关于能量循环的开创性研究表明,在没有温度偏见的情况下,如何产生能量频道[1-13]。这种原理可以可能应用于建立纳米级的能量矩形[6]。从理论的角度来看,能量传输通常与声子有关,但是与单个颗粒相比,这些集体激发更难以操纵[6,14]。先前的研究利用了非线性相互作用[4],Athermal Baths [2],绝热调制[5]或量子浮球系统[15]提供的机会。使用奇偶校验的超材料和非平衡强迫的组合,我们最近的工作[16]发现了新的矩形原理,这些原理表现出网络系统中站点之间的定向能量流。与许多以前的研究集中在两个直接连接的终端之间的运输[4]或通过不对称段[2-4]之间,我们的设置将所有节点及其连接置于平等的基础上[11-13],从而使将直接拟合研究扩展到具有复杂拓扑和差异的网络。基于我们最近的工作[16],在这里我们研究了增加的时间周期调制的效果。我们的模型系统是一类春季网络,每个质量都受到时间调节的洛伦兹力[17,18],并浸入活性浴中[19]。使用数值计算,我们表明时间调制系统能够纠正节点和浴室之间的能量频率。换句话说,尽管没有温度偏见,但我们的模型仍可以充当多体能泵。作为比较,我们以前的未调制系统[16]支持站点之间的净能量传输,但不支持站点和浴室之间的净能量传输。该调制会扩大工具箱,以操纵复杂网络中的能量传输。
非线性介电元面积提供了一种有希望的方法来控制和操纵纳米级的频率转换过程,从而促进了基础研究的进步以及在光子学,激光和感应中的新实践应用的发展。在这里,我们采用了由中心的非定形硅制成的对称性交叉的元面积,以共同增强二阶和三阶非线性光学响应。在连续和引导模式的共振中利用光学准结合状态的丰富物理学,我们通过严格的数值计算全面研究表面和批量效应对第二谐波产生(SHG)的相对贡献,以及对来自meta-atoms的第三谐波发电(THG)的大量贡献。接下来,我们在实验上实现了具有高质量因素的特殊共振,这极大地增强了光 - 互动,导致SHG增强量约550倍,THG增加了近5000倍。观察到理论预测与实验测量之间的良好一致性。为了对所研究的非线性光学过程的物理学进行更深入的见解,我们进一步研究了非线性发射与跨表面的结构不对称之间的关系,并揭示了由线性敏锐的共振产生的产生的谐波信号非常依赖于元元素的非元元素。我们的工作提出了一项富有成果的策略,以增强谐波产生并有效地控制全dielectric Metasurfaces的不同顺序谐波,从而能够发展有效的有效的主动光子Nan-osevices。
计算,例如图形渲染、打印或网络处理。处理器至少由以下三个组件组成:寄存器。寄存器是处理器内部的存储位置。它用于在执行指令期间保存数据和/或内存地址。由于寄存器非常靠近处理器,因此它可以提供对程序执行的操作数的快速访问。不同处理器的寄存器数量差异很大。算术逻辑单元 (ALU)。ALU 为处理器执行所有数值计算和逻辑评估。ALU 从内存接收数据,执行操作,并在必要时将结果写回内存。当今的超级计算机每秒可以执行数万亿次操作。ALU 和寄存器一起称为处理器的数据路径。控制单元。控制单元包含硬件指令逻辑。控制单元解码并监控指令的执行。当计算机系统的各个部分争夺 CPU 资源时,控制单元还充当仲裁器。CPU 的活动由系统时钟同步。在撰写本文时,现代微处理器的时钟频率已超过 3.0 GHz。控制单元还维护一个称为程序计数器 (PC) 的寄存器,该寄存器跟踪要执行的下一条指令的地址。在执行指令期间,系统会标记溢出、加法进位、减法借位等的发生情况,并将其存储在另一个称为状态寄存器的寄存器中。然后,程序员使用结果标志进行程序流控制和决策。在任何时候,处理器状态都是以下四种状态之一:指令获取、指令解码、操作数获取或执行。
摘要:异质性超导性发作是Cuprate和基于铁的家族的高-T C超级导管的常见现象。它是由从金属到零抗性状态的相当广泛的过渡表现出来的。通常,在这些强烈的各向异性材料中,超构型(SC)首先显示为孤立域。这会导致t c以上的各向异性过量电导率,并且传输测量值提供了有关样品内部深处的SC结构域结构的宝贵信息。在大量样品中,这种各向异性SC发作给出了SC晶粒的平均形状,而在薄样品中,这也表明SC晶粒的平均大小。在这项工作中,在各种厚度的FESE样品中,测量了层中的和内层的电阻率。为了测量层间电阻率,使用FIB制造了跨层的FESE MESA结构。随着样品厚度的降低,观察到超导过渡温度T C的显着增加:T C在厚度〜40 nm的微生物中从散装物质的8 K提高到12 K。我们应用了分析和数值计算来分析这些数据和早期数据,并发现了FESE中SC域的纵横比和大小与我们的电阻率和Diamamnetic响应测量相一致。我们提出了一种简单且相当准确的方法,用于估计各种小厚度样品中T C各向异性的SC域的长宽比。讨论了FESE中的nematic和超导域之间的关系。我们还将分析公式推广到异质各向异性超级导管中的电导率,以与两个具有相等体积分数的两个垂直方向的细长SC结构域的情况,对应于基于Fe的各种FE基超导体中的nematic结构域结构。
动态系统。(v)通过使用软件模拟非线性系统和混乱系统,为参与者提供动手体验,以观察不同混沌系统及其吸引子的行为。(vi)探索蝴蝶效应的概念,并增强参与者了解小变化如何导致结果的显着差异。(vii)通过使用算法生成分形的实践练习来增强对参与者的理解,并探索产生的分形的自相似特性。(viii)通过基于混乱的加密或数据安全机制,提供实用问题及其解决方案的暴露。(ix)提供了设计和建模混乱系统的练习,并培训参与者创建自己的混乱模型并分析其行为。(x)探讨混乱理论在物联网和密码域中的含义和应用。课程目录L1:动力学系统简介:逻辑图。l2:时间逆转不变性,可观察的数量,不断发展和不变概率度量。t1:logistic图和其他一维离散动态系统的发展和不变概率的模拟。l3:liouville方程。l4:求解liouville方程式和使用fokker-planck方程。t2:简单连续的一维动力系统的发展和不变概率的模拟以及概率的数值计算。l5:牙齿和混合。l10:玻尔兹曼方程。L6:混乱理论和非线性系统简介。蝴蝶效应和对初始条件的敏感依赖性。T3:混沌系统的模拟。产生分形并理解自相似性。l7:混沌系统中的分形和自相似性。l8:混乱和奇怪吸引者的动态。t4:物联网设备和网络中的混乱应用程序。设计混乱的系统模型。l9:混乱及其在物联网和密码学中的应用。L11:简单动力学系统的线性和精确响应的比较。L12:耗散函数和一般反应理论。 T5:简单分子动力学系统中的响应。L12:耗散函数和一般反应理论。T5:简单分子动力学系统中的响应。
能量整流方面的先驱研究已经表明,在没有温度偏差的情况下,能量通量也可以产生[1–13]。这些原理可以用于构建纳米级能量整流器[6]。从理论角度来看,能量传输通常与声子有关,但与单个粒子相比,这些集体激发更难操控[6, 14]。先前的研究已经利用了非线性相互作用[4]、非热浴[2]、绝热调制的几何相[5]或量子弗洛凯系统[15]提供的机会。通过结合宇称破缺超材料和非平衡强迫,我们最近的研究[16]发现了新的整流原理,其表现为网络系统中站点之间的定向能量流。与之前许多侧重于两个终端之间传输的研究不同,这些终端直接连接 [4] 或通过不对称线段 [2–4] 连接,我们的设置将所有节点及其连接放在平等的地位 [11–13],从而能够将整流研究扩展到具有复杂拓扑和几何形状的网络。基于我们最近的工作 [16],我们在这里研究增加时间周期调制的影响。我们的模型系统是一类弹簧质量网络,其中每个质量都受到时间调制的洛伦兹力 [17, 18] 并浸入活性浴中 [19]。通过数值计算,我们表明时间调制系统能够整流节点和浴之间的能量通量。换句话说,尽管没有温度偏差,我们的模型也可以充当多体能量泵。相比之下,我们之前的未调制系统 [16] 支持站点之间的净能量传输,但不支持站点和浴之间的净能量传输。因此,调制扩展了操纵复杂网络中能量传输的工具箱。我们通过开发一个分析框架来获取数值结果,以了解时间周期调制下复杂网络中的能量整流。
马丁·欧文 传播、文化与技术项目 乔治城大学,华盛顿特区 irvinem@georgetown.edu CS Peirce 和计算作为可自动化的符号学 美国符号学学会会议论文的扩展版本,2016 年 9 月。 (这是出版前的草稿,仅供参考。欢迎评论和讨论。) [霍布斯的] 一篇著名论文名为《逻辑或计算》,虽然并非所有的推理都是计算,但数值计算肯定是推理。但是计算机器每天都在使用;巴贝奇的分析引擎将在数学上取得相当大的成就。其他逻辑机器也被建造出来。所有这些仪器都进行推理;这些推理受逻辑规则的约束。-- CS Peirce,《微小逻辑》(1901 年) 由阿兰·图灵构想并由约翰·冯·诺依曼发明的存储程序计算机打破了表示事物的数字和执行事物的数字之间的区别。我们的宇宙将永远不同。 --乔治·戴森,《图灵大教堂》(2012 年) 本文是从皮尔士符号学视角研究计算、符号系统、符号认知和技术中介历史的一项大型研究的一部分。作为在计算学科和人文学科之间架起桥梁的一步,本文将介绍一种新方法,用于详细重新描述计算过程作为自动符号学的实现,以及数字媒体工件作为人类符号系统文化史中技术中介连续体内的表示。1 我建议综合认知科学、语言学、计算理论、符号学和信息哲学研究的交叉方向,将人文学科与技术和科学领域的知识形成统一起来,围绕人类符号认知、符号系统、意义生成和任何物理或技术结构中的信息表示等关键问题。在这种更大的背景下解读皮尔士的后期著作,我认为,计算、软件和数字媒体最好被理解为人类符号认知的产物,因此,它们是人类符号系统中介的长期实施的累积结果。现在所有证据表明,符号认知是人类的核心操作系统(我称之为 OS Alpha,OS A),人类社会已将其扩展到具有复杂历史的多种物理基础和技术中介中。
近年来,随着激光应用的不断发展,科学家们对新型激光光束理论与实验的研究产生了浓厚的兴趣。其中,中心强度为零的暗空心光束由于其在原子光学、量子光学、二元光学、微观粒子操控、激光显微成像等领域的广泛应用而受到越来越多的关注。这类光束一般具有特殊的螺旋相位波前结构。本研究利用SLM产生任意阶数、任意拓扑荷的涡旋光,并讨论了SLM在应用中面临的诸多问题。由于SLM的相位调制在理想条件下是不畸变的,但在其制造过程中,其光调制部分不可避免地会产生微小的畸变和缺陷。事实上,这些畸变会给实验结果带来很大的误差。为了消除这种误差,本文提出了一种校正SLM误差的方法。首先对其畸变相位进行精确测量,然后对其进行校正。并以涡旋光束的发生为例,验证了校正效果。关键词:涡旋光束 计算全息图 空间光调制器 1.引言 利用传统的光学系统获取涡旋光束存在着装置复杂、调节困难等一系列问题[1] 。然而,利用空间光调制器(SLM)中的计算全息图很容易实现光束的转换。SLM 是对光束施加某种形式空间变化调制的物体。SLM 可以根据输入的信息调制光束的相位、偏振面、振幅、强度和传输方向等物理参数。只有改变输入信息,计算机才能控制 SLM 的参数。用 SLM 代替传统光学系统,可以轻松解决上述问题。用 SLM 代替传统光学系统,可以轻松解决上述问题。2007 年,Yoshiyuki Ohtake [2] 等人 [3] 在空间光调制器(SLM)中提出了一种基于空间全息图的涡旋光束转换方法。利用SLM产生径向折射率p和角折射率l分别为5阶和1阶的LG(拉盖尔高斯)光束,并实现可编程相位调制。利用计算机模拟LG光束在传输过程中的光强分布。本文利用反射式SLM产生3种涡旋光束、贝塞尔光束、LG光束和HyG(超几何)光束,利用干涉法验证它们的涡旋量和拓扑荷。通过数值计算对HyG光束进行理论模拟,并将模拟值与实验值进行比较,分析了误差。由于制造工艺的原因,SLM表面会存在细微缺陷,因此使用SLM会造成调制相位畸变。本文提出了一种测量和校正SLM畸变相位的方法。2.理论描述2.1贝塞尔光束沿z方向传输的BG光束的场分布可表示为[3]:
如何控制系统规模增大时复杂性的指数增长是量子多体系统理论的主要问题之一。过去二十年,量身定制的 Ansatz 类(如张量网络态)在数值计算 [ 1 – 4 ] 和分析工作 [ 5 , 6 ] 方面取得了巨大进展。这些成果包括基态性质 [ 7 – 9 ]、量子相分类 [ 10 , 11 ]、无序系统 [ 12 – 16 ]、开放量子多体系统的行为 [ 17 , 18 ]、临界系统 [ 19 ],以及与 AdS / CFT 对应相关的研究 [ 20 ]。此类张量网络方法的核心是通过应用局部线性运算从底层资源状态中获得一类感兴趣的物理状态,这可看作是应用随机局部运算和经典通信 [21]。对于矩阵积态 (MPS) 和投影纠缠对态 (PEPS),这些状态由最大纠缠态网络给出。对于某些应用,已经引入了其他张量网络结构,如树张量网络 [22, 23] 和多尺度重正化假设 (MERA) [24, 25],后者捕获了临界系统的基态属性。最近探索的另一种推广 MPS 和 PEPS 的途径允许除了 EPR 对之外的更一般的资源状态 [26-28]。它们基于在多个格点之间共享的多部分量子态,例如 GHZ 态 [27]。在本研究中,我们通过扩展底层资源状态或纠缠结构以及允许的操作类别,进一步推广了这种方法。更准确地说,我们允许单参数近似表示系列,它们可以以任意精度再现感兴趣的状态。我们展示了如何将这些近似表示转换为中等数量张量网络状态的线性叠加的精确表示。这种方法为某些类别的状态提供了更有效的张量网络表示,并产生了一种有效的算法来忠实地重建期望值。此外,我们获得的结果允许以普通 PEPS 的形式模拟或重新表达基于多部分资源状态的张量网络状态,从而能够通过针对 PEPS 的高度优化的方法对这些状态进行数值处理。作为一个具体的例子,我们表明,基于 [ 27 ] 中引入的 GHZ 态的二维方晶格上的半注入 PEPS 具有键维数 D ,可以表示为键维数为 2 D 的正常 PEPS。作为我们结果应用的一个例子,我们考虑共振价键 (RVB) 状态,最初被认为是自旋液体的基态 [ 29 ],在高温超导理论中也具有重要意义 [ 30 ]。RVB 态也在 PEPS 的背景下得到了广泛的研究 [ 31 – 33 ]。在 [ 31 ] 中引入了该状态的第一个张量网络表示,即键维数等于 3 的 PEPS。我们提出了两种新的状态表示:具有非均匀键维数的 PEPS
简介:我相信,从多个角度理解问题可以找到最大的真理。我想了解周围的世界,我选择回答问题的两种语言是艺术和科学。对我来说,艺术的吸引力在于它如何完美地传达强烈的情感,而物理学令人难以置信,因为它可以简单有效地描述一个系统。小时候,我有很多关于雪花的小书,我对它们的对称性很着迷,我仔细研究了它们的生长模式和晶体结构。后来,在高中和大学期间,我被覆盖地球的各种晶体和地质构造所吸引。当时我没有足够的自我意识来意识到这一点,但很快就会明白,材料物理学的研究将完美地表达我对地质学、数学、艺术的兴趣,以及对理解我们世界的特殊性的陶醉。我现在准备在加州大学圣巴巴拉分校开始我的物理学博士学位,并开始我的量子材料世界的科学探索。凭借这一点以及我在美术方面的天赋,我将努力为科学问题带来独特的见解,并向公众和科学界传达艺术和我的研究的价值。 智力价值/研究经验:作为一名年轻的物理学家,我仍在探索如何最好地结合我对艺术和科学的兴趣,因此我很高兴尝试我的第一个机会:在桑迪亚国家实验室的应用光学和等离子体科学小组实习,在那里我沉浸在低温等离子体物理学的世界中。在这里,我学会了如何分析等离子体的激发光谱,并使用粒子内方法与直接模拟蒙特卡罗 (PIC-DSMC) 耦合来直接模拟带电粒子的多体系统。三年来,我与他们一起解决了各种问题,从在实验室中创建电场传感器到设计减速场能量分析仪。我最广泛的项目将等离子体电子在氮中散射的统计分布的 PIC-DSMC 模拟与玻尔兹曼方程的近似解进行了比较。我最广泛的项目将我们对等离子体离子统计分布的 DSMC-PIC 模拟与玻尔兹曼方程得出的数值计算进行了比较。我能够确定这两种技术最一致的能量状态,并确定对 PIC-DSMC 代码的潜在修正,以提高两种方法之间的一致性。作为我第一次以心理能力进行自由探索,我在桑迪亚度过的时光收获颇丰,因为我能够得出关于模拟数据中有趣怪癖的结论并提出自己的主张。我还被安排在一个环境中,在那里我对等离子体物理学这一主题知之甚少,但我被期望快速学习,而我确实学得很快。我获得了宝贵的经验,学会了审查研究论文和教科书,找出知识上的差距,然后找人和其他资源来帮助我弥补信息上的不足。每天我都兴奋地从床上跳起来去上班;我简直不敢相信我得到的报酬是学习我想要的一切,我知道这是适合我的工作。我还从我在桑迪亚的工作中发现,我最感兴趣的是等离子体中特定能态产生的光谱特性。我喜欢美术中为我的眼睛提供信息的光线可以深入了解现实的本质,我觉得通过进一步研究这个主题,我的艺术部分也有可能得到满足。我在桑迪亚的自我发现之路促使我沉浸在原子和粒子物理课程中;我想更好地理解这门科学,它似乎既能满足我对艺术和科学的兴趣,又能给我带来个人满足感。在这段时间里,我还沉浸在地球物理课程中,我开始意识到,如果我仔细观察,就有可能将我所学的一切结合起来。我在上地震力学课时才真正领悟到这一点——我们当时正在学习颗粒/粒子尺寸对固体裂纹扩展的影响。在课堂上,教授指出,非常大的裂缝