1 厦门大学航空航天学院, 福建 厦门 361101
2 厦门大学化学化工学院, 固体表面物理化学国家重点实验室, 能源材料化学协同创新中心(iChEM), 福建 厦门 361101
拉曼光谱是一种已广泛应用于化学、 生物学和物理学的技术。 然而拉曼光谱仪的电荷耦合器件很容易受到宇宙射线的影响, 从而产生随机的窄带宽、 高强度的spike。 在真实样品中出现概率较低, 约为千分之一, 但一旦出现将严重降低信号对比度。 该研究提出一种实用的spike剔除算法。 该算法对中值滤波后的数据与原始数据作差, 得到偏差数据。 用分位数的方法将偏差数据从小到大排序, 取中间99%数据作为真实数据作高斯分布拟合。 根据spike强度高, 稀疏的特性, 以光谱中高强度数据的出现概率作为阈值标准剔除spike。 最后以中值滤波结果带入原始数据代替spike, 从而最大程度还原样本原始信息且不需任何调试参数。 以加入不同强度spike的拉曼光谱作为验证对象, 实验结果表明本算法对spike检测与去除的灵敏度可以高达99.5%。 本算法同时适用于一维拉曼光谱、 二维拉曼图像和三维拉曼数据立方体, 且算法表现随着维度的增加而提高, 一维spike剔除算法能检测超过最大峰强度40%的spike, 而在三维拉曼数据立方体中, 超过峰值20%的spike即能被检测出。 用该算法对40 000条真实拉曼光谱进行处理, 可以在不扭曲真实信号的情况下有效地剔除spike, 进一步证明了算法的实用性。
拉曼光谱 宇宙射线 中值滤波 spike剔除 Raman spectroscopy Cosmic rays Median filter Spike removal 光谱学与光谱分析
2022, 42(10): 3174
Author Affiliations
Abstract
Both thermal and non-thermal neutrinos are expected to produce in binary neutron star (BNS) merger events. The thermal neutrino production starts from the tidal disruption during the inspiral phase and peaks at tens of milliseconds after the merging event. If the merger remnant ends up as a short gamma ray burst or a stable magnetar, substantial particle acceleration can occur in the corresponding relativistic shock waves or pulsar wind nebula, resulting in prompt to delayed emissions of (ultra) high energy neutrinos. Therefore, observation of neutrinos from BNS merger events can not only help to dissect the instantaneous and remnant merger environments, decipher the cosmic ray acceleration mechanism, but also can help to study the fundamental properties of neutrinos and search for new physics beyond the Standard Model of particle physics over astronomical baselines.
双中子星并合 热中微子 高能天体中微子 高能宇宙射线 binary neutron star merger thermal neutrinos high-energy astrophysical neutrinos ultra-high-energy cosmic rays Journal of Semiconductors
2019, 48(9):
1 中国科学院安徽光学精密机械研究所中国科学院大气成分与光学重点实验室, 安徽 合肥 230031
2 中国科学技术大学研究生院, 安徽 合肥 230026
3 中国科学院安徽光学精密机械研究所大气物理化学研究室, 安徽 合肥 230031
4 中国科学技术大学环境科学与光电技术学院, 安徽 合肥 230026
离子诱导成核是大气气溶胶形成的重要路径之一。大气中团簇离子的形成,主要由宇宙射线电离空气产生的初级离子 与H2 O、H2 SO4 、HNO3 、NH3 、有机物等物质发生的离子-分子反应而产生。成核是团簇离子生长和蒸发相互竞争的一个过程,团簇离子生 长到临界核尺寸时,便可自发生长。研究表明临界核大小约1.6 nm,对应粒子的质量数在5000 amu以上。离子诱导生成的气溶胶粒子对气候的影响以 及离子诱导成核在大气成核事件中是否占主要作用还存在很大争议,这需要进行进一步的外场观察、理论模拟、实验室研究来充分弄清离子诱导成核机理。
离子诱导成核 气溶胶 团簇离子 临界核 宇宙射线 气候 ion-induced nucleation aerosol cluster ions critical nucleus cosmic ray climate
浙江大学工业控制技术国家重点实验室, 杭州 310027
拉曼光谱体现了物质中不同分子基团的振动情况, 可以精确地进行物质的定性和定量分析。凭借着这样的优势, 拉曼光谱技术已经成功应用在化工生产、管道传输、生化反应监测等工业在线分析领域。然而, 在线拉曼分析很容易受到宇宙射线的干扰。宇宙射线在拉曼谱图上体现为一系列峰宽较窄的尖锐的峰, 也被称为spike。这些spike使待测物质的拉曼谱图严重变形, 无法获取正常的待测物质的属性信息。为了去除在线拉曼谱图中的spike, 本文提出了一种简单的基于滑动窗口相关分析, 残差谱图分析和局部线性拟合的spike剔除算法。本算法能够有效检出不同强度的spike并对受spike破坏的拉曼谱图进行修复。本算法概念清晰、实现简单, 可以满足在线拉曼分析稳健快速的要求。
拉曼光谱 在线监控 宇宙射线 相关分析 信号处理 Raman spectroscopy online monitoring cosmic ray correlation analysis signal preprocessing
1 陕西师范大学物理与信息技术学院,西安,710062
2 西安交大软件所,西安,710049
对采集到的矿物样品结合理论计算结果进行了详细分析.阐明了矿物样品上的菱形腐蚀坑,可能是宇宙射线粒子和天然放射线中的α粒子与矿物晶格碰撞后,在晶格中留下的损伤经过地层中腐蚀性液体长期腐蚀扩大形成的.讨论了这些腐蚀坑对地质作用的影响.指出这些射线对地质作用的影响,应当是地质作用研究中不可忽视的因素.
射线 宇宙射线 辐射损伤 地质作用 Ray Cosmic ray Radiate damage Geologic effect 原子与分子物理学报
2003, 20(4): 518
文章是文献[1]的后续研究.文献[1]中计算出了入射到地面的宇宙射线通过弹性碰撞的形式对地表矿物晶格造成的损伤曾经使地表1 m2下面的158公斤物质原子位移.文内则计算出了入射到地面的宇宙射线通过非弹性碰撞的形式曾经使地表1 m2 下面12吨的物质原子电离.电离也能影响物质的力学性质从而发挥地质作用.
宇宙射线 辐射损伤 地质作用 Cosmic ray Damage of mineral Geological effect 原子与分子物理学报
2002, 19(2): 249
