국제 물리학 팀이 새로운 물리학을 계속 연구합니다

.공군, 공중급유기 전력화 행사 진행

(서울=연합뉴스) 공군이 김해기지에서 KC-330 공중급유기 전력화 행사를 실시한다고 30일 전했다. 사진은 KC-330 공중급유기가 공군의 주력 F-15K 전투기에 공중급유를 실시하고 있는 모습과30일 공군 김해기지에서 열린 KC-330 공중급유기 전력화 행사에서 공군의장대가 공중급유기 앞에서 의장공연을 하고 있다. 2019.1.30 [공군 제공] photo@yna.co.kr

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박강성 이별 앞에서

.국제 물리학 팀이 새로운 물리학을 계속 연구합니다

2019 년 1 월 30 일 Purdue University , Compact Muon 솔레노이드 감지기는 스위스의 대형 Hadron Collider (LHC)의 범용 감지기로, LHC가 나타낼 수있는 새로운 물리 현상을 관찰하도록 설계되었습니다. 크레딧 : CERN

우주에서 물질의 거의 4 분의 1을 차지한다고 생각되는 암흑 물질 (그러나 아직 관찰되지는 않았다)은 수십 년 동안 물리학 자들을 곤혹스럽게 만들었다. 그들은 실험에서 나타 났던 놀랄만한 것을 찾고 있습니다. 이는 초등 물리학을 정의하는 표준 모델에서 벗어나는 결과입니다. ATLAS로 알려진 CERN의 실험이 2018 년 7 월에 실험에서 약간의 편차를 발견했을 때 과학 공동체 가 떠들썩하게 된 것은 당연합니다. 연구원들은 암흑 물질 입자 의 징조가 될 수있는 새로운 물리학의 증거를 마침내 발견했을 것이라고 생각했습니다 . 그러나 CMS 협력에 의한 측정의 최근 개선은 표준 모델 의 기대치와 거의 일치하는 결과를 가져 왔습니다 . 이 발견은 CERN Courier 1 월호에 발표되었습니다 . "우리는 ATLAS보다 더 정확한 결과를 얻길 원했기 때문에 더 나은 수정 알고리즘을 사용하여 양을 재구성하는 방법을 개선했으며 결과에 실제로 편차가 없었 음을 나타냅니다."Andreas Jung 조교수는 퍼듀 대학에서 물리학과 천문학을 가르치고 있습니다. "이것은 흥미로운 일이 여기에 없다는 것을 의미하는 것이 아니라, 우리가 지금 증명할 데이터가 없다는 것을 의미합니다." 표준 모델은 물질의 기본 빌딩 블록이 어떻게 상호 작용 하는지를 설명합니다. 화학 반응 , 방사성 붕괴, 전기 역학 등을 설명 하지만 중력이나 암흑 물질은 설명하지 않습니다. 이것은 아 원자 세계에 대한 가장 좋은 설명이지만, 전체 이야기를 말하지는 않습니다. 물리학 자들이 찾고있는 것은 아직 표준 모델에 포함되지 않았거나 모순 될 수있는 것입니다. 그들은 이 실험에서 일차적으로 "atom smashers"라고 불리는 입자 가속기를 주로 사용 합니다. 컴팩트 뮤온 솔레노이드 (CMS)는 세계에서 가장 크고 가장 강력한 입자 가속기 인 대형 Hadron Collider에서 4 개의 감지기 중 하나입니다. 충돌 자 (collider)는 전자기장을 이용 하여 대전 된 입자를 상대 론적 속도와 고 에너지로 유도하고, 빔에 포함시키고, 서로 부딪 히게합니다. 이 프로세스는 CMS 데이터 수집 프로세스 전반에 걸쳐 상당히 안정적이지만 탐지기의 정보를 분석하고 처리하는 방법은 끊임없이 조정됩니다. "감지기에는 구멍이 있고, 비효율적이며, 범위가 부족합니다. 그 모두를 고려해야하며, 그 과정을 데이터 펼치기 또는 데이터 보정이라고합니다." "우리는 입력 모델에 덜 민감한 결과를 제공하는이 전개 방법의 개선을 개발했습니다." 데이터를 해석하는 방법이 향상됨에 따라 충돌 자 자체가 수리를위한 실험에서 다소 시간을 할애하고 있습니다. 물리학 자, 엔지니어 및 기술자가 기계를 더욱 강력하고 효율적으로 만드는 동안 과학자들은 지금까지 수집 된 엄청난 양의 데이터를 살펴볼 것입니다. 우리가 알고있는 것처럼 표준 모델에서 어떤 큰 편차도 보지 못함에도 불구하고, 정은 여전히 희망적이다. "어떤 사람들은 암흑 물질 입자와 대화하는 중개자가 있다고 믿는다 . 그런 경우라면, 우리는 힉스와 결합하여 최고 쿼크 물리학에서 그것을 볼 수있을 것이다"라고 그는 말했다. "우리는 지금까지 수집 한 데이터 중 일부만을 훑어 봤지만 아직 거기에 뭔가있을 수 있습니다." 퍼듀 대학의 물리학과 천문학 부교수 인 매튜 존스 (Matthew Jones)는 우주의 매우 기본적인 법칙에 대한 인류의 지식을 발전시키기 위해 전 세계에서 온 입자 물리학 공동체 구성원들을 모으는 CMS 협력의 멤버이기도합니다 . CMS는 40여 개국의 약 200 개 연구소 및 대학의 4,000 명 이상의 입자 물리학 자, 엔지니어, 컴퓨터 과학자, 기술자 및 학생을 보유하고 있습니다.

추가 정보 : 전기 혐의 힉스 대 물리학 자 : 휴식 시간까지 1-0 제공 : Purdue University

https://phys.org/news/2019-01-international-team-physicists-physics.html

.연구자들은 비 오실로스코프에서 내부 회전하는 나선을 관찰합니다

2019 년 1 월 29 일, Ingrid Fadelli, Phys.org 기능 , 제공 : HN Yoshikawa

University Côte d' Azur와 Hokkaido University의 연구자 팀은 최근에 수평 액체 필름의 아래쪽을 향한 자유 표면에서 관찰되는 나선형 패턴의 자발적 형성을 탐구하는 연구를 수행했습니다. 그들에 의해 검사 된 표면은 더 무거운 액체가 더 가벼운 유체를 밀어 내릴 때 다른 밀도의 두 유체 사이의 경계면을 불안정하게하는 레일리 - 테일러 (Rayleigh-Taylor) 불안정성을 수반합니다. 연구진은이 불안정성으로 인해 발생하는 액체 방전이 액체 커튼을 전파하는 형태로 발생할 수 있으며 필름의 원형 주변부에서 생성되어 내부로 회전하는 나선형 암으로 나타납니다. 현상 학적으로 구성된 셀룰러 오토 마톤을 사용하여, 그들은 이러한 패턴이 위상 잠김에서 발생하여 전체 필름 표면에 걸쳐 일정한 유속에서 간헐적으로 액체를 배출하게된다는 것을 입증했습니다. "약 15 년 전, Laurent Limat 박사와 그의 동료들은 순환 접시의 가장자리를 따라 자유롭게 움직이는 액체 칼럼의 시공간 역학을 연구했습니다"라고 이번 연구를 수행 한 연구자 중 한 명인 Christian Mathis가 Phys.org 에 말했다 . "우리는 작업에서 영감을 얻어 대칭 손실과 관련된 모든 2 차 불안정성을 설명하기를 원했던 액체 기둥의 2 차원 어셈블리에 대한 연구를 시작했습니다. 우리는 방금 그러한 불안정성을 발견했지만 우리는 우리가 매우 풍부한 행동을 보여주는 오히려 단순한 시스템 "이라고 말했다. 그들의 연구에서 Mathis와 그의 동료들은 유속을 증가 시키면 규칙적인 육각형 격자의 방울, 규칙적인 육각형 격자의 기둥, 시공간적 간헐적 기둥의 거동 및 최종적으로 액체의 일련의 복잡한 패턴을 야기한다는 것을 관찰했다 나선형 파도 형성 커튼입니다. 그들이 사용하는 장치는 매우 간단합니다. 주로 반 폐쇄 원통형 용기로 이루어졌으며, 실리콘 오일이 상단의 입구와 하단의 미세한 메쉬 격자를 통해 연속적으로 쏟아졌습니다. 선박은 선박의 음압과 오일의 무게의 평형에 의해 결정되는 일정한 양의 오일을 포함합니다. 용기의 과도한 액체가 그리드를 통해 누출되어 그 아래에 액체 필름을 형성합니다. 이 필름은 오일 유속 및 점도에 따라 다른 방식으로 불안정합니다. 이 장치 내부에는 모든 것이 투명한 PMMA로되어있어 쉽게 관찰 할 수 있고 적응 된 번개로 정확한 비디오 측정이 가능합니다.

제공 : HN Yoshikawa

"충분히 높은 유속 에서 액체 커튼이 나타나고, 파도처럼 움직이고, 일부 중심점 주위를 감싸고 회전하는 나선형 암을 형성합니다."라고 Mathis는 설명했습니다. "우리는 각 팔의 회전 빈도와 전체 패턴과 팔 길이를 측정했습니다. 주요 관측은 시스템의 회전 대칭성을 파괴하여 나선이 자발적으로 형성되는 것입니다." 나선형 패턴은 실험실 환경과 자연 환경에서 많은 시스템에서 찾을 수 있습니다. 이 나선 패턴의 대부분은 나선형 암 이이 회전 방향으로 후행하면서 회전합니다. 반대 방향으로 회전하는 패턴은 매우 드물며 antispirals라고합니다. "이 연구를 수행 한 또 다른 연구원 Harunori Yoshikawa는 Phys.org에 "우리는 모든 액체 방정식을 알고있는 간단한 액체 시스템에서 항 바이러스 패턴이 생성 될 수 있다는 것을 보여 주었다 . "이 '잘 알려진'시스템에 대한 심층적 인 조사는 희귀 항 바이러스 패턴의 발생에 대한 통찰력을 제공 할 것입니다." Yoshikawa, Mathis와 그의 동료에 의해 수행 된 실험은 항 바이러스 패턴의 발현을 탐구하는 추가 연구를위한 길을 열 수있었습니다. 또한, 그들의 연구는 패턴 형성 이론에 대한 벤치 마크를 제공 할 수 있습니다. 요시카와 (Yoshikawa)는 "우리는 이제 적절한 모델 방정식과 관련 매개 변수의 범위를 찾는 이론적 모델링에 초점을 맞추고있다. "우리는 패턴 형성 과정의 본질적 특징을 이론적으로 밝힐 수 있기를 바랍니다." 연구자들은 또한 현재 내부 회전하는 나선형이 단지 그들의 관측 중 하나 였기 때문에 그들의 시스템에서 관측 된 다른 패턴을 탐구하고있다. 예를 들어, 물방울의 정권과 액체 기둥의 독특한 행동 중 일부는 아직 광범위하게 조사되고있다. Yathikawa와 그의 동료 인 Mathis가 수행 한 연구에서, 나선의 역동 성은 액체 필름 자체의 특성과 관련이있는 것처럼 보였으 나 더 나아가 탐구하고 싶어한다는 것을 발견했습니다. 추가 정보 : 나선형 표면 패턴을 갖는 Sac은 물질 전달을 용이하게합니다.

자세한 정보 : Harunori N. Yoshikawa 외. 비 진동 성 매체에서의 내부 회전 나선, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.014502 저널 참조 : Physical Review Letters

https://phys.org/news/2019-01-inwardly-rotating-spirals-nonoscillatory-medium.html#nRlv

.연구원은 비행을위한 최상의 모양을 발견하기 위해 진화를 모방하여 날개를 달았습니다

2019 년 1 월 29 일, 뉴욕 대학교 , 위에서 보인 것과 같은 가장 좋은 날개 모양은 후연에서 선단에서 생성 된 소용돌이가 간섭하지 않는 강력한 소용돌이를 만드는 것으로 밝혀졌습니다. 사진은 날개의 앞부분에서 생성 된 흐름 [빨간색]과 후방 [녹색]이 형광 염료를 사용하여 시각화 된 플 래핑 비행을위한 이상적인 익형을 나타내는 실험에서 나온 것입니다. 학점 : The Applied Math Lab, NYU Courant Institute of Mathematical Sciences

수학자 팀은 빠른 플 래핑 비행을위한 이상적인 날개 모양을 결정했습니다. 이는 물에서 에너지를 수확하고 공기 속도를 향상시키는 더 나은 방법을 약속합니다. 이 논문은 진화 생물학 을 모방 하여 어떤 구조가 최고의 속도를 내는지를 확인 하는 기술에 의존한다 . "우리는 실험실에서 생물학적 진화 를 시뮬레이션 할 수 있습니다. 다양한 형태의 날개를 생성하고, 원하는 목표를 달성하기 위해 경쟁하게하고,이 경우에는 속도를 내고, 심지어는 가장 좋은 날개를 가지고 관련 도형을 만들기도합니다 더 나은 것 "이라고 Leif Ristroph는 뉴욕 대학교 Courant Institute of Mathematical Sciences의 조교수이자 논문의 수석 저자이다. 이러한 결정을 내릴 때 연구자들은 NYU의 Applied Math Lab에서 일련의 실험을 수행했습니다. 여기서 그들은 기계적으로 플랩 된 3D 프린트 날개를 만들었고, 승자들은 진화론 적 또는 유전 적 알고리즘 을 통해 "육종"하여 보다 빠른 전단지를 만들었습니다. 이 번식 과정을 모방하기 위해 연구진은 추진 속도를 측정 한 10 개의 날개 형태로 실험을 시작했습니다. 알고리즘은 가장 빠른 날개 쌍 ( "부모")을 선택하고 속성을 결합하여보다 빠른 "딸"을 만들어 3 차원 인쇄 및 테스트를 수행했습니다. 그들은이 과정을 반복하여 15 세대의 날개를 만들었고, 각 세대는 이전 세대보다 더 빨리 새끼를 낳았다.

https://youtu.be/ZCbZZ8OpP-g

날개의 앞부분에서 생성 된 유동 [빨간색]과 후방 [녹색]이 형광 염료를 사용하여 시각화 된 플 래핑 비행을위한 이상적인 익형을 보여주는 실험. 최고의 날개 모양은 후연에서 선단에서 생성 된 소용돌이가 간섭하지 않는 강한 소용돌이를 만드는 것으로 밝혀졌습니다. 학점 : NYU의 응용 수학 랩

"이 '가장 빠른'프로세스의 생존은 추력을 생성하기 위해 흐름을 가장 효과적으로 조작하는 가장 빠른 눈물 모양의 날개를 자동으로 발견합니다."라고 Ristroph는 설명합니다. "또한 우리는 우리 연구에서 다양한 형태의 형태를 탐구했기 때문에 가장 빠른 날개의 강력한 성능에 가장 큰 영향을 준 모양 을 정확히 파악할 수있었습니다 ." 그들의 결과는 가장 빠른 날개 모양이 날카로운 동안 강력한 와류 또는 소용돌이 치는 흐름을 발생시키는 데 도움이되는 면도날이 얇은 후연을 가짐을 보여주었습니다. 날개 가 앞으로 추진하는 유체를 밀어 이러한 소용돌이의 흔적을 남긴다. Ristroph 는 "우리는이 작업 을 복잡한 엔지니어링 문제에 대한 사례 연구 및 개념 증명 으로 간주합니다 . 특히 구조상의 끌림을 최소화하기 위해 모양을 간소화하는 것과 같이 흐름에 대상물을 포함시키는 것"이라고 Ristroph는 설명합니다. "우리는 이것이 수파에서 에너지를 수확하기 위해 구조물의 모양을 최적화하는 데 사용될 수 있다고 생각합니다." 더 자세히 알아보기 : 물고기와 새가 어떻게 어울리지? 연구원은 대답이 목적과 함께 일어 났음을 발견했습니다.

추가 정보 : 모양의 인공적인 진화를 통해 움직이는 날개의 추진 속도를 향상 시키십시오 , 왕립 학회 논문집 , rspa.royalsocietypublishing.or ... .1098 / rspa.2018.0375 저널 참조 : 왕립 학회 A의 절차 :에 의해 제공 뉴욕 대학

https://phys.org/news/2019-01-wing-mimicking-evolution-flight.html#nRlv

.영리한 타이밍은 컴퓨터가 더 적은 열을 생산하게합니다. 심지어 Landauer의 한계 아래에서도 가능합니다.

2019 년 1 월 29 일, 트벤테 대학교 , 열을 발생시키는 컴퓨터 작동으로 회로의 다른 부분에도 영향을줍니다. 영리한 타이밍을 사용하면 에너지 비용을 줄일 수 있습니다. 학점 : University of Twente

컴퓨터 시스템은 많은 열을 발생시킵니다. 데이터 센터는 윙윙 거리는 냉각 팬으로 가득차 있으며 스마트 폰조차도 높은 사용량으로 가열 될 수 있습니다. 에너지 소비를 줄이는 것은 정보 기술의 주요 과제 중 하나입니다. 그러나 1960 년대 Rolf Landauer가 말한 것처럼 냉각에 대한 이론적 인 온도 의존적 인 하한이 있습니다. UT의 Jan Klaers는 이제 열과 논리 연산의 상호 작용을 영리하게 타이밍함으로써이 한계보다 더 낮게 진행할 수 있음을 보여줍니다. Physical Review Letters에 발표 된이 새로운 이론 은 점점 더 에너지 효율적인 전자 제품을 만들 수 있습니다. Rolf Landauer (1927-1999)는 1961 년 컴퓨터 시스템이 대규모로 도입되기 오래 전에 한 비트의 정보를 지우는 데 필요한 최소한의 에너지 , 즉 "하나의"상태 "제로"상태로 설정합니다. Landauer 's Erasure Principle에 따르면이 최소값은 온도에 따라 다르며 열역학 및 정보 이론의 법칙을 연결합니다. 수년 후, 2012 년에 자연에 게시 된 실험 이 원리를 확인했습니다. 현 세대 컴퓨터의 경우이 하한선에 아직 도달하지 못했습니다. 논리적 동작의 일반적인 에너지 소비 는 여전히 약 1,000 배 더 높습니다. 그러나 이것은 앞으로 수십 년 동안 확실히 바뀔 것입니다. 그러면 컴퓨팅이 근본적인 한계에 도달 할 것입니까? 그의 논문에서 Jan Klaers는 컴퓨터 작업과 온도를 똑똑하게 동기화 하여 에너지 비용 을 절감 할 수있는 방법을 제안합니다 . 이 기술을 사용하면 지우개에 필요한 에너지를 Landauer 한계 이하로 낮출 수 있습니다. 추울 때 작동 중 컴퓨터에서 발생 하는 많은 논리 연산 을 고려할 때 온도 프로파일은 복잡합니다. 한 비트가 특정 논리 게이트에서 상태를 변경 하면 주변 게이트에서도 온도 변화 가 발생합니다. 복잡하지만 온도와 에너지 소비는 마이크로 프로세서의 시계와 동일한 리듬을 갖습니다. 이를 압착 열 상태라고하며 컴퓨터 작동 중에 볼 수 있습니다. 이는 특정 시간에 동일한 작업에서 온도 및 에너지 비용이 낮아진다는 것을 의미합니다. 온도가 효과적으로 낮아지는 순간과 논리적 동작을 동기화하면 에너지 소비가 Landauer 한계보다 낮아집니다. Klaers는 Landauer가 자신의 이론에 사용한 것과 비슷한 1 비트 메모리를 나타내는 최소 기계 모델을 분석했습니다. 향후 연구는 실제 컴퓨터 시스템에서 어떤 결과를 얻을 수 있는지 보여 주어야합니다. Jan Klaers 박사는 UT의 MESA + 연구소에 속한 Complex Photonic Systems 그룹의 연구원입니다. 그룹 내에서 그는 실험 양자 열역학 분야의 연구 방향을 시작했습니다. 더 자세히 살펴보기 : 컴퓨팅 연구는 '정보는 물리적 인 것'이라는 유명한 주장을 반박합니다.

자세한 정보 : Jan Klaers. Landauer의 압착 원리에 관한 연구, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.040602 , https://arxiv.org/abs/1809.02429 Antoine Bérut 외. 정보와 열역학을 연결하는 Landauer의 원리에 대한 실험적 검증, Nature (2012). DOI : 10.1038 / nature10872 저널 참조 : Nature Physical Review Letters 제공 : University of Twente

https://phys.org/news/2019-01-clever-heateven-landauer-limit.html#nRlv