.Astrophysicists Hunt for Second-Closest Supermassive Black Hole – 3,000,000 Times the Mass of the Sun
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.Astrophysicists Hunt for Second-Closest Supermassive Black Hole – 3,000,000 Times the Mass of the Sun
천체 물리학자들은 태양 질량의 3,000,000배인 두 번째로 가까운 초거대 블랙홀을 찾습니다
주제:천문학천체물리학블랙홀하버드-스미소니언 천체 물리학 센터 하버드-스미소니언 천체 물리학 센터 2022년 12월 22 일 블랙홀 아티스트 일러스트레이션
천체물리학자들이 초대질량 블랙홀 레오 I*의 존재를 검증하는 새로운 방법을 고안했습니다. 은하수 중심에 있는 것과 같은 거대한 블랙홀 은 100만 광년 미만 떨어진 왜소은하에 의해 호스팅됩니다. 지금까지는 보이지 않습니다. 오래 가지 않을 수도 있습니다. 천체물리학센터의 두 천체물리학자가 지구에서 두 번째로 가까운 초거대질량 블랙홀을 관찰하는 방법을 제안했습니다. 하버드 & 스미스소니언( CfA ). 이 블랙홀 은 태양 질량의 300만 배에 달하는 거대한 거대 은하로, 왜소은하 레오 1 호가 모십니다. Leo I*라고 명명된 초대질량 블랙홀은 2021년 말 독립적인 천문학자 팀에 의해 처음 제안 되었습니다.
팀은 별이 은하 중심에 접근함에 따라 속도가 빨라지는 것을 발견했습니다. 블랙홀에 대한 증거입니다. 블랙홀은 불가능했습니다. 이제 CfA 천체 물리학자인 Fabio Pacucci와 Avi Loeb가 초대형 블랙홀의 존재를 확인하는 새로운 방법을 제안했습니다. 그들의 작업은 최근 The Astrophysical Journal Letters 에 발표된 연구에 설명되어 있습니다.
갤럭시 레오 I 매우 희미한 은하수 동반자 은하인 사자자리 I은 밝은 별 레굴루스 오른쪽에 희미한 패치로 나타납니다. 크레딧: Scott Anttila Anttler ApJ Letters
연구 의 수석 저자인 파비오 파쿠치(Fabio Pacucci)는 "블랙홀은 매우 포착하기 어려운 물체이며 때때로 우리와 함께 숨바꼭질을 즐깁니다."라고 말합니다 . “광선은 사건의 지평선을 벗어날 수 없지만 충분한 물질이 중력 우물에 떨어지면 주변 환경이 매우 밝을 수 있습니다. 그러나 블랙홀이 질량을 축적하지 않으면 빛을 발산하지 않고 망원경으로 찾을 수 없게 됩니다.” 이것은 종종 "화석"으로 묘사될 정도로 축적할 수 있는 가스가 전혀 없는 왜소은하인 레오 I의 과제입니다. 그래서 우리는 그것을 관찰할 희망을 포기해야 할까요? 아마도 그렇지 않을 것이라고 천문학자들은 말합니다.
"우리 연구에서 우리는 블랙홀 주위를 배회하는 별에서 손실된 소량의 질량이 블랙홀을 관찰하는 데 필요한 강착 속도를 제공할 수 있다고 제안했습니다."라고 Pacucci는 설명합니다. “오래된 별은 매우 크고 붉어집니다. 우리는 이를 적색 거성이라고 부릅니다. 적색 거성은 일반적으로 질량의 일부를 환경으로 운반하는 강한 바람을 가지고 있습니다. 사자자리 1세 주변 공간에는 이 고대 별들이 충분히 있어 관찰할 수 있을 것 같습니다.” "레오 I*를 관찰하는 것은 획기적인 일이 될 수 있습니다."라고 이 연구의 공동 저자인 Avi Loeb는 말합니다.
-“우리 은하의 중심에 있는 블랙홀 다음으로 두 번째로 가까운 초거대질량 블랙홀이 될 것입니다. 질량은 매우 유사하지만 은하수보다 천 배 적은 질량을 가진 은하가 호스팅합니다. 이 사실은 은하와 은하 중심의 초거대질량 블랙홀이 어떻게 함께 진화하는지에 대해 우리가 알고 있는 모든 것에 도전합니다. 날씬한 부모에게서 어떻게 그렇게 큰 아기가 태어났을까요?” 수십 년간의 연구에 따르면 대부분의 거대한 은하에는 중심에 초거대질량 블랙홀이 있으며 블랙홀의 질량은 주변 별의 회전 타원체 전체 질량의 1/10%입니다. "레오 I의 경우" Loeb는 계속해서 "우리는 훨씬 더 작은 블랙홀을 예상할 것입니다.
대신 사자자리 I에는 우리은하가 호스팅하는 블랙홀과 비슷한 태양 질량의 수백만 배에 달하는 블랙홀이 있는 것으로 보입니다. 과학은 일반적으로 예상치 못한 일이 발생할 때 가장 많이 발전하기 때문에 이것은 흥미진진합니다.” 그렇다면 언제 블랙홀의 이미지를 기대할 수 있을까요? Pacucci는 "아직 거기에 도달하지 못했습니다."라고 말합니다. 연구팀은 뉴멕시코에 있는 우주선 찬드라 X선 천문대와 초대형배열 전파망원경에서 망원경 시간을 얻었고 현재 새로운 데이터를 분석하고 있다. Pacucci는 "Leo I*가 숨바꼭질을 하고 있지만 너무 많은 방사선을 방출하여 오랫동안 감지되지 않습니다."라고 말합니다.
참조: "Accretion from Winds of Red Giant Branch Stars May Reveal the Supermassive Black Hole in Leo I" by Fabio Pacucci 및 Abraham Loeb, 2022년 11월 28일, The Astrophysical Journal Letters . DOI: 10.3847/2041-8213/ac9b21
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메모 2212222109 나의 사고실험 oms 스토리텔링
날씬한 부모에게서 어떻게 그렇게 큰 아기가 태어났을까요?” 수십 년간의 연구에 따르면 대부분의 거대한 은하에는 중심에 초거대질량 블랙홀이 있으며 블랙홀의 질량은 주변 별의 회전 타원체 전체 질량의 1/10%입니다.
이에 대한 결정적인 답은 샘플a.oms.vix.a(n!)은 단일 초거대 표준 블랙홀의 모델이다. 이곳에서 블랙홀들이 분리된다. 빅뱅사건 하나에서 얼마나 많은 시공간이 분리되었나...
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- “It will be the second closest supermassive black hole after the black hole at the center of our galaxy. It is hosted by galaxies that are very similar in mass but have a mass a thousand times less than the Milky Way. This fact challenges everything we know about how galaxies and their central supermassive black holes co-evolve. How could such a big baby be born to skinny parents?” Decades of research have shown that most massive galaxies have a supermassive black hole at their center, the black hole's mass being 1/10% of the total mass of the surrounding stellar spheroid. “For Leo I,” Loeb continues, “we would expect much smaller black holes.
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memo 2212222109 my thought experiment oms storytelling
How could such a big baby be born to skinny parents?” Decades of research have shown that most massive galaxies have a supermassive black hole at their center, the black hole's mass being 1/10% of the total mass of the surrounding stellar spheroid.
The definitive answer to this is that sample a.oms.vix.a(n!) is a model of a single supermassive canonical black hole. This is where black holes separate. How much time and space were separated in one big bang event...
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.Study observes spin-orbit-parity coupled superconductivity in thin 2M-WS2
연구는 얇은 2M-WS2에서 스핀 궤도 패리티 결합 초전도성을 관찰합니다
잉그리드 파델리, Phys.org 2M-WS2a의 결정 구조 및 특성, 서로 다른 오비탈을 나타내는 색상(각각 진한 파란색과 빨간색으로 표시됨)으로 Γ에서 반전되는 반대 패리티의 두 밴드에 대한 개략도. 투영 후의 스펙트럼은 에지 상태를 발생시킬 수 있는 그러한 토폴로지 대역 반전을 보여주기 위해 묘사됩니다. SOPC 초전도성은 SOPC가 강하고 결정적인 토폴로지 밴드 교차점(페르미 준위 EF 근처) 근처의 상태로 쿠퍼 쌍이 형성될 때 나타납니다. b, a축(보라색 파선), b축(분홍색 파선), c축(하늘색 파선) 및 c*축(진한 파란색 파선)이 있는 2M-WS2의 결정 구조의 평면도 및 측면도 {001} 평면에 수직 방향)이 표시됩니다. 텅스텐 원자는 강한 금속간 결합으로 인해 팔면체 위치에서 이동하여 축을 따라 눈에 보이는 지그재그 금속-금속 사슬을 형성합니다. c, 밀도 함수 이론은 2M-WS2의 단일층(왼쪽) 및 이중층(오른쪽) 전자 밴드에 투사된 텅스텐 원자에 대한 d 상태와 황 원자에 대한 p 상태를 계산했습니다. Γ 지점 주변에서 관찰해야 합니다. d, SiO2/Si 기판에서 쪼개진 2M-WS2의 몇 층 플레이크의 광학 이미지. 레이어 수(L)는 왼쪽 이미지에 표시되어 있고 각 결정의 축은 왼쪽 및 오른쪽 이미지 모두에서 청록색 파선으로 표시되어 있습니다. 스케일 바, 4μm. e, 박리된 2M-WS2 리본형 박편의 섹션에서 촬영한 TEM 명시야 이미지, 삽입된 부분은 선택된 영역 전자 회절 패턴입니다. 플레이크 장축이 <100> 방향(청록색 점선으로 표시된 축)을 따른다는 것을 보여줍니다. 눈금 막대, 500nm. f, c* 축을 따라 본 2M-WS2 플레이크에서 촬영한 실험적 환형 암시야 스캐닝 투과 전자 현미경 이미지. 삽입된 그림은 시뮬레이션된 이미지를 보여줍니다. 눈금 막대, 0.5nm. 신용 거래:자연 물리학 (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01812-8 DECEMBER 21, 2022
최근 몇 년 동안 많은 물리학자와 재료 과학자들은 특정 온도에서 냉각될 때 에너지 손실 없이 직류 전기를 전도할 수 있는 재료인 초전도체를 연구해 왔습니다. 이러한 물질은 이미징 기계(예: MRI 스캐너), 기차 및 기타 기술 시스템을 위한 에너지 생성과 같은 수많은 유용한 응용 분야를 가질 수 있습니다. Fudan University, Shanghai Qi Zhi Institute, Hong Kong University of Science and Technology 및 기타 중국 연구소의 연구원들은 최근 토폴로지 밴드 반전을 사용하여 원자적으로 얇은 중심 대칭 초전도체에서 이방성으로 강화된 면내 상부 임계 필드를 생성하는 새로운 메커니즘을 발견했습니다.
Nature Physics 에 발표된 그들의 논문은 특히 최근 많은 연구 관심을 끌고 있는 물질 인 2M-WS 2 의 얇은 층 에서 이 메커니즘을 시연했습니다 . "2020년 에 우리의 이론적 공동 작업자인 KT Law 교수의 논문 은 1T'-WTe 2 와 같은 토폴로지 밴드 반전이 있는 2D 중심 대칭 초전도체가 SOPC(spin-orbit-parity coupled) 초전도성이라고 하는 뚜렷한 유형의 초전도성을 나타낸다고 제안했습니다. "라고 연구를 수행한 연구원 중 한 명인 Enze Zhang은 Phys.org에 말했습니다. "SOPC는 면내 자기장 방향 에 대해 크게 향상되고 이방성 스핀 자화율을 모두 가진 토폴로지 밴드 교차 근처에서 새로운 초전도성을 생성할 것으로 예측됩니다 .
당시 우리는 원자적으로 얇은 2M-WS 2 의 초전도 특성 에 대한 연구를 수행하고 있었습니다. , 그래서 KT Law 교수와 이야기를 나눈 후, 우리는 새로운 반 데르 발스 초전도체 2M-WS 2 가 스핀-궤도-패리티 결합 초전도성에 대한 유망한 후보가 될 가능성이 가장 높다고 느꼈습니다." 단층 2M-WS 2 의 구조는 이전에 Law 교수와 그의 팀이 조사한 물질 인 1T'-WTe 2 의 구조와 동일합니다. 그러나 2M-WS 2 는 다른 전이 금속 디칼코게나이드와 구별되는 고유한 적층 모드를 가지고 있습니다. 연구원들은 이전에 벌크 형태에서 이 물질이 8.8K의 높은 초전도 전이 온도 T C 를 나타낸다는 것을 발견했습니다.
또한 이론적인 계산은 2M-WS 2 의 원자적으로 얇은 층이 밴드 반전으로 토폴로지 에지 상태를 유지한다고 제안했습니다. 실험에서 Zhang과 그의 동료들은 높은 자기장에서 면내 상부 임계장을 측정하고 Pauli 한계 법칙 위반을 확인했습니다. 그들은 또한 면내 자기장 방향에 반응하여 재료에서 강한 이방성 이중 대칭을 관찰했습니다. "높은 면내 자기장 하에서 수행된 터널링 실험은 또한 원자적으로 얇은 2M-WS 2 의 초전도 갭이 서로 다른 면내 자기장 방향을 따라 이방성 자기 응답을 가지고 있으며 파울리 한계보다 훨씬 높게 지속된다는 것을 보여주었습니다."라고 Zhang은 설명했습니다.
"일관된 평균 필드 계산을 사용하여 이론적 공동 작업자는 이러한 비정상적인 동작이 2M-WS 2 의 위상 대역 반전에서 발생하는 강력한 스핀 궤도 패리티 결합에서 비롯된 것이라고 결론지었습니다 ." 연구자들의 실험은 여러 단계에 걸쳐 진행되었습니다. 첫째, 팀은 원자적으로 얇은 2M-WS 2 에서 자기 수송 측정을 수행했으며 면내 상부 임계 필드가 Pauli 상자성 한계를 훨씬 넘어설 뿐만 아니라 면내 자기장 방향. 그 후 그들은 터널링 분광법을 사용하여 높은 면내 자기장 하에서 측정값을 수집했습니다. 이러한 측정은 원자적으로 얇은 2M-WS 2 의 초전도 갭이 다른 면내 자기장 방향을 따라 이방성 자기 응답을 가지며, 이는 파울리 한계보다 훨씬 높게 지속된다는 것을 보여주었습니다.
마지막으로 연구원들은 샘플에서 관찰한 비정상적인 행동의 원인을 더 잘 이해하기 위해 일련의 일관된 평균 필드 계산을 수행했습니다. 그들의 결과에 기초하여, 그들은 이러한 거동이 2M-WS 2 의 위상 대역 역전에서 발생하는 강한 스핀-궤도-패리티 결합에서 비롯된다고 결론지었습니다 . Zeeman은 이방성 필드입니다. "우리는 토폴로지 밴드 반전이 있는 원자적으로 얇은 중심 대칭 초전도체에서 이방성 강화된 면내 상부 임계 필드를 생성하는 새로운 메커니즘을 발견했으며, 2D 2M-WS 2 를 고차원과 같은 이국적인 초전도 현상 연구를 위한 훌륭한 플랫폼으로 강조했습니다. 토폴로지 초전도 및 추가 장치 응용 프로그램"이라고 Zhang은 말했습니다.
"여기에서 발견된 새로운 특성은 2M-WS 2 의 정상 상태에서 토폴로지 밴드 반전에서 상속된 강력한 SOPC를 직접 반영하기 때문에 매우 중요합니다 . 이는 이전의 중심 대칭 초전도체 연구에서 수년 동안 무시되었습니다." 최근 몇 년 동안 전 세계적으로 더 많은 연구팀이 단층 초전도 1T'-MoS 2 , 1T'-WTe 2 와 같은 중심 대칭 초전도 전이 금속 디칼코게나이드 (TMD)의 특성과 메커니즘을 탐구하고 있습니다 . 토폴로지 밴드 구조와 그 내부의 초전도성. Zhang과 그의 동료들의 최근 논문은 이 재료의 이국적인 물리학에 대한 현재의 이해를 더욱 향상시킬 수 있는 크고 강화된 강력한 비등방성 면내 상부 임계 필드의 탐색을 향한 길을 열 수 있습니다. "우리는 이제 토폴로지 밴드 반전을 가진 보다 원자적으로 얇은 중심 대칭 초전도체의 일반적인 초전도 특성(예: 평면 상부 임계 필드 및 높은 자기장에서 터널링 분광법 동작)을 탐구할 계획입니다."라고 Zhang은 덧붙였습니다.
추가 정보: Enze Zhang 외, 원자적으로 얇은 2M-WS2의 스핀-궤도-패리티 결합 초전도성, Nature Physics (2022). DOI: 10.1038/s41567-022-01812-8 Ying-Ming Xie 외, Topological Monolayer WTe2의 Spin-Orbit-Parity-Coupled Superconductivity, Physical Review Letters (2020). DOI: 10.1103/PhysRevLett.125.107001 저널 정보: Physical Review Letters , Nature Physics
https://phys.org/news/2022-12-spin-orbit-parity-coupled-superconductivity-thin-2m-ws2.html
.Ultrafast Electronic Characterization of Proteins and Materials
단백질 및 재료의 초고속 전자 특성화
주제:레이저나노포토닉스광학광전자 공학포토닉스쓰쿠바대학 By 쓰쿠바 대학교 2022년 12월 22일 광전자 공진기 전자 펄스 검출기 Tsukuba 대학의 연구원들은 전자 펄스 검출기의 감도를 높이기 위해 광전자 공진기를 사용하여 단백질이나 물질의 초고속 전자 특성화를 이끌어 낼 수 있습니다. 크레딧: 쓰쿠바 대학.
-연구원들은 광전자 공진기를 사용하여 전자 펄스 검출기의 감도를 증가시켜 단백질 및 물질의 초고속 전자 특성화를 이끌어 낼 수 있습니다. 일본 Tsukuba 대학의 과학자들은 초고속 전자 펄스 검출기에 작은 공진기 구조를 추가하여 펄스 지속 시간을 특성화하는 데 필요한 테라헤르츠 방사선의 강도를 줄이는 방법을 보여주었습니다. 단백질을 연구하기 위해(예를 들어 단백질의 생물학적 작용 메커니즘을 결정할 때) 연구원은 샘플 내 개별 원자의 움직임을 이해해야 합니다. 이것은 원자가 너무 작을 뿐만 아니라 이러한 재배열이 일반적으로 피코초, 즉 1조분의 1초 내에 발생하기 때문에 어렵습니다.
이러한 시스템을 검사하는 한 가지 방법은 초고속 레이저 광선으로 시스템을 여기시킨 다음 매우 짧은 전자 펄스로 즉시 조사하는 것입니다. 레이저와 전자 펄스 사이의 지연 시간의 함수로서 전자가 샘플에서 산란되는 방식을 기반으로 연구자들은 원자 역학에 대한 많은 정보를 얻을 수 있습니다. 그러나 초기 전자 펄스를 특성화하는 것은 어렵고 복잡한 설정 또는 고전력 THz 방사선이 필요합니다.
이제 Tsukuba 대학의 연구팀은 광학 공진기를 사용하여 수정으로 생성된 테라헤르츠(THz) 광 펄스의 전기장을 강화하여 전자 펄스의 지속 시간을 특성화하는 데 필요한 THz 광을 줄였습니다. THz 방사선은 적외선과 마이크로파 사이의 파장을 가진 광선을 말합니다. 공동 저자인 Yusuke Arashida 교수는 "프로브 전자 펄스의 정확한 특성 분석은 필수적입니다.
왜냐하면 그것은 더 오래 지속되고 일반적으로 원자를 움직이기 시작하는 여기 레이저 빔에 비해 제어하기 더 어렵기 때문입니다."라고 공동 저자인 Yusuke Arashida 교수는 설명합니다. 적절한 음향을 갖춘 방이 소리의 인식을 증폭할 수 있는 것과 마찬가지로 공진기는 크기와 모양에 맞는 파장으로 THz 방사의 진폭을 향상시킬 수 있습니다. 이때 연구팀은 이전에 독립적인 연구 그룹에서 설계한 나비 모양의 공진기를 사용하여 맥박의 에너지를 집중시켰다.
시뮬레이션을 통해 그들은 나비의 "머리"와 "꼬리"가 있을 곳에 전계 강화가 집중되어 있음을 발견했습니다. 그들은 THz 스트리킹 방법을 사용하여 최대 1피코초 이상의 전자 펄스 지속 시간을 측정할 수 있음을 발견했습니다. 이 접근법은 수직 방향을 따라 전자 펄스를 퍼뜨리기 위해 입사광을 사용합니다. 이제 결과 이미지의 공간 분포로 인코딩된 시간 정보로 카메라의 "줄무늬"가 형성됩니다. "전자 펄스를 사용한 초고속 측정은 분자 또는 물질이 레이저에 의해 여기된 후 이완될 때 원자 수준의 구조 역학을 보여줄 수 있습니다."라고 수석 저자인 Masaki Hada 교수가 말했습니다.
-약한 THz 필드와 몇 kV/cm의 강도를 가진 이 공진기를 사용하면 피코초 시간 척도에서 전자 펄스를 특성화하는 데 충분한 것으로 나타났습니다. 이 작업은 매우 짧은 시간에 원자 수준의 움직임을 보다 효율적으로 조사할 수 있게 하여 잠재적으로 생체 분자 또는 산업 재료 연구에 도움이 될 수 있습니다.
https://scitechdaily.com/ultrafast-electronic-characterization-of-proteins-and-materials/
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