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粒子标准模型问题研究论文

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粒子标准模型问题研究论文

随着理论和实验的不断发展,物理学家逐步建立了粒子物理的“ 标准模型 ”。

在这个模型下,整个宇宙的基本粒子分为4类,分别是 夸克 、 轻子 、 矢量玻色子 和 标量希格斯粒子 。

其中,矢量玻色子是相互作用的 媒介子 ,通过规范作用传递着基本粒子之间的强相互作用、弱相互作用和电磁相互作用。

所有的基本粒子通过和希格斯子发生 相互作用 而获得质量。随着2012年希格斯粒子 在实验中发现 ,粒子物理标准模型完成最后一块“拼图”,证明了标准模型的巨大成功。

但是目前宇宙中仍然有许多标准模型解释不了的问题,表明 粒子物理标准模型并不是“终极”理论 ,而是电弱能标下的“有效”理论,仍然有超出标准模型的新物理亟待去发掘,这也是当前粒子物理学界的主要研究内容。

暗物质研究

暗物质超出了粒子物理标准模型,是当今物理学和天文学亟待解决的重大问题,在 实验中探测到暗物质并研究其物理属性 ,将是物理学的重大突破。

暗物质实验探测有3个主要方向—— 直接探测 、 间接探测 和 对撞机探测 。

国际新一代暗物质直接探测实验 PandaX-4T 4t级液氙实验 率先投入运行,取得大质量暗物质世界最强的限制。

间接探测包括暗物质粒子探测( DAMPE )和 AMS-02空间实验 积累了更多数据,给出更加精确的测量。

欧洲核子研究中心大型强子对撞机 LHC 上的暗物质寻找不断深入更加复杂的参数空间,并为即将开始的Run-3阶段取数做准备。

中国锦屏地下实验室(CJPL) 是世界上最深的实验室,有效屏蔽了来自宇宙线的干扰,提供了极其优越的实验环境,中国开展了 PandaX液氙实验 和 CDEX高纯锗实验 直接探测暗物质。

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近20年来,位于意大利的 DAMA/LIBRA实验 一直宣称观测到暗物质在NaI(Tl)晶体中产生的 年调制信号 ,然而相应的暗物质信号参数被各种类型的直接探测实验所排除。

为了更加确切地检验这个疑似信号,国际上试图用同样的低本底NaI(Tl)晶体开展实验。

2021年5月,西班牙 Canfrac地下实验室 采用 kg的低本底NaI(Tl)晶体探测器的ANAIS实验公布了3年曝光量的探测结果,并 没有发现显著年调制现象 。预计到2022年底,该实验将有超过3倍标准偏差灵敏的曝光量,可以给出更加确切的结论。

另一个采用106 kg低本底NaI(Tl)晶体的 COSINE-100实验 ,在韩国Yangyang地下实验室 a曝光量的数据,也 没有发现显著的年调制现象 。

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2020年,位于意大利Gran Sasso地下实验室的 XENON1T液氙实验 在 t·a曝光量的低能量电子反冲数据中,观测到了 大于3倍标准偏差的疑似信号 ,引起了暗物质理论和实验研究领域的广泛关注,亟需 同类型实验的进一步检验 。

中国 PandaX-II二期580 kg级液氙实验 积累了100 t·d的曝光量数据,直接从刻度数据中获取了 氙中主要的放射性杂质本底的特征谱 ,进而根据这些高可靠性的本底特征谱对电子反冲数据进行分析。

PandaX-II的结果显示,XENON1T观测的疑似信号 和当前数据并不矛盾 ,还需要提高数据统计量和探测灵敏度以给出确定性结论。

PandaX-II实验对轴子暗物质耦合常数(a)和中微子反常磁矩(b)的排除限,和XENON1T的疑似信号并不矛盾

国际上开展了多种类型暗物质探测的实验升级和研发,3个以液氙作为靶物质的实验,位于中国的PandaX-4T、欧洲的XENONnT和美国的LZ实验,将探测体量提升到了多吨级,预期能够 将探测灵敏度比之前提升1个数量级以上 。

其中, PandaX-4T液氙实验 在2020年底完成安装和调试,成为国际上首个投入运行的 多吨级液氙探测实验 ,在2021年上半年试运行的曝光量达到 t·a。

PandaX-4T探测器中应用了一系列新技术:研制了 新一代超大尺寸高透光的时间投影室探测器 ,大幅提高了探测器电场的均匀性和电子信号放大率,实现高分辨率的信号重建;采用了 无触发数据读出方式 ,有效降低了微弱信号的探测阈值;研制了 新型低温精馏氙系统 ,成功提纯6 t原料氙,将放射性杂质氪85的含量降低到PandaX-II时的1/20;有效利用液氙自屏蔽并结合多种放射性测量方法和表面清洗工艺,将单位探测靶中放射性本底降低到1/20,放射性杂质氡222的含量降低到1/6。

PandaX-4T首批数据的探测灵敏度较PandaX-II 提升了倍 ,给出了大质量暗物质和原子核自旋无关散射截面世界最强的限制。

PandaX-4T首批数据

对暗物质自旋无关散射截面的排除限

黄色区域为“中微子地板”,即探测灵敏度可以探测到太阳或大气中微子在探测器中的信号贡献

这批数据也显示,在暗物质质量10 GeV/ c 2附近区域,PandaX-4T实验开始触碰到所谓的“ 中微子地板 ”,即有可能探测到太阳中核聚变产生的硼8中微子同氙原子核的 相干散射信号 ,这种散射将是未来探测中微子的一个重要途径。

与此同时,国际上开始计划 几十吨级“终极”液氙探测实验 ,其中一个目标是将暗物质探测灵敏度推进到“中微子地板”。PandaX实验团队已经开展了相应的关键技术研发。

以液氩为靶物质 的探测器对大质量暗物质也有独特的探测灵敏度,几十吨级的低本底氩探测器的研发也在持续推进中。

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中国CDEX实验利用 点电极高纯锗探测器 ,可实现 低能量阈值的探测 ,对轻质量暗物质具有高灵敏度。

2021年CDEX实验公布了利用 kg·d曝光量的数据寻找有效场暗物质信号的结果。

直接探测实验中,暗物质和靶物质相互作用转移动量小,可以 用有效场算符的形式系统地研究 ,从而实现较为全面的覆盖多种可能的暗物质理论模型。

在分析中,CDEX实验将探测阈值降低到160 eV,针对小质量暗物质,系统性地给出了 非相对论下 多种类型有效场模型的耦合常数上限。

同时,利用 手征有效场理论 ,获得了6 GeV/ c 2质量以下世界最强的WIMP与pion介子散射截面的排除限。

目前CDEX实验正在开展50 kg级高纯锗探测阵列实验的研发,预期将探测灵敏度 提高2个数量级以上 。

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针对 小质量暗物质 ,直接探测实验也尝试不同探测方案来突破探测阈值的限制。

液氙探测实验 通过独立电离电子信号(S2-only)、Migdal或韧致辐射等次级效应来寻找小质量暗物质。

如 PandaX实验 在2021年初发表的S2-only数据分析结果,寻找暗物质和电子散射信号,在15~30 MeV/ c 2暗物质质量区间给出世界最强的 散射截面限制 。

SENSEI实验 采用了约2 g的高阻抗Skipper-CCD,在2020年底发表了24 d运行数据的结果,给出 MeV/ c 2质量的暗物质和电子散射信号世界最强的限制,以及 eV/ c 2质量的暗光子世界最强的限制。

SENSEI实验正在组装测试100 g探测模块,将 大幅度提升该质量范围的暗物质探测灵敏度 。

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在 暗物质间接探测 方面,中国暗物质探测卫星 DAMPE实验 和位于国际空间站的 AMS-02实验 继续积累数据。

2021年发表了AMS-02实验运行7 a以来的物理数据,给出 更加精确 的反电子、反质子等测量结果。

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在 对撞机探测 方面, 大型强子对撞机LHC 上的 ATLAS 和 CMS 实验不断深入分析Run-2运行时期的全部数据,寻找 暗物质产生过程 以及 中间传播子信号 。

对撞机探测不受原子核自旋大小的压制,通过寻找夸克或者胶子湮灭产生暗物质的过程,以及通过双喷注共振峰直接寻找轴矢量中间传播子,在一定的耦合常数下,可以 有效补充直接探测实验的结果 。

对撞机实验同时在寻找一些 复杂过程的暗物质模型 ,其中, 暗希格斯子模型 认为暗物质的质量起源有可能也存在类似希格斯子的破缺机制——暗希格斯子,暗希格斯子可以有和希格斯子类似的衰变过程。

ATLAS实验在2021年发表了 首个暗希格斯子衰变到2个矢量玻色子最终态的寻找结果 ,对中间传播子和暗希格斯子质量给出了限制。

LHC第三期取数Run-3即将开始,将累计更多的数据量进一步扫描多种暗物质产生模型。

中微子和粒子天体物理研究

粒子天体物理和粒子物理研究紧密联系, 宇宙线 具有地球上人造加速器无法达到的高能量,为我们认识极端高能物理过程、寻找新物理提供了宝贵的物质样本。

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2021年粒子天体物理领域最显著的成果来自中国国家重大 科技 基础设施—— 高海拔宇宙线观测站LHAASO 。

LHAASO于2021年完成建设并顺利通过工艺验收,正式进入科学运行阶段,以前所未有的灵敏度开展 伽马射线、宇宙线巡天观测 。

在建设期间,基于1/2阵列数据,LHAASO合作组发布了首批观测结果:发现 银河系中大量超高能宇宙加速器 ,为寻找河内宇宙线起源做出了重要推进;记录到 能量达 PeV的伽马射线光子 ,这是人类迄今为止观测到的最高能量光子,开创了超高能伽马射线这一崭新的天文窗口。

蟹状星云 是首批发现的12个超高能伽马射线源之一,一直作为伽马射线天文学的“标准烛光”,LHAASO的最新结果为此“标准烛光” 在超高能波段设定了亮度标准 。

LHAASO观测到来自蟹状星云方向的 PeV伽马射线光子

这些超高能伽马射线辐射产生PeV以上能段的电子,接近经典电动力学和理想磁流体力学理论所允许的加速极限, 对现有的粒子加速理论提出了严峻挑战 。

未来几年,LHAASO将持续对北天区开展巡天观测,扫描伽马射线源并精确测量“膝”区宇宙线能谱, 冲击宇宙线起源的世纪之谜 。

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另一种来自宇宙深处的重要物质样本是 高能中微子 。

2021年,位于南极冰层中的冰立方中微子天文台公布了首个 格拉肖共振事件 ——格拉肖预言,反电子中微子可与电子相互作用生成W-玻色子。产生格拉肖共振的中微子峰值能量为 PeV,可 从极端天体环境中得到 。

冰立方在此次簇射事例中测得 PeV的能量,考虑到簇射中的不可见能量,中微子能量被修正为约 PeV;事例中测到次级缪子的信号预示着 W-玻色子的强子衰变过程 ,为格拉肖共振提供了进一步证据。

冰立方的格拉肖共振事件再次验证了粒子物理标准模型, 揭示了天体反电子中微子的存在 。

对格拉肖共振事件的观测有望对天体中微子的产生机制做出限制。

未来几年是中微子天文学发展的关键时刻,国内外多个实验组提出了冰层、海洋、湖泊中的多种 下一代中微子望远镜方案 ,结合伽马射线、宇宙线、引力波的观测数据开展多信使天文学研究。

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在 超出标准三味中微子模型的新物理寻找 方面,位于美国费米国家加速实验室的MicroBooNE实验发布了新的测量结果,没有找到惰性中微子存在的迹象。

此前,LSND、MiniBooNE等 短基线实验 相继发现中微子的数量异常,引入第四种中微子—— 惰性中微子 。

MicroBooNE实验没有找到惰性中微子,表明其中的差异还需要进一步研究,中微子数量异常仍然是未解之谜。

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2021年,国际 无中微子双贝塔衰变实验 方向发展势头迅猛。

大型实验 中,CUORE和Kam⁃LAND-ZEN实验分别继续取数,GERDA的继任实验LEGEND-200即将开始运行。

国内无中微子双贝塔衰变实验在最近几年蓬勃发展,多个实验组提出了多种不同的实验方案,再次彰显了 马约拉纳中微子 这一问题的重要性和显著度。

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2021年, 中国江门中微子实验 的建设进展顺利,预期2023年开始取数,剑指中微子质量顺序、中微子混合参数的精确测量,有望率先获得具有国际竞争力的实验成果。

明天将介绍缪子反常磁矩研究、重味与强子物理研究、高能量前沿希格斯物理、电弱物理与新物理寻找这3个领域的进展,敬请关注!

论文全文发表于《 科技 导报》2022年第1期,原标题为《2021年粒子物理学热点回眸》,本文有删减,欢迎订阅查看。

我觉得有两方面的原因

其实杨米尔斯理论是早于杨振宁和李政道的宇称不守恒提出来的。但是当时整个理论本质上是一个数学框架,而且当时杨振宁曾经有一次在台上给别人作报告,下面大多都是大神,比如:原子弹之父奥本海默,上帝之鞭泡利,费米等等。而当他讲完整个理论的时候,曾经好几次喷过爱因斯坦的泡利站了出来,指出了一个让杨振宁哑口无言的问题,那就是“粒子的质量”问题,当时杨振宁下不来台,是在奥本海默的帮助下,才没有被为难。

而这也是早期杨米尔斯理论没有被受到重视的原因。后来希格斯提出了希格斯机制,这个问题才被解决掉。而现代的粒子标准模型的出现,更加确立了杨米尔斯理论的价值。

杨振宁已经因为宇称不守恒拿到了奖,所以很难再拿奖。

其次,目前来说,诺贝尔奖给别人颁奖,一般是一个人在同一学科最多拿一次,居里夫人是1个化学奖,1/4的物理奖,其实是不违反规则的。而巴丁拿了两次1/3的物理奖,连1个都不到。

历史 上,只有桑格一个人拿到了1+1/3=4/3个,分别是1958年(1个),1980(1/3个)除此之外,没有了。要知道这100多年的 历史 上,也就这一个人多拿到了1/3。即使像爱因斯坦这样的科学家也不列外。所以,杨振宁要凭借这个拿奖太难了。给杨米尔斯理论补漏和发展的两个团队拿到了诺奖。

其实这里有很多方面的原因

其实,杨米尔斯理论有时候被过分夸大了许多许多。很多人都说杨振宁是爱因斯坦之后最伟大的科学之一。但是其实某种程度上来说,他还只是“ 爱因斯坦之后 ”的伟大科学家,这不代表他真的做了和爱因斯坦一样的事情。爱因斯坦是提出了一套理论体系,几乎以一人之力构建了相对论。

而杨振宁呢?他和米尔斯的理论其实只是一个骨架,更确切地说只是一个数学框架(模型)。在这个骨架里其实很有很多需要查缺补漏的地方,他并不能算是一个完整的理论。而且,其实当年杨振宁在给物理学家讲解他的杨米尔斯理论时,有个叫泡利的科学家尖锐地指出了一个问题“质量”,当时杨振宁在台上都说不出话来。是的,整个理论的问题就在于“粒子的质量”问题,杨米尔斯理论并没有解决这个问题,其实同一时期的泡利也做了同样的事情,只是他被“粒子质量”问题所困扰,所以并没有发表该论文。

后来,随着粒子物理学发展,希格斯等人提出了相应的理论,并填补了之前杨米尔斯理论的所不能解决的问题,也就是“粒子的质量问题”,杨米尔斯理论的价值才被显现出来,在这个框架下,现代粒子标准模型被提出,并且统一强相互作用,弱相互作用和电磁作用。

所以,说是杨振宁和米尔斯最先提出了基础框架,在某种程度上是有问题的,首先是框架本身有问题,其实当时代也有人做了一样的研究,只是觉得有问题而没有发表。

其次,我们都知道杨振宁拿过诺奖,是对称性破缺(宇称不守恒),这个论文一发表,他们知道吴健雄来做实验验证,并且当年就完成了验证,第二年他们就获了奖。

也就是说,杨振宁其实拿到了1/2的诺奖。而诺奖其实有规定一个人在一个领域最好不要超过1个奖,所以,如果要颁给杨振宁杨米尔斯理论的诺奖,那就是再给他1/2,其实也是符合要求的。可问题是,米尔斯已经去世了。所以,再颁奖,杨振宁是要拿到1个奖的。1+1/2=>1,所以超过了这个潜规则的要求。因此诺奖不大可能再给他颁奖。其实有很多科学家都有这个问题,比如:爱因斯坦。如果按照成就来看,他至少拿6个,可是他也只得到了1个而已。

最后,我要说,其实杨振宁的成就不需要诺奖来锦上添花了,他完全配得上爱因斯坦之后最伟大的科学家之一,而且也是目前世界上最伟大的科学家之一。

《宇宙物理体系》简介: 它全文9万字,历时6年完工。它对旧物理基础概念定义作了一次全面检查维修及重建。它以寻找物质基本性质即物性为突破口重建物理学。它增加了若干新的基础概念定义。它完成了对宇宙大自然最基本最重要最普遍物象进行逐一解释,且逻辑自洽。

杨振宁摘得诺贝尔奖是在1957年,是因为发现了弱相互作用下宇称不守恒而获奖的,宇称不守恒的论文发表在1956年。当时人们还没有认识到,杨振宁的最伟大成果不是弱相互作用下宇称不守恒,而是和他的助手米尔斯合作发表在1954年的杨-米尔斯理论。

杨-米尔斯理论刚发表时只是一个数学框架,并且还有明显的没有解决好的漏洞,用他的这套模型不能解决粒子质量的来源问题。在杨振宁发表论文之前,泡利也做出了和杨振宁几乎一模一样的工作,当时泡利认识到这套模型不能解决粒子的质量来源问题,故他放弃了发表。

后来,希格斯等人研究对对称性自发破缺时给出了希格斯机制,粒子质量的来源问题才算是得到了解决,杨-米尔斯理论的重要性也就逐步体现了出来。弱相互作用与电磁相互作用就是在此基础上得到了统一,弱电统一理论是上个世纪足以和相对论媲美的辉煌科学成就,后来强相互作用也纳入到这个框架中。在希格斯粒子被发现后,建立在杨-米尔斯理论框架上的标准模型取得了巨大的成功,在此之前强相互作用的渐近自由也摘得了诺贝尔奖。

这个问题暗设了博大精深的理论就一定获得诺贝尔奖。所以质疑没有获得诺奖的杨米尔斯理论的博大精深,或者质疑诺奖的公正性。

那么我们来看看另一个更加极端的案例,爱因斯坦的相对论--无论是狭义相对论,还是广义相对论--都没有获得诺贝尔奖。爱因斯坦获奖的成就是光电效应,为量子力学奠定了基础,而不是他最博大精深的相对论。

因此,博大精深的理论不一定获得诺奖,没什么奇怪的。诺奖缺失掉一些重大成果,迄今也是最有价值的科学奖项。

很多人都在评论杨振宁的理论内容如何如何 ,当然每个人都有质疑的权利,毕竟一个东西提出来,那就要让人去理解和发表不同看法,以及提出不同的意见,毕竟理论的提出来就是为了证明一些东西的,但是在证明出来之前,任何理论都有质疑的空间,只要你有那个质疑的能力和道理,需要真才实学去用不同的理论去看待,而不是说一些没有用的话。

任何东西的质疑和反驳都要有足够的证据和说服力才行,而网上出现一些人去评论和质疑一个世界其他有名物理学家都承认的理论,感觉让人非常的 搞笑 ,一个能作为未来物理学发展方向的框架理论,在网上的一些人眼中竟然不算什么,这是多么厉害的人才会这样的认为。

杨振宁在物理界上的地位业内人士没有人会质疑,而质疑他成就最多的就是我们国内网上的一些人,不知道这是什么原因导致的,一个伟大的物理学家在世界上其他地方获得尊重,但是在国内却被一些人瞧不起被质疑被喷,这个反常的现象表现出来了当前的特殊现象,关键是喷的这些人什么成就都没有,不知道哪里来的底气,要反驳应该拿出反驳的成就出来,而不是一顿瞎说。

杨振宁在1957年获得诺贝尔奖,但是他的最高成就并不是因为这个诺贝尔奖获得的理论和发现,世界上他的知名度都是建立在杨—米尔斯理论,但是获得诺贝尔奖的并不是他的这个理论,只是为什么呢,正常来说他的这个理重要性高于宇宙不守恒定律才对,毕竟这是物理界公认的。

为什么他的这个更重要的物理理论没有获得诺贝尔奖呢?其实是因为有规定一个人不能同时重复在一个领域获得两次诺贝尔奖,也就是说在一个领域获得过诺贝尔奖后,以后就算在同一个领域获得更高成就也不能再次获得诺贝尔奖,一个人可以获得多个诺贝尔奖,前提是你有那个能力,再者就是要在不同的领域。

再者诺贝尔奖获得条件是在某一个领域有巨大发现和做出巨大贡献,杨振宁的理论在他获得诺贝尔奖之前没有完成,也没有获得理论性的证明,直到获奖以后不久他这个定律才初步完善,这个时候已经错过了机会,至于这些理论对与错,有多厉害,这个我们是外行人,没办法去对这些专业的东西进行评论,只是从基础性的方面来说他这个理论框架基础远远比那些利用基础获得突破的强,毕竟万丈高楼平地起,基础打好才能建高楼,没有基础那只是空中楼阁,任何的高 科技 都是从最基础的数学物理理论上建立起来的,构建基础框架的难度远远高于其他,这也是为什么他获得世界物理界认可的地位的原因,也只有我们国内的一些网上的人认为是过度吹捧了,而世界上的科学家物理学家都认可他的地位,真是非常有意思的现象。

杨米尔斯规范场理论,更多的是数学上的成就,是一个群的规范。这个理论跟很NB,但是这个理论不是标准模型,记住了,杨米尔斯理论跟标准模型不是一回事。

导读:自然界有四大基本作用力:强力、弱力、电磁力,科学家知道它们的作用效果,但是如何从本质上去诠释它们呢?这就需要粒子物理标准模型了,简单的说这个模型就是从本质上去诠释这四种相互作用力(引力目前除外)。

This theoretical model, already ranked alongside the works of Newton, Maxwell, and Einstein, will surely have a comparable influence on future generations.(这个理论模型,已经达到了与牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦的理论相提并论的高度,它将影响未来几代人的研究)。

以上这段话,是1994年美国著名的理论物理学奖项——“鲍尔奖”授予“杨——米尔斯理论”时的评语,对这个理论有非常高的评价。按照现代物理学的发展轨迹,大致来说,有四个里程碑式的阶段,第一阶段:以牛顿的“引力场论”为标志;第二阶段:以麦克斯韦的“电磁场论”为标志;第三阶段:以爱因斯坦的“相对场论”为标志;第四阶段,就是以杨——米尔斯理论为核心内容,而建立的“统一场论”(或者叫“规范场论”)为标志。所以说,杨振宁教授是一位能与牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦等伟大的物理学家并肩的理论物理学大师。这么说,是一点都不为过的。至少,目前仍然健在的物理学大师之中,没有成就比他更高的人了。

按理说,这么伟大的理论,获得诺贝尔物理学奖,应该是不在话下的,但事实并非如此,这是因为诺贝尔物理学奖的属性问题,诺贝尔物理学奖主要是针对实验物理而设立的,只对那些能用具体的物理实验来验证科学理论的物理学家进行奖励,并不看重建立理论公式的物理基础理论。爱因斯坦建立了著名的“相对论”,可是这并没有让他获得诺贝尔物理学奖,但是,爱因斯坦的“光电效应定律”被实验证明后,却获得了诺贝尔奖。同理,杨——米尔斯理论虽然没有获得诺贝尔奖,但是,基于杨——米尔斯理论所做出了的很多实验结果,却获得了诺贝尔奖。

所以说,杨——米尔斯理论确实是一个博大精深的物理“标准模型”,它所奠定的理论基础孕育了一系列的诺贝尔物理学奖。

爱因斯坦也仅仅因为光电效应得诺奖,这是诺奖评奖的局限性,但大师们的地位不是靠诺奖奠定的。真正的大师都是理论架构师,牛顿、麦克斯韦、爱因斯坦、狄拉克、杨振宁是一级别,当然牛顿和爱因斯坦几乎靠一己之力,其他几位则是理论奠基人,越复杂的理论越难以理解,需要的智力贡献越多,能参与的人也越少,比如基于杨米尔斯场论的标准粒子模型。

据New Atlas报道, 经过长达10年的分析,物理学家们的合作项目对一个关键粒子的质量进行了最精确的测量。 新的测量结果与基于标准模型的预测大不相同,暗示了新的物理学。

自从20世纪70年代开发以来,粒子物理学的标准模型在解释粒子的相互作用和大多数基本力量方面一直非常成功。它并没有涵盖一切--主要的缺失部分包括暗物质甚至是引力--但是它所涵盖的内容非常好,始终经得起测试其预测的实验。

但是现在,一种经过充分研究的粒子可能会威胁到这种标准模型。粒子的质量可以通过它们与标准模型中其他粒子的关系来计算,然后这种预测的质量可以与粒子对撞机中的实际测量结果进行比较,以测试标准模型的内部一致性。这个过程现在导致了一个重大的差异,这要归功于一个叫做W玻色子的不起眼的粒子。

W玻色子是携带弱力的基本粒子,调解像太阳中工作的那些核过程。根据标准模型,它们的质量与希格斯玻色子和一个叫做顶夸克的亚原子粒子的质量有关。在一项新研究中,美国能源部费米实验室对撞机探测器(CDF)合作的近400名科学家花了十年时间研究了从 Tevatron对撞机26年的数据中收集的420万个W玻色子候选者。从这个宝库中,该团队能够将W玻色子的质量计算到以内,使其比之前的最佳测量结果精确了一倍。

根据他们的计算,W玻色子的最新质量测量的中心值和不确定度为80433 9MeV/c2。这在以前的一些测量范围内,但远远超出了标准模型的预测范围,标准模型认为它的质量为80357 6MeV/c2。

进一步巩固了这一反常现象,研究人员最近还使用大型强子对撞机的数据测量了W玻色子的质量,并在1月份发表了一篇论文。一些没有参与这项研究的物理学家更愿意站在标准模型一边,这是可以理解的。

实验物理学家Martin Grünewald在《科学》杂志的一篇报道中说:“所有这些测量都声称测量的是同一个量。一定有人,我不会说是错的,但也许是犯了一个错误,或者把误差评估推得太厉害了。”

但是新的CDF分析的科学家们说,他们用来得出数字的程序经过了多年的适当审查。事实上,在这些质量检查完成之前,最终的测量值被隐藏在分析仪中。

CDF分析的主要作者Ashutosh Kotwal说:“我们的结果所涉及的改进和额外检查的数量是巨大的。我们考虑到了我们对粒子探测器的改进理解,以及对W玻色子与其他粒子相互作用的理论和实验理解方面的进展。当我们最终公布结果时,我们发现它与标准模型的预测不同。”

如果新的数字得到验证,它可能暗示着标准模型之外的未知粒子或新的物理学,它们正在干扰预期的相互作用。毕竟,研究人员已经知道这个框架是不完整的,而进一步的调查可能有助于揭开这个谜团。

“现在要靠理论物理学界和其他实验来跟进并揭开这个谜团,”CDF联合发言人David Toback说。“如果实验值和预期值之间的差异是由于某种新的粒子或亚原子相互作用造成的,这也是可能性之一,那么很有可能是在未来的实验中可以发现的东西。”

这项研究发表在《科学》杂志上。

粒子研究论文

1 引 言 磁性纳米粒子是近年来发展起来的一种新型材料,因其具有独特的磁学特性,如超顺磁性和高矫顽力,在生物分离和检测领域展现了广阔的应用前景[1]。同时,因磁性氧化铁纳米粒子具有小尺寸效应、良好的磁导向性、生物相容性、生物降解性和活性功能基团等特点[2~4], 在核磁共振成像、靶向药物、酶的固定、免疫测定等生物医学领域表现出潜在的应用前景[5~7]。但由于其较高的比表面积,强烈的聚集倾向,所以通常对其表面进行修饰,降低粒子的表面,能得到分散性好、多功能的磁性纳米粒子。对磁性纳米粒子的表面进行特定修饰,如果在修饰后的粒子上引入靶向剂、药物分子、抗体、荧光素等多种生物分子,可以改善其分散稳定性和生物相容性, 以实现特定的生物医学应用。此外,适当的表面修饰或表面功能化还可以调节磁性纳米粒子表面的反应活性[8],从而使其应用在细胞分离、蛋白质纯化、核酸分离和生物检测等领域。本文介绍了磁性氧化铁纳米粒子的制备方法, 比较了各种制备方法的优缺点,并对其在生物分离及检测中应用的最新进展进行了评述。2 磁性氧化铁纳米粒子的合成方法 磁性纳米粒子的制备是其应用的基础。目前已发展了多种合成和制备方法,如共沉淀法、水热合成法、溶胶凝胶法和微乳液法等,上述方法均可制备高分散、粒度分布均匀的纳米粒子,并能方便地对其表面进行化学修饰,这些方法的优点和缺点见表1。 在这些合成方法当中,共沉淀法是水相合成氧化铁纳米粒子最常用的方法。该方法制备的磁性纳米颗粒具有粒径小,分散均匀,高度生物相容性等优点,但制得的颗粒存在形状不规则,结晶差等缺点。通过在反应体系中加入柠檬酸,可得到形状规则、分散性好的纳米粒子。利用这种方法合成的磁性纳米材料被广泛应用在生物化学及生物医学等领域[9]。微乳液法制备纳米粒子,产物均匀、单分散,可长期保持稳定,通过控制胶束、结构、极性等,可望从分子规模来控制粒子的大小、结构、特异性等。微乳液合成的磁性纳米粒子仅溶于有机溶剂,其应用受到限制。通常需要在磁性纳米粒子的表面修饰上亲水分子,使其溶于水,从而能应用于生物、医学等领域。 热分解法是有机相合成氧化铁纳米粒子最多也是最稳定的方法。利用热分解法制备的纳米Fe3O4颗粒产物具有好的单分散性,且呈疏水性,可以长期稳定地分散于非极性有机溶剂中。该方法合成的氧化铁纳米粒子虽然具有粒径均一的特点,但必须在其表面偶联亲水性及生物相容性好的生物分子或制备成核壳结构,才可用于生物医学领域。表1 磁性氧化铁纳米粒子的制备方法(略)此外,绿色化学和生物方法合成氧化铁纳米粒子也备受关注[28,29]。磁性氧化铁纳米粒子除具有的表面效应、小尺寸效应、量子效应、宏观量子隧道效应等纳米粒子基本特性外,它同时还具有超顺磁特性、类酶催化特性和生物相容性等特殊性质,因此在医学和生物技术领域中的应用引起了人们的广泛兴趣。 3 磁性氧化铁纳米材料在生物分离与生物检测的应用 磁性氧化铁纳米材料在生物分离的应用 磁性氧化铁纳米粒子可以通过外界磁场来控制纳米粒子的磁性能,从而达到分离的目的,如细胞分离[30,31]、蛋白分离[32] 和核酸分离[33]等。此外磁性氧化铁纳米粒子由于兼有纳米、磁学和类酶催化活性等性能,不仅能够实现被检测物的分离和富集,而且能够使检测信号放大,在生物分析领域也都具有很好的应用前景[34,35]。磁性纳米粒子(MNP)能够应用于这些领域主要基于它的表面化学修饰,包括非聚合物有机固定、聚合物有机固定、无机分子固定及靶向配体修饰等[36](图1)。纳米粒子表面功能化修饰是目前研究的热点。 磁性氧化铁纳米材料在细胞分离方面的应用 细胞分离技术的目的是快速获得所需目标细胞。传统细胞分离技术主要根据细胞的大小、形态以及密度的差异进行分离,如采用微滤、超滤以及超离心等方法。这些方法操作简单,但是特异性差,而且存在纯度不高、制备量偏小、影响细胞活性等缺点,因此未能被广泛地用于细胞的纯化研究[37]。近年来,随着对磁性纳米粒子研究的深入,人们开始利用磁性纳米粒子来分离细胞[38,39]。如磁性氧化铁纳米粒子在其表面接上具有生物活性的吸附剂或配体(如抗体、荧光物质、外源凝结素等),利用它们与目标细胞的特异性结合,在外加磁场的作用下将细胞分离、分类以及对其种类、数量分布进行研究。张春明等[40]运用化学连接方法将单克隆抗体CD133连接到SiO2/Fe3O4复合粒子的表面得到免疫磁性Fe3O4纳米粒子,利用它分离出单核细胞和CD133细胞。经培养后可以看出,分离出来的CD133细胞与单核细胞一样,具有很好的活性,能够正常增殖形成集落,并且在整个分离过程中对细胞的形态以及活性没有明显的毒副作用,这与Kuhara等[30]]报道的采用磁分离技术分离CD19+和CD20+细胞的结果一致。Chatterjee等[39]采用外源凝结素分别修饰聚苯乙烯包被的磁性Fe3O4微球和白蛋白磁性微球,利用凝结素与红细胞良好的结合能力,快速、高效的分离了红细胞。此外,磁性粒子在分离癌细胞和正常细胞方面的动物实验也已获得成功。 磁性氧化铁纳米材料在蛋白质和核酸分离中的应用 利用传统的生物学技术(如溶剂萃取技术等)来分离蛋白质和核酸程序非常繁杂,而磁分离技术是分离蛋白、核酸及其他生物分子便捷而有效的方法。目前在外磁场作用下,超顺磁性氧化铁纳米粒子已广泛应用于蛋白质和核酸的分离。 Liu等[41]利用聚乙烯醇等表面活性剂存在下制备出共聚磁性高分子微球,表面用乙二胺修饰后用于分离鼠腹水抗体,得到很好的分离效果。Xu等[42]在磁性氧化铁纳米粒子表面偶联多巴胺分子,用于多种蛋白质的分离纯化。多巴胺分子具有二齿烯二醇配体,它可以与氧化铁纳米粒子表面配位不饱和的Fe原子配位,形成纳米颗粒多巴胺复合物,此复合物可以进一步偶联次氨基三乙酸分子(NTA),NTA分子可特异螯合Ni+,对于具有6×His标签的蛋白质的分离纯化方面表现出很高的专一性。Liu等[43]用硅烷偶联剂(AEAPS)对核壳结构的SiO2/Fe2O3复合粒子的表面进行处理,研究复合磁性粒子对牛血清白蛋白(BSA)的吸附情况,结果表明BSA与磁性复合粒子之间是通过化学键作用被吸附的,复合粒子对BSA的最大吸附量达86 mg/g,显示出在白蛋白的分离和固定上有很大的应用潜力。Herdt等[44]利用羧基修饰的吸附/解离速度快的核壳型(Fe3O4/PAA)磁性纳米颗粒与Cu2+亚氨基二乙酸(IDA)共价交联,通过Cu2+与组氨酸较强的亲和能力实现了组氨酸标记蛋白的选择性分离,分离过程如图2所示。 磁性纳米粒子也是核酸分子分离的理想载体[45]。DNA/mRNA含有单一碱基错位,它们的富集和分离在人类疾病诊断学、基因表达研究方面有着至关重要的作用。Zhao等[46]合成了一种磁性纳米基因捕获器,用于富集、分离、检测痕量的DNA/mRNA分子。这种材料以磁性纳米粒子为核,包覆一层具有生物相容性的SiO2保护层,表面再偶联抗生素蛋白维生素H分子作为DNA分子的探针,可以将10-15 mol/L DNA/mRNA有效地富集,并能实时监控产物。Tayor等[47]用硅酸钠水解法、正硅酸乙酯水解法制备SiO2/Fe2O3磁性纳米粒子并对DNA进行了分离。结果表明,SiO2功能化的Fe2O3磁性纳米粒子对DNA的吸附分离效果明显好于单独Fe2O3磁性纳米粒子的分离效果,但是其吸附机理有待进一步研究。 磁性氧化铁纳米材料在生物检测中的应用 基于磁学性能的生物检测磁性氧化铁纳米粒子因其特有的磁导向性、小尺寸效应及其偶联基团的活性,兼有分离和富集地作用,使其在生物检测领域有广泛的应用。当检测目标为低含量的蛋白分子时,不能通过聚合酶链反应(PCR)对其信号进行放大,而磁微球与有机染料或量子点荧光微球结合可以对某些特异性蛋白、细胞因子、抗原和核酸等进行多元化检测,实现信号放大的作用。Yang等[48]采用一对分子探针分别连接荧光光学条码(彩色)和磁珠(棕色),对DNA(顶端镶板)和蛋白质(底截镶板)生物分子进行目标分析(图3)。如果目标DNA序列或蛋白存在,它将与两个磁珠结合一起,形成了一个三明治结构,经过磁选,光学条码可以在单磁珠识别目标水平下,通过分光光度计或是在流式细胞仪读出。通过此方法检测目标分子是基于数百万个荧光基团组成的微米尺寸光学条码信号的扩增而检测出来,其基因和蛋白的检出限可达到amol/L量级,甚至更低。 Nam等[49]利用多孔微粒法(每个微粒可填充大量条形码DNA)和金纳米微粒为基础的比色法生物条形码检测技术检测了人白细胞介素2(IL2),检出限可达到30 amol/L,比普通的酶联免疫分析技术的灵敏度高3个数量级。Oh等 [50]利用荧光为基础的生物条形码放大方法检测了前列腺特异性抗原(PSA)的水平,其检出限也低于300 amol/L,而且实现了快速检测。 在免疫检测中,磁性纳米粒子作为抗体的固相载体,粒子上的抗体与特性抗原结合,形成抗原抗体复合物,在磁力作用下,使特异性抗原与其它物质分离,克服了放免和酶联免疫测定方法的缺点。这种分离具有灵敏度高、检测速度快、特异性高、重复性好等优点。Yang等[51]通过反相微乳液法制备了粒径很小的SiO2包覆的Fe3O4磁性纳米粒子,生物分子通过诱导这些高单分散的磁性纳米粒子可用于酶的固定和免疫检测。Lange等[52]采用直接或三明治固相免疫法(生物素基化抗IgG抗体和共轭连接链霉素的磁性纳米粒子组成三明治结构)和超导量子干涉法(SQUID),研究它们在确定抗原、抗体相互作用免疫检测中的应用,结果表明特异性键合的磁性纳米颗粒的驰豫信号大小依赖于抗原(人免疫球蛋白G,IgG)的用量,这种磁弛豫(Magnetic relaxation)免疫检测方法得到的结果与广泛使用的ELISA方法的结果相当。 因磁性纳米粒子独特的性能,在生物传感器上也有潜在的应用前景。Fan等[53]在磁珠上偶联被检测物的一级抗体,在金纳米颗粒上连接二级抗体,两者反应后,利用HClNaClBr2将Au氧化为Au3+,催化发光胺(Luminol)化学发光,人免疫球蛋白G(IgG)的检出限可达2 × 10-10 mol/L ,实现了磁性纳米颗粒化学发光免疫结合的方法对IgG进行生物传感分析(图4)。 类酶催化特性在生物检测中的应用 Cao等[54]发现Fe3O4磁性纳米粒子能够催化H2O2氧化3,3',5,5'四甲基联苯胺(TMB)、3,3'二氨基联苯胺四盐酸盐(DAB)和邻苯二胺(OPD),使其发生显色反应,具有类辣根过氧化物酶(HRP)活性(图5),而且其催化活性比相同浓度的辣根过氧化物酶高40倍。并且Fe3O4磁性纳米粒子可以运用磁分离手段进行重复性利用,显著降低了生物检测的实验成本,利用此特性可进行多种生物分子的检测。 利用葡萄糖氧化酶(GOx)与Fe3O4磁性纳米粒子催化葡萄糖的反应(见式(1)和(2)),通过比色法检测葡萄糖,其检测的灵敏度达到5×10-5 ~ 1×10-3 mol/L 。由于Fe3O4磁性纳米粒子制备简单、稳定性好、活性高,成本低,因而比普通酶更有竞争优势,这也为葡萄糖的检测提供了高灵敏度和选择性的分析方法,在生物传感领域的应用上展现了巨大的潜能,为糖尿病人疾病的诊断提供了快速、灵敏的检测方法。然而要提高检测灵敏度,合成催化效率高的Fe3O4磁性纳米粒子及多功能磁性纳米粒子是关键。Peng等[56]用电化学方法比较了不同尺寸Fe3O4纳米粒子的催化活性发现,随着尺寸的变小,磁性纳米粒子的催化活性变高。Wang等[57]制备的单分散哑铃型PtFe3O4纳米粒子,由于本身尺寸和结构特点,可更大限度地提高催化活性。本研究组已经合成了分散性好和磁性高的氧化铁纳米粒子并对其进行了表征,利用其磁学和催化特性,已开展了葡萄糖等生物分子的检测,该方法的检出限达到1 μmol/L,具有灵敏度高、操作简便和成本低等优点[58]。总之,Fe3O4磁性氧化铁纳米粒子不但具有显著的超顺磁性,而且具有类辣根过氧化物酶催化特性,可通过使用过氧化物敏感染料,设计了一系列(如乙肝病毒表面抗原等)的免疫检测模型[59],因此超顺磁性纳米粒子在生物分离和免疫检测领域具有广阔的应用前景。4 结 语 随着纳米技术的迅速发展,磁性氧化铁纳米粒子的开发及其在生物医学、生物分析、生物检测等领域的潜在应用已经越来越受到重视,但同时也面临很多挑战和问题。(1)构建并制备尺寸小、粒径均一、分散性和生物相容性好及催化性能高的多功能磁性纳米粒子;(2)根据被检测生物分子的特点设计多功能磁性氧化铁纳米粒子,实现高灵敏度、特异性检测;(3)利用纳米氧化铁颗粒作为分子探针进行实时、在线、原位、活体和细胞内生物分子的检测。这些问题不仅是纳米材料在生物分子检测领域应用需要解决的难点,也是目前其进行生物分子检测研究的热点和重点。【参考文献】 1 Perez J M, Simeone F J, Saeki, Y, Josephson L, Weissleder R. 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粒子滤波(PF: Particle Filter)的思想基于蒙特卡洛方法(Monte Carlo methods),它是利用粒子集来表示概率,可以用在任何形式的状态空间模型上。其核心思想是通过从后验概率中抽取的随机状态粒子来表达其分布,是一种顺序重要性采样法(Sequential Importance Sampling)。简单来说,粒子滤波法是指通过寻找一组在状态空间传播的随机样本对概率密度函数 进行近似,以样本均值代替积分运算,从而获得状态最小方差分布的过程。这里的样本即指粒子,当样本数量N→∝时可以逼近任何形式的概率密度分布。尽管算法中的概率分布只是真实分布的一种近似,但由于非参数化的特点,它摆脱了解决非线性滤波问题时随机量必须满足高斯分布的制约,能表达比高斯模型更广泛的分布,也对变量参数的非线性特性有更强的建模能力。因此,粒子滤波能够比较精确地表达基于观测量和控制量的后验概率分布,可以用于解决SLAM问题。粒子滤波的应用粒子滤波技术在非线性、非高斯系统表现出来的优越性,决定了它的应用范围非常广泛。另外,粒子滤波器的多模态处理能力,也是它应用广泛有原因之一。国际上,粒子滤波已被应用于各个领域。在经济学领域,它被应用在经济数据预测;在军事领域已经被应用于雷达跟踪空中飞行物,空对空、空对地的被动式跟踪;在交通管制领域它被应用在对车或人视频监控;它还用于机器人的全局定位。粒子滤波的缺点虽然粒子滤波算法可以作为解决SLAM问题的有效手段,但是该算法仍然存在着一些问题。其中最主要的问题是需要用大量的样本数量才能很好地近似系统的后验概率密度。机器人面临的环境越复杂,描述后验概率分布所需要的样本数量就越多,算法的复杂度就越高。因此,能够有效地减少样本数量的自适应采样策略是该算法的重点。另外,重采样阶段会造成样本有效性和多样性的损失,导致样本贫化现象。如何保持粒子的有效性和多样性,克服样本贫化,也是该算法研究重点。粒子滤波的发展改进策略马尔可夫链蒙特卡洛(MCMC)方法通过构造Markov链,产生来自目标分布的样本,并且具有很好的收敛性。在SIS的每次迭代中,结合MCMC使粒子能够移动到不同地方,从而可以避免退化现象,而且Markov链能将粒子推向更接近状态概率密度函数(probability density function,(PDF))的地方,使样本分布更合理。基于MCMC改进策略的方法有许多,常用的有Gibbs采样器和MetropolisHasting方法。粒子滤波器(UPF)Unscented Kalman滤波器(UKF)是Julier等人提出的。EKF(Extended Kalman Filter)使用一阶Taylor展开式逼近非线性项,用高斯分布近似状态分布。UKF类似于EKF,用高斯分布逼近状态分布,但不需要线性化只使用少数几个称为Sigma点的样本。这些点通过非线性模型后,所得均值和方差能够精确到非线性项Taylor展开式的二阶项,从而对非线性滤波精度更高。Merwe等人提出使用UKF产生PF的重要性分布,称为Unscented粒子滤波器(UPF),由UKF产生的重要性分布与真实状态PDF的支集重叠部分更大,估计精度更高。-Blackwellised粒子滤波器(RBPF)在高维状态空间中采样时,PF的效率很低。对某些状态空间模型,状态向量的一部分在其余部分的条件下的后验分布可以用解析方法求得,例如某些状态是条件线性高斯模型,可用Kalman滤波器得到条件后验分布,对另外部分状态用PF,从而得到一种混合滤波器,降低了PF采样空间的维数,RBPF样本的重要性权的方差远远低于SIR方法的权的方差,为使用粒子滤波器解决 SLAM问题提供了理论基础。而Montemerlo等人在2002年首次将Rao-Blackwellised粒子滤波器应用到机器人SLAM中,并取名为FastSLAM算法。该算法将SLAM问题分解成机器人定位问题和基于位姿估计的环境特征位置估计问题,用粒子滤波算法做整个路径的位姿估计,用EKF估计环境特征的位置,每一个EKF对应一个环境特征。该方法融合EKF和概率方法的优点,既降低了计算的复杂度,又具有较好的鲁棒性。最近几年,粒子方法又出现了一些新的发展,一些领域用传统的分析方法解决不了的问题,现在可以借助基于粒子仿真的方法来解决。在动态系统的模型选择、故障检测、诊断方面,出现了基于粒子的假设检验、粒子多模型、粒子似然度比检测等方法。在参数估计方面,通常把静止的参数作为扩展的状态向量的一部分,但是由于参数是静态的,粒子会很快退化成一个样本,为避免退化,常用的方法有给静态参数人为增加动态噪声以及Kernel平滑方法,而Doucet等提出的点估计方法避免对参数直接采样,在粒子框架下使用最大似然估计(ML)以及期望值最大(EM)算法直接估计未知参数。

颗粒制剂质量标准研究论文

药品经营管理毕业论文的写作要求、流程与写作技巧广义来说,凡属论述科学技术内容的作品,都称作科学著述,如原始论著(论文)、简报、综合报告、进展报告、文献综述、述评、专著、汇编、教科书和科普读物等。但其中只有原始论著及其简报是原始的、主要的、第一性的、涉及到创造发明等知识产权的。其它的当然也很重要,但都是加工的、发展的、为特定应用目的和对象而撰写的。下面仅就论文的撰写谈一些体会。在讨论论文写作时也不准备谈有关稿件撰写的各种规定及细则。主要谈的是论文写作中容易发生的问题和经验,是论文写作道德和书写内容的规范问题。论文写作的要求下面按论文的结构顺序依次叙述。(一)论文——题目科学论文都有题目,不能“无题”。论文题目一般20字左右。题目大小应与内容符合,尽量不设副题,不用第1报、第2报之类。论文题目都用直叙口气,不用惊叹号或问号,也不能将科学论文题目写成广告语或新闻报道用语。(二)论文——署名科学论文应该署真名和真实的工作单位。主要体现责任、成果归属并便于后人追踪研究。严格意义上的论文作者是指对选题、论证、查阅文献、方案设计、建立方法、实验操作、整理资料、归纳总结、撰写成文等全过程负责的人,应该是能解答论文的有关问题者。现在往往把参加工作的人全部列上,那就应该以贡献大小依次排列。论文署名应征得本人同意。学术指导人根据实际情况既可以列为论文作者,也可以一般致谢。行政领导人一般不署名。(三)论文——引言 是论文引人入胜之言,很重要,要写好。一段好的论文引言常能使读者明白你这份工作的发展历程和在这一研究方向中的位置。要写出论文立题依据、基础、背景、研究目的。要复习必要的文献、写明问题的发展。文字要简练。(四)论文——材料和方法 按规定如实写出实验对象、器材、动物和试剂及其规格,写出实验方法、指标、判断标准等,写出实验设计、分组、统计方法等。这些按杂志 对论文投稿规定办即可。(五)论文——实验结果 应高度归纳,精心分析,合乎逻辑地铺述。应该去粗取精,去伪存真,但不能因不符合自己的意图而主观取舍,更不能弄虚作假。只有在技术不熟练或仪器不稳定时期所得的数据、在技术故障或操作错误时所得的数据和不符合实验条件时所得的数据才能废弃不用。而且必须在发现问题当时就在原始记录上注明原因,不能在总结处理时因不合常态而任意剔除。废弃这类数据时应将在同样条件下、同一时期的实验数据一并废弃,不能只废弃不合己意者。实验结果的整理应紧扣主题,删繁就简,有些数据不一定适合于这一篇论文,可留作它用,不要硬行拼凑到一篇论文中。论文行文应尽量采用专业术语。能用表的不要用图,可以不用图表的最好不要用图表,以免多占篇幅,增加排版困难。文、表、图互不重复。实验中的偶然现象和意外变故等特殊情况应作必要的交代,不要随意丢弃。(六)论文——讨论 是论文中比较重要,也是比较难写的一部分。应统观全局,抓住主要的有争议问题,从感性认识提高到理性认识进行论说。要对实验结果作出分析、推理,而不要重复叙述实验结果。应着重对国内外相关文献中的结果与观点作出讨论,表明自己的观点,尤其不应回避相对立的观点。 论文的讨论中可以提出假设,提出本题的发展设想,但分寸应该恰当,不能写成“科幻”或“畅想”。(七)论文——结语或结论 论文的结语应写出明确可靠的结果,写出确凿的结论。论文的文字应简洁,可逐条写出。不要用“小结”之类含糊其辞的词。(八)论文——参考义献 这是论文中很重要、也是存在问题较多的一部分。列出论文参考文献的目的是让读者了解论文研究命题的来龙去脉,便于查找,同时也是尊重前人劳动,对自己的工作有准确的定位。因此这里既有技术问题,也有科学道德问题。一篇论文中几乎自始至终都有需要引用参考文献之处。如论文引言中应引上对本题最重要、最直接有关的文献;在方法中应引上所采用或借鉴的方法;在结果中有时要引上与文献对比的资料;在讨论中更应引上与 论文有关的各种支持的或有矛盾的结果或观点等。一切粗心大意,不查文献;故意不引,自鸣创新;贬低别人,抬高自己;避重就轻,故作姿态的做法都是错误的。而这种现象现在在很多论文中还是时有所见的,这应该看成是利研工作者的大忌。其中,不查文献、漏掉重要文献、故意不引别人文献或有意贬损别人工作等错误是比较明显、容易发现的。有些做法则比较隐蔽,如将该引在引言中的,把它引到讨论中。这就将原本是你论文的基础或先导,放到和你论文平起平坐的位置。又如 科研工作总是逐渐深人发展的,你的工作总是在前人工作基石出上发展起来做成的。正确的写法应是,某年某人对本题做出了什么结果,某年某人在这基础上又做出了什么结果,现在我在他们基础上完成了这一研究。这是实事求是的态度,这样表述丝毫无损于你的贡献。有些论文作者却不这样表述,而是说,某年某人做过本题没有做成,某年某人又做过本题仍没有做成,现在我做成了。这就不是实事求是的态度。这样有时可以糊弄一些不明真相的外行人,但只需内行人一戳,纸老虎就破,结果弄巧成拙,丧失信誉。这种现象在现实生活中还是不少见的。(九)论文——致谢 论文的指导者、技术协助者、提供特殊试剂或器材者、经费资助者和提出过重要建议者都属于致谢对象。论文致谢应该是真诚的、实在的,不要庸俗化。不要泛泛地致谢、不要只谢教授不谢旁人。写论文致谢前应征得被致谢者的同意,不能拉大旗作虎皮。(十)论文——摘要或提要:以200字左右简要地概括论文全文。常放篇首。论文摘要需精心撰写,有吸引力。要让读者看了论文摘要就像看到了论文的缩影,或者看了论文摘要就想继续看论文的有关部分。此外,还应给出几个关键词,关键词应写出真正关键的学术词汇,不要硬凑一般性用词。

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【关键词】 靶向给药;药剂学;药物载体0引言常规剂型的药物经静脉、口服或局部注射后,药物分布于全身,真正到达治疗靶区的药物量仅为给药量的小部分,而大部分药物在非靶区的分布不仅无治疗作用,还会带来毒副作用. 因此,药物新剂型的开发已成为现代药剂学发展的一个方向,其中靶向给药系统(Targeted drug delivery system, TDDS)的研究已经成为药剂学研究热点〔1〕. TDDS指一类能使药物浓集定位于病变组织、器官、细胞或细胞内的新型给药系统. 靶向制剂具有疗效高、药物用量少. 毒副作用小等优点. 理想的TDDS应在靶器官或作用部位释药,同时全身摄取很少,这样,既可提高疗效,又可降低药物的毒副作用. TDDS要求药物能到达靶器官、靶细胞,甚至细胞内的结构,并要求有一定浓度的药物停留相当长的时间,以便发挥药效. 成功的TDDS应具备3个要素:定位蓄积、控制释药、无毒可生物降解. 靶向制剂包括被动靶向制剂、主动靶向制剂和物理化学靶向制剂3大类. 目前,实现靶向给药的主要方法有载体介导、受体介导、前药、化学传递系统等. 现就靶向给药方法研究进展作一介绍.1载体介导的靶向给药常用的靶向给药载体是各种微粒. 微粒给药系统具有被动靶向的性能. 有机药物经微粒化可提高其生物利用度及制剂的均匀性、分散性和吸收性,改变其体内分布. 微粒给药系统包括脂质体(LS),纳米粒(NP)或纳米囊(NC),微球(MS)或微囊(MC),细胞和乳剂等. 微粒靶向于各器官的机制在于网状内皮系统(RES)具有丰富的吞噬细胞,可将一定大小的微粒( μm)作为异物摄取于肝、脾;较大的微粒(7~30 μm)不能滤过毛细血管床,被机械截留于肺部;而小于50 nm的微粒可通过毛细血管末梢进入骨髓.肝癌、肝炎等肝脏疾病是常见病和多发病,但目前药物治疗效果很不理想,其原因除药物本身药理作用尚不够理想外,不能将药物有效地输送至肝脏的病变部位也是一重要原因. 将一些抗肿瘤、抗肝炎药物制备成微粒,给药后可增加药物的肝靶向性. 米托蒽醌白蛋白微球(DHAQ BSA MS)的体内分布研究发现,给药20 min时,DHAQ BSA MS和米托蒽醌(DHAQ)在小鼠体内分布有显著差异,DHAQ BSA MS约有80%的药物集中在肝脏,而以上的DHAQ存在于血液中〔2〕. 张莉等〔3〕考察去甲斑蝥素(NCTD)微乳的形态、粒径分布及生物安全性,研究NCTD微乳及其注射液在小鼠体内的组织分布,结果表明,NCTD微乳较NCTD注射液增强了药物的肝靶向性,降低了肾脏分布,在一定程度上延长药物在小鼠体内的循环时间. 纳米粒和纳米囊肝靶向制剂的研究报道较多,如氟尿嘧啶、阿霉素、羟基喜树碱、狼毒乙素、环孢素等抗癌药物都被制成了纳米靶向制剂〔4〕. 王剑红等〔5〕采用二步法制备米托蒽醌明胶微球,粒径在 μm范围的占总数,体外释药与原药相比延长了4倍. 经小鼠体内分布试验表明具有明显的肺靶向性,靶向效率增加了3~35倍,肺中药代动力学行为可用一室开放模型描述,平均滞留时间延长10 h. 在纳米粒表面上包封亲水性表面活性剂,或通过化学方法连接上聚乙二醇或其衍生物,可以减少与网状内皮细胞膜的亲和性,从而避免网状内皮细胞的吞噬,提高毫微粒对脑组织的靶向性. Gulyaev等〔6〕以生物降解材料聚氰基丙烯酸丁酯为载体,以吐温80为包封材料制备了阿霉素毫微粒,研究结果表明脑中阿霉素浓度是对照组的60倍. 一些易于分解的多肽或不能通过血脑屏障的药物(如达拉根、洛哌丁胺、筒箭毒碱)通过制成包有吐温80的生物降解毫微粒在动物身上已取得一定的靶向治疗效果〔7〕. 研究表明粒径是影响微粒进入骨髓的关键因素,粒径越小越容易进入骨髓. 彭应旭等〔8〕制得不同粒径的柔红霉素聚氰基丙烯酸正丁酯毫微粒,小鼠尾静脉给药,小粒径组(70±24) nm骨髓内柔红霉素浓度是大粒径组(425±75) nm的倍. 骨髓会因肿瘤浸润、化疗药物或严重感染受到抑制. 研究表明,多种生长因子,如人粒细胞集落刺激因子(GCSF),粒细胞巨噬细胞集落刺激因子(GMCSF)可促使骨髓细胞自我更新、分裂增殖,并提高其活性. 利用骨髓靶向载体可提高药物在骨髓内分布,并避免血象中的不良反应. Gibaud等〔9〕以聚氰基丙烯酸异丁酯、异己酯毫微粒为载体携带GCSF,提高了其在骨髓内的分布.基因治疗是一种专一性的靶向治疗. 基因治疗就是利用基因转移技术将外源重组基因或核酸导入人体靶细胞内,以纠正基因缺陷或其表达异常. 纳米颗粒作为基因载体具有一些显著的优点. 纳米颗粒能包裹、浓缩、保护核苷酸,使其免遭核酸酶的降解;比表面积大,具有生物亲和性,易于在其表面耦联特异性的靶向分子,实现基因治疗的特异性;在循环系统中的循环时间较普通颗粒明显延长,在一定时间内不会像普通颗粒那样迅速地被吞噬细胞清除;让核苷酸缓慢释放,有效地延长作用时间,并维持有效的产物浓度,提高转染效率和转染产物的生物利用度;代谢产物少,副作用小,无免疫排斥反应等.2受体介导的靶向给药利用细胞表面的受体设计靶向给药系统是最常见的主动靶向给药系统. 去唾液酸糖蛋白受体(ASGPR)是一种跨膜糖蛋白,它存在于哺乳动物的肝实质细胞上. 其主要功能是去除唾液酸糖蛋白和凋亡细胞、清除脂蛋白. 研究发现,ASGPR能特异性地识别N乙酰氨基半乳糖、半乳糖和乳糖,利用这些特性可以将一些外源的功能性物质经过半乳糖等修饰后,定向地转入到肝细胞中发挥作用. Lee等合成了三分枝N乙酰氨基半乳糖糖簇YEE,它与肝细胞的结合能力为乙酰氨基半乳糖单糖的1万倍. 我们考察了半乳糖苷修饰的十六酸拉米夫定酯固体脂质纳米粒(LAPGSLN)的肝靶向性,其靶向效率为,比未修饰纳米粒的靶向效率高倍〔10〕. 药物通过与大分子载体连接,再对载体进行半乳糖化,可以产生较好的肝靶向效果. 若能使药物直接半乳糖化,则可以简化耦联环节,提高靶向效率. 这一思路对蛋白类药物而言,较易实现. 蛋白质或多肽(分子质量在一定范围)在连接上半乳糖后,都有可能成为受体结合的肝靶向性物质. 小分子物质经类似途径能否靶向于肝,取决于糖和药物密度、分子质量、摄取屏障等多方面因素. 小分子药物共价连接乳糖或半乳糖,初步揭示其靶向性并不好,有关机制和可行性尚待进一步探讨.半乳糖基化壳聚糖(GC)与质粒pEGFPN1混和制备成纳米微囊复合物,体外转染SMMC7721细胞. 将含1 mg质粒的纳米微囊经肝动脉和门静脉注射入犬体内,实验结果表明半乳糖基化壳聚糖在体外有较高的转染率,在犬体内有肝靶向性,可用作肝靶向基因治疗的载体〔11〕. 大多数肿瘤细胞表面的叶酸受体数目和活性明显高于正常细胞. 以叶酸作为导向淋巴系统或肿瘤细胞的放射性核素的载体,同时将叶酸作为靶向肿瘤细胞的抗肿瘤药物的载体已做了广泛的研究〔12〕.表皮生长因子受体(EGFR)是一种跨膜糖蛋白,由原癌基因cerbB1所编码,是erbB受体家族之一,在多种肿瘤中观察到EGFR高水平的表达,如神经胶质细胞瘤、前列腺癌、乳腺癌、胃癌、结直肠癌、卵巢癌和胸腺上皮癌等. 针对富集EGFR的恶性肿瘤,方华圣等〔13〕成功地建立了EGFR富集的恶性肿瘤的靶向基因治疗方法.3抗体介导的靶向给药mAb是药物良好的靶向性载体, 将其通过共价交联或吸附到药物载体(如脂质体、毫微粒、微球、磁性载体等)或药物具有自身抗体(如红细胞)或抗体与细胞毒分子形成结合物,避免其对正常组织毒性,选择性发挥抗肿瘤作用. 徐凤华等〔14〕利用己二酰肼制备腙键连接的聚谷氨酸表阿霉素,然后使其与单抗交联制得偶合物. 偶合物较好地保留了抗体活性,体外细胞毒性较游离药物略有下降,但表现出单抗介导的靶细胞选择性杀伤作用,为其进一步制备细胞靶向的肿瘤化疗药物奠定了基础.用于治疗白血病的CMA676是由一种人源化的mAb hp 与新型的抗肿瘤抗生素calicheamicin的N乙酰γ衍生物偶联而成的〔15〕,当CMA676与CD33抗原相结合,抗原抗体复合物迅速内在化,进入胞内后,calicheamicin衍生物被水解释放,通过序列特异性方式与DNA双螺旋的小沟结合,使脱氧核糖环中的氢原子发生转移,从而使DNA双链断裂,诱导细胞死亡〔16〕. EGFR mAb可直接作用于EGFR的细胞外配体结合区,阻滞配体的结合,如IMCC225, ABXEGFR和EMD55900等,能抑制细胞生长和存活率,诱导细胞凋亡和抑制血管生成,曲妥珠单抗(Trasruzumab)作用于erbB2的细胞外区域,该药已获美国FDA批准用于转移性的乳腺癌的治疗〔17〕. IMCC225具有增强细胞毒性药物和放射治疗效应的作用,IMCC225与拓扑特肯(TPT)的联合用于荷有人类结肠癌移植体的裸鼠,能提高其生存率〔18〕. 由第四军医大学和成都华神集团股份有限公司联合研制的治疗肝癌新药碘〔13lI〕美妥昔单抗注射液,日前获得国家食品药品监督管理局颁发的生产文号,即将上市. 这是全球第一个专门用于治疗原发性肝癌的单抗导向同位素药物.4制成前体药物一些药物与适当的载体反应制备成前体药物,给药后药物就会在特定部位释放,达到靶向给药的目的. 脑是人高级神经活动的指挥中枢,也是神经系统最复杂的部分. 但由于血脑屏障(bloodbrain barrier, BBB)的存在,使得大部分治疗药物不能有效透过BBB. 含OH, NH2, COOH结构的脂溶性差的药物可通过酯化、酰胺化、氨甲基化、醚化、环化等化学反应制成脂溶性大的前体药物,进入CNS后,其亲脂性基团通过生物转化而释放出活性药物. 张志荣等〔19〕合成了3′, 5′二辛酰基氟苷,并制备了其药质体,给小鼠静脉注射后用HPLC法测定药物在体内各组织的分布,结果表明,氟苷酯化后的前体药物的药质体有良好的脑靶向性.结肠内有大量的细菌,能产生许多独特的酶系,许多高分子材料在结肠被这些酶所降解,而这些高分子材料作为药物载体在胃、小肠由于相应酶的缺乏不能被降解,这就保证药物在胃和小肠不释放. 如多糖、果胶、瓜耳胶、偶氮类聚合物和α, β, γ环糊精均可成为结肠给药体系的载体材料. 常利用结肠内厌氧环境,使偶氮键还原的特点制成偶氮前体药物. 柳氮磺胺吡啶是由5氨基水杨酸(5ASA)与磺胺吡啶用偶氮键连接而成. 口服后在结肠释药,发挥5ASA治疗溃疡性结肠炎的作用,减少其胃肠吸收产生的全身不良反应. 5ASA也与非生理活性的高分子聚合物通过偶氮双键制成前体药物〔20〕. 糖皮质激素共价连接于多糖〔21〕,环糊精〔22〕制成的前药,口服后在结肠部位可释放出药物,可用于结肠炎的治疗. 我们〔23,24〕合成了果胶酮洛芬(PTKP)前药,进行了体内外评价. 结果表明,此前药在不同pH环境下结构稳定,只能被结肠果胶酶特异性降解,释放出KP,发挥治疗作用. 也可以利用结肠pH差异和时滞效应设计结肠靶向给药系统〔25〕.5化学传递系统化学传递系统(chemical delivery system, CDS)是一种输送药物透过生理屏障到达靶部位,再经生物转化释放药物的药物传递系统. CDS通常是将含OH, NH2, COOH结构的药物共价连接于二氢吡啶载体(Q),药物(D)与靶向剂二氢吡啶结合为DQ结合物,建立了二氢吡啶―二氢吡啶钅翁盐氧化还原脑内定向转释递药系统. Chen等〔26〕设计了Tyr Lys的脑靶向CDS,并评价它的药效. Lys的C末端接亲脂性胆甾烯酯,N末端通过一种L氨基酸桥接靶向剂1,4二氢葫芦巴碱(含吡啶结构)制成Tyr Lys CDS,全身给药后,通过被动扩散机制透过BBB,且经酶催化1,4二氢葫芦巴碱变为季铵盐型使其存留于脑内. 通过小鼠甩尾间隔期实验证明,Tyr Lys CDS作用时间明显延长. Mahmoud等〔27〕将吸电子羧甲基连接到氮原子构建了一种新的二氢吡啶载体介导的脑定向转释系统(N羧甲基1,4二氢吡啶3,5二酰胺),该载体稳定,具有良好的脑定向转释能力.靶向给药的研究还面临许多实质性的挑战. 提高药物在靶组织的生物利用度;提高TDDS对靶组织、靶细胞作用的特异性;使生物大分子更有效地在作用靶点释放,并进入靶细胞内;体内代谢动力学模型;质量评价项目和标准,体内生理作用等问题都是研究的重点. 随着靶向给药系统研究的深入,新的靶向给药途径、新的载药方法将会不断出现,遇到的问题会逐步解决. 靶向给药的研究不仅具有理论意义,而且会产生明显的经济和社会效益.【参考文献】〔1〕 Theresa MA, Pieter RC. Drug delivery systems: Entering the mainstream 〔J〕. Science, 2004;303(5665):1818-1822.〔2〕 张志荣,钱文. 肝靶向米托蒽醌白蛋白微球的研究〔J〕. 药学学报,1997;32(1): ZR, Qian WJ. Study on mitoxantrone albumin microspheres for liver targeting 〔J〕. Acta Pharm Sin, 1997;32(1):72-78.〔3〕 张莉,向东,洪诤,等. 肝靶向去甲斑蝥素微乳的研究〔J〕. 药学学报,2004;39(8): L, Xiang D, Hong Z, et al. Studies on the liver targeting of norcantharindin microemulsion 〔J〕. Acta Pharm Sin, 2004;39(8):650-655.〔4〕 韩勇,易以木. 纳米粒肝靶向作用机制的研究进展〔J〕. 中国药师,2002;5(12): Y, Yi YM. Studies on the liver targeting mechanism of nanoparticles 〔J〕. Chin Pharm, 2002;5(12):751-752.〔5〕 王剑红,陆彬,胥佩菱,等. 肺靶向米托蒽醌明胶微球的研究〔J〕. 药学学报,1995;30(7): JH, Lu B, Xu PL, et al. Studies on lung targeting gelatin microspheres of mitoxantrone 〔J〕. Acta Pharm Sin, 1995;30(7):549-555.〔6〕 Gulyaev AE, Gelperina SE, Skidan IN, et al. Significant transport of doxorubicin into the brain with polysorbate 8Ocoated nanoparticles 〔J〕. Pharm Res, 1999;16(10):1564-1569.〔7〕 Ramge P, Unger RE, Oltrogge JB, et al. Polysor bate 80coating enhances uptake of polybutylcyanoacrylate(PBCA)nanoparticles by human and bovine primary brain capillary endothelial cells 〔J〕. Eur J Neurosci,2000;12(6):1931-1940.

粒子滤波器目标跟踪研究论文

与卡尔曼滤波(Kalman Filter)相比较 粒子滤波(PF: Particle Filter)的思想基于蒙特卡洛方法(Monte Carlo methods),它是利用粒子集来表示概率,可以用在任何形式的状态空间模型上。其核心思想是通过从后验概率中抽取的随机状态粒子来表达其分布,是一种顺序重要性采样法(Sequential Importance Sampling)。简单来说,粒子滤波法是指通过寻找一组在状态空间传播的随机样本对概率密度函数进行近似,以样本均值代替积分运算,从而获得状态最小方差分布的过程。这里的样本即指粒子,当样本数量N→∝时可以逼近任何形式的概率密度分布。尽管算法中的概率分布只是真实分布的一种近似,但由于非参数化的特点,它摆脱了解决非线性滤波问题时随机量必须满足高斯分布的制约,能表达比高斯模型更广泛的分布,也对变量参数的非线性特性有更强的建模能力。因此,粒子滤波能够比较精确地表达基于观测量和控制量的后验概率分布,可以用于解决SLAM问题。 在现代目标跟踪领域,由于实际问题的复杂性,所面对的更多的是非线性非高斯问题,Hue等把PF推广到多目标跟踪和数据关联 ,Gordon等对杂波中的目标跟踪问题提出混合粒子滤波器弼 ,Mcginnity等提出机动目标跟踪的多模型粒子滤波器 ,Doucet等对跳跃Markov系统状态估计提出了更有效的PF算法 j,Guo把PF用于传感器网络下的协同跟踪 J,Freitas等用PF训练神经网络 ,Srivastava等把PF用于自动目标识别 ,Fox等把PF用于移动机器人定位 ,Ward等提出语音源定位的PF算法,Orton等对来自多个传感器的无序量测提出基于PF的多目标跟踪和信息融合方法 ,Penny等使用PF实现多传感器资源最优管理和部署 ,Hernandez等结合PF、数据融合和优化算法实现多传感器资源管理 .研究表明PF是解决此类非线性问题的有力工具之一.PF在计算机视觉、可视化跟踪领域被称为凝聚算法(CONDENsATION),该领域是PF的一个非常活跃的应用领域,Bruno提出图像序列中目标跟踪的PF算法 ,Maskell等提出基于图像传感器多目标跟踪的PF算法_4 .在听觉视觉联合目标定位和跟踪方面,Vermaak等利用PF提出声音和视觉融合的集成跟踪 ,Zotkin等使用PF将来自多个摄像机和麦克风组的视觉听觉信息融合跟踪移动目标。在粒子滤波算法下一些传统的难点问题如目标检测、遮挡、交叉、失跟等得到更好的结果.在无线通讯中PF被广泛用于信道盲均衡、盲检测、多用户检测等方面.其它的应用领域还有机器人视觉跟踪 、导航 、图象处理 、生物信息 引、故障诊断和过程控制 、金融数据处理 等.研究表明在有关非高斯非线性系统的数据处理和分析领域PF都具有潜在的应用价值.值得一提的是国内学者在PF的研究上也取得许多成果,莫等利用PF算法提出一种混合系统状态监测与诊断的新方法 ,Chen等利用PF预测非线性系统状态分布,获得故障预测概率 ,Li等提出基于PF的可视化轮廓跟踪方法 J,Shan等提出基于PF的手形跟踪识别方法 ,Hu等提出闪烁噪声下的PF跟踪算法 等,这些工作推动PF在国内的研究. 粒子滤波器采用一组随机粒子逼近状态的后验概率分布,有可能用粒子逼近平滑分布,由于重采样使得粒子丧失多样性,直接由滤波分布边缘化得到的平滑分布效果很差,Doucet等应用MCMC方法增加样本多样性用于固定延迟平滑取得好的效果,Fong等把RBPF推广到粒子平滑器,并用于语音信号处理 1.在PF的性能优化方面,目前大多优化某个局部的性能指标,如重要性权的方差等,Doucet等使用随机逼近对PF关于某个全局性能指标进行在线优化 ,Chan等人进一步利用SPSA随机优化方法优化PF ,避免1r梯度的计算.为了减少计算量使得PF能用于实时数据处理,Foxt提出了粒子个数可变的自适应粒子滤波器 ,Kwok等把粒子划分为小的集合,每个小样本集可以进行实时处理,采用加权和的方法逼近状态后验分布 ,Brun等提出PF的并行结构算法以获得在线实时应用 .最近几年,粒子方法出现了又一些新的发展,一领域用传统的分析方法解决不了的问题,现在可以借助基于粒子仿真的方法来解决.在动态系统的模型选择,故障检测、诊断方面,出现了基于粒子的假设检验、粒子多模型、粒子似然度比检测等方法.在参数估计方面,通常把静止的参数作为扩展的状态向量的一部分,但是由于参数是静态的,粒子会很快退化成一个样本,为避免退化,常用的方法有给静参数人为增加动态噪声_9 以及Kernel平滑方法 ,而Doucet等提出的点估计方法避免对参数直接采样,在粒子框架下使用最大似然估计(ML)以及期望值最大(EM)算法直接估计未知参数 .在随机优化方面,出现了基于粒子方法的梯度估计算法,使得粒子方法也用于最优控制等领域.Andrieu,Doucet等在文献[70]中详细回顾了粒子方法在变化检测、系统辨识和控制中的应用及理论上的一些最新进展,许多仅仅在几年前不能解决的问题现在可以求助于这种基于仿真的粒子方法.总结与展望(Summarization and prospect)目前粒子滤波器的研究已取得许多可喜的进展,应用范围也由滤波估计扩展到新的领域,作为一种新方法,粒子方法还处于发展之中,还存在许多有待解决的问题,例如随机采样带来Monte Carlo误差的积累甚至导致滤波器发散、为避免退化和提高精度而需要大量的粒子使得计算量急剧增加、粒子方法是否是解决非线性非高斯问题的万能方法还值得探讨.此外粒子滤波器还只是停留在仿真阶段,全面考虑实际中的各种因素也是深化PF研究不可缺少的一个环节.尽管如此,在一些精度要求高而经典的分析方法又解决不了的场合,这种基于仿真的逼近方法发挥了巨大潜力,而现代计算机和并行计算技术的迅速发展又为粒子方法的发展和应用提供了有力支持,相信粒子滤波器的研究将朝着更深,更广的方向发展.

一种用于三维空间杂波环境机动目标跟踪的数据互联方法,《电子与信息学报》2009年 第4期被动传感器阵列中基于粒子滤波的目标跟踪,《电子与信息学报》2009年 第4期一种新的嵌入式Linux高性能定时器实现方法,《信号处理》2009年 第3期一种新的红外弱小目标检测与跟踪算法,《信号处理》2008年 第6期被动传感器网基于修正Riccati方程的系统优化设计,《信号处理》2008年 第5期基于SIS框架和蚁群算法的非线性多目标跟踪,《电子与信息学报》2008年 第9期基于人类视觉系统的自适应数字水印算法,《上海交通大学学报》2008年 第7期一种基于电子签章的二值图像数字水印算法,《信号处理》2008年 第3期基于身份的网络化制造安全协同商务平台,《计算机工程》2008年 第13期基于Clifford代数传感器网络覆盖理论的路径分析,《电子学报》2007年 第B12期传感器网络高阶模糊覆盖分析,《电子学报》2007年 第B12期传感器网络最佳情况模糊覆盖问题研究,《电子学报》2007年 第B12期一种基于蚁群算法的多目标跟踪数据关联方法,《电子学报》2008年 第3期基于数据仓库的投资决策支持系统设计研究,《微电子学与计算机》2008年 第2期量子球壳聚类,《西安电子科技大学学报》2008年 第1期基于身份的安全邮件认证体系设计与分析,《计算机科学》2008年 第2期异类传感器系统目标快速定位方法,《系统工程与电子技术》2007年 第12期一种基于并行计算熵迁移策略的多分辨DOM数据生成算法,《中国科学技术大学学报》2007年 第12期基于模糊Hough变换的被动传感器系统航迹起始方法,《系统工程与电子技术》2007年 第11期THz信号处理与分析的研究现状和发展展望,《电子学报》2007年 第10期模糊数据互联滤波器及其在机动目标跟踪中的应用,《系统仿真学报》2007年 第20期分布式异类传感器网异步采样下的航迹起始算法,《系统工程与电子技术》2007年 第9期机动目标跟踪中数据互联新方法,《电子与信息学报》2007年 第10期一种新的视界覆盖遗传算法,《西安电子科技大学学报》2007年 第5期基于运动特征的远距离红外目标检测方法,《电子与信息学报》2007年 第8期被动传感器网基于模糊综合贴近度的航迹起始,《电子学报》2007年 第8期基于IBE的跨网络电子公文安全交换平台,《微计算机信息》2007年 第18期一种基于身份的无可信第三方签名方案,《深圳大学学报:理工版》2007年 第3期基于图像梯度场序列的双向GDIM光流计算方法,《电子学报》2007年 第7期一种基于身份的短数字签名方案,《微计算机信息》2007年 第21期分布式异类传感器网Hough变换航迹起始算法,《深圳大学学报:理工版》2007年 第2期基于DWT和DCT域的二值图像数字水印算法,《计算机与数字工程》2007年 第3期基于并行计算熵的同构集群负载均衡算法,《深圳大学学报:理工版》2007年 第1期基于unscented粒子滤波的红外弱小目标跟踪,《系统工程与电子技术》2007年 第1期一种空域DCT与时域DWT相结合的鲁棒视频数字水印算法,《中国体视学与图像分析》2006年 第4期图像插值方法对互信息局部极值的影响分析,《电子与信息学报》2006年 第10期网状被动传感器系统优化设计, 《系统工程与电子技术》2006年 第12期基于小波变换和目标运动特性的红外弱小目标检测, 《红外》2006年 第9期基于小波变换的红外弱小目标检测新方法,《红外技术》2006年 第7期在线CA的安全增强方案研究,《计算机工程》2006年 第11期基于ADSP—BF561车载多媒体系统,《现代电子技术》2006年 第3期空间分析中视界覆盖问题的研究,《系统工程与电子技术》2005年 第11期模糊观测数据的关联和目标跟踪,《信号处理》2005年 第4期从航空影像中自动提取高层建筑物,《计算机学报》2005年 第7期城市航空影像中基于模糊Retinex的阴影消除,《电子学报》2005年 第3期一种新的自适应图像模糊增强算法,《西安电子科技大学学报》2005年 第2期基于OAR模型的航空影像高层建筑自动提取,《深圳大学学报:理工版》2005年 第1期红外热图像序列中基于人体模型的目标头部定位方法,《激光与红外》2005年 第2期直线Snakes及其在建筑物提取中的应用,《西安电子科技大学学报》2005年 第1期网状被动传感器系统视线交叉目标定位方法,《电子与信息学报》2005年 第1期一种新的道路描述子:对称边缘方向直方图,《电子学报》2005年 第1期基于对称边缘方向直方图自动提取主要道路,《中国体视学与图像分析》2005年 第2期分布式被动传感器网异步采样下的机动目标跟踪,《系统仿真学报》2005年 第6期一种基于频带一致性的多模态图像校准算法,《通信学报》2005年 第4期基于模糊熵的自适应图像多层次模糊增强算法,《电子学报》2005年 第4期一种安全增强的基于椭圆曲线可验证门限签名方案,《计算机研究与发展》2005年 第4期密码学与数字水印在电子印章中的应用,《微机发展》2004年 第11期一种安全实用的电子公文系统设计与实现, 《现代电子技术》2004年 第21期基于DSP的PCI图像采集卡设计,《现代电子技术》2004年 第4期基于DSP组建短波电台无线数据传输网络的系统设计,《电子设计应用》2004年 第2期基于直方图的自适应高斯噪声滤波器,《系统工程与电子技术》2004年 第1期短波电台无线数据传输网络的组建,《现代电子技术》2004年 第3期半抑制式模糊C-均值聚类算法,《中国体视学与图像分析》2004年 第2期基于模糊推理的自动多级图像分割,《中国体视学与图像分析》2004年 第1期航空影像中立交桥的自动检测,《中国体视学与图像分析》2004年 第1期网状被动传感器系统航迹初始状态估计,《信号处理》2004年 第6期被动传感器系统分层快速关联算法,《电子学报》2004年 第12期一种基于模糊运算的多目标多传感器跟踪算法,《系统工程与电子技术》2004年 第11期异步被动传感器系统模糊Hough变换航迹起始算法,《系统工程与电子技术》2004年 第11期窗户纹理的时频描述及其在建筑物提取中的应用,《中国图象图形学报:A辑》2004年 第10期基于模糊熵的支撑矢量预选取方法,《复旦学报:自然科学版》2004年 第5期基于物方几何约束提取建筑物垂直边缘,《中国图象图形学报:A辑》2004年 第9期分布式网状被动传感器系统定位误差分析,《西安电子科技大学学报》2004年 第5期分布式网状被动传感器系统量测数据关联,《系统工程与电子技术》2004年 第12期基于核方法的分类型属性数据集模糊聚类算法,《华南理工大学学报:自然科学版》2004年 第9期基于模糊决策的密集多回波环境下航迹起始算法,《雷达与对抗》2004年 第3期红外传感器阵列基于信息冗余性的目标定位,《系统工程与电子技术》2004年 第8期基于核方法的模糊聚类算法,《西安电子科技大学学报》2004年 第4期一种用于模式识别的多色Voronoi图,《系统工程与电子技术》2004年 第7期基于DSP的短波电台无线数据传输网络实现,《深圳大学学报:理工版》2004年 第3期基于直方图的自适应图像去噪滤波器,《电子学报》2004年 第7期自适应模糊Hough变换,《电子学报》2004年 第6期基于主动秘密共享的安全容忍入侵方案,《兰州交通大学学报》2004年 第1期基于模糊熵的多值图像恢复方法,《西安电子科技大学学报》2004年 第2期

一粒种子研究论文

种子的萌发过程 一、 做实验 1.材料工具 (1)常见的种子(如:绿豆 黄豆)40粒。 (2)有盖的罐头4个,小勺1个,餐巾纸8张,4张分别标有1、2、3、4的标签,胶水,清水。 2.方法步骤 (1)在第一个罐头里,放入两张餐巾纸,然后用小勺放入10粒绿豆,拧紧瓶盖。置于室温环境。 (2)在第二个罐头里,放入两张餐巾纸,然后用小勺放入10粒绿豆,洒上少量水,使餐巾纸湿润,拧紧瓶盖。置于室温环境。 (3)在第三个罐头里,放入两张餐巾纸,用小勺放入10粒绿豆,倒入较多的清水,使种子淹没在水中,然后拧紧瓶盖。置于室温环境。 (4)在第四个罐头里,放入两张餐巾纸,用小勺放入10粒绿豆,洒入少量清水,使餐巾纸润湿,拧紧瓶盖。置于低温环境里。 通过观察,我发现1、3、4号罐中种子未发芽,而2号罐中种子发芽了。 二、研究 1.为什么同样优质,同样品种的种子有的发芽,有的没有呢? 当一粒种子萌发时,首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后,胚根发育,突破种皮,形成根。胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。 然而,种子的萌发需要适宜的温度,充足的空气和水分。 1号种子未发芽是因为它虽有充足的空气和适宜的温度,但无水分,所以它不可能发芽。 2号种子既拥有适宜的温度和充足的水分,还有水分,所以它发芽了。 3号种子未发芽是因为它被完全浸泡在水中,而水中没有氧气,所以它也不可能发芽。 4号种子也因缺适宜的温度未发芽。 三、讨论结果 通过此次实验,我发现了种子的萌芽需要充足的空气、水分和适宜的温度。仔细地观察,我还看到发芽后的植物上有一些细细的,白白的根毛,其实他们能提高吸水率。 实验给我带来了许多乐趣,也让我从中学到了许多知识。生物学实在是太奇妙了

提问的人貌似是红小灰啊

盘古开天辟地,人类呱呱诞生,从那一刻起,摆脱饥饿,奋力生存便成了人类历史的不朽主题,滚滚历史长河中的历朝历代,各君各王,虽处在不同国度,不同疆域,却拥有着同一个亘古不变的梦想,解决粮食问题。 民以食为天,人类从未停止过对饥饿的抗争,从未停歇过对粮食的渴望。当历史的刻度停留在21世纪,世界人口已经达到60亿的眼下,却依然有8亿人处于饥饿状态,平均每天有24000人死于饥饿。在粮食问题日益凸现的今日,世界将目光投向了中国,这片广袤无垠的国度,耕地面积只占世界7%,人口却占世界22%的第一人口大国。面对冷峻现实,世界陷入了粮食恐慌,人们不仅连连发问:谁来养活中国,谁来养活世界? 时事造英雄,20世纪70年代,在中国这片古老的土地上爆发了一场"绿色革命",通过对杂交水稻的成功研究,最终将水稻亩产从300公斤提高到了800公斤,并推广亿多亩,增产200多亿公斤,增产的粮食可以多养活7500万人。英雄用一粒种子改变了世界,英雄满怀信心地向世界宣称,中国人不仅可以自己养活自己,更能为解决世界粮食问题作出巨大贡献。英雄的名字从此响彻天际,被百姓们爱称为"当代神农氏",他就是杂交水稻之父袁隆平。 回眸奇迹的诞生,竟源自儿时的一次郊游。6岁在武汉园艺场时,当他看到满园里郁郁葱葱,到处是芬芳的花草和一串串鲜艳的果实,立即被这派美景所吸引。心想长大以后也去学农。谁也不知道,那时命运已经开始悄悄安排奇迹的发生。袁隆平沿着儿时单纯的梦想一步步走着,1953年,从西南农学院农学系毕业的袁隆平,为了追求心中的梦,毅然从四川重庆来到了偏僻的湘西雪峰山旁的安江农校任教,一教便是19个春秋。学生们都很尊敬他,视他为良师益友,更被他对稻田的专注精神所感动。这个从小长在大城市里的知识分子,从来不怕臭,不怕脏,随时都能弯腰赤脚下田地,观察稻田的生长情况。刮风下雨也不能阻挡他的热情,农民都打趣的称他为"袁癫子"。正是这种外人难以理解的痴迷之情,在无形的支持着他,正是这种对梦想的执着信念在背后推动着他,精心进行着每一份耕耘,正是这种踏实严谨的治学态度,最终赢来了盆满钵满的丰收硕果。 岁月不居,天道酬勤,穿越过十年风雨的艰辛,杂交水稻的研究才有了今天的成就。袁隆平为了一个"人类没有饥饿的未来"付出了自己所有的青春年华,付出了自己所有的精力汗水。一次次人为的恶意破坏,让精心培养的秧苗毁于一旦;一次次的天灾所难,让科研进程举步维艰。但是十年间的艰难险阻最终都在梦想的力量下低了头,都在与梦想的较量中败下了阵,这个刚毅的汉子,在一次次跌倒后依然不屈前行,在苦难面前他甚至安慰妻子说:"山谷越深,山峰越高。我们眼前所经受的苦难,其实是对我们未来的祝福。有价值、有意义的人生,无不是从患难中走来。应该说,苦难是上帝赐予我们的最好的礼品。"朴实无华的话语中透露着圣哲的光芒,平和的心态中预示着成功的讯息。 袁隆平和他的学生们像候鸟一样频繁迁徙,春长沙,秋南宁,冬海南,南北辗转,一年三地,不辞辛劳的奔波全都是为了给种子提供适当的环境。他们还在南开北往的火车,轮船,飞机上浸种,甚至把珍贵的种子绑在腰上,利用体温催芽。从1946年到1970年,袁隆平和他的助手们经过了整整六年的时间,2190个日日夜夜,先后用了1000多个水稻品种,做了3000多个实验,但最终都没有取得实质性进展。心情沮丧的袁隆平并没有继续低迷,在得到党和政府一如既往的支持下,他迅速调整了研究方案,再次积极的投入到了又一次试验当中。宝剑锋从磨砺出,梅花香自苦寒来,1973年,已逾不惑之年的袁隆平在世界上首次育成三系杂交水稻,成功将水稻产量从每亩300公斤提高到了每亩500公斤以上。 袁隆平的杂交水稻实实在在的解决了中华民族的吃饭问题,农民亲切的称他为"米菩萨"。这位大名鼎鼎的科学家,平日不拘小节,看上去就是一介农夫,面对笑他土气的人,他只是淡淡一笑,说:"我现在是干的农业活,穿得太讲究会让农民觉得生分,他们就不会同我交朋友了,再说,下地干活也就不方便了。"这种平易近人的性格,让他与乡亲们之间建立了一种血浓于水的真切情意。有一次,郴州一个农民见到袁隆平说:"袁老师啊,我们要感谢你,又要埋怨你,你把产量弄得那么高,现在粮食都不值钱了哦。"袁隆平若有所思的对乡亲说:"如今种粮食确实不赚钱,但是又少不得。你可以拿一部分田出来种高产水稻,腾出一些地方来种赚钱的作物,那不是又有饭吃又有钱赚了吗?"过了两年,又见到这个农民,他激动的对袁隆平说,袁老师,按照你的方法成功了,粮食丰收了,西瓜,蔬菜也卖了好价钱,现在我们是百分之百感谢你了。运用辩证的眼光,袁隆平为乡亲们解决了"谷贱伤农"的问题。 如今,袁隆平已经不再是中国的袁隆平,他更属于世界,属于整个人类。袁隆平十几次赴印度、越南、缅甸、菲律宾、孟加拉国等国指导推广杂交水稻,为20多个国家培训了300多名技术骨干。1999年经国际小天体命名委员会批准,还将一颗小行星命名为"袁隆平星",这颗小行星在浩瀚的宇宙中闪烁翱翔。 儿时的梦想已经实现,这个不知疲惫的追梦人又有了新的梦想,他希望有一天到了秋收时节,水稻能长得像高粱那么高,穗子像扫把那么长,谷粒像花生米那么大,几个朋友能坐在稻穗下乘凉。这便是人们津津乐道的"禾下乘凉梦"。 一粒种子改变世界,因为这粒种子承载着人类的梦想,因为梦想的力量使这粒种子在悄无声息的生根发芽,它以惊人的生命力,奋力破土而出。这粒种子改变了中国,改变了世界,改变了人类。小小的种子迸射出了前所未有的能量。知识+汗水+灵感+机遇,给了它无限的养料,沐浴在新时代的阳光中,这粒改变世界的种子还在欣欣的生长着, 那些禾下的梦想,那些远离饥饿的愿望,也将随着种子的茁壮生长而付诸现实。

生物小论文 (关于种子) 一、种子的发芽率 种子发芽率一般是指在适宜的条件下,经浸种吸足水分的种子,在l0天内发芽的种子数占供试种子总数的百分率。它是决定种子质量和实用价值,确定播种量和用种量的主要依据。不同的种子,其发芽力往往有很大差别,相同的种子,其发芽力也会有变化。种子的发芽力受栽培条件、成熟程度、收获时的气候、入库时的种子含水率以及贮藏条件好坏、贮藏时间长短等多因素的复杂影响。如果不进行发芽测定,盲目地进行浸种、催芽或者直接播种,就有可能出现出苗不齐、苗数不足、甚至完全不出苗等现象,其结果不仅浪费粮食,又耽误了季节,造成生产被动。认真做好种子的发芽力测定,周密计算用种量,有计划地进行生产,不但可以避免出现上述情况,还可以提高产量。水稻种子发芽率常用的测定计算方法是:先从供试品种的种子容器中,分上、中、下、边缘、中央不同部位分别随机取出少量种子,去除杂质后,在水温20—30℃条件下浸24小时,然后将吸足水分的种子以100粒为一组,分成四组,分别均匀排列在铺有滤纸或草纸的4个培养皿内,并分别以等量适量的水,放在气温30—35℃环境条件—下,逐日记载发芽数,从试验开始记载10天,最后分组计算其发芽率,四组的平均数即为该种子的发芽率,其计算公式为:发芽率(%)=发芽的种子数*100/供试种子总数 二、种子发芽需要的条件 种子发芽必需的条件是水分、温度、氧气及阳光。 水分是种子发芽的首要条件。种子必须吸收足够的水分才能加速种子内部的生理作用,促进酶的活动,有利于贮藏养料的溶解和胚的增长,从而促进种子的萌发。 温度也是种子发芽必要条件之一。种子在吸收足够水分和氧气后,还需要一定的温度才能萌发,温度是种子萌发的能量来源。温度作用在于促进酶的活性,种子萌发的最适温度也就是酶的最适宜温度。此外,温度也直接影响到种子吸水快慢和呼吸强弱。在一定温度范围内,温度越高,种子吸水越快,呼吸也越强,发芽越快。 种子发芽试验需要大量的氧气。种子发芽时呼吸作用增强,如种子缺氧呼吸,造成种子不宜发芽。 不同作物种子,发芽时对光的反应不同。大部分农作物种子(如玉米、禾谷类等种子)对光照要求不严格。这些种子发芽试验时用光照或黑暗均可。有一些好光性的种子如烟草种子,芹菜种子等,只有在光照条件下才能发芽或促进发芽。还有一些嫌光性的种子,如黑草种有光照时会抑制发芽。这些种子发芽试验时应给黑暗处理。 三、种子萌发的过程 当一粒种子萌发时。首先要吸收水分。子叶或胚乳中的营养物质转运给胚根、胚芽、胚轴。随后,胚根发育,突破种皮,形成根。胚轴伸长,胚芽发育成茎和叶。 我也曾经做过两次种子萌发的实验,是用绿豆做的,第一次实验的时候,因为总是忘了给种子加水,结果种子全都干死了,终于第一次实验以失败而告终。接着马上就迎来了第二次实验,这次记得了上次的教训,我的种子终于发芽了。 我的论文主题是关于种子的,介绍了怎么样测种子的发芽率、种子萌发的条件与种子萌发的过程。这就是我的生物小论文。

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