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新闻稿
2024 年 10 月 21 日——马德里深空通信综合体 (MDSCC) 本周一纪念了一件大事。今年是 1964 年 1 月 29 日 60 周年，当时西班牙、美国政府、INTA 和 NASA 首次签署了西班牙综合设施运营和维护合同。今天，位于罗夫莱多德查韦拉的太空综合体在西班牙和美国当局的出席下庆祝了这一重要里程碑。MDSCC 的建设始于 1964 年 8 月，但直到第二年，随着第一根直径为 26 米的天线的完工，它才开始运行。该设施在创纪录的时间内完工，因为它的全面可操作性对于接收来自水手四号任务的数据至关重要，该任务捕捉到了另一颗行星（火星）的第一张图像。事实上，MDSCC 是深空网络的三个全球通信中心之一，另外两个是位于澳大利亚堪培拉和加利福尼亚州戈德斯通的通信中心。罗夫莱多航天中心负责跟踪、控制和遥测各种航天任务，例如用于研究木星和土星的卡西尼-惠更斯号、用于研究 67P/丘留莫夫-格拉西缅科彗星的罗塞塔号、用于探索太阳系边界的航海者 1 号和 2 号以及新视野号，以及用于在红外光下观察天空的詹姆斯·韦伯太空望远镜。这次会议的目的不仅是为了庆祝航天中心这些年来取得的成功和可操作性，也是为了重申西班牙和美国、INTA 和 NASA 在未来 60 年的合作，目的是通过未来的任务继续扩大我们对太空的了解。这些任务包括阿尔特弥斯号，它
泰坦声学：模拟室内的声音传播...
简介。泰坦大气层与其表面之间的联系是独一无二的：它处于各种表面 - 大气过程的起源 - 液态甲烷流，波浪，降雨[1]，沙丘运动，盐酸[2]，尘埃[3]和雨暴风雨[4] - 在表面改变和大气动力学中都起着重要作用。有趣的是，泰坦的大气足以传播这些现象产生的声波。因此，可以通过记录其声学特征来定量和远程研究它们。的确，在板上毅力上具有超级骑士麦克风[5]的火星上已经证明了声学研究的巨大潜力[5]，其中几个结果记录了近地面现象，例如湍流[6，7]，风[8]，尘埃[9]。但在泰坦上，由于声音传播条件的增强，这种潜力甚至更大：冷（〜90 K）和厚（〜1.5 bar）的表面大气（95％n 2，〜5％CH 4 [10]）可以在长距离上维持声波，并吸收相对较低（见表。1）与火星或地球相比[11]。这种有利的环境激发了声学特性仪器赛车仪（API-V）在船上的船上载体下降模块，该模块成功地估计了下降期间和通过测量声速降落后的相对甲烷分数[12]。在2030年代中期，蜻蜓任务将探索赤道撞击火山口附近的泰坦，并带有可重新定位的旋翼飞机登陆器[13]。关键的地球物理和气象测量将由Dragmet套件（包括三个麦克风）组成的Dragmet Package提供[14]。为准备泰坦的声学探索，本研究旨在建模泰坦大气条件中的声音传播，以便能够估计水平
实时计算脑电场以实现增强经颅磁刺激神经导航和优化
经颅磁刺激 (TMS) 线圈位置和脉冲波形电流通常用于在目标大脑区域实现指定的电场剂量。通过包括皮质上电场剂量的实时精确分布，可以改进 TMS 神经导航。我们介绍了一种方法并开发了软件来实时计算大脑电场分布，使其易于集成到神经导航中，并具有与一阶有限元法 (FEM) 求解器相同的精度。首先，将头部和允许的线圈位置之间的表面上的白噪声磁流产生的电场的跨度基组 (< 400) 正交化以生成模式。随后，利用互易和惠更斯原理通过 FEM 计算头部和线圈之间的表面上的模式引起的场，这些场与分离表面上的在线（实时）计算的一次场结合使用以评估模式扩展。我们对 8 名受试者的 FEM 和实时计算的 E 场进行了比较分析，使用了两种头部模型类型（SimNIBS 的“headreco”和“mri2mesh”管道）、三种线圈类型（圆形、双锥和 8 字形）和 1000 个线圈位置（48,000 次模拟）。任何线圈位置的实时计算都在 4 毫秒 (ms) 以内，适用于 400 种模式，并且需要 GPU 上不到 4 GB 的内存。我们的解算器能够在 4 毫秒内计算 E 场，使其成为将 E 场信息集成到神经导航系统中的实用方法，而不会对帧生成造成重大开销（分别在 50 毫秒和 20 毫秒内每秒 20 帧和 50 帧）。
海军天文台 - CNMOC
众所周知，地球上的一天有 24 小时。几千年来，人们一直通过天文观测来测量这一时间。然而，天文学家克里斯蒂安·惠更斯于 1655 年发明了第一台实用的摆钟，为我们提供了第一种在不使用望远镜的情况下以机械方式保持这一时间尺度的方法。到 19 世纪末，这些时钟的不断改进以及新的天文观测技术开始暗示地球自转并不是恒定的。1939 年，通过对太阳系物体的天文观测，地球自转速度的变化被清楚地确定下来。在 20 世纪 30 年代，新开发的石英钟被用来显示地球自转速度的明显年度变化。随后，1934 年至 1937 年三年期间摆钟的时间与地球自转之间的差异表格也被用来显示地球自转速度的年度变化。我们现在知道，大气变化导致的日长年变化小于±0.5毫秒/天。近代研究利用公元前720年至公元1600年古代和中世纪的日食记录以及1600年以来的月掩星记录，研究了地球自转速度的长期变化。化石记录表明，七千万年前，恐龙在白垩纪晚期的地质时期笨拙地行走，一天为23个半小时。再往前追溯，4.3亿年前的珊瑚化石表明志留纪的一天大约为21小时。我们现在知道，除了由于月球潮汐作用导致的地球自转长期减慢之外，地球还受到从十年到亚日的许多频率的变化的影响，这些变化有许多地球物理和气象原因。地球自转速度的变化导致了一天的长度变化。
了解利用光辐射中的衍射...
1 简介 光学衍射是物理学中一个成熟的课题。众所周知，存在许多不同复杂程度的理论处理方法，从惠更斯小波方法到麦克斯韦方程的数值解。然而，在几个具有实际重要性和/或理论意义的情况下，衍射的全部影响要么尚未计算到所需的精度，要么尚未测量。此外，虽然衍射通常被认为是光学测量中的一个复杂因素，但衍射对设备尺寸的敏感性提出了衍射是否能在测量中发挥有用和直接作用的问题。衍射在计量学中的潜在利用是一条尚未探索的途径。辐射测量中最重要的测量之一是辐射度的测量。由于需要某种孔径才能进行这种测量以构建立体角，因此必须准确计算衍射效应，以实现最高精度的辐射测量。即使是最复杂的一级标准辐射计也需要衍射校正，该辐射计通过创建伪无限辐射源来最大限度地减少衍射效应。目前，衍射是限制一级和二级标准辐射测量精度的主要不确定性之一。对于辐射计中使用的相对较大的孔径尺寸，经典衍射理论原则上是足够的，尽管需要做工作来实现较低的计算不确定性。另一方面，对于接近几个波长尺寸的非常小的孔径，大多数衍射理论的假设都失效了。特别是色差和偏振效应变得明显，并且很难实现具有有用精度的计算和实验。尽管如此，超小孔径阵列已被考虑用作光谱滤波器。中等尺寸（即100 个波长量级）的孔径衍射在理论上是可处理的，因为小尺度效应可以忽略不计，而远场情况通常可以大大简化方程式，在实验室中是可以实现的。在这种情况下，存在一种有趣的可能性，即从衍射“反向”工作以确定孔径本身的尺寸。作为一种基于光使用的新型尺寸测量技术，这在计量学上很重要。是否具有足够的测量精度值得怀疑这些考虑导致了对衍射中未解决问题的双管齐下的研究：利用衍射测量孔径大小，并开发更精确的辐射测量衍射代码。2 衍射孔径测量 2.1 衍射孔径测量：理论 基于衍射的孔径测量技术利用了众所周知的事实，即远离衍射孔径，衍射图案的光场是孔径平面中光场的傅里叶变换。1 原则上，远处的衍射场（幅度和相位）可以通过快速傅里叶变换代码进行测量和变换，以产生完整的二维孔径函数。然而，在实践中，测量光场的相位会给实验装置带来很大的复杂性。
单光子源和探测器书：第 1 章
太初有光。光是美好的。此后不久，人们开始寻求对光的全面理解。虽然出版记录一开始有些零散，但公元前五世纪，希腊哲学家恩培多克勒得出结论，光由从眼睛发出的光线组成。欧几里得在其关于光传播的经典著作《光学》中，使用今天可能被称为局部现实主义的论证对这一观点提出了质疑。欧几里得假设光线是由外部光源发出的。但直到公元 1000 年伊本·海赛姆 (Ibn al-Haytham) 提出这一观点后，这一观点才被确立为科学依据。17 世纪的笛卡尔将光本身的特性描述为“压力”，它通过空间从光源传输到眼睛（探测器）。这个想法后来由惠更斯和胡克发展成为光的波动理论。大约在同一时间，伽森狄提出了相反的观点，即光是一种粒子，牛顿接受了这一观点并进一步发展了这一观点。杨氏 1803 年的双缝实验和菲涅尔的衍射实验普遍认为，光作为粒子和波的不同视角已经得到解决，有利于波动图像。在 19 世纪 60 年代，麦克斯韦方程以一种优雅而令人满意的方式进一步证实了这一结论：预测以光速传播的偏振电磁波。1897 年，J.J. Thomson 发现离散粒子携带负电荷在真空中移动，电磁学的波与流体观由此出现问题。随后在 1900 年，普朗克在“绝望之举”中援引了量化的电磁能量束来推导黑体辐射定律 [2, 3]，这一步不仅包含了玻尔兹曼在统计力学中的先前猜想，而且与传统理解背道而驰。它最初被认为是推导的产物，后来得到纠正，但爱因斯坦在 1905 年对光电效应的描述 [4] 中更加认真地对待光量子理论。随后在 1913 年，玻尔援引了能量和角动量的量化来解释在氢-巴尔末系列中观察到的离散光谱发射线。1924 年，德布罗意基于这些想法假设不仅光，而且物质粒子也具有波状特性，这一假设彻底失败了。随后出现了量子光，这真是太棒了。随后，海森堡、玻恩、薛定谔、泡利和狄拉克等一系列发现和进步建立了量子力学的框架。就本书而言，1927 年，狄拉克将电磁场量化，有效地发展了光理论，涵盖了引发整个革命的物理现象。20 世纪 30 年代，首次在单光子水平上直接探测到光。20 世纪 50 年代原子级联光子对源 [5] 的出现及其在 20 世纪 70 年代和 80 年代的使用 [6–9] 使第一个单光子源问世。