.Scientists Create Synthetic Dimensions To Better Understand the Fundamental Laws of the Universe
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.Scientists Create Synthetic Dimensions To Better Understand the Fundamental Laws of the Universe
과학자들은 우주의 기본 법칙을 더 잘 이해하기 위해 합성 차원을 만듭니다
주제:광학포토닉스요코하마 국립대학 2022년 1월 28일 요코하마 국립 대학 천체 물리학 웜홀 우주 개념
인간은 세계를 3차원으로 경험하지만 일본의 협력은 우주의 기본 법칙을 더 잘 이해하고 첨단 기술에 적용할 수 있는 합성 차원을 만드는 방법을 개발했습니다. 그들은 오늘(2022년 1월 28일) 결과를 Science Advances 에 발표 했습니다. 논문 저자인 Toshihiko Baba, Yokohama National University의 전기 및 컴퓨터 공학과 교수는 "차원의 개념은 지난 몇 년 동안 현대 물리학 및 기술의 다양한 분야에서 중심적인 고정 장치가 되었습니다."라고 말했습니다.
"저차원의 재료와 구조에 대한 연구는 결실을 맺었지만 토폴로지의 급속한 발전은 시스템의 차원에 따라 잠재적으로 유용한 현상이 훨씬 더 풍부함을 밝혀냈으며, 심지어 우리 주변 세계에서 사용할 수 있는 3차원적 차원을 넘어섰습니다." 토폴로지는 뫼비우스 스트립의 비틀림과 같이 지속적인 왜곡으로 보존된 속성을 가진 공간을 수학적으로 설명하는 기하학의 확장을 나타냅니다.
Baba에 따르면 빛과 결합할 때 이러한 물리적 공간은 연구자가 매우 복잡한 현상을 유도할 수 있는 방식으로 지시될 수 있습니다. 현실 세계에서 선에서 정사각형, 정육면체에 이르기까지 각 차원은 더 많은 정보를 제공할 뿐만 아니라 정확하게 설명하기 위해 더 많은 지식이 필요합니다. 토폴로지 포토닉스에서 연구원들은 시스템의 추가 차원을 생성하여 이전에 액세스할 수 없었던 속성의 더 많은 자유도와 다면적 조작을 허용할 수 있습니다.
Baba는 "합성 차원을 통해 복잡성이 감소된 저차원 장치에서 고차원 개념을 활용할 수 있을 뿐만 아니라 온칩 광학 절연과 같은 중요한 장치 기능을 구동할 수 있습니다."라고 말했습니다. 실리콘 포토닉스 합성 차원 장치의 개략도 및 작동 실리콘 포토닉스를 사용하여 제작되고 내부적으로 변조된 링 공진기는 주파수 사다리를 생성합니다. 크레딧: 요코하마 국립 대학 연구원들은 일부 메모리를 저장할 수 있는 컴퓨터 칩인 CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductors)를 구축하는 데 사용된 것과 동일한 접근 방식을 사용하여 실리콘 링 공진기에서 합성 치수를 제작했습니다.
-링 공진기는 특정 대역폭과 같은 특정 매개변수에 따라 광파를 제어하고 분할하기 위해 가이드를 적용합니다. Baba에 따르면 실리콘 링 공진기 광자 장치는 "빗 모양" 광학 스펙트럼을 획득하여 1차원 모델에 해당하는 결합 모드를 생성했습니다. 다시 말해, 이 장치는 연구원들이 시스템의 나머지 부분에 대한 정보를 추론할 수 있도록 하는 측정 가능한 속성(합성 차원)을 생성했습니다.
-개발된 장치는 하나의 링으로 구성되어 있지만 더 많은 링을 적층하여 효과를 캐스케이드하고 광 주파수 신호를 신속하게 특성화할 수 있습니다. 결정적으로 Baba는 스택 링이 있는 플랫폼이 다양한 구성 요소에 연결된 광섬유를 사용하는 이전 접근 방식보다 훨씬 작고 컴팩트하다고 말했습니다. "더 확장 가능한 실리콘 포토닉 칩 플랫폼은 합성 차원의 포토닉스가 성숙하고 정교한 CMOS 상용 제작 도구 상자의 이점을 누릴 수 있도록 하는 동시에 새로운 장치 응용 프로그램에 도입할 다차원 토폴로지 현상을 위한 수단을 만들 수 있으므로 상당한 발전을 제공합니다. "라고 바바가 말했다.
-Baba에 따르면 필요에 따라 재구성할 수 있는 기능을 포함하여 시스템의 유연성은 실제 공간에서 동등한 정적 공간을 보완하므로 연구자가 실제 공간의 차원적 제약을 우회하여 3차원을 넘어서도 현상을 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. "이 연구는 토폴로지 및 합성 차원 포토닉스가 실리콘 포토닉스 통합 플랫폼과 함께 실제로 사용될 수 있다는 가능성을 보여줍니다"라고 Baba가 말했습니다.
-“다음에는 위상 집적 회로를 구축하기 위해 위상 및 합성 차원의 모든 광자 요소를 수집할 계획입니다.”
참조: "Si CMOS 광자 플랫폼의 합성 차원 밴드 구조" 2022년 1월 28일, Science Advances . DOI: 10.1126/sciadv.abk0468 다른 기여자는 Armandas Balčytis와 Jun Maeda, Yokohama National University의 전기 및 컴퓨터 공학과입니다. Tomoki Ozawa, 도호쿠 대학 재료 연구 고급 연구소; 및 도쿄 대학의 나노 양자 정보 전자 연구소, Yasutomo Ota 및 Satoshi Iwamoto. Ota는 또한 게이오 대학의 응용 물리학 및 물리 정보학과와 제휴하고 있습니다. 이와모토는 또한 도쿄 대학 첨단 과학 기술 연구 센터 및 산업 과학 연구소와 제휴하고 있습니다. 일본 과학 기술청(JPMJCR19T1, JPMJPR19L2), 일본 과학 진흥 학회(JP20H01845) 및 RIKEN이 이 연구를 지원했습니다.
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메모 2101290923 나의 사고실험 oms스토리텔링
실리콘 링 공진기 광자 장치는 '빗 모양' 광학 스펙트럼을 획득하여 1차원 모델에 해당하는 결합 모드를 생성했습니다. 다시 말해, 이 장치는 연구원들이 시스템의 나머지 부분에 대한 정보를 추론할 수 있도록 하는 측정 가능한 속성(합성 차원)을 생성했다.
샘플2.oss는 하나의 ms(1차원)베이스로 구성되어 있지만 더 많은 링을 적층하여 효과를 내는 연계 베이스화를 캐스케이드하고 질량 증폭을 신속하게 특성화할 수 있다. 1 차원(ms)들을 적층하면 배열이 달라도 결과 값은 동일해진다. 경로가 달라도 도착하는 곳이 동일해진다. 과정의 차원들이 달라도 한점에 도착한 결과가 동일한 차원의 합성이 가능해진다.
sample 1.oms (standard)
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 1.2 qoms (standard)
0100000010=0,2
0010000100
0001000001
0010001000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001
sample 2. oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-Ring resonators apply guides to control and split light waves according to certain parameters, such as certain bandwidths. According to Baba, a silicon ring resonator photonic device acquired a "comb-shaped" optical spectrum and produced a coupled mode corresponding to a one-dimensional model. In other words, the device produced measurable properties (synthetic dimensions) that enabled researchers to infer information about the rest of the system.
-The device developed consists of one ring, but more rings can be stacked to cascade the effect and rapidly characterize optical frequency signals. Crucially, Baba said the platform with stacking rings is much smaller and more compact than previous approaches using optical fibers connected to various components. "The more scalable silicon photonic chip platform is a significant step forward as it allows synthetic-dimensional photonics to benefit from a mature and sophisticated CMOS commercial fabrication toolbox, while also creating a vehicle for multidimensional topological phenomena to be introduced into new device applications. ,” said Baba.
According to Baba, the flexibility of the system, including the ability to reconfigure as needed, complements equivalent static space in real space, helping researchers to understand phenomena beyond three dimensions, bypassing the dimensional constraints of real space. can be. "This study shows the potential for topological and synthetic dimensional photonics to be used in practice with silicon photonics integration platforms," said Baba.
- “Next time, we plan to collect all photonic elements in topological and synthetic dimensions to build topological integrated circuits.”
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memo 2101290923 my thought experiment oms storytelling
A silicon ring resonator photonic device acquired 'comb-shaped' optical spectra and generated coupling modes corresponding to one-dimensional models. In other words, the device created measurable properties (synthetic dimensions) that enabled researchers to infer information about the rest of the system.
Although sample 2.oss consists of one ms (one-dimensional) base, it is possible to quickly characterize mass amplification and cascading associative baseization to the effect of stacking more rings. If one dimension (ms) is stacked, the result value is the same even if the arrangement is different. Even if the routes are different, the destination remains the same. Even if the dimensions of the process are different, the result arriving at a point can be synthesized with the same dimension.
sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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0c0fab 000e0d
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d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
Sample 1.2 qoms (standard)
0100000010=0,2
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sample 2. oss(standard)
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.Unprecedented New Telescope Image Reveals Nearly 1,000 Mysterious Strands in Milky Way’s Center
유례없는 새로운 망원경 이미지로 은하수 중심에 거의 1,000개의 신비한 가닥이 나타남
주제:천문학천체물리학은하수노스웨스턴 대학교인기있는 노스웨스턴 대학교 2022년 1월 27 일 자기 필라멘트 은하수 전파로 포착한 은하수 중심의 모자이크 이미지. 자기 필라멘트는 이미지 전체에 큰 수직 슬래시입니다. 크레딧: 노스웨스턴 대학교
-연구원은 '이러한 구조에 대한 이해를 높이는 분수령'이라고 말했습니다. 우리 은하 의 난기류 중심 에 대한 전례 없는 새로운 망원경 이미지가 우주에 설명할 수 없을 정도로 매달려 있는 거의 1,000개의 신비한 가닥을 드러냈습니다. 길이가 150광년까지 늘어나는 1차원 가닥(또는 필라멘트)은 쌍과 클러스터로 발견되며, 종종 하프의 현처럼 나란히 같은 간격으로 쌓입니다.
-노스웨스턴 대학 의 Farhad Yusef-Zadeh 는 전파 파장에서의 관찰을 사용하여 1980년대 초에 고도로 조직화된 자기 필라멘트를 발견했습니다. 그는 신비로운 필라멘트가 빛의 속도로 자기장을 회전시키는 우주선 전자로 구성되어 있음을 발견했습니다. 그러나 그들의 기원은 그 이후로 풀리지 않은 미스터리로 남아 있습니다.
이제 새로운 이미지는 이전에 발견된 것보다 10배 더 많은 필라멘트를 노출시켜 Yusef-Zadeh와 그의 팀이 처음으로 광범위한 필라멘트 집단에 대한 통계 연구를 수행할 수 있게 되었습니다. 이 정보는 잠재적으로 그들이 마침내 오랜 미스터리를 푸는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 연구는 현재 온라인에서 볼 수 있으며 The Astrophysical Journal Letters의 출판 승인을 받았습니다 .
[1] 파라드 유세프 자데 Farhad Yusef-Zadeh. 크레딧: 노스웨스턴 대학교
논문의 주저자인 Yusef-Zadeh는 “우리는 근시적인 관점에서 오랫동안 개별 필라멘트를 연구해 왔습니다. “이제 마침내 우리는 큰 그림, 즉 풍부한 필라멘트로 채워진 탁 트인 전망을 봅니다. 몇 개의 필라멘트를 조사하는 것만으로는 그것이 무엇이며 어디서 왔는지에 대한 실질적인 결론을 내리기가 어렵습니다.
이것은 이러한 구조에 대한 이해를 높이는 분수령입니다.” Yusef-Zadeh는 Northwestern의 Weinberg College of Arts and Sciences의 물리학 및 천문학 교수이자 천체 물리학의 학제 간 탐색 및 연구 센터(CIERA)의 회원입니다. 이미지 구성 전례 없는 선명도와 디테일로 이미지를 구성하기 위해 천문학자들은 SARAO(남아프리카 전파천문대)에서 하늘을 조사하고 데이터를 분석하는 데 3년을 보냈습니다. SARAO의 MeerKAT 망원경에서 200시간 동안의 시간을 사용하여 연구원들은 지구에서 25,000광년 떨어진 은하수 중심을 향한 하늘의 서로 다른 부분에 대한 20개의 개별 관측을 모자이크로 만들었습니다.
전체 이미지는 추가로 첨부된 논문 [2] (옥스포드 대학 천체 물리학자 Ian Heywood가 이끌고 Yusef-Zadeh가 공동 저술함)에 The Astrophysical Journal 의 다음 호에 게재될 예정 입니다. 필라멘트와 함께 이미지는 폭발하는 별, 항성 보육원 및 새로운 초신성 잔해를 포함한 수많은 현상의 전파 방출을 포착합니다. “우리는 근시적인 관점에서 오랫동안 개별 필라멘트를 연구해 왔습니다. 이제 우리는 마침내 큰 그림을 봅니다. 풍부한 필라멘트로 채워진 탁 트인 전망입니다. 이것은 이러한 구조에 대한 이해를 높이는 분수령입니다.” — Farhad Yusef-Zadeh, 천체 물리학자 헤이우드는 “나는 작업하는 과정에서 이 이미지를 보는 데 많은 시간을 보냈고 결코 질리지 않는다”고 말했다.
“전파 천문학을 처음 접하거나 익숙하지 않은 사람들에게 이 이미지를 보여줄 때, 저는 항상 전파 영상이 항상 이런 식으로 진행되지는 않았으며 MeerKAT이 실제로 어떤 도약을 했는지 강조하려고 노력합니다. 능력. 이 환상적인 망원경을 만든 SARAO의 동료들과 수년에 걸쳐 일할 수 있었던 것은 진정한 특권이었습니다.” 필라멘트를 더 미세한 크기로 보기 위해 Yusef-Zadeh의 팀은 주변 구조에서 필라멘트를 분리하기 위해 기본 이미지에서 배경을 제거하는 기술을 사용했습니다. 결과 사진은 그를 놀라게 했습니다. 그는 “현대 미술과 같다”고 말했다.
"이 이미지들은 너무 아름답고 풍부하며 그 모든 것의 신비가 그것을 더욱 흥미롭게 만듭니다." 우리가 아는 것 필라멘트를 둘러싼 많은 미스터리가 남아 있지만 Yusef-Zadeh는 더 많은 퍼즐을 맞출 수 있었습니다. 최신 논문에서 그와 그의 동료들은 필라멘트의 자기장과 자기장을 밝히는 데 있어 우주선의 역할을 구체적으로 탐구했습니다. 필라멘트에서 방출되는 복사의 변화는 새로 밝혀진 초신성 잔해의 것과 매우 달라 현상의 기원이 다름을 시사합니다.
연구자들은 필라멘트가 조정된 초신성 폭발보다는 우리 은하의 중심 초대질량 블랙홀의 과거 활동과 관련이 있을 가능성이 더 높다는 것을 발견했습니다 . 필라멘트는 또한 Yusef-Zadeh와 공동 연구자들이 2019년에 발견한 거대한 무선 방출 거품과 관련이 있을 수 있습니다. 그리고 Yusef-Zadeh는 이미 필라멘트가 자화된다는 것을 알고 있었지만, 이제 그는 자기장이 모든 필라멘트가 공유하는 기본 특성인 필라멘트를 따라 증폭된다고 말할 수 있습니다. 그는 “필라멘트의 통계적 특성을 연구할 수 있었던 것은 이번이 처음”이라고 말했다. “통계를 연구함으로써 우리는 이러한 특이한 출처의 속성에 대해 더 많이 알 수 있습니다. “예를 들어, 당신이 다른 행성에서 왔다가 지구에서 키가 매우 큰 사람을 만난다면 모든 사람이 키가 크다고 생각할 수 있습니다. 그러나 인구에 대한 통계를 수행하면 평균 키를 찾을 수 있습니다. 그것이 바로 우리가 하고 있는 일입니다. 우리는 자기장의 강도, 길이, 방향 및 복사 스펙트럼을 찾을 수 있습니다." 우리가 모르는 것 나머지 미스터리 중에서 Yusef-Zadeh는 필라멘트가 어떻게 구조화되어 나타나는지 특히 의아해합니다. 클러스터 내의 필라멘트는 지구에서 태양까지의 거리와 같이 완벽하게 동일한 거리에서 서로 분리되어 있습니다.
하프 같은 클러스터 하프 같은 클러스터. 크레딧: 노스웨스턴 대학교
"그들은 태양 루프의 규칙적인 간격과 거의 비슷합니다."라고 그는 말했습니다. “우리는 그것들이 왜 클러스터로 왔는지 또는 어떻게 분리되는지 이해하지 못하고 있으며 이러한 규칙적인 간격이 어떻게 발생하는지 모릅니다. 하나의 질문에 답할 때마다 다른 여러 질문이 발생합니다.” Yusef-Zadeh와 그의 팀은 또한 필라멘트가 시간이 지남에 따라 움직이거나 변화하는지 또는 전자가 놀라운 속도로 가속되는 원인이 무엇인지 여전히 알지 못합니다. "어떻게 빛의 속도로 전자를 가속합니까?" 그는 물었다. "한 가지 아이디어는 이러한 입자를 가속화하는 이러한 필라멘트의 끝에 몇 가지 소스가 있다는 것입니다." 무엇 향후 계획 Yusef-Zadeh와 그의 팀은 현재 각 필라멘트를 식별하고 목록을 작성하고 있습니다.
각 필라멘트의 각도, 곡선, 자기장, 스펙트럼 및 강도는 향후 연구에서 발표될 예정입니다. 이러한 속성을 이해하면 천체 물리학 커뮤니티에서 필라멘트의 파악하기 어려운 특성에 대한 더 많은 단서를 얻을 수 있습니다. 2018년 7월 출시된 미어캣 망원경은 계속해서 새로운 비밀을 공개할 것입니다. Yusef-Zadeh는 "우리는 확실히 더 완전한 이해에 한 걸음 더 다가섰습니다."라고 말했습니다. “그러나 과학은 다양한 수준에서 진행되는 일련의 진보입니다. 우리는 그것의 바닥에 도달하기를 희망하지만 더 많은 관찰과 이론적 분석이 필요합니다. 복잡한 대상을 완전히 이해하려면 시간이 걸립니다.”
참조: F. Yusef-Zadeh, RG Arendt, M. Wardle, I. Heywood, WD Cotton 및 F. Camilo의 "은하 중심 필라멘트 인구의 통계적 속성: 스펙트럼 지수 및 등분할 자기장", 수락됨, . arXiv:2201.10541 "은하 중심 필라멘트 인구의 통계적 특성: 스펙트럼 지수 및 등분할 자기장" 연구는 NASA 와 국립과학재단의 지원을 받았습니다.
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메모 2101291039 나의 사고실험 oms스토리텔링
이들 1차원 필라멘트들이 결절 샘플2.oss의 ms베이스이거나 샘플1.oms의 vixxer bar들이다. 이 내용들은 엄청난 스토리텔링이 있다. 길이가 150억광년까지 늘어나는 1차원 가닥(또는 필라멘트)은 쌍과 클러스터도 소개할 수 있다. 아마 이는 샘플1.oms의 vix-a'이거나 zz'에 존재할 것이다.
sample 1.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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e00d0c 0b0fa0
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Sample 1.2 qoms (standard)
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sample 2. oss(standard)
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cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-The researchers said it is 'a watershed in our understanding of these structures'. An unprecedented new telescopic image of our galaxy's turbulent center has revealed nearly 1,000 mysterious strands hanging inexplicably in space. Stretching up to 150 light-years in length, one-dimensional strands (or filaments) are found in pairs and clusters, often stacked side by side and equally spaced, like the strings of a harp.
- Farhad Yusef-Zadeh of Northwestern University discovered highly organized magnetic filaments in the early 1980s using observations at radio wave wavelengths. He discovered that mysterious filaments consist of cosmic ray electrons that rotate magnetic fields at the speed of light. However, their origins have remained an unsolved mystery ever since.
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memo 2101291039 my thought experiment oms storytelling
These one-dimensional filaments are the ms base of nodular sample 2.oss or vixxer bars of sample 1.oms. There is great storytelling in these contents. One-dimensional strands (or filaments) stretching up to 15 billion light-years in length can introduce pairs and clusters as well. It will probably be in vix-a' or zz' in sample 1.oms.
sample 1.oms (standard)
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0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
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a0b00e 0dc0f0
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Sample 1.2 qoms (standard)
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sample 2. oss(standard)
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