宇宙线缪子作为重要的“天然探针”，已在粒子物理实验中得到广泛使用。为实现宇宙线缪子径迹的高精度探测，我们成功研制出了基于SiPM和闪烁光纤的位置灵敏探测器，该探测器包含8个探测大层，每层有效面积为400mm×200mm。每个大层内部由2层X方向和2层Y方向闪烁光纤垫构成，形成位置灵敏探测单元，闪烁光纤直接耦合到3mm×3mm尺寸的SiPM阵列上，每大层包含128个X方向通道和64个Y方向通道，配备独立FPGA单元，负责实时采集并预处理信号，再汇总至中央开发板完成数据采集。
本报告将重点介绍该位置灵敏探测器的设计原理、制作工艺，以及性能测试过程。测试结果表明，该探测器具备高探测效率，位置分辨率~1mm，适用于宇宙线缪子成像和带电粒子位置探测。
HEPS-BPIX4 6M是高能物理研究所正在研制的用于高能同步辐射光源（HEPS）的单光子计数型像素探测器，其192 Gbps的最大设计带宽给数据获取系统（DAQ）带来了全方位的挑战。考虑到HEPS-BPIX4 6M体积较小，光源线站的空间有限，轻量级DAQ易于整机灵活部署、维护以及快速定制。为满足高性能指标和高集成度的要求，设计并实现了HEPS-BPIX4 6M 单机异构DAQ系统。
HEPS-BPIX4 6M DAQ可按功能划分为数据流和在线软件两部分。数据流负责数据的读出、组装、处理、转发和存储；在线软件负责运行控制、数据流监控和信息发布，并提供GUI。面对高带宽实时数据处理需求，设计实现了基于GPU的在线处理模块，优化后在HEPS-BPIX4 6M DAQ成功集成。结果表明，基于NVIDIA A30 GPU的在线处理模块功能正确，数据处理效率约为 Intel Xeon...
现代高能物理研究依托于大规模、异构的计算与存储基础设施，其数据分析流程的复杂性对用户交互的便捷性和协同工作的效率提出了前所未有的挑战。高能物理研究所的计算平台是一个集成了HTCondor、Slurm等多种作业调度系统以及LUSTRE、EOS、CVMFS等异构存储资源的典型大规模科研计算环境。传统基于命令行的交互模式在新一代科研人员面前日益显得低效与不便。ink-Interactive ANalysis...
江门中微子实验（Jiangmen Underground Neutrino Observatory, JUNO）建设在广东省江门市，是一个多物理目标的实验。为了精确测量中微子质量顺序和振荡参数，实验采用了一个2万吨低本底、高透明度的液体闪烁体探测器。JUNO探测器系统由中心探测器、水切伦科夫探测器和顶部径迹探测器组成。其中，中心探测器作为JUNO的核心探测单元，包含17612只20英寸光电倍增管（Large Photomultiplier Tube, LPMT）和25600只3英寸的光电倍增管（Small Photomultiplier Tube,...
科学数据的管理正从单纯的数据存储与共享，向确保研究过程和结果的可追溯性（provenance）和可重复性（reproducibility）演进。FAIR原则[1]（可发现、可访问、可互操作、可重用）为这一目标提供了指导框架。然而，正如FAIR4RS[2]所强调的，将这些原则应用于“研究软件”比应用于静态数据更具挑战性，因为软件是动态的、可执行的，并且其行为高度依赖于其运行环境。
在复杂大科学工程磁约束聚变研究中，由多个物理模拟程序耦合的集成建模是探索复杂聚变发生过程的核心。...
台山中微子实验（TAO）是江门中微子实验（JUNO）的近点实验。其建设目的为JUNO提供精确的参考能谱,消除反应堆中微子能谱的模型依赖,提高中微子质量顺序测量灵敏度。台山中微子实验低温监测及报警系统的建设，旨在通过精准把控探测器低温及内外部环境温度，保障实验数据的精确采集与设备运行安全，为实验的稳定开展提供核心支撑。系统以 “精准实时监测、智能高效报警” 为目标，基于 EPICS 架构构建核心框架，依托 IOC系统实现探测器核心温度参数的实时获取；采用PT100铂电阻配合GM10控制器完成环境温度采集，形成对探测器核心及内外部环境的全面监测覆盖。数据处理遵循 “采集 - 存储 - 可视化” 流程，实时采集的温度数据同步存入分布式数据库，同时推送至 Web...
高能对撞机亮度的持续攀升，为实时数据处理系统带来了前所未有的挑战。 高亮度LHC等装置产生的TB/s级数据率，已超传统TCP/IP协议的处理极限，后者因固有的数据拷贝与内核开销，正成为触发与数据获取系统（TDAQ）的主要性能瓶颈。为了应对这一挑战，TDAQ架构已转向采用内核旁路（Kernel Bypass）技术，特别是基于融合以太网的远程直接内存访问（RDMA over Converged Ethernet,...
随着同步辐射光源实验规模的持续扩大，实验产生的数据量迎来急剧的增长，导致数据分析过程中数据读取瓶颈问题日益凸显，严重影响了科学计算的整体性能和效率。针对该问题，设计实现三级优化方法：首先，设计实现了通用化数据IO抽象层，屏蔽底层数据源与格式差异，集成了并行异步等优化方法，并向应用提供了统一易用的数据访问接口；其次，设计实现了数据流服务平台，构建了分布式内存缓存池，打通探测器至计算节点的直连通道，规避传统落盘再读导致的I/O瓶颈；最后，为进一步优化数据流传输效率，实现了领域定制的序列化引擎，设计了专用二进制编解码方法，显著提升数据流通效率。本方法可有效加速科学计算，具备为前沿科研提供高速数据供给的能力。
自ChatGPT等大语言模型普及以来，AI作为新型生产工具已逐步深度融入人类生产活动。当前基于大语言模型的智能体可自主规划、调用工具和一定程度解释结果，成为近年来的热点领域。高能物理物理分析存在数据处理、文本解析等AI适配的固定步骤，同时具有分析流程复杂、需要专业知识等领域特点，成为AI4Science的一个典型场景。基于此，我们开发了用于BESIII物理分析的Dr.Sai多智能体系统：通过将复杂任务拆解为子任务序列，由数个专家型智能体协同执行算法生成、作业脚本构建与提交、结果可视化等核心环节。该系统已初步实现物理分析数据处理的自动化，未来将聚焦人机交互优化与数据驱动的模型能力增强，持续提升复杂科研任务的执行效率。
高压条件下材料的原子结构和物性会发生显著变化，是当前极具科学意义的研究前沿领域。中子散射是探测高压材料内部结构的关键手段。然而，高压中子散射实验中样品体积极小、束流通量有限，如果样品位置偏离中子束中心将严重削弱衍射信号。目前通常通过扫描方式人工定位样品中心，但该方法效率低下，无法及时优化样品位置，导致宝贵的中子束流时间浪费。针对这一难题，本文面向中国散裂中子源的高压中子衍射谱仪，进行实时数据处理与自动对准闭环控制系统的研究，实现了高压实验中样品的秒级精确定位和动态对准。通过构建流式中子数据实时处理平台，开发自适应多模型拟合算法以快速提取样品中心信号，并集成EPICS控制系统实现分析结果对实验设备的自动反馈调整。该技术路线可实时优化样品位置，显著提高高压中子散射实验的数据质量和效率，为高压条件下的材料研究提供智能化实验手段。
目的：同步辐射光束线的性能对于实验的有效开展至关重要。合肥先进光源（Hefei Advanced Light Facility，HALF）是基于衍射极限储存环技术的第四代低能量区同步辐射装置，测试光束线（BL10U）作为X射线光学技术实验平台，为新一代光束线技术提供研发基础。由于光束线结构高度复杂，手动调束通常需要数小时甚至更长时间。智能调束方法能显著提高效率，但实际在线测试机会有限。因此，开发光束线虚拟平台及智能调束算法是非常必要的。
方法：本研究提出一种基于实验物理与工业控制系统（Experimental Physics and Industrial Control...
江门中微子实验（JUNO）的物理目标是精确测定中微子振荡参数，确定中微子质量顺序，并对超新星中微子进行观测等。为支撑上述科学目标，JUNO的在线系统需要承担实时压缩数据量，监测超新星等任务。实验团队开发了在线事例辨别、超新星爆发监测等在线算法。为此，我们设计并实现了一套面向在线场景的数据处理软件框架，以实现对上述在线算法的调度与资源管理。本报告将系统阐述JUNO在线数据处理软件框架的总体设计与具体实现。
大脑是人体最重要的器官，在脑疾病的诊疗、探索高级脑功能机制以及理解意识本源具有重大意义，是理解自然和人类本身的“最终疆域”。随着同步辐射光源装置的不断升级与X射线成像前沿技术的不断突破，非人灵长类脑微血管的三维精细结构观测突破了高分辨率、高信噪比与大视场并存的瓶颈。然而，获取海量的原始影像数据，仅仅是万里长征的第一步，如何处理和分析由此产生的TB级规模海量影像数据是更为艰巨的挑战，海量复杂图像数据的精准高效分割成为后续量化分析的关键瓶颈。传统的基于监督学习的分割方法往往需要大量的手工标记数据，且难以保持在微小血管拓扑结构完整性和抑制图像噪声之间取得平衡。
为应对此挑战，本研究提出一种结合迁移学习（Transfer Learning）与注意力机制U-Net（Attention U-Net）的自动化血管分割框架。通过引入注意力门（Attention...
JUNO 实验位于中国广东省江门市，在地下700米处建造一个20万吨的液体闪烁体探测器。该探测器将用于探测中微子，包括反应堆中微子、超新星中微子、大气中微子和太阳中微子。据估计银河系中超新星的发生率仅为几十年一次，为避免错过珍贵的超新星事件，DAQ系统要尽可能减少故障时间，减少故障带来的数据丢失，以连续运行持续存储作为首要目标。本课题的主要研究内容是如何提高数据流软件的可用性，尽可能减少故障时间，减少故障带来的数据丢失。为了实现这一目标不仅需要数据流软件本身能够应对单点故障，还需要其依赖的系统服务和网络环境的可靠性。
本研究针对高能物理领域中高性能计算（HPC）集群资源调度所面临的低效利用与排队延迟问题，提出了一种基于静态代码特征与作业运行特征融合的智能化资源需求预测与调度优化框架。首先，通过对Python编写的高能物理作业源代码进行静态分析，提取代码行数、函数调用、循环深度、并行接口和第三方库调用等关键结构特征；同时，从SLURM调度日志中获取作业提交信息、资源申请与实际使用情况等作业基础特征与历史运行特征，并对多源特征进行规范化和降维处理，构建统一的“embedded Slurm...
高海拔宇宙线观测站（Large High Altitude Air Shower Observatory, LHAASO）是研究宇宙射线和 gamma 射线的超大规模的高能物理装置。随着邻近 LHAASO...
同步辐射装置规模大，涉及的过程变量可达到百万量级，而接入报警系统的过程变量可达到十万量级。合肥先进光源（Hefei Advanced Light Facilty，HALF）是基于衍射极限储存环技术的第四代低能量区同步辐射装置，由国家同步辐射实验室承担建设。HALF报警系统用于监测过程变量的异常状态，发布报警消息，以便工作人员及时进行故障维修或隐患排除，对提高装置可用性具有重要意义。因此，为了保障装置的稳定运行，本文基于EPICS社区报警软件Alarms，开展了实时报警信息分发、历史数据分析和配置管理三个方面的开发和研究工作。同时，为了减少报警系统的误报率， 本文提出了一种基于数据驱动的报警死区和延时计时器的设计方法，可以有效减少滋扰报警。
中子散射实验模拟软件工具对于中子散射研究大装置的重要意义贯穿包括谱仪概念设计、中子光学器件设计、实验规划、运行监控、实验数据分析等关键环节在内的全生命周期。中子散射实验绝对强度的数据重建一直是领域内的重点需求，也是McStas、Vitesse等传统中子光学追踪软件从软件设计原理上就无法解决的难题。
Prompt（*Pan Z Y et al, Comput. Phys. Commun., 2024, 295:...
高能物理计算平台在大规模科学计算与数据分析中至关重要，其运维规模和复杂性不断增加。本文针对现状与挑战，提出物理机与容器环境的统一部署方案，构建大规模统一监控与报警系统，集成运维数据管理技术，实现监控与作业管理的自动联动，并引入故障智能分析技术以提升运维效率与可靠性。本研究为高能物理及其他大规模计算平台的运维优化提供了技术参考。。
江门中微子实验（JUNO）旨在测量中微子的质量顺序和精确测量中微子的振荡参数。该实验的数据获取（DAQ）系统需要完成前端电子学超过40...
针对传统高能物理实验监测系统存在的专家处理海量数据低效、专家实时响应不足及个性化监测能力欠缺等问题，本研究设计并实现了一套轻量化移动端实时监测系统。
后端架构采用FastAPI异步框架与WebSocket通信协议提升服务端性能；集成Prometheus时序数据库与Grafana可视化平台，支持用户基于Grafana自定义监测参数；采用配置文件驱动机制，灵活呈现不同实验和分组的运行状态。用户可为各类参数选择多元化的异常监测方法，包括绝对阈值报警、基于3σ原则与动态滑动窗口的统计学方法、指数加权移动平均(EWMA)以及基于Transformer架构的Informer时间序列预测模型。
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国家重大科技基础设施是科技创新的 “国之重器”，是开展多学科交叉研究、突破关键科学问题的核心工具。中国科学院重大科技基础设施共享服务平台（https://lssf.cas.cn）适用于中国科学院多个重大科技基础设施，科研人员可以通过该平台进行课题申请，可在线预约实验机时。为了进一步给实验用户提供全周期服务支持，为科研人员创造更便捷的实验条件，我们基于低代码平台开发了科学实验用户服务系统，提供了课题申请、在线培训、实验预约、来访申请、自助终端等服务，减少行政流程消耗的时间成本，帮助用户高效完成实验，加速科研成果的产生与转化，本文介绍科学实验用户服务系统的实施详情。
随着中国散裂中子源（CSNS）一期工程建成，基于Apache Kafka的谱仪实验控制系统（DSNI）实现了流式数据的高效处理，奠定了高内聚、低耦合的控制模块体系与高实时高吞吐的数据传输架构基础。二期工程于2023年4月启动，面临两大核心挑战：束流功率从170kW跃升至500kW导致数据量激增，以及单晶衍射、逆几何非弹谱仪、背散射谱仪等新增谱仪对实时反馈控制与智能化决策的迫切需求。本研究提出面向通用人工智能（AGI）的谱仪实验控制智能化体系，在一期DSNI系统的基础上,通过三大核心设计突破传统控制框架：1.AI-Ready数据集构建：对中子事件流（Event Data）、设备控制信号（PV...
随着高能所WLCG业务的不断扩展,国际带宽的增加,高能所WLCG的运行面临四个问题,业务流量的识别,站点\项目流量统计,流量控制,数据传输故障分析等.我们设计了一个架构,能够实现大流量数据的获取,细粒地分析,标记,统计分类,并能够通过协同API实现国际链路的的流量避让,以及端到端的流量分析等功能。上述框架完整的解决了高能所WLCG流量业务的各种问题,并已经实际部署,相关数据的可视化呈现为WLCG站点运维提供了有力支持
合肥先进光源（Hefei Advanced Light Facility - HALF）是国家重大科技基础设施项目，将建成一台国际先进的基于衍射极限储存环的低能区第四代同步辐射光源。储存环能量2.2 GeV，束流水平自然发射度约86 pm·rad，具有国际同类装置领先水平。
HALF首期建设10光束线站，涉及大量精密光机电运动设备，需对五百多个电机轴进行控制。由于不同运动机构在位移、精度等方面需求各异，且参数差异大，同时项目工程量大、工期紧张，必须设计并实现一套能适配多样化需求的运动控制系统，以精准监测和控制光束线上多种设备的运动姿态。...
随着数字化办公的普及，钓鱼邮件已成为网络攻击的主要载体。因存储着大量核心知识产权、未公开研究数据、涉密项目信息及人员敏感数据等，科研机构成为重点网络攻击目标，因此，构建具备多模态信息融合与深度推理能力的智能化钓鱼邮件识别机制，对提升科研机构网络安全防护水平、保障科研活动的连续性与安全性具有重要意义。
传统钓鱼邮件识别方法多依赖于单一模态分析，存在识别维度有限、复杂场景适应性弱等问题。针对这一局限性，本研究将思维链（Chain-of-Thought）技术与大语言模型(Large Language Model,LLM)结合构建了具有工具调用能力和强大推理能力的钓鱼邮件识别智能体，能够将复杂的识别任务拆解为结构化的推理步骤，并在关键节点通过工具调用补充所需的多模态信息，提升判断的置信度。
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摘要：天文学中，文件模板是存储标准化卫星数据产品的载体，能够保证数据一致性，提升数据处理效率，推动全天变源和暂现源等宇宙动态事件监测与研究。灵活图像传输系统（Flexible Image Transport...
当前高能物理实验依托大科学装置开展各项研究，如新物理信号的寻找等。而一款可视化系统需要将大科学装置中的探测器几何可视化，以及显示物理事例在探测器中的击中情况，对于稀有事例的寻找、数据质量监控、异常信号检测、重建算法研究、以及科学宣传上起到重要作用。本文围绕大科学装置江门中微子实验（JUNO）、北京谱仪III实验（BESIII）、以及环形正负电子对撞机实验（CEPC）介绍多款可视化软件的设计以及在高能物理实验上的应用，包括基于ROOT的可视化软件，基于游戏引擎Unity的可视化软件，以及基于Phoneix的可视化系统网页。
中子动力学结构因子 S(Q, ω) 的计算是利用非弹性中子散射 (INS) 技术研究材料动力学性质的基础，其中低阶相干声子的贡献尤为重要。传统的计算软件通常使用非相干近似来近似相干散射，并采用常规的采样方法在中子和声子的动量空间进行采样，导致计算结果的精度和分辨率有限。
BzScope 是中国散裂中子源 (CSNS) 开发的一种新型计算工具，旨在通过提供绝对强度的高精度动力学结构因子来应对这些挑战。BzScope 基于简谐近似理论，从晶体结构和力常数出发计算声子谱和中子-声子散射谱。BzScope...
“Resource Hub” 通常指一个集中管理计算资源（如服务器、存储、网络、数据库等）的平台，核心理念是资源池化，按需分配。然而随着应用和计算紧密结合，单一的资源按需分配已无法满足当前的应用分析需求。以数据为基础，用户为中心，融合定制化的数据分析环境，在原有按需分配的基础上，不断丰富分析服务场景，实现资源的认证申请和认证访问，将成为新的resource...
在中子散射实验中，原始数据易受吸收、多次散射、非弹性散射及探测器性能等多因素影响。传统解析与半经验修正方法需调节大量参数，对用户经验依赖性强，难以保证普适性。本报告介绍基于蒙特卡洛输运模拟系统Prompt的实验模拟框架，通过从头计算获取材料物理参数，精准模拟散射全过程并生成探测器响应信号，直接用于原始数据的规约、分析与修正。该方法无需人工干预参数，显著降低数据分析门槛。重点展示其在轻水、重水全散射实验中的验证结果。对多次散射、非弹性散射的修正效果优于传统方法，修正数据与文献精修结果高度吻合，验证了方法的可靠性与准确性。
