.Construction Started on the Biggest Radio Observatory in Earth’s History – Could Uncover Early Signs of Life in the Universe
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.Construction Started on the Biggest Radio Observatory in Earth’s History – Could Uncover Early Signs of Life in the Universe
지구 역사상 가장 큰 전파 관측소 건설 시작 – 우주 생명의 초기 징후 발견 가능
주제:천문학커틴대학교평방 킬로미터 배열대화 CATHRYN TROTT, CURTIN UNIVERSITY 2022년 12월 7 일 밤의 스카 밤에 호주와 남아프리카의 SKA 사이트. 크레딧: SKAO DECEMBER 7, 2022세계 최대 전파천문시설인 SKAO(Square Kilometer Array Observatory)의 건설이 12월 4일 시작되었습니다. 이 천문대는 30년 동안 진행된 글로벌 프로젝트입니다. 호주에 있는 저주파 망원경과 남아프리카 공화국에 있는 다른 망원경(중주파 망원경)을 통해 이 프로젝트는 그 어느 때보다 우주의 역사를 더 깊이 들여다볼 것입니다. 저와 같은 천문학자들은 우주 시간에 걸쳐 수소를 추적하고 극한 환경에서 중력을 정밀하게 측정하기 위해 SKA(Square Kilometer Array) 망원경을 사용할 것입니다. 게다가 우리는 먼 별 주변의 행성 형성 구름에 있는 복잡한 분자의 존재를 밝혀내고자 합니다. 이는 우주 다른 곳에서 생명의 초기 신호일 수 있습니다. 저는 지난 10년 동안 SKA와 그 전구체 망원경에 참여했으며 7월부터 호주 망원경의 수석 운영 과학자로 활동했습니다. 나는 유아 우주에서 원시 수소를 매핑하는 과학을 수행하는 것과 함께 망원경을 구성하고 작동할 과학자, 엔지니어 및 기술자 팀을 구성하는 것을 돕고 있습니다. 세계 최대의 전파 망원경 천문대인 SKA-Low 망원경의 호주 구성 요소에 대한 건설이 서호주의 외딴 Wajarri Yamaji Country에서 시작됩니다. SKA 망원경은 호주에 있는 131,000개 이상의 안테나와 남아프리카에 있는 거의 200개의 접시로 구성되어 비교할 수 없는 우주의 전망을 제공하고 지구상에서 가장 큰 과학 시설 중 하나가 될 것입니다. SKA 천문대란? SKA Observatory 는 수십 개의 국가가 참여하는 정부 간 조직입니다. 천문대는 영국에 본부를 두고 전 세계의 협력자들이 첨단 컴퓨터와 소프트웨어를 활용하여 수행 중인 정확한 과학에 망원경 신호를 맞춤화하는 두 개의 물리적 망원경보다 훨씬 더 큽니다. 남아공의 망원경(SKA-Mid라고 함)은 197개의 라디오 접시를 사용하여 350MHz에서 15GHz 이상에 이르는 중간 주파수 전파를 관찰합니다. 그것은 중성자 별의 극한 환경, 새로 형성되는 행성 주변의 유기 분자, 그리고 가장 큰 규모의 우주 구조를 연구할 것입니다.
서호주에 있는 호주 망원경(SKA-Low)은 아웃백의 74킬로미터(46마일) 범위에 퍼져 있는 512개의 무선 안테나 스테이션으로 더 낮은 주파수를 관찰할 것입니다. 이 사이트는 Inyarrimanha Ilgari Bundara , CSIRO Murchison 전파 천문 관측소 내에 있습니다. "하늘과 별을 공유하다"라는 의미의 이 이름은 천문대 부지의 전통적 소유주이자 원주민 소유권 보유자인 Wajarri Yamaji가 천문대에 부여한 것입니다.
SKA 로우 안테나 스테이션 일부 SKA-Low 안테나 스테이션에 대한 아티스트의 인상. 크레딧: DISR
우주에 맞춰 수십 년간의 계획, 전구체 망원경 개발 및 테스트 끝에 12월 4일 현장 건설 시작을 기념하는 행사가 열렸습니다. 우리는 두 망원경이 이번 10년 후반에 완전히 작동할 것으로 예상합니다. SKA-Low의 512개 스테이션은 각각 직경 35미터(115피트)에 걸쳐 있는 256개의 광대역 다이폴 안테나로 구성됩니다. 각 스테이션에 있는 이 크리스마스 트리 모양의 안테나에서 나오는 신호는 전자적으로 결합되어 하늘의 다른 부분을 가리키며 단일 보기를 형성합니다. 이 안테나는 50~350MHz의 낮은 무선 주파수에 동조하도록 설계되었습니다. 이 주파수에서 전파는 매우 길어서 사람의 키와 비슷합니다. 즉, 더 친숙해 보이는 접시는 전파를 포착하는 비효율적인 방법입니다. 대신 쌍극자 안테나는 TV 안테나와 매우 유사하게 작동하며 우주의 전파가 금속 팔 내부의 전자를 자극합니다. 집합적으로 완성된 배열의 131,072 쌍극자는 현재까지 우주의 가장 깊고 넓은 시야를 제공할 것입니다. SKA 결합 호주와 남아프리카의 SKA 사이트. 크레딧: SKAO 우주의 새벽을 들여다보며 그것들은 우리가 최초의 별과 은하가 형성되었던 우주의 맨 처음으로 돌아가 볼 수 있게 해줄 것입니다. 과거 130억 년 이상 된 이 핵심 기간을 별과 은하가 형성되기 시작하여 처음으로 우주를 비추는 "우주의 새벽"이라고 합니다. 우주의 새벽 은 우주가 팽창을 통해 냉각되었던 빅뱅 이후 기간인 우주 암흑 시대의 끝을 표시합니다 . 남은 것은 초기 우주 빛의 유비쿼터스 배경 빛과 암흑 물질과 수소와 헬륨의 중성 원자로 가득 찬 우주였습니다. 첫 번째 별에서 나온 빛은 중성 수소 원자의 전자와 양성자를 분해하여 우주를 변형시켰습니다. 우주는 어둡고 중립적인 상태에서 밝고 이온화된 상태로 바뀌었습니다. SKA 관측소는 낮은 무선 주파수에서 이 중성 수소 안개를 매핑하여 과학자들이 초기 별과 은하의 탄생과 죽음을 탐구할 수 있도록 할 것입니다. 이 핵심 기간의 탐사는 우주의 삶의 이야기에 대한 우리의 이해에서 마지막으로 빠진 부분입니다.
라디오 안테나의 SKA 스테이션 라디오 안테나 스테이션에 대한 아티스트의 인상. 각 스테이션에는 256개의 안테나가 있으며 SKA-Low 망원경에는 512개의 스테이션이 있습니다. 크레딧: DISR
상상할 수 없는 미스터리 집에 더 가까워지면 저주파 망원경이 펄서의 회전 시간을 측정합니다. 등대처럼 전면적인 방사선을 방출하는 이 빠르게 회전하는 중성자별은 우주의 초정밀 시계입니다. 이 시계의 똑딱거리는 변화는 우주를 통한 중력파 의 통과를 나타낼 수 있으며 , 전파 로 이러한 시공간 변형을 매핑할 수 있습니다. 또한 태양과 우리 별, 그리고 우리 지구가 살고 있는 우주 환경을 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 이것이 우리가 SKA 천문대에서 찾을 것으로 기대하는 것입니다. 그러나 예상치 못한 발견이 가장 흥미로울 것입니다. 이 크기와 성능의 천문대를 통해 우리는 아직 상상하지 못한 우주의 신비를 밝혀낼 수밖에 없습니다. Curtin University의 SKA-Low 최고 운영 과학자인 Cathryn Trott, 전파 천문학 연구 연구원이 작성했습니다. 이 기사는 The Conversation 에 처음 게시되었습니다 .
.Quantum processor reveals bound states of photons hold strong even in the midst of chaos
양자 프로세서는 혼돈 속에서도 강하게 유지되는 광자의 결합 상태를 밝힙니다
구글 양자 AI 초전도 큐비트 고리는 마이크로파 광자의 "결합 상태"를 호스트할 수 있으며, 여기서 광자는 인접한 큐비트 사이트에 응집되는 경향이 있습니다. 크레딧: Google Quantum DECEMBER 7, 2022
AI 연구원들은 양자 프로세서를 사용하여 마이크로웨이브 광자를 비정상적으로 끈적하게 만들었습니다. 그들은 묶인 상태로 함께 뭉치도록 유도한 다음, 이 광자 클러스터가 일반적인 고독한 상태로 용해될 것으로 예상되는 체제에서 살아남았다는 것을 발견했습니다. 이 발견은 양자 프로세서에서 처음 이루어졌으며, 양자 역학 연구에서 이러한 플랫폼의 역할이 커지고 있음을 나타냅니다.
-빛이나 마이크로파와 같은 전자기 복사의 양자 패킷인 광자(Photon)는 일반적으로 서로 상호 작용하지 않습니다. 예를 들어 두 개의 교차된 손전등 빔은 방해받지 않고 서로를 통과합니다. 그러나 초전도 큐비트 배열에서는 마이크로파 광자가 상호 작용하도록 만들 수 있습니다. 오늘 Nature 에 발표된 "상호 작용하는 광자 의 강력한 결합 상태 형성" 에서 Google Quantum AI의 연구원들은 이 비정상적인 상황을 어떻게 설계했는지 설명합니다. 그들은 마이크로웨이브 광자 를 호스트할 수 있는 24개의 초전도 큐비트 링을 연구했습니다 . 이웃 큐비트 쌍에 양자 게이트를 적용함으로써 광자는 이웃 사이트 사이를 호핑하고 근처 광자와 상호 작용하여 이동할 수 있습니다.
광자 사이의 상호 작용은 소위 "위상"에 영향을 미쳤습니다. 위상은 광자의 파동함수의 진동을 추적합니다. 광자가 상호 작용하지 않을 때 위상 축적은 다소 흥미롭지 않습니다. 잘 연습된 합창단처럼, 그들은 모두 서로 동기화되어 있습니다. 이 경우 처음에 다른 광자 옆에 있던 광자는 동기화에서 벗어나지 않고 인접 광자로부터 멀리 이동할 수 있습니다. 합창단의 모든 사람이 노래에 기여하듯이 광자가 취할 수 있는 모든 가능한 경로는 광자의 전반적인 파동함수에 기여합니다.
-초기에 인접 사이트에 클러스터링된 광자 그룹은 각 광자가 취할 수 있는 모든 가능한 경로의 중첩으로 진화합니다. 광자가 이웃과 상호 작용할 때 더 이상 그렇지 않습니다. 하나 의 광자 가 이웃으로부터 멀리 도약하면 위상 축적 속도가 변경되어 이웃과 동기화되지 않습니다. 광자가 갈라지는 모든 경로가 겹쳐서 상쇄 간섭이 발생합니다. 마치 각 합창단원이 자신의 속도로 노래하는 것과 같을 것입니다. 노래 자체가 바래지고 개별 가수의 소음을 통해 식별할 수 없게 됩니다. 가능한 모든 구성 경로 중에서 살아남는 유일한 가능한 시나리오는 모든 광자가 묶인 상태로 함께 클러스터링된 구성입니다. 이것이 바로 상호 작용이 결합된 상태의 형성을 향상시키고 이끌어 낼 수 있는 이유입니다.
즉, 광자가 서로 결합되지 않은 다른 모든 가능성을 억제함으로써 가능합니다. 에너지 및 운동량과 같은 잘 정의된 양을 사용하여 속박 상태가 실제로 입자처럼 거동한다는 것을 엄격하게 보여주기 위해 연구자들은 입자의 에너지가 운동량에 따라 어떻게 변하는지 측정하는 새로운 기술을 개발했습니다. 광자 사이의 상관관계가 시간과 공간에 따라 어떻게 변하는지 분석함으로써 그들은 소위 "에너지-운동량 분산 관계"를 재구성할 수 있었고, 속박 상태의 입자와 같은 특성을 확인할 수 있었습니다.
속박 상태의 존재 자체는 새로운 것이 아닙니다. 동역학이 훨씬 덜 복잡한 "통합 가능 체제"라고 하는 체제에서는 속박 상태가 이미 10년 전에 예측되고 관찰되었습니다. 그러나 통합성 너머에는 혼돈이 지배합니다. 이 실험 이전에는 속박된 상태가 혼돈 속에서 무너질 것이라고 합리적으로 가정했습니다. 이를 테스트하기 위해 연구원들은 단순한 링 형상을 연결된 큐비트의 더 복잡한 기어 모양 네트워크로 조정하여 통합성을 뛰어 넘었습니다. 그들은 속박된 상태가 혼돈의 체제에서도 잘 지속된다는 사실에 놀랐습니다.
Google Quantum AI 팀은 이러한 구속 상태가 예상치 못한 복원력을 얻는 위치를 여전히 확신하지 못하지만 시스템에서 호환되지 않는 에너지 스케일이 시스템이 열 평형에 빠르게 도달하는 것을 방해할 수 있는 "예열화"라는 현상과 관련이 있을 수 있습니다. 그렇지 않은 경우처럼. 연구원들은 이 시스템을 조사하여 다체 양자 역학 에 대한 새로운 통찰력을 얻고 양자 프로세서를 사용하여 더 근본적인 물리학 발견에 영감을 주기를 희망합니다.
추가 정보: Alexis Morvan 외, 상호 작용하는 마이크로파 광자의 강력한 결합 상태 형성, Nature (2022). DOI: 10.1038/s41586-022-05348-y 저널 정보: Nature Google Quantum AI 제공
https://phys.org/news/2022-12-quantum-processor-reveals-bound-states.html
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메모 2212080215 나의 사고실험 oms 스토리텔링
우주적인 암흑물질의 극저온의 특성을 가진 샘플a.oms.vix.a(n!)은 광자들이 얽힌 상태로 함께 클러스터링된 구성된 모습을 샘플c.oss.base에서 발견할 수 있다.
베이스.피드백을 통하여 상호작용하는 이 광자 클러스터의 양자 큐비트의 폭발적인 능력이 거의 무한대로 확산됨을 볼 수 있다.
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sample c.oss (standard)
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xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-Photons, which are quantum packets of electromagnetic radiation such as light or microwaves, do not normally interact with each other. For example, two crossed flashlight beams pass through each other unhindered. But in arrays of superconducting qubits, microwave photons can be made to interact. In "Formation of Strongly Coupled States of Interacting Photons," published today in Nature, researchers at Google Quantum AI describe how they engineered this unusual situation. They studied a ring of 24 superconducting qubits that could host microwave photons. By applying quantum gates to pairs of neighboring qubits, photons can move between neighboring sites and interact with nearby photons.
The interaction between the photons affected the so-called "phase". Phase tracks the oscillation of a photon's wave function. Phase accumulation is rather uninteresting when photons are not interacting. Like a well-rehearsed choir, they are all in sync with each other. In this case, photons initially next to other photons can move away from neighboring photons without getting out of synchronization. Just as everyone in a choir contributes to a song, every possible path a photon can take contributes to its overall wavefunction.
-Groups of photons, initially clustered on neighboring sites, evolve into a superposition of all possible paths each photon can take. This is no longer the case when photons interact with their neighbors. When one photon jumps away from its neighbour, its rate of phase accumulation changes and becomes out of sync with its neighbour. All the paths the photons diverge overlap, resulting in destructive interference. It will be as if each choir member were singing at their own pace. The song itself fades and becomes unidentifiable through the noise of individual singers. Of all possible configuration paths, the only viable scenario that survives is a configuration in which all photons are bundled and clustered together. This is why interactions can enhance and lead to the formation of coupled states.
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memo 2212080215 my thought experiment oms storytelling
Sample a.oms.vix.a(n!), which has the ultracold properties of cosmic dark matter, consists of photons clustered together in an entangled state, which can be found in sample c.oss.base.
It can be seen that the explosive ability of the quantum qubits of this cluster of photons to interact via base.feedback spreads almost infinitely.
Samplea.oms (standard)
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