.Researcher posits that electrons do spin, thanks to their fields
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.Researcher posits that electrons do spin, thanks to their fields
연구원은 전자장 덕분에 전자가 회전한다고 가정합니다
캘리포니아 공과대학 휘트니 클라빈(Whitney Clavin) 고전적인 Dirac 필드가 총 전하가 -2e인 구형 대칭 전하 밀도를 갖는다면, 그 전하 밀도를 두 개의 별개의 전자로부터 분리된 기여로 분해하는 것을 상상할 수 있는 많은 방법이 있습니다. 동일한 전하 분포를 가진 두 개의 전자가 있거나 전체 전하 분포의 상단 절반을 담당하는 전자 하나와 하단 절반을 담당하는 다른 전자가 있을 수 있습니다. 두 번째 대안은 더 큰 자기 반발 에너지와 전자 사이의 더 작은 반발 에너지를 가질 것입니다(정전기적 반발의 총 에너지는 첫 번째 대안과 동일함). 크레딧: arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2206.09472
-우주의 모든 물질 깊숙한 곳에서 전자는 팽이처럼 축을 중심으로 빙글빙글 도는 것처럼 윙윙거리며 움직입니다. 이러한 "회전" 전자는 양자 물리학의 기초이며 원자와 분자를 이해하는 데 중심적인 역할을 합니다. 다른 아원자 입자도 회전하며 스핀에 대한 연구는 화학, 물리학, 의학 및 컴퓨터 전자 공학 분야에서 기술적으로 응용됩니다. 그러나 많은 물리학자들은 전자가 실제로 회전하는 것이 아니라 단지 그렇게 행동할 뿐이라고 말할 것입니다.
예를 들어, 전자는 각 운동량을 가지고 있는데, 이는 움직이는 자전거 바퀴나 회전하는 스케이터와 같이 계속 회전하려는 경향이며 이러한 속성을 가지고 있기 때문에 회전하고 있다고 결론을 내릴 수 있습니다. 전자가 작은 자석처럼 작용하고 자기장이 회전하는 대전체에서 발생한다는 사실에서 더 많은 증거가 나옵니다.
전자가 회전한다는 개념의 문제점은 크기가 매우 작기 때문에 관찰된 각 운동량 값과 일치시키기 위해 전자가 빛의 속도보다 빠르게 회전해야 한다는 것입니다. (팔을 안쪽으로 접은 회전하는 스케이터와 같은 전자를 생각하십시오. 전체 크기가 작을수록 더 빨리 회전합니다.)
Caltech의 철학 조교수인 Chip Sebens는 제도판으로 돌아가 이 개념을 다시 생각하기를 원합니다. 물리학 철학자로서 그는 자연의 가장 깊은 수준에서 실제로 무슨 일이 일어나고 있는지 파악하고 싶어합니다. "철학자들은 오랫동안 해결되지 않은 문제에 매력을 느끼는 경향이 있습니다."라고 Sebens는 설명합니다. " 양자 역학 에서 우리는 전자에 대해 매우 잘 작동하고 스핀을 설명하는 실험 결과를 예측하는 방법을 가지고 있지만 중요한 기본 질문은 답이 없는 상태로 남아 있습니다.
이러한 방법이 작동하는 이유는 무엇이며 원자 내부에서 일어나는 일은 무엇입니까?" 이를 위해 Sebens는 전자 및 기타 아원자 입자 가 실제로 회전하고 있다고 생각하는 이유에 대해 주장했습니다. 대답은 필드와 관련이 있습니다. 자연에는 입자와 필드가 모두 있습니다. 물리학자들은 장이 입자보다 더 근본적이라고 생각하는 경향이 있지만, 물리학 철학자들은 여전히 어떤 실체가 더 근본적인지에 대해 논쟁합니다.
예를 들어, 빛은 광자 빔 또는 전자기장의 파동으로 설명될 수 있습니다. 이 과학 분야를 양자장 이론 이라고 합니다 . 캘리포니아 공과대학의 물리학자이자 노벨상 수상자인 작고한 Richard Feynman은 전자기장을 간접적으로 설명하는 전자와 광자와 같은 입자 간의 상호 작용을 매핑하는 유명한 Feynman 다이어그램을 만들어 이 이론의 측면에 대해 연구했습니다. "양자장 이론은 우리가 가진 최고의 물리학입니다."라고 Sebens는 말합니다.
Synthese 저널의 최근 논문을 포함한 여러 연구에서 Sebens는 전자가 단순히 회전하는 것처럼 작동하는 점 크기의 입자가 아니라 진정으로 회전하는 확산된 전하 덩어리라고 생각하는 이유를 설명합니다. 아이스 스케이터 비유로 돌아가서 전자는 팔을 바깥쪽으로 벌린 스케이터와 같습니다.
-"원자에서 전자는 종종 전자가 발견될 수 있는 위치를 보여주는 구름으로 묘사되지만 전자는 실제로 구름 위에 물리적으로 퍼져 있다고 생각합니다."라고 Sebens는 말합니다. 전자의 크기가 넓어짐에 따라 전자는 이제 빛의 속도보다 빠르게 움직여야 하는 문제를 피할 수 있을 만큼 커졌습니다. 이 경우 Sebens는 두 가지 중요한 필드가 있다고 설명합니다. 전자기장과 물리학자 Paul Dirac의 이름을 따서 Dirac 필드로 알려진 것입니다. " 전자기장 이 광자를 설명하는 것처럼 Dirac 필드는 전자와 양전자를 설명합니다."라고 그는 말합니다.
양전자는 전자의 반입자이다. 이 연구는 자연이 근본적으로 필드 또는 입자로 구성되어 있는지에 대한 질문에 답하기 위한 Sebens의 전반적인 노력의 일부입니다. 동일한 Synthese 논문에서 Sebens는 필드가 본질적으로 더 근본적이라고 주장합니다. 그의 주장의 일부는 스핀에 근거합니다. 위에서 언급했듯이 필드 접근 방식은 회전하는 전자에서 발생하는 혼란을 이해합니다. 그는 또한 필드 접근법이 전자에 관한 또 다른 중요한 질문인 전자가 생성하는 전자기장에 어떻게 반응 하는가 에 도움이 된다고 주장합니다. 전자가 포인트 크기의 전하 공이라면 전자가 생성하는 필드는 전자의 위치에서 무한히 강합니다. 이는 필드에 정의된 방향이 없고 따라서 정의된 힘이 없으므로 힘을 계산하는 데 문제가 있음을 의미합니다.
-그러나 전자가 확장된 전하장이라면 전자의 다른 부분에 작용하는 힘은 방향이 잘 정의된 유한한 것입니다. "이것은 자기 상호 작용 문제를 덜 심각하게 만듭니다." Sebens 는 자연의 기본 구성 요소에 대한 Aeon 에세이 에서 썼습니다. "그래도 풀리지 않네. 전자의 전하가 흩어지면 전자의 여러 부분이 서로 밀어내어 전자가 급격하게 폭발하지 않는 이유는 무엇인가?" Sebens는 진행 중인 연구에서 이 자기 반발 문제를 다루고 있습니다. 이것과 그가 조사하고 있는 다른 문제에 대한 답은 궁극적으로 양자 물리학에서 양을 계산하고 측정하는 새롭고 더 나은 방법으로 이어질 수 있습니다. 이 작업은 양자 측정 문제라고 하는 양자 물리학 에서 진행 중인 질문에 답하는 새로운 방법으로 이어질 수도 있습니다 .
-중첩 상태(한 번에 두 가지 상태)에 있는 전자와 같은 양자 시스템을 측정할 때 시스템은 무너지고 전자는 하나 또는 다른 상태를 취합니다. 물리학자들은 왜 이런 일이 일어나는지 여전히 논쟁하고 있습니다. 입자와 필드가 작동하는 방식에 대한 근본적인 토대에 대한 연구는 미스터리를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다.
-Sebens는 Aeon 에세이에서 "때때로 물리학의 진보는 우리가 이미 가지고 있는 이론을 재검토, 재해석 및 수정하기 위해 먼저 백업을 필요로 합니다. 이러한 종류의 연구를 수행하려면 물리학자와 철학자의 역할을 혼합하는 학자가 필요합니다. 수천 년 전에 고대 그리스에서 이루어졌습니다."
추가 정보: Charles T. Sebens, 필드의 기본성, Synthese (2022). DOI: 10.1007/s11229-022-03844-2 Charles T. Sebens, 전자 자기 반발 제거, arXiv (2022). DOI: 10.48550/arxiv.2206.09472 저널 정보: arXiv 캘리포니아 공과대학 제공
https://phys.org/news/2023-01-posits-electrons-fields.html
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메모 2301190636 나의 사고실험 oms 스토리텔링
전자는 구름의 분포와 같다고 말한다. 이는 샘플a.oms.storytelling에서 oms.smola.electrons들의 분포를 연상 시킨다. 이들 전자의 중심에는 vix.양성자가 원자핵으로 있다. 샘플a.oms(standard)은 원자핵의 이중성의 양성자(중성자) vixer들과 smola(vixx).clouds을 나타내고 있다.
vixx 두종류로 변한, 반감기가 긴 양성자 vix(10^35년)와 반감기가 짧은 smola 중성자 약 614초 만들어냈다. 고로 원자핵 안에는 양성자와 중성자 다수가 존재하게 되었다.
1.
그러면 양전자는 또 어디에 있는건가? 설마 전자의 구름내에 있을까? 그렇수 있다. 그이유는 oms의 값이 두가지 +plus, -minus의 중첩의 전하를 가지기 때문이다. 그러면 양전자의 구름을 가진 음성자 핵도 존재할 것이다.
양전자의 구름이 존재한다면 음성자(-: -u-u+1/3=-1), 원자핵도 존재해야 하는 게 아닐까? 허허.
양성자.vix는quark up(+2)/down(-1), uu-d,22-1/3=1을 가진다. 중성자는 udd/3=0
만약에 오리지날 up(+2)/down(-1)에서 미스테리한 쿼크 전하의 up(-2)/down(+1)을 가진 쿼크가 존재한다면 음성자 핵이 존재할 수 있다.
샘플a.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
샘플b.qoms(standard)
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0100100000
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0010000001
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0q000000000
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000000000q0
샘플c.oss(standard)
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zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-Deep in all matter in the universe, electrons whizz around like a spinning top on its axis. These "spinning" electrons are fundamental to quantum physics and play a central role in understanding atoms and molecules. Other subatomic particles also rotate, and the study of spin has technological applications in chemistry, physics, medicine, and computer electronics. But many physicists will tell you that electrons don't actually rotate, they just behave that way.
-Sebens wrote in his Aeon Essay on the Basic Components of Nature. "It still doesn't work. Why doesn't the electron's charge dissipate and the various parts of the electron repel each other so that the electron doesn't explode rapidly?" Sebens addresses this self-repulsion problem in his ongoing research. The answers to this and other questions he is investigating could ultimately lead to new and better ways to compute and measure quantities in quantum physics. This work may also lead to new ways of answering an ongoing question in quantum physics called the quantum measurement problem.
- When measuring a quantum system such as an electron in a superposition state (two states at once), the system collapses and the electron assumes one or another state. Physicists are still debating why this happens. Research into the fundamental underpinnings of how particles and fields work can help solve the mystery.
-Sebens wrote in his Aeon essay, "Sometimes advances in physics require a backup first to reexamine, reinterpret, and revise the theories we already have. Conducting this kind of research involves mixing the roles of physicist and philosopher." It needs scholars. It was done thousands of years ago in ancient Greece."
# -If there were an atomic nucleus composed of only neutrons, the atomic number would start at zero. However, atomic nuclei composed of only neutrons cannot be found in nature. This is because neutrons are more stable when they turn into protons. After a half-life (about 614 seconds) of a neutron, half of it is converted into a proton.
https://www.dongascience.com/news.php?idx=56307
A proton is a constituent particle of an atom with a charge of +1e, and the atomic nucleus together with a neutron ... According to the experimental results, the lower limit of the half-life of a proton is 10^35 years.
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memo 2301190636 my thought experiment oms storytelling
The electrons are said to be like the distribution of clouds. This is reminiscent of the distribution of oms.smola.electrons in sample a.oms.storytelling. At the center of these electrons is the vix. proton as the atomic nucleus. Sample a.oms (standard) represents proton (neutron) vixers of nuclear duality and smola (vixx).clouds.
Two types of vixx were created, the proton vix (10^35 years) with a long half-life and the smola neutron with a short half-life of about 614 seconds. Therefore, many protons and neutrons exist in the nucleus.
One.
Then where else are the positrons? Could it be that it is within the electron cloud? It can be. The reason is that the value of oms has a charge of two +plus, -minus superposition. Then there will also be a negative nucleus with a cloud of positrons.
If a cloud of positrons exists, shouldn't there also be negative electrons (-: -u-u+1/3=-1) and atomic nuclei? haha.
Proton.vix has quark up(+2)/down(-1), uu-d,22-1/3=1. The neutron is udd/3=0
If there exists a quark with a mysterious quark charge up(-2)/down(+1) in the original up(+2)/down(-1), a negative nucleus can exist.
Samplea.oms (standard)
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sampleb.qoms (standard)
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sample c.oss (standard)
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.Discovery of a bizarre atomic nucleus without protons
양성자 없는 기묘한 원자핵 발견
2022.09.24 06:00 게티이미지뱅크 제공 게티이미지뱅크 제공
물리학계에는 오래된 궁금증이 있다. 중성자만으로 이뤄진 원자핵이 있을까라는 궁금증이다. 자연계에 양성자만으로 구성된 원자핵은 있지만 중성자만으로 구성된 원자핵은 찾아볼 수 없다.
그런데 최근 국제공동연구팀이 중성자 4개로만 이뤄진 핵(테트라 중성자)을 관측하는 데 성공했다. 이번에 발견된 테트라 중성자는 핵물리학에 큰 전환점을 가져올 것으로 기대된다. 원자는 물질을 구성하는 기본 입자다.
원자는 핵과 전자로 이뤄져 있다. 그리고 핵은 다시 양성자와 중성자로 이뤄진다. 양전하를 가진 양성자와 전기적으로 중성인 중성자다. 사람의 눈으로는 절대 볼 수 없고 느낄 수도 없는 작은 공간에서 두 핵자가 만들어 내는 조화는 다채로우면서 신비하다. 원자 하나의 크기를 운동장이라고 생각한다면, 원자핵의 크기는 축구공 하나 정도에 불과하다. 이렇게 좁은 공간에 양성자와 중성자는 어떻게 모여 있을 수 있을까.
양성자들끼리는 자석의 같은 극처럼 서로 밀어내는 전자기력(척력)이 작용한다. 서로 밀어내는 자석을 뭉치게 하려면 자석의 힘보다 더 큰 힘이 필요하다. 전하가 같은 핵자를 뭉치게 할 때도 마찬가지다. 양성자 사이의 전자기력을 극복하고 원자핵을 구성할 수 있도록 하는 힘을 ‘핵자-핵자 상호작용’ 혹은 ‘잔류 강한 핵력’(본문에서는 간략하게 ‘핵력’으로 표현)이라고 한다.
지금껏 중성자 핵을 찾지 못한 이유 한국 기초과학연구원(IBS)을 비롯한 국제공동연구팀이 일본 이화학연구소(RIKEN)의 중이온 가속기에서 ‘테트라 중성자’를 관측하는 데 성공했다. 테트라 중성자는 양성자 없이 중성자 네 개로만 이뤄진 핵을 말한다. 한국 기초과학연구원(IBS)을 비롯한 국제공동연구팀이 일본 이화학연구소(RIKEN)의 중이온 가속기에서 ‘테트라 중성자’를 관측하는 데 성공했다.
테트라 중성자는 양성자 없이 중성자 네 개로만 이뤄진 핵을 말한다. 동아사이언스DB/자료 일본 이화학연구소 제공 현재까지 발견된 모든 원소를 나열한 주기율표의 첫 시작은 원자번호 1번인 ‘수소(H)’다. 수소는 양성자 하나가 원자핵을 구성한다. 양성자의 수명은 무한하기 때문에 자연계에서 안정적으로 존재할 수 있다.
# -만약 중성자만으로 구성된 원자핵이 있다면, 원자번호는 0번부터 시작했을 것이다. 하지만 중성자만으로 구성된 원자핵은 자연계에서 찾아볼 수 없다. 중성자는 양성자로 변하는 것이 더 안정적이기 때문이다. 중성자는 반감기(약 614초)가 지나면 절반이 양성자로 변한다.
-중성자가 원자핵 안에서 안정적으로 유지되려면 양성자와 함께 있어야 한다. 수소를 빼면 모든 원자의 핵에는 양성자와 중성자가 함께 있다. 가령 중수소(²H)의 핵은 양성자와 중성자가 각각 하나씩 있다. 중수소처럼 핵력으로 양성자와 중성자가 떨어지지 않고 안정한 상태를 유지하는 것을 ‘속박 상태’라고 한다. 중성자가 양성자와 함께 있을 때 속박 상태로 있을 수 있는 것은 고유 각운동량 덕분이다. 핵자들은 고유 각운동량이란 내재적 특성이 있다.
원자핵을 이루는 핵자들의 고유 각운동량 방향이 반대면 안정한 핵을 만들 수 있다. 반면 양성자-양성자 또는 중성자-중성자처럼 고유 각운동량의 방향이 같은 핵자로만 이뤄지면 속박 상태로 존재할 수 없다. 물론 자연계에서 중성자만으로 구성된 구조가 전혀 없는 것은 아니다. 원자 단위보다 큰 규모에서는 중성자 위주로 이뤄진 시스템을 찾아볼 수 있다.
별의 진화 마지막 단계에서 초신성 폭발로 만들어지는 ‘중성자 별’이 대표적이다. 중성자 별은 중성자의 밀도가 매우 높다. 중성자 별의 강한 중력은 내부에서 중성자가 양성자로 변하지 않고 뭉쳐있게 한다. 중이온 가속기에서 '10의-22제곱'초 간 존재한 중성자 핵 중성자만으로 이뤄진 핵이 존재할 수 있을지 여부는 핵물리학계의 오랜 궁금증 중 하나였다. 최근 이 질문의 답을 찾을 수 있는 증거가 발견됐다. 독일 다름슈타트 공대와 일본 이화학연구소(RIKEN), 한국 기초과학연구원(IBS) 희귀 핵 연구단 등 국내외 25개 기관으로 구성된 국제공동연구팀이 4개의 중성자만으로 만들어진 핵(테트라 중성자)을 관측하는 데 성공한 것이다.
테트라 중성자 연구에는 일본 이화학연구소의 RIBF (Rare Isotope Beam Factory) 중이온 가속기가 사용됐다. 첫 번째 목표는 일반적인 원자핵보다 중성자가 많은 ‘중성자 과다핵’을 만드는 것이었다. 중이온가속기에서 산소-18(O) 이온을 베릴륨 금속에 충돌시켜 헬륨-8(He)을 만들었다. 헬륨-8의 핵은 양성자 2개와 중성자 6개로 이뤄져있다. 자연계에 흔히 있는 헬륨(헬륨-4)보다 중성자가 4개 더 많다. 연구진은 헬륨-8을 양성자 표적과 충돌시켰을 때 헬륨-4와 테트라 중성자로 분리돼 약 '3.8×10의 -22제곱'초라는 매우 짧은 시간 동안 중성자만으로 이뤄진 핵이 존재할 수 있다는 사실을 발견했다. 동아사이언스DB/자료 IBS 제공
테트라 중성자, 핵물리학의 큰 전환점 될 수도 새로운 발견은 늘 연구자들을 즐겁게 한다. 우리가 알고 있는 과학지식이 절대불변의 진리가 아니라는 것을 보여주기도 한다. 이번 발견은 핵력부터 중성자별의 모델까지 현대 물리학의 다양한 분야에 큰 변화를 가져올 수 있다. 특히 핵물리 분야가 가장 큰 전환점을 맞을 것으로 기대된다. 그동안 핵력을 계산할 때 중성자만으로 이뤄진 경우는 계산하지 않았는데, 테트라 중성자를 발견하면서 핵자 간의 여러 상호작용에 대해 더 넓게 연구해야 할 필요가 생겼다. 테트라 중성자의 존재에 대한 의문은 여전히 끝나지 않았다. 우선 테트라 중성자를 설명하기 위해서는 기존 핵력 이론을 크게 수정해야 한다.
또 테트라 중성자의 공명 상태(*)가 중성자 때문이 아니라 다른 양자 물리학적 작용 때문에 나타났을 가능성도 고려해야 한다. 새로운 발견이 기존의 과학적 이론과 다르다고 말하는 건 쉽지 않다. 과학적 이론을 수정하기 위해서는 다양한 증거가 튼튼하게 뒷받침되는 것이 꼭 필요하다. 따라서 지금껏 과학자들이 품은 의문을 해결하기 위해서는 여러 핵자 간의 힘을 고려한 이론적 모델과, 더 다양하고 정밀한 실험 결과가 필요하다. 새로운 실험 결과를 두고 핵물리학자들이 과연 어떤 해결책을 제시해나갈지, 앞으로 우리가 사는 세상을 이해하는 방법이 어떻게 바뀔지 기대된다.
*공명 상태 : 양성자와 중성자 등 핵자가 서로 상호작용을 이루고 있는 상태. 공명 상태가 나타나면 핵자가 속박됐다고 볼 수 있다.
https://www.dongascience.com/news.php?idx=56307
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