Position-Sensitive Silicon Photomultiplier Array with Enhanced Position Reconstruction by means of a Deep Neural Network

Cette étude démontre que l'application de réseaux de neurones profonds à une matrice de photomultiplicateurs au silicium à gradient linéaire permet de reconstruire la position des photons avec une précision et une linéarité nettement supérieures aux méthodes conventionnelles, augmentant ainsi le nombre de zones résolues d'un facteur allant de 5,7 à 12,1.

Cyril Alispach, Fabio Acerbi, Hossein Arabi, Domenico della Volpe, Alberto Gola, Aramis Raiola, Habib ZaidiMon, 09 Ma🔬 physics

Spectral analysis of attached and separated turbulent flows over a Gaussian-shaped bump

Cette étude combine des mesures expérimentales et des modèles linéaires pour révéler que les structures cohérentes basse fréquence dans l'écoulement séparé au-dessus d'une bosse gaussienne sont principalement pilotées par une instabilité tridimensionnelle à fréquence nulle et des dynamiques d'ondes stationnaires, expliquant ainsi les écarts persistants entre simulations et expériences et guidant le choix des conditions aux limites pour les futures études numériques.

Roman Klopsch, Lukas M. Fuchs, Georgios Rigas, Kilian Oberleithner, Jakob G. R. von SaldernMon, 09 Ma🔬 physics

First results of a Monolithic Active Pixel Sensor with Internal Signal Gain Fully Integrated in a 180 nm CMOS Technology

Ce article présente les premiers résultats du capteur CASSIA, un nouveau détecteur MAPS monolithique intégré en technologie CMOS 180 nm qui utilise une amplification interne du signal pour offrir une meilleure résolution temporelle et une sensibilité accrue, fonctionnant en mode proportionnel à faible gain (similaire aux LGAD) ou en mode SPAD à haute tension.

Heinz Pernegger (CERN, Experimental Physics Department, Geneva, Switzerland), Emma Kate Anderson (CERN, Experimental Physics Department, Geneva, Switzerland), Paula Bartulovic (University of Zagreb, Faculty of Electrical Engineering and Computing, Zagreb, Croatia), Ivan Berdalovic (University of Zagreb, Faculty of Electrical Engineering and Computing, Zagreb, Croatia), Marc Giroux de Foiard Brown (CERN, Experimental Physics Department, Geneva, Switzerland), Sebastian Haberl (CERN, Experimental Physics Department, Geneva, Switzerland, University of Innsbruck, Innsbruck, Austria), Matija Jugovic (University of Zagreb, Faculty of Electrical Engineering and Computing, Zagreb, Croatia), Anastasia Kotsokechagia (CERN, Experimental Physics Department, Geneva, Switzerland), Jenny Lunde (CERN, Experimental Physics Department, Geneva, Switzerland, University of Oslo, Oslo, Norway), Borna Požar (CERN, Experimental Physics Department, Geneva, Switzerland), Tomislav Suligoj (University of Zagreb, Faculty of Electrical Engineering and Computing, Zagreb, Croatia)Mon, 09 Ma🔬 physics

Large-scale real-time signal processing in physics experiments: The ALICE TPC FPGA pipeline

Pour la prise de données en mode continu du LHC Run 3, la chambre à projection temporelle (TPC) de l'expérience ALICE utilise une pipeline FPGA personnalisée et hautement parallèle pour traiter en temps réel plus de 3 To/s de données brutes, réduisant le débit à environ 900 Go/s grâce à des algorithmes avancés de correction du mode commun et de filtrage.

J. Alme, T. Alt, C. Andrei, V. Anguelov, H. Appelshäuser, M. Arslandok, R. Averbeck, M. Ball, G. G. Barnaföldi, P. Becht, R. Bellwied, A. Berdnikova, B. Blidaru, L. Boldizsár, L. Bratrud, P. Braun-Munzinger, M. Bregant, C. L. Britton, H. Büsching, H. Caines, P. Chatzidaki, P. Christiansen, T. M. Cormier, L. Döpper, R. Ehlers, L. Fabbietti, F. Flor, J. J. Gaardhøje, M. G. Munhoz, C. Garabatos, P. Gasik, Á. Gera, P. Glässel, N. Grünwald, T. Gündem, T. Gunji, H. Hamagaki, J. W. Harris, P. Hauer, E. Hellbär, H. Helstrup, A. Herghelegiu, H. D. Hernandez Herrera, Y. Hou, C. Hughes, M. Ivanov, J. Jäger, Y. Ji, J. Jung, M. Jung, B. Ketzer, S. Kirsch, M. Kleiner, A. G. Knospe, M. Korwieser, M. Kowalski, L. Lautner, M. Lesch, C. Lippmann, G. Mantzaridis, R. D. Majka, A. Marin, C. Markert, S. Masciocchi, A. Matyja, M. Meres, D. L. Mihaylov, D. Miskowiec, R. H. Munzer, H. Murakami, K. Münning, A. Nassirpour, C. Nattrass, B. S. Nielsen, W. A. V. Noije, A. C. Oliveira Da Silva, A. Oskarsson, K. Oyama, L. Österman, Y. Pachmayer, G. Paic, M. Petris, M. Petrovici, M. Planinic, J. Rasson, K. F. Read, A. Rehman, R. Renfordt, A. Riedel, K. Røed, D. Röhrich, E. Rubio, A. Rusu, S. Sadhu, B. C. S. Sanches, J. Schambach, A. Schmah, C. Schmidt, A. Schmier, K. Schweda, D. Sekihata, D. Silvermyr, B. Sitar, N. Smirnov, H. K. Soltveit, C. Sonnabend, S. P. Sorensen, J. Stachel, L. Šerkšnyt\.e, G. Tambave, K. Ullaland, B. Ulukutlu, D. Varga, O. Vazquez Rueda, B. Voss, J. Wiechula, B. Windelband, J. Wilkinson, J. Witte, A. Yadav, F. Zanone, S. ZhuMon, 09 Ma🔬 physics

Predicting the onset of period-doubling bifurcations via dominant eigenvalue extracted from autocorrelation

Cette étude propose une nouvelle méthode d'alerte précoce, le DE-AC, qui estime la valeur propre dominante à partir de la fonction d'autocorrélation pour prédire avec plus de précision et de fiabilité l'approche de bifurcations de doublement de période, notamment dans le contexte des arythmies cardiaques, surpassant ainsi les indicateurs traditionnels.

Zhiqin Ma, Chunhua Zeng, Ting Gao, Jinqiao DuanMon, 09 Ma🔬 physics

Drifting to Boltzmann: Million-Fold Acceleration in Boltzmann Sampling with Force-Guided Drifting

Cet article présente une méthode révolutionnaire de génération de conformations moléculaires en une seule étape, utilisant des modèles de dérive guidés par la force pour accélérer l'échantillonnage de Boltzmann d'un facteur million par rapport aux simulations de dynamique moléculaire tout en garantissant une validité structurelle et une précision distributionnelle parfaites.

Pipi HuMon, 09 Ma🔬 physics

Programmable ultrasonic fields enhance intracellular delivery in cell clusters

Cet article présente la transfection acoustique par ondes stationnaires programmables (PAST), une méthode microfluidique non invasive qui utilise des champs ultrasonores dynamiques pour perméabiliser réversiblement les membranes cellulaires et faciliter le transport intracellulaire de biomolécules dans des clusters cellulaires tout en maintenant une haute viabilité.

Subhas Nandy, Monica Manohar, Ashis K SenMon, 09 Ma🔬 physics

Shape-Independent Fluidization in Epithelial Cell Monolayers

Cette étude remet en question le paradigme géométrique de la fluidification des épithéliums en démontrant que la réduction de l'adhésion cellulaire augmente la fluidité tissulaire de manière indépendante de la forme des cellules, révélant ainsi le rôle crucial de la friction visqueuse générée par l'adhésion dans la dynamique des tissus.

Pradip K. Bera (Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin - Madison, Madison, WI, USA), Anh Q. Nguyen (Department of Physics, Northeastern University, Boston, MA, USA, Center for Theoretical Biological Physics, Northeastern University, Boston, MA, USA), Molly McCord (Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin - Madison, Madison, WI, USA, Biophysics Program, University of Wisconsin - Madison, Madison, WI, USA), Dapeng Bi (Department of Physics, Northeastern University, Boston, MA, USA, Center for Theoretical Biological Physics, Northeastern University, Boston, MA, USA), Jacob Notbohm (Department of Mechanical Engineering, University of Wisconsin - Madison, Madison, WI, USA, Biophysics Program, University of Wisconsin - Madison, Madison, WI, USA)Mon, 09 Ma🔬 physics

Hybrid ensemble forecasting combining physics-based and machine-learning predictions through spectral nudging

Cette étude présente la première application du « nudging spectral » dans un cadre de prévision d'ensemble probabiliste, démontrant que le couplage du système physique IFS-ENS avec le modèle d'apprentissage automatique AIFS-ENS améliore significativement la compétence prédictive à grande échelle et les trajectoires des cyclones tropicaux sans dégrader l'intensité des tempêtes.

Inna Polichtchouk, Simon Lang, Sarah-Jane Lock, Michael Maier-Gerber, Peter DuebenMon, 09 Ma🔬 physics

Latent space design of interatomic potentials

En s'inspirant des méthodes d'autoencodeurs et en les fondant sur les principes de la théorie de la fonctionnelle de la densité (DFT), cette étude propose une approche constructive pour concevoir des potentiels interatomiques exploitant un espace latent physique afin de mieux représenter les énergies et les densités électroniques tout en améliorant l'interprétabilité des modèles d'apprentissage automatique.

Susan R. AtlasMon, 09 Ma🔬 physics

Ultra-high frequency ultrasound imaging and quantification of microvascular flow in xenograft renal cell carcinoma in an avian chorioallantoic membrane model

Cette étude présente et valide un pipeline d'imagerie par ultrasons ultra-haute fréquence, intégrant une compensation du mouvement et une soustraction intercadre, pour quantifier efficacement la réponse vasculaire des modèles de carcinome rénal sur membrane chorioallantoïde d'oiseau, offrant ainsi une méthode de dépistage rapide et peu coûteuse pour l'évaluation thérapeutique.

Sara Mar, Emmanuel Cherin, Justin Xu, David E. Goertz Hon S. Leong, Christine E. M. DemoreMon, 09 Ma🔬 physics

Operational Emergence of a Global Phase under Time-Dependent Coupling in Oscillator Networks

Cette étude propose un critère opérationnel pour définir l'émergence d'une phase globale dans les réseaux d'oscillateurs à couplage temporel, établissant que cette phase n'est bien définie que lorsqu'elle est robustement estimable et en démontrant comment les taux de variation du couplage et les propriétés spectrales du graphe déterminent la transition entre un suivi adiabatique et un gel de l'ordre, avec des comportements distincts selon la topologie du réseau.

Veronica SanzMon, 09 Ma🔬 physics

Partial Information Decomposition of Electronic Observables Along a Reaction Coordinate

Cette étude développe une analyse informationnelle de la réactivité chimique le long d'une coordonnée de réaction en utilisant la décomposition partielle de l'information pour décomposer les relations entre les charges atomiques et l'avancement de la réaction, révélant ainsi des signatures symétriques et spécifiques à la liaison pour différentes réactions S<sub>N</sub>2.

Kyunghoon Han, Miguel GallegosMon, 09 Ma🔬 physics

Real-Time Electron-Electron Scattering Dynamics in Plasmonic Nanostructures

Cette étude présente une nouvelle méthode combinant la théorie de la fonctionnelle de la densité dépendante du temps (DFTB) et l'équation de Boltzmann quantique de Lindblad pour modéliser la dynamique de diffusion électron-électron et les temps de décohérence dans des nanoclusters plasmoniques d'or, d'argent et d'aluminium, révélant une forte dépendance énergétique des mécanismes de relaxation et l'influence des effets quantiques discrets dans les structures inférieures à 2 nm.

Yanze Wu, George C. SchatzMon, 09 Ma🔬 physics

Effects of 3D printed capsule material on activation thin foil irradiation and counting for fusion neutron yield measurements

Cette étude évalue l'impact des matériaux de capsules imprimées en 3D sur les mesures de rendement neutronique par activation de foiles, concluant que ces capsules réduisent légèrement le nombre de comptes sans dépasser l'incertitude de mesure, tout en validant l'utilisation de détecteurs à base de lanthane comme alternative aux spectromètres germanium haute pureté.

D. Lobelo, E. Panontin, X. Wang, P. Raj, I. Holmes, R. A. TinguelyMon, 09 Ma🔬 physics