우주 최초의 별 폭발로 강력한 제트기가 폭발했습니다

.버려져 누운 화병이 화분으로..

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Francis Goya - Amor De Mis Amores

 

 

.우주 최초의 별 폭발로 강력한 제트기가 폭발했습니다

Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology 시뮬레이션은 첫 번째 초신성이 어떻게 보일 수 있었는지를 보여줍니다. 많은 과학자들이 생각한 것처럼 구형 대신에,이 화려한 폭발은 아연 (녹색 점)과 같은 무거운 원소를 초기 우주로 발사하는 비대칭 제트기 일 수 있습니다. 이 시뮬레이션은 초기 폭발 후 초침 초신성의 모양을 보여줍니다. 크레딧 : Melanie Gonick, 2019 년 5 월 8 일

빅뱅 이후 수 억년 후, 최초의 별들은 수소와 헬륨 가스의 대량 축적으로 우주로 퍼졌다. 이 첫 번째 별들의 중심부에서 극단적 인 열 핵반응은 탄소, 철, 아연을 포함한 첫 번째 무거운 원소들을 위조했다. 이 첫 번째 별 은 엄청나고 수명이 짧은 불 덩어리였으며 과학자들은 비슷한 구형의 초신성으로 폭발했다고 추정했다. 그러나 MIT와 다른 곳의 천문학 자들은이 첫 번째 별들이 무거운 원소 를 이웃하는 은하계로 방출하기에 충분히 폭력적인 제트기를 방출하면서보다 강력하고 비대칭적인 방식으로 불어 났을지도 모른다는 것을 발견했다 . 이 요소들은 궁극적으로 2 세대 별의 씨앗으로 사용되었는데, 그 중 일부는 오늘날에도 여전히 관찰 될 수 있습니다. Astrophysical Journal에 오늘 게재 된 논문 에서, 연구원은 우주의 2 세대 별 중 하나 인 고대의 살아남은 별인 1327-2326에 아연이 풍부하다는 사실을보고합니다. 그들은 첫 번째 별 중 하나의 비대칭 폭발이 탄생 가스 구름을 풍성하게 한 후에 별이 그렇게 많은 양의 아연을 획득했을 뿐이라고 믿는다. MIT의 물리학 부교수이자 MIT의 천체 물리학 및 공간 연구를위한 Kavli 연구소의 회원 인 Anna Frebel은 "별이 폭발하면 그 별의 일부가 진공 청소기처럼 블랙홀에 빨려 들어간다"고 말한다. "차가운 물질을 꺼낼 수있는 제트기 같은 메커니즘이있는 경우에만 차세대 스타에서 나중에 그 물질을 관찰 할 수 있습니까? 그리고 우리는 이것이 정확히 일어난 일이라고 믿습니다." "이것은 초기 우주 에서 일어난 비대칭 초신성에 대한 최초의 관측 증거이다 "라고이 연구의 수석 저자 인 Rana Ezzeddine 박사는 덧붙였다. "이것은 첫 번째 별이 어떻게 폭발했는지에 대한 우리의 이해를 변화시킵니다." "

요소의 뿌리

" 그는 1327-2326 년 Frebel에 의해 2005 년에 발견되었습니다. 그 당시이 별은 지금까지 관찰 된 것 중 가장 가난한 별이었습니다. 이것은 수소와 헬륨보다 무거운 원소의 농도가 극도로 낮았 음을 의미합니다. 우주의 무거운 원소 내용의 대부분이 아직 위조되지 않았던시기에 2 세대의 별. "첫 번째 별은 너무 방대하여 거의 즉시 폭발해야했습니다."라고 Frebel은 말합니다. "2 세대로 형성된 작은 별들은 오늘날에도 여전히 이용 가능하며, 첫 번째 별에 의해 남겨지는 초기 물질을 보존합니다. 우리 별에는 수소와 헬륨보다 더 무거운 원소가 뿌려져 있습니다. 그래서 우리는 그것이 별의 2 세대 부분. " 2016 년 5 월, 팀은 불과 5,000 광년 떨어진 지구와 궤도를 선회하는 별을 관측 할 수있었습니다. 연구자들은 2 주에 걸쳐 NASA 허블 우주 망원경에서 시간을 얻었고 여러 궤도에 걸쳐 별빛을 기록했다. 그들은 망원경에 탑재 된 악기 인 Cosmic Origins Spectrograph를 사용하여 별 안의 다양한 원소들의 미세한 농도를 측정했습니다. 분광기는 희미한 자외선을 데리러 높은 정밀도로 설계되었습니다. 이러한 파장 중 일부는 아연과 같은 특정 원소에 의해 흡수됩니다. 연구진은 실리콘, 철, 철학, 아연 등의 자외선 데이터를 조사 할 계획을 세웠다. "나는 데이터를 얻는 것을 기억하고, 아연 선이 튀어 나오는 것을 보았습니다. 우리는 그것을 믿을 수 없었습니다. 그래서 우리는 분석을 반복해서 다시했습니다."라고 Ezzeddine은 회상합니다. "우리가 측정 한 방법과 상관없이, 우리는 아연이 정말 풍부하다는 것을 알게되었습니다."

별 채널이 열림

Frebel과 Ezzeddine은 일본의 협력자들에게 연락을 취했다. 일본의 협력자들은 그들의 여파로 형성되는 초신성과 2 차 항성의 시뮬레이션을 개발하는 것을 전문으로한다. 연구진은 폭발 에너지, 구성 및 기타 매개 변수가 다른 초신성에 대한 10,000 회 이상의 시뮬레이션을 실시했습니다. 연구진은 구형 초신성 시뮬레이션의 대부분이 원소 조성을 가진 2 차 별을 생성 할 수 있었지만 HE 1327-2326에서 관찰 한 연구자들은 아연 신호를 재현하지 못했다. 밝혀진 바와 같이, 아연의 풍부함을 포함하여 별의 메이크업을 설명 할 수있는 유일한 시뮬레이션은 비구면의 첫 번째 별의 제트 방출 초신성 중 하나였습니다. 그러한 초신성은 극도로 폭발적이었을 것인데, 수소 폭탄에 비해 약 10 배 (즉, 30이 0 인 10 개)에 해당하는 힘을 가지고있었습니다. "우리는 초신성 초신성이 사람들이 생각했던 것보다 훨씬 더 정력적 인 것으로 나타났습니다. 약 5 ~ 10 배 더 많았습니다."라고 Ezzeddine이 말했습니다. "사실, 2 세대 별을 설명하기위한 더 조그만 초신성의 존재에 대한 이전의 생각은 곧 은퇴해야 할 것입니다." 연구진의 결과는 우주의 가스가 완전히 중성에서 이온화 된 중추적 인 기간 인은 이온화에 대한 과학자들의 이해를 변화시킬 수있다. "사람들은 초기 관측에서 첫 번째 별이 너무 밝거나 활력이 없다고 생각했기 때문에 폭발했을 때 우주를 재편성하는 데별로 참여하지 않을 것이라고 Frebel이 말했습니다. "우리는이 그림을 수정하고 보여 주며 아마도 첫 번째 별이 폭발했을 때 충분한 흥분을 가지고 있었을 것입니다. 그리고 아마도 그들은 이제는 자신의 작은 왜성 은하 에서 재앙을 일으키고 혼란을 야기 할 강력한 경쟁자 일 수 있습니다 ." 이 첫 번째 초신성은 무거운 원소를 아직 별 자체를 형성하지 못한 인접한 "처녀 은하"로 쏠만큼 강력했을 수 있습니다. "일단 수소와 헬륨 가스에 무거운 원소가 있으면, 별, 특히 작은 것들을 형성하는 것이 훨씬 쉬워집니다."라고 Frebel은 말합니다. "작동 가설은 이러한 오염 된 처녀 시스템에 형성된 이런 종류의 2 세대 별일 것입니다. 그리고 다른 방법으로 생각하지 않고 항상 우리가 생각한 초신성 폭발 자체와 동일한 시스템이 아닙니다. 초기 스타 형성을위한 새로운 채널을 열었습니다. "

추가 탐색 발견 된 새로운 초 금속 가난한 별 추가 정보 : Anna Frebel et al. J0023 + 0307의 화학적 풍부도 서명 : [Fe / H]가 -6 미만인 2 세대 주성분 별, The Astrophysical Journal (2019). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / aae848 Rana Ezzeddine et al, 비구면 개체군 III에 대한 증거 Hyper-metal-poor star에서 추측 된 초신성 폭발 HE 1327-2326, The Astrophysical Journal (2019). dx.doi.org/10.3847/1538-4357/ab14e7 저널 정보 : 천체 물리학 저널 메사추세츠 공과 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-05-explosions-universe-stars-spewed-powerful.html

 

 

.어두운 우주를보다 잘 맵핑하는 새로운 필터

Glenn Roberts Jr., Lawrence Berkeley 국립 연구소 이 사진 일러스트에서 우주의 마이크로 웨이브 배경의 온도 변화를 보여주는 이미지가 와인 글라스에 왜곡되는 것처럼 은하 클러스터 및 은하와 같은 대형 물체는 유사하게이 빛을 왜곡하여 렌즈 효과를 생성 할 수 있습니다. 크레딧 : Emmanuel Schaan 및 Simone Ferraro / Berkeley Lab, 2019 년 5 월 8 일

우주의 초단파 배경으로 알려진 우주에서 가장 오래된 알려진 빛은 빅뱅 이후 약 380,000 년 동안 방출되었습니다. 이 유적 빛의 패턴은 은하 및 은하 클러스터와 같은 대규모 구조물의 개발 및 분배에 대한 많은 중요한 단서를 제공합니다. 렌즈 효과 (lensing)로 알려진 현상으로 인한 우주 마이크로파 배경 (CMB) 의 왜곡은 우주 의 구조를 더욱 밝혀 줄 수 있으며 암흑 에너지를 포함하여 신비한 보이지 않는 우주에 대해서도 알려줄 수 있습니다. 암흑 에너지 는 약 68 퍼센트를 차지합니다. 우주와 가속화되는 팽창에 대한 설명, 우주의 약 27 퍼센트를 차지하는 암흑 물질. 계단 모양의 와인 글래스를 표면에 놓으면 렌즈 효과가 그 아래에있는 표면의 뷰를 동시에 확대, 축소 및 늘릴 수있는 방법을 볼 수 있습니다. CMB 렌즈 효과에서 은하 및 은하 클러스터 와 같은 대형 물체의 중력 효과 는 다양한 방식으로 CMB 광원을 구부립니다. 이러한 렌즈 효과는 먼 은하계와 작은 은하계의 미묘한 차이 (약한 렌즈 효과라고도 함) 일 수 있으며, 컴퓨터 프로그램은 일반적인 CMB 패턴을 방해하기 때문에이를 식별 할 수 있습니다. 렌즈 측정의 정확성에 대한 몇 가지 알려진 문제가 있으며, 특히 CMB 및 관련 렌즈 효과에 대한 온도 기반 측정과 관련하여 몇 가지 알려진 문제가 있습니다. 렌즈 효과는 보이지 않는 우주를 연구하기위한 강력한 도구가 될 수 있으며, 심지어 중성미자와 같은 유령 원자 입자의 특성을 분류하는 데 잠재적으로 도움이 될 수도 있지만, 우주는 본질적으로 지저분한 장소입니다. 그리고 긴 운전 동안 자동차의 유리창에 생긴 버그처럼 다른 은하계에서 가스와 먼지가 소용돌이 치며 다른 요인들도 우리의 시각을 흐리게하고 CMB 렌즈를 잘못 판독 할 수 있습니다. 연구자가 이러한 효과 중 일부를 제한하거나 마스킹하는 데 도움이되는 필터링 도구가 있지만 이러한 알려진 장애물은 온도 기반 측정에 의존하는 많은 연구에서 주요 문제가되고 있습니다. 에너지 기반 로렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 연구소) 물리학과의 박사후 연구원이자 오웬 체임벌린 박사후 연구원 인 Emmanuel Schaan은 온도 기반 CMB 연구에 대한 이러한 간섭의 영향으로 잘못 렌즈 효과가 측정 될 수 있다고 말했다. "당신은 틀릴 수도 있고 그것을 모를 수도있다"고 숀은 말했다. "기존의 방법은 완벽하게 작동하지 않으며 실제로 제한적입니다." 이 문제를 해결하기 위해 Schaan은 버클리 연구소의 물리학 부문의 시몬 페라로 (Simone Ferraro)와 협력하여 다양한 종류의 렌즈 효과를 별도로 고려하여 CMB 렌즈 측정의 명료성과 정확성을 향상시키는 방법을 개발했습니다. "렌즈를 사용하면 사물을 확대하거나 축소 할 수 있으며 특정 축을 따라 왜곡되어 한 방향으로 늘어납니다"라고 Schaan은 말했습니다. 연구자들은 한 방향에서이 스트레칭을 일으키는 전단 효과 (shearing)라는 특정 렌즈 효과 특성이 CMB 렌즈 데이터를 방해하는 전방 "잡음"효과에 크게 영향을받지 않는 것으로 나타났습니다. 한편 배율로 알려진 렌즈 효과는 전경 잡음으로 인한 오류가 발생하기 쉽습니다. Physical Review Letters 저널에 5 월 8 일자로 게재 된 그들의 연구 는 전단 효과에 초점을 맞춘 다면 이 오차 한계에서 "극적인 감소"를 기록했습니다.

렌즈 효과 (맨 위 줄)가없고 과장된 우주 마이크로파 배경 렌즈 효과 (하단 줄)가있는 우주 마이크로파 배경 이미지 세트입니다. 신용 : Wayne Hu와 Takemi Okamoto / 시카고 대학

Ferroro는 우리와 CMB 빛 사이에있는 큰 물체 인 렌즈 효과의 출처는 일반적으로 은하 그룹과 온도 맵에서 대략 구형 프로파일을 갖는 클러스터라고 최근 연구는 다양한 형태의 이 "전경"물체의 빛은 렌즈 효과의 확대 효과를 모방 한 것으로 보이지만 전단 효과는 모방하지 않습니다. "우리는 전단계에만 의존하고 우리는 전경 효과에 면역이 될 것이라고 말했다."페라로가 말했다. "대부분이 구형 인이 은하들을 가지고 있고 그것들을 평균하면 그들은 측정의 확대 부분을 오염시킬뿐입니다. 전단을 위해, 모든 오류는 기본적으로 사라졌습니다." 그는 "전경 렌즈 효과와 같이 멀리 떨어진 은하가 포함 된 경우에도 노이즈가 줄어들어 더 좋은지도를 얻을 수 있으며이지도가 정확하다는 것을 확신 할 수 있습니다. 새로운 방법은 하늘 측량 실험의 범위에 도움이 될 수 있다고 Berkeley Lab과 UC Berkeley 참가자가있는 POLARBEAR-2 및 Simons Array 실험을 포함하여 연구 노트에 도움이 될 수 있습니다. Advanced Atacama Cosmology Telescope (AdvACT) 프로젝트; 와 남극 망원경 -GP 카메라 (SPT-3G)가있다. 또한 Simons Observatory와 CMB-S4-Berkeley Lab 과학자들이 제안한 차세대 멀티 로케이션 CMB 실험이 이러한 노력을 계획하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 방법은 애리조나 주 투손 근처에 건설중인 버클리 연구소 주도의 다크 에너지 분광기 (DESI) 프로젝트와 칠레에서 건설중인 LSST (Large Synoptic Survey Telescope) 프로젝트와 같은 미래의 은하계 조사에서 과학적 수확량을 향상시킬 수있다. 이러한 하늘 조사 및 CMB 렌즈 데이터의 데이터 분석 천체 물리학 실험에서 점점 커지는 데이터 세트는보다 의미있는 결과를 제공하기 위해 실험 전반에서 데이터를 비교할 때 더 많은 조정을 이끌어 냈습니다. 페라로는 "요즘 CMB와 은하계 조사 사이의 시너지 효과는 큰 문제"라고 말했다. 이 연구에서 연구자들은 시뮬레이션 된 완전 하늘 CMB 데이터에 의존했습니다. 그들은 Berkeley Lab의 국립 에너지 연구 과학 컴퓨팅 센터 (NERSC)에서 CMB 렌즈 측정을 오염시킬 수있는 적외선, 무선 주파수, 열 및 전자 상호 작용 효과를 포함하는 네 가지 전경 소스의 각각에 대한 테스트 방법을 테스트했습니다 . 이 연구는 우주의 적외선 배경 소음과 CMB 가벼운 입자 (광자)와 고 에너지 전자의 상호 작용으로 인한 잡음이 CMB 측정에서 표준 필터링 도구를 사용하여 해결할 수있는 가장 문제가있는 원인임을 지적했습니다. 기존 및 미래의 CMB 실험은 온도보다는 CMB 광 신호의 편광 또는 방향을 정밀하게 측정함으로써 이러한 영향을 줄이기 위해 노력합니다. "우리는 NERSC와 같은 컴퓨팅 클러스터가 없으면이 프로젝트를 수행 할 수 없었습니다."라고 Schaan은 말했습니다. NERSC는 DESI와 같은 다가오는 실험을 준비하는 데 도움이되는 다른 우주 시뮬레이션을 제공하는 데 유용함이 입증되었습니다. Schaan과 Ferraro가 개발 한 방법은 현재 실험 데이터를 분석하는 데 이미 구현되고 있습니다. 하나의 가능한 응용 프로그램은 복잡하고 변화하는 우주 웹을 통해 우주의 물질을 연결하는 것처럼 보이는 암흑 물질 필라멘트와 노드에 대한보다 상세한 시각화를 개발 하는 것입니다. 연구자들은 새로 도입 된 방법에 긍정적 인 반응을 보였다. Ferraro는 "이것은 많은 사람들이 생각한 뛰어난 문제였습니다. "우리는 우아한 솔루션을 발견하게되어 기쁩니다."

추가 탐색 이미지 : Hubble의 뒤틀린 우주관 자세한 정보 : Emmanuel Schaan 외, 전단 전용 복원을 사용하는 전방 면역적인 우주 전자파 배경 렌즈, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.181301 저널 정보 : Physical Review Letters 에 의해 제공 로렌스 버클리 국립 연구소

https://phys.org/news/2019-05-filter-dark-universe.html

 

 

.흑연 코팅은 페 로브 스카이 트 태양 전지를 방수로 만듭니다

에 의해 목욕의 대학 연구진은 흑연 막을 사용하여 페 로브 스카이 (perovskite) 태양 전지를 코팅하고 방수 처리했다. 신용 : 이사벨라 폴리, 2019 년 5 월 8 일

태양 광을 사용하여 물에서 수소 연료를 만드는 저렴하고 청결하며 지속 가능한 방법은 Bath of Sustainable Chemical Technologies 센터의 새로운 연구 덕분에 더욱 가까워졌습니다. 기후 변화 긴급 사태를 해결 하기 위해 탄소 배출을 현저하게 줄이자 는 글로벌 리더 의 압력으로 화석 연료를 태우는 청정 에너지 대안을 개발해야 할 시급한 필요성이 있습니다. 수소는 자동차에 전력을 공급하는 데 사용할 수있는 제로 탄소 배출 연료 대안이며 폐기물을 물로 만 생산합니다 . 물을 수소와 산소로 분해하여 만들 수 있지만,이 과정에는 많은 양의 전기가 필요합니다. 대부분의 전기는 메탄을 태우는 것으로 만들어 졌으므로 배스 대학 (University of Bath)의 연구자들은 광 에너지를 직접 이용하여 물을 쪼개는 새로운 태양 전지 를 개발 하고 있습니다 . 현재 시장에 나와있는 대부분의 태양 전지는 실리콘으로 만들어 지지만 제조 비용이 비싸고 많은 순수 실리콘을 제조해야합니다. 그들은 또한 상당히 두껍고 무겁기 때문에 적용을 제한합니다. 페 로브 스카이 트 태양 전지는 칼슘 티타늄 산화물과 동일한 3-D 구조를 갖는 물질을 사용하여 제조하기가 더 싸고 얇으며 표면에 쉽게 인쇄 할 수 있습니다. 또한 낮은 조명 조건에서 작동하며 실리콘 셀보다 높은 전압을 생성 할 수 있습니다. 즉, 전원에 연결하지 않고 장치를 작동시키기 위해 실내에서 사용할 수 있습니다. 단점은 수질이 불안정하여 개발에 큰 걸림돌이되며 깨끗한 수소 연료의 직접 생성에 대한 사용이 제한된다는 것입니다. Bath of Sustainable Chemical Technologies 센터 의 과학자와 화학 엔지니어 팀은 연필 리드에 사용되는 흑연의 방수 코팅을 사용하여이 문제를 해결했습니다. 그들은 물에 코팅 된 페 로브 스카이 트 (perovskite) 셀을 잠기고 수확 된 태양 에너지 를 사용하여 물을 수소와 산소로 분리 하여 방수 처리를 테스트했습니다 . 코팅 된 세포는 이전 기록보다 30 시간 - 10 시간 이상 수중에 근무했습니다. 이 기간이 지나면 셀에 코트를 끼워 넣는 접착제가 고장났습니다. 과학자들은 더 강한 접착제를 사용하면 세포를 더 오래 안정시킬 수있을 것으로 기대하고있다. 이전에는 인듐을 함유 한 합금이 물 분해를 위해 태양 전지를 보호하는 데 사용되었지만 인듐은 희귀 금속이므로 비용이 많이 들고 광석을 얻기위한 광업 공정이 지속되지 않습니다. Bath 팀은 인듐보다 훨씬 저렴하고 훨씬 지속 가능한 상용 흑연을 대신 사용했습니다. 화학 분야 수석 강사 인 페트라 카메론 (Petra Cameron) 박사는 "페롭 스카이 트 (Perovskite) 태양 전지 기술은 사람들에게 태양 에너지를 훨씬 더 저렴하게 만들고 태양 전지를 지붕 타일에 인쇄 할 수있게 만들었지 만 현재 태양 전지가 물 태양 전지에서 실제로 불안정하다. 비가 오면 녹아 내리는 편이 낫다. ' "우리는 다양한 응용 분야에서 효과적으로 전지를 방수 할 수있는 코팅제를 개발했습니다. 가장 흥미로운 점은 이전에 시도한 재료보다 훨씬 저렴하고 지속 가능한 상용 흑연을 사용했기 때문입니다." 페롭 스카이 트 (Perovskite) 태양 전지는 실리콘 기반 전지보다 높은 전압을 생산하지만, 태양 전지만을 사용하여 물을 분리 할만큼 충분하지는 않다. 이 과제를 해결하기 위해 연구팀은 반응을 유도하는 데 필요한 에너지 요구량을 줄이기위한 촉매를 추가하고 있습니다. Isabella Poli, Marie Curie FIRE Fellow와 Ph.D. "지속 가능한 화학 기술 센터 (Center for Sustainable Chemical Technologies)의 학생 인 그는"현재 수소 연료 는 청정하거나 지속 가능하지 않은 메탄을 연소시켜 만들어진다. "그러나 우리는 페롭 스카이 트 전지를 사용하여 태양 에너지로부터 깨끗한 수소 와 산소 연료를 만들 수 있기를 희망 한다." 이 연구는 오픈 액세스 저널 Nature Communications에 게시되었습니다 .

추가 탐색 태양 전지 효율을 향상시키기 위해 주석 - 납 페 로브 스카이 트로 혼합 된 guanidinium thiocyanate 추가 추가 정보 : Poli, Hintermair, Regue, Kumar, Sackville, Baker, Watson, Eslava & Cameron (2019) "흑연으로 보호 된 CsPbBr3 페 로브 스카이 트 photoanodes가 물의 산소 발생을 촉매하기 위해 물 산화 촉매로 관능 화되었다" Nature Communications DOI : 10.1038 / s41467-019 -10124-0 저널 정보 : Nature Communications 제공 : University of Bath

https://phys.org/news/2019-05-graphite-coating-perovskite-solar-cells.html

 

 

.연구원들이 원격으로 연결된 초전도 큐 비트를 사용하여 Bell의 불평등을 위반 한

Ingrid Fadelli, Phys.org 신용 : Youpeng Zhong (2019). 2019 년 5 월 8 일 기능

원격 양자 노드 간의 효율적인 얽힘 생성은 양자 통신을 확보하는 중요한 단계입니다. 과거의 연구에서 얽힘은 여러 가지 다른 확률 론적 계획을 사용하여 종종 달성되어왔다. 최근에, 몇몇 연구는 또한 초전도 큐 비트 (superconducting qubit) 기반의 접근법을 사용하여 결정 론적 원격 얽힘의 시연을 제공했다 . 그럼에도 불구하고, 초전도 양자 통신 아키텍처에서 Bell의 불평등 (양자 상관의 강력한 측정)에 대한 결정 론적 위반은 지금까지 결코 입증 된 적이 없다. 시카고 대학교 (University of Chicago)에있는 연구원 팀은 최근에 원격으로 연결된 초전도 큐 비트를 사용하여 Bell의 불평등을 위반했다고 시연했다. Nature Physics에 발표 된 그들의 논문 은 초전도 시스템에서이 벤치 마크 결과를 달성하기위한 간단하면서도 강력한 아키텍처를 소개합니다. " 양자 역학 이 정보 처리 (예 : 통신, 계산 등) 및 감지에 사용될 수있는 실험 시스템을 개발하는 데 많은 관심과 활동이 있습니다."연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 Andrew Cleland는 Phys .org. "양자 정보 시스템의 핵심은 큐 비트 (qubit)이며, 독특함은 여러분이 저장할 수있는 양자 상태뿐만 아니라 다중 큐 비트를 사용하여 저장할 수있는보다 복잡한 양자 상태에서 비롯됩니다. 우리는 양자 정보의 전송에 관심이있었습니다 양자 상태 - 양자 통신의 기본 "이라고 말했다. 양자 상태는 그 안에 저장된 정보뿐만 아니라 고전적인 상태와 고전적으로 저장된 정보보다 훨씬 섬세합니다. 이론적으로는 양자 상태 에서 오류를 수정하는 방법이 있지만 보통 작은 오류 만 수정할 수 있습니다. 따라서, 양자 상태의 통신은 매우 높은 정밀도로 수행 될 필요가있다. 제한된 수의 방법을 사용하여 지금까지 양자 상태의 충실도가 높은 전송이 이루어졌습니다. "우리는 우리가 사용할 수있는 가장 좋은 큐 비트, 초전도 큐 비트, 그리고 초전도 큐 비트를 통신 (전송) 라인에 연결하는 최상의 툴을 사용할 수 있는지를보고 싶었습니다. 매우 정확한 정밀도로 양자 상태를 전송할 수 있다는 것을 보여주었습니다 ) "라고 Cleland가 말했다. 양자 물리학에서 양자 상태의 특정 등급을 테스트하기위한 '황금 표준'은 벨의 불평등입니다. 근본적으로, 양자 상태 (일반적으로 "S"로 쓰여짐)의 속성에 대한 특정 측정 집합은 양자 상태가 준비되고 통신되며 높은 정밀도로 측정되는 경우에만 고전적으로 제한된 2의 값을 초과 할 수 있습니다. "양자 상태를 준비, 전송 또는 측정 할 때 일어나는 오류는 고전을 더 고전적으로 만드는 경향이 있으며 2의 고전적 한계를 초과하는 것이 어렵게 만듭니다"라고 Cleland는 설명했다. "이 한계를 초과하는 것은 벨 불평등의 위반이라고 불리는데, 이것은 양자 상태의 증거입니다. 이것은 매우 정확하게 생성, 전송 및 양자 상태를 사용하여 양자 상태에 대해 S를 측정하여 달성하기 위해 설정 한 방법입니다. 행복하게 우리는 이것을 할 수있었습니다. " 그들의 실험에서 클레 랜드 (Cleland)와 그의 동료들은 약 1 미터 길이의 전송선을 통해 서로 연결된 두 개의 초전도 큐 비트를 사용했다. 양자 정보는 마이크로파 (무선 신호와 유사)를 사용하여이 라인을 따라 전송되었으며, 휴대 전화가 통신하는 데 사용하는 주파수와 유사합니다. "매우 중요하게도 우리는 각 큐 비트와 라인 사이에 '커플러'를 전기적으로 제어했습니다."라고 Cleland는 말했습니다. "이 커플러는 고전적인 전기 신호를 사용하여 큐 비트의 결합을 매우 신속하게 제어 할 수 있기 때문에 매우 중요합니다." 이 전기적으로 제어되는 커플러는 연구원의 실험에서 핵심 구성 요소이며 시간에 따라 커플 링을 매우 정확하게 형성 할 수있게 해줍니다. 이 커플러는 양자 정보를 전달하는 마이크로 웨이브가 정확히 2 개의 큐 비트 사이에서 전송되도록했습니다. 결국 궁극적으로 양자 정보가 최소한의 오류로 송수신되었음을 확인했습니다. "우리의 실험은 매우 정확한 양자 정보가 매우 긴 통신 경로를 따라 전송 될 수 있음을 보여줍니다. 우리의 경우 길이가 거의 1 미터입니다. 그는 "우리가 사용하는 방법은 길이가 긴 라인에서 작동 할 것이므로 거의 오류가없는 전송을 위해 이론적 인 방법이 올바르다는 것을 입증하고 미래의 양자 통신 시스템에 큰 가능성을 제시한다"고 말했다. Cleland와 그의 동료들이 수행 한 연구는 원격 초전도 큐 비트를 사용하여 Bell의 불평등을 위반하는 간단하면서도 효과적인 방법을 도입했습니다. 그러나 실험에 사용 된 큐 비트가 마이크로 웨이브와 통신하기 때문에 그 방법은 매우 낮은 온도에서만 작동합니다. 대기를 통해 양자 정보를 전달하기 위해 연구원은 적외선 또는 가시 광선을 사용하여 유사한 결과를 얻을 수있는 새로운 기술을 개발해야 할 것입니다. "더 많은 큐 비트와 전송선을 사용하여 양자 통신과 양자 오류 정정을위한보다 진보 된 이론을 시험하기 위해이 실험의 더 복잡한 버전을 계획 중입니다."라고 Cleland는 말했습니다. "우리는 또한 적외선을 사용하여 동일한 작업을 수행하는 방법을 개발하고 있으므로 신호는 광섬유 또는 공간을 통해 전송 될 수 있습니다."

추가 탐색 과학자들은 기록 거리를 통해 소리와 양자 비트를 연결합니다. 추가 정보 : YP Zhong et al. 벨이 원격으로 연결된 초전도 큐 비트 (intelligent nature ) (2019)에 대한 불평등을 위반했다 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0507-7 저널 정보 : 자연 물리학 © 2019 과학 X 네트워크

https://phys.org/news/2019-05-violate-bell-inequality-remotely-superconducting.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

 

 

.고공 비행 드론이 어느 날 집에 전력을 공급할 수 있습니까?

Jessica Bown 비즈니스 기자 기술 2019 년 5 월 3 일, 이것을 Messenger와 공유하십시오. Twitter와 공유하십시오. 이것을 이메일과 공유하십시오. 몫 이미지 저작권 MAKANI 이미지 캡션 마카 니의 무인 닿는 무인 항공기는 프로펠러가 전기를 생성하는 동안 높게 솟아 오른다.

점점 더 많은 회사들이 밧줄로 묶인 연과 무인 비행기를 사용하는 것이 강하고 일관된 고지 바람을 활용할 수있는 방법이라고 생각합니다. 이 기술이 풍력 발전의 잠재력을 완전히 없앨 수 있습니까? 아니면 항상 틈새 솔루션으로 남아 있을까요? 최근 미국 에너지 정보국 (US Energy Information Administration)의 조사에 따르면 풍력 발전은 2008 년보다 2018 년에 전기를 5 배 더 많이 생산했습니다. 그러나 여전히 세계 전기의 약 4 %만을 차지합니다. 비평가는 바람이 항상 불어 나지 않는다는 사실, 즉 간헐적 인 문제를 지적하면서 이러한 형태의 신 재생 에너지를 신뢰할 수 없게 만들고 있습니다. 그러나 500m (1,640ft) 이상인 높은 고도에서의 바람은 더욱 강하고 지속적으로 불어납니다. 캘리포니아의 로렌스 리버모어 국립 연구소 (Lawrence Livermore National Laboratory)의 영향력있는 2012 연구에 따르면 고지 바람만으로 전세계 에너지 수요의 100 배를 제공 할 수 있다고합니다.

이 차트는 높은 고도에서 평균 풍속이 어떻게 증가하는지 보여줍니다 "

고도의 바람에 접근하기 위해 풍력 터빈이 점점 더 커지고 있습니다"라고 Airborne Wind Europe의 무역 협회 Udo Zillmann은 말합니다. "그러나 그것은 거대하고 값 비싼 타워를 의미합니다." 지금까지 만들어진 가장 큰 터빈으로 바람을 피우십시오. 그래서 하이테크 무인 항공기와 연 (kite)이 이제는 더 저렴한 보충제로 받아 들여지고 있다고 그는 주장했다.

"공기 중 풍력 에너지는 직경이 몇 센티미터 인 블레이드와 테더와 같은 필수 요소만으로 구성된 터빈의 최소 버전입니다. 이미지 저작권 MAKANI 이미지 캡션

Makani는 하와이에서 시험 비행을하기 전에 연을 준비합니다. "이러한 시스템은 터빈을 구성하는 데 사용되는 재료의 1 % ~ 10 %를 필요로하며, 예를 들어 새들의 이동을 쉽게하기 위해 필요한 경우 접지가 가능합니다." Google의 모회사 인 Alphabet의 일부인 Makani는 고도가 높은 바람 공간에서 근무하는 회사 중 하나입니다. 거대한 프로토 타입 카이트는 지상에 닿아 있으며 GPS 및 기타 센서를 사용하는 비행 컴퓨터로 루프에서 안내됩니다. 연이 루프를 완료함에 따라 26m (85ft) 날개의 로터가 바람에 스핀되어 발전기가 계기판으로 밧줄로 전기를 생산합니다. Makani는 2015 년에 약 600 킬로와트의 전력을 생산할 수 있도록 설계된 현재 프로토 타입을 테스트하기 시작했습니다.

우도 질만 (Udo Zillmann)은 바람의 무인 항공기가 우리의 재생 가능 에너지 미래의 중요한 부분이 될 것이라고 생각합니다.

그리고 거대한 에너지 회사 인 Shell과 파트너십을 맺고 떠있는 부표에 장착 된 새로운 해양 시스템을 시험해 볼 예정입니다. "우리는 합성 선과 중력 앵커로 계류 된 작은 스파 부표에 Makani의 연을 설치할 계획"이라고 회사의 CEO, Fort Felker는 말합니다. "이것은 Makani의 연이 비슷한 동력 등급의 터빈보다 90 % 가볍기 때문에 가능합니다. 이것은 흥미 진진한 기술적 도전입니다." 에너지를 포착하는 비행 연 또는 무인 항공기는 규정의 관점에서 볼 때 합리적인 의미를 지니고 있습니다. 일부는 각 방향으로 600m를 이동할 수 있습니다. Zillmann은 "많은 기업이 해외에서 찾고있는 이유 중 하나 인 하나의 장치도 작동하려면 거대한 영역이 필요합니다. 또한 풍력 발전 용 무인 항공기를 사용하는 방법에 종사하는 회사도 많이 있습니다. 스위스의 신설 Skypull은 예를 들어 전통적인 풍력 터빈 높이의 약 3 배인 600m 높이까지 날아갈 수있는 자율적 인 무인 항공기를 개발했습니다. 현재의 프로토 타입은 발사대 또는 지상 바람이 필요없이 자체적으로 이륙하고 착륙 할 수있는 단단한 날개, 멀티 헬기 "상자 날개"무인 비행기입니다.

이미지 저작권 SKYPULL 이미지 캡션 Skypull의 "box-wing"무인 항공기가 윈치에서 비행을합니다.

이륙 장치는 배터리로 구동되지만, 일단 공기가 흐르면 연이 땅을 향해 다시 루프 할 때마다 배터리가 재충전됩니다. "일단 작동 높이로 상승하면 무인 항공기는 직립 위치에서 90도 회전하여 연 모드로 전환하고 발전기에 연결된 윈치에 연결된 테더에 견인력을 발생시킵니다."라고 Skypull의 CEO 인 Nicola는 설명합니다. 모나. "어느 위치에서든 지상 200m에서 600m 사이에서 날 수있는 시스템입니다." 초기 사용은 소규모 프로젝트에만 국한 될 수 있다고 Mona는 인정하지만 그는 Skypull 시스템이 언젠가는 대규모 에너지 수요를 충족시키는 데 사용될 수있을 것이라고 믿는다.

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중간에, 우리는 광산 운영 및 재난 구조 프로젝트와 같은 원격 오프 그리드 시스템에 사용되는 기술을 볼 수 있습니다."라고 그는 말합니다. "그러나 장기적으로는 최대 100MW [megawatts]의 전력을 생산할 수있는 더 큰 규모의 풍력 발전 단지를 예견하고 있습니다." 다른 육상 기상 풍력 플레이어로는 2015 년 Mitsubishi Heavy Industries로부터 투자를 유치한 Massachusetts 기반 기술 회사 인 Altaeros Energies가 있습니다. 부력이있는 공수 터빈은 풍력 터빈을 지상 600m까지 들어 올리는 헬륨으로 채워진 껍질을 포함하고 있으며 안정적인 전기 및 인터넷 액세스없이 살고있는 수십억 명의 전세계 사람들에게 전력, 통신 및 기타 서비스를 제공하는 것을 목표로합니다.

Altaeros의 부력이있는 공수 터빈은 전기를 생성하고 인터넷 연결을 제공합니다.

이러한 시스템의 가장 큰 단점은 현재의 터빈에 비해 전력을 많이 생산하지 않는다는 것입니다. 예를 들어 Makani의 거대한 추진기 무인 항공기는 현재 개발중인 최대 규모의 해상 터빈보다 약 20 배 적은 전기를 생산합니다. 최대 12MW (메가 와트)를 생산할 수 있습니다. 예를 들어, 작은 도시에 전력을 공급하기에 충분한 전력을 생산하려면 수백 대가 필요할 것입니다. 이것이 바로 Zillmann이 "전통적인 풍차의 디지털화의 다음 단계"라고 생각하는 이유이며, 기존의 풍력 터빈 타워와 병행하여 "오래 동안"사용되기를 기대합니다. 그러나 바람, 태양, 수력의 재생 가능 에너지는 "전 세계의 에너지 수요를 확실히 충족시킬 수 있으며, 무인 항공기는이를 달성하는 데 도움이 될 것"이라고 그는 결론을 내립니다.

https://www.bbc.com/news/business-48132021