.“Ghostly” Neutrinos Provide Groundbreaking New Way To Investigate the Structure of Protons
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.“Ghostly” Neutrinos Provide Groundbreaking New Way To Investigate the Structure of Protons
"유령 같은" 뉴트리노는 양성자의 구조를 조사하는 획기적인 새로운 방법을 제공합니다
주제:중성미자입자 물리학인기 있는양성자로체스터 대학교 2023년 2월 6일 로체스터 대학교 입자 충돌 뉴트리노 개념 FEBRUARY 6, 2023
-로체스터 대학교(University of Rochester)가 이끄는 과학자들의 국제 협력 단체인 MINERvA는 중성미자를 사용하여 양성자의 구조를 연구함으로써 역사를 만들었습니다. 이 획기적인 연구는 Nature 저널에 발표되었으며 Fermi National Accelerator Laboratory에서 수행되었습니다. 과학자들은 '유령 입자'로 알려진 중성미자를 이용해 양성자의 구조를 조사하는 새로운 방법을 발견했다. 뉴트리노는 우리 우주에서 가장 풍부한 입자 중 하나이지만 감지하고 연구하기가 매우 어렵습니다. 전하가 없고 질량이 거의 없습니다. 그들은 원자와 거의 상호 작용하지 않기 때문에 종종 "유령 입자"라고합니다. 그러나 그들은 매우 풍부하기 때문에 과학자들이 우주에 대한 근본적인 질문에 답하는 데 큰 역할을 합니다.
로체스터 대학의 연구원들이 이끄는 Nature 저널에 기술된 획기적인 연구 에서 국제 협력 MINERvA 의 과학자 들은 처음으로 Fermi National Accelerator Laboratory 또는 Fermilab 에서 중성미자 빔을 사용 하여 구조를 조사했습니다. 양성자의. Fermilab의 입자 가속기 로체스터 대학교(University of Rochester) 연구원을 포함한 국제 협력 MINERvA의 회원들은 양성자 구조를 조사하기 위해 중성미자 빔을 생성하기 위해 Fermilab(위의 양식화된 이미지에 일부가 표시됨)의 입자 가속기를 사용했습니다.
이 작업은 중성미자를 연구하기 위한 입자 물리학 실험인 MINERvA 실험의 일부였습니다. 크레딧: Reidar Hahn/Fermilab
MINERvA는 중성미자를 연구하기 위한 실험이며 연구원들은 양성자를 연구하기 위해 시작한 것이 아닙니다. 그러나 한때 불가능하다고 여겨졌던 그들의 업적은 과학자들에게 원자핵 의 작은 구성 요소를 보는 새로운 방법을 제공합니다 . ν-A 상호 작용을 연구하기 위한 메인 인젝터 뉴트리노 실험인 MINERvA는 뉴트리노를 연구하기 위한 입자 물리학 실험입니다 . 일리노이주 바타비아에 있는 페르미 국립 가속기 연구소(Fermi National Accelerator Laboratory) 지하 100미터(약 328피트)에 위치한 MINERvA는 다양한 물질과 상호작용하는 중성미자를 측정하도록 설계되었습니다. 헬륨에서 납에 이르기까지 다양한 원자핵에서 중성미자 상호 작용을 동시에 연구하기 위해 고강도 중성미자 빔을 사용한 최초의 실험입니다. 이 실험은 9개국 24개 기관에서 온 거의 70명의 과학자들의 국제적 협력에 의해 운영됩니다. MINERvA는 원자핵의 구조와 중성미자 상호 작용에 영향을 미치는 힘의 역학에 대한 전례 없는 데이터를 제공합니다.
이 정보는 과학자들이 어떻게 물질이 우주에서 반물질을 지배하여 행성과 생명의 형성을 가능하게 했는지를 포함하여 입자 물리학의 가장 큰 미스터리를 풀도록 돕는 데 중요합니다. "MINERvA 실험의 일환으로 중성미자를 연구하는 동안 제가 사용하고 있는 기술이 양성자를 조사하는 데 적용될 수 있다는 것을 깨달았습니다."라고 이 논문의 첫 번째 저자인 Tejin Cai는 말합니다. 현재 York University의 박사 후 연구원인 Cai는 Kevin McFarland 박사, Rochester의 Steven Chu 물리학 교수 및 University Neutrino Group의 핵심 구성원의 박사 과정 학생으로 연구를 수행했습니다. “처음에는 그것이 작동할지 확신할 수 없었지만 궁극적으로 중성미자를 사용하여 원자핵을 구성하는 양성자의 크기와 모양을 측정할 수 있다는 것을 발견했습니다.
유령 자를 사용하여 측정하는 것과 같습니다.” 입자 빔을 사용하여 양성자 측정 원자, 그리고 원자핵을 구성하는 양성자와 중성자는 너무 작아서 연구원들이 직접 측정하기가 어렵습니다. 대신 그들은 고에너지 입자 빔으로 원자를 폭격하여 원자 구성 요소의 모양과 구조에 대한 그림을 만듭니다. 그런 다음 입자가 원자 구성 요소에서 반사되는 거리와 각도를 측정합니다. 예를 들어 상자에 구슬을 던진다고 상상해 보십시오. 구슬은 특정 각도에서 상자에서 튀어 나오므로 상자가 보이지 않는 경우에도 상자의 위치를 파악하고 크기와 모양을 결정할 수 있습니다.
McFarland는 "이것은 무언가를 측정하는 매우 간접적인 방법이지만 물체(이 경우에는 양성자)의 구조를 다른 각도에서 얼마나 많은 편향을 볼 수 있는지와 연관시킬 수 있습니다."라고 McFarland는 말합니다. 중성미자 빔은 우리에게 무엇을 말해 줄 수 있습니까? 연구원들은 1950년대에 스탠포드 대학의 선형 가속기 시설에서 전자 빔을 이용한 가속기를 사용하여 양성자의 크기를 처음 측정했습니다. 그러나 가속 전자 빔을 사용하는 대신 Cai, McFarland 및 동료들이 개발한 새로운 기술은 중성미자 빔을 사용합니다. 새로운 기술은 이전 기술보다 더 선명한 이미지를 생성하지는 않지만 중성미자와 양성자가 어떻게 상호 작용하는지에 대한 새로운 정보를 과학자들에게 제공할 수 있다고 McFarland는 말합니다. 이 정보는 현재 이론적 계산이나 이론 및 기타 측정의 조합을 사용하여 추론할 수 있습니다. McFarland는 새 기술을 기존 기술과 비교하면서 이 과정을 일반 가시광선에서 꽃을 본 다음 자외선 아래에서 꽃을 보는 것과 비슷하다고 설명합니다. "당신은 같은 꽃을 보고 있지만 다른 종류의 빛 아래에서 다른 구조를 볼 수 있습니다."라고 McFarland는 말합니다.
"우리의 이미지는 더 정확하지 않지만 중성미자 측정은 우리에게 다른 시각을 제공합니다." 구체적으로, 그들은 양성자와 중성자의 묶인 집합인 원자핵에 대한 중성미자 산란과 관련된 효과로부터 양성자에 대한 중성미자 산란과 관련된 효과를 분리하는 기술을 사용하기를 희망하고 있습니다. "양성자로부터 중성미자 산란을 예측하기 위한 우리의 이전 방법은 모두 이론적 계산을 사용했지만 이 결과는 산란을 직접 측정합니다."라고 Cai는 말합니다. McFarland는 "이러한 핵 효과에 대한 이해를 개선하기 위해 새로운 측정을 사용함으로써 중성미자 특성에 대한 향후 측정을 더 잘 수행할 수 있을 것입니다."라고 덧붙입니다.
뉴트리노 실험의 기술적 도전
-중성미자는 원자핵이 뭉치거나 부서질 때 생성됩니다. 태양은 태양 핵융합의 부산물인 중성미자의 큰 공급원입니다. 예를 들어, 햇빛 아래 서 있으면 매초 수조 개의 중성미자가 무해하게 몸을 통과합니다. 중성미자는 전자보다 우주에 더 풍부하지만 과학자들이 실험적으로 대량으로 활용하는 것은 더 어렵습니다. 중성미자는 유령처럼 물질을 통과하는 반면 전자는 물질과 훨씬 더 자주 상호 작용합니다. "평균적으로 1년 동안 매초 몸을 통과하는 수조 개의 중성미자 중 하나 또는 두 개의 중성미자 사이의 상호 작용만 있을 것입니다."라고 Cai는 말합니다.
"우리가 관찰할 충분한 양성자를 얻어야 한다는 점에서 우리의 실험에는 엄청난 기술적 도전이 있습니다. 그리고 우리는 그 큰 양성자 집합체를 통해 충분한 중성미자를 얻는 방법을 알아내야 합니다." 중성미자 검출기는 '화학적 트릭'을 수행합니다. 연구원들은 수소와 탄소 원자 모두를 포함하는 중성미자 검출기를 사용하여 이 문제를 부분적으로 해결했습니다. 일반적으로 연구자들은 양성자를 측정하기 위해 실험에서 수소 원자만 사용합니다. 수소는 우주에서 가장 풍부한 원소일 뿐만 아니라 수소 원자에는 단일 양성자와 전자만 포함되어 있기 때문에 가장 단순합니다. 그러나 순수한 수소의 표적은 원자와 상호 작용하기에 충분한 중성미자가 충분히 조밀하지 않을 것입니다.
McFarland는 "우리는 수소를 탄화수소 분자에 결합시켜 아원자 입자를 감지할 수 있도록 하는 '화학적 트릭'을 수행하고 있습니다."라고 말합니다. MINERvA 그룹은 Fermilab에 위치한 고출력, 고에너지 입자 가속기를 사용하여 실험을 수행했습니다. 가속기는 지구상에서 가장 강력한 고에너지 중성미자 공급원을 생성합니다. 연구원들은 중성미자 빔으로 수소와 탄소 원자로 만들어진 탐지기를 쳤고 거의 9년 동안의 작동 데이터를 기록했습니다. 수소 원자에서 정보만 분리하기 위해 연구자들은 탄소 원자에서 배경 "잡음"을 빼야 했습니다. "수소와 탄소는 화학적으로 결합되어 있으므로 검출기는 한 번에 두 가지의 상호 작용을 볼 수 있습니다."라고 Cai는 말합니다. “저는 탄소 상호작용을 연구하기 위해 제가 사용하고 있던 기술이 탄소 상호작용을 빼면 수소 자체를 보는 데에도 사용될 수 있다는 것을 깨달았습니다. 우리 작업의 큰 부분은 탄소 핵의 양성자에 산란하는 중성미자에서 매우 큰 배경을 빼는 것이었습니다.” York University의 교수이자 MINERvA의 공동 대변인인 Deborah Harris는 이렇게 말합니다.
이 작업을 수행하려면 탐지기의 뛰어난 성능, 과학자들의 창의적인 분석, Fermilab의 가속기 실행이 필요했습니다.” 불가능이 가능해진다 McFarland도 처음에는 중성미자를 사용하여 양성자로부터 신호를 정확하게 측정하는 것이 거의 불가능할 것이라고 생각했습니다. "Tejin과 우리 동료 Arie Bodek(George E. Pake Rochester 물리학과 교수)가 처음 이 분석을 시도할 것을 제안했을 때 나는 그것이 너무 어려울 것이라고 생각했습니다."라고 McFarland는 말합니다. "그러나 양성자에 대한 오래된 견해는 매우 철저하게 탐구되었으므로 우리는 새로운 견해를 얻기 위해 이 기술을 시도하기로 결정했고 효과가 있었습니다." Cai는 MINERvA 과학자들의 집합적 전문성과 그룹 내 협력이 연구를 수행하는 데 필수적이라고 말했습니다. "분석 결과와 개발된 새로운 기술은 데이터를 이해하는 데 있어 창의적이고 협력적인 태도의 중요성을 강조합니다."라고 그는 말합니다.
"분석을 위한 많은 구성 요소가 이미 존재했지만 올바른 방법으로 조합하면 정말 차이가 났으며, 이것은 실험을 성공시키기 위해 지식을 공유하는 다양한 기술 배경을 가진 전문가 없이는 불가능합니다." 우주를 구성하는 일반적인 물질에 대한 더 많은 정보를 제공하는 것 외에도 이 연구는 중성미자의 특성을 측정하려는 다른 실험에서 중성미자 상호 작용을 예측하는 데 중요합니다. 이러한 실험에는 DUNE(Deep Underground Neutrino Experiment) , ICARUS(Imaging Cosmic And Rare Underground Signals) 중성미자 검출기, McFarland와 그의 그룹이 참여하는 T2K 중성미자 실험이 포함됩니다. "어떤 중성미자가 다른 것보다 질량이 더 큰지, 중성미자와 반물질 파트너 사이에 차이가 있는지 여부와 같은 질문에 답하려면 양성자에 대한 자세한 정보가 필요합니다."라고 Cai는 말합니다. "우리의 작업은 가까운 장래에 이러한 대규모 과학 프로젝트의 목표인 중성미자 물리학에 대한 근본적인 질문에 답하는 데 한 걸음 앞으로 나아가는 것입니다."
참조: T. Cai, ML Moore, A. Olivier, S. Akhter, Z. Ahmad Dar, V. Ansari, MV Ascencio, A. Bashyal, A.S. Bercellie의 "반뉴트리노-양성자 산란의 축 벡터 폼 팩터 측정" , Betancourt M, Bodek A, Bonilla JL, Bravar A, Budd H, Caceres G, Carneiro MF, Diaz GA, da Motta H, Felix J, Fields L, Filkins A, R. Fine, AM Gago, H Gallagher, SM Gilligan , R Gran, E Granados, DA Harris, S Henry, D Jena, S Jena, J Kleykamp, A Klustová, M Kordosky, D Last , T. Le , A. Lozano , X.-G. Lu, Maher E, Manly S, Mann WA, Mauger C, McFarland KS, Messerly B, Miller J, Moreno O, Morfin JG, Naples D, Nelson JK, Nguyen C, Paolone V, GN Perdue, K.-J. Plows , MA Ramirez , Ransome RD , Ray H , Ruterbories D , Schellman H , Solano Salinas CJ , Su H , Sultana M , VS Syrotenko , E .종류 . DOI: 10.1038/s41586-022-05478-3
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메모 2302080521 나의 사고실험 oms 스토리텔링
중성미자는 원자핵이 뭉치거나 부서질 때 생성된다. 태양은 태양 핵융합의 부산물인 중성미자의 큰 공급원이다. 무수한 별이 만들어낸 중성미자가 우주에 가득찬 모습은 마치 샘플링 qoms가 수많은 배열을 거느리고 두개이상의 중첩.특이점으로 상호작용하는 것으로 묘사될 수 있다. 반면에 전자의 상호작용은 snolagos.dstr 양자 얽힘의 이동구조 때문에 매우 흔해지고 많아진다.
중성미자는 적은 상호작용 때문에 전자의 많은 상호작용을 통해 양성자와 중성자를 이해하는데 도움이 될 수 있다. 샘플링 qoms 처럼 우연히 박스안에서 중성미자간 충돌로 상호작용하여 안정적인 새로운 핵구조를 이루는 일이 벌어질 수 있는 점이다. 허허.
이런 점에서 중성미자는 새로운 핵자를 만드는 중요한 초점을 제공하여 우주에서 존재하지 않는 새로운 원소를 쿼크의 다중 조합개념을 구체화 시킨다.
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bddbcbdca
memo 2302080521 my thought experiment oms storytelling
Neutrinos are created when atomic nuclei collide or break apart. The sun is a large source of neutrinos, a by-product of solar fusion. The appearance of the universe filled with neutrinos created by countless stars can be described as if sampling qoms lead numerous arrays and interact with two or more overlapping singularities. On the other hand, the interaction of electrons becomes very common and numerous because of the mobile structure of snolagos.dstr quantum entanglement.
Neutrinos can help us understand protons and neutrons through many interactions of electrons because of their few interactions. The point is that, like sampling qoms, it is possible to form a stable new nuclear structure by accidentally interacting with neutrinos in a box. haha.
In this respect, neutrinos provide an important focus for creating new nucleons, embodying the concept of multiple combinations of quarks with new elements that do not exist in the universe.
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.NASA’s Interstellar Mapping and Acceleration Probe Completes Critical Design Review
NASA의 성간 매핑 및 가속 프로브, 중요한 설계 검토 완료
주제:천문학NASA프린스턴 대학교 Lindsay Bartolone , 프린스턴 대학교 , 2023년 2월 5일 성간 매핑 및 가속 프로브(IMAP) IMAP(Interstellar Mapping and Acceleration Probe)에 대한 아티스트의 인상. 이 임무는 태양풍이라고 불리는 태양에서 오는 입자의 흐름과 이러한 입자가 태양계 내외의 공간과 어떻게 상호 작용하는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다. 크레딧: NASA/Johns Hopkins APL/Princeton University/Steve Gribben FEBRUARY 6, 2023
NASA 의 IMAP(Interstellar Mapping and Acceleration Probe) 임무는 지난 주 NASA SRB(Standing Review Board)와 함께 중요한 설계 검토(CDR)를 개최했습니다. 이 임무 수준 검토는 모든 장비와 하위 시스템에 대해 수행된 개별 CDR의 정점이었습니다. 팀으로서 직면해야 할 과제가 아직 남아 있지만 검토 위원회는 IMAP가 성공할 계획을 가지고 있다고 확신합니다. CDR은 종종 우주선 건설의 관문이지만 IMAP는 이미 기기 공학 및 비행 모델뿐만 아니라 구조의 일부와 같은 중요한 구성 요소를 구축하기 시작했습니다. 전 세계적으로 설계 및 제작된 10개의 장비를 사용하여 이러한 조각을 테스트, 교차 보정 및 통합하는 복잡한 춤은 완성된 천문대가 2025년 발사 준비가 될 수 있도록 신중하게 안무됩니다.
NASA 성간 매핑 및 가속 프로브 IMAP 현대의 천체 지도 제작자로서 IMAP는 태양권의 경계(태양을 둘러싼 거품과 태양풍에 의해 부풀려진 행성)를 차트로 작성하고 그 너머 지역 은하계 이웃과 어떻게 상호 작용하는지 연구할 것입니다. 크레딧: NASA/고다드 우주 비행 센터 개념 이미지 연구소
IMAP는 헬리오스피어로 알려진 우리의 태양 이웃을 탐색하고 태양과 그 너머에서 오는 입자의 메시지를 해독합니다. 3개의 기기 세트가 함께 작동하여 중력이 균형을 이루는 태양과 지구 사이의 지점인 라그랑주 지점 1(L1)로 가장자리에서 이동하는 강력한 중성 원자를 사용하여 태양계 경계의 상세한 지도를 작성합니다. IMAP의 다른 장비는 태양의 태양풍으로부터 정보를 수집하고 우주 기상 조건에 대한 적시 업데이트를 제공합니다. SRB 의장은 IMAP이 "진행하기에 좋으며" 할 일이 많다고 언급했습니다.
Princeton University 교수이자 IMAP 수석 연구원인 David J. McComas는 좋은 질문에 대해 이사회에 감사를 표하며 다음과 같이 말했습니다. 우리는 이 도전적인 임무를 수행하기 위해 모였습니다.” "우리는 마침내 이러한 모든 노력의 통합을 보기 시작했습니다. 이는 저에게 절대적으로 놀라운 일입니다."라고 부책임자 조사관인 Nathan Schwadron이 말했습니다. “우리는 아이디어에서 시작했습니다. 우리는 개념을 제안한 다음 실제로 하드웨어를 만들고 우주선을 만들고 함께 작동하도록 하는 모멘텀의 변화가 있습니다.
개념에서 현실로의 전환을 돕는 팀으로서 발견에 대한 우리의 약속입니다.” McComas는 24개의 파트너 기관으로 구성된 국제 팀과 함께 미션을 이끌고 있습니다. 메릴랜드주 로렐에 있는 존스 홉킨스 응용물리학 연구소는 우주선을 만들고 있으며 임무를 수행할 것입니다. IMAP는 NASA의 STP(Solar Terrestrial Probes) 프로그램 포트폴리오의 다섯 번째 임무입니다. 메릴랜드주 그린벨트에 있는 NASA 고다드 우주비행센터의 탐험가 및 태양물리학 프로젝트 부서는 NASA 과학임무이사회의 태양물리학부에서 STP 프로그램을 관리합니다.
.Researchers Uncover a Simple Question That Could Help Determine Your Risk of Death
연구원들은 사망 위험을 결정하는 데 도움이 될 수 있는 간단한 질문을 밝힙니다
주제:무능수명인류쓰쿠바대학 쓰쿠바 대학교 2023년 2월 7 일 인체 해부학 수명 화학 개념FEBRUARY 7, 2023
-연구자들은 단거리 걷기/자전거에만 익숙한 성인이 사망 및 기능 장애 위험이 더 높다는 사실을 발견했습니다. Tsukuba 대학의 연구원들은 노인의 기능 장애 또는 사망 위험과 일반적인 목적지(예: 친구 집 또는 슈퍼마켓)에 도달하기 위해 기꺼이 걷거나 자전거를 타는 거리 사이의 연관성을 발견했습니다. 나이가 들어감에 따라 신체적 또는 인지적 쇠퇴로 인해 일부 노인은 지역 사회를 탐색하기 어려워 삶의 질에 영향을 미치고 사회에 부담이 될 수 있습니다. 그러나 츠쿠바 대학의 연구원들이 실시한 최근 연구에 따르면 걷거나 자전거를 타고 더 먼 거리를 여행하려는 의지가 조기 기능 장애 및 사망 위험을 줄이는 데 도움이 될 수 있습니다.
-Health and Place 에 발표된 최근 연구 에서는 노인의 사망 및 기능 장애 비율을 일반적인 지역 사회 여행을 위해 도보나 자전거로 이동할 의향이 있는 거리와 연결하는 모델을 제시합니다. 이 연구는 도보로 500m 이하, 자전거로 1km 이하와 같이 짧은 거리에서만 편안함을 느끼는 노인이 기능 장애 및 사망 위험이 더 높다는 것을 발견했습니다.
"걷기, 자전거 타기와 같은 활동적인 여행 형태는 나이가 들어감에 따라 적절한 수준의 신체 활동을 유지하는 데 기여하고 이러한 형태의 여행은 사교 방문이나 식료품 쇼핑과 같은 다른 활동도 촉진하기 때문에 노인들이 수용할 수 있다고 생각하는 거리가 이러한 수단으로 여행하는 것은 유용한 대용물이 될 수 있습니다.”라고 연구의 주 저자인 Okura Tomohiro 교수는 설명합니다. 이 프록시 정보가 미래의 장애 또는 사망과 연결될 수 있는지 여부를 확인하기 위해 연구팀은 2013년에 65세 이상의 성인(일본 이바라키 현 가사마 시 거주자)의 대규모 표본을 조사하여 기준 데이터를 얻었습니다.
팀은 또한 거의 8년에 걸쳐 후속 데이터를 수집했습니다. 그런 다음 이 데이터를 사용하여 연령 및 성별과 같은 물리적 특성, 기본 여행 선호도, 지형 및 인구와 같은 지리적 특성의 잠재적 영향을 탐색하기 위해 여러 모델을 만들었습니다. Okura Tomohiro 교수는 "의미 있는 모델을 위해서는 노인 인구에 내재된 차이를 설명하기 위해 다양한 특성뿐만 아니라 충분히 오랜 기간에 걸쳐 데이터를 수집해야 했습니다. 자연스러운 삶의 변화가 진화하도록 허용합니다.” 이 연구 결과는 연구원과 정책 입안자가 나이가 들면서 개인이 경험하는 일부 문제의 영향을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다. 이 지식은 취약한 노인을 더 잘 지원하는 방법을 개발하거나 노인을 위한 지역사회 접근성을 개선하는 서비스를 설계하는 데 사용할 수 있습니다.
2022년 12월 17일 Kenji Tsunoda, Koki Nagata, Takashi Jindo, Yuya Fujii, Yuya Fujii, Yuki Soma, Tomohiro Okura가 저술한 "일본 고령자의 보행 및 자전거 거리와 기능적 장애 및 사망률: 8년간의 후속 연구" , 건강 및 장소 . DOI: 10.1016/j.healthplace.2022.102952 이 연구는 젊은 과학자를 위한 JSPS KAKENHI 교부금, Meiji Yasuda Life Foundation of Health and Welfare의 교부금, 일본 스포츠 협회의 교부금으로 지원되었습니다.
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