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.Unraveling the Origin of Mysterious Explosive Radio Bursts
신비한 폭발 전파 폭발의 근원을 밝히다
주제:천체물리학암사슴마그네타중성자별혈장프린스턴 플라즈마 물리학 연구실프린스턴 대학교SLAC 국립 가속기 연구소 작성자: JOHN GREENWALD, PRINCETON PLASMA PHYSICS LABORATORY 2022년 6월 23일 애니메이션 펄서 회전 중성자 별
연구원들은 이전에는 현재 기술로는 달성할 수 없다고 여겨졌던 방식으로 이 프로세스의 초기 단계를 생성하고 연구하기 위해 저비용 실험을 시뮬레이션하고 제시했습니다. 과학자들은 우주 전체에서 발생하는 혼란스러운 폭발 과정을 시뮬레이션합니다.
-신비하고 빠른 전파 폭발은 우주에서 가장 당혹스러운 현상 중 하나로, 태양이 1년에 방출하는 에너지와 같은 양의 에너지를 1초에 방출합니다. 프린스턴 대학 , 미국 에너지부(DOE) 프린스턴 플라즈마 물리학 연구소 (PPPL) 및 SLAC 국립 가속기 연구소 의 연구원 들은 이제 이 프로세스의 초기 단계를 어떤 방식으로 생성하고 관찰할 수 있는 비용 효율적인 실험을 시뮬레이션하고 제안했습니다.
-이전에는 오늘날의 기술로는 불가능하다고 생각했던 일입니다. 강한 자기장으로 둘러싸인 중성자 또는 붕괴된 별, 즉 마그네타(자석 + 별) 와 같은 천체 는 우주에서 놀라운 폭발을 일으키는 원인이 됩니다. 양자 전기 역학(QED) 이론에 따르면, 이러한 장은 매우 강렬하여 공간의 진공을 음전하를 띤 전자와 양전하를 띤 양전자 쌍의 형태로 물질과 반물질로 구성된 이국적인 플라즈마 로 변환합니다. 이 쌍의 방출은 강력하고 빠른 무선 버스트에 대한 책임이 있는 것으로 생각됩니다.
-페어 플라즈마 "페어 플라스마"라고 불리는 물질-반물질 플라스마는 핵융합 반응을 일으키고 보이는 우주의 99%를 구성하는 일반적인 플라스마와 대조를 이룹니다. 이 플라즈마는 전자와 훨씬 더 큰 질량의 원자핵 또는 이온 형태의 물질로만 구성됩니다. 전자-양전자 플라즈마는 질량은 동일하지만 반대 전하를 띤 입자로 구성되어 소멸 및 생성의 대상이 됩니다. 그러한 플라즈마는 상당히 다른 집단 거동을 나타낼 수 있습니다.
프린스턴 천체물리학과의 물리학자 케난 쿠(Kenan Qu)는 “우리의 실험실 시뮬레이션은 마그네타 환경의 소규모 아날로그입니다. "이를 통해 QED 쌍 플라즈마를 분석할 수 있습니다."라고 Physics of Plasmas 에 과학 하이라이트로 소개된 최근 연구의 첫 번째 저자이자 현재 논문이 확장된 Physical Review Letters 의 논문의 첫 번째 저자인 Qu가 말했습니다.
Kenan Qu 고속 라디오 버스트 물리학자 케난 쿠(Kenan Qu)가 두 개의 은하에서 고속 전파 폭발의 이미지를 가지고 있습니다. 왼쪽의 상단 및 하단 사진은 은하를 보여주고 오른쪽은 디지털 방식으로 보정된 사진을 보여줍니다. 점선 타원은 은하의 폭발 위치를 표시합니다. 제공: Elle Starkman의 Qu 사진; NASA의 은하계 사진 제공; Kiran Sudarsanan의 콜라주.)
-"강한 자기장을 시뮬레이션하는 대신 강력한 레이저를 사용합니다."라고 Qu가 말했습니다. “QED 캐스케이드라고 불리는 것을 통해 에너지를 쌍 플라즈마로 변환합니다. 그런 다음 쌍 플라즈마는 레이저 펄스를 더 높은 주파수로 이동시킵니다.”라고 그는 말했습니다. "흥미로운 결과는 실험실에서 QED 쌍 플라즈마를 생성 및 관찰하고 고속 무선 버스트에 대한 이론을 검증하기 위한 실험을 가능하게 하는 전망을 보여줍니다."
프린스턴 대학 천체물리학과 교수이자 이 연구의 수석 연구원인 PPPL 학술 부국장인 물리학자 Nat Fisch는 실험실에서 생성된 쌍 플라즈마가 이전에 생성되었다고 말했습니다. "그리고 우리는 어떤 법이 그들의 집단 행동을 지배하는지 알고 있다고 생각합니다."라고 Fisch가 말했습니다. “그러나 우리가 조사할 수 있는 집합적 현상을 나타내는 쌍 플라즈마를 실험실에서 실제로 생산할 때까지는 절대적으로 확신할 수 없습니다. 집단행동 "문제는 쌍 플라즈마의 집합적 행동을 관찰하기가 매우 어렵다는 것입니다."라고 그는 덧붙였습니다. "따라서 우리의 주요 단계는 이것을 공동 생산-관찰 문제로 생각하는 것이었습니다. 훌륭한 관찰 방법이 생산되어야 하는 것에 대한 조건을 완화하고 결과적으로 우리를 보다 실용적인 사용자 시설로 이끈다는 것을 인식하는 것이었습니다."
논문에서 제안하는 독특한 시뮬레이션은 레이저를 빛의 속도에 가깝게 이동하는 고밀도 전자빔과 충돌시켜 고밀도 QED 쌍 플라즈마를 생성합니다. 이 접근 방식은 QED 캐스케이드를 생성하기 위해 초강력 레이저를 충돌시키는 일반적으로 제안된 방법과 비교할 때 비용 효율적입니다. 이 접근 방식은 또한 플라즈마 입자의 움직임을 느리게 하여 더 강력한 집단 효과를 허용합니다. "오늘날 이를 달성할 만큼 강력한 레이저는 없으며 이를 구축하는 데 수십억 달러가 소요될 수 있습니다."라고 Qu가 말했습니다. “우리의 접근 방식은 QED 쌍 플라즈마를 달성하기 위해 전자빔 가속기와 적당히 강한 레이저를 사용하는 것을 강력하게 지원합니다. 우리 연구의 의미는 이 접근 방식을 지원하면 많은 비용을 절약할 수 있다는 것입니다.” 현재 SLAC에서 새로운 레이저 및 전자 실험으로 시뮬레이션을 테스트하기 위한 준비가 진행 중입니다.
Qu 및 Fisch와 함께 두 편의 논문을 공동 저술한 SLAC 연구원이자 전 프린스턴 대학의 박사 후 객원 연구원인 Sebastian Meuren은 "어떤 의미에서 여기에서 우리가 하고 있는 일은 라디오 버스트를 생성하는 캐스케이드의 시작점입니다."라고 말했습니다. 진화하는 실험 Meuren은 "실험실에서 전파 폭발과 같은 것을 관찰할 수 있다면 매우 흥미로울 것입니다."라고 말했습니다. “그러나 첫 번째 부분은 전자빔의 산란을 관찰하는 것입니다.
일단 그렇게 하면 실제로 전자-양전자 쌍을 보기 위해 더 높은 밀도에 도달하도록 레이저 강도를 개선할 것입니다. 아이디어는 우리의 실험이 향후 2년 정도에 걸쳐 발전할 것이라는 것입니다.” 이 연구의 전반적인 목표는 마그네타와 같은 물체가 쌍 플라즈마를 생성하는 방법과 빠른 무선 폭발과 관련된 새로운 물리학이 어떻게 만들어지는지를 이해하는 것이라고 Qu는 말했습니다. "이것이 우리가 관심을 갖고 있는 핵심 질문입니다." 이 공동 작업은 천체 물리학과를 통해 프린스턴 대학에 수여된 NNSA(National Nuclear Security Agency) 보조금과 스탠포드 대학에 수여된 DOE 보조금에 의해 지원되었습니다.
참조: Kenan Qu, Sebastian Meuren 및 Nathaniel J. Fisch의 "빔 구동 QED 캐스케이드에서 전자-양전자 쌍의 집합적 플라즈마 효과", 2022년 4월 21일, Physics of Plasmas . DOI: 10.1063/5.0078969
https://scitechdaily.com/unraveling-the-origin-of-mysterious-explosive-radio-bursts/
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메모 2206240533 나의 사고실험 oms 스토리텔링
신비하고 빠른 전파 폭발은 우주에서 가장 당혹스러운 현상 중 하나로, 태양이 1년에 방출하는 에너지와 같은 양의 에너지를 1초에 방출한다. 이를 강력한 레이저를 사용하여 QED 캐스케이드라고 불리는 것을 통해 에너지를 쌍 플라즈마로 변환한다. 그런 다음 쌍 플라즈마는 레이저 펄스를 더 높은 주파수로 이동시키면 고속 펄서를 실험실에서 관찰하는 모델이 나온다. 과연 그럴까?
규모가 크면 변수가 많아진다. 실험실에서 모방한 펄서가 제대로된 진실을 찾을 수 는 없다. 만약에 찾게 된다면 샘플c.oss의 매카니즘을 도입해야 한다. 순식간에 프랙탈 버전 전파폭발을 일르킨다. 허허.
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.Artificial photosynthesis can produce food without sunshine
인공 광합성으로 햇빛 없이도 식량 생산 가능
Holly Ober, 캘리포니아 대학교 - 리버사이드 식물은 생물학적 광합성을 대체하는 아세테이트 배지에서 완전한 어둠 속에서 자라고 있습니다. 크레딧: Marcus Harland-Dunaway/UCR JUNE 23, 2022
-광합성은 수백만 년 동안 식물에서 진화하여 물, 이산화탄소, 햇빛의 에너지를 식물 바이오매스와 우리가 먹는 음식으로 전환했습니다. 그러나 이 과정은 태양광에서 발견되는 에너지의 약 1%만이 식물에서 끝나기 때문에 매우 비효율적입니다. UC 리버사이드(UC Riverside)와 델라웨어 대학교(University of Delaware)의 과학자들은 생물학적 광합성의 필요성을 완전히 우회하고 인공 광합성을 사용하여 햇빛과 무관한 음식을 만드는 방법을 발견했습니다.
네이처 푸드( Nature Food ) 에 발표된 이 연구 는 2단계 전기 촉매 과정을 사용하여 이산화탄소 , 전기 및 물을 식초의 주성분 형태인 아세테이트로 전환합니다. 그런 다음 식량을 생산하는 유기체는 성장을 위해 어둠 속에서 아세테이트를 소비합니다. 전기촉매에 전력을 공급하기 위해 전기를 생성하는 태양 전지판 과 결합된 이 유기-무기 하이브리드 시스템은 햇빛을 식품 으로 변환하는 효율을 증가시킬 수 있으며 일부 식품의 경우 최대 18배 더 효율적입니다.
교신저자인 UC 리버사이드 화학 및 환경 공학 조교수인 로버트 징커슨(Robert Jinkerson)은 "우리의 접근 방식을 통해 우리는 일반적으로 생물학적 광합성에 의해 부과된 한계를 돌파할 수 있는 식품 생산의 새로운 방법을 확인하고자 했습니다."라고 말했습니다. 시스템의 모든 구성 요소를 함께 통합하기 위해 전해조의 출력은 식량 생산 유기체의 성장을 지원하도록 최적화되었습니다. 전해조는 전기를 사용하여 이산화탄소와 같은 원료를 유용한 분자 및 제품으로 변환하는 장치입니다.
생성된 아세테이트의 양은 증가된 반면 사용된 염의 양은 감소하여 지금까지 전해조에서 생성된 아세테이트의 최고 수준을 초래했습니다. 교신저자인 Feng Jiao는 " 우리 연구실에서 개발된 최첨단 2단계 탠덤 CO 2 전기분해 설정을 사용하여 기존의 CO 2 전기분해 경로를 통해 접근할 수 없는 아세테이트에 대한 높은 선택성을 달성할 수 있었습니다"라고 말했습니다. 델라웨어 대학교에서.
실험은 버섯을 생산하는 녹조류 , 효모 및 곰팡이 균사체를 포함하여 아세테이트가 풍부한 전해조 출력에서 직접 어둠 속에서 다양한 식품 생산 유기체를 자랄 수 있음을 보여주었습니다 . 이 기술로 조류를 생산하는 것은 광합성으로 조류를 재배하는 것보다 약 4배 더 에너지 효율적입니다. 효모 생산은 옥수수에서 추출한 설탕을 사용하여 일반적으로 재배하는 방법보다 약 18배 더 에너지 효율적입니다.
CO 2 에서 식품 생산을 위한 전기화학-생물학적 결합 시스템 . a , CO 2 전기분해는 전기(태양광에 의해 생성됨)를 사용하여 CO 2 및 H 2 O를 O 2 및 아세테이트로 변환합니다. 이 공정은 식품 생산 유기체의 성장을 지원하는 데 이상적인 폐수를 생산하도록 최적화되었습니다. b , Chlamydomonas , Saccharomyces , 버섯 생산 균류 및 다양한 관속 작물을 전해조에서 생산된 폐수를 사용하여 재배했습니다. 씨, 전해조에서 발생하는 폐수를 이용하여 성장한 유기체는 식품 또는 식품의 역할을 합니다. 이 시스템은 CO 2 , H 2 O 및 태양 에너지를 사용하여 광합성과 무관하게 음식을 만들 수 있습니다. 크레딧: 네이처 푸드 (2022). DOI: 10.1038/s43016-022-00530-x
"우리는 생물학적 광합성의 기여 없이 식품을 생산하는 유기체를 키울 수 있었습니다. 일반적으로 이러한 유기체는 수백만 년 전에 발생한 생물학적 광합성의 산물인 식물에서 추출한 당이나 석유에서 추출한 투입물에서 재배됩니다. 이 기술은 생물학적 광합성에 의존하는 식품 생산에 비해 태양 에너지 를 식품 으로 전환하는 더 효율적인 방법입니다 . 작물 재배 에 이 기술을 사용할 가능성 도 조사되었습니다. Cowpea, 토마토, 담배, 쌀, 캐놀라 및 완두콩은 모두 어둠 속에서 재배할 때 아세테이트에서 탄소를 활용할 수 있었습니다.
-"우리는 광범위한 작물이 우리가 제공한 아세테이트를 가져와 유기체가 성장하고 번성하는 데 필요한 주요 분자 빌딩 블록으로 만들 수 있다는 것을 발견했습니다. 현재 우리가 연구하고 있는 일부 육종 및 엔지니어링을 통해 작물을 재배할 수 있을 것입니다. 아세테이트를 추가 에너지원으로 사용하여 작물 수확량 을 높일 수 있습니다. 태양에 대한 완전한 의존에서 농업을 해방함으로써 인공 광합성 은 인위적 기후 변화 로 인해 점점 더 어려워지는 조건에서 식량을 재배할 수 있는 수많은 가능성의 문을 엽니다 .
인간과 동물을 위한 작물이 덜 자원 집약적이고 통제된 환경에서 재배된다면 가뭄, 홍수 및 토지 이용 가능성 감소는 세계 식량 안보에 대한 위협이 줄어들 것입니다. 작물은 또한 현재 농업에 적합하지 않은 도시 및 기타 지역에서 재배될 수 있으며 미래의 우주 탐험가를 위한 음식을 제공할 수도 있습니다. " 인공 광합성 접근법을 사용하여 식량을 생산하는 것은 우리가 사람들을 먹이는 방식에 대한 패러다임 전환이 될 수 있습니다. 식량 생산의 효율성을 높이면 필요한 토지가 줄어들고 농업이 환경에 미치는 영향이 줄어듭니다.
그리고 비전통적인 환경에서의 농업의 경우, 우주 공간 과 마찬가지로 에너지 효율성이 향상되면 더 적은 투입량으로 더 많은 승무원을 먹일 수 있습니다."라고 Jinkerson은 말했습니다. 식품 생산에 대한 이러한 접근 방식은 NASA의 Deep Space Food Challenge에 제출되어 1단계 우승을 차지했습니다. 딥 스페이스 푸드 챌린지(Deep Space Food Challenge)는 장기 우주 임무를 위해 최소한의 투입을 필요로 하고 안전하고 영양가 있고 맛있는 음식 산출을 극대화하는 새롭고 판도를 바꾸는 식품 기술을 개발한 팀에게 상이 수여되는 국제 대회입니다.
-"언젠가 암흑과 화성에서 토마토 식물을 재배하는 거대한 선박을 상상해보십시오. 미래의 화성인에게는 그것이 얼마나 쉬울까요?" 공동 저자인 Martha Orozco-Cárdenas, UC Riverside Plant Transformation Research Center 소장은 말했습니다.
추가 탐색 어둠 속에서 바이오 연료의 미래 추가 정보: Elizabeth C. Hann et al, 에너지 효율적인 식품 생산을 위한 무기-생물학 하이브리드 인공 광합성 시스템, Nature Food (2022). DOI: 10.1038/s43016-022-00530-x 저널 정보: 네이처 푸드 캘리포니아 대학교 - 리버사이드 제공
https://phys.org/news/2022-06-artificial-photosynthesis-food-sunshine.html
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메모 2206240444 나의 사고실험 oms 스토리텔링
인공 광합성으로 햇빛 없이도 대량의 식량 생산 가능하다. 태양에 대한 완전한 의존에서 농업을 해방함으로써 인공 광합성 은 인위적 기후 변화 로 인해 점점 더 어려워지는 조건에서 식량을 재배할 수 있는 수많은 가능성의 문을 연다. 언젠가 암흑과 화성에서 토마토 식물을 재배하는 거대한 구조물을 상상해보라.
물론 이러한 대규모의 치밀한 식량생산 계획에는 샘플a.oms 농업이 매우 유효할 것이다. 인공광합성으로 생산되는 매카니즘의 데이타를 전체적으로 관리하는 1000퍼센트 치밀한 빅데이타 관리를 제공한다.
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-Photosynthesis evolved in plants over millions of years, converting energy from water, carbon dioxide and sunlight into plant biomass and the food we eat. However, this process is very inefficient as only about 1% of the energy found in sunlight ends up in plants. Scientists at UC Riverside and the University of Delaware have discovered a way to completely bypass the need for biological photosynthesis and use artificial photosynthesis to create sunlight-independent food.
- The study, published in Nature Food, uses a two-step electrocatalytic process to convert carbon dioxide, electricity and water into acetate, the main form of vinegar. Food-producing organisms then consume acetate in the dark for growth. Combined with solar panels that generate electricity to power an electrocatalyst, this organic-inorganic hybrid system can increase the efficiency of converting sunlight into food and is up to 18 times more efficient for some foods.
-"We found that a wide range of crops can take the acetates we provide and make them into key molecular building blocks that organisms need to grow and thrive. Acetate could be used as an additional energy source to increase crop yields By freeing agriculture from full dependence on the sun, artificial photosynthesis could be used to grow food in conditions increasingly difficult due to anthropogenic climate change. It opens the door to countless possibilities.
-"Imagine a giant ship growing tomato plants in the dark and on Mars one day. How easy will that be for future Martians?" said co-author Martha Orozco-Cárdenas, director of the UC Riverside Plant Transformation Research Center.
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memo 2206240444 my thought experiment oms storytelling
Artificial photosynthesis makes it possible to produce large quantities of food without sunlight. By freeing agriculture from full dependence on the sun, artificial photosynthesis opens up numerous possibilities for growing food in conditions increasingly difficult due to anthropogenic climate change. Imagine a giant structure growing tomato plants one day in darkness and on Mars.
Of course, sample a.oms agriculture would be very effective for such a large-scale and meticulous food production plan. It provides 1000% precise big data management that manages the data of the mechanism produced by artificial photosynthesis as a whole.
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