양자 과학자들이 세계 최초로 3 차원 원자 규모의 양자 칩 아키텍처를 시연

.평화시위 촉구하는 '노란 조끼' 여성 시위대

(파리 AFP=연합뉴스) 프랑스 전역에서 5만 명가량의 '노란 조끼' 시위대가 경찰과 격렬하게 충돌한 다음 날인 6일(현지시간) 평화시위를 촉구하는 '노란 조끼' 여성들이 파리에서 노란 풍선을 들고 행진하고 있다. ymarshal@yna.co.kr

mss(magic square system)master:jk0620
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
http://jk0620.tripod.com

Szentpeteri Csilla - Legend

.양자 과학자들이 세계 최초로 3 차원 원자 규모의 양자 칩 아키텍처를 시연

2019 년 1 월 7 일, 뉴 사우스 웨일즈 대학교 양자 과학자들이 세계 최초로 3D 원자 규모의 양자 칩 아키텍처를 시연 연구 저자 Michelle Simmons 교수와 Joris Keizer, UNSW Sydney. 신용 : UNSW

시드니 양자 계산 및 통신 기술 (CQC2T)의 우수 센터 (Centre of Excellence)의 UNSW 연구원들은 보편적 인 양자 컴퓨터를 향한 또 다른 주요 단계 인 3 차원 디바이스에서 원자 정밀도 큐 비트를 구현할 수 있다는 것을 처음으로 보여주었습니다. 2018 오스트레일리아의 올해의 호주와 CQC2T 미셀 시몬스 (Michelle Simmons) 교수가 이끄는 연구원 팀은 원자 큐빅 제작 기술을 여러 층의 실리콘 결정으로 확장하여 3 차원 칩 아키텍처의 핵심 구성 요소를 달성 할 수 있음을 입증했습니다 이 연구는 Nature Nanotechnology에 오늘 발표되었습니다 . 이 그룹은 3 차원 디자인 내에서 본질적으로 매우 좁은 와이어 인 제어 라인에 정렬 된 원자 규모 큐 비트를 사용하는 아키텍처의 실현 가능성을 처음으로 보여줍니다. 또한 팀은 3 차원 디바이스의 여러 레이어를 나노 미터 정밀도로 정렬 할 수 있었으며 큐 비트 상태의 단일 샷 즉, 단일 측정 내에서 매우 높은 충실도를 읽을 수 있음을 보여주었습니다. "이 3-D 장치 아키텍처는 실리콘의 원자 큐 비트 (Arbitue Qubit)의 중요한 진보입니다."라고 Simmons 교수는 말합니다. " 우리 분야에서 중요한 이정표 인 양자 계산의 오류를 지속적으로 수정할 수 있으려면 병렬로 많은 큐 비트를 제어 할 수 있어야합니다. "이 작업을 수행하는 유일한 방법은 3-D 아키텍처를 사용하는 것이므로 2015 년에는 수직 십자형 아키텍처를 개발하고 특허를 취득했으나이 다중 계층 장치를 제작하는 것과 관련된 일련의 과제가있었습니다. 우리는 3 차원에서 우리의 접근 방식을 엔지니어링하는 것이 몇 년 전에 우리가 생각한 방식대로 가능하다는 것을 보여주었습니다. " 이 백서에서는 팀이 큐 비트의 첫 번째 레이어 위에 두 번째 컨트롤 평면 또는 레이어를 작성하는 방법을 시연했습니다. CQC2T 연구원이자 공동 저자 인 Joris Keizer 박사는 "이것은 매우 복잡한 과정이지만 아주 간단한 관점에서 우리는 첫 번째 평면을 만들고 첫 번째 층의 구조에 영향을주지 않으면 서 두 번째 층을 성장시키는 기술을 최적화했습니다. . "과거에는 비평가들이 두 번째 레이어의 표면이 매우 거칠고 더 이상 정밀 기술을 사용할 수 없기 때문에 가능하지 않다고 말할 것입니다. 그러나이 백서에서는 우리가 할 수있는 것으로 나타났습니다. 기대에 반하는 것 "이라고 말했다. 연구진은 또한 나노 미터 정밀도로 여러 층을 정렬 할 수 있음을 입증했습니다. "첫 번째 실리콘 층에 무엇을 쓰고 그 위에 실리콘 층을 두는 경우에도 두 층의 구성 요소를 정렬하기 위해 위치를 식별해야합니다 .5 나노 미만에서 정렬을 수행 할 수있는 기술을 보여주었습니다. 탁월한 것 "이라고 Keiser 박사는 말합니다. 마지막으로, 연구자들은 수백만 회의 실험을 평균화하지 않고 단일 측정, 즉 단일 측정으로 단일 샷이라고 불리는 것으로 3 차원 장치 의 큐 비트 출력 을 측정 할 수있었습니다 . Keiser 박사는 "이것은 우리가 더 빠르게 확장하는 데 도움이 될 것입니다. 상업화 방향 Simmons 교수는이 연구가이 분야에서 중요한 이정표라고 말합니다. "우리는 기술의 최종 상용화로 이어질 대규모 아키텍처를 체계적으로 연구하고 있습니다. SQC의 창립자이자 이사이기도 한 시몬스 (Simmons) 교수 는 "이것은 양자 컴퓨팅 분야에서 중요한 발전 이지만 SQC에도 상당히 흥미 롭다. 2017 년 5 월 이래로 호주 최초의 양자 컴퓨팅 회사 인 Silicon Quantum Computing Pty Limited (SQC)는 CQC2T에서 개발 된 지적 재산권과 자체 소유의 지적 재산을 기반으로 양자 컴퓨터를 제작하고 상용화하기 위해 노력해 왔습니다. CQC2T는 대규모 양자 컴퓨터로부터 적어도 10 년은 떨어져 있지만 CQC2T의 연구는이 분야에서 혁신의 최전선에 머물고 있으며 이러한 구체적인 결과는 우리의 강력한 입지를 국제적으로 재확인한다.

추가 정보 : 규모의 양자 컴퓨팅 : 과학자들은 소형의 민감한 퀴 비트 판독 값을 얻습니다. 자세한 정보 : Matthias Koch 등, 모든 에피 택셜 3 차원 트랜지스터의 자연 큐 비트에서 스핀 읽기, Nature Nanotechnology (2018). DOI : 10.1038 / s41565-018-0338-1 저널 참조 : Nature Nanotechnology :에 의해 제공 뉴 사우스 웨일즈 대학

https://phys.org/news/2019-01-quantum-scientists-world-first-d-atomic-scale.html

.연구원은 '스마트'필름 및 캡슐화에 중요한 발견을합니다

2019 년 1 월 7 일, Brandi Klingerman, University of Notre Dame 연구원은 '스마트'필름 및 캡슐화에 중요한 발견을합니다. 조나단 휘트 머 (Jonathan Whitmer) 화학 및 생물 공학과 조교수 겸 연구 책임자. 크레딧 : Matt Cashore / University of Notre Dame 노틀담 대학교 (University of Notre Dame)의 한 연구에 따르면 전도성 또는 보호 성 필름을 만들고 약물 성분을 캡슐화하는 데 일반적으로 사용되는 재료의 특성과이 물질이 해당 약물을 방출하기 위해 분해되는 조건은 초기 생각과 다를 수 있습니다. American Chemical Society 저널에 발표 된이 연구는 고분자 전해질 복합체 또는 PECs가 조립되고 조립 된 상태를 확인하는 것을 목표로했습니다. 연구원은 강하고 약한 PEC 사이에 새롭고 중요한 차이점을 발견했습니다. 화학 약품 공학부의 조나단 휘트 머 (Jonathan Whitmer) 조교수는 "약한 PEC의 메커니즘은 강력한 PEC의 메커니즘과 완전히 다르다. "우리의 연구에서 우리는 약한 고분자 전해질 각각을 용액에 함께 넣을 때 반대 전하를 띄는 고분자가 존재하면 강한 pKa 이동이 일어나고 고분자 전해질 둘 다 높은 전하를 띄고 안정하게 유지된다는 것을 발견했습니다. pH는 강력한 PECs의 충전 및 조립에 상대적으로 거의 영향을 미치지 않는다. 강한 PECs는 염 이온에 강하게 결합하여 조립을 결정한다. " 약을 보유하고있는 캡슐을 만드는 물질을 포함하여 많은 용도로 약한 PEC가 연구되었습니다. 약한 PEC는 특정 환경에서 결합 및 방출 할 수있는 고유 한 능력을 가지고 있지만 Whitmer 팀은 pH가 약한 PEC의 전체 조립 및 이러한 물질이 방출 될 수있는 조건에 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다. "이 연구는 약한 PEC의 형성과이 물질의 사용법에 대한 우리의 시각을 완전히 바꾼다"고 NDnano의 회원 인 Whitmer는 말했다. "이 연구는 더 나은 PEC를 설계 할 수있는 물리적 메커니즘을 지적 할뿐만 아니라 약물의 스마트 캡슐화 및 전달, 얇은 전도성 물질 등 업계에서이 물질을 활용하는 방법을 개선 할 잠재력이 있습니다. 보호 코팅재. " 이 연구를 수행하면서 Whitmer와 그의 팀은 새로운 시뮬레이션 알고리즘을 개발했습니다. 이 알고리즘은 연구자가 솔루션 조건 의 적절한 복제를 포함하여 이전에 불가능했던 약한 PEC의 특정 측면을 분석 할 수있게 해주었습니다 . 추가 정보 : 수술 후 유착을 예방하기 위해 개발 된 효과적인 재료

추가 정보 : Vikramjit S. Rathee 외, Polyelectlylyte Complexes의 엔트로피 - 에너지 균형에서의 연합 전하의 역할 , American Chemical Society 저널 (2018). DOI : 10.1021 / jacs.8b08649 저널 참조 : American Chemical Society 저널 제공 : University of Notre Dame 10 주

https://phys.org/news/2019-01-important-discovery-smart-encapsulation.html

.Fermilab 과학자들은 어려운 네 번째 종류의 중성미자를 찾기 위해 탐구를 이끌고 있습니다

2019 년 1 월 7 일, 시카고 대학 Fermilab 과학자들은 어려운 네 번째 종류의 중성미자를 찾기 위해 탐구를 이끌고 있습니다. 중성미자 검출기의 어셈블리 중 하나의 표면을 클로즈업 한 것으로, 3 밀리미터 간격으로 수천 개의 와이어가있어 중성미자가 검출기를 통과하여 생성 된 신호를 감지합니다. 크레딧 : Reidar Hahn

Neutrinos, 유령 기본 입자는 연구하기가 어렵지만, 과학자들에게 우주의 진화에 대한 단서를 제공 할 수 있습니다. 실제로 잡기가 너무 어려워서 수십 년 동안 우리 코 바로 아래에 숨어있는 네 번째 유형이있을 수 있습니다. 세계에서 가장 광범위한 중성미 연구의 현장 인 UChicago와 제휴 관계에있는 Fermi National Accelerator Laboratory의 과학자들은 완전히 새로운 입자의 가능성을 탐색하기 위해 국제 협력을 이끌고있다. 세 종류의 뉴트리노가 알려져 있지만, 과학자들은 그 존재가 괴롭혀졌지만 결코 명확하게 확인되지 않은 무균 중성미자를 가능한 한 네 번째로 찾고 있습니다. 새로운 중성미자 실험을위한 주요 구성 요소는 Fermilab의 다가오는 Short-Baseline Near Detector (SBND)에 통합되기 위해 전세계에서 도착하고 있습니다. SBND의 공동 대변인이자 조수 인 데이비드 슈미츠 (David Schmitz)는 " 짧은 기준선 프로그램은 중성미자 물리학 분야에서 완전히 새로운 예기치 않은 영역을 열게 될 새로운 클래스의 중성미자에 암시 할 수있는 이전 실험의 흥미로운 결과를 다루는 것을 목표로한다 " 시카고 대학교 물리학과 교수. "그러나 우리가 무엇을 찾든지 결과는 우리에게이 오랜 퍼즐에 대한 명확성을 제공해야합니다." 시 밀러에서 서쪽으로 약 45 마일 떨어진 페르미 랩 (Fermilab)에서, 페르미 랩 (Fermilab)의 입자 가속기에 의해 생성 된 중성미자 빔을 따라 3 개의 탐지기가 앉았다. 3 개 중, 새로운 탐지기는 불과 360 피트 떨어진 빔 소스에 가장 가까운 곳에 위치합니다. (나머지 두 개는 MicroBooNE와 ICARUS가 각각 1,500 피트, 2,000 피트 거리에 있습니다.) "당신이 3 개의 탐지기를 가지고있는 이유는 서로 다른 거리에서 빔라인을 따라 중성미자 빔을 샘플링하기를 원한다는 것"이라고 프로젝트의 다른 대변인 인 Fermilab의 뉴트리노 과학자 인 Ornella Palamara가 말했다. 중성미자가 다른 탐지기를 통과하면, 일부는 탐지기에 흔적을 남깁니다. 과학자들은이 정보를 분석하여 가설치는되었지만 결코 볼 수 없었던 중성미자 가족의 확실한 증거를 찾는다. 외모 만들기 중성미자는 세 가지 "향료"중 하나 인 전자, 뮤온 및 타우로 나타납니다. 진동을 공간을 통해 여행 할 때 그들은 한 맛에서 다른 맛으로 변합니다. 중성미자는 세 가지 종류의 안팎으로 진동하는 것으로 알려져 있지만, 과학자들이 네 번째 유형 인 무균 중성미자로 진동하는지 여부를 결정하는 데 도움이되는 추가 증거가 있습니다. 이러한 무균 중성미자가 존재한다면 물질과 전혀 상호 작용하지 않습니다. (우리가 잘 알고있는 중성미자는 상호 작용하지만, 드물게 만 반응한다.) 다른 실험 결과는 무균 중성미자의 존재 가능성을 암시했지만, 지금까지 아무도 그것을 확인하지 못했다.

페르미 랩 (Fermilab)의 입자 가속기에 의해 생성 된 중성미자의 광선을 따라 3 개의 탐지기가 퍼 치며, 각각은 가능한 네 번째 유형의 중성미자에 대한 증거를 확인합니다. 크레딧 : Fermilab

빔의 첫 번째 탐지기 인 SBND는 발진이 발생하기 전에 통과하는 전자 및 뮤온 중성미자의 수를 기록합니다. 대다수 (약 99.5 %)는 뮤온 중성미자가 될 것입니다. 먼 탐지기 인 MicroBooNE와 ICARUS에 도착할 때까지, 1000 개의 뮤온 중 몇 개가 전자 중성미자로 전환되었을 수 있습니다. 가능한 두 가지 결과는 새로운 입자 의 존재를 나타낼 수 있습니다. 하나는 먼 탐지기가 예상보다 많은 전자 중성미자를 보았다는 것입니다. 이것은 살균 된 중성미자가 존재한다는 증거가 될 수 있습니다. 중성미자는 과도한 전자 중성미자를 생산하는 방식으로 무균 중성미자 상태로 변환되거나 변환 될 수 있습니다. 다른 하나는 먼 탐지기가 예상보다 적은 수의 뮤온 중성미자를 보았다는 것인데, SBND에서 발견 된 뮤온 중성미자는 살균 중성미자로 변환되기 때문에 "사라진다". "전자 중성미자 모양과 뮤온 중성미자 소실을 동시에 볼 수있는 한 번의 실험을 통해 그들의 크기가 서로 호환되는지 확인하면 무균 중성미자 진동을 발견하는 데 엄청나게 강력합니다."Schmitz가 말했습니다. "가까운 탐지기는 우리의 능력을 향상시킵니다." 3 대륙의 구성 요소 매우 민감한 전자 부품 인 4 개의 애노드 평면 어셈블리 중 첫 번째가 10 월에 Fermilab에 왔습니다. 더 많은 사람들이 길을 가고 있습니다. 4 개의 애노드 평면 어셈블리는 4 x 4 x 5 미터 검출기의 일부로, 화씨 -300 도의 액체 아르곤으로 채워진 극저온 탱크 내부에 매달려 있습니다. 각 어셈블리는 탱크의 아르곤 원자와 충돌하는 중성미자에서 나오는 입자를 추적하도록 설계된 수천 개의 섬세한 감지 와이어로 덮힌 커다란 프레임입니다. SBND는 사우스 다코타에서 현재 건설중인 페르미 랩 (Fermilab)이 주최하는 메가 스포츠 실험 인 DUNE으로 알려진 국제 심층 지하 중성미자 실험 (International Underground Neutrino Experiment)에서 사용될 양극 평면 어셈블리를 포함한 일부 기술에 대한 시험장이 될 것입니다. 유럽, 남미 및 미국의 기관들은 SBND의 다양한 구성 요소를 구축하도록 돕고 있습니다. 3 개 대륙에 20 개 이상의 기관이 참여하고 있습니다. 슈미츠는 또 다른 12 개가 감지기가 작동하면 데이터를 분석하기 위해 소프트웨어 도구에 대해 협력하고 있다고 전했다. " 국제 협력의 일부분 은 훌륭하다"고 Palamara는 말했다. "물론 도전 과제가 있지만 전 세계에서 온 사람들이 프로그램에 참여하는 것을 보는 것이 환상적입니다. 서로 다른 장소에 설치된 감지기를 가지고 모든 것이 함께 모이는 것을 보는 것이 흥미로운 것입니다." SBND의 조립은 2019 년 가을에 완료 될 예정이며, 그 후에 탐지기 는 가속기에서 생성 된 중성미자 빔을

따라 건물에 설치 될 것입니다. SBND는 2020 년 말까지 중성미자를받을 예정입니다. 더 탐험 : 새로운 결과는 표준 중성미자 이론을 확인 곁에 제공하는 : 시카고 대학

https://phys.org/news/2019-01-fermilab-scientists-quest-elusive-fourth.html#nRlv

.C60 풀러렌의 진동 양자 상태 분해능

기상 C60의 냉각 및 빗 분광. A) 승화 된 C60 증기는 오븐 소스를 나와 극저온 셀로 들어가고 입구 구멍을 둘러싸는 환형 슬릿 입구 판을 통해 유입 된 차가운 완충 가스로 충돌을 통해 열을 발생시킵니다 (확대 된 영역 참조). 중간 IR 주파수 빗 빛은 셀을 둘러싸는 광학 강화 공동에 결합된다. 광학 흡수 스펙트럼은 스캐닝 팔 푸리에 변환 분광기 (미도시)로 측정한다. (B) 진동 파티션 함수 (파선)와 평균 진동 에너지 (적색 실선)는 온도의 함수로서 강하게 증가한다. C60을 초기 오븐 온도에서 150K 이하로 냉각시키기 위해서는 분자 당 약 6 ~ 8eV의 진동 에너지를 제거해야하며, 이 지점에서 진동 구획 함수는 거의 1과 동일하다. 신용:과학 , doi : 10.1126 / science.aav2616

2019 년 1 월 7 일, Phys.org 기능의 Thamarasee Jeewandara기상 C60의 냉각 및 빗 분광. A) 승화 된 C60 증기는 오븐 소스를 나와 극저온 셀로 들어가고 입구 구멍을 둘러싸는 환형 슬릿 입구 판을 통해 유입 된 차가운 완충 가스로 충돌을 통해 열을 발생시킵니다 (확대 된 영역 참조). 중간 IR 주파수 빗 빛은 셀을 둘러싸는 광학 강화 공동에 결합된다. 광학 흡수 스펙트럼은 스캐닝 팔 푸리에 변환 분광기 (미도시)로 측정한다. (B) 진동 파티션 함수 (파선)와 평균 진동 에너지 (적색 실선)는 온도의 함수로서 강하게 증가한다. C60을 초기 오븐 온도에서 150K 이하로 냉각시키기 위해서는 분자 당 약 6 ~ 8eV의 진동 에너지를 제거해야하며, 이 지점에서 진동 구획 함수는 거의 1과 동일하다. 신용:과학 , doi : 10.1126 / science.aav2616 화학 및 분자 물리의 중심 목적은 분자를 양자 역학 시스템으로 이해하는 것입니다. 이러한 시스템의 복잡한 내부 동역학은 다양한 전자, 진동, 회전 및 회전 자유도로 보여지는 광범위한 에너지 및 시간 규모로 발전합니다. 원래의 발견 이래, 버크 민스터 풀러렌의 고유 특성 (C 60 ) 강렬한 연구 활동을 받고있다. 특히, 분자 (C 60 +는 ) 한 식별 공간 붉게 별빛의 스펙트럼에서 발견되는 수수께끼 확산 성간 밴드를 구성한다. 구조적으로, 독특한 탄소 케이지 구조는 약 화학 에서 매력적인 주제가됩니다 잠재적 인 치료제를 유도한다. Buckminsterfullerene 은 축구 공과 비슷한 융합 된 고리 구조 (잘린 20 면체)와 같은 새장입니다. 20 개의 육각형과 12 개의 오각형 (60 개의 꼭지점과 32 개의면)으로 구성된이 분자는 꼭지점에 탄소 원자를 포함하고 각 다각형 모서리를 따라 공유 결합을 포함합니다. 플러렌 (Fullerene) 가족 구성원은 물리, 화학, 양자 및 생물학적 속성이 매력적인 다양한 연구 분야에서 조사됩니다. 예를 들어, 고립 된 C 60 분자 의 총 양자 분해 분광학 은 오랫동안 관심의 대상이다. 이러한 관찰은 C60 분자가 충분히 고밀도 인 저온 기체 상태로 준비되어야 하기 때문에 지금까지는 얻기가 어려웠다 . 지금에 발표 된 최근 연구에서 과학 , 물리학 자 브라이언 Changala와 동료들은 고해상도, C의 적외선 흡수 분광 관측보고 60 (1190 파수에 1180에 해당) 8.5 미크론 스펙트럼 영역에 있습니다. 실험에서, 팀은 극저온 버퍼 가스 냉각과 공동 강화 직접 주파수 빗 분광학을 결합하여 양자 상태 - 해결 된 진동 (회전 - 진동) 전이를 관측했다. 분자는 일반적으로 회전하는 것보다 진동하는 데 더 많은 에너지를 소비하므로 진동 흡수 밴드는 분자가 몇 개 이상의 원자를 가지고있을 때 흐려지는 경향이 있지만 많은 동시 회전 전환을 포함합니다. 연구 결과는 60 개의 탄소 -12 원자가 구별 할 수 없음을 확인하기 위해 특징적인 핵 스핀 통계 강도 패턴을 보였다. rovibrational 구조는 분자의 희귀 한 20 면체 대칭에 대한 자세한 내용을 인코딩했습니다. Changala et al. 성공적 C를 냉각하여 60 CC 연신 대역 내의 회전 분해능을 얻을 풀러렌. 실험의 성공은 아르곤 완충 가스 흐름의 신중한 최적화에 달렸다. 관찰 된 양자 상태 분해 된 특성은 성간 공간 과 같은 외래 환경 에서 풀러렌 유형 화합물을 특성화하는 것을 도울 수있다 .

Buckminsterfullerene C 60 은 Kroto et al. 발견 후, 적외선 (IR)과 13C 핵 자기 공명 (NMR) 분광학은 케이지 된 20 면체 구조를 확인했다. 분자의 과학적 이해는 X 선 및 전자 회절 , 라만 및 중성자 산란 , 매트릭스 분리 IR 분광학 및 광전자 분광학을 포함한 후속 분광 및 분석 기술을 통해 더욱 발전되었습니다 . 분광기에서 중요한 역할을 해왔다 천문 검출부 C의 (60) 및 그 유도체. 그러나, 현재까지, C의 rovibrational 양자 상태-해결 측정에 대한보고가 없었다 (60 개) 분자. Changala보고 한 실험 등. 따라서 설정 C (60)를 최대 분자와 전체 내부 양자 상태 - 분해 스펙트럼이 관찰 된 희귀 면체 대칭 단지 예로서. 접근 가능한 파장 영역에서 가장 낮은 에너지의 IR 활성 모드이기 때문에 8-5 μm의 진동 밴드가 연구 대상이되었습니다. 실험에서 950 K 구리 오븐은 고체 C 60 샘플을 승화시켜 분자 당 평균 6-8 eV의 내부 에너지를 갖는 기상 분자를 생성합니다. 샘플은 10 26 ~ 10 30 진동 양자 상태를 채웠다. 그런 다음 고온의 분자는 극저온의 콜드 손가락에 고정 된 셀로 흘러 들어갔다. 콜드 핑거는 콜드 버퍼 가스 원자와의 충돌을 통해 열이 발생했다. 물리학 자들은 장파 IR (LWIR) 주파수 빗 빛을 생성하기 위해 차가운 셀을 둘러싸는 고밀도 광학 공동에 주파수 빗을 결합함으로써 공동 강화 직접 주파수 빗 분광기 (CE-DFCS)를 사용하여 차가운 위상 분자를 조사했다. 8.5μm 근처에 중심을 두었다. 공동을 통해 전송 된 각 빗의 세기는 광대역 스캐닝 - 팔 푸리에 변환 간섭계를 사용하여 판독되었다 . Changala 협력자는 초기 감기 기상 C 관찰하려고 60 과 유사한 저압 헬륨 버퍼 가스 조건, 사용 이전 작업 이지만 검출 가능한 흡수를 얻을 수 없었다. 결과는 충돌과 충돌 당보다 효율적인 에너지 전달의 높은 숫자가 C thermalize해야 할 것이라고 제안 (60) 의에 바닥 진동 상태 . 그 결과, 충분히 조밀하고 차가운 C 60샘플은 (1) 헬륨에서 아르곤으로 전환하여 완충 가스 질량을 증가시키고 (2) 입구 슬릿에 상대적으로 오븐 위치 설정뿐만 아니라 완충 가스 유동을 조심스럽게 최적화하여 연구에서 샘플을 생산했다. 이러한 조건에서 얻어진 스펙트럼은 선폭이 좁은 잘 분해 된 미세 진동 구조를 나타냈다.

측정 된 IR 밴드의 일부에 대한 상세보기 (A) R 지점은 시뮬레이션에서 예상되는 강도 패턴 (검은 색 추적)과 측정 된 스펙트럼 (파란색 추적) 사이의 일치를 나타냅니다. 스펙트럼 위의 연결선은 관찰 된 각 R (J) 전이의 더 낮은 상태 J 값을 나타냅니다. (B) 스펙트럼의 Q 분기 영역은 몇 가지 특징을 포함한다. 가장 높은 파수 특성은 12C60 동위 원소의 Q 분지로 지정됩니다. 삽입 된 점선은 단순한 4 차 원심 왜곡 윤곽에 대한 적합성을 나타냅니다. 더 낮은 주파수에서의 추가적인 특징은 단독으로 치환 된 13C12C59 동위 원소 때문일 가능성이 큽니다. (C) P 지점의이 두 부분 (파란 흔적)은 R 가지 (검정 흔적)에 맞는 매개 변수로 결정된 0 차 시뮬레이션의 불일치를 나타냅니다. 시뮬레이션에 의해 포착되지 않은 구조는 비 스칼라 원심 왜곡 효과의 증거입니다. 신용:Science , doi : 10.1126 / science.aav2616.

주파수 빗의 넓은 스펙트럼 대역폭은 관찰 된 진동 밴드의 전체 폭을 커버하는 좁은 신호와 넓은 신호 사이의 관찰을 허용했습니다. 적외선 스펙트럼에서 관측 된 미세 구조는 C의 양자 역학의 기본 구조를 제공하는 상세 60 . 상태의 에너지는 각 진동 상태에 대한 효과적인 회전 해밀턴 에 의해 결정되었습니다 . 그 결과는 또한 작동중인 핵 스핀 통계의 예외적 인 예를 나타냈다. 과학자들은 측정 된 IR 밴드의 상세한 뷰를 얻기 위해 실험을 수행했습니다. R 분기 전이를 검출 할 때; 기저 상태의 회전 양자 수는 여기 상태의 회전 양자 수 (즉, ΔJ = +1)보다 하나 더 크다. 시뮬레이션에서 예상되는 강도 패턴은 측정 된 스펙트럼과 일치합니다. 관찰 된 패턴은 12 C 60 을 구성하는 탄소 핵의 완벽한 20 면체 배열의 양자 역학적 불일치 가능성의 결과였다 . 기저 상태의 회전 Q 수가 여기 상태의 회전 Q 수 (즉, ΔJ = 0)와 유사한 스펙트럼의 Q 분기 영역에서 연구자는 여러 가지 특성을 관찰했다. 그들은 지상 진동 상태에서 12 C 60 동위 원소 의 Q 분지로 가장 높은 파수 특성을 할당했습니다 . Q 분기 지역의 나머지 특징들은 명확하게 지정되지 않았지만 과학자들은 그들이 단일 치환 된 12 C 59 13 C 이소 토폴 로그 에서 유래 된 것이라고 믿고 있었다 . 13 C 의 자연적인 존재 량 은 단지 1 : 1 % 이었지만, 분자상의 60 개의 등가 치환 부위는 특히 12 C 59 13C : 12 C (60) 에 대한 비가 2 : 3이다. 측정 된 R 및 Q 분기의 정 성적 외관은 시뮬레이션과 일치했지만 P 분기에서는 결과가 상당히 일치하지 않았습니다. P 분기점은 기저 상태의 회전 양자 수는 여기 상태의 회전 양자 수 (즉, ΔJ = -1)보다 하나가 작은 위치입니다. 0 차 시뮬레이션은 관측 된 전이 수의 위치를 포착하지 못했습니다. 이는 고차원 원심 왜곡 항이 시뮬레이션 된 스펙트럼에 포함되지 않았기 때문에 가능한 것입니다. Changala와 공동 연구자들이 수행 한 설명 된 실험 은 공간 에서 의약 으로의 분자 의 광범위한 관련성 때문에 풀러린 연구의 흥미 진진한 방향을 가리킨다 . 이 연구에 도입 된 버퍼 가스 냉각의 실제적인 적용은 또한 미래에 실험적 반복 가능성을 확립했다. 추가 연구는 C 70 과 같은 더 큰 풀러렌에서 진동, 전자 또는 다른 분광법을 사용할 수 있습니다. 실험에는 원자 또는 분자가 밀폐 된 풀러렌 케이지에 캡슐화 된 endofullerenes가 포함될 수도 있고 심지어 순수한 13 C 60 이 원래의 구형 격자에서 스핀 -1/2 네트워크. 그러한 표적의 정밀 분광학을 이용한 화학 및 분자 물리학은 대규모 분자 시스템을 실험적으로 제어하기 전에 단일 양자 상태 준비 를위한 첫 번째 단계 입니다. 더 자세히 알아보기 : 빛의 털어 내기 화학 지문 더

자세한 정보 : P. Bryan Changala et al. C60 풀러린의 진동 양자 상태 분해능, Science (2019). DOI : 10.1126 / science.aav2616 EK Campbell et al. 두 개의 확산 성간 밴드의 운반체 인 C60 +의 실험실 확인, Nature (2015). DOI : 10.1038 / nature14566 K. HEDBERG et al. Buckminsterfullerene의 자유 분자에서의 결합 길이, C60, 가스상 전자 회절, Science (2006). DOI : 10.1126 / 과학 .54.5030.410 Xue-Bin Wang et al. C60- 고분해능 광전자 분광법, The Journal of Chemical Physics (2002). DOI : 10.1063 / 1.478732 저널 참고 문헌 : Science Nature Journal of Chemical Physics

https://phys.org/news/2019-01-rovibrational-quantum-state-resolution-c60.html#nRlv

.나노 크기의 새로운 발견

2019 년 1 월 3 일 Brett Hansard, 미국 에너지 부 나노 크기의 새로운 발견 이것은 metallicity 정도라고 불리는 분극 력 기반 특성에 의해 측정 된 것처럼 모든 금속 요소에 대해 보편적 인 방식으로 발생하는 금속성으로의 크기 유도 전이를 보여줍니다. 클러스터의 크기가 커짐에 따라 점차 금속성이되어 내부의 외부 전기장 (금속의 패러데이 케이지 효과)을 방출합니다. 크레디트 : 아르곤 국립 연구소

100 개의 원자보다 작은 미확인 된 화학 원소를 볼 수 있다면 실제로 더 큰 축적을보기 전에 어떤 원소가 대량으로 존재하는지 알 수 있다고 상상해보십시오. 이러한 생각은 미국 에너지 부 (DOE) Argonne National Laboratory의 화학 과학 및 엔지니어링 부문의 수석 과학자 인 Julius Jellinek의 작업을 오랫동안 애니메이션으로 보여주었습니다. Central Michigan University의 물리학과 교수 인 Koblar Jackson과 함께 최근에 발견 한 그의 연구 결과는 나노 과학의 분야에 큰 영향을 줄 가능성이 있습니다. Jellinek에 따르면, 금속, 반도체 및 절연체와 같은 여러 유형으로 대량 의 원소와 물질 을 분류하는 것은 잘 정립되고 이해됩니다. 그러나 나노 스케일에서 물질의 유형을 식별하는 것은 그리 간단하지 않습니다. 사실 "나노 물질"이라는 용어가 널리 사용 되더라도 나노 물질 과학은 아직 완전히 개발되지 않았습니다. Jellinek은 "매우 적은 양의 원소와 화합물, 또는 나노 양자는 벌크 대응 물과 매우 다르게 행동합니다. 예를 들어, 대량의 금속 인 원소의 작은 원자 클러스터는 크기가 커짐에 따라 금속 특성을 나타냅니다. 이 현상은 금속성으로의 크기 유도 전이 (material-induced transition)로 알려져 있으며, Jellinek과 Jackson은 다음과 같은 질문을 던져 보았다 : 미확인 된 원소 가 제한된 나노 크기 régime에 subnano? 대답은 강조하고, 다소 놀랍다는 것이 밝혀졌습니다. 2018 년 10 월 7 일 Communication에서 발표 한 Nanoscale , Jellinek 및 Jackson 지의 "금속의 벌크 분극화를 향한 크기 중심의 진화의 보편성"논문에서 이전에 개발 된 원자 수준의 분극 력 분석을 사용하여 미확인 원소가 작은 클러스터의 분극화 특성을 관찰하여 대량의 금속 또는 비금속 일지 예측할 수 있습니다. (극성은 시스템과 물질이 외부 전기장에 어떻게 반응 하는지를 설명합니다.) 더욱이, 미확인 된 원소가 동일한 크기의 분극화 데이터를 사용하여 대량 의 금속 일 경우 정확한 화학적 동일성을 확립 할 수 있습니다. 논문에서보고 된 또 다른 놀라운 발견은 모든 금속 원소의 클러스터가 분극화 가능성에 기반한 특성 인 Jellinek과 Jackson이 "금속도 (metallicity degree)"라고 부르는 범용 방식으로 벌크 금속 상태로 진화한다는 것입니다. "우리는 금속의 물리학에 새로운 보편적 인 상수와 새로운 보편적 인 스케일링 방정식을 도입했습니다."라고 Jellinek은 말했습니다. 새로운 스케일링 방정식은 과학자들이 원소의 상응하는 벌크 분극화 가능성 (bulk polarizability)에 기초하여 모든 금속 원소의 크기 클러스터의 분극 가능성을 쉽고 간단하게 결정할 수있게합니다. 과거에는 각 사례별로 길고 값 비싼 계산이 필요했습니다. "이 우주 방정식을 사용하여 몇 일, 몇 주 또는 몇 달 동안 다양한 크기를 다루는 데 몇 초의 시간이 걸렸습니다"라고 Jellinek은 말했습니다. 아마도 가장 중요한 것은이 연구가 나노 규모의 재료 과학의 토대를 구축하는 주요 단계라고 할 수 있습니다. 벌크 금속 상태에 대한 크기 진화의 이해에 근본적인 기여를한다. (Jellinek은이 연구가 미래에 발견 될 수있는 예외적 인 가능성, 즉 그가 "이국적인 금속"이라고 부르는 것)에 대한 조항을 포함한다고 말했다. Jellinek에게있어 Argonne에서 31 년이 넘게 명성을 얻은 최근에 명성을 얻은 Jellinek은 원래 Jackson과 Jackson이 다른 것을 찾을 것으로 기대했기 때문에이 발견은 특히 만족 스러웠습니다. "처음에는 서로 다른 그룹의 금속 요소 내에서보다 작은 규모로 공통성을 확립하기를 희망 했었습니다. 그 결과가 기대를 충족시키지 못했다는 점에 실망했습니다." "그러나 우리는 다른 그룹이 보편적 인 방식으로 행동하고있는 것을 보았습니다 과학에서 무엇인가가 당신이 기대하는 것과 다르게 나왔을 때 종종 새롭고 흥미로운 것으로 밝혀졌습니다 그러나 보편적 인 것을 발견하는 것은 매우 드뭅니다. " 옐리넥 (Jellinek)은 오랫동안 저명한 경력을 쌓아 왔으며, "과학자가되는 것이 재미있는 이유입니다. 근본적이고 진실 된 새로운 것을 얻는다면, 다른 어떤 것이 대체 할 수없는 보상이됩니다. 다음 과제는 금속이 아닌 요소에 대한 대량 국가로의 크기 진화에서 가능한 보편성, 어쩌면 보편성까지 밝히려는 것입니다. " 추가 연구 : 연구 결과 나노 크기의 반 금속성으로 크기에 따른 전이가 예측됩니다 .

자세한 정보 : Julius Jellinek 외. 금속의 벌크 분극화 가능성에 대한 크기 중심의 진화의 보편성, Nanoscale (2018). DOI : 10.1039 / C8NR06307A 저널 참조 : Nanoscale 제공 : 미국 에너지 부

https://phys.org/news/2019-01-discovery-big-nanoscale.html#nRlv