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核物理主题数据：实验、理论与应用专题

基于机器学习的原子核质量表探究

刘亚琪，李志龙，王永佳，李庆峰，马春旺

物理学报, 2026, 75(2):020107

doi: 10.7498/aps.75.20251526

cstr: 32037.14.aps.75.20251526

原子核质量作为原子核的基本物理量之一，对理解和研究原子核结构与核反应、核子-核子基本相互作用等有重要作用，但是精确预测远离 稳定线的原子核质量依旧是一个巨大挑战。本文基于机器学习优化的原子核质量表，研究了自2022年以来新测量的原子核质量、剩余质子-中子相互作用(δV_pm)和重核α衰变能。研究表明：1)对于23个新测量原子核，经机器学习优化后的质量表给出的均方根偏差在0.51—0.58 MeV之间，远低于液滴模型(LDM)、Weizsäcker-Skyrme-4 (WS4)、有限力程小液滴模型(FRDM)、Duflo-Zucker(DZ)质量表所给出的3.275，1.058，0.752，0.785 MeV；2)机器学习优化后的质量表给出的N = Z时原子核的δV_pm与最新的实验数据相符合；3)通过机器学习优化的原子核质量表计算得到的重核α衰变能的均方根偏差也大幅降低。此外，利用贝叶斯模型平均对四种机器学习优化后的质量模型进行加权平均，可以得到更精确的预测。这些结果表明，经过机器学习方法优化后的原子核质量表具有良好的外推能力，可以为相关研究提供有益的参考。本文数据集可在https://doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00246中访问获取。

图1 23个新测量核素的结合能理论值与实验值之差。红色误差棒表示实验值误差，空心正方形代表4种质量模型的结果与实验值之差，实心正方形代表LightGBM优化后的4种质量模型结果与实验值之差；σ_pre 和σ_post分别表示原始质量模型以及LightGBM优化后的理论值与实验值之间的RMSD

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核物理主题数据：实验、理论与应用专题

自发单质子放射性核半衰期数据的理论计算

王翰林，王震，任中洲

物理学报, 2026, 75(2):020106

doi: 10.7498/aps.75.20251244

cstr: 32037.14.aps.75.20251244

核子滴线外的不稳定原子核的研究是探测极端质子-中子比体系中核子相互作用与核结构的重要手段，其中质子滴线外的大量原子核以单质子放射性作为主要的衰变模式。使用形变的Woods-Saxon势和自旋-轨道耦合相互作用与多极展开的形变Coulomb势，构造了质子-子核两体相互作用，并基于量子隧穿模型和微观的Gamow态理论，以首个被实验发现的基态质子放射核之一的¹⁵¹Lu为例，展示了理论模型的计算过程，之后系统性地计算了目前实验观测到的大量质子放射性核的半衰期数据，并在使用不同核数据的情况下，对结果与实验值的相符性进行了对比，评估了质子放射性对衰变能和谱因子数据的依赖性。结果表明质子放射性对衰变能的依赖程度较高。此外，基于现有的实验观测结果，对下方相邻的fpg壳层中可能存在的一些更轻的质子放射核的半衰期进行了理论预言。以上计算结果被汇总为目前比较全面的、包括现有的质子放射核(50 < Z < 84) 和理论预言的质子放射核(30 < Z < 50) 半衰期的数据集，为实验上进一步探索质子滴线提供了理论参考。本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.27551中访问获取。

图1 本文的计算结果和其他理论的结果(包括解析的半经典计算与拓展的Geiger-Nuttall定律)与实验值的对比. 横轴代表母核的核子数，纵轴代表各组半衰期计算结果与实验值的对数的差值

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弹性声子晶体板中耦合谷拓扑边缘态与多模干涉传输

杨秋爽，霍绍勇，张树鑫，陈久久

物理学报, 2026, 75(2):021002

doi: 10.7498/aps.75.20251194

cstr: 32037.14.aps.75.20251194

近年来，具有谷赝自旋自由度的拓扑谷态物理备受关注。声子晶体中的拓扑谷边界态因其背向散射免疫传输特性，在高效声波和弹性波波导与传感方面具有重要的应用前景。本文基于弹性波量子谷霍尔效应类比构建了一种三角晶格谷拓扑声子晶体板，系统研究了面外偏振弹性波谷边缘态在多层拓扑异质超胞结构中耦合行为，揭示了有限尺寸的多层异质结构对弹性波耦合谷边缘态的形成机理与调控规律。进一步通过拓扑传输计算，揭示了弹性波耦合谷边缘态的多模干涉效应并验证其传输鲁棒性。最后，作为一种应用示例，基于谷边缘态多模干涉效应设计了一种弹性波拓扑波长解复用器。利用不同耦合频率下边缘态的耦合波长差异，实现入射弹性波在抗缺陷通道中的定向分离。本文研究为弹性波拓扑传输调控提供了新范式，有望推动新型多功能弹性波耦合与传感器件的实用化设计。

图1 (a)波长解复用器的结构模型；(b)—(e) f = 29850，34450，35500，35800 Hz不同频率下弹性波从不同端口输出的位移场分布图

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电磁吸波超结构各向异性对雷达散射截面的影响机制

安庆，廖文和，李大伟，刘婷婷，李炜坪，张森，赵俊明

物理学报, 2026, 75(2):020803

doi: 10.7498/aps.75.20251200

cstr: 32037.14.aps.75.20251200

为揭示电磁吸波超结构的各向异性与其宏观部件雷达散射截面(radar cross ection，RCS)的内在关系，本文系统研究了典型的各向异性六边形蜂窝(hexagonal honeycomb，HH)超结构与各向同性面状Gyroid (sheet gyroid，SG)超结构在低雷达散射部件设计中的应用。通过采用保角映射和非保角映射设计电磁吸波超结构曲面部件，并结合仿真计算与微波暗室测试，对比了不同方法设计的曲面部件RCS。结果表明，各向同性面状Gyroid曲面部件，其RCS对设计方法不敏感，展现较强吸波能力鲁棒性; 而各向异性六边形蜂窝曲面部件，其RCS对设计方法表现出强烈的依赖性。与各向异性结构相比，具备电磁各向同性的超结构在实现曲面部件广角、稳健的低散射特性方面更具优势，其性能对设计和加工的依赖性更低，为开发高性能雷达吸波部件提供了重要的设计依据。

图1 (a)六边形蜂窝超结构单元；(b)面状Gyroid超结构单元

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核物理主题数据：实验、理论与应用专题

核结构数据现代化：提升评价效率与可用性

张一怒，罗皓天，袁岑溪，李珂乐，李至奕，黄一鸣，蔡博帅

物理学报, 2026, 75(2):020119

doi: 10.7498/aps.75.20251528

cstr: 32037.14.aps.75.20251528

评价核结构数据库(evaluated nuclear structure data file，ENSDF)作为核物理领域的核心数据资源，正面临数据量快速增长与传统格式僵化带来的挑战。本文旨在系统探讨ENSDF的现代化进程，深入分析其原始数据格式的历史局限性，并综述国际核数据中心在数据结构现代化方面的主要努力。文中重点介绍了JSON Schema、面向对象数据库及机器学习方法在核数据评价中的应用，以及NuDat网络接口如何借助现代可视化技术实现数据的高效交互与传播。此外，本文还介绍了中国核数据团队在该领域的自主探索与实践，特别是中山大学核数据团队在借鉴国际经验的基础上，建立了本地化的原子核数据可视化查询系统。基于这一框架，本文进一步结合JSON化的核结构与衰变数据，利用随机森林方法对超重核多种衰变模式的半衰期进行了系统建模与预测。结果表明，该模型在捕捉非线性关联、修正经验公式残差及识别主衰变模式方面具有显著优势，与实验数据的一致率达92.2%，均方根误差平均降低超过50%。研究结果显示，现代化核结构数据库为人工智能在核物理领域的深入应用奠定了基础，为我国核科学研究提供了坚实的数据支撑，并体现了我国在核数据基础设施建设方面的自主创新能力。本文数据集可在https://doi.org/10.57760/sciencedb.30258中访问获取。

图1 (a) ENSDF标准80字符格式化记录说明图例；(b) ENSDF数据实例节选

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核物理主题数据：实验、理论与应用专题

1—500 eV ¹⁰⁹Ag中子俘获截面实验测量与共振参数提取

谢文，车国梁，蒋伟，董高阳，翁楚轩，蒋欣，李鑫祥，冯松，姜炳，任杰，林子昂，尹铭杨，江婷，何睿，王宏伟，范功涛，刘龙祥，张岳，郝子锐，张苏雅拉吐，王德鑫，罗文

物理学报, 2026, 75(2):020114

doi: 10.7498/aps.75.20251270

cstr: 32037.14.aps.75.20251270

¹⁰⁹Ag位于慢速中子俘获过程路径上，且79%由快速中子俘获过程产生。同时，银铟镉(Ag-In-Cd)控制棒中¹⁰⁹Ag的质量比为38.56%，¹⁰⁹Ag的中子俘获反应截面数据在核能和核天体物理学应用中非常重要。本工作利用中国散裂中子源的白光中子源开展了¹⁰⁹Ag同位素靶的中子俘获截面实验，结合中子飞行时间法和脉冲高度权重技术等方法获得了1—500 eV能区的¹⁰⁹Ag中子俘获截面。使用基于R矩阵理论的SAMMY程序提取了¹⁰⁹Ag的共振能量、中子共振宽度和辐射共振宽度参数，实验所提取的中子共振参数值在139.4 eV处符合JENDL-4.0库收录的结果，在169.9 eV处和328.1 eV处符合JEFF-4.0库收录的结果，在259.3 eV处符合CENDL-3.2库收录的结果。本文数据集可在https://www.doi.org/10.57760/sciencedb.j00213.00197中访问获取。

图8 实验数据的截面计算结果

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《物理学报》2026年第2期全文链接：

https://wulixb.iphy.ac.cn/custom/2026/2