.She Turns Fluids Into ‘Black Holes’ and ‘Inflating Universes’
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.She Turns Fluids Into ‘Black Holes’ and ‘Inflating Universes’
그녀는 유체를 '블랙홀'과 '부풀리는 우주'로 바꾼다
유체를 사용하여 접근할 수 없는 우주 영역을 모델링함으로써 Silke Weinfurtner는 "하나의 시스템을 넘어서는 더 깊은 진실을 찾고 있습니다." 그러나 그러한 실험이 우리에게 무엇을 가르쳐 줄 수 있습니까? 한 여성이 녹색으로 빛나는 얕은 수조 옆 어두운 실험실에 서 있습니다. University of Nottingham의 연구실에서 Silke Weinfurtner는 "거대한 욕조지만 매우 특별한 욕조"에 있는 블랙홀의 유사체를 만듭니다.
Quanta Magazine의 Philipp Ammon 토마스 루튼 에 의해토마스 루튼 기고 작가
2022년 12월 12일 블랙홀우주론실험 물리학중력인플레이션물리학Q&A모든 주제 소개 우주에는 실험이 도달할 수 없고 결코 도달할 수 없는 시간과 장소가 있습니다. 블랙홀 내부에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있는지, 그리고 빅뱅 이후 1분의 1초 사이에 일어난 일은 순전히 이론적 추측의 문제입니다. 20년 동안 영국 노팅엄 대학의 물리학자인 실케 바인푸르트너는 블랙홀과 초기 우주와 같은 시스템을 모방한 유체를 사용하여 "아날로그 중력" 실험을 설계해 왔습니다 .
예를 들어, 그녀는 우주의 정보에 발생하는 일에 깊은 영향을 미치는 블랙홀에서 방출되는 미묘한 열인 호킹 복사와 유사한 유체에서 음파를 감지했습니다. 그녀가 연구하는 또 다른 유체 효과는 빅뱅 이후 첫 순간에 우주 구조의 씨앗이 뿌려진 방식을 모방합니다. Weinfurtner와 다른 아날로그 중력 실험자들은 여기 지구상의 유체를 연구함으로써 우리가 우주에서 가장 극단적이고 멀리 떨어진 현상의 물리학에 대한 진실을 엿볼 수 있다고 논란의 여지가 있는 주장을 합니다.
확실히, 이 접근 방식에는 이러한 시스템을 지배하는 유사한 수학이 놀랍기는 하지만 한 시스템이 다른 시스템을 대신할 수 있을 만큼 충분하지 않다고 말하는 비평가들이 있습니다. Weinfurtner는 특정 조건에서 나타나는 놀라운 수학적 유사성을 이용할 수 있습니다. "물리학이 실제로 어떻게 작동하는지 정말 놀랍습니다."라고 그녀는 최근에 말했습니다. "상황이 정말 어려울 때 자연이 우리에게 뼈를 던진 것 같습니다."
실험 범위를 벗어난 어려운 물리학은 중력의 미지의 양자적 성질을 포함합니다. 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에서 중력은 물질이 시공간 구조를 구부릴 때 발생합니다. 그러나 물리학자들은 아인슈타인의 그림의 기초가 되는 보다 근본적인 양자 중력 이론을 추구합니다. 빅뱅과 블랙홀과 같은 극단을 지배하는 것은 양자 중력 이론입니다. 그리고 이 완전한 이론을 향해 나아가는 한 가지 방법은 시공간의 구조에서 양자 요동을 연구하는 것입니다. 양자 장 이론은 입자를 연못의 잔물결과 같은 기본 필드의 여기로 설명합니다. 그런 다음 이러한 변동은 구부러진 시공간 배경 위에 겹쳐집니다.
Weinfurtner는 “새로운 멋진 물리학이 많이 등장합니다. 그리고 이상하게도 유사한 멋진 물리학이 더 친숙한 물리적 시스템에서 발생합니다.
Weinfurtner와 여러 학생이 테이블 주위에 둘러앉아 컴퓨터 화면의 음모를 가리키고 있는 솔직한 사진. Weinfurtner는 그녀의 사무실에서 대학원생들을 만납니다.
Quanta Magazine의 Philipp Ammon 소개 캐나다의 물리학자 Bill Unruh는 1970년대에 폭포에서 떨어지는 물고기 소리와 블랙홀 주변의 뒤틀린 시공간에 갇힌 빛을 비교하여 아날로그 중력 연구를 시작했습니다. 이 기억에 남는 수학적 동등성은 결국 Unruh와 다른 사람들이 학부 공학 연구실에서 임시 아날로그 실험을 구축하도록 이끌었습니다. 2000년대 후반 브리티시 컬럼비아 대학의 "녹슨 오두막"에서 독일 출신의 박사후 연구원인 Weinfurtner가 이러한 유체 시스템을 길들이기 시작했습니다. 그 이후로 Weinfurtner는 점점 더 정교한 아날로그 실험을 구축해 왔으며 현재 그녀는 영국 최고의 아날로그 중력 연구 그룹의 리더입니다. 최근에 그녀의 실험실 중 한 곳을 방문했을 때 녹색 레이저 빛이 초대형 욕조 표면의 파도에 반사되었습니다.
소용돌이가 욕조 중앙의 배수구 아래로 소용돌이치며 달팽이 껍질과 같은 패턴으로 주변의 규칙적인 간격의 잔물결을 끌었습니다. 잔물결은 블랙홀의 피할 수 없는 사건의 지평선과 유사한 인공적으로 생성된 돌아올 수 없는 지점을 지나 표류했습니다. Weinfurtner는 "거대한 욕조지만 매우 특별한 욕조입니다."라고 말했습니다. 또 다른 새로운 연구실에서는 초유체 헬륨을 은도금 벨자 안에 넣고 끓였습니다. 거기에서 초기 우주의 양자 중력 현상과 유사한 매혹적인 효과가 "눈 앞에서 펼쳐집니다"라고 그녀는 말했습니다. "얼마나 이상한지 느끼실 겁니다." 4시간 동안 우리는 이 연구실을 돌아다니고 가을 햇살 아래 호숫가 캠퍼스를 거닐며 거위니 뭐니를 꽥꽥거리면서 거닐면서 Weinfurtner의 연구와 그 해석에 대해 토론했습니다.
-그녀는 접근할 수 없는 우주의 영역을 언급하며 "거기에 있는 것은 그리 이상하지 않다"고 말했다. “나는 하나의 체계를 넘어서는 더 깊은 진실을 찾고 있다.” 인터뷰는 명확성을 위해 압축 및 편집되었습니다. 유체 욕조가 초기 우주처럼 작동하도록 하려면 어떻게 해야 합니까? 이 네모난 커피 테이블이 우리의 초유체 헬륨 탱크라고 가정해 봅시다. 테이블 표면에 전파되는 표면파를 만들 수 있습니다. 파동의 속도를 점점 작게 하여 0을 향해 몰아가면 파동은 절대 경계에 도달하지 않습니다. 따라서 이 웨이브의 경우 이 테이블은 무한히 커 보입니다.
-이것은 이론가들이 우주 탄생 직후에 일어났다고 생각하는 매우 빠른 공간 팽창인 우주 인플레이션과 같습니다. 인플레이션 동안 이웃한 입자들은 빛의 속도보다 더 빠르게 서로 멀어지는 것처럼 보일 것이고, 그래서 우주는 무한히 커 보입니다. 빛나는 녹색 물 탱크에 대한 서로 다른 관점을 보여주는 세 장의 사진. 물이 구멍 아래로 배수되어 깔때기를 형성합니다. 블랙홀의 유체 유사체는 물이 욕조 바닥의 배수구 아래로 소용돌이치면서 형성됩니다. 녹색 레이저는 수면에서 반사됩니다.
Quanta Magazine의 Philipp Ammon 소개 최근에 당신은 초기 우주의 물질 입자로 우주 팽창을 주도한 양자장에서 에너지가 어떻게 확산되는지 시뮬레이션했습니다 . 어떻게 작동합니까? 인플레이션 동안 시공간을 채우는 양자장에 요동이 발생하며 이는 우주의 확장과 함께 늘어납니다. 그들은 시공간 배경에 각인되어 우리 우주의 대규모 구조를 위한 씨앗이 됩니다. 그런 다음 인플레이션 후에 입자가 서로 다시 상호 작용할 수 있도록 이러한 "고정 모드"를 고정 해제해야 합니다. 이를 위해 우주론자들은 예열이라는 메커니즘을 사용합니다.
-이 메커니즘은 빠르게 확장되고 있지만 실제로는 서로 대화하지 않는 필드를 가져와 필드가 서로 상호 작용하기 시작하는 환경을 만듭니다. 유체에서 이것을 다시 만들 수 있습니다. 유체의 표면을 두드리거나 흔들어 특정 주파수의 파동을 만듭니다. 파도가 너무 높지 않으면 이 파도는 주파수가 다른 다른 파도와 상호 작용하지 않습니다. 욕조에서 시도해 볼 수 있습니다. 그러나 진폭이 높아지면 다른 주파수가 상호 작용합니다.
수학에는 모든 파동이 자신의 일에만 신경을 쓰는 파동 방정식의 일부가 있습니다. 그리고 각 주파수가 다른 주파수와 상호 작용하는 방식을 알려주는 매우 많은 수의 추가 용어가 있습니다. 원칙적으로 우리는 고려할 수 있는 용어가 거의 무한대이므로 집중할 용어를 선택해야 합니다. 그렇지 않으면 방정식을 풀 수 없습니다. 우리는 시스템에 소산이 없고 필드가 약하게 상호 작용하고 있다고 가정합니다. 실험에서 이러한 근사치가 합리적인지 테스트합니다. 우리 시스템에는 모든 상호 작용 용어가 내장되어 있습니다. 그리고 실제로 우주론자들이 사용하는 모든 근사치가 이월된다는 것을 발견했습니다. 따라서 이러한 가정은 견고합니다.
그들은 우리 시스템의 물리적 조사를 견뎌냅니다. 큰 욕조에서 움직이는 유체를 연구함으로써 초기 우주 또는 블랙홀에서 무슨 일이 일어나고 있는지 알 수 있다는 것은 여전히 놀라운 일입니다. 이 모든 것을 뒷받침하는 것은 무엇입니까? 도어 사인에는 "블랙홀 연구소"라고 쓰여 있습니다. Quanta Magazine의 Philipp Ammon 욕조의 물리학을 설명하는 수학 방정식은 블랙홀 주변 또는 초기 우주의 물리학도 설명합니다. 이것이 동일한 시스템이라고 말할 수는 없습니다. 유체 시스템은 다소 복잡한 물리적 시스템이며 수학도 상당히 복잡합니다.
유체에 대한 소위 Navier-Stokes 방정식으로 설명됩니다. 그러나 실험에서 복제할 수 있는 특정 가정을 사용하면 이 복잡성을 크게 줄일 수 있으며 양자 또는 고전 필드가 블랙홀 주변이나 초기 우주에서 전파되는 방식에 매핑할 수 있는 방정식이 남습니다. 나는 좋은 근사치로 동일한 방정식을 찾습니다. 그래서 그것은 모두 수학적 비유에 의존하고 있습니다. 제 말은, 방정식이 같으면 물리학도 똑같아야 한다는 것입니다. 저는 이 수학을 이해하고 싶습니다. 블랙홀이나 다른 시스템에서 먼저 발견되었는지는 상관하지 않습니다. 특정 시스템 너머에는 더 깊은 진실이 있습니다. 그리고 이것이 우리가 추구하는 것입니다.
따라서 이것은 시스템의 미시적인 세부 사항 위에 공통된 행동이 있다는 보편성의 아이디어에 의존합니다. 저는 이러한 유체 시스템의 미시물리를 조사하는 데 관심이 있는 것이 아니라 거시적인 창발적 행동에 관심이 있습니다. 매우 다른 두 시스템의 거시적 거동, 즉 구부러진 시공간에 대한 장 이론과 유체 및 초유체의 여기가 동일한 이유는 무엇입니까? 모르겠어요. 물리학에는 반복되는 놀라운 특징이 있습니다. 그러니 포기하지 말아야 할지도 모릅니다. 우리는 이러한 보다 접근하기 쉬운 시스템에 대한 경험을 얻고 그 이상을 위한 전문성을 구축할 수 있습니다. 무엇을 포기? 곡선 시공간에서 양자장 관찰. 예를 들어 블랙홀에서 나오는 호킹 복사는 이론적 연구 분야로 남아있어 사람들이 계산에 점점 더 자신감을 갖게 되었습니다. 전체 분야를 보다 엄격한 수학적 공식화하는 데 발전이 있었습니다. 하지만 감지할 수 없는 상태로 남아 있습니다. 그래서 그것은 “이론”이라는 라벨이 붙은 서랍에 넣어졌습니다. 아마도 정확할 것입니다. 계속 갑시다.”
Weinfurtner는 방진 테이블에 볼트로 고정된 초유체 헬륨 탱크가 들어 있는 대형 유리 상자 옆에 서 있습니다.
초기 우주의 사건을 시뮬레이션하는 데 사용되는 초유체 헬륨 탱크가 외부 진동과 파동을 무효화하는 테이블 위에 놓여 있습니다. Quanta Magazine의 Philipp Ammon 소개 근데 그 서랍을 열려고 하는거야? 그것은 여전히 나에게 열려있는 문제인 것 같습니다. 그리고 이러한 실험적 피드백의 부족으로 인해 우리는 곡선 시공간의 양자장 이론을 충분히 이해하지 못합니다. 우리가 가지고 있는 교과서는 순수한 이론입니다. 실험을 통해서만 더 깊은 수준에 도달할 수 있습니다. 곡선형 시공간에서 양자장의 방정식을 풀 때 종종 근사치를 만들 때 믿음의 비약이 있습니다. 모호함이 내재되어 있습니다. 예를 들어, 양자장을 준비할 때 선택할 초기 상태에 대한 큰 물음표가 있습니다. 그리고 아날로그 실험이 이 간극을 채울 수 있습니다 . 이러한 근사치 중 많은 부분을 테스트할 수 있습니다. 이것이 직접적인 실험으로 이어지기를 바라는가, 아니면 아날로그가 이를 대체할 수 있을까?
우리는 블랙홀의 호킹 복사를 실제로 어떻게 측정할 수 있는지 전혀 모릅니다. 아날로그 실험은 이와 같은 효과를 살펴보고 이를 추출, 측정, 검증하는 방법에 대한 프로토콜을 개발하고 있습니다. 우리는 이러한 종류의 효과를 물리적 현실에 임베드하고 감지로 이어질 수 있는 필요한 모든 추가 레이어를 추가합니다. 나는 묻고 있다: 어떻게 이러한 아날로그가 이론적 측면으로 피드백될 수 있습니까? 이것이 실험적 현실에 대한 새로운 사고 방식을 주입하여 5년, 10년 또는 아마도 50년 후에 우리가 실제로 [호킹 복사와 같은] 효과 중 일부를 실험에서 직접 볼 수 있을까요?
이 놀라운 이론적 결과에서 배운 모든 것을 온보드로 가져가서 이 하이테크 직접 실험에 로드합시다. 따라서 유사체는 양자장과 중력의 중심에 실험을 두는 올바른 방향으로 가는 중요한 디딤돌입니다. 이러한 이론에 사용된 근사치를 테스트하는 것 이상을 수행하기 위해 아날로그 실험을 사용할 수 있습니까? 이러한 모든 근사치를 수행했기 때문에 놓친 새로운 물리적 효과를 찾을 수도 있습니다. 여기 우리는 이 지저분한 아날로그 시스템을 갖고 있습니다. 그러면 여러분은 이렇게 물을 수 있습니다. 음, 내 아날로그 시스템에서 이러한 추가 효과를 볼 수 있습니다. 이것이 아날로그 너머에도 존재한다는 것이 이치에 맞습니까?
꿈은 당신이 분석적으로 계산하는 것 이상으로 아날로그에서 효과를 시뮬레이션하기 위해 실험을 사용하여 무언가를 "계산"하는 것입니다. 그러나 이 시뮬레이터의 결과가 유사한 대상 시스템에서도 유지된다는 것을 얼마나 신뢰할 수 있습니까? 답은 없지만 밤잠을 설치게 만드는 질문입니다.
긴 갈색 머리에 팔짱을 끼고 건물 앞에서 포즈를 취하고 있는 여성의 초상화. Silke Weinfurtner가 University of Nottingham 캠퍼스의 George Green Library 앞에서 포즈를 취하고 있습니다.
Quanta Magazine의 Philipp Ammon 소개 아날로그 실험의 비평가들은 실험실에서 유체를 관찰함으로써 중력에 대한 새로운 것을 발견한다는 생각에 주저할 수 있습니다. 나는 모든 사람이 아날로그 중력을 좋아하도록 설득하는 데 시간을 낭비할 것입니다. 내가 할 수 있는 일은 가능한 최고의 결과물을 만들고, 젊고 활기찬 커뮤니티가 있는지 확인하고, 지나친 주장 없이 정직하게 말하는 것입니다. 어떤 사람들은 아날로그 실험에 대한 생각을 절대 바꾸지 않겠지만, 나는 그것을 참을 수 있습니다. 이것은 물리학에 접근하는 매우 다른 방식이거나 직접 실험, 펜과 종이 이론, 컴퓨터 시뮬레이션을 넘어서는 새로운 종류의 지식 습득인 것 같습니다.
관련된:소닉 블랙홀이 진짜 블랙홀에 대해 말하는 것 유추가 물리학의 법칙을 밝힐 수 있습니까?
철학자들, 새로운 '소닉 블랙홀' 발견에 대해 토론하다 물리학에서 우리는 일반적으로 특정 시스템을 선택하고 해당 시스템의 모든 물리적 프로세스를 찾습니다. 아날로그 중력에서는 다릅니다. 다른 시스템에서 나오는 호킹 복사를 보는 데 관심이 있습니다. 매체는 유연합니다. 약간 예술같습니다. 예술가라면 그림을 그리거나 조각가가 되거나 비디오 설치물을 만들 수 있습니다. 마음속에 품고 있는 아이디어를 실현하는 데 필요한 것이 무엇이든 매체를 선택합니다. 그리고 이 자유는 제 동료들 중 일부를 불안하게 만드는 것입니다.
저는 실험물리학이 예술가처럼 추상적인 아이디어에 생명을 불어넣는 것이라고 믿습니다. 그러나 내 시스템은 고정되어 있지 않습니다. 그리고 이것은 우리가 때때로 사용하는 시스템이 평범하기 때문에 액세스할 수 있게 합니다. 그것은 모든 사람이 다이빙하고 살 수 있게 합니다. 우리는 아티스트와 호기심 많은 사람들이 우리와 함께 일할 수 있도록 아웃리치 공간을 만들기 위해 블랙홀 연구실 옆에 예술 연구실을 지었습니다. 목표는 일반적으로 외부에 있는 사람들에게 열린 문이 있는 포괄적인 연구 커뮤니티를 만드는 것입니다. 아이디어는 우리 연구에 대한 재미와 흥분을 만들고 우리가 예술가와 학교 아이들로부터 배울 수 있도록 하는 것입니다. 블랙홀 주변의 물리학은 매우 추상적이고 접근하기 어려운 것입니다. 그리고 한 방문자가 말합니다. “잠깐만요, 저건 욕조입니다. 그래서 이해할 수 있어야 합니다.” 그리고 이를 통해 모든 사람이 질문을 시작할 수 있습니다.
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메모 2212130633 나의 사고실험 oms 스토리텔링
빅뱅직후의 상황과 그 이후의 현재의 우주를 초유체로 설명하는 아날로그 과학이 있다. 이들 초유체는 배출구 작은 베이스( magicsum)에서 시작했다. 진폭이 높아지면서 상호작용하게 된다. oss.feedback이다. 양자중력에 의해 초유체는 시공간의 프랙탈 벽을 마냥 형성하고 확산한다,
우주 탄생 직후에 일어났다고 생각하는 매우 빠른 공간 팽창인 우주 인플레이션과 같다. 인플레이션 동안 이웃한 입자들은 빛의 속도보다 더 빠르게 서로 멀어지는 것처럼 보일 것이고, 그래서 우주는 무한히 커 보인다.
실제로 빛이나 입자적인 물질은 미세중력 구조에 갇혀 있어서 빛의 속도의 한계 oser범위 c^2)를 가지지만, 실제의 샘플a.oms.outside가 존재하기에 smola얽힘이동은 빛의 속도를 초월하여 영역을 확장한다.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sampleb.qoms (standard)
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0000001100
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0001100000
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0100100000
2000000000
0010000001
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00q00000000
0000q000000
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00000000q00
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000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
sample c.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-She said "it's not so strange to be there", referring to the inaccessible realm of space. “I am looking for a deeper truth beyond a system.” Interviews have been condensed and edited for clarity. How do I get my fluid bath to behave like the early universe? Let's assume that this square coffee table is our superfluid helium tank. You can create surface waves that propagate across the surface of a table. If you slow down the wave and drive it toward zero, the wave will never reach the boundary. So for this wave, this table looks infinitely large.
-This is like cosmic inflation, a very rapid expansion of space that theorists think occurred shortly after the birth of the universe. During inflation, neighboring particles will appear to move away from each other faster than the speed of light, so the universe appears infinitely large. Three photos showing different perspectives of a shiny green water tank. Water drains down the hole to form a funnel. The fluid analogue of a black hole forms as water swirls down a drain in the bottom of a bathtub. The green laser reflects off the surface of the water.
About Philipp Ammon from Quanta Magazine You recently simulated how energy diffuses from the quantum field that drove the universe's expansion into matter particles in the early universe. How does it work? During inflation, fluctuations occur in the quantum field that fills space-time, which stretches with the expansion of the universe. They become imprinted in the space-time background and become the seeds for the large-scale structure of our universe. These "frozen modes" must then be unfrozen so that the particles can interact with each other again after inflation. To do this, cosmologists use a mechanism called preheating.
- This mechanism takes fields that are rapidly expanding but don't really talk to each other and creates an environment where the fields start to interact with each other. You can recreate this in fluid. Create waves of a specific frequency by tapping or shaking the surface of a fluid. If the wave is not too high, it will not interact with other waves of different frequencies. You can try it in the bathtub. However, as the amplitude increases, other frequencies interact.
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memo 2212130633 my thought experiment oms storytelling
There is an analog science that explains the situation immediately after the Big Bang and the present universe after that as a superfluid. These superfluids started out as a small base (magicsum) at the outlet. As the amplitude increases, they interact. oss.feedback. Due to quantum gravity, the superfluid forms and spreads just like a fractal wall of space-time,
It is like cosmic inflation, a very rapid expansion of space that is thought to have occurred right after the birth of the universe. During inflation, neighboring particles will appear to move away from each other faster than the speed of light, so the universe appears infinitely large.
In fact, light or particulate matter is confined in the microgravity structure and has the limit oser range c^2) of the speed of light, but since the actual sample a.oms.outside exists, the smola entanglement movement exceeds the speed of light expand the realm
Samplea.oms (standard)
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sample c.oss (standard)
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xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
https://www.bbc.com/travel/article/20221121-mahua-the-indian-liquor-the-british-banned
.peculiar protected structure links Viking knots with quantum vortices
특이한 보호 구조는 바이킹 매듭을 양자 소용돌이와 연결합니다
알토 대학교 Borromean 고리에서 각 원은 다른 두 원을 통과하여 패턴을 함께 유지합니다. 크레딧: Alexandr Kakinen / 알토 대학교,DECEMBER 12, 2022 A
-과학자들은 세 개의 소용돌이가 분해되지 않도록 어떻게 연결될 수 있는지 보여주었습니다. 링크의 구조는 바이킹과 다른 고대 문화에서 사용된 패턴과 유사하지만 이 연구는 Bose-Einstein 응축수로 알려진 특수한 형태의 물질에 있는 소용돌이에 초점을 맞췄습니다. 이 발견은 양자 컴퓨팅, 입자 물리학 및 기타 분야에 영향을 미칩니다.
-이 연구는 Communications Physics 저널에 게재되었습니다 . 박사후 연구원인 Toni Annala는 현상을 설명하기 위해 끈과 물 소용돌이를 사용합니다. 반면에 동일한 원형 구조가 물에 만들어지면 물의 소용돌이가 보호되지 않으면 충돌하고 합쳐질 수 있습니다." "Bose-Einstein 응축물에서 연결 구조는 둘 사이의 어딘가에 있습니다."라고 Aalto 대학의 Mikko Möttönen 교수 연구 그룹에서 이 작업을 시작한 후 브리티시 컬럼비아 대학으로 다시 이동한 다음 연구소로 이동한 Annala는 말합니다.
프린스턴에서 고급 연구. Möttönen 그룹의 박사 후 연구원인 Roberto Zamora-Zamora도 이 연구에 참여했습니다. 연구원들은 근본적인 특성 때문에 분해될 수 없는 연결된 와류 구조의 존재를 수학적으로 입증했습니다. "여기서 새로운 요소는 우리가 연결되었지만 위상학적 결과 없이 서로를 통과할 수 없는 3개의 다른 흐름 와류를 수학적으로 구성할 수 있었다는 것입니다. 와류가 서로 상호 침투하는 경우 교차점에서 코드가 형성되어 와류를 묶습니다.
함께 에너지를 소비합니다. 이것은 구조가 쉽게 무너지지 않는다는 것을 의미합니다."라고 Möttönen은 말합니다. 고대부터 우주 가닥까지 이 구조는 상징주의와 문장으로 널리 사용된 세 개의 상호 연결된 원 패턴인 Borromean 고리와 개념적으로 유사합니다. Odin과 관련된 Viking 기호에는 유사한 방식으로 연결된 세 개의 삼각형이 있습니다. 원이나 삼각형 중 하나가 제거되면 나머지 두 개가 직접 연결되지 않기 때문에 전체 패턴이 해체됩니다. 따라서 각 요소는 두 파트너를 연결하여 전체 구조를 안정화합니다. 이 연구의 수학적 분석은 매듭이 있거나 연결된 와류 사이에 얼마나 유사하게 강력한 구조가 존재할 수 있는지 보여줍니다. 이러한 구조는 특정 유형의 액정 또는 응축 물질 시스템에서 관찰될 수 있으며 이러한 시스템이 작동하고 발전하는 방식에 영향을 미칠 수 있습니다.
"놀랍게도 이러한 위상학적으로 보호된 링크와 매듭은 이전에 발명된 적이 없었습니다. 이것은 아마도 링크 구조가 이전에 고려된 2-와류 시스템보다 훨씬 더 복잡한 세 가지 유형의 흐름을 가진 와류를 필요로 하기 때문일 것입니다."라고 Möttönen은 말합니다. . 이러한 발견은 언젠가 양자 컴퓨팅을 더 정확하게 만드는 데 도움이 될 것입니다. 위상 양자 컴퓨팅 에서 논리 연산은 다양한 방식으로 서로 다른 유형의 와류를 엮어 수행됩니다 . Möttönen은 "정상적인 액체에서는 매듭이 풀리지만 양자장에서는 우리가 지금 발견하고 있는 것처럼 위상 보호 기능을 가진 매듭이 있을 수 있습니다."라고 말했습니다. Annala는 "동일한 이론적 모델을 사용하여 우주론의 우주 끈과 같은 다양한 시스템의 구조를 설명할 수 있습니다."라고 덧붙였습니다. 연구에 사용된 위상 구조는 양자장 이론의 진공 구조와도 일치합니다. 따라서 그 결과는 입자 물리학 에도 영향을 미칠 수 있습니다 . 다음으로, 연구원들은 실험적으로 실현 가능한 시나리오에서 용해되지 않도록 위상학적으로 보호되는 Bose-Einstein 응축물에 매듭의 존재를 이론적으로 입증할 계획입니다. "위상학적으로 보호된 매듭의 존재는 자연의 근본적인 질문 중 하나입니다. 수학적 증명 후 시뮬레이션 및 실험 연구 로 넘어갈 수 있습니다 ."라고 Möttönen은 말합니다.
추가 정보: Toni Annala 외, Topologically protected vortex knots and links, Communications Physics (2022). DOI: 10.1038/s42005-022-01071-2 . www.nature.com/articles/s42005-022-01071-2 저널 정보: Communications Physics 알토대학교 제공
https://phys.org/news/2022-12-peculiar-links-viking-quantum-vortices.html
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메모 2212130703 나의 사고실험 oms 스토리텔링
빅뱅사건이 빅뱅이전의 거대한 무질서의 쿼크바다에서 미세중력에 의한 양성자 중성자의 기본조합인 수소 원자의 생성으로 아날로그 배출구에 초유체 흐름을 가졌다면 안정적인 물질의 확산은 샘플c.oss.base을 가진 나팔관 내벽이 확장되었으리라 추측이다.
그 베이스는 세 개의 소용돌이가 분해되지 않게 연결된 링크 구조의 바이킹이다. 하지만 유체처럼 흐를 수 있는 매우 긴 oss.magic.roading 여정을 가진다.
Samplea.oms (standard)
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sample c.oss (standard)
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- Scientists have shown how three vortices can be connected so that they do not disintegrate. Although the structure of the links is similar to patterns used by the Vikings and other ancient cultures, the study focused on vortices in a special form of matter known as Bose-Einstein condensate. This discovery has implications for quantum computing, particle physics and other fields.
- This study was published in the journal Communications Physics. Postdoctoral fellow Toni Annala uses string and water vortices to explain the phenomenon. On the other hand, if identical circular structures are created in water, the water vortices can collide and merge if not protected." "In Bose-Einstein condensates, the linking structure lies somewhere between the two," said Professor Mikko Möttönen's research group at the University of Aalto. “After starting this work, I moved back to the University of British Columbia and then to the Institute,” says Annala.
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memo 2212130703 my thought experiment oms storytelling
If the big bang event had a superfluid flow at the analogue outlet with the creation of hydrogen atoms, which are the basic combinations of protons and neutrons by microgravity in the huge disordered sea of quarks before the big bang, then the stable diffusion of matter would be the fallopian tube with sample c.oss.base. It is speculated that the inner wall may have been expanded.
Its base is a Viking, a link structure in which three vortices are connected so that they do not disintegrate. However, it has a very long oss.magic.roading journey that can flow like a fluid.
Samplea.oms (standard)
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