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基于量子计算的强子结构研究

原子核物理评论 2024年第1期41卷 51-59页

作者：邹岱睿李天胤邢宏喜华南师范大学量子物质研究院原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室广东省高等学校物质结构与相互作用基础研究卓越中心广州510006 华南师范大学南方核科学计算中心粤港量子物质联合实验室广东省核物质科学与技术重点实验室广州510006

回顾了应用量子计算机研究强子部分子结构的两种方法,它们分别是:(1)直接通过光锥关联函数来计算部分子分布函数(PDFs);(2)通过计算强子张量再结合QCD因子化定理来提取PDFs。基于第二种方法并应用文献(LI T,GUO X,LAI WK,et *** Rev D,2... 详细信息

回顾了应用量子计算机研究强子部分子结构的两种方法,它们分别是:(1)直接通过光锥关联函数来计算部分子分布函数(PDFs);(2)通过计算强子张量再结合QCD因子化定理来提取PDFs。基于第二种方法并应用文献(LI T,GUO X,LAI WK,et *** Rev D,2022,105(11):L111502)发展出的量子算法,提出了计算强子张量的量子计算方法。为了验证量子算法的正确性,计算了Schwinger模型的强子张量,发现量子计算经典模拟给出的结果与精确对角化的结果相符。最后,简要地讨论了通过上述第二种方法计算PDFs需要消耗的量子计算资源。

关键词：量子计算量子色动力学部分子分布函数

单原子活化过一硫酸盐性能更好?与金属氧化物耦合可能更高效

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Chinese Journal of Catalysis 2024年第4期59卷 137-148页

作者：张俊磊刘文聪刘彪段晓光敖志敏朱明山暨南大学环境学院广东省环境污染与健康重点实验室广东广州511443 北京师范大学环境与生态前沿交叉研究院广东珠海519087 阿德莱德大学化工学院澳大利亚阿德莱德西北工业大学材料科学与工程学院凝固技术国家重点实验室陕西西安710072

单原子催化剂(SAC)作为新一代过一硫酸盐(PMS)非均相活化剂,具有原子利用率高、结构稳定性强等优点,为新兴有机污染物(EOPs)的高效降解提供了新的解决方案.然而,SAC的活性位点密度依然受限于严苛的制备工艺等,而这严重影响PMS的进一步激... 详细信息

单原子催化剂(SAC)作为新一代过一硫酸盐(PMS)非均相活化剂,具有原子利用率高、结构稳定性强等优点,为新兴有机污染物(EOPs)的高效降解提供了新的解决方案.然而,SAC的活性位点密度依然受限于严苛的制备工艺等,而这严重影响PMS的进一步激活.因此,发展SAC基PMS高级氧化技术的关键之一在于提升SAC的活性位点密度,进而增强PMS活化效率.相比之下,传统的过渡金属氧化物(MOx)作为PMS活化剂,尽管存在金属原子利用率低和金属离子易溶出等问题,但其表面具有丰富的金属活性位点.统筹SAC与MOx的优缺点,本文提出了一种“新-老”结合策略,即将传统MOx与新一代SAC耦合,发展兼具丰富金属活性位点和优良结构稳定性的PMS活化剂,实现PMS的高效活化.本文采用预配位-重结晶-热解路径,结合金属离子源投加量控制,制备了具有金属氧化物与单原子组分的Co_(3)O_(4)@Co1/C_(3)N_(5)复合PMS非均相活化剂,并系统研究了其活化PMS降解EOPs的性能.粉末X射线衍射、X射线光电子能谱、高角环形暗场扫描透射电子显微镜及X射线吸收谱结果表明,Co_(3)O_(4)@Co1/C_(3)N_(5)由金属氧化物Co_(3)O_(4)和单原子Co1/C_(3)N_(5)组成,并且Co_(3)O_(4)纳米晶体被锚定在Co1/C_(3)N_(5)纳米片表面.在降解典型EOPs双氯芬酸钠(DCF)的过程中,Co_(3)O_(4)@Co1/C_(3)N_(5)活化的PMS体系展现了显著增强的性能.相比基于Co_(3)O_(4)和Co1/C_(3)N_(5)活化的PMS体系,DCF的降解速率分别提高了约28.0倍和2.5倍,证明Co_(3)O_(4)@Co1/C_(3)N_(5)具有显著增强的PMS活化能力.这主要因为Co1/C_(3)N_(5)和Co_(3)O_(4)之间形成的Co1-O(Co_(3)O_(4))和Co-N(Co1/C_(3)N_(5))化学键有效地促进了电荷迁移.结合密度泛函理论计算发现,Co1/C_(3)N_(5)和Co_(3)O_(4)之间的强电子相互作用显著强化了PMS的吸附,降低了PMS分解生成活性物质的能垒.此外,Co_(3)O_(4)@Co1/C_(3)N_(5)具有良好的复杂环境因素(包括pH、共存阴离子以及实际污水等)耐受性和可重复使用性,证明了其在PMS高级氧化体系中的应用潜力.综上,将单原子催化剂与金属氧化物进行耦合,不仅可能优化电子结构,增强活性位点的暴露度,还能通过协同效应,促进反应中间体的稳定和转化,从而提升整体的PMS活化性能.本文研究结果为设计高效催化剂体系提供了参考.

关键词：单原子催化剂金属氧化物协同效应过一硫酸盐活化 Co_(3)O_(4)@Co1/C_(3)N_(5)

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基于格点有效场论的原子核电荷半径微扰计算

原子核物理评论 2024年第1期41卷 172-177页

作者：马远卓吕炳楠李宁王倩华南师范大学量子物质研究院原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室广州510006 Facility for Rare Isotope Beams Michigan State UniversityMI 48824USA 中国工程物理研究院研究生院北京100193 中山大学物理学院广州510275

原子核格点有效场论(Nuclear Lattice Effective Field Theory)是近些年发展起来的一种高精度原子核第一性原理计算方法。它将手征有效场论与格点量子蒙特卡罗方法有机结合起来,能够在统一的理论框架下构建核力与求解量子多体问题。近... 详细信息

原子核格点有效场论(Nuclear Lattice Effective Field Theory)是近些年发展起来的一种高精度原子核第一性原理计算方法。它将手征有效场论与格点量子蒙特卡罗方法有机结合起来,能够在统一的理论框架下构建核力与求解量子多体问题。近年来新发展出来的波函数匹配(wave function matching)方法与微扰量子蒙特卡罗方法(perturbative quantum Monte Carlo method)为解决著名的“符号问题”开辟了全新的路径。本工作在这些方法的基础上,通过计算两点关联函数发展出格点上电荷半径的微扰计算方法,验证计算表明了本工作的可靠性。使用手征N^(3)LO核力的计算能够很好地复现^(4)He、^(12)C与^(16)O的实验测量结果。

关键词：原子核电荷半径手征有效场论格点微扰计算

τ强衰变数据单举味破缺求和规则分析中低V_(us)值疑难的一个解决方案（英文）

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中国科学技术大学学报 2016年第5期46卷 374-382页

作者： MALTMAN K. HUDSPITH R.J. LEWIS R. WOLFE C.E. ZANOTTI J. 约克大学阿德莱德大学物质亚原子结构研究中心

在应用单举τ强衰变数据由求和规则来确定Vus中,连续和格点方法用于研究系统问题.采用此方法先前常规使用的D>4OPE贡献的假设得到的Vus表明对求和权重w和相关实验谱积分的上限选择s0的非物理依赖.连续的和格点的结果表明这是一个不仅使... 详细信息

在应用单举τ强衰变数据由求和规则来确定Vus中,连续和格点方法用于研究系统问题.采用此方法先前常规使用的D>4OPE贡献的假设得到的Vus表明对求和权重w和相关实验谱积分的上限选择s0的非物理依赖.连续的和格点的结果表明这是一个不仅使用|Vus|并且使用D>4有效凝聚的拟合数据的求和规则方法.格点结果也提供了一个对缓慢收敛的D=2OPE序列的缩短不确定性的定量评估.新求和规则的应用得到的|Vus|结果没有非物理的s0和w依赖性并且比常规方法得到的值要高0.002 0.利用初步的新Kπ分支比实验结果得到的|Vus|与基于Kl3的结果高度一致,并且与三代归一性的预测结果相比在误差范围内符合.

关键词： Vus 格点求和规则

基于改进U-Net的皮革表面缺陷精细化分割方法

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计算机辅助设计与图形学学报 2024年第3期36卷 413-422页

作者：王愉锦黄惠玲付磊韩军福州大学先进制造学院泉州362000 中国科学院福建物质结构研究所泉州装备制造研究中心泉州362000

针对皮革缺陷形态多变、局部相似程度高导致细节信息难以提取、类型错分的问题,提出一种基于改进U-Net结构的表面缺陷精细化分割方法.编码端,在保留原始图像细节特征的同时嵌入级联扩张卷积模块获取全局特征,同时在跳跃连接中添加特征... 详细信息

针对皮革缺陷形态多变、局部相似程度高导致细节信息难以提取、类型错分的问题,提出一种基于改进U-Net结构的表面缺陷精细化分割方法.编码端,在保留原始图像细节特征的同时嵌入级联扩张卷积模块获取全局特征,同时在跳跃连接中添加特征融合模块,改善因高低特征张量直接拼接造成的局部信息丢失;解码端使用基于通道注意力机制的解码模块代替原始卷积层,自适应地指导网络关注缺陷区域;为进一步整合高层信息,还嵌入全局平均池化模块,将输出结果作为解码端的语义指导增强网络对相似缺陷的分辨能力.在包含7种缺陷的皮革数据集上进行实验的结果表明,所提方法在PA,MPA,FWIoU和MIoU上分别达到99.17%,93.27%,98.39%和88.88%,对比U-Net分别提升0.28,2.78,0.53和4.03个百分点;定性分析和定量分析结果表明,该方法对于皮革缺陷能得到更加精细的分割结果.

关键词：皮革缺陷语义分割 U-Net 特征融合注意力机制扩张卷积

通过高能核-核碰撞中的光生过程研究原子核结构

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中国科学：物理学、力学、天文学 2024年第9期54卷 71-82页

作者：杨驰杨帅查王妹赵杰山东大学前沿交叉科学青岛研究院粒子物理与粒子辐照教育部重点实验室青岛266237 华南师范大学量子物质研究院原子亚原子结构与量子调控教育部重点实验室广州510006 中国科学技术大学物理学院核探测与核电子学国家重点实验室合肥230026 复旦大学现代物理研究所核物理与离子束应用教育部重点实验室上海200433

在高能核-核碰撞实验中,接近光速运动的高带电重离子会产生极强的电磁场,从而诱导光子-光子相互作用和光子-核子相互作用的光致产生过程.这些光致产生的产物包括双轻子对和矢量介子等多种末态.近年来,超周边和偏心重离子碰撞中所产生的... 详细信息

在高能核-核碰撞实验中,接近光速运动的高带电重离子会产生极强的电磁场,从而诱导光子-光子相互作用和光子-核子相互作用的光致产生过程.这些光致产生的产物包括双轻子对和矢量介子等多种末态.近年来,超周边和偏心重离子碰撞中所产生的一系列新颖实验结果,通过与理论计算相互促进和验证,为研究原子核结构和核子分布等提供了良好的条件和独特的机遇.本论文简要介绍了相对论重离子对撞机RHIC和大型强子对撞机LHC上,超周边以及偏心相对论重离子碰撞实验在测量原子核电荷分布、胶子分布以及中子皮等方向的最新进展.

关键词：高能核-核碰撞光致产生超周边碰撞原子核结构中子皮

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稳定界面助力石墨实现超长储钾性能

物理化学学报 2024年第2期40卷 85-86页

作者：许涛孙伟孔天赐周杰钱逸泰中国科学技术大学应用化学系合肥微尺度物质科学国家研究中心合肥230026

石墨作为锂离子电池的商业阳极材料,由于其高丰度、低成本和低电位的优势,在K离子电池中也显示出了的巨大潜力。然而,K离子半径(0.138 nm)大于Li离子半径(0.076 nm),会造成的明显结构损伤导致明显的容量衰减和不稳定的循环寿命。在这里... 详细信息

石墨作为锂离子电池的商业阳极材料,由于其高丰度、低成本和低电位的优势,在K离子电池中也显示出了的巨大潜力。然而,K离子半径(0.138 nm)大于Li离子半径(0.076 nm),会造成的明显结构损伤导致明显的容量衰减和不稳定的循环寿命。在这里,我们用简单有效的微波方法通过石墨烯涂层设计了石墨阳极的稳定界面。微波还原可以在10 s内有效地去除氧化石墨烯的氧基,这一点得到了X射线光电子能谱(XPS)的证实。石墨烯涂层不仅可以缓冲石墨的体积膨胀以抑制结构崩溃,还可以加速电子传输以提高倍率性能。石墨烯涂层负极(GCG)在3000次循环后表现出262 m Ah·g^(-1)的超级循环稳定性。与石墨相比GCG的倍率性能也更加优异(500 m A·g^(-1)的电流密度下容量为161.2 m Ah·g^(-1))。相反,在相同的电流密度下,石墨的容量在150次循环后衰减到小于150m Ah·g^(-1)。进一步的电化学阻抗(EIS)和恒电流间歇滴定(GITT)测试表明,与石墨相比,GCG表现出更快的电导率和离子扩散。循环后的拉曼光谱、扫描电镜(SEM)和透射电镜(TEM)图像验证了石墨烯作为缓冲界面有利于电极结构的完整性和固体电解质膜(SEI)的稳定性。这项工作为钾离子电池的大规模应用提供了新的希望。

关键词：钾离子电池负极石墨烯微波还原界面

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基于基片集成波导的双频缝隙天线设计

激光与光电子学进展 2024年

作者：杨文博卢玉斌福州大学先进制造学院中国科学院福建物质结构研究所泉州装备制造研究中心

本文提出了一种基片集成波导背腔缝隙天线，用于双频工作。通过在天线背腔蚀刻一对三角形互补环槽用于辐射，这种槽可以有效激发基片集成波导(SIW)腔内的窄间隔混合模式，一种是在最低模式下(TE120模式或TE210模式)向上移位，一种是在... 详细信息

本文提出了一种基片集成波导背腔缝隙天线，用于双频工作。通过在天线背腔蚀刻一对三角形互补环槽用于辐射，这种槽可以有效激发基片集成波导(SIW)腔内的窄间隔混合模式，一种是在最低模式下(TE120模式或TE210模式)向上移位，一种是在最高模式下(TE 320模式/TE 230模式)向下移位，这两种模式配对出现，从而显著提高天线性能。采用印刷电路板（PCB）技术在低成本的衬底上制作该天线的原型。仿真结果表明，天线工作在11.8～12.5 GHz(700 MHz)和14.5 GHz～15 GHz(500 MHz)两个频段。该天线的谐振频率为12 GHz和14.8 GHz，峰值增益分别为6.4 dBi和4.9 dBi。此外，该天线具有高增益和稳定的单向辐射方向图等特点。

关键词：基片集成波导缝隙天线宽带天线

镍(Ⅱ)配合物强磁各向异性的关键结构因素的理论鉴定

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Chinese Journal of Chemical Physics 2024年第1期37卷 70-78,I0011-I0028,I0118页

作者：杨龙清曹佳安李向阳叶绿洲严以京郑晓中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心量子信息与量子物理协同创新中心合肥230026 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心能源材料化学协同创新中心合肥230026 复旦大学化学系上海200438

单分子磁体具有一种重要的性质,即磁各向异性,其与分子结构具有极其微妙的关系.近年来,磁-结构关系的研究已经成为了单分子科学中的一个具有挑战性的领域.了解磁-结构关系背后的物理机制对于建立优异的高温单分子磁体至关重要.本文筛选... 详细信息

单分子磁体具有一种重要的性质,即磁各向异性,其与分子结构具有极其微妙的关系.近年来,磁-结构关系的研究已经成为了单分子科学中的一个具有挑战性的领域.了解磁-结构关系背后的物理机制对于建立优异的高温单分子磁体至关重要.本文筛选了各种四配位的镍(Ⅱ)单分子磁体,并研究了几个关键的结构因素,例如配位键的长度和角度,这些因素可能与磁各向异性密切相关.本文还构建了简单的分子模型,来推断磁各向异性随着配位键角度和长度的演变趋势.磁-结构关系的研究结果揭示了磁-结构关系可以很好地用对数函数描述.在这种关系的指引下,本文发现了一个在四面体配位中具有迄今最强磁各向异性的镍(Ⅱ)配合物.本研究有助于实现优异高温单分子磁性的合成.

关键词：结构因素磁各向异性镍(Ⅱ)配合物