LOFAR 전파 망원경, 태양 폭풍의 비밀을 밝힙니다

.바젤에서 탈선한 독일 고속열차

(바젤[스위스] EPA=연합뉴스) 스위스 바젤에서 17일(현지시간) 밤 독일 고속열차 ICE가 탈선해 있다. 독일 국영철도회사 도이체반은 독일 베를린을 떠나 스위스 휴양도시 인터라켄으로 향하던 ICE 열차가 탈선했다고 밝혔다. 열차의 탈선 원인은 아직 확인되지 않았다. 이번 사고로 인해 다친 사람은 보고되지 않았다. ICE는 2017년에도 바젤에서 탈선 사고를 빚은 바 있다. bulls@yna.co.kr

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나훈아의 '첫눈'

 

 

.천문학 자들은 수천 개의 새로 발견 된 은하계의 하늘지도를 발표합니다

 

2019 년 2 월 19 일, 네덜란드 라디오 천문학 연구소 (ASTRON) 천문학 자들은 수천 개의 새로 발견 된 은하계의 하늘지도를 발표합니다. 이 그림은 LOFAR 전파 망원경의 새로운 모습을 사용하는 방법을 보여줍니다. Abell 1314를 보여주는 이미지입니다. 이미지가 하늘을 찌를 때. 하늘색과 하늘색의 차이가 전파를 안내합니다. 전파 이미지는 우리의 가정을 바깥 세상으로 향하게합니다. 이 물체는 지구 4 약 6 천년 광년에서. 모든 은하계의 한길에 블랙홀이 있습니다. 수포도의 에너지는 방출되지 않는다. 보이지 않는 전파는 보이지 않는 전파를 생성합니다.

: 18 개국 200 명 이상의 천문학 자들이 LOFAR (Low Frequency Array) 망원경을 사용하여 전례없는 감도로 새로운 주요 라디오 하늘 조사의 첫 단계를 출간했습니다. 이 조사는 이전에는 발견되지 않은 수십만 개의 은하를 보여 주었으며 블랙홀의 물리학과 은하의 클러스터가 어떻게 진화하는지 등 많은 연구 분야에서 새로운 빛을 발산했다. 천문학 및 천체 물리학 특별 호 는 설문 조사와 그 첫 번째 결과를 설명하는 처음 26 개의 연구 논문에 전념합니다. 전파 천문학은 우주에서 광학 도구로는 볼 수없는 과정을 보여줍니다. 하늘 조사의 첫 번째 부분에서 LOFAR는 북반구의 1/4을 낮은 무선 주파수로 관측했습니다. 이 시점에서 약 10 %의 데이터가 공개되었습니다. 거의 30 만개의 근원을지도로 나타내며, 거의 모든 것이 먼 우주의 은하 입니다. 그들의 무선 신호는 지구에 도달하기까지 수십억 광년을 여행했습니다. 블랙홀 Leiden 대학 (네덜란드)의 Huub Röttgering은 "우리가 전파 망원경을 들고 하늘을 올려다 본다면, 우리는 주로 거대한 블랙홀이있는 환경에서 방출되는 것을 볼 수 있습니다 LOFAR를 통해 우리는 매혹적인 질문에 답할 수있을 것입니다. 그 블랙홀은 어디서 오는거야? " 연구원들은 블랙홀이 지저분한 공룡이라는 것을 알고 있습니다. 기체가 그 위에 떨어지면, 그들은 무선 파장에서 볼 수있는 물질의 분사를 방출합니다. "에딘버러 대학 (University of Edinburgh)은"LOFAR는 매우 민감한 감도를 가지고있어이 제트기가 모든 거대한 은하에 존재한다는 사실을 알 수 있습니다. 즉, 검은 구멍이 결코 먹는 것을 멈추지 않는다는 것을 의미합니다. " 

은하계의 성단 인 Abell 1314는 Ursa Major에 지구로부터 약 4 억 6 천만 광년 떨어진 거리에 있습니다. 다른 클러스터와의 합병으로 인한 대규모 라디오 방출을 호스팅합니다. LOFAR 망원경으로 감지 된 비 열 방사는 적색과 분홍색으로 표시되며, Chandra 망원경으로 감지 된 열적 X 선 방출은 광학 이미지 위에 회색으로 표시됩니다. 크레디트 : Amanda Wilber / LOFAR 설문 조사 팀 / NASA / CXC

은하계의 은하

은하계 클러스터는 수백에서 수천 개의 은하계로 이루어진 앙상블입니다. 수십 년 동안 은하계의 두 클러스터가 합쳐질 때 수백만 광년에 걸친 전파 방출을 일으킬 수 있다고 알려져왔다. 이 배출은 합병 과정에서 가속되는 입자에서 비롯된 것으로 생각됩니다. 함부르크 대학교 (독일)의 Amanda Wilber는 "라디오 관측을 통해 우리는 은하계 사이에 존재하는 얇은 매질로부터 방사선을 탐지 할 수있다.이 방사선은 에너지 충격과 난기류에 의해 생성된다. 그들에게 힘을주고있는 것을 이해하십시오. " 볼로냐 대학교 (INAF)의 Annalisa Bonafede (이탈리아)는 "우리가 LOFAR와 함께보기 시작한 것은 어떤 경우에는 이전에는 없었던 매우 낮은 수준 임에도 불구하고 합병되지 않은 은하의 성단도이 방출을 나타낼 수 있다는 것입니다 이 발견은 합병 사건 외에도 엄청난 규모의 입자 가속을 유발할 수있는 다른 현상이 있음을 보여줍니다. " 자기장 "은하계는 우주에 퍼져 있으며 우리는 이것이 어떻게 일어 났는지 이해하고 싶다. 은하계 공간에서 자기장을 측정하는 것은 매우 약하기 때문에 어려울 수있다. 그러나 전례가없는 LOFAR 측정의 정확성은 우주의 영향을 측정 할 수있게했다 이 연구는 우리가 우주 자기장의 기원을 이해하는 데 LOFAR를 어떻게 사용할 수 있는지를 보여줍니다 "라고 함부르크 대학의 Shane O"Sullivan은 설명했다.

이 이미지는 Whirlpool Galaxy라고도하는 M51을 보여줍니다. 그것은 지구에서 약 15-35 백만 광년이고 직경은 약 60,000 광년이다. 나선 은하의 중심에는 거대한 블랙홀이 있습니다. LOFAR 데이터 (황색과 적색)를 사용하면 나선 은하와 그 동료는 그것들을 연결하는 방출 다리가 있기 때문에 상호 작용을하고 있음을 알 수 있습니다. 신용 : 숀 무니 / LOFAR 설문 조사 팀 / 디지털 스카이 설문 조사

고화질 이미지 저주파 라디오 스카이 맵을 만드는 것은 상당한 망원경과 계산 시간을 필요로하며 대형 팀이 데이터를 분석해야합니다. "LOFAR는 엄청난 양의 데이터를 생성합니다. 우리는 1 천만 개의 DVD를 처리해야합니다 .LOFAR 조사는 간섭계를 이해하는 방식으로 수학적 획기적 기술을 통해 최근 가능했습니다."라고 Cyril Tasse Observatoire de Paris-Station de radio astronomie à Nançay (프랑스). "우리는 네덜란드의 SURF와 함께 엄청난 양의 데이터를 고품질의 이미지로 효율적으로 변환하기 위해 노력해 왔습니다.이 이미지는 공개되어 천문학 자들이 은하계의 진화를 유례없이 상세히 연구 할 수있게 될 것입니다"라고 네덜란드의 Timothy Shimwell은 말합니다. 라디오 천문학 연구소 (ASTRON) 및 라이덴 대학 (Leiden University) 암스테르담의 SURFsara에 위치한 SURF의 컴퓨팅 및 데이터 센터는 100 % 재생 에너지를 사용하며 20 페타 바이트 이상의 LOFAR 데이터를 호스트합니다. "이것은 현재까지 LOFAR 망원경으로 수집 된 모든 데이터의 절반 이상입니다. 이것은 세계에서 가장 큰 천문 데이터 수집입니다. 엄청난 양의 데이터를 처리하는 것은 과학자들에게는 커다란 도전 과제입니다. Raymond Oonk (SURFsara)는 고 처리량 컴퓨팅 클러스터 (그리드)와 전문 기술을 사용하여 1 년 미만으로 처리되었습니다.

LOFAR

LOFAR 망원경 인 저주파 어레이 (Low Frequency Array)는 미터 파장에서 섬세하게 세부적으로 하늘을 매핑하는 기능이 독특합니다. LOFAR는 네덜란드의 ASTRON에서 운영하고 있으며 세계 최고 수준의 망원경으로 간주됩니다. "이 하늘지도는 미래를위한 훌륭한 과학적 유산이 될 것입니다.이 망원경이 매우 잘 수행하는 LOFAR의 설계자들에 대한 증언"이라고 Astron의 Carole Jackson 사무 총장은 말합니다.

다음 단계

천문학 및 천체 물리학 특별 호에 게재 된 26 개의 연구 논문 은 하늘 조사의 처음 2 %만으로 완성되었습니다. 이 팀은 북부 하늘 전체에 대해 고감도의 고해상도 이미지를 만드는 것을 목표로합니다.이 이미지는 총 1500 만 개의 라디오 소스를 표시합니다. 잭슨은 "우리가 발견 한 것을 상상해보십시오. 확실히 기대하고 있습니다." "그리고 이것들 중에 우주가 단지 아기 일 때 형성되는 최초의 거대한 블랙홀이 존재할 것입니다, 현재 나이의 몇 퍼센트의 나이를 가진"Röttgering은 덧붙입니다.

더 자세히 살펴보기 : 충돌하는 은하계 클러스터 풀기 더 자세한 정보 : TW Shimwell et al. LOFAR 2 미터 하늘 조사, 천문학 및 천체 물리학 (2018) DOI : 10.1051 / 0004-6361 / 201833559 저널 참조 : 천문학 및 천체 물리학 제공 : 네덜란드 라디오 천문학 연구소 (ASTRON)

https://phys.org/news/2019-02-astronomers-publish-sky-thousands-newly.html

 

 

 

 

.NASA의 IRIS에서 볼 수있는 태양의 올챙이와 같은 제트기가 오래된 미스테리에 새로운 단서를 더합니다

2019 년 2 월 19 일 NASA의 고다드 우주 비행 센터 Mara Johnson-Groh NASA의 IRIS에서 볼 수있는 태양의 올챙이와 같은 제트기가 오래된 미스테리에 새로운 단서를 더합니다. IRIS의 이미지에는 태양으로부터 스트레칭되는 의사 충격을 포함하는 올챙이 모양의 제트기가 표시됩니다. 애니메이션 GIF보기 : https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tadpole1.gif 크레디트 : Abhishek Srivastava IIT (BHU) / 조이 응, NASA의 고다드 우주 비행 센터

과학자들은 태양에 강렬한 자기장이있는 지역에서 나오는 올챙이 모양의 제트기를 발견했습니다. 지구상에 사는 이들과는 달리, 의사 소통이라고하는이 "올챙이"는 전적으로 플라즈마로 만들어 지는데, 이는 전하를 띤 입자로 만들어져 관찰 가능한 우주의 약 99 %를 차지합니다. 이 발견은 천체 물리학에서 가장 오래 지속 된 신비 중 하나에 새로운 단서를 추가합니다. 150 년 동안 과학자들은 코로나 (corona)와 같은 태양의 희미한 상부 대기가 태양 표면 보다 200 배 더 뜨거웠다는 것을 알아 내려고 노력해 왔습니다 . 수백만 마일을 확장하는이 지역은 어떻게 든 과열되어 지속적으로 태양계를 가로 질러 초음속으로 경주하는 고도로 대전 된 입자를 방출 합니다. 그 입자들이 지구를 만날 때, 위성과 우주 비행사에게 해를 입히고, 통신을 방해하며, 특히 강한 사건이 발생할 때 전력망을 방해 할 가능성이 있습니다. 코로나가 어떻게 뜨거워 지는지 이해하면 궁극적으로 이러한 혼란을 야기하는 근본적인 물리학을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 최근 몇 년 동안 과학자들은 나노 코일과 전자파 와 같은 코로나 가열에 대한 두 가지 가능한 설명을 크게 논의했습니다 . 나노 플래어 이론은 태양의 대기로 에너지를 방출하는 폭탄과 같은 폭발을 제안합니다. 형제들은 더 큰 태양 플레어에 이르기까지 자력선이 폭발적으로 다시 연결되어 뜨겁고 하전 된 입자가 쏟아져 나오기 시작할 것으로 예상됩니다. 다른 이론은 알프 벤 (Alfvén) 파라고 불리는 전자파의 한 유형이 서퍼를 밀어내는 바다 파처럼 대전 입자를 대기로 밀어 낼 수 있다고 제안합니다. 과학자들은 이제 단 하나의 혼자가 아닌 이러한 현상의 조합에 의해 코로나가 가열 될 수 있다고 생각합니다.

 

컴퓨터 시뮬레이션은 의사 충격이 어떻게 방출되고 아래의 플라즈마에서 분리되는지를 보여줍니다 (녹색). 애니메이션 GIF보기 : https://www.nasa.gov/sites/default/files/thumbnails/image/tadpole2.gif 크레디트 : Abhishek Srivastava IIT (BHU) / 조이 응, NASA의 고다드 우주 비행 센터

의사 충격의 새로운 발견은 그 논쟁에 또 다른 선수를 추가합니다. 특히 특정 시간, 즉 태양이 최대 일 때와 같이 태양이 활동할 때 코로나에 열을 가할 수 있는데, 태양 흑점 증가, 태양 플레어 및 코로나 질량 방출로 표시되는 태양의 11 년주기 중 가장 활동적인 부분 . 태양 올챙이의 발견은 다소 우연적이었다. 최근에 NASA의 Interface Region Imaging Spectrograph (IRIS)에서 데이터를 분석했을 때 과학자들은 흑점으로부터 태양에서 빠르게 자성으로 활동하는 지역에서 유래하는 독특한 길쭉한 제트를 발견하고 내부의 코로나까지 3,000 마일 상승했습니다. 부피가 큰 머리와 꼬리가 달린 제트기는 과학자들에게 올챙이가 태양의 층을 헤엄 쳐 헤엄 치는 것을 보았습니다. "우리는 파도와 플라즈마 분출물을 찾고 있었지만, 대신 연결이 끊긴 플라스마 제트와 같은 역동적 인 의사 충격이 실제 충격과 같지 않지만 썬의 방사 손실을 극도로 능동적으로 보았다"고 Abhishek Srivastava는 말했다. 인도 바라나시 (BAR)의 기술 연구소 (Institute of Technology, BHU)는 자연 천문학 (Nature Astronomy) 의 새로운 논문에 대한 저자이기도하다 . 사건과 일치하는 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 , 그들은 이러한 의사 충격이 내부 코로나를 가열하기에 충분한 에너지와 플라즈마를 전달할 수 있다고 판단했습니다. 

흰색의 점선으로 표시된 올챙이 모양의 유사 쇼크는 태양 표면의 고도로 자화 된 지역에서 배출됩니다. 신용 : Abhishek Srivastava IIT (BHU) / 조이 응, NASA의 고다드 우주 비행 센터

과학자들은 자기 충격이 자기 재 연결 (즉, 태양 흑점 주변에서 발생하는 자기장 라인의 폭발적인 꼬임)에 의해 방출된다고 생각합니다. 가짜 충격은 지금까지 흑점의 가장자리에서만 관찰되었지만 과학자들은 자성이 강한 다른 지역에서도 발견 될 것으로 기대합니다. 지난 5 년 동안 IRIS는 지구 주변의 10,000 개 이상의 궤도에서 태양을 주시했습니다. 지난 20 년 동안 태양을 지속적으로 관측해온 NASA의 썬 - 굶주린 함대에 속한 사람들 중 하나입니다. 함께, 그들은 코로나 난방에 대한 논쟁을 해결하고 태양이 갖고있는 다른 신비를 풀기 위해 노력하고 있습니다. "처음부터 IRIS 과학 조사는 필수적인 물리적 과정을 포착하는 수치 시뮬레이션과 태양 대기의 고해상도 관측을 결합하는 데 중점을 두었습니다"라고 캘리포니아 Palo Alto의 Lockheed Martin Solar & Astrophysics Laboratory의 연구원 Bart De Pontieu는 말했습니다. "이 논문은 이러한 조화 된 접근이 어떻게 태양 대기의 역 동성을 이끌어 내는지에 대한 새로운 물리적 통찰력을 이끌어 낼 수있는 좋은 예입니다." NASA의 헬리 물리학 (heliophysics) 함대 인 Parker Solar Probe의 최신 멤버는 코로나 가열 미스터리에 대한 추가 단서를 제공 할 수 있습니다. 2018 년에 발사 된이 우주선은 태양 코로나를 통과하여 에너지와 열이 어떻게 지구를 통과 하는지를 추적하고 태양 에너지뿐만 아니라 태양풍을 가속시키는 것을 탐구합니다. 가짜 쇼크가있는 지역의 훨씬 위의 현상을 살펴보면, Parker Solar Probe의 조사는 나노 비행 및 전자기파와 같은 다른 가열 메커니즘을 밝히기를 희망합니다. 이 작업은 IRIS에서 수행 한 연구를 보완합니다. "이 새로운 가열 메커니즘은 Parker Solar Probe가 수행 할 조사와 비교 될 수 있습니다."라고 Maryland Laurel의 Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory Parker Solar Probe의 부 프로젝트 과학자 인 Aleida Higginson은 말했습니다. "함께하면 관상 동공 가열에 대한 포괄적 인 그림을 제공 할 수 있습니다 ."

추가 정보 : 우주선 측정은 태양풍 난방의 메커니즘을 보여줍니다. 저널 참조 : 자연 천문학 :에 의해 제공 NASA의 고다드 우주 비행 센터 

https://phys.org/news/2019-02-solar-tadpole-like-jets-nasa-iris.html

 

 

.LOFAR 전파 망원경, 태양 폭풍의 비밀을 밝힙니다

2019 년 2 월 19 일, 헬싱키 대학 태양 폭풍 크레딧 : CC0 공개 도메인

Trinity College Dublin과 Helsinki 대학의 연구원이 이끄는 국제 과학자 팀은 Nature Astronomy 저널에 태양풍 폭풍의 본질에 대한 주요 발견을 발표했습니다 . 팀은 NASA, NOAA 및 ESA 우주선의 이미지와 함께 저주파 어레이 LOFAR의 데이터를 결합하여 태양 폭풍이 여러 위치에서 동시에 입자를 가속시킬 수 있음을 보여주었습니다. 태양은 지구에 가장 가까운 별이며 많은 별처럼 조용하지 않습니다. 지구의 크기에 비해 몇 번이나 태양 흑점이 나타나 엄청난 에너지를 저장할 수 있습니다. 그리고이 지역들 내에는 태양풍 폭풍이라고 불리는 거대한 폭발이 발생합니다. 태양 폭풍은 수백만 킬로미터에 달하는 수십억 톤의 고온 가스의 폭발적인 폭발입니다. 자연 천문학 논문은 아일랜드에서 LOFAR 스테이션은 온라인으로 온 직후 9 월 10 일, 2017 년에 발생한 특히 대형 태양 폭풍에보고합니다. 우주 날씨를 예측하는 방법 "태양의 폭풍이 태양으로부터 어떻게 전파되는지, 그리고 빠른 속도로 빛의 속도에 가까운 속도로 가속하는 방법에 대한 놀랍도록 상세한 통찰력을 우리가 얻은 결과는 매우 흥미 롭습니다."라고 Diana Morosan 박사는 말합니다. 출판물이며, Trinity College Dublin 및 Helsinki 대학과 제휴했습니다. 이 결과는 미래의 연구자들이 태양 라디오 버스트에 대한보다 정확한 예측을하고 태양 폭풍이 지구에 미치는 영향을 결정할 수있게 해줄 것입니다. 오로라의 아름다운 디스플레이를 생성 할 수는 있지만 의사 소통 및 내비게이션 시스템과 전력망에도 문제가 발생할 수 있습니다. 사회는 이제 기술에 더 많이 의존하고 있으며, 태양 폭풍은 성능에 중대한 영향을 줄 가능성이 있습니다. 1859 년에, 지금까지 관찰 된 가장 큰 태양 폭풍 - 소위 Carrington 이벤트 -가 발생했습니다. 몇 시간 만에 이탈리아와 쿠바와 같이 멀리 남쪽에있는 오로라의 전시를 만들었고 유럽과 미국의 초기 전신 시스템에 장애를 일으켰습니다. 2003 년 행사 기간 동안 남아공의 변압기가 손상되었으며 스웨덴의 항공 교통 관제 시스템이 태양 폭풍과 관련된 영향으로 인해 2015 년 1 시간 이상 폐쇄되었습니다. 50 개 이상의 인공 위성이 문제를보고했다. 최근에는 2017 년 9 월 카리브해에서 허리케인 시즌에 긴급 대응 통신이 중단되었습니다. "우리는 NASA, NOAA 및 ESA 우주선의 이미지와 함께 저주파 어레이 (LOFAR)의 데이터를 사용하여 태양풍이 빠른 입자를 가속시키는 곳을 보여 주었습니다."라고 Morosan은 말합니다.

추가 정보 : 라디오 관측소는 태양 폭풍과 라디오 파열 사이의 누락 된 연결을 식별하는 데 도움이됩니다. 더 많은 정보 : Diana E. Morosan et al. 태양 코로나 질량 방출 중에 자연 가속화 된 입자의 여러 영역, Nature Astronomy (2019). DOI : 10.1038 / s41550-019-0689-z 저널 참조 : 자연 천문학 제공 : University of Helsinki 

https://phys.org/news/2019-02-lofar-radio-telescope-reveals-secrets.html

 

 

.연구원은 열 전도성에 대한 전통적인 지혜를 뒤엎다

 

2018 년 7 월 5 일, 휴스턴 대학교 연구원은 열 전도성에 대한 전통적인 지혜를 뒤엎다. 과학자들은 붕소와 비소로 만든 결정을 구리의 열전도율의 두 배 이상으로 성장시키는 것으로보고했습니다. 학점 : University of Houston

과학자들은 다이아몬드가 열을 전도하는 데 가장 좋은 물질이라는 것을 오랫동안 알고 있었지만 단점이 있습니다. 그것은 값이 비싸고 전기 절연체입니다. 반도체 장치와 짝을 이룰 때 다이아몬드는 가열 될 때와는 다른 속도로 팽창합니다. 현재 미국 전역의 한 연구진은 규소, 탄화 규소, 구리 및 규소를 포함하여 현재 사용중인 다른 어떤 반도체 및 금속보다 훨씬 더 많은 열전도도를 보인 비교적 일반적인 무기질 원소 인 붕소와 비소로 결정이 성장했다고보고했습니다. 은. 휴스턴 대학교의 초전도 텍사스 센터 (Texas Center for Superconductivity)의 연구원 인 물리학 자 Zhifeng Ren 은 "이 발견은 전자 장치 및 나노 디바이스의 냉각을 포함한 다양한 기술적 어려움을 해결할 잠재력이있다 "고 밝혔다. , 7 월 5 일 목요일, Science 지에 게시 됨 . 열전도 도 는 Wm-1K-1 단위로 측정되며 한쪽면에서 다른 쪽면까지의 온도차가 1 도인 켈빈 온도에서 1 미터 길이의 재료를 통과 할 수있는 열량을 나타냅니다. 붕소 - 비소 (boron-arsenide) 결정은 실온 에서 1,000을 초과하는 전도도를 갖는다 고 연구진은보고했다. 비교하면, 구리는 약 400의 전도도를 갖는다. 다이아몬드는 2,000의 열전도율을보고했다. 이전에보고 된 붕소 - 비화물 합성 노력은 500 마이크로 미터 미만의 결정을 산출했는데, 이는 유용한 응용 분야에 비해 너무 작습니다. 그러나 연구원들은 현재 4 밀리미터 × 2 밀리미터 × 1 밀리미터 이상의 결정 성장을보고했다. 실험에 사용 된 14 일을 넘는 성장 시간을 연장함으로써 더 큰 결정을 생산할 수 있다고 그들은 말했다. Naval Research Lab의 Tom Reinecke와 Oak Ridge 국립 연구소의 Lucas Lindsay와 함께 Boston University의 이론 물리학자인 David Broido와이 논문의 저자 중 한 사람은 먼저이 조합이 높은 열 전도성 결정체를 생성 할 수 있다고 제안했습니다. 초고 격자 열전도도가 강하게 결합 된 빛 원소들로 구성된 결정에서만 발생할 수 있다는 기존의 이론은 비조 론적 3 포논 과정에 의해 제한된다. 이 작업은 이론을 확증하는데, 시간이 걸렸다. University of Texas-Dallas의 교수이자 현재 University of Florida의 연구원 인 Bing Lv와 함께 현재 출판에 참여한 몇몇 연구자들은 2015 년에 전도도가 약 200 인 작은 결정을 합성한다고보고했습니다. Ren의 연구실에서의 후속 작업으로 과학 에서보고 된 더 크고보다 전도성이 높은 결정체가 생성되었습니다 . Broido는이 확인을 "이론, 재료 합성 및 측정 간의 상호 작용의 예"라고 말하면서 이것이 성취되었으며 이론이 확인되었다는 것은 합성 및 측정 팀의 지속성 및 기술에 대한 증거라고 말했다. UH의 TLL 사원 의자 ​​및 텍사스 초전도 센터의 창립 이사 인 폴 칭우 추 (Paul Ching-Wu Chu)는 붕소와 비소의 결합은 복잡한 도전이라고 말했다. "붕소와 비소의 물리적 특성 사이의 불일치는 붕소 비소의 합성을 매우 어렵게 만들고 붕소 - 비소 단일 결정을 거의 불가능하게 만든다"고 그는 말했다. 연구진은 비소가 고체에서 가스로 직접 변화하는 반면, 붕소는 섭씨 2,706 도의 융점을 갖는다는 사실로 인해 화학 증기 수송을 사용하여 결정을 만들었다. 공동 저자 Shuo Chen, UH의 물리학 조교수는 결정이 전자 장치 냉각에 유용 할 수 있다고 말했다. "열 방출은 높은 전력 밀도의 전자 장치에서 결정적입니다. 따라서 높은 열전도율을 갖는 전자 장치에서 기판으로 사용하기 위해서는 높은 열전도도를 갖는 재료가 필요합니다. " Chen 교수는 열전도도가 높은 반도체의 잠재 성은 엄청날 것이라고 말했다. "펨토초 레이저 펄스를 사용하여 붕소 - 비소 결정체의 열전도도를 측정 할 수있었습니다."라고 MIT 기계 공학과의 Gang Chen 교수가 멘토링 한 박사후 연구원 Bai Song이 덧붙였다. "이러한 높은 열전도도는 붕소 - 비소화물을 소자 재료 및 방열판 재료로서 마이크로 일렉트로닉스 애플리케이션에 매력적으로 만든다." 이 프로젝트는 오스틴에있는 텍사스 대학 (University of Texas)의 기계 공학 교수 인 리시 (Li Shi) 교수가 이끄는 미국 해군의 종합 대학 연구 이니셔티브 (Universidum Research Initiative)에 의해 자금 지원을 받았다. Shi는 UT-Austin 및 MIT의 팀 구성원이 붕소 비소를 실온에서 1000 Wm-1 K-1의 열전도도를 갖는 최초의 알려진 반도체로 검증하는 4 가지 방법을 고안했다고 언급했다. 다음 단계는 "붕소 비소 벌크 결정체로 소자 기술을 탐구하는 것"이라고 그는 말했다.

더 자세히 살펴보기 : 최고의 열전 도체 인 다이아몬드 경쟁자는 없을 것입니다. 자세한 정보 : "붕소 비소화물 벌크 결정의 비정상적인 높은 열 전도성" Science (2018). science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aat7932 저널 참조 : 과학 제공 : University of Houston

https://phys.org/news/2018-07-upend-conventional-wisdom-thermal.html#nRlv

 

 

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0

 

 

.한국 인공태양 10년 '눈부셨다'…핵융합 연구 선도

송고시간 | 2019-02-20 10:00, KSTAR 10주년 기념식…1억도 플라스마 장시간 운전 가시권 한국 인공태양 'KSTAR' 한국 인공태양 'KSTAR' [촬영 양영석 기자]

(서울=연합뉴스) 이재림 기자 = 국가핵융합연구소(핵융합연)는 20일 서울 코엑스 그랜드볼룸에서 초전도 핵융합 연구장치 'KSTAR'(케이스타) 실험 10주년 기념식을 했다. 과학기술정보통신부 문미옥 1차관, 김성수·신용현·김경진 의원, 국가과학기술연구회 원광연 이사장 등을 비롯해 국내·외 핵융합 관련 연구자 300여명이 참석했다. 행사에서 핵융합연 이현곤 부소장은 KSTAR 대표 연구 성과와 핵융합 상용화 실현을 위한 향후 연구 계획을 소개했다.

KSTAR 10주년 기념식 KSTAR 10주년 기념식 (서울=연합뉴스) 김인철 기자 = 20일 오전 서울 강남구 코엑스 그랜드볼룸에서 열린 KSTAR 10주년 기념식에서 유석재 국가핵융합연구소장(앞줄 왼쪽 여섯번째부터), 정근모 한국과학기술원(KAIST) 석좌교수(전 과학기술처 장관), 문미옥 과학기술정보통신부 제1차관 등이 내빈들과 기념촬영을 하고 있다. 2019.2.20

이 부소장은 "초고온·고밀도 핵융합 플라스마의 장시간 유지 기술 확보를 위해 2025년까지 KSTAR 장치를 업그레이드할 것"이라며 "이를 바탕으로 1억도 이상 초고온 플라스마를 300초간 유지할 수 있도록 할 방침"이라고 말했다. 국제핵융합실험로(ITER·이터) 국제기구 베르나 비고 사무총장은 영상 메시지를 통해 "세계에 몇 안 되는 시설 중 하나인 KSTAR는 ITER 성공과 밀접한 관련이 있다"며 "ITER 연구에 대한 지식과 실험 데이터 생산에 크게 도움을 준 것에 감사하다"고 전했다. 핵융합연은 KSTAR 운전·연구·핵심 장치 기술 개발 등에 이바지한 연구자와 산업체에 감사패를 줬다.

 

플라스마 중심 이온온도 1억도 달성 시점의 KSTAR 내부 플라스마 단면 영상 [국가핵융합연구소 제공=연합뉴스]

플라스마 중심 이온온도 1억도 달성 시점의 KSTAR 내부 플라스마 단면 영상 [국가핵융합연구소 제공=연합뉴스] 유석재 국가핵융합연구소장은 "(KSTAR는) 우리나라가 핵융합 선도국으로 성장하는 데 가장 큰 원동력 역할을 했다"며 "미래 에너지원 개발이라는 목표 달성을 향해 성큼성큼 나아가며 누구보다 먼저 핵융합 에너지 실현 열쇠를 쥘 수 있도록 노력하겠다"고 강조했다. 핵융합연 측은 기념식과 더불어 22일까지 국제 핵융합 학술대회 'KSTAR 콘퍼런스 2019'를 개최할 예정이다. 한국의 인공태양이라고 불리는 KSTAR는 국내 기술로 개발된 초전도 핵융합 장치다. 매년 핵융합 상용화 기술 개발을 위한 핵융합 플라스마 실험을 수행하고 있다. 최근 핵융합 연구의 고비 중 하나로 여겨져 온 플라스마 중심 이온온도 1억도를 달성했다. 2017년엔 ITER에서 요구하는 플라스마 형상과 성능 조건으로 34초간 플라스마 경계면 불안정 현상을 완벽하게 제어하는 데 성공했다.

 

남부 프랑스 국제핵융합실험로 건설현장 남부 프랑스 국제핵융합실험로 건설현장 [ITER 국제기구 제공=연합뉴스]

핵융합 에너지는 말 그대로 가벼운 원자핵이 무겁게 합쳐지는(융합) 과정에서 나오는 힘이다. 우라늄이나 플루토늄처럼 무거운 원자핵을 분열할 때 나오는 에너지를 활용하는 원자력 발전과는 정반대 개념이다. walden@yna.co.kr

https://www.yna.co.kr/view/AKR20190220041700063?section=it/science

 

 

[KSTAR 그것이 알고 싶다 7] 숫자로 보는 핵융합, "1억 도"

 2011년 개봉한 영화 '생존게임 247℉'는 사우나에 갇힌 사람들의 필사적 탈출기를 그린 영화다. 영화에서 정상체온 36.9도의 인간이 견딜 수 있는 최대의 온도를 120도로 상상한다. 물이 끓기 시작하는 100도, 영하 10도 까지 떨어지는 겨울철 기온, 40도 안팎의 뜨끈한 목욕물 등이 우리가 익숙하게 접할 수 있는 온도다. 그렇다면 핵융합에너지의 필수조건으로 꼽히는 100,000,000℃(1억도)는 어떨까. 이 상상하기 힘든 온도를 과연 만들어낼 수 있을까. 그만큼 온도를 올려야 하는 이유는 멀까.

● 태양의 비밀을 풀다

인간의 상상력을 넘어서는 1억℃ 라는 온도는 다름 아닌 태양에서 비롯된다. 20세기 과학자들에 의해 밝혀진 태양에너지의 원천이 바로 핵융합이었다. 태양 내부에는 수소, 중수소, 삼중수소가 어우러지면서 다양한 융합반응을 일으킨다. 그중에서 가장 활발하게 일어나는 반응이 수소 원자 4개가 뭉쳐 하나의 헬륨으로 바뀌는 핵융합반응이다. 이때 수소 원자 4개를 합친 질량과 핵융합반응으로 생긴 헬륨의 질량 사이에 약간의 차이가 생기게 된다. 이 차이가 만든 핵융합에너지를 방출하는 별이 바로 태양이다. 태양의 중심은 1500만℃ 정도의 초고온 ‘플라즈마’ 상태이다. 태양이 지닌 엄청난 중력과 높은 플라즈마 온도 덕분에 수소 원자핵들이, 서로 밀어내는 핵력을 이기고 융합할 수 있는 것이다. 지구에서 이러한 핵융합 반응을 인공적으로 만들려면 태양과 유사한 환경, 즉 초고온과 압력을 지닌 플라즈마 상태를 만들어야 한다. 그래서 등장한 조건이 1억℃다 . 왜 하필 1억℃여야만 할까. 태양은 그 7분의 1만으로도 앞으로 50억년 동안 방출할 에너지를 비축하고 있다는데 말이다. 태양은 지구보다 월등히 높은 중력을 지니고 있기에1500만℃에서도 핵융합반응을 일으킬 수 있다. 하지만 지구에서는 태양보다 더 높은 온도의 플라즈마 상태가 돼야만충분한 수의 핵융합 반응이 일어날 수 있다. 결국 핵융합 반응에 필요한 에너지보다 더 많은 에너지를 얻을 정도로 활발한 핵융합 반응을 위해서는 1억℃라는 초고온의 플라즈마 상태가 필요한 것이다. 태양에너지의 원리는 1939년 독일의 물리학자 한스 베테가 처음 밝혀내, 핵융합이 현실적인 에너지원으로 주목받기 시작한 전환점이 되어 주기도 했다.

● 1억℃, 어떻게 만들고 어디에 담을까

문제는 1억℃의 플라즈마를 어떻게 만들고 어디에 담느냐다. 이 정도 온도를 만들어내고 유지하는 일이 가능하기나 할까. 답은, 이미 실현되고 있고 가능하다는 것이다. 온도의 과학적인 정의를 보자. 온도는 ‘물질을 구성하는 원자나 분자의 열운동의 정도를 나타내는 지표’이다. 따라서 입자들이 빠르게 움직이면 온도가 올라간다. 1억℃ 환경을 만들려면 그 만큼의 속도로 입자들을 움직여 주면된다는 얘기다. 그러기 위해서는 입자들에게 에너지를 전달해야 하는데 대표적인 방법이 전자레인지처럼 전자기파 형태로 에너지만 전달하는 방식과, 광속에 가까운 속도로 입자빔을 쏘아 충돌시킴으로써 온도를 올리는 고속입자빔 방식이다. 유럽입자물리학연구소(CERN)가 만든 대형 강입자충돌기로는 7경℃까지 온도를 높일 수 있다고 한다. 또 한 가지, 핵융합로가 초고온 플라즈마를 과연 어떻게 버틸 수 있을까. 첫 번째 비밀은 자기장에 있다. 플라즈마 상태는 원자핵과 전자가 분리된 상태로 전기적 특성을 지니고 있다. 즉 전기적 성질을 갖는 입자는 자기장의 영향을 받기 때문에 강력한 자기장 그물로 초고온의 플라즈마를 묶어 둔다면 물질에 직접 닿지 않고 공중에 뜬 상태로 만들 수 있다. 자기장으로 진공용기 안에 초고온 플라즈마를 가두는 핵융합장치인 토카막의 원리가 바로 이것이다. 또 다른 비밀은 밀도이다. 이는 목욕물과 사우나를 비교해보면 쉽다. 목욕물은 42℃만 되도 뜨겁지만 사우나에서는 100℃에서도 버틸 수 있다. 물질의 밀도 때문인데 대기 중에 존재하는 입자의 숫자가 적으면 온도가 높아도 전달하는 열에너지의 크기는 작다. 요컨대, 미래의 핵융합로에 갇힌 1억℃의 플라즈마가 갖는 총 열에너지는 같은 부피의 수 백 ℃의 대기가 갖는 열에너지와 비슷하다. 이 때문에 핵융합반응으로 인해 추가적으로 생성되는 에너지를 고려해도 텅스텐이나 탄소와 같은 특수 재료를 활용하면 표면에 닿는 플라즈마의 온도를 견딜 수 있는 용기를 만들 수 있다. 현재도 인류는 이 1억℃를 만들고, 가두고, 유지하기 위한 명쾌한 해답을 내놓는 과정 속에 있다. 지구 위의 태양이라는 꿈을 이루어 줄 국제핵융합실험로인 ITER는 중수소와 삼중수소를 원료로 초전도자석에서 나오는 강력한 자기장이 1억5000만℃까지 올라가는 플라즈마를 가두게 된다. 이 실험이 성공하면 인류는 태양보다 뜨거운 태양을 만들어 꿈의 에너지를 손에 넣을 수 있는 실마리를 찾게 될 것이다. 국가핵융합연구소

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