摘要:阴离子交换膜为更昂贵的质子交换膜燃料电池提供了有希望的替代品。但是,对阴离子交换膜中的氢氧化离子电导率知之甚少。在本文中,我们使用经典的分子动力学模拟来研究由乙烯 - 二乙烯基乙酸(EVA)制备的四种不同聚乙烯膜的结构和离子传输性能。我们检查了膜的微观结构,发现与具有广泛空腔分布的膜相比,腔尺寸分布狭窄的聚合物在氢氧化离子周围的水分子堆积更紧。我们计算水合膜的结构因子,并找到1和4 nm -1之间的峰,这是这些材料中离子簇的特征。我们估计水和氢氧化物离子的自扩散系数,发现水分子在所有系统中的扩散量高于氢氧化离子。氢氧化物扩散的趋势与实验电导率测量很好地对齐。对于具有广泛空腔的系统,水促进了通过车辆运输的氢氧化物扩散,并且在空腔狭窄的系统中,观察到离子跳和车辆运输。通过计算离子 - 离子和离子 - 溶剂相关性通过Onsager传输系数框架来量化这一点。关键字:聚合物膜,离子交换,分子动力学模拟,氢氧化物传输,离子体■简介
重离子碰撞计划的目标是,其质心能量在几 GeV 到几百 GeV 范围内,研究所产生的致密重子介质的性质,特别是它的状态方程 (EoS) 和传输系数。流体动力学方法对于实现这一目标至关重要,因为它可以相对轻松地纳入不同的状态方程。流体动力学方法在高能 √ s NN = 200 GeV 及以上的核 - 核碰撞中的应用非常成功。在那里,人们通常将动力学分为初始状态和后续流体阶段,其中发生初始硬散射,据称会导致介质的各向同性或有效流化,其中演化由流体动力学方程控制。然而,在模拟较低能量的重离子碰撞时,人们面临着一个挑战。入射原子核的洛伦兹收缩并不强,两个原子核完全穿过对方并发生所有初级 NN 散射需要几 fm / c 的时间。在发生第一次核子-核子散射的区域可能已经形成了稠密介质,而最后的核子仍在接近它们第一次相互作用的点。多流体动力学是一种优雅但现象学的方法,可以解释中能级原子核-核碰撞的复杂时空图景。在多流体方法中,人们将入射原子核近似为两个冷且富含重子的团块
应用于医疗测量技术(例如剂量测定和近距离放射治疗)、环境测量技术(例如粉尘浓度或排放控制测量),还应用于现代半导体工业(微电子和纳米电子学)或现代照明工业。所提出的方法基于一种新型、方便的仪器,即超稳定、低噪声电流放大器(英语超稳定低噪声电流放大器,简称ULCA),用作电流-电压转换器,具有出色的性能,无需直接使用低温方法[3, 4]。其高度稳定的传输系数基于量子霍尔效应进行“量子精度”校准,电压信号采用基于约瑟夫森电压标准的电压表测量。原则上,计划在不久的将来对 SI 进行修订,定义基本电荷 e 的精确值,这使得根据关系 I = e ∙ 表示追溯到频率 f 的电流强度成为可能f[1]。然而,由于制造技术和操作的复杂性非常高,目前正在开发的必要的单电子泵尚未完全开发用于实际计量用途[5-8]。迄今为止,计量机构已经进行了亚纳安电流的再循环生成,优选使用基于使用电压斜坡的电容器充电的过程[9-11]。相对不确定性最多达到 10 µA/A 左右 [12],其中精度受到电容器容量频率依赖性的不确定性贡献的限制 [13]。ULCA 概念避免了这一基本限制。除了其他实质性的实际优势外,ULCA 还能够生成和测量小电流强度,其不确定性比传统方法小大约两个数量级。ULCA的概念、特点、可能的应用以及初步应用的结果如下
背景:动态对比增强(DCE)MRI被广泛用于评估癌症的血管灌注和渗透性。在小动物应用中,DCE MRI图像的药代动力学(PK)参数的常规建模是复杂且耗时的。这项研究旨在开发一种深度学习方法,以完全自动化动力学参数图的产生,KTRAN(体积传输系数)和VP(血浆体积比),作为基于DCE MRI的小鼠脑肿瘤模型中常规PK建模的潜在替代PK模型。方法:使用7T MRI,在U87神经胶质瘤异种移植物中进行了DCE MRI,裸鼠在原位生长。使用经典的Tofts模型以及扩展Tofts模型生成了血管通透性KTRAN和VP图。然后将这些血管通透性图作为目标图像处理到二十四层卷积神经网络(CNN)。CNN在T 1加权DCE图像上作为源图像进行了训练,并使用平行的双途径设计以捕获多尺度特征。此外,我们对乳腺癌脑转移(BCBM)小鼠模型进行了该神经胶质瘤训练的CNN的转移研究,以评估替代性脑肿瘤网络的潜力。结果:我们的数据显示了目标PK参数图和胶质瘤的相应CNN映射之间生成的KTRAN和VP映射的良好匹配。像素像素分析揭示了肿瘤内异质性渗透性,这在CNN和PK模型之间是一致的。在BCBM的转移研究中进一步证明了深度学习方法的效用。结论:由于它直接从DCE动态图像直接从无需复杂的数学建模的DCE动态图像中快速准确地估计了血管PK参数,因此深度学习方法可以作为评估肿瘤血管通透性的有效工具,以促进小动物脑肿瘤研究。
大型强子对撞机时代迷人的粲夸克、美丽的底夸克和夸克胶子等离子体 Santosh K. Das 和 Raghunath Sahoo* 宇宙通过大爆炸诞生后几微秒,原始物质被认为是物质基本成分——夸克和胶子的混合物。预计这将在实验室中通过超相对论速度下的重核碰撞产生。在美国纽约布鲁克海文国家实验室的相对论重离子对撞机和瑞士日内瓦欧洲核子研究中心的大型强子对撞机的能量和光度边界上,可以产生一种由夸克和胶子组成的等离子体,称为夸克胶子等离子体 (QGP)。重夸克,即粲夸克和底夸克,被视为表征 QGP 的新探针,因此可以表征产生的量子色动力学物质。重夸克传输系数在理解 QGP 的性质中起着重要作用。核抑制因子和椭圆流的实验测量可以限制重夸克输运系数,这是现象学研究的关键因素,有助于解开不同的能量损失机制。我们对 QGP 中的重夸克拖拽和扩散系数进行了总体介绍,并讨论了它们作为探测器解开不同强子化机制以及探测非中心重离子碰撞产生的初始电磁场的潜力。从新技术发展的角度来看,未来测量的实验前景被特别强调为下一代探测器的重味。关键词:大爆炸、重离子碰撞、重味、夸克胶子等离子体。20 世纪下半叶,Murray Gell-Mann 和 George Zweig 发现了强子的夸克模型,Glashow、Salam 和 Weinberg(以及许多其他人)通过基本力的统一发现了粒子物理的标准模型,这在粒子物理学中取得了巨大的成功。基础科学在寻找物质基本成分的同时,也为粒子探测和加速器技术的发展做出了巨大贡献,产生了巨大的直接和间接的社会效益。就目前对物质成分的理解而言,我们有六夸克、六轻子、它们的反粒子和力载体。然而,在这其中,我们只遇到轻夸克(LQ)——上夸克和下夸克,以及正常核物质中的电子。其他重粒子是在宇宙射线和粒子加速器的高能相互作用中产生的。虽然这些基本粒子如夸克和轻子自由存在,但它们的性质并不相同。
正确选择投影操作员,对我们来说是零 - 以及内存内核,kðtt \ skÞ,其中s k是kðtt的时间kðttÞ¼0。通过以这种内存内核来编写预计的动态,既可以仅使用短时数据来捕获复杂的(非马克维亚)短时间行为和长期流行量的详细平衡。该原理的最新示例是计算大型生物分子折叠中的平均第一个通道时间,其中只有25 ps参考模拟数据包含建模M s上的事件所需的信息,即,三个数量级长。27这还表明,GQME是动力学问题的介绍,该动力学问题是动态计算对内存核的目标,因此,与用户可能希望采用的任何动态方法相兼容,包括27 - 29,包括近似近似技术,包括表面跳跃的30 - 32-32和EHRENEFEST动力学。33,34然而,此维度降低过程的成本节省依赖于感兴趣的变量与动态变量之间的时间表之间的分离。的确,内存内核仍然与投影空间中排除的最慢变量一样长。因此,即使在运输系数的计算中,将所有最慢的自由度放置在投影空间中也是至关重要的。在实际层面上,投影操作员的选择对计算可行性产生了重大影响。35此GQME用位点数量正式缩放n。这是因为构建动力学N×N矩阵,典型地需要至少n个不同的模拟。例如,以前的工作采取了一种非平衡策略,将投影到局部电子状态的种群上,以计算沿模型一维链的二极管传输系数。36在这里,我们通过久保公式采用了不同的策略,该策略将材料的频率分辨电导率与电流的平衡iCtifuation iClusion联系起来。这种关系表明,采用Mori型投影操作员26与当前的操作员是唯一可观察到的感兴趣的。这种选择的显着结果是,只需要一个平衡计算即可构建GQME,从而使该方法的缩放与系统大小无关。我们的工作表明,该策略是一种紧凑而有效的途径,以编码当前响应和频率分辨电导率。为什么到现在为止,要用Mori - Zwanzig理论桥接Kubo形式主义,以用于极化材料中的电导率预测?虽然地面电子状态上的路径积分模拟已成为主流,但37 - 43
基于超导电路的超导量子比特由超导电容器和具有 transmon 几何的约瑟夫森结组成,广泛应用于高级量子处理器,追求可扩展的量子计算。transmon 的量子比特频率的调整依赖于超导环路中两个超导体-绝缘体-超导体 (S-I-S) 约瑟夫森结的超电流之间的磁通量相关干扰。基于超导体-半导体-超导体 (S-Sm-S) 材料的约瑟夫森结为门可调 transmon 提供了一种可能性,称为“gate-mon”,其中量子比特频率可以通过静电平均值进行调整。在 III-V 材料平台上实现的 gatemon 显示出 transmon 替代品的令人瞩目的发展,但在可扩展性方面仍然存在一个大问题。硅锗 (SiGe) 异质结构由于其高空穴迁移率和 Ge-金属界面的低肖特基势垒而成为承载混合器件的潜在平台之一。此外,与硅基半导体行业的兼容性是扩大量子比特平台的一个有力优势。在本论文中,我们基于 SiGe 异质结构中的 Al-Ge-Al 约瑟夫森结开发了门控。首先,建立了自上而下方法中约瑟夫森场效应晶体管 (JoFET) 的稳健制造配方。我们对 JoFET 进行了详尽的测量,以研究它们随栅极电压、温度和磁场变化的特性。这些器件显示了临界电流 (I C ) 和正常态电阻 (R N ) 的栅极可调性。估计这些器件具有高透明度的超导体-半导体界面,SiGe异质结构上的高 I C R N 乘积证明了这一点。在有限电压范围内,观察到对应于多个安德烈夫反射 (MAR) 的特征。然后,我们在 SiGe 异质结构上制造和表征氮化铌 (NbN) 超导谐振器。我们在传输模式下测量谐振器,并从传输系数 (S 21) 中提取谐振频率 (f r)、内部品质因数 (Q i) 和耦合品质因数 (Q c)。随后,我们开发了制造工艺,将与电容器分流的 Al-Ge-Al 结(换句话说,gatemon)集成到谐振器方案中,并根据设计进行制造。我们在其中一个制造的 gatemon 中演示了反交叉特性。使用双音光谱技术映射门控器的谐振频率,发现它是门可调的。量子位具有较大的光谱线宽,这意味着相干时间较低。此外,我们对超导量子干涉装置 (SQUID) 几何中的结进行了电流相位关系 (CPR) 测量。我们可以证明结构成非正弦 CPR。此外,在辐照结的电流-电压特性曲线中观察到整数和半整数 Shapiro 阶跃。这表明我们的结具有 cos 2 φ 元素,这可以为受保护的量子位开辟另一种可能性。