數學與物理正確性屬性的形式化證明，包括L^2穩定性、通量守恆及物理有效性。我們闡述如何通過完全遵循浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁基礎沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然這一概念看似可行，但底層流-沉積物過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，我們開展了一系列固定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3排列的兩種典型人工魚礁形狀（立方體和半球體）的水動力細節；同時通過動床試驗驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁能使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克衛星數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙成分、膨脹速率和初始條件提供了嚴格限制。無論是採用普朗克衛星功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，均顯示出相當的約束力與一致結果。當結合ACT和普朗克衛星的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，該特徵與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池（LiBs）的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀態，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵（FBG）傳感器組，將其貼附於商用鋰離子紐扣電池外表面，實現了600次循環中器件級體積變化與熱事件的同步實時監測。分析中引入差分技術，基於容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池健康狀態（SOH）。此外，我們實現並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡（LSTM）、門控循環單元（GRU）和人工神經網絡（ANN）——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標（與傳統測量方法高度相關），我們成功捕獲了連續和突發的退化事件，並為電池全生命周期行為提供了獨特見解。這種融合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數策略，顯著推動了電池診斷領域發展，有望提升可靠性評估、強化安全標準，並加速更可持續儲能解決方案的開發。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁基礎沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因而可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究開展了一系列定床水槽試驗，以揭示緊密環繞單樁呈3×3陣列佈置的兩種典型人工魚礁（立方體與半球體）周圍的水動力細節；同時通過動床試驗驗證人工魚礁的防沖刷效能。立方體人工魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%。半球體人工魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體人工魚礁可使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移從而降低防護效果；半球體人工魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

摘要

  • 原文標題：Shock with Confidence: Formal Proofs of Correctness for Hyperbolic Partial Differential Equation Solvers
  • 中文標題：置信衝擊波：雙曲偏微分方程求解器的形式化正確性證明
  • 發佈日期：2025-03-18 04:08:07+00:00
  • 作者：Jonathan Gorard, Ammar Hakim
  • 分類：cs.LO, cs.NA, math.NA, physics.comp-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13877v1

中文摘要：摘要：雙曲型偏微分方程（PDE）的一階系統在計算物理學中普遍存在，常用於流體湍流、衝擊波、電磁相互作用甚至廣義相對論現象的模擬。這類方程在非線性情況下通常難以數值求解，因其即使初始數據光滑也易形成間斷，可能導致數值算法失穩、違反守恆律或收斂到物理上不正確的解。本文提出一種基於Racket的新型形式化驗證流程，允許用戶為特定方程系統構建定製化雙曲PDE求解器，生成可驗證實現該求解器的底層C代碼，並針對最終實現生成包括L^2穩定性、通量守恆和物理有效性在內的數學與物理正確性形式化證明。我們闡述了如何通過完全尊重浮點算術代數結構的自定義定理證明與自動微分框架生成這些正確性證明，並展示所得C代碼既可用於獨立模擬，也可集成至Gkeyll等大型計算多物理場框架中。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙學望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙學望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度範圍內測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克衛星數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙成分、膨脹速率和初始條件提供了嚴格限制。無論是採用普朗克衛星功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，我們都獲得了一致的約束力和相容結果。當結合ACT與普朗克衛星的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到；我們發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池(LiBs)的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，對其退化的實時監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一個非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和二氧化矽基光纖布拉格光柵(FBG)傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同步實時監測。我們的分析結合了差分技術，根據容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態(SOH)。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡(LSTM)、門控循環單元(GRU)和人工神經網絡(ANN)——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的退化事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷有重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工魚礁作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。雖然該概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3模式緊密佈置在單樁周圍兩種典型AR形狀（立方體和半球體）的水動力細節，同時開展活床試驗驗證AR的防沖刷效能。立方體AR幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體AR雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體AR能將上下游沖刷深度降低達100%，但其邊緣沖刷可能導致AR位移從而削弱防護效果；半球體AR的減沖幅度較小但邊緣沖刷更輕微，對形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化AR佈局方案。

摘要

  • 原文標題：The Atacama Cosmology Telescope: DR6 Power Spectra, Likelihoods and $Λ$CDM Parameters
  • 中文標題：阿塔卡馬宇宙望遠鏡：DR6功率譜、似然函數與ΛCDM參數
  • 發佈日期：2025-03-18 17:30:16+00:00
  • 作者：Thibaut Louis, Adrien La Posta, Zachary Atkins, Hidde T. Jense, Irene Abril-Cabezas, Graeme E. Addison, Peter A. R. Ade, Simone Aiola, Tommy Alford, David Alonso, Mandana Amiri, Rui An, Jason E. Austermann, Eleonora Barbavara, Nicholas Battaglia, Elia Stefano Battistelli, James A. Beall, Rachel Bean, Ali Beheshti, Benjamin Beringue, Tanay Bhandarkar, Emily Biermann, Boris Bolliet, J Richard Bond, Erminia Calabrese, Valentina Capalbo, Felipe Carrero, Stephen Chen, Grace Chesmore, Hsiao-mei Cho, Steve K. Choi, Susan E. Clark, Nicholas F. Cothard, Kevin Coughlin, William Coulton, Devin Crichton, Kevin T. Crowley, Omar Darwish, Mark J. Devlin, Simon Dicker, Cody J. Duell, Shannon M. Duff, Adriaan J. Duivenvoorden, Jo Dunkley, Rolando Dunner, Carmen Embil Villagra, Max Fankhanel, Gerrit S. Farren, Simone Ferraro, Allen Foster, Rodrigo Freundt, Brittany Fuzia, Patricio A. Gallardo, Xavier Garrido, Martina Gerbino, Serena Giardiello, Ajay Gill, Jahmour Givans, Vera Gluscevic, Samuel Goldstein, Joseph E. Golec, Yulin Gong, Yilun Guan, Mark Halpern, Ian Harrison, Matthew Hasselfield, Erin Healy, Shawn Henderson, Brandon Hensley, Carlos Hervías-Caimapo, J. Colin Hill, Gene C. Hilton, Matt Hilton, Adam D. Hincks, Renée Hložek, Shuay-Pwu Patty Ho, John Hood, Erika Hornecker, Zachary B. Huber, Johannes Hubmayr, Kevin M. Huffenberger, John P. Hughes, Margaret Ikape, Kent Irwin, Giovanni Isopi, Neha Joshi, Ben Keller, Joshua Kim, Kenda Knowles, Brian J. Koopman, Arthur Kosowsky, Darby Kramer, Aleksandra Kusiak, Alex Lague, Victoria Lakey, Eunseong Lee, Yaqiong Li, Zack Li, Michele Limon, Martine Lokken, Marius Lungu, Niall MacCrann, Amanda MacInnis, Mathew S. Madhavacheril, Diego Maldonado, Felipe Maldonado, Maya Mallaby-Kay, Gabriela A. Marques, Joshiwa van Marrewijk, Fiona McCarthy, Jeff McMahon, Yogesh Mehta, Felipe Menanteau, Kavilan Moodley, Thomas W. Morris, Tony Mroczkowski, Sigurd Naess, Toshiya Namikawa, Federico Nati, Simran K. Nerval, Laura Newburgh, Andrina Nicola, Michael D. Niemack, Michael R. Nolta, John Orlowski-Scherer, Luca Pagano, Lyman A. Page, Shivam Pandey, Bruce Partridge, Karen Perez Sarmiento, Heather Prince, Roberto Puddu, Frank J. Qu, Damien C. Ragavan, Bernardita Ried Guachalla, Keir K. Rogers, Felipe Rojas, Tai Sakuma, Emmanuel Schaan, Benjamin L. Schmitt, Neelima Sehgal, Shabbir Shaikh, Blake D. Sherwin, Carlos Sierra, Jon Sievers, Cristóbal Sifón, Sara Simon, Rita Sonka, David N. Spergel, Suzanne T. Staggs, Emilie Storer, Kristen Surrao, Eric R. Switzer, Niklas Tampier, Robert Thornton, Hy Trac, Carole Tucker, Joel Ullom, Leila R. Vale, Alexander Van Engelen, Jeff Van Lanen, Cristian Vargas, Eve M. Vavagiakis, Kasey Wagoner, Yuhan Wang, Lukas Wenzl, Edward J. Wollack, Kaiwen Zheng
  • 分類：astro-ph.CO, hep-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14452v1

中文摘要：我們展示了基於阿塔卡馬宇宙望遠鏡(ACT)第六次數據發佈圖測得的宇宙微波背景(CMB)溫度與偏振各向異性功率譜。這些數據覆蓋19,000平方度天區，中心頻段為98、150和220 GHz，其偏振白噪聲水平比普朗克衛星低三倍。研究發現，在10,000平方度天區測量的ACT角功率譜（涵蓋TT、TE和EE模式至角分鐘尺度）能很好地由CMB與前景輻射的疊加擬合，其中CMB譜符合ΛCDM模型。將ACT數據與更大尺度的普朗克衛星數據結合，聯合P-ACT數據集為宇宙成分、膨脹速率和初始條件提供了嚴格限制。無論是採用普朗克衛星功率譜、ACT結合WMAP數據，還是聯合P-ACT數據集中的溫度或偏振數據，均顯示出相當的約束力且結果一致。當結合ACT與普朗克衛星的CMB透鏡效應數據，以及暗能量光譜儀(DESI Y1)的重子聲波振盪數據時，我們測得重子密度Ωb h²=0.0226±0.0001、冷暗物質密度Ωc h²=0.118±0.001、哈勃常數H₀=68.22±0.36 km/s/Mpc、譜指數nₛ=0.974±0.003、密度漲落幅度σ₈=0.813±0.005。未發現功率譜存在過量透鏡效應的證據，也未偏離空間平坦性。Sunyaev-Zel'dovich效應(SZ)各向異性貢獻被高顯著度檢測到，發現其譜存在傾斜現象——與基線SZ模板譜相比小尺度功率受到抑制，這與含反饋機制的流體動力學模擬結果一致。

摘要

  • 原文標題：Multi-Parameter Analysis of Li-ion Battery Degradation: Integrating Optical Fiber Sensing with Differential State of Health Metrics
  • 中文標題：鋰離子電池退化的多參數分析：集成光纖傳感與差分健康狀態指標
  • 發佈日期：2025-03-18 15:01:30+00:00
  • 作者：Idris Temitope Bello, Hassan Raza, Madithedu Muneeswara, Neha Tewari, Yin Nee Cheung, Tobi Alabi Michael, Ridwan Taiwo, Fiske Lin
  • 分類：physics.app-ph
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.14327v1

中文摘要：鋰離子電池(LiB)的可靠性和安全性在儲能行業備受關注。然而，由於循環過程中可用的定量指標有限，其實時降解監測仍具挑戰性。本研究通過結合外部光纖傳感與先進數據分析技術的新方法，全面評估電池健康狀況，解決了這一局限性。我們設計了一種非侵入式光學傳感平台，採用串聯的聚合物和矽基光纖布拉格光柵(FBG)傳感器對，將其固定在商用鋰離子紐扣電池的外表面，實現了600次循環中器件級體積變化和熱事件的同時實時監測。我們的分析結合了差分技術，根據容量、應變和溫度隨電壓的變化來估算電池的健康狀態(SOH)。此外，我們實施並比較了三種深度學習模型——長短期記憶網絡(LSTM)、門控循環單元(GRU)和人工神經網絡(ANN)——以預測電池循環過程中的SOH。通過差分分析和新型SOH指標，我們能夠捕捉連續和自發的降解事件，並提供對電池整個生命周期行為的獨特見解，這些指標與傳統測量方法顯示出高度相關性。這種結合先進傳感技術、創新數據分析和深度學習方法的多參數方法，對電池診斷有重要貢獻，有望提高可靠性評估、增強安全標準，並加速開發更可持續的儲能解決方案。

摘要

  • 原文標題：An experimental study of using artificial reefs as scour protection around an offshore wind monopile
  • 中文標題：人工礁體作為海上風電單樁沖刷防護的實驗研究
  • 發佈日期：2025-03-18 03:24:00+00:00
  • 作者：Xin Liu, Jianjun Chen, Yu Lei, Ruichao Liu, Yiming Zhou, Han Li, Jing Yuan
  • 分類：physics.flu-dyn
  • 原文連結：http://arxiv.org/abs/2503.13860v1

中文摘要：人工魚礁（ARs）是部署於海床的人造結構，用於支撐底棲海洋生態系統。其存在能顯著抑制局部水流，因此可用於海上風電單樁的沖刷防護。儘管該概念看似可行，但底層流-沉積物相互作用過程極為複雜，目前尚未得到系統研究。為填補這一空白，本研究通過一組固定床水槽試驗揭示了以3×3陣列緊密佈置於單樁周圍兩種典型人工魚礁（立方體與半球體）的水動力細節，同時開展活床試驗驗證其防沖刷效能。立方體魚礁幾乎消除了單樁上游側的下降流，並使尾流減少50-80%；半球體魚礁雖同樣顯著削弱尾流，但會引導單樁前方形成下降流。立方體魚礁可使上下游沖刷深度減少達100%，但其邊緣沖刷可能導致魚礁位移進而降低防護效果；半球體魚礁防沖刷效果稍遜但邊緣沖刷更弱，對環境形態變化適應性更強。基於這些發現，研究提出了優化的人工魚礁佈局方案。

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