더 밝고 선명한 회절 이미지를위한 새로운 렌즈 시스템

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THE QUILLER MEMORANDUM John Barry

 

 

.쿠퍼 쌍이 절연 상태의 '섬 호핑 (island hopping)'을 방지하는 대책을 부과합니다

에 의해 브라운 대학 (Brown University) 짐 발레스. 학점 : Brown University, 2019 년 4 월 22 일

초전도체는 쿠퍼 페어 덕분에 제로 저항으로 전기를 전도 할 수 있습니다. 전자 듀오는 팀을 구성하고 방해받지 않는 재료로 스케이트를 타십시오. Brown University의 연구원은 2007 년에 쿠퍼 쌍이 절연 물질에 존재할 수 있다는 놀라운 발견을 내 렸습니다. 이는 전류를 흐르게하는 것이 아니라 전류의 흐름을 차단하는 데 도움이되었습니다. 이제 같은 실험실 그룹이이 "쿠퍼 쌍 절연체"에 관련된 세력을 밝혀 냈습니다. Physical Review Letters에 게재 된 논문 에서 연구자들은 절연 단계에서 쿠퍼 쌍이 물질 쌍의 무질서가 아니라 쌍 자체 간의 반발 작용에 의해 억제되어 있음을 보여줍니다. 이러한 통찰력은 초전도 - 절연 전이 (예 : 초전도 스위치)를 이용하는 재료 또는 장치를 설계 하는 데 중요 합니다. 브라운의 물리학 교수 인 Jim Valles는 "전자의 흐름은 전자의 흐름을 조작함으로써 전자가 흐르는 새로운 방법을 발견하여 새로운 장치에서 새로운 조작 방법을 이끌어 낸다"고 말했다. "이번 연구를 통해 쿠퍼 쌍 전파에 대한 새로운 정보를 얻을 수 있었으며 이는 새로운 장치에서 조작하는 데 도움이 될 수 있습니다." 2007 년 논문에서 Valles와 그의 동료들은 비정질 비스무트로 만든 박막에 대한 실험을 수행했습니다. 두꺼운 아몰퍼스 비스무트 블록이 초전도체 역할을하지만, 단지 몇 원자 두께의 얇은 조각으로 분해 될 때, 재료는 절연체가됩니다. Valles와 그의 동료의 초기 연구에 따르면 쿠퍼 쌍 (Brown physicist Leon Cooper의 이름을 따서 이름을 붙인 것으로 나타 났는데, 이들은 그의 역학을 묘사 한 노벨상을 수상했습니다)이이 영화에 출품되었습니다. 그러나 그들이 초전도 상태에서 자유롭게 움직이는 대신, 영화 속의 쿠퍼 쌍은 재료 속의 작은 섬들에 쌓여서 다음 섬으로 도약 할 수 없었습니다. 그러나 어떤 힘이 그 쌍을 그 자리에 안고 있었는지는 분명하지 않았습니다. 이것이 Valles와 그의 동료들이이 새로운 연구에서 찾길 바랬던 것입니다. 쿠퍼 쌍을 제자리에 두는 한 가지 가능성은 책임입니다. 각 쌍에는 강한 음전하가 있고, 같은 충전량의 입자는 서로 격퇴합니다. 쿠퍼 페어가 다른 섬으로 호핑하는 데 어려움을 겪을 수 있습니다. 그 섬은 이미 다른 쿠퍼 페어에 의해 점령되어 다시 밀려날 수 있습니다. 이렇게하면 물질이 전 체로 이동하는 것을 방지하는 전하 관련 교통 정체가 발생합니다. Valles와 그의 동료들은 그 시나리오를 테스트하려고했습니다. 연구를 위해 그들은 비스무트 절연체의 원자 구조에 가돌리늄 원자를 뿌렸다. 가돌리늄 (Gadolinium)은 자성이며, 자기는 쿠퍼 쌍 커플 링을 약화시킵니다. 잠재적으로 이들이 개별 전자로 분해 될 수 있습니다. 몇몇 쿠퍼 쌍이 순식간에 떨어져 나간다면 일부 섬 공간을 확보하고 짝을 지어 한 쌍의 홉을 낼 수 있습니다. 더 많은 가돌리늄이 추가되면서 더 많은 쌍이 호핑하기 시작하면이 물질에 대한 저항이이 전하 관련 교통 정체로 인해 발생한다는 명확한 신호가됩니다. 그리고 그것은 실험이 보여준 것과 정확히 같습니다. "이 저항의 원인이되는 쿠퍼 쌍의 반발 작용에 의해 만들어진이 섬들 사이의 장벽과 영화의 작은 섬들의 조합입니다."라고 발레스는 말했다. 저항에 기여할 수있는 다른 요인을 배제 할 수 있었던 것은 이번이 처음입니다. 한 가지 다른 가능성은 앤더슨 로컬라이제이션 (Anderson localization)으로 알려진 현상이었습니다.이 현상은 재료 구조의 무질서와 관련이 있습니다. 앤더슨 효과는 절대 제로 근처의 온도에서 중요 할 수 있습니다. 여기서 그들은 저항이 무한이되는 superinsulation으로 알려진 훨씬 더 이국적인 상태에 기여합니다. 그러나 상대적으로 높은 온도 에서이 연구는 그것이 중요한 혐의임을 보여줍니다. 그리고 이것은 새로운 전자 장치, 아마도 로직 게이트 용 초전도 스위치의 설계에 영향을 미칠 수 있습니다 . "우리는 저온 스위치를 사용할 수 있습니다."라고 발레스가 말했다. "또는 만약 우리가 고온 초전도체에서 이러한 현상을 일으킬 수 있다면 더 높은 온도의 버전을 얻을 수 있으며, 이는 훨씬 더 실용적 일 수 있습니다."

추가 탐색 양자 장벽 코스가 초전도체에서 절연체로 변화 추가 정보 : Xue Zhang 외, 자기 불순물 도핑에 의해 밝혀진 Bosonic 초전도체 - 절연체 전이 부근의 준정선 스크리닝, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.157002 저널 정보 : Physical Review Letters 브라운 대학 제공

 

https://phys.org/news/2019-04-repelling-cooper-pairs-island-insulating.html

 

 

.더 밝고 선명한 회절 이미지를위한 새로운 렌즈 시스템

에 의해 브룩 헤이븐 국립 연구소 다채로운 이미지는 ATF에서 4 가지 전자 회절 측정입니다. 왼쪽 열은 새로 개발 된 사중 극자를 사용한 샘플의 회절 패턴을 보여 주며 오른쪽 열은 새로운 렌즈 시스템이없는 회절 패턴을 보여줍니다. 왼쪽 열에서 패턴 링이 더 선명하고 둥글고 빨간색으로 바뀌며 이는 측정의 전체 해상도가 더 높음을 의미합니다. 크레디트 : 브룩 헤이븐 국립 연구소, 2019 년 4 월 25 일

에너지 저장 물질, 스마트 장치 및 더 많은 기술을 설계하고 개선하기 위해 연구원은 숨겨진 구조와 화학을 이해해야합니다. 초고속 전자 회절 이미징 (super-fast electron diffraction imaging)과 같은 고급 연구 기술은 그러한 정보를 나타낼 수 있습니다. 이제 미국 에너지 부 (DOE) Brookhaven National Laboratory의 연구원 그룹이 Brookhaven의 Accelerator Test Facility (ATF)에서 새롭고 향상된 전자 회절 버전을 개발했습니다. DOE Office of Science User Facility는 고급 실험을 제공합니다. 전 세계의 연구자들에게 입자 가속을 연구하기위한 도구. 연구원 은 Nature Research의 오픈 액세스 저널 인 Scientific Reports에 연구 결과를 발표했습니다 . 초고속 전자 회절 ( super-fast electron diffraction) 과 같은 연구 기술을 발전 시키면 미래 세대의 재료 과학자들이 새로운 정밀도로 재료와 화학 반응을 조사하는 데 도움이됩니다. 재료의 많은 흥미로운 변화는 매우 신속하고 작은 공간에서 발생하므로 향후 응용을 위해 연구 기술을 개선해야합니다. 전자 회절의 새롭고 향상된 버전은 다양한 전자빔 관련 연구 기술 및 기존 계측 을 개선하기위한 디딤돌을 제공합니다 . "우리는 기존의 솔레노이드 기술과 비교할 때 전자 빔을위한 새로운 포커싱 시스템을 구현했으며 기존 솔레노이드 기술과 비교해 볼 때 해상도를 크게 향상시킬 수 있다는 것을 입증했다"고 National Semiconductor Synchrotron Light Source II의 연구원이자 가속기 물리학자인 Xi Yang은 전했다. II), Brookhaven Lab의 과학 사용자 시설 DOE 사무소. "해상도는 주로 빛의 특성에 달려 있으며 전자 현미경의 경우에는 현미경이나 X 선 영상을 포함한 모든 영상 기술에 보편적이다. 그러나 전자를 집중시키는 것은 훨씬 더 어렵다. 전자가 음전하를 띠면서 서로 반발하기 때문에 빛에 비하면 샘플에 거의 평행 한 연필 모양의 빔에 가깝다. 이것은 공간 전하 효과라고 불린다. 우리의 새로운 설정을 사용함으로써, 우리는 공간 전하 효과를 극복하고 3 배 더 밝고 2 배 더 선명한 회절 데이터를 얻을 수있었습니다. 그것은 해상도의 주요 도약이다. " 모든 전자 회절 설정은 샘플에 초점을 맞춘 전자 빔을 사용하여 전자가 샘플의 원자에서 반사되어 샘플 뒤의 검출기로 더 멀리 이동합니다. 전자는 소위 회절 패턴을 생성하는데, 이것은 나노 스케일에서 물질의 구조적 구성으로 변환 될 수있다. 재료의 내부 구조를 이미지화하는 전자의 이점은 전자의 회절 한계가 매우 낮아서 과학자들이 다른 회절 법과 비교하여 구조의 미세한 부분을 해결할 수 있다는 것을 의미합니다. 복잡한 연구 방법을 개선하기 위해서는 다양한 연구원이 필요했습니다. Brookhaven Lab 팀은 NSLS-II의 전자 빔 전문가, ATF의 전자 가속기 전문가 및 응집 물질 물리 및 재료 과학 (CMPMS) 부서의 재료 과학 전문가들로 구성되었습니다. "이 진보는 Brookhaven Lab에서 우리의 모든 전문 기술을 결합하지 않고는 불가능했을 것입니다 NSLS-II에서 우리는 전자 빔을 다루는 방법에 대한 전문 지식을 가지고 있습니다 ATF 그룹은 전자총과 레이저 기술의 전문성과 기능을 가져 왔습니다 두 가지 모두 전자빔을 생성하는 데 필요했습니다 .CMPMS 그룹은 샘플 전문 기술을 보유하고 있으며, 물론 응용 요구를 이끌어냅니다. 이것은 독특한 시너지 효과로, 기술의 해상도는 크게 향상 될 수있다 "고이 연구의 수석 저자 인 Li Hua Yu NSLS-II 수석 가속기 물리학자가 말했다. 개선 된 해상도를 달성하기 위해 팀은 전자 빔을 집중시키는 다른 방법을 개발했습니다. 연구진은 솔레노이드 자석과 관련된 기존의 접근 방식 대신 전자 빔을 튜닝하기 위해 4 개의 4 극 자석을 두 그룹으로 사용했다. 빔을 형성하는 하나의 렌즈 역할을하는 솔레노이드 자석과 비교할 때 4 중극 자석은 전자에 대한 특수 렌즈 시스템처럼 작동하며 실험의 필요에 따라 빔을 조정하고 모양을 조정할 수있는 유연성을 과학자에게 부여했습니다 . "우리의 렌즈 시스템은 빔의 넓은 범위의 튜닝 가능성을 제공 할 수 있으며, 실험 조건에 따라 빔 크기 또는 전하 밀도, 빔 발산과 같은 가장 중요한 파라미터를 최적화 할 수 있으므로 과학적으로 최상의 빔 품질을 제공합니다. 필요하다 "고 말했다. 팀은 온라인 최적화 도구를 사용하여 즉시 매개 변수를 조정하고 빔 모양의 불균일성을 수정할 수도 있습니다. 그러나이 측정을 가능하게하기 위해 팀은 ATF에서 제공하는 우수한 전자빔이 필요했습니다. ATF는 극도로 밝고 초단의 전자빔을 생성하는 전자총을 가지고있어 전자 회절에 최적의 조건을 제공합니다. ATF의 가속기 물리학자인 미하일 페더린 (Mikhail Fedurin)은 "팀은 광전자 방출 (photoemission)이라는 과정을 통해 전자를 생성하는 광전지 총을 사용했다. "우리는 초단파 레이저 펄스를 구리 음극으로 쏘아서 펄스가 음극에 닿으면 구리 위에 전자의 구름이 형성된다. 우리는 전기장을 사용하여 전자를 끌어내어 가속시킨다. 이들 중 하나의 전자의 양 펄스 및 특정 에너지로 가속화 할 수있는 능력으로 특히 초고속 전자 회절과 같은 재료 과학 연구에 적합합니다. " ATF 전자 빔과 함께 초점 시스템은 매우 민감하므로 연구자들은 지구의 자기장이 전자 빔에 미치는 영향을 측정 할 수 있습니다. "일반적으로 전자는 항상 자기장의 영향을받습니다. 이것은 입자 가속기에서 우리를 처음부터 조종하는 방법이지만 지구 자기장의 영향은이 실험에서 사용한 저에너지 빔에 대해서는 무시할 수 없습니다." 빅터 Smalyuk, NSLS - II 가속기 물리 그룹의 리더와 연구의 공동 저자했다. "빔이 원하는 탄도에서 벗어 났으므로 초기 시동 단계에서 어려움을 낳았으므로이 효과를 수정해야했습니다." 전자빔의 높은 밝기와 초점 시스템의 높은 정밀도를 넘어서서 팀은 또한 이러한 측정을 수행 할 수있는 올바른 샘플이 필요했습니다. CMPMS 그룹은 새로 설계된 렌즈 시스템을 완전히 탐구하고 테스트에 적용하기 위해 다결정 금 필름을 팀에 제공했습니다. CMPMS 부서의 물리학자인 Junjie Li는 "열 증발이라는 기술을 사용하여 수 나노 미터 두께의 탄소막에 금 원자를 증착시켜 샘플을 만들었습니다. "우리는 금 입자를 증발 시켜서 탄소 필름에 응축되어 미세하게 고립 된 나노 입자를 형성하여 서서히 합쳐져 다 결정질 필름을 형성합니다." 이 영화는 무작위로 배향 된 결정체가 합쳐져서 측정에 필수적이었습니다. 따라서, 시료의 내부 구조는 균일하지는 않지만 많은 다른 방향성을 갖는 영역으로 구성되며, 이는 회절 패턴이 주로 전자빔 품질에 의존한다는 것을 의미한다. 이를 통해 과학자들은 렌즈 시스템을 실제로 테스트하고, 빔을 튜닝하고, 회절 측정의 품질에 직접적으로 영향을 미칠 수있는 최선의 근거를 얻을 수 있습니다. "우리는 처음 재료의 과학적 연구를 위해 전자 회절을 향상시키기 위해 착수했지만,이 기술이 우리의 전자빔을 특성화하는 데 도움이된다는 것을 발견했습니다. 실제로 회절은 전자 빔 매개 변수에 매우 민감하므로 회절 패턴을 사용할 수 있습니다 우리의 빔 파라미터를 정확하고 직접적으로 측정하기 위해 알려진 샘플을 사용하는 것이 일반적이지 않습니다. 팀은 더 많은 개선을 추구하고자하며 이미 생물 시료를 직접 시각화하기 위해 초고속 전자 현미경 검사를위한 또 다른 설정을 개발할 계획을 가지고 있습니다. "우리는 어떤 시점에서 초고속 단발 전자빔 이미징을 달성하고 현재의 전자빔 이미징 설정으로 는 가능하지 않은 분자 영화를 만들 수 있기를 희망합니다 . 추가 탐색 달은 NSLS-II에 대한 가혹한 여주인 - 중력의 충격이다.

자세한 정보 : Xi Yang 외, 밝고 선명한 초고주파 회절 이미징을위한 소형 튜닝 가능한 4 중극 렌즈, Scientific Reports (2019). DOI : 10.1038 / s41598-019-39208-z 저널 정보 : 과학적 보고서 에 의해 제공 브룩 헤이븐 국립 연구소

https://phys.org/news/2019-04-lens-brighter-sharper-diffraction-images.html

 

 

.빛으로 냉각

Felix Würsten, ETH 취리히 이 정교한 실험 장치를 사용하여 ETH 연구원은 나노 입자를 몇 밀리 켈빈까지 냉각시키는 데 성공했습니다. 크레딧 : S. Busschaert / ETH Zurich, 2019 년 4 월 25 일

ETH 연구원들은 냉각을 위해 산란 된 레이저 빛을 사용하는 정교한 실험 장치 덕분에 저온으로 기록 된 나노 입자를 냉각 시켰습니다. 지금까지 아무도 광자 케이지에서 저온으로 나노 입자를 냉각시키지 못했습니다. 도미니크 윈디 (Dominik Windey)와 르네 레이만 (René Reimann)은 140 나노 미터 유리 구슬을 절대 0보다 몇 천 배나 낮추는 데 성공했다. 루카스 노보트니 (Lukas Novotny, Photonics 교수)가 이끄는 박사 과정 학생이자 박사후 연구원이다. 연구자들은 최근 Journal of Physical Review Letters 에 그들의 연구 내용을 발표했다 . 그들의 획기적인 발견 은 레이저 빔을 이용하여 나노 입자를 부상시킬 수있는 광학 족집게 와 관련된 정교한 실험 설정의 형태로 나타났습니다 . 이 연구진은 나노 입자가 매우 빠른 속도로 자체 축을 중심으로 회전하게하는 이전의 연구에서 이미 동일한 광학 집게를 사용했다. 가는 선 과학자들은 이제 광학 핀셋을 수직으로 정렬 된 광 케이지로 보완했습니다. 이 새장은 연구원들이 수십억 분의 1 밀리미터 이내에 조정할 수있는 두 개의 고 반사 거울로 이루어져 있습니다. 이 정확한 조정은 입자가 레이저 빛의 일부를 산란 시키고 과학자들이 거울 사이의 거리를 사용하여 어떤 종류의 빛이 흩어 지는지 제어 할 수 있기 때문에 중요 합니다. "우리는 주 레이저 광보다 약간 높은 주파수로 더 많은 빛을 산란시키기 위해 거울을 조정할 수 있습니다."라고 Windey는 설명합니다. "고주파 빛 도 에너지가 높을수록 광자는 산란 중에 나노 입자로부터 에너지를 흡수합니다." 즉, 거울을 올바르게 조정하면 유리 비드가 지속적으로 에너지를 잃고 발진 진폭이 작아지고 작아집니다. "우리 실험 설정의 핵심 특징은 입자의 진동이 한 방향으로 작아 질뿐만 아니라 모든 3 차원으로 작아지는 것입니다."라고 Windey는 말합니다. "이것은 광양기 케이지의 나노 입자 와 관련된 문헌에서 발견 된 다른 실험 장치로는 가능하지 않다 ." 냉각이 3 차원에서 일어난다는 사실은 ETH 연구원이 연구를 발표 한 인스부르크 대학의 동료들이 수행 한 이론 계산에 의해 확인되었습니다. 마법의 한계에 접근 최근의 실험을 통해 연구자들은 나노 입자가 양자 기저 상태로 알려진 온도에 도달하는 마법의 한계에 더 가까워졌습니다. 이 목표에 도달하면 비교적 큰 물체로 처음으로 양자 실험을 수행 할 수 있습니다. 예를 들어 두 개의 다른 양자 상태가 겹쳐지면 유리 비드가 어떻게 행동하는지 조사 할 수 있습니다. 그러나 그 시점까지 도달하는 데 많은 시간이 걸릴 것입니다. "우리의 기온은 여전히 ​​100 배 이상 높습니다."라고 Windey는 말합니다. "우리가 양자 기본 상태에 도달하기 원한다면 비드를 훨씬 더 감속해야합니다." 연구자가 두 번째 광자 케이지 (본질적으로 2 단계 냉각 시스템을 구현)를 적용하는보다 정교한 시스템을 사용하여 가능해질 것입니다. 예상치 못한 방해 요인 물론 이것은 다시 한번 더 많은 노력을 필요로합니다. "시스템은 매우 민감합니다."라고 Windey는 설명합니다. 가장 작은 방해조차도 거울 사이의 거리를 이동시킵니다. 결과적으로 입자는 더 이상 냉각되지 않고 오히려 가열되어 광 핀셋에 보관할 수 없게됩니다. 다시 말하면 정사각형으로 되돌려 놓습니다. "처음부터 바로 예기치 못한 진동에 대처해야했습니다."라고 Windey는 말합니다. "그런 다음, 우리는 교통 때문에 Hönggerberg에있는 연구실 건물이 하루 동안 4 마이크로 미터 씩 앞뒤로 움직이는 것을 발견했습니다. 이것은 우리가 밤에 측정을 수행해야한다는 것을 의미했습니다." 측정 장비의 순수한 감도로 인해 연구원은 여전히 ​​삶을 어렵게 만들었지 만, 정확하게이 요소를 실제로 적용 할 수 있습니다. "이 시스템은 매우 민감한 가속도계를 만드는 데 사용될 수 있습니다."라고 Windey는 말합니다. "일단 우리가 양자 상태에있는 입자를 갖게되면, 우리는 더 정확하게 처짐을 결정할 수있게 될 것입니다."

추가 탐색 나노 입자의 양자 광학 냉각 추가 정보 : Dominik Windey et al. Coherent Scattering을 통한 부유 된 나노 입자의 공동 기반 3D 냉각, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.123601 저널 정보 : Physical Review Letters ETH 취리히 제공

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.Avengers : Endgame은 우주를 복원하려고 시도하면서 시간 여행과 양자 역학을 이용합니다

Michael Milford의 The Conversation 뫼비우스 스트립. 신용 : 위키 미디어 / David Benbennick, CC BY-SA, 2019 년 4 월 25 일

어벤저 스 : 인피니티 전쟁이 끝나면 우주의 영웅과 악당을 포함한 사람들의 절반이 타 노스 (Josh Brolin)의 손가락 스냅에 빠져 들었습니다. 그렇다면 어벤저 스는 어떻게 할 수 있습니까? (이번 주 영화관에서) 엔드 게임 이 그들을 다시 데려 오려고합니까? 음, 시도하고 테스트 한 영화 플롯 장치 : 시간 여행 . 또한 양자 역학 , 독일 명제 , 고유치 및 거꾸로 된 뫼비우스 스트립을 포함한 과학 용어의 놀라운 양을 던집니다 . 그러나 영화에서 듣는 모든 것들이 어떤 미친 시나리오 작가들의 마음 속에 만들어 졌다고 생각하지 마십시오. Endgame의 많은 시간 여행 개념은 최근 과학 이론, 시뮬레이션 및 추측과 관련되어 있습니다. 양자 시간 여행의 과학에 뛰어 들어가서 고유 값이 우주를 실제로 구할 수 있는지에 대해 토론 해보자. 시간 여행 101 이 영화의 핵심 전제는 우주의 절반을 죽음으로 몰아 넣을 수있는 유일한 방법은 강력한 죽음의 원인 인 강력한 인피니티 스톤 (Infinity Stones) 입니다. 문제는, Thanos는 현재의 날을 파괴했기 때문에, 돌은 과거에만 사용 가능합니다. 그것들을 가져 오려면 남아있는 어벤저 스 (Avengers)가 여러 위치에 시간을 거슬러 올라가는 복잡한 회선이 필요합니다. 실제로 시간 여행이 가능합니까? 앨버트 아인슈타인은 100 년 전부터 특수 상대성 이론을 제정 한 이후로 앞으로의 여행 은 비교적 쉽다 는 것을 알았습니다 . 빛의 속도에 가깝게 움직이는 것만으로도 평생 동안 이론적으로 수백만 년 또는 수십억 년을 미래로 여행 할 수 있습니다. 하지만 다시 만날 수 있을까요? 이 위업은 훨씬 더 어려워 보입니다. 다음은 몇 가지 문제와 가능한 해결책입니다.

할아버지 역설

시간을 거슬러 올라가면 잘 알려진 할아버지 역설 같은 현실적인 논리적 불일치가 발생할 수 있습니다 . 할아버지가 어릴 적에 돌아가서 할아버지를 죽였다면 태어날 수 없었지만 태어나지 않았다면 어떻게 돌아가서 죽였습니까? 과학자들은이 시간 루프에 대해 여러 이론을 가지고 있습니다 (물리 학자들은 그것들을 폐쇄 된 타임 라인 이라고 부릅니다 ). 어떤 이론은 그러한 고리가 물리적으로 불가능하기 때문에 시간이 지나면 되돌아 갈 수 없다고 말합니다. 그러나 우리는 블랙홀의 회전이 공간과 시간을 뒤틀 수 있다는 아인슈타인 덕분에 블랙홀의 한 쪽이 처음 촬영 된 첫 번째 사진 에서 다른 쪽보다 더 밝아지는 이유를 알 수 있습니다.

엔드 게임의 시간

여행 영화에서 캐릭터는 처음 부터 미래로 돌아갈 시간 과 자신의 과거와 미래를 바꿀 수 있는 터미네이터 시리즈 와 같은 다른 많은 시간 여행 영화를 재미있게 만듭니다 . 대신, Endgame은 시간의 변화로 인해 새로운 우주가 만들어 지도록하는 대체 현실 개념, 소위 분할 또는 여러 타임 라인의 분기로 이어집니다. 물리학에서,이 개념은 많은 세계 이론 이라고 불립니다 . 이 문제를 피하기 위해 어벤저 스는 과거의 타임 라인에서 돌을 빌려 와서 현재의 시간에 사용할 계획이지만, 일단 완료하면 정확히 같은 순간으로 돌립니다. 하지만 효과가 있을까요?

양자 역학 입력

양자 역학은 영화에서 많이 언급되었으며 실제로 할아버지의 역설을 해결할 가능성 이 있는 양자 시간 여행 에 대한 많은 신흥 이론이 있습니다. 에서는 양자 역학 원자 입자보다 확률 불명료 파도 같다. 예를 들어 입자가 어디에 있는지, 움직이는 방향을 정확히 알 수는 없습니다. 특정 장소에있을 가능성이 있음을 알 수 있습니다. 이 영화에서 언급 된 David Deutsch라는 영국 물리학 자는 이 아이디어를 Many Worlds 이론과 결합하여 모든 것을 확률 적으로 표현하면 할아버지의 역설이 사라질 수 있음을 보여주었습니다 . 입자와 마찬가지로, 시간에 거슬러 올라간 사람은 할아버지를 죽일 확률을 가지고 인과 관계를 깨뜨릴 수 있습니다. 이것은 성공적 으로 시뮬레이션되었습니다 . 이것은 이상하게 보일 수 있으며, 영화에 사용 된 전문 용어 중 일부는 정상에 약간 보일 수 있지만 실제 양자 과학은 영화 제작자가 상상할 수없는 것보다 더 낯선 것임을 확신 할 수 있습니다 . 과학자들조차도 양자 이론의 함의를 이해하려고 고심하고있다.

효과에 대한 용어

시간 이동 이론 장면 (몇 가지가 있음)은 전문 용어로 가득 차 있으며 일부는 제자리에, 일부는 올바른 야구장에 채워져 있습니다. 다음은 시간 여행에 관한 영화에서 들었던 몇 가지 용어입니다.

고유 값 (Eigenvalues) : 시간 여행에 대한 접근 방식을 논의 할 때 Tony Stark와 Bruce Banner는 고유치를 언급 합니다. 고유 값은 선형 대수학에서 상당히 낮은 수준 (기본) 개념이기 때문에 이것은 영화 수학이 효과를 발휘할 가능성이 가장 높습니다.

평결 : 수학 중얼 거림의 한 사례 플랑크 규모 : 플랑크 규모는 모두 아주 작은 것입니다. 플랑크 길이, 시간 및 질량은 물리학에서 사용되는 기본 단위입니다. 플랑크 길이는 1.616 × 10 -35 m입니다. 그것은 아주 작습니다. 플랑크 시간의 한 단위에서 빛이 지나가는 거리입니다. 매우 작은 시간이기도합니다. 영화가 양자 역학에 기초한 시간 여행에 관한 것이라면, 플랑크 저울을 이야기하는 것은 주제에서 너무 멀리 떨어져있는 것처럼 보이지 않습니다.

평결 : 플랑크는 요점이 있습니다.

거꾸로 된 뫼비우스 스트립

시간 여행 전문 용어는 또한 뫼비우스 스트립의 반전에 대해서도 논의 합니다. 일반적인 뫼비우스 스트립은 한 면만 가진 표면입니다. 한 장의 종이를 꺼내서 한 번 뒤틀린 다음 서로 붙이면 쉽게 만들 수 있습니다. 뫼비우스 스트립은 흥미로운 수학적 특성을 지녔지 만, 할아버지의 역설을 설명하기위한 고차원의 시도 를 넘어서는 시간 여행에 대한 기술적 인 관련성은 희박 합니다.

평결 : 이론을 조금 비틀어보세요. 평결 과학적으로 시간 여행에서 무거운 음모 기초를 가진 새로운 영화를 만드는 것이 흥미 롭습니다. 영화는 다양한 시간 여행 시나리오의 특수 용어와 함축적 의미로 다이빙에서 많은 펀치를 끌어 들이지 않습니다. 수학 용어 중 일부는 효과가 분명히 있지만, 시간축 에 대한 현재의 고차원적인 생각을 고수하기 위해 합리적인 노력을 기울이고 있습니다. 시간 여행은 아마도 과학자들의 구현에서 가장 멀리 떨어져있는 과학 개념을 사로 잡는 사람들 중 하나이기 때문에, 날 수 있고, 아 원자로 가고, 우주를 파괴하고, 현실을 변화시킬 수있는 슈퍼 히어로에 관한 영화에서의 중추적 인 역할은 아마도 특히 적절합니다.

https://phys.org/news/2019-04-avengers-endgame-exploits-quantum-mechanics.html

 

 

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
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0