물리학 자들은 첨단 핵 모델로 베타 - 쇠퇴 퍼즐을 해결합니다

.'혼잡도심서 알아서 경로변경'…LGU+·한양대 5G자율주행차 시연

(서울=연합뉴스) LG유플러스와 한양대는 5G 자율주행차 '에이원(A1)'을 강변북로에서 시연하는 모습을 11일 공개했다. 2019.3.11 [LG유플러스 제공] photo@yna.co.kr

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이민영 - 묻어버린아픔

.실리콘 양자 컴퓨터 스케일링 경로 열기

2019 년 3 월 11 일, 시드니 대학 시드니는 양자 항구 도시를 만들기 위해 연합했습니다. 왼쪽부터 - Andrew Dzurak (UNSW) 교수, Bas Hensen (UNSW), Anderson West (UNSW) 박사, Alexis Jouan (USYD) 교수, David Reilly 교수 (USYD). 신용 : Nyasha Nyakuengama, UNSW

UNSW와 시드니 대학 간의 연구 협력은 실리콘으로 양자 컴퓨터를 구축하기위한 근본적인 장애물을 극복하고 대규모의 기계를 개발하는 길을 열었습니다. 시드니 대학의 데이비드 라일리 (David Reilly) 교수와 UNSW의 앤드류 드락 (Andrew Dzurak) 교수가 이끄는 두 그룹 은 실리콘 의 양자 비트 ( qubit ) 의 상태 또는 가치 가 필요성을 제거하는 방식으로 판독 될 수 있음을 입증했다 큐 비트 옆에 판독 센서가 있어야합니다. 그 결과는 Nature Nanotechnology에 오늘 발표되었다 . Dzurak 교수는 "이 논문은 2013 년에 David Reilly의 그룹이 개발 한 방법 인 단일 게이트 전극 기술을 사용하여 기존의 실리콘 칩을 사용하여 제조 할 수있는 큐 비트의 단일 샷 판독 요구 사항을 결합하여 정보를 판독했습니다 기술 - 2014 년에 개발 한 기능 - 이 혼합은 확장성에 매우 중요합니다. " Qubits는 양자 컴퓨터의 기본 요소입니다. 이러한 미래의 기계가 신약 설계 또는 기계 학습 개발을 지원하는 등 인류가 직면 한 중요한 문제를 해결하는 데 적용 할 수 있으려면 수십억을 복잡한 배열로 구축해야합니다. 이것은 복잡한 디자인 문제를 제시합니다. 병렬 판독 센서에 대한 필요성을 없앰으로써 공동 결과는 훨씬 더 단순한 컴퓨팅 아키텍처를 허용하므로 더 많은 큐 비트가 서로 나란히 만들어 질 수 있습니다. Dzurak 교수는 실리콘 속의 큐 비트 (qubit)를 단발적으로 판독하는 것은 시간이 흘렀다는 결과라고 말했다. Dzurak 교수는 "전 세계의 네 연구팀은 기본적으로 동시에 비슷한 시간에 동일한 방식의 판독 기술을 개발했으며, 모두 David의 단일 게이트 기술을 기반으로합니다. "호주에 2 명, 프랑스에 1 명, 네덜란드에 1 명." "이것은 과학적 공동 작업이 내결함성 범용 양자 컴퓨터를 달성하는 데 핵심적이라는 것을 보여주는 훌륭한 결과입니다."라고 University of Sydney에서 공동 지위를 갖고 Microsoft Quantum Laboratory의 이사 인 Reilly 교수는 말했다 . "그러한 기계는 단일 실험실 또는 단일 연구소에 건설되지 않으며 전 세계에서 가장 큰 기술 회사와 협력하여 전 세계적 규모로 협력해야 할 것입니다." 엔지니어링 퀀텀 시스템을위한 ARC 센터의 수석 연구원 인 Reilly 교수 는 "우리의 결과는 시드니에있는 많은 사람들이 부품의 합보다 더 큰 무언가를 만들고 있다는 실제적인 증거입니다. 다른 기관에서. " UNSW에서 프로젝트를 이끌었던 Dzurak 교수는 UNSW의 호주 국립 Fabrication Facility (ANFF) 의 책임자이며, Quantum Computation & Communication Technology 의 ARC Centre의 수석 연구원입니다 . 그는 시드니는 세계에서 가장 강력한 양자 연구 생태계 중 하나라고 밝혔다. "나는 양자 컴퓨팅을 하는 사람들이 많은 다른 도시를 생각할 수 없다 "고 그는 말했다. "하드웨어, 양자 제어, 양자 계측, 양자 계측 소프트웨어에 이르기까지 UNSW, Sydney, Macquarie 및 UTS의 팀이 시드니에 있습니다." 라일 리 (Reilly) 교수는이 연구가이 기술의 상업화와 동시에 진행되고 있다고 말했다. 그는 "마이크로 소프트와 앤드류는 실리콘 퀀텀 컴퓨팅 (Silicon Quantum Computing) 프로젝트를 이끌고 있으며, 협력을 통해 새로운 양자 경제와 함께 강력한 학문적 협력을 보여주고있다"고 말했다. Dzurak 교수는 "이 결과에 대한 가장 좋은 점 중 하나는 우리가 이곳에 건설 한 강력한 양자 과학 생태계에 매료되어 전 세계에서 시드니로 오는 사람들이 모인 것"이라고 말했다. 이 논문의 주 저자이자 UNSW Ph.D. 앤더슨 웨스트 (Anderson West) 학생은 "나는 실리콘 큐 비트로 무엇을하고 있었는지 정말로 감명 받았기 때문에 Dzurak 교수와 그의 팀과 함께 일하는 것에 매료되었다"고 말했다. 해당 저자 Ber Hensen 박사는 네덜란드에서 UNSW에 입사했으며, 다이아몬드에서 얽힌 큐 비트를 사용하는 양자 역학의 기본 원리를 실험적으로 시연함으로써 자신의 이름을 이미 만들었습니다. 그는 "실리콘의 큐 비트에 열중하고 싶었고 UNSW는 분명히 그 자리였다"고 말했다. 이 연구에 기여한 시드니 대학교 (University of Sydney)의 Alexis Jouan 박사는 원래 프랑스 출신으로 고주파에서 2 차원 초전도체를 연구했습니다. 그는 " 양자 세계 탐험을 계속할 수있는 최고의 장소 중 하나 인 시드니의 라일리 (Reilly) 그룹에 함께하게 돼 매우 기쁘다"고 말했다 .

추가 정보 : 규모의 양자 컴퓨팅 : 과학자들은 소형의 민감한 큐빗 판독 값을 얻습니다. 자세한 정보 : 게이트 기반 단일 스핀의 실리콘 스핀 판독, Nature Nanotechnology (2019). DOI : 10.1038 / s41565-019-0400-7 , https://www.nature.com/articles/s41565-019-0400-7 저널 참조 : Nature Nanotechnology :에 의해 제공 시드니 대학

https://phys.org/news/2019-03-path-scaling-silicon-quantum.html

.연구원은 대규모 태양 폭풍에 대한 추가 증거를 밝힙니다

2019 년 3 월 11 일, 룬드 대학 태양 폭풍 크레딧 : CC0 공개 도메인

태양 폭풍은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 강력 할 수 있습니다. 새로운 연구는 역사적인 시간에 거대한 태양 폭풍의 세 번째 알려진 사례에 대한 증거를 발견했습니다. 연구자들은 비슷한 사건이 지금 일어나면 사회가 충분히 준비되지 않았다고 믿는다. 지구는 우주의 입자에 의해 끊임없이 포격 당하고있다. 그러나 입자의 흐름은 태양 폭풍우가 지나갈 때 특히 강합니다. 태양 폭풍은 항성 표면의 폭발로 태양으로부터 방출되는 고 에너지 입자로 구성됩니다. 지난 70 년 동안 연구원들은 직접적인 계측에 의해 이러한 태양 폭풍을 연구하여 전기 그리드, 통신 시스템, 인공위성 및 항공 교통에 위험을 초래할 수 있다는 것을 알게되었습니다. 캐나다의 Quebec, (1989), Malmö, Sweden (2003)에서 심각한 정전 사고의 두 가지 예가 발생했다. 지금, 연구의 증가는 태양 폭풍이 직접 관측을 통해 지금까지 측정 한 것보다 더 강력 할 수 있음을 나타냅니다. 룬드 대학 (Lund University)의 연구자들이 이끄는 새로운 국제 연구의 연구자들은 이전의 태양 폭풍에 대한 단서를 찾기 위해 얼음 코어를 사용했다. 코어는 그린란드에서 왔으며 지난 10 만년 동안 형성된 얼음을 포함합니다. 이 자료에는 기원전 660 년에 발생한 매우 강력한 태양 폭풍의 증거가 포함되어 있습니다. Lund University의 지질학 교수 인 Raimund Muscheler는 "만약 그 태양 폭풍 이 오늘 발생 했다면 우리의 첨단 기술 사회에 심각한 영향을 미쳤을 수 있습니다. Raimund Muscheler는 또한 빙하 코어와 오래된 나무의 연중 성장 고리를 사용하여 두 개의 다른 대규모 태양 폭풍의 존재를 확인하는 연구에 참여했습니다. 이 폭풍우는 775 년과 994 년에 일어났습니다. 그는 이러한 대규모 태양 폭풍은 드물지만 새로운 발견은 자연적으로 반복되는 태양 활동의 효과임을 보여줍니다. "그래서 우리는 태양 폭풍에 대한 사회의 보호를 강화해야합니다."라고 그는 말합니다. 오늘날의 위험 평가는 대체로 지난 70 년 동안의 직접적인 관찰을 기반으로하지만 Raimund Muscheler는 현재 발견 된 3 가지 대규모 태양 폭풍을 고려하여 재평가가 필요하다고 제안합니다. 그는 매우 강한 태양 폭풍 의 가능성 과 사회의 취약성에 대한 인식을 높여야 할 필요가 있다고 주장했다 . "우리의 연구는 위험이 현재 과소 평가되고 있음을 시사합니다. 우리는 더 잘 준비해야합니다."라고 Muscheler는 결론 지었다. 이 연구는 국립 과학 아카데미 회보에 실렸다 . 더 자세히 살펴보기 : 그린란드와 남극 대륙의 얼음에서의 거대한 태양 폭풍의 흔적 자세한 정보 : Paschal O'Hare el al., "2,610 BP (~ 660 BC)의 극단적 인 태양 양성자 사건에 대한 다중 방사성 핵종의 증거", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1815725116 저널 참조 : 국립 과학 아카데미 회보 :에 의해 제공 룬드 대학

https://phys.org/news/2019-03-uncover-additional-evidence-massive-solar.html

.물리학 자들은 첨단 핵 모델로 베타 - 쇠퇴 퍼즐을 해결합니다

2019 년 3 월 11 일, 오크 리지 국립 연구소 , 첫 번째 원리 계산은 자유 핵자의 베타 붕괴에서 예상되는 것보다 두 원자핵 사이의 강한 상관 관계와 상호 작용이 원자 핵에서 베타 붕괴를 늦추는 것을 보여주었습니다. 이것은 무거운 원소의 합성과 중성미자가 적은 이중 베타 붕괴의 탐색에 영향을 미친다. 크레디트 : Andy Sproles / ORNL

DOE (Department of Energy)의 오크 리지 국립 연구소 (Oak Ridge National Laboratory, ORNL) 과학자들을 포함한 국제 협력은 원자 핵의 베타 붕괴가 자유 중성자의 베타 붕괴를 기반으로 예상되는 것보다 느린 이유를 설명하는 50 년 된 퍼즐을 해결했습니다. . Nature Physics에 실린이 연구 결과 는 베타 붕괴에 대한 물리학 자의 이해에있어 오랫동안 쌓인 갭을 메꾸어 주며, 중요한 요소는 무거운 원소를 만드는데 사용하는 중요한 과정이며, 특정 핵을 예측할 때 미묘한 효과 또는보다 현실적인 물리를 포함 할 필요성을 강조한다. 프로세스. "수십 년 동안 과학자들은 양성자가 중성자로 전환하거나 그 반대의 경우 다른 요소를 형성하는 핵 베타 붕괴에 대한 첫 번째 원칙에 대한 이해가 부족했다"고 연구를 주도한 ORNL 직원 과학자 인 Gaute Hagen이 말했다. "우리 팀은 이론적 모델과 계산이 실험과 직접적인 비교가 가능할 정도의 정밀도로 일부 감쇠 특성을 계산할 수있는 시점까지 진행되었다는 것을 입증했습니다." 이 문제를 해결하기 위해 팀은 주기율표의 인접 요소 인 인듐 -100으로 주석 -100의 부식을 시뮬레이션했습니다. 두 원소는 동일한 수의 핵자 (양성자와 중성자)를 공유하며, 주석 -100은 50 개의 양성자를 가지고 있으며, 인듐 -100은 49 개이다. 베타 붕괴를 정확하게 계산하기 위해서는 팀이 엄마와 딸 핵의 구조를 정확하게 시뮬레이션 할 수있을뿐만 아니라 전환 과정에서 두 핵자 간의 상호 작용을 고려해야했습니다. 이 추가 처리는 강한 핵 상관 관계와 붕괴 핵자와 관련된 상호 작용으로 인해 극도의 계산상의 어려움을 나타 냈습니다. 과거에 핵 물리 학자들은 핵 내부와 외부의 중성자의 베타 - 감쇠 속도를 조정하기위한 근본적인 상수를 삽입함으로써이 문제를 해결했다. 이것은 "퀸칭 (quenching)"이라고 알려진 관행이다. 그러나 ORNL의 Titan 슈퍼 컴퓨터와 같은 기계의 경우 Hagen의 팀은이 수학적 버팀목이 더 이상 필요하지 않음을 보여주었습니다. ORNL의 전산 과학자 구스타브 얀센 (Gustav Jansen)은 "이 퀀칭 요소가 왜 작용했는지 이해하지 못했습니다. "우리는 그것이 붕괴에 두 개의 핵자를 포함함으로써 설명 될 수 있다는 것을 발견했다. 예를 들어 양성자와 중성자로 붕괴되는 두 개의 양성자, 두 개의 중성자로 붕괴되는 양성자와 중성자를들 수있다. 로렌스 리버모어 국립 연구소, 테네시 대학, 워싱턴 대학, TRIUMF (캐나다) 및 Technical University Darmstadt (독일)의 파트너가 참여한 팀은 빛에서 중질 핵까지 주석에 이르기까지 베타 붕괴에 대한 포괄적 인 연구를 수행했습니다 -100. 이 성취는 우주에서 물질 형성과 관련된 가장 당혹스러운 신비의 일부에 대한 해답을 찾는 핵 물리학 자들에게 더 많은 자신감을 부여한다. 정기적 인 베타 붕괴를 넘어서서 과학자들은 이론적으로 중요한 새로운 물리학을 탐구하고 중성미자의 질량을 결정하는 데 도움이 될 이론화 된 형태의 핵 붕괴 형태 인 중성미자 이중 베타 붕괴를 계산하려고합니다. 주석까지 많은 원소들이 오랜 시간 동안 붕괴되는 동위 원소를 가지고 있습니다. 예를 들어 탄소 연대 측정에 사용 된 핵 탄소 14의 반감기는 5,730 년입니다. 그러나 다른 핵은 안정화를 위해 입자를 분출하기 전에 몇 분의 1 초 동안 만 존재합니다. 중성자 베타 붕괴에서는 전자와 반 중성미자가 방출된다. 주석 -100이 인듐 -100으로 변환되면, 핵은 베타 플러스 붕괴를 거쳐 양성자를 중성자로 전환 할 때 양전자와 중성미자를 추방합니다. 양성자와 중성자가 같은 수의 tin-100은 비정상적으로 높은 베타 붕괴 속도를 나타내어 ORNL 팀이 그 결과를 검증 할 강력한 신호를 제공합니다. 또한, 주석 -100 핵은 "이중 마법"으로, 핵자가 핵 내부에 정의 된 껍질을 채워서 구조가 강하게 결합되고 구조가 비교적 단순하다는 의미입니다. 핵 다체 문제를 해결하기 위해 프로그래밍 된 ORNL 팀의 NUCCOR 코드는 핵 차트 위아래로 두 배의 마술 핵을 기술하는 데 탁월합니다. "주석 -100과 같은 이중 핵은 다른 핵만큼 복잡하지 않다"고 테네시 대학의 ORNL 연구원 인 토마스 파펜 브록 (Thomas Papenbrock)은 말했다. "이것은 우리가 개별 핵자 사이의 힘을 고려하여 큰 핵의 성질을 계산하는 우리의 결합 된 클러스터 방법을 사용하여 신뢰성있게 계산할 수 있음을 의미합니다." 그러나 베타 붕괴를 모델링하기 위해 팀은 두 배의 마법 인 주석 -100보다 복잡한 핵 인 인듐 -100의 구조를 계산해야했습니다. 이것은 핵자들 사이의 강한 상관 관계에 대한보다 정확한 처리를 필요로했다. 전자를 파도처럼 취급하는 양자 화학의 아이디어를 빌려 Hagen의 팀은 이러한 프로세스를 모델링하는 기술을 성공적으로 개발했습니다. ORNL의 물리학자인 Titus Morris는 "우리의 경우 전자 대신 핵자를 다루고 있지만, 양자 화학 개념은 우리가 두 배의 마법 핵에서 벗어나 이러한 열린 껍질 영역으로 확장하는 데 도움이되었습니다. 안내 실험 Hagen의 연구팀은 베타 붕괴에 대한 이해가 실험과 비슷하다는 것을 보여 주었기 때문에 ORNL의 Summit과 같은 최신 슈퍼 컴퓨터를 활용하여 현재 및 미래의 실험을 이끌어 낼 것입니다. 연구자들은 현재 Summit을 사용하여 두 배의 마술 핵 인 칼슘 48이 중성자 베타 붕괴를 겪을 수있는 방법을 시뮬레이션하고 있습니다. 두 개의 중성자 베타가 양성자로 붕괴하는 과정이지만 중성미자는 방출하지 않습니다. 결과는이 희귀 한 현상의 잠재적 인 발견을위한 최적의 검출기 물질의 선택에있어 실험자들을 도울 수있다. "현재, 중성자가없는 이중 베타 붕괴의 다른 핵 모델을 사용한 계산은 6 배만큼 다를 수 있습니다."라고 Hagen이 말했습니다. "우리의 목표는 다른 모델과 이론에 대한 벤치 마크를 제공하는 것입니다."

추가 탐색 : 이국적인 핵의 해결되지 않은 퍼즐 추가 정보 : 첫 번째 원칙 인 자연 물리학 ( Nature Physics) (2019) 에서 해결 된 실험적 및 이론적 β- 감쇠 속도 간의 불일치 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0450-7 , https://www.nature.com/articles/s41567-019-0450-7 저널 참조 : 자연 물리학 :에 의해 제공 오크 리지 국립 연구소

https://phys.org/news/2019-03-physicists-supercomputers-year-old-beta-puzzle.html

.연구자들은 세포가 때때로 초 탄성 속성을 가질 수 있음을 발견했다

2018 년 11 월 1 일, Bob Yirka, Phys.org 보고서, a, dom 메카닉 스킴. 루멘은 균일 한 압력 ΔP (검은 색 화살표) 아래에서 뚜렷하게 서서 단층은 표면 장력 σ (표지) 아래. b, MDCK-LifeAct 세포의 트랙션 벡터. 상단, 측면보기. 바닥, 3D 트랙션이 이드의 윗면에서 중첩. 수평선은 평면도와 수직 구조를 구성합니다. 스케일 바, 50 μm. 문 화살표, 150 파 (대표 n = 13 돔). c, d, MDCK-LifeAct 세포는 대조군과 함께 5 백 그램 배양되었습니다. 스케일 바, 50 μm. (e), 압력 (f) 및 장력 (g)의 시간 변화에 대한 정보를 제공합니다. c, d는 해당 시간 점을 예로 든다. 다음 : 자연 (2018). DOI : 10.1038 / s41586-018-0671-4

스페인, 프랑스, 독일, 싱가폴 연구팀은 특정 조건 하에서 일부 세포가 초 탄성 속성을 나타낼 수 있음을 발견했다. 저널 네이처 (Nature)에 게재 된 논문 에서이 그룹은 상피 세포와 그들이 발견 한 것을 연구했습니다. 파리 디드로 대학과 마누엘 Théry와 테프 Asnacios는 뉴스 및 뷰 쓴 조각 같은 저널 월호에 팀에 의해 수행 된 작업에 있습니다. 선행 연구는 신체 부위가 긴장 상태에 있다는 것을 보여주었습니다 - 가죽이 좋은 예입니다. 그것의 긴장은 절단 될 때 나타나는 찌그러짐에서 명백하다. 장기의 장력은 세포의 긴장에 의해 유발됩니다 . 이전의 증거는 또한 세포 내부의 요소가 힘을 전달 하는 세포 골격 필라멘트 때문에 인장력을 유발하고 저항 할 수 있음을 보여주었습니다 . 액틴의 이러한 필라멘트는 세포에 모양을 부여합니다. 그리고 세포 사이의 접착 부위는 그러한 힘을 중계시켜 전체 장기와 같은 피부에 긴장을 일으킬 수 있습니다. 이전의 연구에 따르면 세포가 작은 변형을 겪게되면 보통 변형이 일어나 변형의 원인이 제거 된 후에 세포가 정상적인 모양으로 되돌아 갈 수 있습니다. 그러나 대규모 변형이 발생하면 세포가 한계점 이상으로 늘어날 수 있으며,이 시점에서 점착 점에서 분리되고 변형 이 영구적으로됩니다. 그러나 이제는 세포가 때때로 영구적 인 손상을 입지 않으면 서 정상 범위를 벗어나 다시 팽창 할 수있는 초 탄성을 갖게됩니다. 연구팀이 이러한 상태에있는 세포를 연구 한 결과 그들은 긴장이 증가하지 않아도 초 탄성 상태가 될 수 있음을 보여 주었다. 그리고 세포가 정상 상태로 돌아온 후에, 그것은 초 탄성 적이라는 흔적을 보이지 않았습니다. Théry와 Asnacios는 피부가 수십 년 동안 광범위하게 연구 되었기 때문에 연구팀의 연구 결과가 특히 놀랍다 고했으며 초 탄성에 대한 다른 증거는 관찰되지 않았다. 그들은 이것이 탄력성이 전통적으로 시험 된 방식 인 짧은 파열로 인한 것이라고 제안합니다. 이 새로운 노력에서 연구자들은 몇 시간에 걸쳐 상피 세포 의 단일 층을 연구했습니다 . 불행히도, 세포의 초 탄성의 성질을 면밀히 살펴본 후, 연구자들은 어떻게 그것이 일어 났는지 설명 할 수 없었다.

추가 정보 : 과일 날개 날개 개발 중 메카 노 센싱 및 저항 추가 정보 : Ernest Latorre et al. 조절 된 모양의 3 차원 상피 세포에서의 활성 초 탄성, Nature (2018). DOI : 10.1038 / s41586-018-0671-4 저널 참조 : 자연

https://phys.org/news/2018-11-cells-superelastic-properties.html#nRlv