明晰基于四类科知识题属性的赞助导向是天然科学基金委设立的三大改观职责之一。

为使宽广请求人明确明白和把握四类科知识题属性的详细内涵，依照科学基金深入改观劳动请求，天然科学基金委编制了四类科知识题属性模范案例库，现给予颁布，供请求人在取舍科知识题属性时参考。天然科学基金委依照各科学部的赞助劳动特点，共枚举模范案例83个，个中“激励寻求、赶上首创”案例19个，“聚焦前沿、独辟蹊径”案例21个，“需求牵引、冲破瓶颈”案例24个，“性格导向、交错融通”案例19个(详细看即日推文1-8篇)。

01.数理科学部

“激励寻求、赶上首创”模范案例

数学：维持哈密尔顿系统机关的数值剖析理论

在构造天膂力学、量子力学、电磁学等学科中许大都学模子的数值算法时，需求尽或许多的维持原系统的内涵对称性、守恒性等物理特点，保守算法并未针对这些物理特点或本质特点来构造数值格式。我国粹者针对典范哈密尔顿系统，成立了一种若干上定性、数值上定量的数值剖析理论，运用生成函数法和幂级数法构造辛格式，既严厉维持哈密尔顿系统辛若干机关，又很好的维持其物理性质，全面收拾了万古间推算平稳性题目，现称这类高功能新式算法为辛算法。辛算法在哈密尔顿系统的数值推算中展现出非常优秀性，具备很强的数值展望才略和数值跟踪才略,在其余很多科学、技能和工程周围也有普遍而深入的运用。辛算法的保机关想想已成为当代推算数学算法构造和剖析的原形观念，开启了当代科学推算的一个严重研讨方位-保机关算法的研讨。

力学：湍流的时空有关理论和办法

湍流是流膂力学的中心科知识题，时空有关反响了湍流的功夫和空间标准耦合的统计特点，其历程碑效果是它的泰勒模子和Kraichnan模子。不过它们均不能反响湍流的涡流传和畸变的耦合效应，从而束缚了对湍流时空耦合规律和湍流噪声孕育机制的原形了解。我国粹者引入湍流时空有关进程自宛如的意见研讨湍流的时空耦合，将柯尔莫哥洛夫和泰勒的理论连系起来，提议了时空有关的EA模子，收拾了泰勒模子和Kraichnan模子不足涡流传和畸变耦合效应的题目。在此原形上，发展了湍流大涡模仿的时空有关办法，由此得到的湍流模子克复了能量均衡法的根蒂毛病，它们能够切确推算时空能谱，从而精确地展望湍流的噪声谱。上述首创效果拓荒了湍流周围一个新的研讨方位，并在高速运载安装的湍流噪声题目中获患有严重的运用。

天文：建树丈量天河系旋臂机关新办法

天河系旋臂机关是天文学中赓续功夫最长但于今仍未收拾的庞大题目之一。即便相干天河系机关的模子已有多种，由于这些模子所依赖的天体间隔的虚浮定性，使得一些原形题目，如天河系标准、旋臂形态和数量等远未收拾。是以，详悉测定天体的间隔是研讨天河系机关的关键。我国粹者初度提议用甚长基线过问阵丈量天体脉泽的三角视差异离来研讨天河系旋臂机关的办法，完结了天体丈量技能的划功夫冲破，使间隔丈量精度比昔日天文学中的最高丈量精度升高了两个量级。经过该办法详悉测定了天河系英仙臂的间隔，全面收拾了天文界对于英仙臂间隔的历久斗嘴，并初度发掘当地臂是天河系的一条旋臂，全面清除了天文界历久以来以为当地臂不过由细碎物资构成的褊狭次机关的意见，对典范密度波理论提议了庞大挑战，领先提议并阐明天河系不是纯真由高大的、法则的螺旋形主旋臂构成，而是在主旋臂间布满着次机关的分外繁杂的漩涡星系的意见。该系统性、创始性的劳动，被国表里行家评估为开翻新功夫、开辟新周围的历程碑式的劳动，促使倡导了美国国立射电天文台史上最大的国际配合项目-BeSSeL，获患有普遍认同的天河系最详悉的旋臂机关模子、原形参数和扭转弧线。

物理Ⅰ量子失常霍尔效应的试验发掘

量子失常霍尔效应是一种不需求外加磁场、基于崭新物理旨趣的量子霍尔效应。它不光是量子霍尔态得以理论运用的关键，仍旧不少新鲜量子效应完结的原形。试验发掘量子失常霍尔效应是凝固态物理学的庞大科学标的之一，二十多年来没有本质性试验发展。我国粹者建树了Bi2Te3家属拓扑绝缘体分子束内涵成长动力学并发展出高原料拓扑绝缘体薄膜材料的制备办法，初度制备出了同时具备铁磁性、体绝缘性、拓扑非普通性的磁性搀杂拓扑绝缘体薄膜，在这类薄膜中初度视察到量子失常霍尔效应。这是从旨趣上的崭新试验发掘，是从0到1的研讨劳动。该发掘被年诺贝尔物理学奖评奖委员会和得到者霍尔丹列为拓扑物资周围近二十年来最严重的试验发掘，是开国以来我国物理学家发掘的一个严重科学效应，为多种新鲜量子局面的完结摊平了道路。

物理II大亚湾反响堆中微子试验发掘新的中微子振荡形式

中微子是构成物资天下的原形粒子，共管3种范例，不带电，原料极端褊狭。不同品种的中微子在航行进程中能互相变换，物理学称之为“中微子振荡”。准绳上三种中微子之间互相振荡，应当有三种形式。个中两种形式已被大气中微子试验和太阳中微子试验所阐明。第三种振荡（对应中微子搀和角θ13）则延续未被发掘，以至有理论预言其根蒂不存在。由于中微子搀和角θ13是中微子振荡的六个原形参数之一，也是物理学中的28个原形参数之一，其巨细相干到中微子物理研讨将来的发展方位，并和天地中的“反物资消散之谜”相干，科学意义庞大，是国际上中微子研讨的热门。我国粹者操纵大亚湾反响堆功率高，探测间隔优，山体障蔽好的上风，攻下了多项技能难关，完结样机研发、工程安排、探测器制造和数据搜罗与剖析，初度提议了系列升高系统过失的办法，精度比曩昔国际最佳程度升高近一个量级，于年公布发掘新的中微子振荡形式，并详悉测定其振荡概率。以后继承维持高原料的运转，取患有天下上最大的反响堆中微子数据模范，赓续革新θ13、中微子原料平方差、反响堆中微子能谱等的丈量精度，率领中微子研讨加入详悉丈量功夫。

“聚焦前沿、独辟蹊径”模范案例

数学：增添将来光管料想的收拾

增添将来光管料想，即增添将来光锥管域是全纯域。全纯域是多复变函数中最原形、最严重的意见之一。来源于量子场论的增添将来光管料想已有40多年的汗青，被诸多天下数学家和物理学家研讨而未得到收拾，被公以为是知名的难题题目，是多复变函数论研讨的前沿、中心题目。在很多知名文件中，好比国际威望的《数学百科全书》“量子场论”条件都把它列为未收拾题目。我国粹者操纵华罗庚建树的相干模范域的典范理论和办法，连系一些当代数学器械和技能，独辟蹊径，全面表清晰增添将来光管料想。这是一项具备华夏多复变学派特点、得到国际数学界分外是多复变函数论周围充足必定的研讨效果，被以为是二十世纪下半叶数学发展的走光劳动之一，被评估为获患有新学识，被写入史料性著做《二十世纪的数学大事》、《数学的发展:-》。

力学：微米标准异质界面中的机关超滑

机关超滑是表界面力学的严重研讨周围，自年理论上提议有或许在两个原子级润滑且非公度来往的固体表面完结险些为零争持的形态后，这类目前被称为机关超滑的局面历久未得到阐明。年荷兰科学家初度在纳米标准、超高真空前提下张望到石墨-石墨烯界面机关超滑。怎么完结更大标准机关超滑是学科前沿题目。年，我国粹者初度完结微米标准石墨片在室温大气处境下的自答复局面，并于年经过丈量该编制单晶石墨界面争持力和自锁局面，阐清晰年发掘的自答复局面为机关超滑，从而确认了微米标准机关超滑的存在。年，从而试验展现了微米标准石墨-六方氮化硼单晶界面中扭转平稳的机关超滑特点。这些效果讲清晰我国粹者在机关超滑周围研讨中的国际影响力。

天文：建树恒星绝热物资损失模子

恒星级双黑洞、双中子星、双白矮星等精致天体引力波源，以及X射线双星、脉冲星、Ia型超新星等这些处于当代天文学研讨前沿身分的严重天体，都是双星演变的产品。这些天体在孕育进程中寻常会经验双星间的物资交流和群众包层演变进程。双星间物资交流的平稳性，以及非平稳物资交流时孕育的群众包层和演变，是双星演变的两个原形未解题目。人们在研讨双星演变孕育的相干天体时，平稳性判据每每采取的是上世纪80年月末多方模子的完毕，致使双星演变理论和视察上有不少不言而喻的抵牾。为了从根蒂上收拾双星演变的两个原形题目，我国粹者建树了恒星绝热物资损失模子，用起码的物理假如复原了的确的物理进程，并在此原形上研讨了双星产生非平稳物资交流的判据和群众包层演变进程，很好地说明了激变变星的原料比上限。这些研讨效果的运用，能够大幅度升高双星相干天体研讨的明确性和牢靠性。基于该研讨完毕的双星星族合成研讨显示，Ia型超新超新星出生率严峻不够的题目。

物理Ⅰ多粒子胶葛态确实定性制备

量子胶葛是多粒子间特有的一种有关局面，操纵量子胶葛态能够使得丈量精度超出准则量子极限，在量子推算和量子精湛丈量等方面具备严重的运用价格。多粒子胶葛态的制备与操控延续是物理学家孜孜无倦的努力标的,但跟着粒子数的加多，经过系统粒子间的互相影响来演变为一个胶葛形态的办法变得越来越繁杂和低效。我国粹者独辟蹊径，采取调控多粒子系统量子相变，必定性制备出了一种非常的多粒子胶葛态。经过对碱金属铷-87原子玻色-爱因斯坦凝固体施加不断调控的微波场，近绝热的呆滞启动凝固体在基态不断产生两次量子相变，完结了约10个原子双数态确实定性制备。丈量显示不同内态（磁子能级）间原子数差值的涨落低于典范极限10.7±0.6分贝，反响系统纯度的整体自旋归一化长度为好像完善的0.99±0.01。根据理论判据，这两个目标反响该多体胶葛态用于过问丈量时能够供给超出准则量子极限精度约6分贝的相位丈量锐敏度，以及最少含有个胶葛原子数（1准则方差的相信度），创做了那时能必定性制备的量子胶葛粒子数量的天下记录，在量子精湛丈量周围有较强的运用前程。

物理IILHCb试验初度发掘五夸克态

质子和中子具备更深条理的机关，它们是由夸克构成的。除了质子和中子，科学家在天地线和加快器试验上还发掘了上千个由夸克构成的粒子，它们被统称为强子。已发掘的强子多半由一个夸克和一个反夸克、三个夸克（或三个反夸克）构成。量子色动力学是描摹夸克间强互相影响的原形理论，但由于其在原子核标准上展现出的非微扰性质，当今人类还不能从第一旨趣严厉预言强子的性质，明白强互相影响规律是当代粒子物理与核物理研讨的最前沿课题之一。早在粒子物理“夸克模子”理论成立的早期，囊括诺贝尔奖得到者盖尔曼等科学家就预言或许存在由五个夸克构成的强子，自后的五十年间试验上没能得出真切论断。年大型强子对撞机上的底夸克试验组（LHCb）初度发掘五夸克态。我国粹者在研讨重子衰变到进程中，发掘不改变量谱中存在显然的加强机关，研讨发掘该加强机关是由五夸克态致使，从而在试验上确认了五夸克态的存在。五夸克态的发掘丰盛了强子谱学研讨的实质，为寻求强互相影响非微扰性质翻开了一个新窗口。对五夸克态的孕育机制和内部机关的研讨有或许使咱们对强互相影响的明白升高到一个新的条理。

“需求牵引、冲破瓶颈”模范案例

数学：内爆多介质多物理进程推算办法

内爆进程是爆轰物理的严重进程，波及高温高压极度前提下的多种繁杂化学、物理进程和多介质大变形行动，个中爆炸、冲锋、辐射输运核反响等进程数学物理模子和相干参数极其繁杂，而多介质大变形、不平稳性与湍流搀和对推算办法提议挑战，寻常的算法或软件不能餍足爆轰研讨的请求。我国粹者针对多种物理性质不同极大的轻重介质大变形行动界面及后期界面双侧介质产生搀和、具备强接续系数和强刚性的三维输运方程、多标准的三维可紧缩流和输运方程等题目，发展了自适应算法、挪移网格法、拉氏办法、ALE办法、中子输运、辐射输运算法等浩大具备针对性的算法，发展了一批波及多物理多进程的推算软件，灵验支持了国度庞大需求。

力学：航天器系统动力学机理认知、安排调控及其运用

当代工程技能赓续催生新的动态系统，而系统自己日益繁杂，从军处境日益刻薄，展现赶上的非线性、虚浮定性、多场耦合、多标准、时滞传输等特点。我国粹者对准新式航行器、大型柔性空间可展机关、柔性雷达等航天器系统中的关键科知识题，提议了系统反响时滞新理论办法，展现了反响时滞、弹性管束、迟滞阻尼等成分引发的非线性动力学规律；提议了斜碰撞振荡剖析新理论，展现了新碰撞振荡及分岔机理；提议了碰撞隔振系统的非线性动力学安排办法，收拾了多种航行器研发中的振荡把持题目；提议了高维多柔体动力学建模与推算新理论与办法，收拾了繁杂柔性空间可展机关的动特点安排题目。上述理论与办法冲破了多项技能瓶颈，为我国航天器系统的翻新发展供给了技能支持。

天文：地球同步轨道地域物体的行动特点研讨与视察

地球同步轨道是稀缺资本，是可操纵的严重地域，其四周物体的散布规律、轨道历久演变特点以及视察收拾繁杂，这一地域物体的数量赓续补充，给航天行动的成功开展带来了很大的难题。我国粹者操纵原形天文学办法，建树了增添化巴望共振模子，从理论上展现出同步轨道物体的双平动行动特点，给出了五种行动特点的分类判据，完结了操纵一组轨道数据直接断定非受控物体的行动特点；得到倾角定质变动规模、轨道面参数相干性以及星下点经纬度变动相干性的剖析表白式，展现了同步轨道地域非受控物体纬度方位变动区间和演变散布规律，将同步轨道地域物体探求效率升高1倍；克复无先验音信、茂密星场等题目，建树了及时、高效的多物体探测办法，获患有高精度的光学丈量数据，升高了定轨预告精度。经过建树集行动特点理论研讨、视察办法、物体探测、轨道鉴别与精湛预告于一体的、牢靠高效的编制，显著提拔了同步轨道地域物体的发掘、分类、轨道鉴别以及精湛预告才略，已在空间变乱剖析、碰撞预警以及缓解战术研讨等航天行动中得到运用。

物理Ⅰ铌酸锂光量子芯片的研发

量子音信周围因其具备庞大运用价格成为现时列国比赛的计谋制高点，光量子音信技能走向理论运用必需完结芯片化。硅基光子芯片即使具备与CMOS工艺兼容上风，但由于硅为直接带隙，发光效率低下，于今还没研发出有用的低功耗片上光源。铌酸锂晶体有很好的光学特点和归纳的物理功能，铌酸锂芯片将会在光子产率、调制速度、调谐规模等中心目标上具备上风，但铌酸锂晶得体临加工难度大，技能不敷老练等难题。我国粹者收拾了铌酸锂芯片上高效胶葛光源、高速电光调制器和低斲丧光波导加工制备的关键技能，研发放洋际上第一片电光调制铌酸锂有源光量子芯片，其关键功能目标优于国际上同类硅基光量子芯片，引发了国际同业的普遍

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