弱相互作用大质量粒子(WIMP)是形成冷暗物质(CDM)的研究最广泛的候选粒子,可以从大量的天文学和宇宙学观测中推断出其存在。 在最小宇宙学模型的框架下,由PLANCK协作对宇宙微波背景进行详细测量,将缩放后的CDM遗迹密度固定为ch2 = 0.1193±0.0014,误差小于1.5%。 为了充分利用这种观测精度,理论计算应具有可比或较小的误差。 在本文中,我们使用最新的点阵QCD计算来改进对热等离子体的描述。 这会影响``热WIMP''的预测文物密度,该密度曾经与标准模型粒子处于化学平衡状态。 对于QCD效应最重要的3至15 GeV的WIMP质量,我们的预测与之前的结果相差9%(12%),用于纯S波(P波)an灭。 我们使用这些结果来计算热均值WIMP ni没横截面,该横截面可再现0.1 GeV和10 TeV之间的WIMP质量的正确CDM残留密度。
2026-03-24 21:30:43 667KB Open Access
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**PVTtool** 是一个基于 **Matlab** 的专业工具箱,主要用于进行 **PVT**(压力-体积-温度)计算。它利用 **状态立方方程**(EOS,Equation of State)来模拟流体的热力学性质,适用于石油、天然气和其他多组分流体系统的研究。这个工具箱为工程师和研究人员提供了高效且灵活的手段,以解决涉及流体相平衡、闪蒸计算以及活动系数等复杂问题。 **EOS** 是描述物质在不同状态下物理性质的基本理论模型,它将物质的压力、体积和温度关联起来。常见的 EOS 包括 **Peng-Robinson** 方程、**Uniquac** 方程和 **NRTL**(Non-Linear Regular Solution Theory)方程。这些方程在处理真实气体行为,特别是多组分混合物时,比理想气体状态方程更为准确。 1. **Peng-Robinson 方程** 是一种广泛应用于烃类和含水系统的立方型 EOS,它考虑了分子间的二元相互作用和分子体积效应,能够较好地描述临界现象和液液相分离。 2. **Uniquac** 方程是一种活动系数模型,用于预测多组分系统的液液相平衡。它考虑了分子间相互作用的非理想性,并引入了分子形状因子,使得模型对于极性和非极性液体的预测更准确。 3. **NRTL** 方程是另一种描述多组分系统液液相平衡的模型,它通过定义组分间的相互作用参数来计算活动系数,尤其适用于描述有强相互作用的流体。 **PVTtool** 提供的功能包括: - **PVT 计算**:根据给定的温度、压力和组成条件,计算流体的体积、密度和其他热力学性质。 - **Flash Calculations**:确定系统在给定条件下存在的相态(如单相、两相或三相)以及各相的体积分数。 - **Activity Coefficients**:计算各组分在混合物中的活性,这对于理解溶液的行为至关重要。 - **Thermodynamic Properties**:提供流体的热容、焓、熵等热力学性质的计算。 在实际应用中,**PVTtool** 可以帮助工程师分析井下流体的行为,设计油气分离设备,优化提炼过程,或者在化工过程中预测流体的相态变化。由于它是基于 **Matlab** 实现的,用户可以利用强大的矩阵运算和可视化功能,快速实现复杂的热力学模型并进行定制化开发。 在解压后的 "PVTtool-master" 文件夹中,可能包含源代码、文档、示例数据和测试用例,用户可以通过阅读文档了解如何安装和使用这个工具箱。通过学习和利用 **PVTtool**,研究人员和工程师可以深入理解热力学系统,提高工作效率,同时推动流体性质研究领域的进步。
2026-03-21 21:08:51 103KB matlab thermodynamics
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我们提出了具有手性拉格朗日质子的Sivers分布函数的机制。 通过引入矢量介子的规范链接,重新定义了核子中介子的横向动量依赖分布,其局部SU(2)V不变为Lagrangian。 真实的传播器是从量规链接生成的,这种情况已证明等同于最终状态相互作用。 通过结合最近的拟合将计算的分裂函数和价中的价q分布相结合,可以获得质子中的海夸克·西弗斯函数。 我们找到了第一动量xΔNfq(1)(x)的合理数值结果,而没有对自由参数进行任何微调。
2026-03-12 12:35:17 323KB Open Access
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内容概要:本文详细介绍了利用Python对微环谐振腔内的光学频率梳进行仿真的方法。核心是求解Lugiato-Lefever方程(LLE),该方程描述了光场在微环谐振腔内的演化过程,涉及色散、非线性效应和外部泵浦等因素。文中提供了具体的Python代码实现,采用时域分步傅里叶方法处理线性和非线性项,确保了计算的高效性和准确性。此外,文章讨论了参数选择的影响,如泵浦强度、失谐量和色散系数等,并展示了如何通过调整这些参数获得理想的光学频率梳结构。 适合人群:对光学频率梳、微环谐振腔以及相关数值仿真感兴趣的科研人员和技术开发者。 使用场景及目标:适用于研究微环谐振腔中光学频率梳的生成机制,探索不同参数条件下系统的响应特性,帮助优化实验设计并预测潜在的应用前景。 其他说明:文中不仅提供了详细的理论背景介绍,还包括了丰富的代码片段和结果展示,便于读者理解和实践。同时,文章还提到了一些常见的数值仿真陷阱及解决方法,有助于提高仿真的成功率。
2026-03-04 12:49:13 357KB
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在本文中,纯动力学k本质模型的拉格朗日密度描述了暗能量的行为,该暗能量的行为由Cooray和Huterer(Astrophys J 513:L95,1999),Zhang和Wu(Mod Phys Lett)提出的四个参数化状态方程描述。 A 27:1250030,2012),Linder(Phys Rev Lett 90:091301,2003),Efstathiou(Mon Not R Astron Soc 310:842,2000)和Feng and Lu(J Cosmol Astropart Phys 1111:34,2011)具有 被重建。 使用de Putter和Linder(Astropart Phys 28:263,2007)概述的方法执行此重建,这使得可以求解将k本质的拉格朗日密度与给定的状态方程(EoS)相关的方程 数值上。 最后,我们讨论了基于Scolnic等人编辑的Pantheon数据集中的1049个SNIa数据点的模型的观测约束。 (Astrophys J 859(2):101,2018)
2026-02-19 09:13:40 826KB Open Access
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在现代科学计算领域中,非线性方程求解是重要的问题之一。非线性方程通常指的是不含未知数的线性组合的方程,这类方程与线性方程相比,其解的情况更为复杂,可能有多个解或者根本就没有实数解。对于非线性方程的求解,二分法是一种简单有效的数值解法。二分法通过反复平分可能包含方程根的区间并检查区***号来缩小包含根的区间,直至达到所需的精度。尽管二分法具有收敛速度快和实现简单的优点,但是在某些情况下其收敛速度仍有待提高。王国栋、张瑞平等学者提出了一种基于线性插值的二分法改进方法,该方法利用线性插值的原理来加速收敛,下面将详细讨论该方法的知识点。 我们来看二分法的基本原理。二分法求解非线性方程的关键在于首先确定隔根区间,即一个连续区间,在该区间内根据连续函数的介值定理,可以确定该区间内只有一个根。确定隔根区间后,二分法通过不断将区间一分为二来逐步缩小包含根的区间。具体来说,初始时设定了一个包含根的区间[ba,],然后计算该区间中点处的函数值。通过函数值的符号变化,可以判定根位于中点左侧的子区间还是右侧的子区间。由于每次将区间缩小一半,理论上二分法具有对数收敛速度。 然而,当需要更高的计算精度时,二分法可能需要较多的迭代次数。为了解决这个问题,提出了改进方法。改进方法的基本思想是在每次二分后不再简单地取中点,而是使用线性插值的方法来进行下一次二分。线性插值是一种最简单的插值方法,它通过两个已知点来估计未知点的值。在改进的二分法中,使用线性插值方法,结合中点和端点的函数值信息,来确定下一个区间的分割点。由于线性插值利用了额外的信息,从而使得每次缩小后的区间小于原区间的1/2,这样一来可以显著提高二分法的收敛速度。 为了更好地理解改进的二分法,我们看一下其算法原理。通过一次二分,获得区间中点c,计算中点处的函数值。然后,根据函数值的正负号,确定新的有根区间,这是传统二分法的基本步骤。在改进方法中,额外进行一次线性插值计算,通过线性插值得到的点和中点处的函数值,来确定新的有根区间。由于在插值点处函数值的加入,新的区间会比简单取中点的方法更精确,从而有助于快速缩小搜索范围,提高算法效率。 根据上述改进思想,改进二分法的算法流程如下: 1. 设定隔根区间[ba,]并保证在该区间两端点函数值异号。 2. 取区间中点c=(ba+ab)/2。 3. 比较中点c处的函数值和端点处的函数值,根据函数值的正负号确定新的有根区间。 4. 进行线性插值,利用插值得到的点和中点函数值的信息,得到新的有根区间。 5. 根据新的有根区间重复步骤2至步骤4,直至达到预定的误差范围。 需要注意的是,虽然改进的二分法在理论上可以提高收敛速度,但其实际效果受到函数特性、隔根区间的选择等因素的影响。例如,如果函数在区间内变化剧烈,即便引入了线性插值也可能无法显著加快收敛。此外,如果初始隔根区间选取不当,也可能导致算法效率降低。因此,在使用改进的二分法时,需要充分了解问题的性质,合理选择初始隔根区间,并在必要时结合其他方法共同求解。 通过上述知识点的介绍,可以看出基于线性插值的求解非线性方程二分法改进是一种有效的数值解法,能够针对传统二分法的局限性进行优化。它通过增加插值步骤来提高区间缩小的精度,从而加快了寻找方程根的速度,对于工程实践和科学研究具有一定的应用价值。
2026-02-08 22:13:28 242KB 首发论文
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在软共线有效理论(SCET)中,具有二维库仑行为的Glauber相互作用算子描述了沿相反方向移动的高能夸克之间的相互作用,其中动量传递远小于质心能量。 在这里,我们确定此n – n共线Glauber相互作用算子,并在一个循环中考虑其重归一化性质。 按照这个顺序出现了速度发散,这引起了红外发散(IR)速度异常维度,通常称为胶子Regge轨迹。 然后,我们继续考虑SCET中的前夸克散射截面。 从格劳伯相互作用中释放出真正的软胶子会产生Lipatov顶点。 平方和加上实际和虚拟振幅会导致IR散度抵消,但是仍然存在快速散度。 我们引入了一个速度反项来消除速度差异,并推导了一个快速再归一化群方程,即Balitsky–Fadin–Kuraev–Lipatov方程。 这将Glauber交互作用与SCET中Regge行为的出现联系起来。
2026-01-29 08:06:18 292KB Open Access
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【例程演示】 使用MATLAB打开Demo_PolePlace.m文件,可根据需要修改*...*注释行之间的参数,点击运行即可。 具体内容参见文件内详细注释。 【资源内容】 包含5个.m文件: 1. dynamic_fun.m 非线性倒立摆精确数学模型的状态空间方程函数。 输入:当前倒立摆状态向量,当前控制作用量 输出:状态向量导数 #注意:使用了global全局变量 2. dynamic_rk4.m 使用四阶龙格-库塔法进行微分方程数值递推计算的函数。 输入:当前时刻的状态向量、当前控制作用量 输出:下一时刻的状态向量 3. place_poles.m 使用极点配置法生成状态反馈增益矩阵的函数。 输入:倒立摆系统中的若干个常数参量 输出:状态反馈矩阵 4. render.m 根据记录数据生成演示动画的函数 输入:时间记录表、状态向量记录表 输出:无 5. Demo_PolePlace.m 演示示例(主程序)
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内容概要:本文详细介绍了利用MATLAB进行锁模激光器的数值模拟方法,重点在于采用分步傅里叶(SSFM)和四阶龙格库塔(RK4)算法求解耦合非线性薛定谔方程。文中不仅提供了具体的代码实现步骤,还解释了关键参数的选择依据及其物理意义,如色散、非线性效应和增益饱和等。此外,通过动态绘图展示了脉冲和光谱随传播距离的变化情况,帮助读者更好地理解锁模现象的本质。 适合人群:对光学、激光技术和数值计算感兴趣的科研工作者和技术爱好者,尤其是有一定MATLAB编程基础的人群。 使用场景及目标:适用于希望深入了解锁模激光器工作原理的研究人员,以及需要掌握相关数值模拟技巧的学生和工程师。通过本教程可以学习到如何设置合理的仿真参数、编写高效的MATLAB代码并正确解读模拟结果。 其他说明:文章强调了实际操作过程中需要注意的问题,比如频域转换时容易遗漏的fftshift操作,以及确保数值稳定性的经验法则。同时提出了进一步探索的方向,鼓励读者尝试引入更高阶色散项以丰富研究内容。
2025-12-26 21:59:46 2.04MB
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内容概要:本文详细介绍了利用MATLAB构建可调谐锁模光纤激光器仿真的方法。主要内容涵盖广义非线性薛定谔方程和分步傅立叶解法的应用,具体包括增益光纤、可饱和吸收体、色散补偿光纤、可调谐滤波器等模块的设计与实现。通过调整各模块参数,如掺铒、掺铥、掺镱等增益光纤的参数,以及可饱和吸收体的饱和强度和吸收系数,可以深入研究色散和非线性效应对激光器性能的影响。此外,还提供了具体的MATLAB代码示例,帮助读者理解和实现这些复杂的物理过程。 适合人群:对光纤激光器仿真感兴趣的科研人员、研究生及光学领域的工程师。 使用场景及目标:①用于学术研究,探讨锁模光纤激光器的工作机制及其优化;②作为教学工具,帮助学生掌握光纤激光器的基本原理和MATLAB编程技能;③为企业研发提供技术支持,加速新型光纤激光器的研发进程。 其他说明:文中不仅提供了详细的理论解释,还有丰富的代码实例,使读者能够动手实践并验证理论效果。同时,强调了参数之间的平衡关系,如非线性和色散的协调,确保仿真结果的真实性和可靠性。
2025-12-26 20:27:23 589KB
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