.Star Collisions Fuel Massive Black Holes: Mysterious Origins of Gravitational Wave 190521

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.Star Collisions Fuel Massive Black Holes: Mysterious Origins of Gravitational Wave 190521

거대한 블랙홀에 연료를 공급하는 별 충돌: 중력파 190521의 신비한 기원

주제:미국 물리 학회천체물리학블랙홀중력파 미국 물리 학회 2022년 4월 22 일 초거대질량 블랙홀을 도는 물질의 원반 초거대질량 블랙홀을 도는 물질의 원반에 대한 예술가의 인상. 크레딧: ESA/Hubble, M. Kornmesser SPACE APRIL 22, 2022

시뮬레이션은 별 충돌이 거대한 블랙홀에 연료를 공급하는 방법을 보여줍니다 새로운 모델은 중력파 190521의 신비한 기원에 빛을 비춥니다. 거성들이 충돌할 때 어떤 일이 일어날지 확실하게 예측하기는 어렵지만, 이탈리아 파도바 대학의 DEMOBLACK 팀이 수행한 최초의 새로운 유체역학 시뮬레이션은 다양한 결과를 보여줍니다. 여기에는 큰 별들이 가까이 모여 있는 항성 보육원에 거대한 블랙홀을 만드는 것이 포함됩니다. 천체 물리학자 Michela Mapelli는 APS 2022년 4월 회의에서 새로운 시뮬레이션과 그 예측에 대해 설명했습니다.

하이브리드 회의는 뉴욕시와 온라인에서 열렸습니다. Mapelli 외에도 DEMOBLACK 프로젝트에는 천체 물리학자인 Alessandro Ballone과 Guglielmo Costa가 포함됩니다. Mapelli의 모델은 중력파 천문학 분야의 시급한 질문에 대한 답을 제시합니다. 두 개의 먼 블랙홀이 어떻게 결합하여 2019년 Advanced LIGO 와 Virgo가 탐지한 강력한 중력파인 GW190521을 생성합니까?

GW190521에 대한 신호는 블랙홀 병합의 특징적인 형태를 가졌습니다. 이 경우, 그것은 85와 66 태양질량의 질량을 가진 두 개의 선조 블랙홀 사이에 있었다. 충돌로 인해 태양보다 140배나 더 큰 블랙홀 잔해가 생성되었습니다. 중력파 는 근원에서 빛의 속도로 파동으로 외부로 전파되는 가속 질량에 의해 야기되는 시공 곡률의 교란 또는 잔물결입니다. 그러나 합병은 골머리를 앓았다. 그것은 별의 핵이 붕괴되어 형성되는 항성질량 블랙홀보다 크고 초질량 블랙홀보다 작습니다. 그것의 질량은 물리학자들이 블랙홀이 형성될 수 있는지 확신하지 못하는 범위인 "질량 격차"에 놓였습니다.

Mapelli와 그녀의 동료들은 LIGO-Virgo 관측이 발표되기 약 1년 전에 항성 충돌로 인해 질량 간극에 블랙홀이 형성될 수 있다고 처음 예측했습니다. 그러나 그들은 GW190521에 대해 더 배울 때까지 유체 역학 시뮬레이션을 실행하지 않았습니다. "그것은 우리를 소매를 걷어붙이게 만들었습니다."라고 그녀는 말합니다. DEMOBLACK 시뮬레이션에 따르면, 별의 보육원에 빽빽하게 들어찬 별과 같은 큰 별이 뭉칠 때 이러한 거대 물체가 발생할 수 있습니다. 이전 시뮬레이션에서는 저질량 별과 중간 질량 별 사이의 충돌을 모델링했지만, Mapelli의 작업은 처음으로 거인이 충돌한 후 일어나는 일을 설명합니다. "아무도 그렇게 거대한 별의 충돌 시뮬레이션을 해본 적이 없습니다."라고 그녀는 말합니다. APS 회의에서 Mapelli는 젊은 성단에서 거대한 쌍성 블랙홀 형성의 기초가 될 수 있는 역학 과정을 설명했습니다. 시뮬레이션은 두 개의 별에서 시작되며, 그 중 하나는 주계열성이며 물리적으로 태양보다 40배 더 무거운 별입니다.

-"대부분 신선한 수소입니다."라고 그녀는 말합니다. 다른 별은 더 나이가 많고 약 ​​60 태양질량이며 헬륨으로 된 조밀한 핵을 가지고 있습니다. "이것은 반경이 매우 크고 질량이 크며 코어와 외부 부분의 밀도 간의 대비가 크다는 것을 의미합니다."라고 Mapelli는 말합니다. 어떤 가정 하에서, 그 별들은 50 태양질량 이상의 블랙홀로 붕괴될 수 있습니다. 그리고 그 블랙홀은 차례로 바이너리를 형성하고 궁극적으로 병합될 수 있습니다. Mapelli에 따르면, 이러한 종류의 항성 교환과 충돌은 40개 이상의 태양을 가진 쌍성 블랙홀을 형성할 수 있습니다. 반복되는 충돌과 병합은 태양 질량의 약 100배에서 10,000배에 달하는 훨씬 더 큰 질량의 블랙홀을 생성할 수 있습니다.

2020년 Physical Review Letters 에 보고된 GW190521의 관찰 이후 이론가들은 그 배후의 동적 프로세스에 대한 엄격한 설명을 모색해 왔습니다. 경쟁적인 생각은 쌍성에는 원시 블랙홀이 포함되어 있다고 가정합니다. 합병이 전자기 플레어를 생성했을 수 있다는 관찰에 의해 강화된 다른 하나는 충돌이 초대질량 블랙홀을 둘러싸고 있는 조밀한 가스 원반 내부에서 발생했음을 시사합니다. Mapelli는 그녀의 연구가 다른 설명을 배제하지 않는다고 말합니다. "우리는 이 충돌이 190521과 같은 사건에 대해 가능한 유일한 설명인지 확신할 수 없습니다."라고 그녀는 말합니다. “이 시뮬레이션은 다른 시뮬레이션을 거부하지 않습니다. 이 세 가지를 고려해야 합니다.” APS April Meeting 2022: Abstract: S03.00001 : 질량간극 블랙홀과 별의 보육원

https://scitechdaily.com/star-collisions-fuel-massive-black-holes-mysterious-origins-of-gravitational-wave-190521/

 

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메모 2204232153 나의 사고실험 oms 스토리텔링

샘플a.oms의 vixer는 블랙홀이다. 태양질량 100만 개는 vixer가 '100만 개가 있다'는 뜻으로 상대적으로 smola 별은 100만x(100-1)만 개이다. oms이론에서는 우주에 10^2 조개의 별이 있다면 블랙홀은 대략 10 조개의 미만이 존재 할것으로 추론한다.

Sample a.oms (standard)
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sample c.oss
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No photo description available.

-"Mostly fresh hydrogen," she says. The other star is older, about 60 solar masses, and has a dense core of helium. “This means that the radius is very large, the mass is large, and the contrast between the density of the core and the outer part is great,” says Mapelli. Under certain assumptions, the stars could collapse into black holes of 50 solar masses or more. And those black holes can in turn form binaries and eventually merge. According to Mapelli, this kind of stellar exchange and collision could form a binary black hole with more than 40 suns. Repeated collisions and merging can create much larger black holes, ranging from about 100 to 10,000 times the mass of the Sun.

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memo 2204232153 my thought experiment oms storytelling

The vixer of sample a.oms is a black hole. One million solar mass means that vixer means 'one million', and the relative number of smola stars is 1,000,000x(100-1) million. According to the oms theory, if there are 10^2 trillion stars in the universe, it is inferred that there will be approximately less than 10 trillion black holes.

Sample a.oms (standard)
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.Scientists turn a hydrogen molecule into a quantum sensor

과학자들은 수소 분자를 양자 센서로 전환합니다

브라이언 벨, 캘리포니아 대학교 어바인 주사 터널링 현미경의 초고진공에서 수소 분자는 은 팁과 샘플 사이에 있습니다. 테라헤르츠 레이저의 펨토초 폭발은 분자를 여기시켜 양자 센서로 전환합니다. 크레딧: Wilson Ho Lab, UCI APRIL 22, 2022

캘리포니아 대학(University of California, Irvine)의 물리학자들은 테라헤르츠 레이저가 장착된 주사 터널링 현미경에서 양자 센서로 수소 분자를 사용하는 것을 시연했습니다. 이 새로운 기술은 첨단 에너지 시스템, 전자 및 양자 컴퓨터에서 역할을 할 잠재력이 있는 2차원 물질의 분석에도 적용될 수 있습니다. 오늘날 Science 에서 UCI의 물리천문학부와 화학부의 연구원들은 STM의 은 팁과 작은 질화구리 섬으로 배열된 평평한 구리 표면으로 구성된 샘플 사이에 두 개의 결합된 수소 원자를 배치하는 방법을 설명합니다.

-1조분의 1초 동안 지속되는 레이저 펄스로 과학자들은 극저온 과 기기의 초고진공 환경에서 수소 분자를 여기시키고 양자 상태의 변화를 감지하여 원자 규모의 시간 경과 이미지를 렌더링할 수 있었습니다. 샘플. 공동 저자인 Bren 물리학 및 천문학 및 화학 교수인 Wilson Ho는 "이 프로젝트는 측정 기술과 과학적 질문 모두에서 우리가 탐구할 수 있는 접근 방식의 발전을 나타냅니다."라고 말했습니다. "2-레벨 시스템에서 일관된 상태 중첩을 조사하는 것에 의존하는 양자 현미경은 이 양자 물리학 원리를 기반으로 하지 않는 기존 장비보다 훨씬 더 민감합니다." Ho는 수소 분자가 2단계 시스템의 한 예라고 말했습니다.

-그 이유는 방향이 두 위치, 즉 위아래로 그리고 약간 수평으로 기울어져 있기 때문입니다. 레이저 펄스를 통해 과학자들은 두 상태의 중첩을 초래하는 순환 방식으로 시스템이 기저 상태에서 여기 상태 로 이동하도록 유도할 수 있습니다. 주기적인 진동의 지속 시간은 수십 피코초에 불과할 정도로 매우 짧지만 과학자들은 이 "결맞음 시간"과 주기적인 주기를 측정함으로써 수소 분자가 주변 환경과 어떻게 상호작용하는지 알 수 있었습니다.

여기에 있는 테라헤르츠 레이저가 장착된 주사 터널링 현미경의 조립 및 사용을 담당하는 UCI 팀은 왼쪽에서 오른쪽으로 UCI Ph.D.의 Dan Bai입니다. 물리학 및 천문학 학생; Wilson Ho, Bren 물리학 및 천문학 및 화학 교수; Yunpeng Xia, Ph.D. 물리학 및 천문학 학생; 및 Likun Wang 및 Ph.D. 화학 후보. 크레딧: Steve Zylius / UCI

Ho는 "수소 분자는 현미경이 스캔하는 곳마다 팁과 샘플 사이에 수소가 있다는 점에서 양자 현미경의 일부가 되었습니다."라고 말했습니다. "매우 민감한 프로브를 만들어 0.1 옹스트롬까지의 변화를 볼 수 있습니다. 이 분해능에서 우리는 샘플에서 전하 분포가 어떻게 변하는지 볼 수 있습니다." STM 팁과 샘플 사이의 공간은 약 6옹스트롬 또는 0.6나노미터로 거의 상상할 수 없을 정도로 작습니다.

Ho와 그의 팀이 조립한 STM은 이 공간에 흐르는 미세한 전류 를 감지하고 수소 분자 와 샘플 요소 의 존재를 증명하는 분광 판독값을 생성하는 장비를 갖추고 있습니다. Ho는 이 실험이 단일 분자 를 통한 테라헤르츠 유도 정류 전류를 기반으로 하는 화학적으로 민감한 분광학의 첫 번째 시연을 나타낸다고 말했습니다 . Ho에 따르면 수소의 양자 일관성을 기반으로 하는 이러한 세부 수준에서 재료를 특성화하는 능력은 촉매의 과학 및 공학에서 매우 유용할 수 있습니다. 그 기능은 종종 단일 원자 규모의 표면 불완전성에 의존하기 때문입니다.

연구의 주저자인 UCI 물리학 및 천문학 대학원생인 Likun Wang은 " 수소 가 물질에 흡착될 수 있는 한 원칙적으로 수소 를 센서로 사용하여 정전기장 분포의 관찰을 통해 물질 자체를 특성화할 수 있습니다"라고 말했습니다. 이 프로젝트에 Ho와 Wang에 합류한 것은 UCI 물리학 및 천문학 대학원생인 Yunpeng Xia였습니다. 추가 탐색 단일 분자 및 분자 기반 구조에 대한 ESR-STM

추가 정보: Likun Wang et al, STM 공동에서 H 2 분자의 초고속 일관성에 기반한 원자 규모 양자 감지, Science (2022). DOI: 10.1126/science.abn9220 저널 정보: 과학 캘리포니아 대학교 어바인 제공

https://phys.org/news/2022-04-scientists-hydrogen-molecule-quantum-sensor.html

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메모 2204230839 나의 사고실험 oms 스토리텔링

수소분자가 양자 상태의 '변화를 감지할 수 있다'는 것은 샘플b.qoms에서 벌어지는 상황이다. 수소는 2{(양성자 22-1/3=1)+(중성자 2-1-1/3=0) }쿼크로 구성되어 고정 센서화 되면 다른 양자상태를 감지하는데는 무리가 없어 보인다.

중력이 강한 블랙홀 센서는 다른 중력에 의해 운행하는 은하계의 상태를 감지할 수도 있으리라.

샘플b.qoms 주사 터널링 현미경의 초고진공에서 수소 분자는 은 팁과 샘플 사이에 있고 테라헤르츠 레이저의 펨토초 폭발은 분자를 여기시켜 양자 센서로 전환시킬 수 있다.


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With laser pulses lasting for one trillionth of a second, scientists were able to render atomic-scale time-lapse images by exciting hydrogen molecules and detecting changes in quantum state in the cryogenic and ultra-high vacuum environments of the device. Sample. "This project represents an advance in approaches we can explore in both measurement techniques and scientific questions," said co-author Bren Wilson Ho, professor of physics and astronomy and chemistry. "Quantum microscopy, which relies on examining coherent state superpositions in two-level systems, is significantly more sensitive than existing instruments that are not based on these principles of quantum physics." Ho said molecular hydrogen is an example of a two-stage system.

- The reason is that the direction is tilted in two positions: up and down and slightly horizontally. Laser pulses allow scientists to induce a system to move from a ground state to an excited state in a cyclic manner that results in a superposition of the two states. Periodic oscillations last only tens of picoseconds in duration, but by measuring this "coherence time" and periodic period, scientists have been able to learn how the hydrogen molecules interact with their environment.

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memo 2204230839 my thought experiment oms storytelling

It is the situation with sample b.qoms that hydrogen molecules can 'sense changes' in their quantum state. Hydrogen is composed of 2{(proton 221-1/3=1)+(neutron 2-1-1/3=0)}quarks, and if it is a fixed sensor, it seems that there is no difficulty in detecting other quantum states.

A black hole sensor with a strong gravitational force could detect the state of a galaxy driven by another gravitational force.

Sample b.qoms In the ultra-high vacuum of a scanning tunneling microscope, hydrogen molecules are between the silver tip and the sample, and a femtosecond burst of a terahertz laser can excite the molecule and turn it into a quantum sensor.


Sample a.oms (standard)
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