.Artificial Intelligence Reveals a Stunning, High-Definition View of M87’s Big Black Hole
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APRIL 16, 2023
.Artificial Intelligence Reveals a Stunning, High-Definition View of M87’s Big Black Hole
인공 지능은 M87의 빅 블랙홀에 대한 놀라운 고화질 이미지를 보여줍니다
주제:인공 지능천문학천체물리학블랙홀기계 학습 Alan BOYLE, UNIVERSE TODAY 2023년 4월 16일 M87 블랙홀 비교 2019년 EHT 협력으로 원래 촬영된 M87 초대질량 블랙홀(왼쪽); 동일한 데이터 세트를 사용하여 PRIMO 알고리즘에 의해 생성된 새로운 이미지(오른쪽). 신용: Medeiros 외.
2023년 천문학자들은 기계 학습을 사용하여 Event Horizon Telescope의 첫 번째 블랙홀 이미지를 개선하여 블랙홀의 행동 이해를 돕고 중력 이론을 테스트했습니다. PRIMO라고 불리는 새로운 기술은 외계 행성과 의학을 포함한 다양한 분야에서 잠재적인 응용 가능성을 가지고 있습니다. 천문학자들은 기계 학습을 사용하여 Event Horizon Telescope의 첫 번째 블랙홀 사진을 선명하게 만들었습니다 .
우주 관측을 미세 조정하기 위한 인공 지능의 가치를 보여주는 연습입니다. 이 이미지는 과학자들이 블랙홀의 행동과 극한 조건에서 도로의 중력 규칙에 대한 가설을 테스트할 때 지침이 되어야 합니다.
PRIMO 알고리즘의 교육 세트에 대해 생성된 시뮬레이션의 개요입니다. 신용: Medeiros 외.
2023년 지구에서 약 5500만 광년 떨어진 M87로 알려진 타원은하의 중심에 있는 초대질량 블랙홀의 EHT 이미지는 2019년 과학계를 놀라게 했다 . 이 사진은 전 세계 전파 망원경의 관측을 결합하여 생성되었지만 데이터의 간격은 사진이 불완전하고 다소 흐릿함을 의미했습니다. 지난 주 The Astrophysical Journal Letters 에 발표된 연구에서 국제 천문학자 팀은 30,000개 이상의 시뮬레이션된 블랙홀 이미지를 분석하여 간격을 메운 방법을 설명했습니다. "우리의 새로운 기계 학습 기술인 PRIMO를 통해 우리는 현재 어레이의 최대 해상도를 달성할 수 있었습니다. PRIMO는 블랙홀이 중력 특이점으로 떨어질 때 블랙홀 주위를 소용돌이치는 뜨거운 물질의 고리에 대한 EHT의 시야를 줄이고 날카롭게 만들었습니다. Medeiros는 이렇게 설명했습니다.
"블랙홀을 가까이에서 연구할 수 없기 때문에 이미지의 세부 사항은 동작을 이해하는 능력에 중요한 역할을 합니다."라고 그녀는 말했습니다. "이미지에 있는 고리의 너비는 이제 약 2배 더 작아졌습니다. 이는 우리의 이론적 모델과 중력 테스트에 강력한 제약이 될 것입니다."
-Medeiros와 그녀의 동료가 개발한 기술( Principal-Component Interferometric Modeling 또는 줄임말 PRIMO)은 교육 이미지의 대규모 데이터 세트를 분석하여 누락된 데이터를 채울 가능성이 가장 높은 방법을 파악합니다. 이는 AI 연구원이 Ludwig von Beethoven의 음악 작품 분석을 사용하여 작곡가의 미완성 교향곡 10번의 악보를 생성하는 방식과 유사합니다
-수만 개의 시뮬레이션된 EHT 이미지가 PRIMO 모델에 입력되어 M87의 블랙홀로 소용돌이치는 가스에 대한 광범위한 구조 패턴을 포함합니다. 사용 가능한 데이터에 가장 적합한 시뮬레이션을 함께 혼합하여 누락된 데이터의 충실도가 높은 재구성을 생성했습니다.
결과 이미지는 EHT의 실제 최대 해상도와 일치하도록 재처리되었습니다. 연구원들은 새로운 이미지가 M87 블랙홀의 질량과 사건의 지평선과 강착 고리의 범위를 보다 정확하게 결정할 수 있을 것이라고 말했습니다. 이러한 결정은 블랙홀 및 중력과 관련된 대안 이론에 대한 보다 강력한 테스트로 이어질 수 있습니다. M87의 더욱 선명한 이미지는 시작에 불과합니다.
PRIMO는 또한 우리 은하의 중심에 있는 초거대 블랙홀인 궁수자리 A*에 대한 이벤트 호라이즌 망원경의 흐릿한 시야를 선명하게 하는 데 사용할 수 있습니다 . 그리고 그것이 전부가 아닙니다. PRIMO에서 사용하는 기계 학습 기술은 블랙홀보다 훨씬 더 많은 곳에 적용될 수 있습니다. Medeiros는 "이는 외계 행성에서 의학에 이르는 분야에서 역할을 하는 간섭계에 중요한 의미를 가질 수 있습니다."라고 말했습니다. Universe Today 에 원래 게시된 기사에서 발췌했습니다 .
참조: Lia Medeiros, Dimitrios Psaltis, Tod R. Lauer 및 Feryal Özel3의 "PRIMO로 재구성된 M87 블랙홀의 이미지", 2023년 4월 13일, The Astrophysical Journal Letters . DOI: 10.3847/2041-8213/acc32d
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메모 2304171237 나의 사고실험 oms 스토리텔링
인공지능 PRIMO의 블랙홀 이미지 수정방식은 Beethoven의 음악 작품 분석을 사용하여 작곡가의 '미완성 교향곡 10번의 악보를 생성하는 방식'과 유사하다고 한다.
이는 수만 개의 시뮬레이션된 EHT 이미지가 PRIMO 모델에 입력되어 M87의 블랙홀로 소용돌이치는 가스에 대한 광범위한 구조 패턴을 포함합니다. 사용 가능한 데이터에 가장 적합한 시뮬레이션을 함께 혼합하여 누락된 데이터의 충실도가 높은 재구성을 생성한 것이다.
빈틈을 채우는 방식은 보기1. 상수배치로 magicsum 베이스를 유도한 이미지된 oss.base.max화 하는 과정처럼 보인다.
-A technique developed by Medeiros and her colleagues (known as Principal-Component Interferometric Modeling, or PRIMO for short) analyzes large datasets of training images to determine which methods are most likely to fill in missing data. This is similar to how AI researchers are using analysis of Ludwig von Beethoven's musical works to generate the score for the composer's unfinished 10th Symphony.
https://youtu.be/bZcqsw9qiXs
- Tens of thousands of simulated EHT images were fed into the PRIMO model, including extensive structural patterns for the gas swirling into M87's black hole. Simulations that best fit the available data were blended together to produce high-fidelity reconstructions of the missing data.
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memo 2304171237 my thought experiment oms storytelling
The artificial intelligence PRIMO's black hole image correction method is said to be similar to the composer's 'method of generating the score of the unfinished 10th symphony' using analysis of Beethoven's musical works.
This includes tens of thousands of simulated EHT images fed into the PRIMO model, which contain extensive structural patterns for the gas swirling into M87's black hole. The simulations that best fit the available data were blended together to produce a high-fidelity reconstruction of the missing data.
The way to fill in the gap is example 1. It looks like the process of imaged oss.base.max that derives the magicsum base by constant arrangement.
samplea.oms.base (standard)
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000ac0 f00bde
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f000e0 b0dac0
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0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
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0000001100
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0010010000
0100100000
2000000000
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0000000q000
000000000q0
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.Physicists find unusual waves in nickel-based magnet
물리학자들은 니켈 기반 자석에서 특이한 파동을 발견합니다
라이스 대학교 제이드 보이드 (왼쪽) 니켈 두 부분, 몰리브덴 세 부분, 산소 여덟 부분으로 구성된 니켈 몰리브데이트 결정에서 니켈 이온은 4면체 및 8면체 결정 환경에 영향을 받으며 이온은 각 환경에서 삼각형 격자에 잠겨 있습니다. (오른쪽) 니켈 몰리브데이트 결정의 사면체 위치에서 결정 전기장 스핀 엑시톤은 스핀 얽힘 및 기하학적 좌절로 인해 브릴루앙 구역 경계 주위에 분산, 확산 패턴을 형성합니다. 이미지의 왼쪽과 오른쪽 절반은 이러한 패턴의 다른 모델 계산을 보여줍니다. 출처: Bin Gao/Rice University APRIL 17, 2023
-자석에서 전자 스핀을 교란시키면 일반적으로 조약돌에 부딪힌 연못의 파도처럼 자석을 통해 잔물결을 일으키는 "스핀파"라고 하는 여기가 발생합니다. 새로운 연구에서 라이스 대학의 물리학자들과 그들의 협력자들은 니켈 기반 자석을 통해 일관성 있는 파동으로 "리플"할 수 있는 "스핀 엑시톤"이라고 하는 극적으로 다른 여기를 발견했습니다. 네이처 커뮤니케이션즈(Nature Communications) 에 발표된 연구에서 연구원들은 층상 자성 결정인 니켈 몰리브데이트에서 특이한 특성을 발견했다고 보고했습니다.
-전자라고 하는 아원자 입자는 아주 작은 자석과 유사하며 일반적으로 자기장과 관련하여 나침반 바늘처럼 방향을 잡습니다. 결정 내부의 자성 니켈 이온에서 중성자가 산란되는 실험에서 연구자들은 각 니켈 이온에서 나오는 두 개의 최외각 전자가 다르게 행동한다는 것을 발견했습니다.
나침반 바늘처럼 스핀을 정렬하는 대신 물리학자들이 스핀 싱글렛(spin singlet)이라고 부르는 현상에서 이 둘은 서로 상쇄되었습니다. 연구 교신저자인 Rice의 Pengcheng Dai는 "이러한 물질은 자석이 되어서는 안 됩니다."라고 말했습니다. "그리고 만약 중성자가 주어진 니켈 이온에서 산란한다면 여기(excitation)는 국부적으로 남아 있어야 하며 샘플을 통해 전파되지 않아야 합니다." 따라서 Dai와 그의 동료들은 중성자 산란 실험의 장비가 각각 극적으로 다른 에너지에서 하나가 아닌 두 종류의 전파 파동을 감지했을 때 놀랐습니다.
파동의 기원을 이해하기 위해서는 자성 결정의 원자적 세부 사항을 파헤치는 것이 필요했습니다. 예를 들어, 결정 내 원자의 전자기력은 자기장과 경쟁할 수 있고 이웃 원자 내부의 전자에 영향을 미칠 수 있습니다. 이것을 결정장 효과(crystal field effect)라고 하며, 전자 스핀이 자기장의 방향과는 다른 방향을 따르도록 강제할 수 있습니다. 니켈 몰리브데이트 결정에서 결정 전계 효과를 조사하려면 추가 실험과 실험 데이터의 이론적 해석이 필요했습니다. Rice의 공동 저자인 Emilia Morosan은 "실험 그룹과 이론 간의 협력은 전체 그림을 그리고 이 화합물에서 관찰된 비정상적인 스핀 여기를 이해하는 데 가장 중요합니다."라고 말했습니다. Morosan의 그룹은 비열 측정을 사용하여 온도 변화에 대한 결정의 열 반응을 조사했습니다. 이러한 실험에서 연구원들은 층상 니켈 몰리브데이트에서 두 종류의 결정장 환경이 발생했으며 두 가지가 니켈 이온에 매우 다르게 영향을 미친다는 결론을 내렸습니다. 실험 데이터 해석을 도운 Rice 대학의 이론물리학자 Andriy Nevidomskyy는 "하나에서 전계 효과는 다소 약하고 약 10K의 열 에너지에 해당합니다."라고 말했습니다. "수 켈빈 온도에서 중성자가 이 첫 번째 유형의 결정장 효과에 영향을 받는 니켈 원자로부터 자기 스핀파를 여기할 수 있다는 것을 보는 것은 아마도 놀라운 일이 아닙니다. 두 번째 유형에 속합니다. 이러한 원자는 주변에 산소가 4면체 배열로 배열되어 있고 전기장 효과가 거의 20배 더 강하여 여기를 생성하기가 훨씬 더 어렵습니다."
Nevidomskyy는 이것이 상응하는 니켈 이온의 스핀이 다른 "질량"을 갖는 것처럼 이해할 수 있다고 말했습니다. 그는 "무거운 농구공에 테니스 공이 섞여 있는 것과 비유할 수 있다"고 말했다. "두 번째 유형인 무거운 농구공의 회전을 자극하려면 물질에 더 강력한 중성자를 비추어 더 강한 '킥'을 가해야 합니다." 니켈 스핀에 대한 결과적인 효과를 스핀 엑시톤이라고 하며 일반적으로 엑시톤 생성 "킥"의 효과는 단일 원자에 국한된 것으로 예상됩니다. 그러나 실험에서 측정한 결과 "농구"가 일제히 움직이며 예상치 못한 종류의 파동을 생성하는 것으로 나타났습니다.
-더욱 놀라운 것은 결정이 더 이상 자석처럼 행동하지 않는 상대적으로 높은 온도에서 파동이 지속되는 것으로 나타났습니다. Nevidomskyy와 이론가 공동 저자인 University of California, Santa Barbara의 Leon Balents가 제공한 설명은 더 무거운 스핀 엑시톤(비유의 농구공)이 주변의 더 가벼운 자기 엑시톤(유사한 테니스 공)의 변동에 반응하여 발생한다는 것입니다. 두 유형의 볼 사이의 상호 작용이 충분히 강하면 더 무거운 스핀 엑시톤이 파동과 유사한 일관된 운동에 참여합니다.
-Dai는 "특히 흥미로운 점은 두 종류의 니켈 원자가 각각 삼각형 격자를 형성하고 이 격자 내의 자기적 상호 작용이 좌절된다는 것"이라고 말했습니다. 삼각형 격자의 자기 에서 좌절이란 모든 자기 모멘트를 가장 가까운 세 이웃에 대해 역평행(위-아래)으로 정렬하는 데 어려움이 있음을 나타냅니다. 삼각형 격자에서 자기 좌절의 역할을 이해하는 것은 Dai와 Nevidomskyy가 수년 동안 해결하기 위해 노력해 온 오랜 과제 중 하나입니다. Nevidomskyy는 "기대와 달리 퍼즐을 찾은 다음 퍼즐의 기원을 이해했다는 만족감을 느끼는 것은 매우 신나는 일입니다."라고 말했습니다.
Dai, Morosan 및 Nevidomskyy는 Rice Quantum Initiative의 회원입니다. Dai는 Sam and Helen Worden 물리학 및 천문학 교수입니다. Morosan은 물리학, 천문학, 화학 교수입니다. Nevidomskyy는 물리학 및 천문학 부교수입니다. 중성자 산란 실험은 Dai 그룹의 Bin Gao와 Tong Chen이 Oak Ridge 국립 연구소의 장비 과학자와 Rutherford Appleton 연구소의 ISIS Neutron 및 Muon Source와 공동으로 수행했습니다. Morosan 그룹의 연구 과학자인 Chien-Lung Huang은 비열 측정 및 분석을 수행했습니다.
추가 정보: Bin Gao 외, Singlet-ground-state 시스템에서 좌절된 삼각형 부격자의 확산 여기자 밴드, Nature Communications (2023). DOI: 10.1038/s41467-023-37669-5 저널 정보: Nature Communications 라이스대학교 제공
https://phys.org/news/2023-04-physicists-unusual-nickel-based-magnet.html
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메모 2304180622 나의 사고실험 oms 스토리텔링
샘플링 oss.base에서의 최외각은 xyz값이다. 절대값이 1인 abs 1=x,y,z이다. 이들이 oser의 x=ef, y=ac, z=bd을 나타내는 이중성의 값을 제시한다. 이는 각종 원소의 이온에서 나오는 두 개의 최외각 전자가 다르게 행동한다는 것을 발견하게 할 것이다. 허허.
특히 샘플링 qoms.abs2는 oser의 다중우주에서나 생길듯한 다중 외래원소(2abs<n.abs)를 함의하는 거대한 잠재력을 보여준다. 허허.
-Perturbing electron spin in a magnet creates excitations called "spin waves" that cause ripples through the magnet, usually like waves in a pond hitting a pebble. In a new study, Rice University physicists and their collaborators have discovered dramatically different excitations called "spin excitons" that can "ripple" through nickel-based magnets into coherent waves. In a study published in Nature Communications, researchers report finding unusual properties in nickel molybdate, a layered magnetic crystal.
- Subatomic particles called electrons are similar to tiny magnets and are usually oriented like a compass needle with respect to a magnetic field. In an experiment in which neutrons were scattered from magnetic nickel ions inside a crystal, the researchers found that the two outermost electrons from each nickel ion behaved differently.
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memo 2304180622 my thought experiment oms storytelling
The outermost part of the sampling oss.base is the xyz value. abs 1=x,y,z with an absolute value of 1. They give the values of duality representing x=ef, y=ac, z=bd of the oser. This will lead to the discovery that the two outermost electrons from ions of various elements behave differently. haha.
In particular, the sampling qoms.abs2 shows a huge potential to imply multiple exogenous elements (2abs<n.abs) that would only occur in the oser's multiverse. haha.
samplea.oms.base (standard)
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sampleb. qoms.base (standard)
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samplec.oss.base (standard)
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bddbcbdca
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