.New Insights Into the Dynamic Inner Structure of the Neutron
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.New Insights Into the Dynamic Inner Structure of the Neutron
중성자의 동적 내부 구조에 대한 새로운 통찰력
주제:원자물리학헬름홀츠 센터중성자 작성자: GSI HELMHOLTZ CENTER FOR HEAVY ION RESEARCH 2021년 11월 11일 BES-III 검출기 베이징 고에너지물리연구소(IHEP)의 BES-III 검출기. 출처: 고에너지물리연구소(IHEP), 베이징PHYSICS NOVEMBER 11, 2021
마인츠와 다름슈타트가 참여하는 국제 연구팀은 이전에 달성할 수 없었던 정밀도로 중성자 폼 팩터를 측정합니다. 알려진 모든 원자핵과 그에 따라 거의 모든 눈에 보이는 물질은 양성자와 중성자로 구성되어 있지만 이러한 편재하는 자연 구성 요소의 많은 특성은 아직 알려지지 않았습니다. 특히 중성자는 전하를 띠지 않는 입자로서 많은 유형의 측정에 저항하며 발견된 지 90년이 지난 후에도 무엇보다도 크기와 수명에 대해 아직 풀리지 않은 많은 질문이 있습니다.
중성자는 내부를 맴도는 세 개의 쿼크로 구성되어 있으며 글루온에 의해 결합되어 있습니다. 물리학자들은 중성자의 동적 내부 구조를 설명하기 위해 전자기 폼 팩터를 사용합니다. 이러한 폼 팩터는 중성자 내 전하 및 자화의 평균 분포를 나타내며 실험을 통해 결정할 수 있습니다.
중성자 내부 구조 예술가들은 중성자와 그 내부 구조를 봅니다. 출처: Xiaolong Zhu 교수, 중국 과학기술대학교
정확한 데이터로 채워진 폼 팩터 맵의 빈 공간 마인츠 의 PRISMA + Cluster of Excellence, Helmholtz Institute Mainz(HIM) 및 GSI Helmholtzzentrum 의 연구원인 Frank Maas 교수는 "특정 에너지 수준에서 측정된 단일 폼 팩터는 처음에는 많은 것을 말하지 않습니다."라고 설명합니다. Schwerionenforschung Darmstadt. "중성자의 구조에 대한 결론을 내리기 위해서는 다양한 에너지에서 폼 팩터의 측정이 필요합니다." 표준 전자-양성자 산란 실험을 사용하여 접근할 수 있는 특정 에너지 범위에서는 폼 팩터를 상당히 정확하게 결정할 수 있습니다. 그러나 지금까지는 물질과 반물질이 서로를 파괴하는 소위 소멸 기술이 필요한 다른 범위의 경우에는 그렇지 않았습니다.
중국에서 진행 중인 BESIII 실험에서 최근 2~3.8 기가전자볼트의 에너지 범위에서 해당 데이터를 정확하게 결정할 수 있음이 입증되었습니다. 이번 파트너십을 통해 네이처 피직스(Nature Physics) 최신호에 실린 기사에서 지적한 바와 같이 이전 측정값보다 60배 이상 정확하다. Frank Maas는 “이 새로운 데이터로 우리는 말하자면 중성자 폼 팩터 '지도'의 빈 공간을 채웠는데, 이는 지금까지 알려지지 않은 영역입니다.
"이 데이터는 이제 해당 산란 실험에서 얻은 데이터만큼 정확합니다. 결과적으로 중성자의 형태 요소에 대한 우리의 지식은 극적으로 변할 것이며 따라서 우리는 이 중요한 자연 구성 요소에 대한 훨씬 더 포괄적인 그림을 얻게 될 것입니다.” 어려운 연구 분야에서 진정으로 선구적인 작업 폼 팩터 '지도'의 필수 필드를 완성하기 위해 물리학자들은 반입자가 필요했습니다. 따라서 국제 파트너십은 측정을 위해 Beijing Electron-Positron Collider II를 사용했습니다.
여기에서 전자와 그 양의 반입자인 양전자는 가속기에서 충돌하고 서로를 파괴하여 새로운 다른 입자 쌍을 생성합니다. 이 과정을 물리학에서 '소멸'이라고 합니다. 연구진은 BESIII 검출기를 이용해 전자와 양전자가 중성자와 반중성자를 형성하는 결과를 관찰하고 분석했다. Frank Maas는 "이와 같은 소멸 실험은 표준 산란 실험만큼 잘 확립되어 있지 않습니다."라고 덧붙입니다. “현재 실험을 수행하기 위해서는 실질적인 개발 작업이 필요했습니다. 가속기의 강도를 개선해야 했고 실험 데이터 분석에서 찾기 힘든 중성자에 대한 검출 방법을 실질적으로 재창조해야 했습니다. 이것은 결코 간단하지 않았습니다. 우리의 파트너십은 이곳에서 진정으로 선구적인 일을 해왔습니다.”
-기타 흥미로운 현상 이것이 충분하지 않은 것처럼 측정 결과 물리학자들은 폼 팩터에 대한 결과가 에너지 준위와 관련하여 일정한 기울기를 생성하지 않고 오히려 에너지 준위가 증가함에 따라 변동이 작아지는 진동 패턴을 생성한다는 것을 보여주었습니다. 그들은 proton의 경우 유사한 놀라운 행동을 관찰했습니다. 그러나 여기에서는 변동이 반영되었습니다. 즉, 위상이 이동되었습니다.
-Frank Maas는 "이 새로운 발견은 핵자가 단순한 구조를 가지고 있지 않다는 것을 무엇보다 먼저 나타냅니다."라고 설명합니다. "이제 이론적 측면에 있는 동료들에게 이 비정상적인 행동을 설명할 모델을 개발하도록 요청받았습니다." 마지막으로, BESIII 파트너십은 측정을 기반으로 양성자 폼 팩터에 대한 중성자의 상대적 비율을 확인하는 방법을 수정했습니다.
-수년 전 FENICE 실험에서 생성된 결과는 1보다 큰 비율이었습니다. 이는 중성자가 양성자보다 일관되게 더 큰 폼 팩터를 가져야 함을 의미합니다. "그러나 양성자가 전하를 띠고 있기 때문에 완전히 반대일 것으로 예상할 수 있습니다."라고 Frank Maas는 주장합니다. “그리고 그것은 우리가 최근에 BESIII를 통해 획득한 양성자 데이터와 중성자 데이터를 비교할 때 우리가 볼 수 있는 것입니다. 그래서 여기에서 우리는 가장 작은 입자를 인식하는 방법을 수정했습니다.” 미시세계에서 거시세계로 Maas에 따르면 새로운 발견은 매우 기초적이기 때문에 특히 중요합니다.
-“그들은 중성자의 기본 속성에 대한 새로운 관점을 제공합니다. 게다가 물질의 가장 작은 구성 요소를 살펴봄으로써 두 중성자 별의 융합과 같은 가장 큰 차원에서 발생하는 현상도 이해할 수 있습니다. 이 극단의 물리학은 이미 매우 매력적입니다. "
참조: 2021년 11월 8일, Nature Physics , BESIII Collaboration의 "중성자의 전자기 구조에서 진동하는 특징" . DOI: 10.1038/s41567-021-01345-6
https://scitechdaily.com/new-insights-into-the-dynamic-inner-structure-of-the-neutron/
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메모 2111120630 나늬 사고실험 oms 스토리텔링
미시적인 원자내부의 중성자 관찰 실험에서 폼 팩터의 에너지준위에 진동 패턴이 생성되고 있었다. 양성자가 반응을 했고 위상변화도 관찰되었다.
물질의 가장 작은 구성 요소를 살펴봄으로써 두 중성자 별의 융합과 같은 가장 큰 차원에서 발생하는 현상도 이해할 수 있습니다. 이 실험은 핵자가 '단순한 구조를 가지고 있지 않다는 것'을 무엇보다 먼저 나타낸다.
다용도 샘플1.oms버전에 의하면 중성자는 quasi oms=2,0의 이중적인 값을 갖고서 임의 샘플1. 12th oms< upoms버전에서 'ms/인수분해 oms ' 단위가 매우 많을 것으로 본다. 이는 매우 복잡한 중성자의 quasi_oms=0의 값으로 중성자 별의 정체성 Sample 1.2 quasi_oms=2을 도출하는데 oms의 단위의 복잡계을 암시한다.
Sample 1.2 10th order quasi oms (original magicsum)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
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2000000000
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Sample 1. 12th oms
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample 2/oss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-Other interesting phenomena As if this wasn't enough, measurements showed physicists that the results for the form factor did not produce a constant slope with respect to the energy level, but rather an oscillation pattern with smaller fluctuations as the energy level increased. . They observed similar surprising behavior for protons. However, fluctuations have been reflected here. That is, the phase has shifted.
-Frank Maas explains, "This new finding indicates first of all that nucleons do not have a simple structure." "Now we have been asked by our colleagues on the theoretical side to develop a model to explain this anomalous behavior." Finally, the BESIII partnership modified a method to determine the relative ratio of neutrons to proton form factors based on measurements.
-Years ago, the results generated in the FENICE experiment were ratios greater than one. This means that neutrons must have a consistently larger form factor than protons. "But because the proton has a charge, you can expect the complete opposite," asserts Frank Maas. “And that's what we see when we compare the proton and neutron data we recently acquired with BESIII. So here we modified our method of recognizing the smallest particles.” From the microworld to the macroworld According to Maas, new discoveries are particularly important because they are so rudimentary.
-“They provide a new perspective on the basic properties of neutrons. Moreover, by looking at the smallest components of matter, we can understand phenomena that occur at the largest dimensions, such as the fusion of two neutron stars. This extreme physics is already very attractive. "
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Memo 2111120630 Nari thought experiment oms storytelling
In microscopic experiments with neutron observation inside atoms, vibration patterns were being generated at the energy level of the form factor. A proton reacted and a phase change was also observed.
By looking at the smallest components of matter, we can also understand phenomena that occur at the largest dimensions, such as the fusion of two neutron stars. This experiment shows first of all that nucleons do not have a simple structure.
According to the versatile sample 1.oms version, the neutron has a double value of quasi oms=2,0, and the random sample1. 12th oms< I think there are a lot of 'ms/factoring oms' units in the upoms version. This suggests a complex system of units of oms to derive the identity of a neutron star Sample 1.2 quasi_oms=2 with a value of quasi_oms=0 for a very complex neutron.
Sample 1.2 10th order quasi oms (original magicsum)
0100000010=0,2
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Sample 1. 12th oms
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.Neutral Particles a Drag on Disruptive Plasma Blobs in Fusion Power Reactors
핵융합 원자로에서 파괴적인 플라즈마 덩어리를 끌어당기는 중성 입자
주제:미국 물리 학회융합에너지핵융합로혈장 으로 미국 물리 학회 , 2021 11월 9일 토카막 배기 영역 녹색으로 강조 표시된 배기 영역과 빨간색으로 시뮬레이션 상자가 있는 토카막의 단면(왼쪽). 시뮬레이션의 전자 밀도 스냅샷(오른쪽)은 중성 입자를 포함하면 더 적게 생성된다는 것을 보여줍니다. 크레딧: T. Bernard, General Atomics
새로운 시뮬레이션은 플라즈마 난류 를 더 잘 예측하기 위해 자이로키네틱 및 키네틱 모델을 결합 합니다. 수십 년 동안 과학자들은 태양과 같은 별에서 자연적으로 발생하는 깨끗하고 재생 가능한 핵융합 에너지를 활용하기 위해 노력해 왔습니다. 강한 자기장을 사용하여 뜨거운 플라즈마를 토카막(tokamak)이라고 하는 도넛 모양의 장치 내에 가둠으로써 연구자들은 핵융합 반응을 유도하는 데 필요한 조건을 생성할 수 있습니다.
그러나 많은 양의 열과 입자는 결국 토카막의 가장자리에서 배출되어야 하며(그림 1) 배출 영역의 조건은 플라즈마 가둠의 효율성에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 영역에서 플라즈마 움직임을 예측하는 것은 "블롭(blob)"이라고 불리는 난류 구조의 존재로 인해 어렵습니다. 이것은 자기장 라인을 가로질러 물질 벽으로 열과 입자를 이동할 수 있는 고압의 국부적 영역입니다. 전산 플라즈마 프레임워크 Gkeyll을 사용한 최근 작업 은 전하 가 없는 중성 입자를 포함하는 것이 플라즈마 거동에 중요한 영향을 미친다는 중요한 통찰력을 드러냈습니다.
General Atomics 및 Princeton Plasma Physics Laboratory( PPPL )의 과학자들과 공동으로 연구를 주도한 Dr. Tess Bernard는 "이 지역의 플라즈마 난류 및 수송을 이해하고 제어하는 것은 벽 재료의 수명에 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다."라고 말했습니다.
-"이 문제는 이 영역의 중성 원자가 플라즈마 입자와 상호 작용하고 중성점이 플라즈마 얼룩 거동에 미치는 영향이 잘 이해되지 않는다는 사실로 인해 더욱 복잡해집니다." 중성선을 사용한 결과는 밀도, 온도 및 유량 수준과 같은 중요한 플라즈마 매개변수에서 상당한 차이가 있습니다. 이것은 중성 입자가 있거나 없는 PPPL에서 NSTX(National Spherical Torus Experiment) 벽 근처의 플라즈마 시뮬레이션을 비교한 그림 1에서 명확하게 볼 수 있습니다. 중성 입자를 포함하면 플라즈마 변동이 감소하고 얼룩 움직임이 느려집니다.
이 결과는 플라즈마를 시뮬레이션하는 기존 방법 간의 최초의 결합이 필요했습니다. 역사적으로 이론적 모델을 기반으로 하는 다양한 시뮬레이션 도구는 토카막의 실험적 관찰을 이해하고 현재 및 미래의 플라즈마 장치를 예측하는 데 사용되었습니다. 예를 들어 입자의 위치와 속도를 추적하는 운동 모델은 더 정확하지만 더 많은 계산이 필요합니다. 밀도, 흐름 및 온도와 같은 벌크 속성을 추적하는 유체 모델은 일반적으로 덜 까다롭지만 모든 tokamak 시나리오에 유효하지 않은 가정을 합니다.
-일관성을 유지하려면 코드에 플라즈마 및 중성 역학 모델이 모두 포함되어야 합니다. 그러나 각각에 대한 포괄적인 운동 모델은 엄청난 계산 요구로 인해 함께 결합하기 어려울 수 있습니다. 이러한 문제를 예측하여 Gkeyll은 최근 플라즈마 역학에 대한 자이로키네틱 모델을 중성 원자에 대한 키네틱 모델에 결합하는 것을 용이하게 하는 효율적인 알고리즘으로 개발되었습니다.
-자이로키네틱 모델은 하전 입자가 자기장 선 주위를 빠르게 공전한다는 사실에 의존합니다. 이 모델은 이 빠른 동작을 평균화하여 입자를 하전된 고리로 모델링하고 문제의 복잡성을 줄입니다. 이 모델을 실험 데이터로 검증하는 작업이 진행 중이며 다른 코드를 벤치마킹하는 데 유용한 도구가 될 것입니다. 이 작업은 융합 발전소에 대한 파괴적인 얼룩의 영향을 최소화하기 위한 향후 작업을 알리는 측면에서 그리고 사용된 강력한 플라즈마 코드의 예로서 모두 중요합니다.
회의: 플라즈마 물리학의 APS 분과의 제63차 연례 회의 TI02.00004 : 자이로키네틱 시뮬레이션에서 플라즈마 긁어낸 층 난류에 대한 중성 수송의 영향 이 자료는 수상 번호 DE-FG02-95ER54309에 따라 미국 에너지부, 과학국, 핵융합 에너지 과학국, 이론 프로그램에서 지원하는 작업을 기반으로 합니다.
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메모 2111120630 나늬 사고실험 oms 스토리텔링
인공태양의 토카막 내부의 고온유지는 전자기장 속에서 이온 플라즈마를 온도 상승케 하는 작업이다. 만약에 플라즈마가 전자기장에서 유출되면 어떤 일이 생기나?
다행히 핵융합 원자로에서 파괴적인 양성자 oms=1 플라즈마 덩어리를 끌어당기는 중성 입자 quasi_oms에서 이론적으로 =2u(+2/3)+d(-1/3)=0,+2/(3) 가 관찰 되었다. 고로 향후 토카막 버전업은 샘플1.2 quasi oms의 버전으로 완성되어야 고중력 상태에서 1조 고온에서의 토카막 없이도 극초소형 중성자 인공별을 만드는 일이 가능해진다. 허허.
Sample 1.2 10th order quasi oms버전
0100000010=0,2
0010000100
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Sample 1. 12th oms
b0acfd 0000e0
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-"This problem is further complicated by the fact that neutral atoms in this region interact with plasma particles and the effect of neutrals on plasma speckle behavior is not well understood." Results with neutrals differ significantly in important plasma parameters such as density, temperature, and flow level. This can be clearly seen in Figure 1, which compares simulations of plasma near the National Spherical Torus Experiment (NSTX) wall in PPPL with and without neutral particles. The inclusion of neutral particles reduces plasma fluctuations and slows blob movement.
-This result required the first coupling between existing methods of simulating plasma. Historically, various simulation tools based on theoretical models have been used to understand experimental observations of tokamaks and to predict current and future plasma devices. For example, a kinetic model that tracks the position and velocity of a particle is more accurate but requires more computation. Fluid models that track bulk properties such as density, flow, and temperature are generally less demanding, but make assumptions that are not valid for all tokamak scenarios.
- To be consistent, your code should include both plasma and neutral dynamics models. However, comprehensive kinetic models for each can be difficult to combine together due to the enormous computational demands. Anticipating these problems, Gkeyll was recently developed as an efficient algorithm that facilitates coupling gyrokinetic models for plasma dynamics to kinetic models for neutral atoms.
-Gyrokinetic models rely on the fact that charged particles orbit rapidly around magnetic field lines. The model averages this fast motion to model the particle as a charged ring and reduces the complexity of the problem. Validation of this model with experimental data is ongoing and will be a useful tool for benchmarking other code. This work is important both in terms of announcing future work to minimize the impact of destructive specks on fusion power plants and as an example of a powerful plasma code used.
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Memo 2111120630 Nari thought experiment oms storytelling
Maintaining a high temperature inside the tokamak of the artificial sun is an operation that raises the temperature of the ion plasma in an electromagnetic field. What would happen if a plasma leaked from an electromagnetic field?
Fortunately, in fusion reactors, theoretically =2u(+2/3)+d(-1/3)=0,+2/(3) was observed for the neutral particle quasi_oms attracting the destructive proton oms=1 plasma mass. Therefore, future tokamak version upgrades must be completed with a version of sample 1.2 quasi oms, so that it will be possible to make ultra-small neutron artificial stars without a tokamak at a high temperature of 1 trillion in high gravity. haha.
Sample 1.2 10th order quasi oms version
0100000010=0,2
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Sample 1. 12th oms
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
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sample 2/oss
zxdxybzyz
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