.Astronomers unveil new—and puzzling—features of mysterious fast radio bursts
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.Astronomers unveil new—and puzzling—features of mysterious fast radio bursts
천문학자들은 신비한 고속 전파 폭발의 새롭고 수수께끼 같은 기능을 공개합니다
라스베가스 네바다 대학교 중국에서 500미터 조리개 구면 전파 망원경(FAST)의 예술가 개념. 크레딧: Jingchuan Yu SEPTEMBER 22, 2022
FRB(고속 전파 폭발)는 밀리초 길이의 우주 폭발로, 각각은 태양의 연간 출력에 해당하는 에너지를 생성합니다. 전자기 전파의 심우주 펄스가 처음 발견된 지 15년 이상이 지났지만, 그 난해한 성질은 과학자들을 계속 놀라게 하고 있으며 새로 발표된 연구는 그들을 둘러싼 미스터리를 심화시킬 뿐입니다. 네이처( Nature ) 저널 9월 21일자에 UNLV 천체물리학자 Bing Zhang을 포함한 국제 과학자 팀이 일련의 우주 고속 전파 폭발에서 예상치 못한 새로운 관찰을 함으로써 FRB의 물리적 특성과 중심 엔진에 대한 일반적인 이해에 도전장을 던졌습니다.
우주 FRB 관측은 2021년 늦봄에 중국에서 거대한 500미터 조리개 구면 전파 망원경(FAST)을 사용하여 이루어졌습니다. Heng Xu, Kejia Lee, Peking University의 Subo Dong, 중국 국립 천문대의 Weiwei Zhu가 이끄는 팀은 Zhang과 함께 FRB라는 활성 고속 전파 폭발 소스에서 54일 동안 82시간 동안 1,863개의 폭발을 감지했습니다. 20201124A. Lee는 "이것은 하나의 단일 소스에서 편광 정보를 포함하는 FRB 데이터의 가장 큰 샘플입니다."라고 말했습니다.
우리 은하계의 빠른 전파 폭발에 대한 최근 관찰은 그것이 믿을 수 없을 정도로 강력한 자기장을 가진 밀도가 높은 도시 크기의 중성자별인 마그네타에서 유래했음을 시사합니다. 반면에 매우 먼 우주론적 고속 전파 폭발 의 기원 은 알려지지 않았습니다. 그리고 최근의 관찰 결과는 과학자들이 자신에 대해 안다고 생각하는 것에 의문을 갖게 합니다. UNLV 네바다 천체 물리학 센터의 창립 이사 이기도 한 Zhang 은 "이러한 관찰 결과는 우리를 다시 기본으로 가져왔습니다 ."라고 말했습니다.
-"FRB는 우리가 상상한 것보다 더 신비한 것이 분명합니다. 이러한 물체의 특성을 더 밝히기 위해서는 더 많은 다중 파장 관측 캠페인이 필요합니다." 과학자들을 놀라게 한 최근의 관찰은 자기장의 세기와 FRB 소스 부근의 입자 밀도인 소위 "패러데이 회전 측정"의 불규칙하고 짧은 시간 변화입니다. 변화는 관찰의 처음 36일 동안 오르락 내리락했고 소스가 꺼지기 전 마지막 18일 동안 갑자기 멈췄습니다. Zhang은 "나는 그것을 FRB 소스 주변의 영화를 촬영하는 것과 동일시하며 우리 영화는 이전에는 상상할 수 없었던 복잡하고 역동적으로 진화하는 자기화된 환경을 드러냈습니다."라고 말했습니다.
Zhang은 "이러한 환경은 격리된 마그네타에 대해 직접적으로 예상되지 않습니다. FRB 엔진 근처에 다른 것이 있을 수 있으며 아마도 이진 동반자일 수 있습니다."라고 덧붙였습니다. FRB의 호스트 은하를 관찰하기 위해 팀은 하와이 마우나 케아에 위치한 10m 켁 망원경도 사용했습니다. Zhang은 젊은 마그네타가 별 형성 은하의 활성 별 형성 영역에 존재하는 것으로 믿어지고 있다고 말했지만, 호스트 은하의 광학 이미지는 예상치 못하게 호스트 은하가 우리 은하와 같은 금속이 풍부한 막대 나선 은하임을 보여줍니다.
FRB 위치는 별 형성 활동이 거의 없는 지역입니다. "이 위치는 긴 감마선 폭발이나 초광량 초신성과 같은 극단적인 폭발 동안 형성된 젊은 마그네타 중심 엔진과 일치하지 않으며, 이는 능동 FRB 엔진의 조상으로 널리 추측됩니다."라고 Dong은 말했습니다. 30개 기관의 74명의 공동 저자가 참여한 "막힌 은하계의 복잡한 자화 위치에서 빠른 전파 폭발 소스 "라는 연구 는 네이처 저널에 9월 21일 게재되었습니다. UNLV, 북경 대학 및 중국 국립 천문대 외에도 협력 기관에는 Purple Mountain Observatory, Yunnan University, UC Berkeley, Caltech, Princeton University, University of Hawaii 및 기타 중국, 미국, 호주, 독일, 이스라엘. 추가 탐색 천문학자들은 고속 전파 폭발의 미스터리를 밝힐 단서를 발견합니다.
추가 정보: H. Xu et al, A fast radio burst source at a complex magneticized site in barred galaxy, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05071-8 저널 정보: 네이처 라스베이거스 네바다 대학교 제공
https://phys.org/news/2022-09-astronomers-unveil-newand-puzzlingfeatures-mysterious.html
.'Twisty' photons could turbocharge next-gen quantum communication
'Twisty' 광자는 차세대 양자 통신에 터보차저를 제공할 수 있습니다
스티븐스 공과대학 제공 톱니 모양의 공진기와 통합된 단일 광자를 방출할 수 있는 양자 방출기. 방사체와 기어 모양의 공진기의 배열을 미세 조정함으로써 광자의 스핀과 궤도 각운동량 사이의 상호 작용을 활용하여 필요에 따라 개별 "비틀어진" 광자를 생성할 수 있습니다. 크레딧: Stevens Institute of Technology SEPTEMBER 22, 2022
-양자 컴퓨터 및 통신 장치는 정보를 개별 또는 얽힌 광자로 인코딩하여 작동하므로 데이터를 양자 안전하게 전송하고 기존 전자 장치에서 가능한 것보다 기하급수적으로 빠르게 조작할 수 있습니다. 이제 Stevens Institute of Technology의 양자 연구원들은 훨씬 더 많은 정보를 단일 광자로 인코딩하는 방법을 시연하여 훨씬 빠르고 강력한 양자 통신 도구의 문을 열었습니다. 일반적으로 양자 통신 시스템은 광자의 스핀 각운동량 에 정보를 "기록"합니다 .
-이 경우 광자는 오른쪽 또는 왼쪽 원형 회전을 수행하거나 2차원 큐비트로 알려진 양자 중첩을 형성합니다. 또한 광자의 궤도 각운동량에 대한 정보를 인코딩하는 것도 가능합니다. 각 광자는 빔의 중심 주위를 돌면서 빛이 앞으로 비틀고 비틀릴 때 따라가는 코르크 나사 경로입니다. 스핀과 각운동량이 서로 맞물리면 고차원 양자점이 형성되어 이론적으로 무한한 범위의 값이 단일 광자로 인코딩되고 전파될 수 있습니다. 플라잉 큐비트 및 플라잉 큐딧이라고도 하는 큐비트 및 큐딧은 광자에 저장된 정보를 한 지점에서 다른 지점으로 전파하는 데 사용됩니다.
주요 차이점은 큐딧이 큐비트보다 동일한 거리에서 훨씬 더 많은 정보를 전달할 수 있어 차세대 양자 통신에 터보차저를 제공할 수 있다는 것입니다. Optica 2022년 8월호의 커버 스토리 에서 Stevens의 NanoPhotonics Lab 소장인 Stefan Strauf가 이끄는 연구원들은 요청에 따라 개별 비행 큐디트 또는 "비틀어진" 광자를 생성하고 제어할 수 있음을 보여줍니다. 양자 통신 도구의 기능을 극적으로 확장합니다.
Strauf의 NanoPhotonics Lab 대학원생인 Yichen Ma는 "일반적으로 스핀 각운동량과 궤도 각운동량은 광자의 독립적인 특성입니다. 우리의 장치는 둘 사이의 제어된 결합을 통해 두 특성의 동시 제어를 최초로 입증한 것"이라고 설명했습니다. , 펜실베니아 대학의 Liang Feng 및 Columbia 대학의 Jim Hone과 공동으로 연구를 주도했습니다. Ma는 "이를 큰 문제로 만드는 것은 모든 종류의 양자 통신 응용 프로그램의 기본 요구 사항인 고전적인 광선이 아닌 단일 광자로 이 작업을 수행할 수 있음을 보여주었다"고 말했습니다.
정보를 궤도 각운동량으로 인코딩하면 전송할 수 있는 정보가 급격히 증가한다고 Ma는 설명했습니다. "꼬인" 광자를 활용하면 양자 통신 도구의 대역폭을 향상시켜 훨씬 더 빠르게 데이터를 전송할 수 있습니다. 구불구불한 광자를 만들기 위해 Strauf의 팀은 단일 광자를 방출할 수 있는 양자 에미터를 만들기 위해 곧 출시될 새로운 반도체 재료인 텅스텐 이셀레나이드의 원자 두께 필름을 사용했습니다. 다음으로 그들은 링 공진기(ring resonator)라고 불리는 내부 반사 도넛 모양의 공간에 양자 이미 터를 결합했습니다.
방사체와 기어 모양의 공진기의 배열을 미세 조정함으로써 광자의 스핀과 궤도 각운동량 사이의 상호 작용을 활용하여 필요에 따라 개별 "비틀어진" 광자를 생성할 수 있습니다. 이 스핀 모멘텀 잠금 기능을 가능하게 하는 열쇠는 링 공진기의 기어 모양 패터닝에 달려 있습니다. 링 공진기는 설계에서 신중하게 설계될 때 장치가 빛의 속도로 방출하는 구불구불한 와류 광선을 생성합니다. 이러한 기능을 사람 머리카락 너비의 약 1/4인 20미크론 크기의 단일 마이크로칩에 통합함으로써 팀은 양자 통신 시스템의 일부로 다른 표준화된 구성 요소와 상호 작용할 수 있는 꼬인 광자 방출기를 만들었습니다. 몇 가지 주요 과제가 남아 있습니다. 팀의 기술은 광자가 나선 방향(시계 방향 또는 반시계 방향)을 제어할 수 있지만 정확한 궤도 각운동량 모드 수를 제어하려면 더 많은 작업이 필요합니다. 이는 이론적으로 무한한 범위의 다양한 값을 단일 광자 에 "기록"하고 나중에 추출할 수 있는 중요한 기능입니다 .
Ma에 따르면 Strauf의 Nanophotonics Lab의 최신 실험은 이 문제가 곧 극복될 수 있다는 유망한 결과를 보여줍니다. 양자 인터넷을 가능하게 하는 핵심 요구 사항 인 엄밀하게 일관된 양자 특성, 즉 구별할 수 없는 광자 를 가진 꼬인 광자를 생성할 수 있는 장치를 만들기 위한 추가 작업도 필요합니다. 이러한 문제는 양자 광자 분야에서 일하는 모든 사람에게 영향을 미치며 이를 해결하려면 재료 과학의 새로운 돌파구가 필요할 수 있다고 Ma는 말했습니다. 그는 “앞으로 많은 도전이 놓여 있다”고 덧붙였다. "그러나 우리는 이전에 가능했던 것보다 더 다재다능한 양자 광원을 만들 수 있는 가능성을 보여주었습니다."
추가 탐색 맞춤형 단일 광자: 신기술의 핵심인 광자의 광학 제어 추가 정보: Yichen Ma et al, 키랄 방출을 위한 2D 재료의 양자 이미 터의 온칩 스핀 궤도 잠금, Optica (2022). DOI: 10.1364/OPTICA.463481 저널 정보: Optica Stevens Institute of Technology 제공
https://phys.org/news/2022-09-twisty-photons-turbocharge-next-gen-quantum.html
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메모 2209230507 나의 사고실험 oms 스토리텔링
샘플a.oms.smola_d srt에는 거대양자 얽힘 이동현상(개별 "비틀어진 광자) 이 나타난다. 이것은 우주적 양자 통신에 궁극적인 터보차저를 제공할 수 있다. 먼 우주의 은하단과의 인터넷이 가능하게 만들 수 있음이여. 허허.
샘플a.oms(standard)
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샘플c.oss(standard)
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-Quantum computers and communication devices work by encoding information into individual or entangled photons, allowing data to be transmitted quantum safely and manipulated exponentially faster than is possible with conventional electronic devices. Now, quantum researchers at the Stevens Institute of Technology have demonstrated how to encode much more information into a single photon, opening the door to much faster and more powerful quantum communication tools. In general, quantum communication systems "write" information into the spin angular momentum of a photon.
- In this case, the photon performs a right or left circular rotation, or forms a quantum superposition known as a two-dimensional qubit. It is also possible to encode information about the orbital angular momentum of a photon. Each photon revolves around the center of the beam, a corkscrew path that the light follows as it twists and turns forward. The interlocking of spin and angular momentum results in the formation of high-order quantum dots, from which a theoretically infinite range of values can be encoded and propagated as a single photon. Qubits and qudits, also known as flying qubits and flying qudits, are used to propagate information stored in photons from one point to another.
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memo 2209230507 my thought experiment oms storytelling
Sample a.oms.smola_d srt exhibits giant quantum entanglement shifts (individual "twisted photons"). This could provide the ultimate turbocharger for cosmic quantum communication. It could make the Internet with galaxy clusters in distant universes possible. Yes, heh heh.
Sample a.oms (standard)
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.First 3D renders from JunoCam data reveal 'frosted cupcake' clouds on Jupiter
JunoCam 데이터의 첫 번째 3D 렌더링은 목성의 '얼룩덜룩한 컵케이크' 구름을 나타냅니다
유로플래닛 카메라에 보이는 가시광선의 강도 데이터는 3D 고도 풍경으로 플롯될 수 있습니다. 이것은 NASA의 Juno 우주선의 광각 가시광선 이미저인 JunoCam이 43번째 목성 근접 비행 중에 수집한 처리되고 적색 필터링된 이미지 데이터를 위해 그러한 풍경 위를 비행하는 것을 보여주는 컴퓨터 애니메이션의 스틸컷입니다. 크레딧: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt SEPTEMBER 21, 2022
목성 구름 꼭대기의 상대적 높이에 대한 애니메이션은 컵케이크 위에 설탕을 입힌 것과 유사한 섬세하게 질감된 소용돌이와 봉우리를 나타냅니다. 그 결과는 시민 과학자이자 전문 수학자이자 소프트웨어 개발자인 Gerald Eichstädt가 오늘 그라나다에서 열린 Europlanet Science Congress(EPSC) 2022에서 발표했습니다. 이 애니메이션은 2016년부터 목성 주위를 도는 NASA의 Juno 우주선에 탑재된 가시광선 카메라인 JunoCam의 데이터를 사용합니다. 처음에는 목성과 목성 위성 탐사에 대한 대중의 참여 를 높이기 위해 탑재 되어 전 세계 시민 과학자 팀이 작업하고 있습니다. 전문 천문학자 및 Juno 팀과 협력하여 JunoCam이 또한 귀중한 과학을 제공할 수 있음을 입증했습니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2022/first-3d-renders-from.mp4
카메라에 보이는 가시광선의 강도 데이터는 3D 고도 풍경으로 플롯될 수 있습니다. 이 컴퓨터 애니메이션은 NASA의 Juno 우주선의 광각 가시광선 이미저인 JunoCam이 43번째 목성 근접 비행 중에 수집한 처리되고 적색 필터링된 이미지 데이터에 대한 이러한 풍경 위의 비행을 보여줍니다. 이 비행의 밑에 있는 이미지는 목성의 구름 꼭대기에서 13,536.3km의 공칭 고도에서 촬영되었습니다. 일반적으로 더 밝은 구름 꼭대기는 특히 890나노미터 메탄 흡수대에서 관찰될 때 더 높은 고도와 상관관계가 있습니다. 그러나 예외가 존재하며 대부분 구름 꼭대기의 색과 알베도에 의해 유발됩니다.
Juno 과학자들은 이러한 밝기 풍경을 물리적인 구름 꼭대기 고도 모델의 모델로 변환하는 보정 작업을 하고 있습니다. 크레딧: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald
"Juno 임무는 지구 기반 망원경 관측으로는 본질적으로 접근할 수 없는 방식으로 목성을 관찰할 수 있는 기회를 제공합니다. 우리는 단 몇 분 만에 매우 다른 각도에서 동일한 구름의 특징을 볼 수 있습니다."라고 Eichstätd 박사가 말했습니다. "이것은 목성의 구름 꼭대기에 대한 3D 고도 모델을 도출할 수 있는 새로운 기회를 열어주었습니다. 목성의 멋진 혼돈 폭풍의 이미지가 살아 움직이는 것처럼 보이며 다른 고도에서 구름이 상승하는 것을 보여줍니다." 햇빛이 구름에 의해 반사되고 산란되는 다양한 방식을 사용하여 팀은 관찰된 구름 꼭대기의 고도를 정확히 찾아내는 데 성공했습니다. 태양 조명은 상층 대기 의 구름에 가장 강렬합니다 . 대기가 깊을수록 더 많은 빛(특히 메탄에 의해)이 흡수되어 구름 꼭대기에 의해 카메라로 다시 흩어집니다.
소용돌이 내에서 뾰족한 기둥의 상대적 높이를 이해하면 과학자들이 그것을 구성하는 요소를 더 자세히 밝히는 데 도움이 될 것입니다. 카메라에 보이는 가시광선의 강도 데이터는 3D 고도 풍경으로 플롯될 수 있습니다. 이것은 NASA의 Juno 우주선의 광각 가시광선 이미저인 JunoCam이 43번째 목성 근접 비행 중에 수집한 처리되고 적색 필터링된 이미지 데이터를 위해 그러한 풍경 위를 비행하는 것을 보여주는 컴퓨터 애니메이션의 스틸컷입니다. 크레딧: NASA / JPL-Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt
https://phys.org/news/2022-09-3d-junocam-reveal-frosted-cupcake.html
" 이론적 모델 에서 구름은 위에서 아래로 다양한 화학종, 암모니아, 암모늄 하이드로설파이드 및 얼음으로 구성될 것으로 예상됩니다"라고 Eichstädt 박사가 덧붙였습니다. "같은 구름 꼭대기에 대한 다른 측정값 덕분에 데이터를 보정하면 이론적 예측을 테스트 및 수정하고 화학 성분에 대한 더 나은 3D 그림을 얻을 수 있습니다."
추가 탐색 주변 대기 위로 떠오르는 목성의 구름 추가 정보: Eichstädt, G., Orton, G. 및 Hansen-Koharcheck, C.: JunoCam을 사용한 Long-Baseline Observations, Europlanet Science Congress 2022, 스페인 그라나다, 2022년 9월 18-23일, EPSC2022-1124, 2022. 회의 주최자 .copernicus.or … 2/EPSC2022-1124.html 유로플래닛 제공
https://phys.org/news/2022-09-3d-junocam-reveal-frosted-cupcake.html
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