.Study proposes mathematical tool to help understand fractal structure of quark-gluon plasma
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.Study proposes mathematical tool to help understand fractal structure of quark-gluon plasma
연구는 쿼크-글루온 플라즈마의 프랙탈 구조를 이해하는 데 도움이 되는 수학적 도구를 제안합니다
José Tadeu Arantes, FAPESP 2018년 11월에 기록된 LHC의 CMS 검출기에서 납 이온 충돌에 의해 촉발된 일련의 사건. 출처: CMS/CERN JUNE 6, 2022
-쿼크글루온 플라즈마(QGP)는 강입자(양성자, 중성자, 중간자)의 충돌로 발생하는 것과 같이 극한의 온도와 밀도에서 존재하는 물질의 상태입니다. 이른바 '정상' 조건에서는 쿼크와 글루온이 강입자를 구성하는 구조에 항상 갇히지만, 강입자가 대형 강입자 충돌기에서 수행된 실험에서와 같이 상대론적 속도로 가속되어 서로 충돌하게 되면 쿼크와 글루온이 유럽핵연구기구(CERN)에서 운영하는 LHC(LHC)에서는 격리가 중단되고 쿼크와 글루온이 흩어져 플라즈마를 형성합니다.
-그 현상은 1초도 안 되는 아주 짧은 시간 동안 지속되지만, 그것을 관찰하는 것은 물질적 실재의 본질에 대한 중요한 발견을 만들어 냈습니다. 꾸준히 증거가 축적되고 있는 발견 중 하나는 쿼크-글루온 플라즈마 가 프랙탈 구조를 가지고 있다는 것입니다. 다양한 방향으로 전파되는 입자의 흐름으로 분해될 때 제트에 있는 입자의 거동은 플라즈마의 쿼크 및 글루온의 거동과 유사합니다. 게다가, 그것은 프랙탈의 전형인 많은 척도에 걸쳐 자기 유사성 패턴을 가진 일련의 반응으로 붕괴됩니다.
European Physical Journal Plus 에 발표된 새로운 연구에서는 현상에 대해 더 많이 이해할 수 있는 수학적 도구에 대해 설명합니다. 저자는 동일한 양자 상태를 공유하므로 구별할 수 없는 스핀이 0인 상대론적 입자인 보존의 역학에 대한 Klein-Gordon 방정식의 솔루션의 기술적 측면에 중점을 둡니다. 보스-아인슈타인 응축물(BEC)에서; 또한, 마치 단일 입자인 것처럼 집합적으로 행동하는 입자. BEC 연구는 새로운 원자 및 광학 물리학을 산출했습니다. 잠재적인 응용 프로그램에는 보다 정확한 원자 시계와 집적 회로를 만들기 위한 향상된 기술이 포함됩니다.
"프랙탈 이론은 BEC 형성을 설명합니다." 브라질 상파울루 대학교 물리학 연구소(IF-USP) 교수이자 이번 연구의 수석 연구원인 Airton Deppman이 말했습니다. "이 연구는 Physical Review D 에 게재된 ' Fractals, nonextensive statistics, and QCD ' 기사에서 이미 2020년에 발생한 광범위한 연구 프로그램의 일부였으며, Yang-Mills 필드가 프랙탈 구조를 가지고 있음을 보여주고 높은 수준에서 볼 수 있는 일부 현상을 설명합니다. -쿼크-글루온 플라즈마가 형성되는 에너지 충돌"이라고 Deppman이 덧붙였습니다. 1950년대 중국 물리학자 Chen-Ning Yang(1957년 노벨 물리학상 공동 수상자)과 미국 물리학자 Robert Mills가 공식화한 Yang-Mills 이론은 4가지 중 3가지를 설명하기 때문에 입자 물리학의 표준 모델에 매우 중요합니다.
우주의 기본 힘: 전자기력, 약력 및 강력(네 번째는 중력 상호 작용). "고에너지 충돌에서 주요 결과는 전통적인 Boltzmann 통계 대신 Tsallis 통계를 따르는 입자 운동량 분포입니다. 우리는 프랙탈 구조가 이에 대한 책임이 있음을 보여줍니다. 이는 Boltzmann 통계보다 Tsallis로 이어집니다."라고 Deppman은 말했습니다. Constantino Tsallis는 1943년 그리스에서 태어나 1984년에 브라질로 귀화했습니다. 그는 주로 통계 역학에 관심이 있는 이론 물리학자입니다. Ludwig Boltzmann(1844-1906)은 통계 역학, 전자기학 및 열역학에서 중요한 발전을 이룬 오스트리아의 물리학자이자 수학자입니다.
Deppman은 "이 프랙탈 접근 방식을 통해 Tsallis 엔트로피 지수 q를 결정할 수 있었고 이는 Yang-Mills의 주요 매개변수와 관련된 간단한 공식을 사용하여 계산되었습니다."라고 말했습니다. "양자 색역학[QCD, 글루온에 의해 매개되는 쿼크 간의 강한 상호작용 이론]의 경우, 이러한 매개변수는 입자 색상과 풍미의 수입니다. 이러한 매개변수를 사용하여 q = 8/7을 찾았으며, 이는 실험 결과와 호환 가능합니다. 여기서 q = 1.14"라고 말했습니다. QCD의 색상은 일반적인 개념이 아니라 쿼크 간의 강력한 상호 작용과 관련된 색상 전하를 나타냅니다. 빨강, 초록, 파랑으로 상징되는 세 가지 가능성이 있습니다. 쿼크는 또한 전자기 상호 작용과 관련된 전하를 갖지만 색 전하는 다른 현상입니다.
플레이버는 쿼크의 6가지 유형을 설명합니다: 업, 다운, 매력, 스트레인지, 탑, 바텀. 이 그림 같은 명명법은 소립자 이론에 대한 연구로 1969년 노벨 물리학상을 수상한 미국 물리학자 머레이 겔만(Murray Gell-Mann, 1929-2019)과 QCD에 기여한 후대의 과학자들의 유머 감각을 반영합니다. "우리 지식 진화의 흥미로운 측면은 고에너지 충돌이 큰 입자 충돌기에서 실험적으로 수행되기 전에, 그리고 쿼크의 존재가 제안되기 전에도 CERN에서 근무한 독일 물리학자인 Rolf Hagedorn이 예측하기 시작했다는 것입니다. 이러한 충돌에서 입자가 생성됩니다."라고 Deppman이 말했습니다.
" 우주선 연구를 바탕으로, 그는 고에너지 충돌에서 생성된 입자의 캐스케이드를 설명하기 위해 불덩어리의 개념을 공식화했습니다. 이 가설로 그는 제한된 영역과 제한되지 않은 영역 사이의 상전이에 해당하는 임계 온도를 예측했습니다. 그의 이론의 핵심 요소는 불덩어리의 자기 유사성입니다. 하게돈은 '프랙탈'이라는 개념이 아직 존재하지 않았기 때문에 '프랙탈'이라는 용어를 사용하지 않았지만 Mandelbrot가 용어를 만든 후 불덩이가 프랙탈임을 알았습니다." Benoît Mandelbrot(1924-2010)는 폴란드 태생의 프랑스- 미국의 수학자. Deppman에 따르면 Hagedorn의 이론은 Tsallis 통계를 포함하여 일반화할 수 있습니다. 실제로 Deppman은 2012년 Physica A 에 게재된 기사에서 그렇게 했습니다 .
"이 일반화를 통해 우리는 쿼크-글루온 플라즈마로의 전환을 위한 임계 온도를 예측하고 가장 가벼운 것에서 가장 무거운 것까지의 강입자 질량 스펙트럼에 대한 공식을 제공하는 일관된 열역학 이론을 얻었습니다."라고 그는 말했습니다. "쿼크-글루온 플라즈마에서 강입자에 이르는 강입자 시스템의 설명에서 개념적 연속성과 두 체제 모두에서 QCD의 프랙탈 구조의 타당성에 대한 강력한 증거가 존재합니다." Deppman은 프랙탈 구조가 전자기학에도 존재할 수 있는지에 대해 질문합니다. 이것은 번개에서 눈송이에 이르기까지 많은 자연 현상이 모두 전자기력에 의해 지배되기 때문에 프랙탈 구조를 갖는 이유를 설명합니다.
또한 Tsallis 통계가 그렇게 많은 현상에 존재하는 이유를 설명할 수도 있습니다. "Tsallis 통계는 프랙탈의 핵심 요소인 규모 변환 불변성을 설명하는 데 사용되었습니다."라고 그는 말했습니다. 프랙탈 이론이 중력 현상으로 확장될 수 있습니까? "중력은 Yang-Mills 이론에 포함되지 않기 때문에 우리 접근 방식의 범위를 벗어나지만 프랙탈이 모든 물질적 현실의 기본 패턴을 표현하는지 여부를 추측하는 것을 막을 수는 없습니다."라고 그는 말했습니다.
추가 탐색 입자 물리학에서 데드 콘 효과의 첫 번째 직접 관찰 추가 정보: E. Megías 외, 비선형 Klein-Gordon 방정식 및 Bose-Einstein 응축, The European Physical Journal Plus (2022). DOI: 10.1140/epjp/s13360-022-02511-2 저널 정보: 물리적 검토 D FAPESP 제공
https://phys.org/news/2022-06-mathematical-tool-fractal-quark-gluon-plasma.html
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메모 2206070511 나의 사고실험 oms 스토리텔링
쿼크글루온 플라즈마(QGP)는 강입자(양성자, 중성자, 중간자)의 충돌로 발생하는 것과 같이 극한의 온도와 밀도에서 존재하는 물질의 플라즈마 상태이다. 그 현상은 1초도 안 되는 아주 짧은 시간 동안 지속되지만, 그것을 관찰하는 것은 물질적 실재의 본질의 하나는 쿼크-글루온 플라즈마 가 프랙탈 구조를 가지고 있다는 것이다.
이런 상태를 수학적으로 규명하는 일을 프랙탈 이론이 개입할 수 있다고 보는듯 하다. 그 프랙탈을 나의 샘플c.oss이론에서 구현할 수 있다. 허허. 거의 순간 속도로 프랙탈이 우주적 규모로 무제한 확장하는 것을 목격하게 된다. 단 제한적 공간이 고밀도를 나타낼 뿐이다. 허허.
Sample a.oms (standard)
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000ac0 f00bde
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e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
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0deb00 ac000f
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a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
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sample b.quasi oms(standard)
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sample c.oss(standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
=bigrip/zerosum, npir+c(dark energy)
sample c.oss
domain(2203080543):
-Quarkgluon Plasma (QGP) is a state of matter that exists at extreme temperatures and densities, such as those caused by the collision of hadrons (protons, neutrons, mesons). Under so-called 'normal' conditions, quarks and gluons are always trapped in the structures that make up the hadron, but when the hadrons are accelerated to a relativistic speed and collide with each other, as in the experiments performed in a large hadron collider, quarks and gluons In this European Nuclear Research Organization (CERN) operated LHC (LHC), containment is interrupted and quarks and gluons scatter to form plasma.
-The phenomenon lasts for a very short time, less than a second, but observing it has made important discoveries about the nature of material reality. One of the discoveries that is steadily accumulating evidence is that quark-gluon plasmas have a fractal structure. The behavior of particles in a jet when decomposed into a stream of particles propagating in various directions resembles that of quarks and gluons in plasma. Moreover, it decays into a series of reactions with patterns of self-similarity across many scales typical of fractals.
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memo 2206070511 my thought experiment oms storytelling
Quark glueon plasma (QGP) is a plasma state of matter that exists at extreme temperatures and densities, such as those caused by the collision of hadrons (protons, neutrons, and mesons). The phenomenon lasts for a very short time of less than one second, but observing it is one of the essence of material reality that quark-gluon plasma has a fractal structure.
It seems that fractal theory can intervene in mathematically identifying this state. I can implement that fractal in my sample c.oss theory. haha. At near-instantaneous speed, we witness the unbounded expansion of the fractal to the cosmic scale. However, limited space only indicates high density. haha.
Sample a.oms (standard)
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.Study explores the promises and pitfalls of evolutionary genomics
연구는 진화 유전체학의 약속과 함정을 탐구합니다
Richard Harth, 애리조나 주립 대학 크레딧: 셔터스톡JUNE 6, 2022
2세기 알렉산드리아의 천문학자이자 수학자인 클라우디우스 프톨레마이오스는 원대한 야망을 가지고 있었습니다. 별의 운동과 행성의 경로를 이해하기 위해 그는 알마게스트(Almagest)로 알려진 이 주제에 관한 법학자의 논문을 출판했습니다. 프톨레마이오스는 그가 관찰한 천체의 움직임을 요약하는 것처럼 보이는 우주의 복잡한 수학적 모델을 만들었습니다. 불행하게도 그의 우주적 계획의 핵심에는 치명적인 결함이 있었습니다. 당시의 편견에 따라 프톨레마이오스는 지구가 우주의 중심이라는 전제에서 작업했습니다. 행성과 별의 움직임을 설명하는 복잡한 "주전원"으로 구성된 프톨레마이오스 우주는 그 결론이 1200년 이상 동안 과학적 도그마로 남아 있기는 했지만 오랫동안 역사책에 기록되었습니다.
진화 생물학 분야는 잘못된 이론적 접근의 대상이 되기도 하며, 때로는 지구에서 어지러울 정도로 다양한 생물 형태를 형성하는 자연의 진정한 작용을 전달하지 못하는 인상적인 모델을 생산하기도 합니다. 새로운 연구는 진화가 유기체 집단 수준에서 어떻게 작동하는지에 대한 추론을 이끌어내기 위해 설계된 수학적 모델을 조사합니다. 연구는 그러한 모델이 부당한 초기 가정을 피하고 기존 지식의 품질을 평가하고 대체 설명에 열려 있는 상태로 최대한 주의하여 구성해야 한다고 결론지었습니다.
null 모델 구성에 엄격한 절차를 적용하지 않으면 DNA 시퀀싱에서 파생된 사용 가능한 데이터의 특정 측면과 일치하는 것처럼 보이지만 종종 매우 복잡하고 다면적인 기본 진화 과정을 올바르게 설명하지 못하는 이론이 나올 수 있습니다. 그러한 이론적인 틀은 진화가 시간이 지남에 따라 개체군, 즉 박테리아 개체군, 물고기 떼 또는 인간 사회와 선사 시대의 다양한 이동에 실제로 어떻게 작용하는지에 대한 설득력 있지만 궁극적으로 결함이 있는 그림을 제공할 수 있습니다.
새로운 연구에서 애리조나 주립 대학의 생물 디자인 센터 진화 메커니즘의 연구원이자 진화 및 의학 센터의 생명 과학 학교 교수인 제프리 젠슨은 지침을 제공하는 데 있어 해당 분야의 국제 저명인사 그룹을 이끌고 있습니다. 미래 연구를 위해. 함께, 그들은 집단 유전체학 에서 통계적 추론을 생성하는 모델의 정확성을 더 잘 보장하는 데 사용할 수 있는 다양한 기준을 설명합니다. 이는 집단 및 종 내 및 집단 간 DNA 서열의 대규모 비교와 관련된 과학 분야입니다. "우리의 핵심 메시지 중 하나는 관찰된 개체군 변이 의 주요 동인으로 가정되거나 희귀한 진화 과정에 단순히 의존하기 전에 지속적인 작동에 있는 것이 확실한 진화 과정의 기여를 고려하는 것이 중요하다는 것입니다. 양성 선택 등)"라고 Jensen은 강조했습니다. 연구 결과는 PLOS Biology 저널 최신호에 실렸습니다 .
분야가 늙다 인구 유전체학은 이 분야의 초기 노력이 자연 선택을 통한 진화론에 대한 찰스 다윈의 개념을 아우구스티누스 수도사인 그레고르 멘델에 의해 밝혀진 유전 메커니즘의 첫 번째 암시와 조화시키려는 시도로 생겨났습니다. 합성은 1920년대와 30년대 초반에 절정에 달했는데, 이는 주로 자연선택이 다른 진화적 힘과 함께 시간이 지남에 따라 멘델 집단의 유전적 구성을 어떻게 수정하는지를 최초로 탐구한 Fisher, Haldane 및 Wright의 수학적 연구 덕분입니다. 오늘날, 집단 유전체학 연구는 생물학적 집단의 유전적 구성과 자연 선택과 유전적 이동을 포함한 다양한 요인이 시간이 지남에 따라 유전적 구성의 변화를 일으키는 방법을 탐구하기 위해 다양한 게놈 기술을 대규모로 적용하는 것을 포함합니다. 이를 달성하기 위해 집단 유전학자는 유전자 빈도를 형성하는 이러한 진화 과정의 기여를 정량화하는 수학적 모델을 개발하고, 이 이론을 사용하여 실제 집단에서 관찰된 유전 변이 패턴을 생성하는 힘을 추정하기 위한 통계적 추론 접근법을 설계하고, 축적된 데이터에 대해 결론을 테스트합니다.
삶의 향신료 게놈 변이 연구는 개인과 집단 간의 DNA 서열 차이에 중점을 둡니다. 이러한 변이체 중 일부는 유전 질환을 유발하는 돌연변이를 포함하여 생물학적 기능에 매우 중요하지만 다른 변이체는 감지할 수 있는 생물학적 효과가 없습니다. 인간 게놈의 이러한 변이는 여러 형태를 취할 수 있습니다. 변이의 한 가지 일반적인 원인은 게놈의 단일 DNA 문자가 변경된 단일 염기 다형성 또는 SNP로 알려져 있습니다. 그러나 수백 또는 수천 개의 염기쌍을 동시에 변경하는 게놈의 대규모 변이도 가능합니다. 다시 말하지만, 그러한 변경 중 일부는 질병 위험과 생존에 중요한 역할을 할 수 있지만 다른 많은 것은 효과가 없습니다. 개체군에서 분리된 다른 변이체가 서로에 대해 적합성 차이가 있을 때 자연 선택이 발생할 수 있습니다.
해당 유전자 빈도 변화를 제어하는 수학적 모델을 설계 및 연구하고 이러한 모델을 경험적 데이터에 적용함으로써 인구 유전학자는 기여하는 진화 과정을 엄격하고 정량적인 방식으로 이해하려고 합니다. 따라서 인구 유전학은 종종 현대 다윈주의 진화의 이론적 초석으로 간주됩니다. 게놈을 통해 표류 진화 과정에서 자연 선택의 중요성은 부인할 수 없지만 유익한 변이의 빈도를 증가시키는 긍정적 선택 의 역할 (적응의 잠재적 동인)은 다른 형태의 자연 선택에 비해 상대적으로 드물다는 것이 확실합니다. 예를 들어, 개체군에서 유해한 변이체를 제거하는 순화 선택은 지속적으로 작용하고 훨씬 더 널리 퍼진 형태의 선택입니다. 또한 매우 중요한 여러 비선택적 진화 과정 이 있습니다. 예를 들어, 유전적 드리프트는 진화에 내재된 많은 확률적 변동을 설명합니다.
대규모 개체군에서 자연선택은 해로운 변이를 제거하고 잠재적으로 유익한 변이를 수정하는 데 더 효율적으로 작용할 수 있지만, 개체군이 작아지면 유전적 드리프트가 점점 더 우세해질 것입니다. 박테리아와 같은 원핵 생물을 인간을 포함한 진핵 세포로 구성된 생물과 비교할 때 구별이 극적인 형태로 나타날 수 있습니다. 전자의 경우 방대한 인구 규모로 인해 보다 효율적인 선택이 이루어지는 경향이 있습니다. 대조적으로, 진핵생물에서 작용하는 약한 선택 압력은 그것이 강력하게 해롭지 않다면 게놈 변화에 더 관대하다.
50여 년 전에 인구 유전학자인 기무라 모토오(Motoo Kimura)가 제안한 현재 진화 이론의 기본 원칙인 분자 진화의 중립 이론(Neutral Theory of Molecular Evolution)에 따르면 실제 인구의 분자 수준에서 대부분의 진화적 변화는 자연 선택이 아니라 유전적 드리프트에 의해 좌우됩니다. 이 연구는 진화 생물학자들이 이 임계점을 너무 자주 놓치고 있음을 강조합니다. ASU의 진화 메커니즘을 위한 바이오디자인 센터 소장인 공동 저자인 Michael Lynch는 " 자연 선택 은 여러 진화 메커니즘 중 하나일 뿐이며, 이것을 깨닫지 못하는 것은 아마도 진화 이론과 분자, 세포 및 발달 생물학." 새로운 합의 연구는 유전적 드리프트를 포함하여 확실히 작동하고 있는 이러한 대안적인 진화 메커니즘을 고려하지 않고 이를 집단 게놈 모델에 통합하지 않으면 연구자를 잘못된 길로 이끌 가능성이 있다고 강조합니다.
저자들은 게놈 변이를 설명하기 위해 순전히 적응 모델에 대한 일반적인 과신으로 인해 모호한 가치에 대한 많은 해석이 나왔다고 주장합니다. 이 연구는 게놈 데이터를 기반으로 진화적 추론을 도출하는 데 사용되는 보다 정확한 모델의 개발을 안내하는 데 도움이 될 수 있는 자세한 흐름도를 제공합니다. 종에 따라 달라지는 생물학적 매개변수에는 개체군 크기, 돌연변이율, 재조합 속도, 개체군 구조 및 역사와 같은 진화적 변수뿐만 아니라 게놈 자체가 구조화되는 방식과 짝짓기 행동을 포함한 생활사 특성이 포함됩니다.
이러한 모든 요소는 관찰된 분자 변이와 진화를 결정하는 데 중요한 역할을 합니다. "이러한 많은 고려 사항이 일부 연구자에게는 벅차게 들릴 수 있지만 ASU 및 전 세계의 많은 우수한 연구 그룹이 이러한 근본적인 진화 매개변수에 대한 이해를 적극적으로 개선하고 있음을 주목하는 것이 중요합니다. 예를 들어 돌연변이 및 재조합 속도"라고 공동 저자인 Susanne Pfeifer, Center for Evolution & Medicine 및 Biodesign Center for Mechanisms of Evolution의 조교수가 덧붙였습니다. 한때 인구 유전체학의 이론적 모델이 상대적으로 부족한 유전체 데이터와 함께 확산되었지만 오늘날에는 생명 계통에 걸쳐 유기체에 대한 빠르고 저렴한 DNA 시퀀싱을 통해 가능해진 데이터의 눈사태가 이 분야를 극적으로 변화시켰습니다. 이 게놈 데이터의 금광을 신중하고 현명하게 사용하면 가장 엄격한 모델을 발전시켜 진화의 남아 있는 많은 미스터리를 푸는 데 도움이 될 것입니다.
추가 탐색 야생동물은 생각보다 빠르게 진화한다 추가 정보: Parul Johri et al, 인구 유전체학의 통계적 추론 개선을 위한 권장 사항, PLOS Biology (2022). DOI: 10.1371/journal.pbio.3001669 저널 정보: PLoS Biology 애리조나주립대학교 제공
https://phys.org/news/2022-06-explores-pitfalls-evolutionary-genomics.html
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