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2025-12-30

【研究成果速递】PRB（Letter）：寻找Kitaev型量子自旋液体的候选材料

2025-12-30

【研究成果速递】PRB（Letter）：寻找Kitaev型量子自旋液体的候选材料

近日，理学院物理系杨柯副教授与合作者以 “Kitaev interaction and possible spin liquid state in CoI2and Co2/3Mg1/3I2” 为题，在国际物理学期刊《Physical Review B》上以 Letter 形式发表研究成果。杨柯副教授为论文共同第一作者，复旦大学物理系吴骅教授为通讯作者。量子自旋液体是一类在极低温下仍不形成传统磁有序的强关联量子态，被认为可能承载分数量子激发和非阿贝尔任意子，在拓扑量子计算等前沿方向具有重要潜在应用价值。然而，在真实材料体系中，常规磁相互作用与几何阻挫效应往往不可避免，使得量子自旋液体的实验实现长期面临挑战。近年来，具有强自旋-轨道耦合和键依赖型相互作用的 Kitaev 模型被认为是实现该量子态的重要理论平台，引发了国际学界的广泛关注。在本研究中，作者以二维范德华磁体 CoI2为研究对象，综合运用第一性原理计算和多体理论分析方法，揭示了其磁相互作用的微观起源。研究发现，CoI2中的磁性离子在强自旋-轨道耦合条件下形成各向同性的 Jeff=1/2 基态，体系具有显著的键依赖型 Kitaev
2025-12-12

【研究成果速递】Nature Physics: 揭示了时间调制反宇称时间对称性

2025-12-12

【研究成果速递】Nature Physics: 揭示了时间调制反宇称时间对称性

近日，上海理工大学理学院变换热学、统计物理与复杂系统研究中心金鹏博士与合作者，在非厄米物理与扩散超构材料交叉方向取得新进展：提出并实验验证了“时间调制反宇称时间对称性”原理，首次在对流-扩散体系中实现温度波包的按需双向输运与定点俘获——既可随对流顺流而下，也可逆流而上，并可在任意目标位置精准锁定。相关研究成果以“Temporal anti-parity-time symmetry in diffusive transport”为题，于2025年12月10日发表于《Nature Physics》(https://doi.org/10.1038/s41567-025-03129-8)。上海理工大学理学院是该论文的第一完成单位。论文的通讯作者是黄吉平教授（复旦大学）、仇成伟教授（新加坡国立大学）。图：工程设计时间调制反宇称时间对称性。a, 传统反宇称时间对称性：抑制对流实现局域俘获，热波包随时间逐渐衰减。b, 时间调制反宇称时间对称性：在相同对流条件下可编程地顺流/逆流输运温度波包，并在任意位置锁定。c, 实验平台与时序协议：三同心旋转环与介质/速度的同步切换，深度学习预测最优切换时刻。以光
2025-12-11

【研究成果速递】Engineering：智能制造时代的厂级工业过程故障检测与诊断新视角

2025-12-11

【研究成果速递】Engineering：智能制造时代的厂级工业过程故障检测与诊断新视角

近日，理学院数学系李忘言副教授与澳大利亚新南威尔士大学化工学院Jie Bao教授合作，以“A new perspective on fault detection and diagnosis for plantwide systems in the era of smart process manufacturing”为题，在《Engineering》（影响因子11.6）发表研究成果[Engineering52, 19-24 (2025)]。理学院李忘言副教授为论文的第一作者，论文通讯作者为Jie Bao教授。在化工、钢铁、铝冶炼等厂级工业过程系统中，子系统往往通过物料、拓扑网络紧密耦合。因此，一个不起眼的传感器或执行器失效、换热系统泄漏，都可能引起连锁的故障反应，进而造成经济损失甚至安全风险。另一方面，随着智能过程制造（Smart Process Manufacturing）系统（图1）的广泛应用，其在运行过程中会产生海量数据。然而，工业数据往往存在诸如故障、冗余和非线性等现象。传统的故障检测与诊断方法会频频失灵，不能胜任工业大数据时代的要求。如果从基于大数据方法的框架出发, 通常会
2025-12-11

【研究成果速递】PRD: SU(3)规范场相干态聚峰性与重叠函数的半经典极限

2025-12-11

【研究成果速递】PRD: SU(3)规范场相干态聚峰性与重叠函数的半经典极限

近日，理学院物理系青年教师黄子鬯博士指导研究生张烨在理论物理领域取得进展，相关成果以“Semiclassical limit of gauge field coherent states: Peakedness and overlap functions”为题发表于《Physical Review D》（Phys. Rev. D112, 124037 (2025)）。该工作系统构造了SU(3)规范群的微分同胚协变相干态，并验证了其半经典极限下的关键性质，为量子引力与Yang-Mills场耦合理论的有效动力学研究提供了新工具。在量子物理的研究中，相干态因其独特性质一直作为量子理论与经典理论的桥梁之一而存在。上世纪90年代初，Abhay Ashtekar等人通过将引力表述为SU(2)规范场论，奠定了圈量子引力的基础。基于此框架，构建规范场的微分同胚协变相干态成为了讨论量子引力理论的有效途径之一。2000年前后，Thomas Thiemann等人实现了SU(2)相干态的显式构造。以此为桥梁，2019年，韩慕辛等人进一步发展了圈量子引力的相干态路径积分形式，并通过鞍点分析引入了半经典有效动力学
2025-12-05

【研究成果速递】TAC：一类非线性时滞系统的最优反馈控制

2025-12-05

【研究成果速递】TAC：一类非线性时滞系统的最优反馈控制

理学院数学系胡洪晓副教授与英国曼彻斯特大学丁正桃教授合作在非线性时滞系统的最优反馈控制方面取得进展。相关成果以“Optimal Feedback Control for a Class of Nonlinear Time-Delay Systems”为题，发表于控制领域期刊《IEEE Transactions on Automatic Control》[IEEE Trans. Autom. Control, 70, 5568-5575, 2025]。该研究针对具有时滞的非线性系统，提出了一套面向无限时域、适用于非线性—非二次型性能指标的最优控制设计框架，为复杂动态系统的稳定与优化控制提供了新的理论工具。上海理工大学理学院是论文第一完成单位。论文第一作者胡洪晓副教授，通讯作者丁正桃教授（曼彻斯特大学），合作作者还有周梓昕博士（南京航空航天大学）和徐利光副教授（上海理工大学光电学院）。时滞广泛存在于工程系统中，如网络控制系统、电力系统、生物化学过程等，其非线性与滞后特性使得传统控制方法难以适用。本研究围绕这一难题展开：团队提出了一种新的分析与设计策略，实现了对非线性时滞系统最优反馈控制器的
2025-12-05

【研究成果速递】JDE：揭示时间周期反应扩散方程在变截面通道中的传播机制

2025-12-05

【研究成果速递】JDE：揭示时间周期反应扩散方程在变截面通道中的传播机制

近日，理学院数学系教师李林林在应用数学领域取得进展，相关成果以“Time periodic reaction-diffusion equations in funnel-shaped domains”为题，发表于数学领域期刊Journal of Differential Equation。在自然界与工程实际中，许多系统的空间结构是非均匀的，并且系统中可能会存在随时间周期性变化的反应，该研究聚焦于一端为直圆柱、另一端为扩张圆锥的“漏斗形”域，能更真实地模拟许多物理、生物系统中物质的变化情况。本研究通过构造在时间周期与空间变截面的非均匀条件下的整体解，建立完全传播（Complete Propagation）与传播阻塞（Blocking）的判别准则：当漏斗入口（圆柱部分）半径R足够大，且扩张角α在一定范围内时，来自左侧的周期性波能够完全传播。而当漏斗入口半径R足够小，扩张角α非常大时，波会被阻塞。这些研究成果不仅具有理论价值，在其他应用领域也具有实际指导意义。例如在环境科学中，污染物或化学物质在变截面河道或地下水层中的扩散与反应过程，可借助该模型评估其在空间非均匀结构中的传播行为等。漏斗形区
2025-11-25

我院成功举办2025沪江·优化与控制论坛

2025-11-25

我院成功举办2025沪江·优化与控制论坛

2025年11月22日，2025沪江·优化与控制论坛在勤业楼212室成功举办。本次会议旨在扩大上海理工大学理学院在“运筹学与控制论”领域的国内外影响力，搭建理学院的对外学术交流平台，促进优化与控制领域的学术交流，汇聚国内外专家学者，分享最新研究成果和创新技术，推动学术合作与进步。一、开幕仪式：共启学术交流新篇章会议伊始，由章国庆副院长主持，孟宝全书记代表主办方致辞。他对与会专家学者的到来表示热烈欢迎，并强调优化与控制在以数据和AI为驱动力的智能系统时代的重要性，他指出，驾驭新时代的智能系统的挑战迫在眉睫，需要更加重视优化与控制算法的创新能力建设，以及注重培养具有应用数学背景的复合型人才，并预祝本次论坛取得圆满成功。随后，全体参会人员在勤业楼前合影留念，定格这一学术交流的重要时刻。*图1 孟宝全书记开幕致辞**图2 全体参会人员合影*二、学术报告：聚焦前沿，共探领域新发展上午的学术报告由英国布鲁内尔大学讲席教授、欧洲科学院院士王子栋教授开篇，他深入探讨了“Distributed State Estimation Under Pull-Based Gossip Protocol: A C
2025-11-19

【研究成果速递】PRL: 超构材料设计新方法

2025-11-19

【研究成果速递】PRL: 超构材料设计新方法

在现代集成电路和高频通信等前沿科技领域，如何对狭小空间内的热量和电磁波进行高效、协同的管理，是决定设备性能与稳定性的关键。近日，上海理工大学理学院变换热学、统计物理与复杂系统研究中心庄鹏飞博士与合作者，提出了一种全新的“重标度Schwarz-Christoffel变换”方法，攻克了长期困扰多物理场超构材料设计的“界面失配”难题。相关研究成果以“Rescaled Schwarz-Christoffel Transformations for Isotropic, Polygon, and Multiphysics Metamaterials”为题，于2025年11月17日发表在物理学期刊《Physical Review Letters》[Phys. Rev. Lett. 135, 216901 (2025)]。上海理工大学理学院是论文第一完成单位。论文通讯作者包括戴高乐博士（南通大学）、须留钧博士（中国工程物理研究院研究生院）、黄吉平教授（复旦大学和上海理工大学）。长期以来，基于共形变换理论的超构材料设计虽然强大，但在应用结构简单的各向同性材料时，往往导致器件与环境界面处的能流（如热
2025-11-07

【研究成果速递】PRC：中子-质子有效质量劈裂的有效约束

2025-11-07

【研究成果速递】PRC：中子-质子有效质量劈裂的有效约束

近日，理学院物理系教师宋一丹指导研究生罗闽斯在中子–质子有效质量劈裂约束研究方面取得了进展，相关成果以题为“Constraining neutron-proton effective mass splitting from nuclear giant dipole resonance data within a transport approach”发表在物理学期刊 Physical Review C 上。本研究基于拓展的 LBUU 输运模型，选取了一系列具有代表性的 Skyrme 有效相互作用势，系统性地探究了饱和密度下“同位旋矢量单核子有效质量”及“核物质介质中核子–核子散射截面”对重核208Pb的同位旋矢量巨偶极共振观测量的影响。本研究创新性地引入了贝叶斯分析方法，揭示了巨偶极共振观测量与核物质相关性质之间的内在联系，从而提取出有效质量结果，并有效约束了饱和密度下中子–质子有效质量劈裂。在丰中子核物质中，中子–质子有效质量劈裂与核物质状态方程密切相关，在宇宙早期演化过程中的中子–质子比、中子星冷却、稀有同位素结构形成以及重离子碰撞的动力学演化等方面均发挥着重要作用。本研究通过原子
2025-10-15

【研究成果速递】SIAM Journal on Applied Mathematics：揭示渔业崩溃新机制！

2025-10-15

【研究成果速递】SIAM Journal on Applied Mathematics：揭示渔业崩溃新机制！

近日，理学院数学与生命科学交叉研究中心原三领教授团队在渔业生态系统动力学研究领域取得进展。该成果重新审视了人类活动（捕捞）对渔业生态系统的影响，对渔业资源管理与可持续发展具有重要意义，为管理实践提供了全新视角。相关成果以“Fast anthropogenic environmental change can cause the collapse of fishery ecosystems（快速人为环境变化可导致渔业生态系统崩溃）”为题，发表于国际应用数学领域学术期刊《SIAM Journal on Applied Mathematics》。博士研究生杨安计为论文第一作者，原三领教授为通讯作者，合作者为亚利桑那州立大学康云教授。该研究创新性地构建了包含食饵与捕食者种群的休闲渔业动力学模型，揭示了捕捞强度增加速度对生态系统稳定性的决定性作用。团队通过严格数学分析，量化了不同初始种群规模下引发系统稳态转换的捕捞压力增速的临界阈值，突破了传统静态管理模型的局限。基于临界阈值理论，该研究进一步建立了多级渔业崩溃预警指标体系，提出了渔业管理新范式。该理论为渔业资源管理提供了速度管控这一全新动态决策
2025-10-09

【研究成果速递】Chaos: 应对气候变化，提出碳排放动态调控新策略！

2025-10-09

【研究成果速递】Chaos: 应对气候变化，提出碳排放动态调控新策略！

近日，理学院数学与生命科学交叉研究中心原三领教授团队在碳减排研究领域取得进展。面对全球气候变化这一人类社会面临的严峻挑战，团队创新性地构建了随机碳排放模型，并在此基础上系统研究了其拟最优控制问题。相关成果以“Dynamical analysis and near-optimal control strategy of a stochastic carbon emissions model”为题，发表于非线性科学领域的权威期刊《Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science》[Chaos 35, 103103 (2025)]。博士研究生王欣欣为论文第一作者，原三领教授为通讯作者，合作者为澳大利亚斯威本科技大学张同华教授。能源相关排放是全球二氧化碳排放的主要来源，有效控制此类排放对于应对气候变化尤为关键。传统碳排放模型往往未充分考虑环境噪声对系统的影响，然而在实际中，二氧化碳排放过程与能源系统常受到诸多随机因素的干扰。针对这一问题，研究团队提出了随机碳排放模型并研究了其对应的拟最优控制问题。研究表明，有效的减缓策略需要兼顾生
2025-09-26

【研究成果速递】Chem. Rev.：拓扑扩散学——驾驭物质与能量传输的新范式

2025-09-26

【研究成果速递】Chem. Rev.：拓扑扩散学——驾驭物质与能量传输的新范式

近日，上海理工大学理学院变换热学、统计物理与复杂系统研究中心黄吉平教授作为通讯作者，在Chemical Reviews期刊发表了题为“Topology in Thermal, Particle, and Plasma Diffusion Metamaterials(热、颗粒与等离子体扩散超构材料中的拓扑学)”的长篇综述。Chemical Reviews作为美国化学会的旗舰综述期刊，其影响因子长期位居世界前列（2024年影响因子为55.8），以发表兼具深度与前瞻性的综述而著称。上海理工大学理学院是该综述论文的合作完成单位。在我们周围的世界里，扩散无处不在——小到一滴墨水在清水中晕开，大到热量在芯片中传导，本质上都是物质或能量自发从高浓度区域向低浓度区域扩散的过程。它是自然界中最基本的传输现象之一。那么，能否像指挥交通一样，精确地“驾驭”这些扩散过程呢？扩散超构材料的出现让这个设想成为可能。这类经过特殊设计的人工材料，拥有天然材料所不具备的奇特性质，能够对热流、颗粒流等进行前所未有的精确操控。与此同时，一个看似无关的数学分支——拓扑学——正悄然改变着我们对物理世界的认识。它最初研究的是物体

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