.Sleeping giant could end deep ocean life
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.Magnetic Quantum Material Provides Platform for Probing Next-Generation Information Technologies
자성 양자 물질은 차세대 정보 기술을 조사하기 위한 플랫폼을 제공합니다
주제:암사슴정보 기술오크리지 국립연구소 오크리지 국립연구소 작성 2022년 8월 16 일 중성자 산란으로 밝혀진 삼염화철의 스핀 상관관계 중성자 산란은 삼염화철의 스핀 상관관계를 밝혀냈습니다. 예술가의 묘사는 나선형 스핀 액체 상태의 증거를 제공하는 산란을 해석합니다. 출처: Jacquelyn DeMink/ORNL, 미국 에너지부 AUGUST 16, 2022
에너지부 오크리지 국립연구소(ORNL)의 과학자들은 특정 물질의 원자 구조가 나선형 스핀 액체라고 불리는 새로운 물질 상태를 수용할 수 있는지 여부를 결정하기 위해 중성자 산란을 사용했습니다. 팀은 적층 삼염화철 자석의 벌집형 격자에서 "스핀"으로 알려진 작은 자기 모멘트를 추적하여 나선형 스핀 액체를 호스팅하는 최초의 2D 시스템을 발견했습니다.
이 발견은 차세대 정보 기술을 주도할 수 있는 물리학 현상에 대한 미래 연구를 위한 테스트 베드를 제공합니다. 여기에는 프랙톤과 스커미온이 포함됩니다. 프랙톤은 양자 컴퓨팅 에서 유망한 것으로 판명될 수 있는 집합적 양자화된 진동입니다 . Skyrmions는 고밀도 데이터 저장을 발전시킬 수 있는 새로운 자기 스핀 텍스처입니다. Physical Review Letters 에 발표된 연구를 주도한 ORNL의 Shang Gao는 "나선형 방사 액체를 수용하는 물질은 양자 방사 액체, 스핀 질감 및 프랙톤 여기를 생성하는 데 사용될 수 있는 잠재력으로 인해 특히 흥미롭습니다."라고 말했습니다 .
오랜 이론은 벌집 격자가 나선형 스핀 액체를 수용할 수 있다고 예측했습니다. 이것은 스핀이 변동하는 코르크 마개 모양의 구조를 형성하는 물질의 새로운 단계입니다. 그러나 본 연구까지는 2D 시스템에서 이 단계에 대한 실험적 증거가 부족했습니다. 2D 시스템은 적층 방향보다 평면에서 상호 작용이 더 강한 층상 결정질 재료를 포함합니다.
Gao는 삼염화철을 10년 이상 전에 제안된 이론을 테스트하기 위한 유망한 플랫폼으로 확인했습니다. 그와 공동 저자인 ORNL의 Andrew Christianson은 2D 재료의 성장 및 연구에 대해 광범위하게 연구한 ORNL의 Michael McGuire에게 접근하여 중성자 회절 측정을 위해 삼염화철 샘플을 합성하고 특성화할 수 있는지 물었습니다. 벌크 흑연에 순수 탄소의 벌집 격자로 2D 그래핀 층이 존재하는 것처럼 벌크 삼염화철에는 2D 벌집 층으로 2D 철 층이 존재합니다.
McGuire는 "이전 보고서는 이 흥미로운 벌집 모양 물질이 저온에서 복잡한 자기 거동을 보일 수 있음을 암시했습니다."라고 말했습니다. McGuire는 "각 벌집 모양의 철 층은 위와 아래에 염소 원자를 가지고 있어 염소-철-염소 슬래브를 만듭니다."라고 말했습니다. “한 슬래브 위에 있는 염소 원자는 반 데르 발스 결합을 통해 다음 슬래브 바닥에 있는 염소 원자와 매우 약하게 상호 작용합니다. 이 약한 결합으로 인해 이와 같은 재료는 종종 단일 슬래브까지 매우 얇은 층으로 쉽게 벗겨집니다. 이것은 장치를 개발하고 3차원에서 2차원으로의 양자 물리학의 진화를 이해하는 데 유용합니다.”
-양자 물질에서 전자 스핀은 집합적으로 그리고 이국적으로 행동할 수 있습니다. 스핀 하나가 움직이면 모두 반응합니다. 아인슈타인은 "원거리에서 으스스한 동작"이라고 부르는 얽힌 상태입니다. 시스템은 좌절감의 상태로 유지됩니다. 전자 스핀이 끊임없이 방향을 변경하여 다른 얽힌 전자가 이에 따라 변동하도록 하기 때문에 무질서를 보존하는 액체입니다. 60년 전, 염화 제2철 결정 에 대한 최초의 중성자 회절 연구가 ORNL에서 수행되었습니다.
오늘날 ORNL은 재료 합성, 중성자 산란, 시뮬레이션, 이론, 이미징 및 계산에 대한 광범위한 전문 지식을 바탕으로 정보 보안 및 저장을 위한 차세대 기술 개발을 주도하는 자기 양자 재료의 선구적인 탐구를 가능하게 합니다. 나선형 방사 액체의 회전 운동 매핑은 ORNL의 DOE Office of Science 사용자 시설인 Spallation Neutron Source 및 High Flux Isotope Reactor의 전문가와 도구에 의해 가능했습니다. ORNL 공동 저자는 중성자 산란 실험의 성공에 필수적이었습니다. HFIR의 POWDER 회절계를 사용하여 실험을 주도한 Clarina dela Cruz; SNS의 CORELLI 분광기를 사용하여 실험을 주도한 Yaohua Liu, HFIR의 WAND 2 회절 계와 관련된 실험을 주도한 Matthias Frontzek ; SNS의 SEQUOIA 분광계를 운영하는 실험을 주도한 Matthew Stone; 그리고 SNS의 ARCS 분광기를 작동시키는 실험을 주도한 Douglas Abernathy. "SNS와 HFIR에서 측정한 중성자 산란 데이터는 나선형 스핀 액체상의 강력한 증거를 제공했습니다."라고 Gao는 말했습니다. 공동 저자인 매튜 스톤(Matthew Stone)은 "중성자 산란 실험은 중성자가 샘플과 에너지 및 운동량을 교환하는 방식을 측정하여 자기 특성을 추론할 수 있게 해주었다"고 말했습니다. 그는 나선형 스핀 액체의 자기 구조를 다음과 같이 설명했습니다. 링을 따라 걸으면 모든 회전이 같은 방향을 가리킵니다. 그러나 바깥쪽으로 걸어가서 다른 고리를 건너면 그 회전이 축을 중심으로 회전하기 시작하는 것을 보게 될 것입니다. 그것이 나선이다.” "우리의 연구는 나선형 방사 액체의 개념이 광범위한 종류의 벌집 격자 재료에 대해 실행 가능하다는 것을 보여줍니다."라고 공동 저자인 Andrew Christianson이 말했습니다. "그것은 커뮤니티에 스핀 텍스처와 프랙톤과 같은 새로운 여기를 탐색할 수 있는 새로운 경로를 제공하여 양자 컴퓨팅과 같은 미래의 응용 프로그램에 사용될 수 있습니다." 참조: Shang Gao, Michael A. McGuire, Yaohua Liu, Douglas L. Abernathy, Clarina dela Cruz, Matthias Frontzek, Matthew B. Stone 및 Andrew D. Christianson의 "벌집 격자의 나선형 스핀 액체", 2022년 6월 1일 물리적 검토 편지 . DOI: 10.1103/PhysRevLett.128.2272 DOE의 Office of Science가 이 작업을 지원했습니다.
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메모 2208190451 나의 사고실험 oms 스토리텔링
양자 물질에서 전자 스핀은 집합적으로 그리고 이국적으로 행동할 수 있다. 스핀 하나가 움직이면 모두 반응한다. 아인슈타인은 "원거리에서 으스스한 동작"이라고 부르는 얽힌 상태이다.
그런데 그러한 현상은 으시시하지 않고 친숙한 샘플a.oms 모습이다. 우주질서를 유지하기 위해 소립자 먼지의 존재가 필요하기도 하고 smola_d구조에 의해 빛이나 영혼처럼 샘플b.qoms 다중우주의 특이점인 빅뱅처럼 영원히 자유로히 이동하는 전체의 부분으로 존재함이 가능하다. 허허.
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- In quantum matter, electron spins can behave collectively and exotically. When one spin moves, they all react. It's a tangled state that Einstein calls "spooky motion at a distance." The system remains in a state of frustration. Disorder-preserving liquids because electron spins constantly change direction, causing other entangled electrons to fluctuate accordingly. Sixty years ago, the first neutron diffraction studies of ferric chloride crystals were performed at ORNL.
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memo 2208190451 my thought experiment oms storytelling
In quantum materials, electron spins can behave collectively and exotically. When one spin moves, all react. It's a tangled state that Einstein calls "spooky motion at a distance."
However, such a phenomenon is not creepy, but a familiar sample a.oms. The existence of elementary particle dust is necessary to maintain cosmic order, and it is possible to exist as a part of the whole that moves freely like light or soul by the smola_d structure. haha.
Sample a.oms (standard)
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sample b.qoms(standard)
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sample c.oss(standard)
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우크라이나전을 보면 인생의 허상을 느낀다. 러시아가 약소국을 얼마나 포식하려 아집에 젖었는지 알게 된다. 인간 짐승의 사회성을 드러낸 러시아 푸틴 야만국을 보게 된다. 이것은 21세기 진화된 지적인 인류의 과학문명이 아니다. 소름돋는 악마의 세계이다. 인류의 지적 진화와 낭만은 거리가 멀어 보인다.
When I watch the Ukraine game, I feel the illusion of life. You learn how obsessive Russia is to prey on a weaker country. You will see the Russian Putin barbarism that reveals the social nature of human beasts. This is not the scientific civilization of intelligent mankind that evolved in the 21st century. It's a creepy world of demons. Humanity's intellectual evolution and romance seem far away.
.The Strength of the Strong Force – Accounting for 99% of the Ordinary Mass in the Universe
강한 힘의 힘 - 우주의 보통 질량의 99%를 차지하는
주제:입자 물리학인기 있는토마스 제퍼슨 국립 연구소 2022년 8월 6일 Thomas JEFFERSON 국립 연구소 작성 물리학 입자 충돌기 개념 새로운 실험은 우주의 일반 질량의 99%를 차지하는 이론을 뒷받침하는 양인 강한 힘 결합의 한 번도 측정된 적이 없는 영역에 초점을 맞춥니다.
-토마스 제퍼슨 국립 연구소의 실험은 우주의 일반 질량의 99%를 차지하는 이론을 뒷받침하는 양인 강한 힘 결합의 한 번도 측정된 적이 없는 영역에 초점을 맞춥니다. 이 애매한 입자가 2012년에 발견되었을 때 힉스 입자 에 대해 많은 관심이 생겼 습니다. 비록 그것이 일반 물질 질량을 제공한다고 선전되었지만, 힉스 장과의 상호 작용은 일반 질량의 약 1%만 생성합니다. 나머지 99%는 강한 핵력, 즉 쿼크라고 하는 작은 입자를 일반 물질의 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자로 불리는 더 큰 입자로 묶는 기본력과 관련된 현상에서 비롯됩니다.
강한 핵력(종종 강한 힘이라고 함)은 자연의 4가지 기본 힘 중 하나입니다. 나머지는 중력, 전자기력, 약한 핵력입니다. 이름에서 알 수 있듯 4종 중 최강이다. 그러나 그것은 또한 가장 짧은 범위를 가지므로 효과를 느끼기 전에 입자가 극도로 가까워야 함을 의미합니다. 이제 과학자들은 우주의 대부분의 질량 또는 일반 물질이 어떻게 생성되는지 설명하는 이론을 확고하게 뒷받침하는 양인 강한 힘의 힘을 실험적으로 추출했습니다.
이 연구는 미국 에너지부의 Thomas Jefferson National Accelerator Facility(Jefferson Lab)에서 수행되었습니다. 강한 힘의 결합으로 알려진 이 양은 이 힘 하에서 두 물체가 얼마나 강하게 상호 작용하거나 "결합"하는지를 나타냅니다. 강한 힘 결합은 힘의 영향을 받는 입자 사이의 거리에 따라 달라집니다. 이 연구에 앞서 이론은 강력한 힘 결합이 먼 거리에서 어떻게 작용하는지에 대해 의견이 일치하지 않았습니다. 일부는 거리에 따라 증가할 것이라고 예측하고, 일부는 감소하고, 일부는 일정하게 유지될 것이라고 예측했습니다.
Jefferson Lab 데이터를 사용하여 물리학자들은 가장 먼 거리에서 강한 힘의 결합을 결정할 수 있었습니다. 이론적 예측에 대한 실험적 지원을 제공하는 그들의 결과는 최근 Particles 저널의 표지에 실렸습니다 . 논문의 공동 저자이자 Jefferson Lab의 선임 과학자인 Jian-Ping Chen은 "우리의 노력이 인정을 받게 되어 기쁘고 기쁘게 생각합니다."라고 말했습니다. 이 문서는 수년간의 데이터 수집 및 분석의 정점이지만 처음부터 완전히 의도된 것은 아닙니다. 스핀 실험의 파생물 쿼크 사이의 더 작은 거리에서는 강한 힘의 결합이 작고 물리학자들은 표준 반복 방법으로 이를 해결할 수 있습니다. 그러나 더 먼 거리에서는 강한 힘의 결합이 너무 커서 반복적인 방법이 더 이상 작동하지 않습니다.
이 논문의 공동 저자이자 Jefferson Lab의 직원 과학자인 Alexandre Deur는 "이것은 저주이자 축복입니다."라고 말했습니다. "이 양을 계산하기 위해 더 복잡한 기술을 사용해야 하지만 그 순수한 가치는 매우 중요한 새로운 현상을 불러일으킵니다." 여기에는 우주 일반 질량의 99%를 차지하는 메커니즘이 포함됩니다. (그러나 우리는 그것에 대해 조금 후에 알게 될 것입니다.) 반복적인 방법을 사용할 수 없다는 어려움에도 불구하고 Deur, Chen 및 공동 저자는 영향을 받는 신체 사이의 가장 큰 거리에서 강한 힘의 결합을 추출했습니다. 그들은 양성자와 중성자 스핀이라는 완전히 다른 것을 연구하기 위해 실제로 설계된 소수의 Jefferson Lab 실험에서 이 값을 추출했습니다.
-이러한 실험은 DOE 사용자 시설인 실험실의 연속 전자빔 가속기 시설에서 수행되었습니다. CEBAF는 실험 홀에서 편광된 양성자와 중성자를 포함하는 특수 표적으로 향할 수 있는 편광된 전자빔을 제공할 수 있습니다. 전자빔이 편광되면 대부분의 전자가 모두 같은 방향으로 회전하고 있음을 의미합니다. 이 실험은 제퍼슨 연구소의 편광된 전자빔을 편광된 양성자 또는 중성자 표적에 쏘았습니다. 이후 몇 년간의 데이터 분석 동안 연구원들은 양성자와 중성자에 대해 수집된 정보를 결합하여 더 먼 거리에서 강한 힘의 결합을 추출할 수 있다는 것을 깨달았습니다.
Chen은 "Jefferson Lab의 고성능 편광 전자빔과 편광 표적 및 탐지 시스템의 개발을 통해 이러한 데이터를 얻을 수 있었습니다."라고 말했습니다. 그들은 영향을 받는 물체 사이의 거리가 증가함에 따라 강한 힘의 결합이 수평을 유지하고 일정해지기 전에 빠르게 증가한다는 것을 발견했습니다. 첸은 “이렇게 될 것이라고 예측한 이론이 있지만 실제로 실험적으로 본 것은 이번이 처음”이라고 말했다. "이것은 양성자와 중성자를 형성하는 쿼크의 규모에서 강력한 힘이 실제로 어떻게 작용하는지에 대한 세부 정보를 제공합니다." 평준화는 방대한 이론을 뒷받침합니다. 이 실험은 약 10년 전에 수행되었는데, 당시 Jefferson Lab의 전자빔은 최대 6GeV의 에너지에서만 전자를 제공할 수 있었습니다.
이제 최대 12GeV가 가능합니다. 이러한 더 큰 거리에서 강한 힘을 조사하려면 저에너지 전자빔이 필요했습니다. 저에너지 프로브를 사용하면 더 긴 시간 척도에 접근할 수 있으므로 영향을 받는 입자 사이의 더 큰 거리에 접근할 수 있습니다. 유사하게, 더 짧은 시간 척도와 입자 사이의 더 작은 거리를 포착하기 위해 확대하려면 더 높은 에너지 프로브가 필수적입니다. CERN , Fermi National Accelerator Laboratory 및 SLAC National Accelerator Laboratory 와 같은 고에너지 빔을 사용하는 연구소 에서는 이 값이 상대적으로 작을 때 이러한 더 작은 시공간 규모에서 강한 힘 결합을 이미 조사했습니다. 더 높은 에너지 빔이 제공하는 확대 보기는 쿼크의 질량이 작고 단지 몇 MeV라는 것을 보여주었습니다. 적어도 그것은 교과서의 질량입니다.
-그러나 쿼크가 더 낮은 에너지로 조사되면 쿼크의 질량은 효과적으로 300MeV로 증가합니다. 이는 쿼크가 더 먼 거리를 이동할 때 강한 힘을 전달하는 입자인 글루온 구름을 모으기 때문입니다. 이 구름의 질량 생성 효과는 우주 질량의 대부분을 차지합니다. 이 추가 질량이 없으면 쿼크의 교과서 질량은 양성자와 중성자 질량의 약 1%만 설명할 수 있습니다. 나머지 99%는 이 획득된 덩어리에서 나옵니다. 유사하게, 이론은 글루온이 짧은 거리에서는 질량이 없지만 더 멀리 이동할 때 효과적으로 질량을 획득한다고 가정합니다. 원거리에서 강한 힘 결합의 평준화는 이 이론을 뒷받침합니다.
-"글루온이 장거리에서 질량이 없는 상태로 유지된다면 강한 힘의 결합이 억제되지 않고 계속 커질 것입니다."라고 Deur가 말했습니다. "우리의 측정에 따르면 탐사된 거리가 멀어질수록 강한 힘의 결합이 일정해지며, 이는 양성자와 중성자에 99%의 질량을 부여하는 동일한 메커니즘을 통해 글루온이 질량을 획득했다는 신호입니다." 이것은 이 질량 생성 메커니즘을 이해하기 위해 먼 거리에서 강한 힘 결합이 중요하다는 것을 의미합니다. 이러한 결과는 또한 강한 힘을 설명하는 수용된 이론인 양자 색역학(QCD)에 대한 방정식을 푸는 새로운 방법을 확인하는 데 도움이 됩니다. 예를 들어, 장거리에서 강한 힘의 결합이 평평해지는 것은 물리학자들이 Anti-de Sitter/Conformal Field Theory(AdS/CFT) 이중성이라는 새로운 첨단 기술을 적용할 수 있다는 증거를 제공합니다.
AdS/CFT 기술을 사용하면 물리학자가 방정식을 비반복적으로 해결할 수 있으므로 반복 방법이 실패하는 원거리에서 강력한 힘 계산에 도움이 될 수 있습니다. "등각장 이론(Conformal Field Theory)"에서 등각은 기술이 모든 시공간 규모에서 동일하게 거동하는 이론을 기반으로 함을 의미합니다. 강한 힘 결합은 더 먼 거리에서 레벨이 떨어지기 때문에 더 이상 시공간 규모에 의존하지 않습니다. 즉, 강한 힘이 등각적이고 AdS/CFT가 적용될 수 있습니다. 이론가들은 이미 AdS/CFT를 QCD에 적용했지만 이 데이터는 이 기술의 사용을 지원합니다. "AdS/CFT를 사용하면 지금까지 다루기 어려웠거나 매우 엄격하지 않은 모델을 사용하여 매우 대략적으로 해결되었던 QCD 또는 양자 중력 문제를 해결할 수 있었습니다."라고 Deur가 말했습니다.
"이것은 기초 물리학에 대한 많은 흥미로운 통찰력을 제공했습니다." 따라서 이러한 결과는 실험가에 의해 생성되었지만 이론가에게 가장 큰 영향을 미칩니다. SLAC 국립 가속기 연구소의 명예 교수이자 QCD 이론가인 스탠리 브로드스키(Stanley Brodsky)는 "이 결과가 양자 색역학 및 강입자 물리학의 발전을 위한 진정한 돌파구라고 믿습니다. "저는 Jefferson Lab 물리학 커뮤니티, 특히 Alexandre Deur 박사가 물리학의 이 중요한 발전을 축하합니다." 우연히 이러한 결과를 가져온 실험이 수행된 지 몇 년이 지났습니다. 완전히 새로운 실험 세트는 이제 Jefferson Lab의 더 높은 에너지 12 GeV 빔을 사용하여 핵 물리학을 탐구합니다. Chen은 "이 모든 오래된 실험에 대해 매우 만족하는 한 가지는 우리가 많은 어린 학생들을 훈련시켰고 그들이 이제 미래 실험의 리더가 되었다는 것입니다."라고 말했습니다. 이 새로운 실험이 지원하는 이론은 시간이 지나야 알 수 있습니다.
참조: Alexandre Deur, Volker Burkert, Jian-Ping Chen 및 Wolfgang Korsch의 " QCD 유효 전하 α g 1 ( Q )의 실험적 결정", 2022년 5월 31일, 입자 . DOI: 10.3390/particles5020015
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메모 2208190539 나의 사고실험 oms 스토리텔링
샘플 a.oms는 양성자 vix와 중성자 smola가 강력으로 묶여있는 곳이다. 샘플 a.oms극한적 업버전을 보면 가히 우주적이다. 이를 가느에한 힘은 글루온이 장거리에서 질량이 없는 상태로 유지되어 강한 힘의 결합이 억제되지 않고 계속 커질 것이다.
우주물리 자연계가 힉스 장과의 상호 작용은 일반 질량의 약 1%만 vix 생성한다. 나머지 99% smola(vixx)는 강한 핵력, 즉 쿼크라고 하는 작은 입자를 일반 물질의 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자로 불리는 더 큰 입자로 묶는 기본력과 관련된 현상에서 비롯된다. 허허.
샘플a.oms(standard)
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샘플b.qoms(standard)
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샘플c.oss(standard)
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-Thomas Jefferson National Laboratory's experiments focus on the never-measured area of strong force coupling, a quantity that supports the theory that it accounts for 99% of the universe's general mass. There was a lot of interest in the Higgs particle when this obscure particle was discovered in 2012. Although it is touted as providing the normal mass of matter, its interaction with the Higgs field produces only about 1% of the normal mass. The remaining 99% comes from strong nuclear forces, a phenomenon associated with fundamental forces that bind small particles called quarks into larger particles called protons and neutrons that make up the atomic nuclei of ordinary matter.
-These experiments were performed at the DOE user facility, the laboratory's continuous electron beam accelerator facility. CEBAF can provide a polarized electron beam that can be directed to a special target containing polarized protons and neutrons in the laboratory hall. When the electron beam is polarized, it means that most of the electrons are all rotating in the same direction. In this experiment, a polarized electron beam from Jefferson Laboratories was shot at a polarized proton or neutron target. During subsequent years of data analysis, researchers realized that by combining the information gathered about protons and neutrons, they could extract stronger-force bonds at greater distances.
-"If the gluons remain massless over long distances, the binding of strong forces will continue to grow without restraint," said Deur. “Our measurements show that the stronger the force binding becomes constant as the distance explored increases, which is a sign that the gluons gained mass through the same mechanism that gave protons and neutrons 99% of their mass.” This means that strong force coupling over long distances is important to understand this mass production mechanism. These results also help identify new ways to solve equations for quantum chromodynamics (QCD), an accepted theory explaining strong forces. For example, the flattening of strong force coupling over long distances provides evidence that physicists can apply a new cutting-edge technique called Anti-de Sitter/Conformal Field Theory (AdS/CFT) duality.
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memo 2208190539 my thought experiment oms storytelling
Sample a.oms is where the proton vix and the neutron smola are strongly bound. If you look at the sample a.oms extreme upgrade, it is truly cosmic. The slender force will continue to grow without inhibiting the binding of strong forces as the gluons remain massless over long distances.
Cosmic physics interactions with the Higgs field generate only about 1% vix of their normal mass. The remaining 99% smola (vixx) comes from a strong nuclear force, a phenomenon related to the fundamental force that binds small particles called quarks into larger particles called protons and neutrons that make up the atomic nuclei of ordinary matter. haha.
Sample a.oms (standard)
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.Researchers explore how impacts 'break in' a new planet
연구원들은 영향이 새로운 행성을 '침입'하는 방법을 탐구합니다
퍼듀 대학교 충돌 분화구 역학 전문가인 Brandon Johnson은 그가 가장 좋아하는 연구 주제인 수성, 화성, 달에 둘러싸여 있습니다. 크레딧: 퍼듀 대학교 사진/Rebecca McElhoe AUGUST 17, 2022
공, 호두, 정동석 등을 세게 칠수록 깨지기 쉽습니다. 또는 깨지지 않으면 새 야구 글러브를 두드려 더 부드럽고 유연하게 만들 때와 같이 최소한 구조적 무결성을 약간 잃을 가능성이 더 큽니다. 크든 작든 크랙이 형성되고 그 영향에 대해 조용하고 영구적인 증거가 됩니다. 이러한 영향이 우주의 행성체, 소행성, 달 및 기타 암석에 미치는 영향을 연구하는 것은 이과대학 지구, 대기 및 행성 과학부의 부교수 Brandon Johnson과 박사후 연구원인 Sean Wiggins를 비롯한 행성 과학자들에게 도움이 됩니다.
행성 외 지질학, 특히 물, 얼음, 심지어 잠재적인 미생물 생명체를 포함한 귀중한 물질을 찾을 수 있는 곳을 이해합니다. 태양계의 모든 고체는 크고 작은 충격에 의해 끊임없이 두들겨 맞습니다. 지구에서도 최소한 세 번의 큰 충격이 모든 지점에 영향을 미칩니다. 달을 테스트 대상으로 사용하여 Johnson, Wiggins 및 그들의 팀은 충돌과 행성의 다공성 사이의 관계를 정량화하기 시작했습니다.
연구원들은 광범위한 달 중력 데이터와 상세한 모델링을 사용하여 큰 물체가 달이나 다른 행성에 부딪힐 때 그 충격이 표면과 구조에 영향을 줄 수 있음을 발견했습니다. 심지어 충돌 지점에서 아주 멀리 떨어져 있고 행성이나 달 자체 깊숙한 곳에서도 영향을 미칠 수 있습니다. .
네이처 커뮤니케이션즈( Nature Communications ) 저널에 발표된 새로운 연구에 자세히 설명된 이 발견 은 과학자들을 어리둥절하게 했던 달에 대한 기존 데이터를 설명합니다.
존슨은 "NASA의 GRAIL(중력 복구 및 내부 연구소) 임무는 달의 중력을 측정했고 달 표면이 매우 깊은 구멍까지 뚫려 있음을 보여줬다"고 말했다. "우리는 달이 어떻게 그렇게 다공성이 되는지에 대한 설명이 없었습니다. 이것은 큰 충격이 달 의 지각을 파괴하고 이러한 다공성 을 도입할 수 있음을 실제로 보여주는 첫 번째 작업입니다 ."
달의 마레 오리엔탈은 약 39억년 된 분화구이며 직경은 거의 1,000km입니다. 그것은 달 지각의 다공성의 대부분을 담당하는 여러 개의 큰 분지 중 하나입니다. 크레딧: NASA
행성과 달이 부서진 곳 과 그 이유를 이해하면 우주 탐사를 지시하고 과학자들에게 생명체를 찾기에 가장 좋은 곳이 어디인지 알 수 있습니다. 바위, 물, 공기가 만나고 상호작용하는 곳이면 어디든지 생명체의 가능성이 있습니다. Wiggins는 "흥분할 것이 많다. "우리 데이터는 미스터리를 설명합니다. 이 연구는 초기 지구와 화성에 대한 의미가 있습니다. 그 당시에 생명체가 존재했다면 지구를 살균하고 바다를 끓일 간헐적으로 큰 영향이 있었습니다. 하지만 생존할 수 있는 생명체가 있다면 구멍과 틈에서 수백 피트 또는 몇 마일 아래로 내려가면 살아남을 수 있었고 이러한 종류의 충격 으로부터 생명체가 숨을 수 있는 피난처를 제공할 수 있었을 것 입니다. "이러한 발견은 화성이나 다른 곳에서 미래의 임무를 지시할 수 있는 많은 잠재력을 가지고 있습니다. 직접 수색에 도움이 될 수 있고 어디를 봐야 하는지 알려줄 수 있습니다."
추가 탐색 달 표면의 다공성은 폭격의 역사를 보여줍니다 추가 정보: Sean E. Wiggins et al, 초기 행성 지각의 광범위한 충격 생성 다공성, Nature Communications (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-32445-3 저널 정보: 네이처 커뮤니케이션즈 퍼듀대학교 제공
https://phys.org/news/2022-08-explore-impacts-planet.html
.New Way Invented To Produce Oxygen on Mars for Future Explorers
미래 탐험가를 위해 화성에서 산소를 생산하는 새로운 방법 발명
주제:미국 물리학 연구소연료화성산소혈장 2022년 8월 17일 미국 물리학 연구소 작성 화성 기지의 우주 비행사 연구원들은 화성 환경 내에서 산소를 생성하고 분리하는 플라즈마 기반 방법을 고안했습니다. 플라즈마 기반 방법 을 사용하여 붉은 행성에서 이산화탄소를 산소로 변환하고 연료, 비료를 생산합니다 . 화성 환경 내에서 산소를 생성하고 분리하는 플라즈마 기반 방법이 국제 연구팀에 의해 고안되었습니다. 이것은 NASA 의 화성 산소 현장 자원 활용 실험(MOXIE)에 대한 보완적인 접근 방식이며 우주로 보내진 기기 킬로그램당 높은 분자 생산 속도를 제공할 수 있습니다.
이러한 시스템은 화성의 생명 유지 시스템 개발에 필수적인 역할을 할 수 있습니다. 또한 연료, 건축 자재 및 비료를 처리하는 데 필요한 공급원료 및 기본 화학 물질을 생산할 수 있습니다. AIP Publishing 의 Journal of Applied Physics 에서 연구원들은 화성에서 제품을 생성하기 위해 지역 자원을 활용하고 처리하는 방법을 제시했습니다. 대기는 주로 쪼개져 산소를 생성할 수 있는 이산화탄소에 의해 형성되고 그 압력은 플라즈마 점화에 유리하기 때문에 붉은 행성의 자연 조건은 플라즈마에 의한 현장 자원 활용에 거의 이상적입니다.
이 팀에는 리스본 대학, 매사추세츠 공과 대학, 소르본 대학, 아인트호벤 공과 대학 및 네덜란드 기초 에너지 연구 연구소의 과학자들이 포함되었습니다. 화성에서 산소를 생산하는 데 방해가 되는 두 가지 큰 장애물이 있습니다.
이산화탄소 플라즈마 프랑스 Ecole Polytechnique의 Laboratoire de Physique des Plasmas에서 생성된 이산화탄소 플라즈마는 화성에서 제품을 생산하기 위해 지역 자원을 활용하고 처리하는 연구에 사용됩니다. 크레딧: 올리비에 과이텔라
“첫째, 이산화탄소 분자를 분해하여 산소를 추출합니다. 분해하기 매우 어려운 분자입니다.”라고 리스본 대학의 Vasco Guerra가 말했습니다. “둘째, 예를 들어 이산화탄소와 일산화탄소도 포함하는 가스 혼합물에서 생성된 산소를 분리합니다. 우리는 동시에 두 가지 문제를 해결하기 위해 이 두 단계를 총체적인 방식으로 살펴보고 있습니다. 이것이 플라즈마가 도움이 될 수 있는 곳입니다.” 물질의 네 번째 자연 상태인 플라즈마는 전자 및 이온과 같은 자유 전하를 띤 입자를 포함합니다.
전자는 가볍고 전기장에서 매우 높은 에너지까지 쉽게 가속됩니다. "총알 같은 전자가 이산화탄소 분자와 충돌하면 직접 분해하거나 에너지를 전달하여 진동시킬 수 있습니다."라고 Guerra는 말했습니다. “이 에너지는 상당 부분 이산화탄소 분해에 사용될 수 있습니다. 우리는 프랑스와 네덜란드의 동료들과 함께 이러한 이론의 타당성을 실험적으로 입증했습니다. 또한 플라즈마에서 발생하는 열은 산소 분리에도 유리합니다.”
산소는 숨쉬는 환경을 만드는 열쇠이며, 미래 화성 농업을 위한 연료와 비료를 생산하는 출발점이기도 합니다. 향후 임무를 위해서는 현지에서 연료를 생산해야 합니다. 모두 미래의 화성 정착에 중요합니다. 이산화탄소 분자를 분리하여 녹색 연료를 생산하고 화학 물질을 재활용함으로써 플라즈마 기술은 지구의 기후 변화를 해결하는 데도 도움이 될 수 있습니다.
참조: V. Guerra, T. Silva, N. Pinhão, O. Guaitella, C. Guerra-Garcia, FJJ Peeters, MN Tsampas 및 MCM의 "화성 에서의 현장 자원 활용을 위한 플라즈마: 연료, 생명 유지 및 농업" van de Sanden, 2022년 8월 16일, 응용 물리학 저널 . DOI: 10.1063/5.0098011
https://scitechdaily.com/new-way-invented-to-produce-oxygen-on-mars-for-future-explorers/
.Sleeping giant could end deep ocean life
잠자는 거인은 심해 생물을 끝낼 수 있습니다
캘리포니아 대학교 - 리버 사이드 하와이 근처 Papahānaumokuākea 해양 국립 기념물에 있는 Pearl and Hermes Atoll의 깊은 암초에서 물고기를 잡으세요. 크레딧: (그렉 맥폴, NOAA) AUGUST 17, 2022
이전에 간과되었던 요소인 대륙의 위치는 지구의 바다를 생명을 유지하는 산소로 채우는 데 도움이 됩니다. 대륙 이동은 궁극적으로 반대 효과를 가져 대부분의 심해 생물을 죽일 수 있습니다. UC 리버사이드 지질학자이자 UC 리버사이드의 공동 저자인 Andy Ridgwell은 "대륙 이동이 너무 느려서 급격한 변화가 일어나지 않는 것처럼 보이지만 바다가 준비되면 겉보기에 작은 사건이라도 해양 생물의 광범위한 죽음을 유발할 수 있습니다"라고 말했습니다.
해양 산소 에 영향을 미치는 힘에 대한 새로운 연구 . 바다 표면의 물은 북극이나 남극에 접근함에 따라 더 차가워지고 밀도가 높아져 가라앉습니다. 물이 가라앉으면서 지구 대기에서 끌어온 산소를 해저로 운반합니다. 결국 복귀 흐름은 가라앉은 유기물에서 방출된 영양분을 바다 표면으로 다시 가져와 플랑크톤 의 성장을 촉진합니다 . 더 낮은 깊이로의 중단 없는 산소 공급과 표면에서 생성되는 유기물 모두 오늘날 바다에서 놀라운 다양성을 지닌 물고기와 기타 동물을 지원합니다.
UC Riverside에 기반을 둔 연구원들이 주도한 새로운 발견에 따르면 이러한 산소와 영양소의 순환은 매우 갑자기 끝날 수 있습니다. 복잡한 컴퓨터 모델을 사용하여 연구원들은 대륙판의 위치가 바다가 산소를 이동하는 방식에 영향을 미치는지 여부를 조사했습니다. 놀랍게도 그렇습니다. 오늘 발표된 이 발견은 네이처( Nature ) 저널에 자세히 설명되어 있습니다. Ridgwell은 "수백만 년 전, 바다에 동물이 살기 시작한 지 얼마 되지 않아 전 세계 해양 순환이 주기적으로 중단되는 것처럼 보였습니다."라고 말했습니다. "대륙의 움직임으로 인해 지표수와 산소가 가라앉지 않고 지구에서 생명체가 진화하는 방식에 극적인 영향을 미칠 수 있다는 것을 발견할 것이라고는 예상하지 못했습니다." 지금까지 지난 5억 4천만 년 동안 해양 산소의 진화를 연구하는 데 사용된 모델은 비교적 단순했으며 해양 순환을 설명하지 않았습니다.
이 모델에서 해양 무산소(해양 산소가 사라진 시간)는 대기 중 산소 농도의 감소를 의미합니다. 알래스카의 심해 바닥에서 발견된 붉은 메두사. 크레딧: 히든 오션 2005/NOAA
연구의 제1저자이자 현재 프랑스 부르고뉴 프랑슈콩테 대학교(Université Bourgogne Franche-Comté)의 전직 UCR 고기후 모델러인 알렉상드르 폴(Alexandre Pohl)은 "과학자들은 이전에 바다의 산소 수준 변화가 대부분 대기의 유사한 변동을 반영한다고 가정했다"고 말했다. 이 연구에서는 처음으로 해양을 3차원으로 표현하고 해류를 설명하는 모델을 사용했습니다. 결과는 전지구적 물 순환의 붕괴가 상부 및 하부 깊이의 산소 수준을 완전히 분리시킨다는 것을 보여줍니다.
그 분리는 해안에 가까운 얕은 곳을 제외하고 전체 해저가 약 4억 4천만 년 전 실루리아기가 시작될 때까지 수천만 년 동안 완전히 산소를 상실했음을 의미했습니다. Ridgwell은 "순환 붕괴는 표면에 더 가까이 수영할 수 없고 생명을 주는 산소가 여전히 대기 중에 존재하는 모든 것에 대한 사형 선고였을 것"이라고 말했습니다. 심해 생물에는 기괴한 모양의 물고기, 거대한 벌레와 갑각류, 오징어, 해면 등이 있습니다. 이 논문은 지구가 미래에 유사한 사건을 예상할 수 있는지 또는 언제 예상되는지에 대해서는 다루지 않으며, 붕괴가 언제 발생할지 또는 붕괴를 촉발하는 원인을 식별하기 어렵습니다. 그러나 기존 기후 모델은 증가하는 지구 온난화가 해양 순환을 약화시킬 것임을 확인하고 일부 모델은 북대서양에서 시작하는 순환 분기의 궁극적인 붕괴를 예측합니다. "
대량 멸종 사건 을 예측하려면 더 높은 해상도의 기후 모델이 필요합니다 ."라고 Ridgwell이 말했습니다. "그렇긴 하지만, 우리는 오늘날 북대서양의 물 순환에 대해 이미 우려하고 있으며, 깊은 물의 흐름이 감소하고 있다는 증거가 있습니다." 이론적으로 Ridgwell은 비정상적으로 더운 여름이나 절벽의 침식이 오늘날 나타나는 것처럼 생명을 뒤집는 일련의 과정을 유발할 수 있다고 말했습니다. "당신은 서핑이나 항해를 할 수 있는 바다의 표면이 모든 활동이 있는 곳이라고 생각할 것입니다. 그러나 그 아래에서 바다는 지칠 줄 모르고 일하면서 어두운 깊이의 동물에게 중요한 산소를 제공하고 있습니다"라고 Ridgwell이 말했습니다. "바다는 생명체가 번성하도록 허용하지만 그 생명체를 다시 앗아갈 수 있습니다. 대륙판이 계속 움직이기 때문에 이를 배제할 수 있는 것은 없습니다."
추가 탐색 지구 최초의 대규모 멸종의 비밀을 밝히다 추가 정보: Alexandre Pohl, Continental configuration은 Phanerozoic, Nature (2022) 동안 해양 산소화를 제어합니다 . DOI: 10.1038/s41586-022-05018-z . www.nature.com/articles/s41586-022-05018-z 저널 정보: 네이처 캘리포니아 대학교 - 리버사이드 제공
https://phys.org/news/2022-08-giant-deep-ocean-life.html
.A superconducting diode without an external magnetic field
외부 자기장이 없는 초전도 다이오드
인스부르크 대학교 삼중층 그래핀은 초전도 다이오드 효과를 위한 유망한 플랫폼입니다. 크레딧: Mathias Scheurer AUGUST 17, 2022
초전도체는 무손실 전류 흐름의 핵심입니다. 그러나 초전도 다이오드의 구현은 최근에야 기초 연구의 중요한 주제가 되었습니다. 인스브루크 대학교 이론 물리학자 마티아스 슈어러(Mathias Scheurer)가 참여한 국제 연구팀은 외부 자기장 없이 초전도 다이오드 효과를 구현해 초전도와 자기가 공존한다는 가정을 증명하는 이정표에 도달하는 데 성공했다. 그들은 Nature Physics 에서 이에 대해 보고합니다 . 하나는 물질이 전류 흐름의 한 방향에서는 초전도체처럼 행동하고 다른 방향에서는 저항처럼 행동할 때 초전도 다이오드 효과를 말합니다.
이러한 초전도 다이오드는 기존의 다이오드와 달리 완전히 소실되는 저항을 나타내므로 순방향으로 손실이 없습니다. 이것은 미래의 무손실 양자 전자 장치의 기초를 형성할 수 있습니다. 물리학자들은 약 2년 전에 처음으로 다이오드 효과를 만드는 데 성공했지만 몇 가지 근본적인 한계가 있었습니다. 인스부르크 대학 이론 물리학 연구소의 Mathias Scheurer는 "당시 그 효과는 매우 약했고 외부 자기장에 의해 발생했기 때문에 잠재적인 기술 응용에 매우 불리했습니다."라고 설명합니다.
Nature Physics 최신호에 기술된 브라운 대학의 실험 물리학자들에 의해 수행된 새로운 실험 은 외부 자기장을 필요로 하지 않습니다. 앞서 언급한 애플리케이션 관련 이점 외에도 실험은 Mathias Scheurer가 이전에 이론화한 이론을 확인합니다. 즉, 서로 꼬인 3개의 그래핀 층 으로 구성된 시스템에서 초전도성과 자기가 공존합니다. 따라서 시스템은 자체 내부 자기장을 가상으로 생성하여 다이오드 효과를 생성합니다. "Brown University의 동료들이 관찰한 다이오드 효과는 추가적으로 매우 강력했습니다. 게다가 다이오드 방향은 단순한 전기장에 의해 역전될 수 있습니다.
함께 이것은 삼중층 그래핀 을 초전도 다이오드 효과를 위한 유망한 플랫폼으로 만듭니다"라고 Mathias Scheurer는 설명했습니다. 그의 연구는 2차원 물질, 특히 그래핀에 초점을 맞추고 있습니다. 유망 소재 그래핀 Nature Physics 에 기술된 다이오드 효과 는 벌집 패턴으로 배열된 탄소 원자의 단일 층으로 구성된 재료인 그래핀으로도 생성되었습니다. 여러 층의 그래핀을 적층 하면 손실 없이 전류 를 전도할 수 있는 서로 꼬인 세 개의 그래핀 층의 능력을 포함하여 완전히 새로운 특성을 얻을 수 있습니다. 이 시스템에서 외부 자기장 없이 초전도 다이오드 효과가 존재한다는 사실 은 초전도와 자기의 공존을 보여주기 때문에 꼬인 3층 그래핀 의 복잡한 물리적 거동을 연구하는 데 큰 의미가 있습니다. 이것은 다이오드 효과가 기술적 관련성이 있을 뿐만 아니라 다물체 물리학의 기본 프로세스에 대한 이해를 향상시킬 수 있는 잠재력을 가지고 있음을 보여줍니다.
추가 탐색 그래핀 샌드위치 내부 엿보기 추가 정보: Jiang-Xiazi Lin et al, 작은 비틀림 각도 삼중층 그래핀의 영장 초전도 다이오드 효과, Nature Physics (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01700-1 저널 정보: 네이처 물리학 인스부르크 대학교 제공
https://phys.org/news/2022-08-superconducting-diode-external-magnetic-field.html
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