至少从19世纪起,物理系统的热力学和综合性质之间的关系一直是一个主要的理论兴趣。在过去的半个世纪中,随着数字设备的充满活力的成本爆炸,它也变得越来越重要。重要的是,现实世界中的计算机对它们的工作方式遵守多个物理约束,从而影响其热力学特性。此外,其中许多约束都适用于大脑或真核细胞等自然存在的计算机和数字系统。最明显的是,所有此类系统都必须使用尽可能少的自由度来快速完成计算。这意味着它们远非热平衡。此外,许多数字和生物学的计算机都是模块化的分层系统,对其子系统之间的连通性具有很强的限制。又一个例子是,要简化其设计,数字计算机必须是由全球时钟控制的定期流程。在20世纪的计算热力学分析中都没有考虑这些约束。随机热力学的新领域提供了正式的工具,用于分析受所有这些约束的系统。我们在这里争辩说,这些工具可以帮助我们在更深层次的水平上了解物理系统的基本热属性与它们执行的计算有关。
重型燃气轮机由于发电率较低,灵活性和热效率而在发电中发挥了越来越重要的作用。在严格的环境条件下,燃气轮机的主要子系统(如压缩机,燃烧器和涡轮机)在运行时间内降低,这在很大程度上影响了系统的效率和生产力。因此,开发有效方法以监测重型燃气轮机的性能降解以进行系统预测性维护,从而提高机器的效率和生产率至关重要。本文提出了一种新的物理知情的机器学习方法,以通过无缝整合热力学热平衡机制,组件特征,多源数据和人工神经网络模型来预测燃气轮机的降解。考虑到流量,质量和能量平衡,建立了基于机制的热力学模型,然后将其集成到系统水平,以在不同条件下对燃气轮机进行性能模拟。系统模型能够有效地模拟那些无法测量的参数的值(例如gt排气流)或不准确测量(例如燃油流)。基于机器学习的数据清洁方法用于预处理燃气轮机的多元原始数据。使用ISO条件下的物理信息模型获得的设计性能数据和校正值之间的差异用于评估性能降解。从
肖恩·哈特诺尔。高能物理学和凝聚态物理学围绕着对称破缺和重正化群等共同的基本概念展开,并共享费曼图和拓扑等核心数学机制。这导致了这两个领域之间历史上卓有成效的交汇。在过去的几十年里,出现了两个新的联系点。首先,全息对偶性已经证实,黑洞视界的经典演化精确地捕捉了物质强量子相的耗散动力学。近年来,这种联系已经超越了简单的相关函数(描述粗粒度热平衡方法),转向了更细微的可观测量,可以探测多体量子混沌的特征。与这种转变密切相关的是 Sachdev-Ye-Kitaev (SYK) 模型的出现。该模型具有成熟的全息理论的许多特征(和局限性),但在微观上更接近传统的凝聚态哈密顿量,并且受到更大的技术控制。其次,多体量子纠缠同时成为这两个领域的组织原则。看来,支持全息引力出现的量子态具有纠缠结构,可能类似于物质拓扑非平凡相的纠缠结构。充实这种联系有望成为未来进步的源泉。
受自然启发而设计高性能蛋白质材料的努力主要集中在改变自然发生的序列以赋予所需的功能,而从头设计则明显落后,需要非常规的创新方法。在这里,使用部分无序的弹性蛋白样多肽 (ELP) 作为初始构建块,这项工作表明,可以通过混合仿生设计加速蛋白质材料的从头工程,这项工作通过整合计算建模、深度神经网络和重组 DNA 技术实现了这一点。这种可推广的方法涉及整合一系列具有 𝜶 螺旋构象的从头设计序列,并将它们遗传编码为受生物启发的内在无序重复基序。新的 ELP 变体保持结构构象,并在体外表现出可调节的非热平衡超分子自组装和相行为。这项工作说明了预测的分子设计在结构和功能材料中的有效转化。所提出的方法可应用于广泛的部分无序生物大分子,并可能为发现新的结构蛋白铺平道路。
摘要:结构明确定义的石墨烯纳米纤维(GNR)是具有独特光电特性的纳米结构。在液相,强聚集通常会阻碍其内在特性的评估。最近,我们报道了一种新型的GNR,并用脂肪族侧链装饰,产生的分散体主要由孤立的GNR组成。在这里,我们采用二维电子光谱来阐明分离的GNR的光学特性,并阐明其宽阔且无特征的吸收带的过渡。我们观察到通常在建模中忽略的振动耦合在GNR的光学特性中起主要作用。此外,通过电子过渡的大型不均匀扩大,揭示了强烈的环境效应。最后,我们还表明,在150 fs的时间尺度上,光激发的明亮状态衰减达到了一个黑暗状态,该状态与亮状态保持在热平衡状态,该状态仍然负责纳米秒时尺度上的发射。关键字:石墨烯纳米纤维,超快光谱,二维电子光谱,不均匀扩展,振动耦合
摘要:结构明确定义的石墨烯纳米纤维(GNR)是具有独特光电特性的纳米结构。在液相,强聚集通常会阻碍其内在特性的评估。最近,我们报道了一种新型的GNR,并用脂肪族侧链装饰,产生的分散体主要由孤立的GNR组成。在这里,我们采用二维电子光谱来阐明分离的GNR的光学特性,并阐明其宽阔且无特征的吸收带的过渡。我们观察到通常在建模中忽略的振动耦合在GNR的光学特性中起主要作用。此外,通过电子过渡的大型不均匀扩大,揭示了强烈的环境效应。最后,我们还表明,在150 fs的时间尺度上,光激发的明亮状态衰减达到了一个黑暗状态,该状态与亮状态保持在热平衡状态,该状态仍然负责纳米秒时尺度上的发射。关键字:石墨烯纳米纤维,超快光谱,二维电子光谱,不均匀扩展,振动耦合
1纳米科学学院,UMR CNRS 7588,法国索邦大学2 EsycomUniversité(UMR 9007),Univ Gustave Eiffel,CNR,F-77454,F-77454 Marne-la-valléecedex 2,France 3 Universite,Frive Infferity thr Fircation:complate cropplation intrance:conflance:conflass in University cropcess:形态蝴蝶的蓝翼尺度的正交轴,而以前的大多数研究都模拟了比例结构,仅考虑一个或两个光子晶体尺寸。此外,这些尺度的先前的光学研究集中在翼反射的光上,而我们研究沿着薄片的光传播,该方向与光子晶体结构的第三维相对应。使用有限元方法获得的仿真结果与测量和/或文献进行了比较。这些计算是针对不同尺度模型和方向执行的,表明非反过来的光(基本上是红色和红外)的很大一部分由层层引导到尺度的底部,在那里可以更容易地吸收它,并且热量更快地转移到了血液中。这种新现象可能有助于昆虫的热平衡,并进一步说明了鳞翅目翅膀的多功能性。
中央旋转模型提供了对中央自由度与周围旋转介观环境之间相互作用的理想描述。我们表明,在中心有旋转1的模型家族,而任意强度与周围旋转的XX相互作用是可以集成的。具体而言,我们得出了一组广泛的保守量,并使用贝特·安萨兹(Bethe Ansatz)获得了确切的本征态。与同类的极限一样,各州分为两个指数级别的大阶层:明亮的状态,在这种状态下,自旋-1与周围环境和黑暗状态纠缠不清,其中它不是。在占用性上,明亮的状态取决于其对中央自旋极化为零的状态的体重进一步分为两类。这些类别以淬灭动力学进行探测,从而阻止中央自旋达到热平衡。在单个自旋式扇形中,我们明确地构建了明亮的状态,并表明这些特征态半定位是中心旋转的振荡动力学。我们将集成性与密切相关的Richardson-Gaudin模型的紧密相关类别相关联,并猜想Spins Central Spin XX模型对于任何s都可以集成。
Dicke 模型描述了量化腔场与大量两能级原子之间的耦合。当原子数量趋于无穷大时,该模型可以转变为超辐射相,属于平均场 Ising 普适性类。超辐射跃迁首次预测是在热平衡原子中发生的,最近利用光腔中原子制成的量子模拟器实现了这一转变,该模拟器既受到耗散也受到驱动。除了这种原子实现之外,Dicke 模型的量子模拟还在许多其他实验系统中得到提出,包括超导量子比特、囚禁离子以及对冷原子使用自旋轨道耦合。在本进度报告中,我们介绍了一些与 Dicke 模型相关的理论概念,回顾了超辐射相变的临界性质,以及平衡和非平衡条件的区别。此外,我们解释了超辐射相变与更常见的激光跃迁之间的根本区别。我们的报告主要关注单模光学腔中原子的稳定状态,但我们也提到了实时动力学的一些方面,以及其他量子模拟器,包括超导量子比特、捕获离子和对冷原子使用自旋轨道耦合。这些实现在描述平衡系统还是非平衡系统方面有所不同。
图解扩展是处理相关电子系统的中心工具。在热平衡下,它们最自然地定义了Matsubara形式主义。但是,从Matsubara计算中提取任何动态响应函数最终需要从虚构到实频域到实频域的错误分析延续。最近提出了[物理学。修订版b 99,035120(2019)],可以使用符号代数算法分析进行任何相互作用膨胀图的内部Matsubara总结。总结的结果是复杂频率而不是Matsubara频率的分析函数。在这里,我们应用了此原理并开发了一种示意的蒙特卡洛技术,该技术直接在实际频率轴上产生。我们介绍了在非平凡参数方面的掺杂32x32环状方晶格哈伯德模型的自我能量σ(ω)的结果,其中pseudogap的特征似乎靠近antinode。我们讨论了在实频轴上的扰动序列的行为,尤其表明,在使用截短的扰动系列上使用最大熵方法时,必须非常小心。在分析延续很困难的情况下,我们的方法对将来的应用具有巨大的希望,而中阶扰动理论可能会融合结果。