NIFTy 3 – Numerical Information Field Theory: A Python Framework for Multicomponent Signal Inference on HPC Clusters

NIFTy , “Numerical Information Field Theory,” is a software framework designed to ease the development and implementation of field inference algorithms. Field equations are formulated independently of the underlying spatial geometry allowing the user to focus on the algorithmic design. Under the hood, NIFTy ensures that the discretization of the implemented equations is consistent. This enables the user to prototype an algorithm rapidly in 1D and then apply it to high‐dimensional real‐world problems. This paper introduces NIFTy  3, a major upgrade to the original NIFTy  framework. NIFTy  3 allows the user to run inference algorithms on massively parallel high performance computing clusters without changing the implementation of the field equations. It supports n‐dimensional Cartesian spaces, spherical spaces, power spaces, and product spaces as well as transforms to their harmonic counterparts. Furthermore, NIFTy  3 is able to handle non‐scalar fields, such as vector or tensor fields. The functionality and performance of the software package is demonstrated with example code, which implements a mock inference inspired by a real‐world algorithm from the realm of information field theory. NIFTy  3 is open‐source software available under the GNU General Public License v3 (GPL‐3) at https://gitlab.mpcdf.mpg.de/ift/NIFTy/tree/NIFTy_3 .     

催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱仪测定土壤样品中总汞含量

为建立采用催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱仪即直接测汞仪测定土壤样品中汞含量的方法,本研究配制汞总量为0~2 ng、0~15 ng和25~1023 ng的三种不同汞浓度系列的标准工作曲线,选取9个土壤样品,3种国家土壤有证标准物质,同一样品分别进行6组平行测定,并抽取3个土壤样品进行3种不同浓度加标回收试验,以对其方法精密度和准确度进行论证。 结果显示：仪器信号值与Hg总量之间均呈良好的线性关系。根据仪器多次测定空白数据结果,按照称样量0.1 g计算,方法最小检出量为0.09 ng/g;平行测定结果相对标准偏差均小于10%,土壤标准物质测定值与标准物质标准参考值均相符,不同浓度的加标回收率范围为78.4%～92.7%。结果表明催化裂解-金汞齐富集-冷原子吸收光谱仪,可用于批量土壤样品中汞含量的快速测定分析,方法的精密度和准确度可满足测定分析要求,且实验过程中无需前处理消煮,操作方便、快速高效。     

增敏剂改进超级微波消解-电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)法测定食品中硒元素

合适比例增敏剂会对超级微波消解-电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)测定食品中硒元素含量具有一定的优化效果。本文采用超级微波消解仪对1.0 g食品样品进行全消解,采用碰撞池模式规避质谱干扰,内标校正非质谱干扰,选择甲醇、乙醇、乙酸、异丙醇、丙三醇作为增敏剂,并调整测试过程中的添加比例,用电感耦合等离子体质谱法测定。结果表明：2%异丙醇存在时硒元素各同位素响应值最高,其中78Se具有低至0.0003 mg·kg-1的方法检出限;用以上方法对食品标准物质（GSB-8、GSB-9、GSB-24、GSB-30）及实际样品进行分析,标准物质测定值均在其认定值及不确定度范围内,相对误差小于-5.4%;实际样品测定值的相对标准偏差（n=7,RSD）为0.3~1.7%,加标回收率为99.2~105%。本方法操作简便,精密度好,准确度高,可以作为各类食品样品中硒含量测试方法。     

加速溶剂萃取-凝胶色谱净化高效液相色谱法测定动物源性食品中的胆固醇

采用加速溶剂萃取-凝胶色谱净化建立了动物源性食品中胆固醇检测的高效液相色谱方法。结果表明,胆固醇浓度在1.0~40.0mg/L范围内线性关系良好,加标回收率为89.1%~99.8%,相对标准偏差为3.1%~7.8%。该方法准确、灵敏度高,适用于富含脂类的动物源性食品中胆固醇的检测。     

融合插值点优化的多项式结构宽带波束形成器设计方法*

多项式结构设计方法是主瓣指向可调宽带波束形成器设计的一类重要方法。多项式结构的阶数是有限的,导致主瓣实际指向与期望指向之间存在偏差,因而影响了波束形成器的指向性指数。针对这一问题,该文提出了一种基于插值点优化的多项式结构宽带波束形成器设计方法。首先,引入多项式结构插值点处阵列响应的空间导数约束,以减小主瓣指向偏差;进而利用粒子群优化算法对多项式结构中的插值点进行优化,以充分利用插值点位置提供的自由度进一步提升多项式结构宽带波束形成器的性能。优化设计结果表明,与现有设计方法相比,该文提出的方法不仅降低了主瓣的指向偏差,同时也提高了指向性指数,有效改善了多项式结构宽带波束形成器的性能。     

同位素示踪法的开创者——赫维西

19世纪末20世纪初是物理化学和生物化学发展的重要时期,同位素示踪法在一系列示踪剂实验方面取得了许多成就。瑞士籍匈牙利裔化学家乔治·德·赫维西(1885—1966)将示踪技术应用到生物学领域,他有关同位素示踪法的发明也使其获得了1943年诺贝尔化学奖。本文对赫维西生平及学术成长历程进行介绍,反映了赫维西的成长与欧洲当时的诸多科学家之间的学术往来是不可分割的。     

光子晶体结构色织物研究进展

针对结构色织物难以产业化的现状,从光学效应和能够产生结构色的周期性结构两个角度系统介绍了结构色织物生色机理。随后,按照结构色织物表面光子晶体结构特征、所用光子晶体基元种类及结构色制备方法,对结构色织物进行了系统分类归纳,并指出了各自的优缺点。此外,现有结构色织物研究均为基于已有纳米粒子尺寸来表征对应结构色颜色,缺乏根据实际颜色需求选取光子晶体尺寸的研究。我们根据现有文献报道的光子晶体基元尺寸与所得结构色织物颜色种类的对应关系,通过计算得到了根据所需织物颜色种类确定光子晶体基元尺寸的公式。最后总结了结构色织物制备存在的问题,并给出了合理建议。     

通过C(sp3)-H键活化构建C-P键合成氨基膦酸酯类化合物

氨基膦酸酯及其衍生物是一种重要的有机化合物,因其具有抗菌、抗真菌、酶抑制剂和催化抗体活性而广泛应于药物化学和农业化学。通过C(sp3)-H键活化构建C-P键的方法是合成氨基膦酸酯衍生物重要方法之一。本文以过渡金属体系和非金属体系进行分类,介绍了近年来通过C(sp3)-H键活化方法构建C-P键合成氨基膦酸酯类化合物的研究进展。     

200℃偶极发射换能器研究

高温偶极子发射换能器是200℃高温多极子阵列声波测井仪器研发需要攻克的主要核心关键技术问题之一。针对这一问题,该文从材料选型和工艺改良两个方面开展技术攻关,研发了耐温达200℃偶极子发射换能器,样机耐温性能测试表明其能够在200℃下连续工作12 h而不损坏,声性能测试样机最大发射电压响应为124 dB,具有与现用换能器相当的辐射性能,样机尺寸及工作频率与现用换能器几乎完全一致,可以方便地对现用仪器进行升级。目前搭载该样机的仪器已经通过孤古8实验井测试,并在新疆顺北油田现场近9000 m井下取得高质量数据,达到设计目的。该文为开展更高温换能器研发提供了详细的研究思路。