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本篇研究来自中国科学技术大学胡伟研究员和杨金龙教授课题组。研究通过采用信息传递接口(MPI)与开放式多进程(OpenMP)结合的二级并行计算策略，将复杂度超高的计算成本和内存消耗进行合理调配，使得复杂的平面波线性响应密度泛函（LR-TDDFT）激发态电子结构模拟计算可以在现代异构超级计算机上扩展到数万个处理核心，使其能用于模拟数千原子体系的激发态电子结构性质。 文章介绍 Hybrid MPI and OpenMP parallel implementation of large-scale linear-response time-dependent density functional theory with plane-wave basis set 万凌云，刘小峰，刘杰，秦新明 通讯作者： ■ 胡伟  合肥微尺度物质科学国家实验室，中国科学技术大学 ■ 杨金龙  合肥微尺度物质科学国家实验室，中国科学技术大学   研究内容：本文首先对计算过程中出现的所有矩阵大小和相应的计算复杂度进行了计算和估计，在复杂度相对较小的情况下确定计算的基本流程。 图1 LR-TDDFT方法并行实现流程图 然后对于LR-TDDFT的具体并行采用信息传递接口(MPI)与开放式多进程(OpenMP)结合的二级并行策略来处理哈密顿矩阵的构造和对角化，其中MPI并行编程处理数据在不同进程之间的通信，并利用多线程共享内存OpenMP 并行编程处理矩阵运算。 图2 LR-TDDFT 计算中的数据模式和OpenMP布局 理论方法：我们采用信息传递接口(MPI)与开放式多进程(OpenMP)结合的二级并行策略来处理哈密顿矩阵的构造和对角化，并对其中的矩阵操作和数据通信进行了负载的平衡。 研究结果与意义：我们的工作提供了数值证据，证明第一性原理激发态计算可以在现代异构超级计算机上扩展到 24,576 个处理核心来研究包含数千个原子的半导体系统的激发态特性 (4,096原子）。这种对大规模系统的激发态响应性质进行准确有效预测的方法可能会在半导体材料科学和光催化领域得到一些新的结果。 图3：LRTDDFT的并行强扩展性能 图4：LRTDDFT的并行弱扩展性能 研究背景 在现代材料的计算模拟中，激发态的计算模拟占据了越来越重要的地位，但是第一性原理激发态计算以其高精度和算法复杂著称，长期以来，其计算的空间尺度和时间尺度受算法和算力限制，数千个原子系统的激发态性质模拟仍然是一个具有挑战性的任务。同时近年来，现代异构超级计算机的快速发展 使得高性能计算 (HPC) 作为一种强大的工具来加速大规模系统的 KS-DFT 计算，将大规模并行计算技术应用到激发态计算中，使得大规模系统的激发态计算成为可能。 基于以上事实，基于局域原子基组的大规模激发态电子结构计算在NWChem、QChem 和 ONETEP等软件中都有相应的实现。但是标准平面波基组的情况始终没有突破，这使得包含数千原子的大规模周期系统的激发态计算存在一定的问题。 我们通过MPI与OpenMP结合的二级并行计算策略，将复杂度超高的计算成本和内存消耗进行合理调配，在自主开发的平面波密度泛函理论软件PWDFT，实现了大规模线性响应密度泛函LR-TDDFT激发态电子结构模拟计算，并行规模可以在现代异构超级计算机上扩展到24,576核，计算体系高达4,096原子，使其能用于模拟大规模体系的激发态电子结构性质。 作者介绍 胡伟 研究员 中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心...

本篇研究来自香港大学林彥民教授课题组，文章首次利用深度学习与数字全息成像技术相结合的方法进行微塑料颗粒物探测。 文章介绍 Microplastic pollution monitoring with holographic classification and deep learning 朱琰珉，楊作衡，林彥民 通讯作者： ■  林彥民，香港大学   研究内容： 利用同轴数字全息成像技术对实验样本进行光学成像，并将采集到的全息图进行标记、建立全息图片数据集。设计了针对微塑料颗粒物全息图像特点的分类网络holographic-classifier convolutional neural network (HC-CNN)，在数据集上充分训练后，使用此网络对微塑料全息图像进行自动分类、微塑料检测。针对网络分类结果从准确率、鲁棒性、实时性、可迁移性等方面进行了充分的性能分析和评估，并与当前相关领先技术进行了性能的对比分析。 研究结果： 微塑料颗粒物可以被本文提出的深度学习分类网络准确的自动识别出来，准确率高达97.01%。同时其在鲁棒性、实时性等方面表现均好于其他网络。 意义： 在本研究中我们提出了一种基于深度学习的数字在线全息分类系统，用于微塑料污染物的自动检测和分类。其中，微塑料粒子的自动分类任务是直接基于原始全息图完成的，无需额外的图像预处理步骤，如去噪和重建。该系统在分类精度、耗时、网络鲁棒性和跨模型泛化等方面均有较好的性能。此外，我们构建了一个完整标记的全息图数据集，填补了在全息图像领域无完整标记的开源数据集的空白。同时，此系统可以进一步研究制作成便携式微塑料检测系统，为环境保护组织和机构控制微塑料微粒污染提供了强有力的工具。 图1 微塑料全息图像数据集示例图片 研究背景 工业制造产生的微塑料颗粒污染已成为严重的环境问题。这些直径小于5毫米的塑料颗粒近年来在世界各地包括陆地和海洋中均被检测到。例如，在工业药品等生产过程中，其产生的一次性注射器等医疗废物，即含有聚乙烯塑料。这种医疗废物的不充分降解将导致微塑料污染物在环境中积累。自Covid-19新冠肺炎疫情发生以来，大量的医疗塑料垃圾产生，其也进一步加剧了微塑料颗粒污染。而这些微塑料垃圾在海洋和土壤中富集，可能会导致海洋动物的死亡。 通常，微塑料与生态环境中的其他颗粒，如砂砾、微藻、气泡、树叶碎片、大型塑料垃圾等混合在一起，导致其部分图像特征被遮蔽。如果没有昂贵的光学仪器或复杂的图像处理技术，很难准确地检测微塑料颗粒物的数量。我们希望利用全息成像和深度学习技术来自动检测微塑料颗粒。 作者介绍 林彥民  教授 香港大学 ● Edmund Lam received his PhD in electrical engineering from Stanford University. He is a professor in the Department of Electrical and...

本篇研究来自湖南师范大学欧阳钢教授课题组，文章概述了： 发展了二维横向WS2/WSe2异质结应变依赖的光电特性理论模型； 阐述了体系带隙随应变的演化规律，并指出在张应变为7.8%时，能级排布将发生II型到I型的转变； 预测了该体系光电转换效率可以达到4.41%，与本征状态相比大约可以提升一倍。 文章介绍 Strain-engineered photoelectric conversion properties of lateral monolayer WS2/WSe2 heterojunctions 赵宜鹏，谭仕林，欧阳钢 通讯作者： ■  欧阳钢，湖南师范大学   基于键弛豫理论方法和细致平衡原理，研究了单轴应力作用下的单层WS2/WSe2横向异质结的带隙变化和界面能级排布，探索了实现体系光电特性的优化条件： ①. 研究了单层WS2/WSe2横向异质结在界面效应和单轴应力共同作用下的键参数变化、能带漂移和能级排列情况，发现体系处于本征态时将形成II型能级排列，并当张应变增加到7.8%时将发生II型到I型的转变（图1所示）。  图 1 结构示意图和能级排布及机理分析      ②. 将细致平衡模型推广到纳米尺度，探索了应变依赖的载流子复合和输运性能，获得了光电特性的优化条件。结果表明：短路电流随单轴应力的增加而逐渐变大，而开路电压在大应变下随着能级排布的转变而急剧降低，体系的光电转换效率可以达到4.41%，与本征态相比大约可以提升一倍（图2所示）。 图 2 应变依赖的光电转换效率  ③. 该工作从原子尺度阐明了二维WS2/WSe2横向异质结的能带调控机理，预测了实现光电特性的优化条件，为制备高效率、高性能的超薄微电子/光电子器件提供了理论依据。 研究背景 近年来，基于二维过渡金属硫化物（2D-TMDs）的横向异质结由于具有优异的力、电和光学性能等，在电子和光电子学等诸多领域具有广阔的应用前景，引起了广大研究者们的强烈兴趣。但是，此类横向异质结的光电转换效率较低，远低于实际应用的需求，因此探索提高此类体系光电特性的外在调控条件就显得尤为重要。目前，应变工程可以有效的实现在高度可控的水平上调控其光电特性。不过，在横向2D-TMDs异质结中，其光电性能的应变调控仍然有争议。要寻找此类体系中光电转换效率的优化条件，有两个基本的问题亟需阐明：一是应变依赖的能带漂移和能级排布；二是界面载流子复合机制以及收集效率。该工作中，我们基于键弛豫理论方法，研究了单轴应力作用下的WS2/WSe2横向异质结的能带演化和界面能级排布，获得了光电特性的优化条件。 作者介绍 欧阳钢  教授 湖南师范大学 ● 欧阳钢，湖南师范大学物理与电子科学学院教授，博士生导师，新加坡千禧基金（Singapore Millennium Foundation）获得者，新世纪百千万人才工程国家级人选。主要研究方向为纳米材料与纳米结构的表/界面及其功能调控、光电功能材料的理论与计算、键弛豫理论等。 期刊介绍 Journal of Physics D: Applied Physics ● 2020年影响因子：3.207 Journal of Physics D:...

来自美国马里兰大学的研究人员创造了第一个恒星诞生时的热等离子体膨胀气泡和电离气体的高分辨率图像。 文章介绍 SOFIA FEEDBACK Survey: Exploring the Dynamics of the Stellar Wind–Driven Shell of RCW 49 M. Tiwari, R. Karim, M. W. Pound, M. Wolfire, A. Jacob, C. Buchbender, R. Güsten, C. Guevara, R. D. Higgins, S. Kabanovic, C. Pabst, O. Ricken, N. Schneider, R. Simon, J. Stutzki, and A. G. G. M. Tielens  ...

本篇研究来自北京航空航天大学杨民教授课题组，本文区别于传统CL重建算法设计，从投影变换（CLRP）的角度提出了一种锥束CL重建方法。首先建立了虚拟CT探测器，然后通过投影变换将CL投影数据和重建参数转换为对应的CT数据和参数。进一步地，便可采用锥束CT重建方法对转换后的数据进行重建（本文为FDK）。这不仅为CL重提供新思路，也为将CT重建算法应用到CL重建中提供了桥梁。 文章介绍 A reconstruction method for cone-beam computed laminography based on projection transformation 孙亮，周广金，秦泽锐，袁松梅，林强，桂志国，杨民 通讯作者： ■  杨民，北京航空航天大学 现有的大多解析型CL重建算法是直接对原始CL数据进行滤波运算，然后应用修正的反投影公式进行重建。这些方法忽略了CL扫描结构下的投影数据不严格满足标准FBP或FDK算法的问题。本文的主要研究内容是设计一种CLRP等效转换算法，利用该算法可以将锥束CL扫描数据和重建参数转换成对应的CT扫描数据和参数。然后，便可采用FDK算法对转换后的CL数据进行重建。 图1 CLRP等效转换算法示意图 在计算机仿真实验中，当CL旋转轴的倾斜角从-90°变为-20°时，CLRP转换投影和理想投影之间的SSIM都大于0.975。这表明CLRP转换得到的投影与理想图像非常相似，验证了CLRP算法的正确性。 图2 仿真实验中投影图像的对比. （a）CL扫描投影. （b）理想CT投影. （c）通过CLRP等效转换投影. （d）两幅投影同一行每个像素的灰度值对比. （e）随着角度变化转换后的投影和理想投影之间的SSIM值变化. 在实际实验中，CLRP-FDK方法被用于转换和重建真实的CL投影数据。与现有的CL-FBP方法相比，CLRP-FDK重建图像具有更高的分辨率和更少的伪影。我们用MG和SF对CT图像进行定量评价。结果表明，本文的CLRP-FDK算法性能更好。 图3 电路板CL重建图像对比. （a）CL-FBP重建结果. （b）CLRP-FDK重建结果 在验证了CLRP-FDK方法的正确性后，我们将其应用到实际工程中，对处理器芯片进行扫描和重构以验证该算法的实用性。 图4 应用CLRP算法转换和重建真实数据. （a）处理器芯片. （b）CL扫描投影. （c）用CLRP-FDK方法处理得到的层析图像. （d）另一层层析图像. 总之，所提出的CLRP方法可以为CL重建提供一种新的思路。当数据不能严格满足滤波反投影条件时，CLRP-FDK方法可以改善现有的CL-FBP方法产生的伪影。此外，CLRP方法也可将现有的先进CT重建技术用于解决CL重建问题。 研究背景 X射线CT是一种被广泛应用于工程和医疗中的无损检测技术，但它在大型构件尤其是板状结构检测中存在局限性。而旋转轴倾斜的CL扫描则避免了这一缺点。CL重建一直被当做是特殊轨迹的CT重建，FBP和FDK是最常用的CT重建方法。上述标准方法需要满足转台中心点和射线源焦点之间的连线穿过探测器中心，并且垂直于探测器平面和旋转轴。现有的CL-FBP重建方法不严格满足该适用条件，这会导致重建图像出现伪影。此外，CT重建算法不断发展进步，但是其并不能直接应用于CL重建中，需要进行大量的数学计算和推导。为解决上述问题，本文旨在提出一种基于投影变换的CL转换方法，将锥束CL数据转换为符合要求的CT数据，然后将已有的CT重建算法直接应用于CL重建中。 作者介绍 孙亮 博士 北京航空航天大学 ● 孙亮，北京航空航天大学博士生。研究方向为X射线检测技术与图像处理。现为中国机械工程学会会员、中国体视学会会员，担任MEASUREMENT SCIENCE and TECHNOLOGY等期刊审稿人。 杨民  教授 北京航空航天大学 ● 杨民，北京航空航天大学教授、博士生导师，机械工程及自动化学院副院长。主要研究方向为多维信息重构与识别、X射线数字成像、CT理论与应用等。现为国家X射线数字化成像仪器中心专家委员会委员，中国体视学学会CT理论与应用分会常务委员，《CT理论与应用》、《中国体视学与图像分析》编委等。 期刊介绍...

IOP出版社旗下Materials Research Express (MRX)是一本面向材料科学研究的采用金色开放获取出版模式，并执行双向匿名同行评审政策的期刊。同时，MRX期刊也是研究人员分享跨学科和多学科研究的重要平台。 期刊介绍 Materials Research Express ● 2020年影响因子：1.620 Materials Research Express（MRX）采用快速出版的模式，发表各类功能材料在设计、制造、性能和应用方面的最新研究。从2020年起，MRX将转变为金色开放获取出版模式，以最大限度地传播材料科学的所有领域的研究。文章内容包括：生物材料；纳米材料和纳米技术；碳的同素异形体和二维材料；电子材料；玻璃、陶瓷和非晶材料；磁性材料；金属和合金；光子材料和超材料；聚合物和有机化合物；智能材料；薄膜等。从2020年开始，MRX将以金色开放获取形式出版，最大程度地传播材料学各领域的研究成果。

我们很高兴地宣布，Quantum Science and Technology(QST)期刊在2020年期刊的影响因子为5.994，Citescore分数为8.5！期刊在2020年共获得139070次下载，令人印象深刻。 QST是一本多学科、高影响力的期刊，致力于出版所有量子技术的科学和应用领域的高质量和具有深远意义的研究。 精选文章 PERSPECTIVE | OPEN ACCESS Perspectives on quantum transduction Nikolai Lauk et al 2020 Quantum Sci. Technol. 5 020501 Downloads: 6820 | Citations: 37 TOPICAL REVIEW | OPEN ACCESS Towards scalable bosonic quantum error correction B M Terhal et al 2020 Quantum Sci. Technol. 5 043001 Downloads: 3421 | Citations: 23 PAPER A quantum deep convolutional neural network for image recognition YaoChong Li et al 2020 Quantum...

IOP出版社旗下新推出的期刊——Environmental Research: Infrastructure and Sustainability (ERIS) 最近发表了首批文章。为了庆祝第一批文章的出版，并感谢作者们的支持，IOP出版社目前免除ERIS期刊所有的文章出版费用，直至今年年底。 这意味着作者可以享受开放获取出版带来的所有好处，包括为研究提供最大的可见度、覆盖范围和影响力，而无需支付任何期刊的出版费用。 ERIS焦点系列文章 每一个受邀的系列文章都是为了突出在一个具有广泛兴趣或迅速崛起的专业领域所进行的令人兴奋的研究工作。 Resource Consumption and Sustainability in the Built Environment 针对在建筑环境中对水源、能源、食品及其他资源消耗的可持续性审查的贡献。 尤其关注在实际案例中如何将数据与人和基础设施系统结合起来，以促进建筑环境的可持续性。   Energy Transitions and Sustainable Transformations in Africa 旨在指明可持续能源转型发挥变革作用的部门以及其中的挑战和机遇，并扩大非洲能源转型对话的研究基础。热烈欢迎来自非洲当地及海外的作者参与投稿。 主编介绍 Arpad Horvath  教授 美国加州大学伯克利分校 ● Horvath教授的研究兴趣主要是产品、工艺和服务的生命周期环境及经济评估，特别是有关民用基础建设系统和建筑环境的重要问题，如运输系统、水和废水系统、生物燃料、人行道、建筑物和建筑材料。 期刊介绍 Environmental Research: Infrastructure and Sustainability ●Environmental Research: Infrastructure and Sustainability（ERIS）是一本涵盖多学科的开放获取期刊，本期刊旨在发表针对各种规模和地理环境的基础建设及其相关系统所面临的各种挑战的研究，以及更广泛意义上的可持续性和持久性研究，包括环境、经济和社会因素等。我们欢迎包括定性、定量、实验性、理论及应用研究的所有方法学研究。

IOP出版社旗下的全新期刊——Neuropormic Computing and Engineering(NCE）近日发表了第一期 的内容。NCE是一本采用开放获取形式出版的新期刊，报道了科研团体如何共同努力克服由技术、神经科学和机器学习带来的个人限制。 期刊主编Giacomo Indiveri教授在最近发表的编者按中分享了他对期刊及科研团体的期望，并介绍了“神经形态计算和工程”。 Indiveri教授说：“NCE期刊的创办提供了一个全新的开放获取出版平台，将所有从事这些领域的研究人员聚集在一起，通过大家的共同努力，在未来定义神经形态计算和工程领域的研究方向。” 文章推荐 Introducing “Neuromorphic Computing and Engineering”   Giacomo Indiveri 2021 Neuromorph. Comput. Eng. 1 010401   The Viability of Analog-based    Accelerators for Neuromorphic Computing: A Survey Mirembe Musisi-Nkambwe et al 2021 Neuromorph. Comput. Eng. 1 012001   Comparing Loihi with a SpiNNaker 2     Prototype on...

本篇研究来自东南大学王雪梅教授课题组，本文综述了一系列新型杂化纳米材料，主要包括金属氧化物杂化纳米材料、生物聚合物杂化纳米材料和原位生物合成杂化纳米材料。 文章介绍 Hybrid Nanomaterials-based Biomedical Phototheranostic Platforms 叶静，董夏薇，姜晖，陈芸，吴春惠，王雪梅 通讯作者： ■  王雪梅，东南大学 新型杂化纳米材料具有独特的纳米颗粒表面修饰或核心特征，具备两种或两种以上的化学物理性质，在疾病诊断和治疗方面显示出个性化的应用前景。本文综述了一系列新型杂化纳米材料，主要包括金属氧化物杂化纳米材料、生物聚合物杂化纳米材料和原位生物合成杂化纳米材料。阐述了各类型杂化纳米材料在核磁共振成像、光声成像，荧光成像，CT成像中的应用，以及成像指导下的癌症免疫治疗、光医学、光热治疗。最后简单分析了杂化材料在生物医学应用中的挑战和未来展望。 图1 杂化纳米材料在生物医学中的应用 通过设计金属氧化物杂化纳米材料的形状、尺寸、表面修饰等能够提供更加稳定的成像信号，具有良好的靶向性和很少的游离离子，显著增强生物相容性。 图2金属氧化物杂化纳米材料用于MRI成像和化疗-光热治疗 生物聚合物杂化纳米材料利用生物分子和纳米颗粒的不同化学和生理特性，用于肿瘤等疾病的诊断和治疗中。 图3 生物聚合物杂化纳米材料用于细胞成像和治疗 原位生物合成纳米技术利用生物体自身的生物活性分子和机体的生理路径合成出具有天然cap修饰的金属纳米颗粒，有效逃避免疫系统清除，实现在体肿瘤诊断和治疗。 图4 原位生物合成纳米材料 图5 原位生物合成GNC-DNA用于肿瘤成像和治疗 研究背景 肿瘤严重影响人类的健康，肿瘤治疗中一个重大的挑战即瘤内异质性，它会随着疾病进展而产生变化，导致诊断的不准确和特定治疗的无效性。其他非肿瘤疾病也面临着相似的窘况。运用纳米生物技术合成了大量具有特殊理化性能的新型纳米材料，在肿瘤及其他疾病的诊断和治疗中取得了优秀的研究成果。以纳米材料为载体的多功能造影剂能够显著提高对比度，实现多种模式成像且互不干扰，综合分析和提供关于疾病病理的生理和解剖特征的更准确和详细的信息。同时，在适当条件刺激下，在病灶部位富集并精确释放负载的治疗药物。利用这一策略对疾病进行成像诊断和影像指导下的精准治疗，克服单一诊断方法和传统治疗手段的不足，有望解决肿瘤等疾病诊疗的困境。 作者介绍 王雪梅  教授 东南大学 ● 王雪梅，东南大学教授，国家杰出青年基金和中国青年女科学家奖获得者。在国际上率先发现和提出了基于活体肿瘤等病变部位的特异微环境与氧化应激响应的原位生物合成荧光和磁性纳米簇探针的跨尺度多模式精准诊疗新方法，为高分辨、智能化的生物分子/细胞（或外泌体）/活体实时动态分析与多维多尺度成像与治疗提供了强有力的技术平台。 期刊介绍 Progress in Biomedical Engineering  ● Progress in Biomedical Engineering（PRGB）是一本全新的跨学科期刊，发表在生物医学工程研究领域中高质量的权威综述和观点。PRGB发表的综述内容包括：组织工程学；生物力学；机器人技术；生物医学成像和计算；给药系统；康复学；细胞和分子工程；神经工程学；信号处理；测量和仪器；医疗设备；纳米技术和医学；计算机辅助干预；生物材料体积等。

本篇研究来自中国科学院高能物理研究所邢志忠研究员和辽宁师范大学赵振华副教授课题组，文章主要关注了最小跷跷板模型及其实现轻子生成的可能味结构，并利用当前的中微子振荡实验结果和宇宙学观测对其进行检验或限制。 文章介绍 The minimal seesaw and leptogenesis models 邢志忠，赵振华 通讯作者： 赵振华，辽宁师范大学物理与电子技术学院 中微子是组成自然界的最基本粒子之一，共3种，属于轻子，不带电，自旋为1/2，由于只参与弱相互作用因而与普通物质的相互作用极其微弱。粒子物理标准模型只引入了左手中微子场，使得中微子质量为零。然而，中微子振荡现象—中微子在自由传播时自发地、周期性地从一种类型转变为另一种类型的量子相干现象—表明中微子具有非零的质量（虽然极其微小—小于电子质量的百万分之一）。 如何扩充标准模型以容纳微小但不为零的中微子质量成为粒子物理理论研究的一个重要问题。在这方面，跷跷板机制是最为广泛接受的产生中微子质量的方法，其不仅能够自然地解释中微子质量的微小，而且为宇宙的正-反物质不对称（即反物质消失之谜）提供了一个十分吸引人的解释—轻子生成机制。此外，跷跷板机制还预言了轻子数的破坏及中微子的马约拉纳属性（即反粒子为其自身）。 跷跷板模型中最简洁、最流行的一种是引入右手中微子场的所谓第一类跷跷板模型。然而，一般性的、包含三个右手中微子场的跷跷板模型由于参数太多，无论对中微子质量还是轻子生成的解释都只是定性的，缺乏定量预言的能力。相较而言，只包含两个右手中微子场的最小跷跷板模型由于参数明显减少，其形式更为简洁，预言能力也显著提升。该模型符合著名的“如无必要，勿增实体”的奥卡姆剃刀原理，并预言了有一个中微子质量为零的有趣结果。另一方面，随着中微子实验测量的进展，该模型的一些预言已经具备了可检验性。因此，自诺贝尔奖获得者格拉肖与其合作者于2002年提出最小跷跷板模型以来，针对后者的深入研究成为中微子物理学和宇宙学的一个热点课题。 这篇综述文章旨在为最小跷跷板模型及相关的轻子生成机制在粒子物理学和宇宙学的诸多方面提供一个最新的、全面的概括。文章主要关注了该模型及其实现轻子生成的可能味结构，并利用当前的中微子振荡实验结果和宇宙学观测对其进行检验或限制。具体而言，首先给出了该模型的框架及其显著特点；然后介绍了该模型的五种具有良好理论动机及实用性的参数化方法；其次探讨了味道效应、共振效应、重正化群跑动效应等对相关轻子生成的影响；再次研究了该模型的特殊味结构，以及与一些典型味道对称性的结合；最后考虑了该模型的轻子数破坏效应、轻子味破坏效应、低能标实现及唯象结果；并对该方向的发展前景进行了展望。 作者介绍 赵振华 博士 辽宁师范大学 赵振华，博士，2014年毕业于中科院理论物理所，其后在中科院高能物理所做博士后，2016年进入辽宁师范大学工作。从事中微子理论研究，已在JHEP、PRD、EPJC、PLB等期刊发表论文20余篇；已主持完成国家自然科学基金青年项目；多次应邀为JHEP、PRD、EPJC等期刊审稿；2016年与邢志忠研究员合作、在同一期刊发表的关于中微子缪-陶对称性的综述论文迄今已被引用120余次，并获得IOP出版社颁发的2019 China Top Cited Author Award。 期刊介绍 Reports on Progress in Physics 2019年影响因子：17.264 Reports on Progress in Physics（ROPP）作为涵盖物理学各分支的权威性综述期刊，长期以来享有盛誉。所有综述均由编委会邀请全球顶尖专家撰写，覆盖物理的经典和热点议题。与此同时，ROPP还关注研究生、进入新领域的研究人员以及知名专家的需要。

本篇研究来自天津大学胡浩丰教授和刘铁根教授课题组，研究针对彩色水下图像三通道的光强直方图分布两侧被少量像素占据的先验特点，设计了一种“切尾”式直方图处理法，并结合偏振成像的去散射优势，提出了一种有效的水下偏振复原法。该方法打破了传统方法的局限性，对不同浑浊度和颜色的水下场景在提高图像对比度的同时减少颜色失真。 文章介绍 Underwater imaging enhancement based on a polarization filter and histogram attenuation prior Haofeng Hu（胡浩丰）, Pengfei Qi（齐鹏飞）, Xiaobo Li（李校博）, Zhenzhou Cheng（程振洲）and Tiegen Liu（刘铁根） 通讯作者： 李校博，天津大学 刘铁根，天津大学 彩色清晰图像的直方图的三通道通常具有更广泛和均匀的强度直方图分布。由于水体中微粒的散射影响，水下彩色图像的三通道（RGB）直方图分布出现了偏移(蓝色通道集中在灰度值更高的部分,其次是绿色通道和红色通道),导致水体出现不同的颜色。更重要的是，在RGB通道的直方图两侧，大量的空间被较少且无用的像素占用。这意味着虽然直方图很宽，但是有用的像素信息却被限制在更小的空间内，这限制了大部分基于传统直方图操作方法的复原性能。 图1 方法流程图 通过不同浑浊度和颜色的水下场景的实验表明，本研究所提方法在提高图像对比度的同时可有效减少颜色失真，实现了水下清晰视觉。该方法简单有效，且与现有的其他彩色图像复原方法相比，有明显的优势。除了实验场景外，本研究所提方法也可以扩展到其他水下应用，如自主水下航行器和远程操作航行器等。 图2 (左图)不同方法复原效果对比；（右图）不同浑浊度和颜色的水下图像(物体:魔方)的复原结果。 研究背景  由于水体中存在的散射微粒子会散射和吸收目标信号，导致图像对比度下降。光波的衰减具有波长依赖性，对于不同的海洋场景，其内的散射粒子由于水体成分，水深等差异，散射亦导致彩色成像系统在获取图像时产生颜色失真。然而，无论是对比度还是颜色，在很多水下应用中都具有重要意义，如海洋资源勘探、船体损伤检测等。因此，如何有效地提高水下图像的对比度，减少图像的颜色失真，对于海洋环境中的诸多领域具有重要意义。 在水下彩色成像方面，研究表明散射微粒对三通道的吸收、散射程度不同，表现为强度分布呈现特殊的衰减先验。传统直方图操作和偏振成像系统未考虑这种先验特性，在图像对比度增强方面效果有限，且难以实现有效的颜色复原。 作者介绍 胡浩丰 教授 天津大学 胡浩丰，天津大学教授，主要从事偏振成像技术、偏振测量技术、海洋光学探测技术等领域的研究工作。在Opt. Letter, Opt. Express，J. Phys. D: Appl. Phys等国际权威期刊发表论文50余篇，入选中国科协青年人才托举工程、天津市首批青年人才托举工程、天津市创新人才推进计划青年科技优秀人才，获中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖学金。 李校博 博士 天津大学 李校博，天津大学博士，主要从事偏振光学成像、测量，信号处理等领域的研究。在Opt. Letter, Opt. Express，J. Phys. D:...