.No WIMPS! Heavy particles don’t explain gravitational lensing oddities

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.No WIMPS! Heavy particles don’t explain gravitational lensing oddities

WIMPS가 없습니다! 무거운 입자는 중력 렌즈 현상의 기이함을 설명하지 않습니다.

중심 근처에 일부 왜곡된 줄무늬가 있는 많은 은하의 이미지.

존 티머 - 2023-04-22 오전 5:01

렌즈 은하를 자세히 보면 액시온이라고 하는 더 가벼운 입자가 선호됩니다. 중심 근처에 일부 왜곡된 줄무늬가 있는 많은 은하의 이미지. 확대 / 중앙 오른쪽의 붉은 호는 중력 렌즈 효과에 의해 왜곡된 배경 은하입니다. 이러한 이미지의 수, 위치 및 왜곡 정도는 전경의 암흑 물질 분포에 따라 다릅니다. ESA/Hubble & NASA, A. Newman, M. Akhshik,

보이는 우주가 암흑 물질의 틀 위에 세워졌다는 것이 명확해진 지 수십 년이 지났지만, 우리는 여전히 암흑 물질이 실제로 무엇인지 알지 못합니다. 대규모로 WIMP(약하게 상호작용하는 거대한 입자)라고 불리는 것을 가리키는 다양한 증거가 있습니다. 그러나 WIMP를 사용하여 설명하기 어려운 다양한 세부 사항이 있으며 수십 년 동안 입자를 검색해도 아무 것도 밝혀지지 않아 사람들은 WIMP가 아닌 다른 것이 암흑 물질을 구성한다는 생각에 열려 있습니다.

많은 후보 중 하나는 관련 없는 물리학 분야의 문제를 해결하기 위해 제안된 힘을 전달하는 입자인 액시온( Axion)이라고 하는 것 입니다 . 그들은 WIMP보다 훨씬 가볍지만 암흑 물질과 일치하는 다른 속성을 가지고 있어 낮은 수준의 관심을 유지했습니다. 이제 새로운 논문은 액시온과 같은 속성으로 가장 잘 설명되는 중력 렌즈(주로 암흑 물질의 산물)에 특징이 있다고 주장합니다. 입자 또는 파동? 그래서, 액시온은 무엇입니까?

가장 단순한 수준에서 이것은 힘 캐리어 역할을 하는 스핀이 없는 매우 가벼운 입자입니다. 그들은 원래 양성자와 중성자를 함께 유지하는 강한 힘의 행동을 설명하는 양자 색역학이 전하 보존 보존을 깨뜨리지 않도록 하기 위해 제안되었습니다. 액시온이 다른 이론적 프레임워크와 호환되는지 확인하기 위해 충분한 작업이 수행되었으며 이를 감지하기 위해 몇 가지 검색이 수행되었습니다.

그러나 액시온은 우리가 해결 방법을 찾지 못한 문제에 대한 많은 잠재적 해결책 중 하나로 거의 시들었습니다. 그러나 그들은 암흑 물질에 대한 잠재적인 해결책으로 약간의 관심을 끌었습니다. 그러나 암흑 물질의 거동은 무거운 입자, 특히 약하게 상호 작용하는 무거운 입자에 의해 더 잘 설명되었습니다. 액시온은 더 가벼운 쪽에 있을 것으로 예상되었으며 잠재적으로 거의 질량이 없는 중성미자만큼 가벼울 수 있습니다. 액시온에 대해 수행된 검색은 많은 무거운 질량을 배제하는 경향이 있었고 문제를 더욱 두드러지게 만들었습니다.

그러나 액시온이 복귀하거나 적어도 WIMP가 페이스플랜트하는 동안 안정적으로 유지될 수 있습니다. WIMP의 약한 상호 작용에 대한 징후를 포착하기 위해 구축된 많은 탐지기가 있었지만 비어 있습니다. WIMP가 표준 모델 입자인 경우 입자 충돌기에서 누락된 질량을 기반으로 WIMP의 존재를 추론할 수 있습니다. 이에 대한 증거는 나오지 않았습니다. 이로 인해 사람들은 WIMP가 암흑 물질에 대한 최상의 솔루션인지 재검토하게 되었습니다.

-우주적 규모에서 WIMP는 계속해서 데이터에 매우 잘 맞습니다. 그러나 개별 은하의 수준으로 내려가면 은하를 둘러싼 암흑 물질 후광이 복잡한 구조를 갖지 않는 한 제대로 작동하지 않는 몇 가지 이상한 점이 있습니다. 배경 개체를 확대하고 왜곡하도록 공간을 휘게 하는 중력 렌즈를 만드는 능력을 기반으로 개별 은하의 암흑 물질을 매핑하려고 할 때도 비슷한 일이 사실인 것 같습니다.

왼쪽에 모델링된 WIMP 기반 암흑 물질은 은하의 핵에서 멀어질수록 높은(빨간색)에서 낮은(파란색) 방향으로 부드럽게 분포됩니다.  액시온(오른쪽)을 사용하면 양자 간섭이 훨씬 더 불규칙한 패턴을 생성합니다.

왼쪽에 모델링된 WIMP 기반 암흑 물질은 은하의 핵에서 멀어질수록 높은(빨간색)에서 낮은(파란색) 방향으로 부드럽게 분포됩니다. 액시온(오른쪽)을 사용하면 양자 간섭이 훨씬 더 불규칙한 패턴을 생성합니다. 왼쪽에 모델링된 WIMP 기반 암흑 물질은 은하의 핵에서 멀어질수록 높은(빨간색)에서 낮은(파란색) 방향으로 부드럽게 분포됩니다. 액시온(오른쪽)을 사용하면 양자 간섭이 훨씬 더 불규칙한 패턴을 생성합니다.

새로운 작업은 이러한 잠재적인 기이함을 WIMPS와 액시온의 속성 간의 차이와 연관시키려고 시도합니다. 이름에서 알 수 있듯이 WIMP는 거의 전적으로 중력을 통해 상호 작용하는 별개의 입자처럼 행동해야 합니다. 대조적으로, 액시온은 양자 간섭을 통해 서로 상호 작용하여 은하 전체에 걸쳐 주파수에서 파동과 같은 패턴을 생성해야 합니다. 따라서 WIMP의 주파수는 은하 중심에서 멀어짐에 따라 완만하게 감소해야 하지만 액시온은 은하 중심 근처에서 주파수를 높이는 정재파(기술적으로는 솔리톤)를 형성해야 합니다. 더 멀리 복잡한 간섭 패턴은 기본적으로 액시온이 없는 영역과 액시온이 평균 밀도의 두 배로 존재하는 영역을 생성해야 합니다. 아르스 비디오 칼리스토 프로토콜의 조명 디자인이 공포를 높이는 방법 발견하기 어렵다 일부 가능한 예외를 제외하고 암흑 물질은 은하 질량의 대부분을 구성합니다.

이를 감안할 때 이러한 간섭 패턴은 은하의 다른 영역에서 중력이 고르지 않게 끌어당기는 원인이 되어야 합니다. 지역 간의 차이가 충분히 크면 중력 렌즈 효과의 예상 동작에서 약간의 편차로 나타날 수 있습니다. 따라서 은하 뒤에 있는 물체는 여전히 렌즈 이미지로 나타나야 합니다. 그들은 우리가 예상하는 방식이나 우리가 예측할 정확한 위치에 모양이 없을 수도 있습니다. 모델링은 이러한 편차가 허블 우주 망원경으로도 포착할 수 없을 정도로 작다는 것을 나타냅니다. 그러나 광범위하게 분리된 전파 망원경의 데이터를 본질적으로 하나의 거대한 망원경으로 결합하여 전파 파장에서 탐지하는 것이 가능할 수 있습니다. (이 접근법은 이벤트 호라이즌 망원경이 블랙홀의 이미지를 생성 할 수 있도록 했습니다 .)

그리고 적어도 한 가지 경우에는 해당 데이터가 있습니다. HS 0810+2554는 우리와 다른 은하의 중심에 있는 활성 블랙홀 사이에 있는 거대한 타원은하입니다. 전경에 있는 은하에 의해 생성된 중력 렌즈는 활성 은하의 4개 이미지를 생성하며, 각 이미지에는 밝은 은하 코어와 그로부터 확장되는 두 개의 큰 물질 제트가 있습니다. 전경 은하에 있는 전형적인 암흑 물질 헤일로의 존재에 기초하여 우리가 기대하는 것과 이 네 개의 이미지의 위치와 왜곡을 비교할 수 있습니다. 우리가 예상할 수 있는 단 하나의 패턴이 있기 때문에 WIMP와 관련된 것은 상대적으로 간단한 일입니다. 은하 중심에서 멀어짐에 따라 암흑 물질 수준이 점진적으로 떨어지는 것입니다. 해당 분포를 기반으로 한 렌즈 효과 예측은 렌즈 이미지가 나타나는 실제 데이터와 일치하지 않습니다. 문제는 혼란스러운 액시온 간섭 패턴을 기반으로 동일한 분석을 수행하는 것입니다.

다른 초기 조건으로 모델을 두 번 실행하면 다른 간섭 패턴을 얻게 됩니다. 따라서 실제 은하계에 실제로 존재하는 렌즈 렌즈를 얻을 확률은 매우 적습니다. 대신 연구팀은 무작위로 선택된 초기 조건으로 75개의 서로 다른 모델을 실행했습니다. 우연히 이러한 생성된 왜곡 중 일부는 실제 데이터에서 볼 수 있는 것과 유사하며 일반적으로 4개의 렌즈 이미지 중 하나에만 영향을 미칩니다. 따라서 연구원들은 렌즈 이미지의 왜곡이 액시온의 양자 간섭에 의해 구조화된 암흑 물질 헤일로와 일치한다고 결론지었습니다. 광고 정말 액시온인가요?

하나의 은하에 대한 분석은 결코 결정적인 슬램덩크가 되지 않을 것이며 여기에서 특별히 주의해야 할 몇 가지 이유가 있습니다. 우선, 연구자들은 중력 효과를 발휘하는 은하계의 정상적이고 눈에 보이는 물질의 분포에 대해 몇 가지 가정을 했습니다. 그리고 타원 은하는 더 작은 은하들이 합쳐진 결과로 생각되며, 이는 일반 물질의 분포를 추적하여 감지하기 어려운 미묘한 방식으로 암흑 물질의 분포에 영향을 미칠 수 있습니다. 마지막으로, 이런 종류의 간섭 패턴은 10^-22 전자볼트 정도의 매우 가벼운 액시온에서만 작동합니다 .

대조적으로 전자 자체의 질량은 약 500,000 전자볼트입니다. 이것은 잠재적으로 액시온을 중성미자보다 훨씬 더 가볍게 만들 것입니다. 그리고 새 논문의 저자들은 대부분 여기 증거에 대해 신중하며 다음과 같은 문장으로 논문을 결론지었습니다. 새로운 물리학을 위한 이론의 수업." 그러나 그들의 주의는 초록의 마지막 문장에서 미끄러집니다.

"[액시온 기반 암흑 물질]이 HS 0810+2554와 같은 까다로운 경우에도 렌즈 이상 현상을 해결할 수 있는 능력과 함께 다른 암흑 물질을 재현하는 데 성공했습니다. 천체 물리학적 관찰, 액시온을 불러일으키는 새로운 물리학 쪽으로 균형을 기울입니다." 의심할 여지 없이 우리는 이 논문의 저자와 피어 리뷰어를 넘어 물리학자들이 그러한 감정을 공유하는지 곧 알게 될 것입니다. Nature Astronomy, 2023. DOI: 10.1038/s41550-023-01943-9 ( DOI 정보 ). 

https://arstechnica.com/science/2023/04/gravitational-lensing-may-point-to-lighter-dark-matter-candidate/

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메모 2304_220702,230626

암흑물질의 후보를 정하는데 윔프와 액시온에 후보를 결정해야 하는 사안처럼 보인다. 그런데 이들이 서로 보완관계이라면 어떤 일이 생길까? 나는 오늘 새벽의 꿈에서 수조와 같은 기저에 깔린 수많은 점군들에서 4개의 점을 엮어 4면, 3면+1면 혹은 4면체3d.공간+시간 방향값을 이미지 했었다.

특히 3d.space+1d.time은 4면체 공간에 방향값 t를 설정하면 마치 oser가 base를 만난 것과 유사한 점을 알게 되었다. 허허.
시간의 방향값이 base을 만나면 배열경로의 시나리오가 나온다. base 이들은 oms의 단위를 가졌다. oms의 누적으로 base가 나타나고 중력장을 가진다. 윔프의 역할일 수 있다. 무거운 입자역할로 암흑물질의 후보가 되었다. 반면에, 가벼워서 암흑물질 후보가 된 엑시온은 oss의 모습으로 전체적인 zerosum 중성값을 가진다. 이는 윔프 base역할과 직접적으로 상호작용한다.

oser가 집합체를 이뤄서 oss가 되어 base를 만나면 2배의 base.max가 되기 때문이다. 이는 액시온의 특성과 유사할듯 싶다. 중력을 우주에서 균일하게 분포 시키는 역할을 윔프가 할 것으로 예상했다.

 

 

May be an image of outer space

-First of all, the researchers made some assumptions about the normal, visible distribution of matter in galaxies that exert a gravitational effect. And elliptical galaxies are thought to be the result of smaller galaxies coalescing, which can affect the distribution of dark matter in subtle ways that are difficult to detect by tracking the distribution of normal matter.
Finally, this kind of interference pattern only works for very light axions, on the order of 10^-22 electron volts. By contrast, an electron itself has a mass of about 500,000 electron volts. This would potentially make axions much lighter than neutrinos.

-Dark matter makes up most of the galaxy's mass. Given this, these interference patterns should be responsible for the uneven gravitational pull in different regions of the galaxy. If the differences between regions are large enough, the gravitational lensing effect may result in slight deviations from its expected behavior. So objects behind galaxies should still appear as lens images. They may not be shaped the way we expect or exactly where we predict.

-Modeling indicates that these deviations are too small to be picked up by the Hubble Space Telescope. However, it may be possible to combine data from widely separated radio telescopes into essentially one giant telescope for detection at radio wavelengths. (This approach allowed the Event Horizon Telescope to produce images of black holes.)


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Notes 2304_220702,230626

It seems like a matter to decide on a candidate for WIMP and axion in deciding on a candidate for dark matter. But what if they complement each other? In my dream this morning, I woven 4 points from numerous point clouds on the base like a water tank to image 4 sides, 3 sides + 1 side, or 3d tetrahedron. Space + time direction value.

In particular, when 3d.space + 1d.time sets the direction value t in the tetrahedral space, it is similar to the oser meeting the base. haha.
When the time direction value meets the base, the scenario of the array path appears. base These have units of oms. The accumulation of oms causes the base to appear and has a gravitational field. It could be WIMP's role. It has become a candidate for dark matter because of its role as a heavy particle. On the other hand, exion, which is a dark matter candidate because it is light, has an overall zerosum neutral value in the form of oss. It interacts directly with the WIMP base role.

This is because when the oser forms an aggregate and becomes oss and meets the base, the base.max is doubled. This seems to be similar to the characteristics of axion. WIMP was expected to play a role in distributing gravity uniformly in space.

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.New look at 'Einstein rings' around distant galaxies just got us closer to solving the dark matter debate

먼 은하 주변의 '아인슈타인 고리'에 대한 새로운 시각으로 암흑 물질 논쟁을 해결하는 데 더 가까워졌습니다

먼 은하 주변의 '아인슈타인 고리'에 대한 새로운 시각으로 암흑 물질 논쟁을 해결하는 데 더 가까워졌습니다.

Rossana Ruggeri, 대화 중력 렌즈 작용에 의해 생성된 배경 이미지의 여러 이미지는 시스템 HS 0810+2554에서 볼 수 있습니다. 신용: 허블 우주 망원경 / NASA / ESA

물리학자들은 우주에 있는 대부분의 물질이 우리가 볼 수 있는 별과 은하에 미치는 간접적인 영향을 통해서만 알 수 있는 보이지 않는 물질로 구성되어 있다고 믿습니다. 우리는 미쳤어! 이 " 암흑 물질 "이 없다면 우리가 보는 우주는 의미가 없을 것입니다. 그러나 암흑 물질 의 본질은 오랜 수수께끼입니다. 그러나 Nature Astronomy 에 발표된 홍콩 대학의 Alfred Amruth와 동료들의 새로운 연구는 빛의 중력 굽힘을 사용하여 이해에 한 걸음 더 가까워졌습니다.

보이지 않지만 어디에나 존재하는 우리가 암흑 물질이 존재한다고 생각하는 이유는 은하 의 거동에서 암흑 물질의 중력 효과를 볼 수 있기 때문입니다 . 구체적으로 암흑 물질은 우주 질량의 약 85%를 차지하는 것으로 보이며 우리가 볼 수 있는 먼 은하의 대부분은 신비한 물질의 후광으로 둘러싸여 있는 것으로 보입니다. 그러나 그것은 빛을 발산하거나 흡수 또는 반사하지 않기 때문에 암흑 물질이라고 불리며 감지하기가 매우 어렵습니다. 그래서 이 물건은 무엇입니까? 우리는 그것이 알려지지 않은 기본 입자의 일종임에 틀림없다고 생각하지만 그 이상은 확실하지 않습니다.

지금까지 실험실 실험에서 암흑 물질 입자를 탐지하려는 모든 시도는 실패했으며 물리학자들은 수십 년 동안 그 성질에 대해 토론해 왔습니다. 과학자들은 암흑 물질에 대한 두 가지 주요 가상 후보를 제안했습니다. 약하게 상호 작용하는 무거운 입자(또는 WIMP)라고 하는 상대적으로 무거운 특성과 액시온이라고 하는 매우 가벼운 입자입니다.

-이론적으로 WIMP는 개별 입자처럼 행동하는 반면, 액시온은 양자 간섭으로 인해 훨씬 ​​더 파동처럼 행동합니다. 이 두 가지 가능성을 구별하는 것은 어려웠지만 이제 먼 은하계 주위에서 구부러진 빛이 단서를 제공했습니다. 중력 렌즈 현상과 아인슈타인 고리 우주를 여행하는 빛이 은하와 같은 무거운 물체를 통과할 때, 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 따르면 무거운 물체의 중력이 주변의 시공간을 왜곡하기 때문에 그 경로가 구부러집니다.

그 결과 때때로 멀리 떨어진 은하를 볼 때 그 뒤에 있는 다른 은하의 왜곡된 이미지를 볼 수 있습니다. 그리고 모든 것이 완벽하게 정렬되면 배경 은하의 빛이 더 가까운 은하 주변의 원으로 번질 것입니다. 이러한 빛의 왜곡을 " 중력 렌즈 효과 " 라고 ​​하며 , 생성할 수 있는 원을 "아인슈타인 고리"라고 합니다. 고리나 다른 렌즈 이미지가 어떻게 왜곡되는지 연구함으로써 천문학자들은 더 가까운 은하를 둘러싼 암흑 물질 헤일로의 특성에 대해 배울 수 있습니다.

액시온 대 WIMP 이것이 바로 Amruth와 그의 팀이 새로운 연구에서 한 일입니다. 그들은 HS 0810+2554라고 불리는 하나에 특별한 초점을 두고 전경 렌즈 은하 주변에 동일한 배경 물체의 여러 복사본이 보이는 여러 시스템을 조사했습니다. 세부 모델링을 사용하여 암흑 물질이 WIMP로 구성된 경우 이미지가 어떻게 왜곡되는지와 암흑 물질이 액시온으로 구성된 경우 이미지가 어떻게 왜곡되는지 알아냈습니다.

WIMP 모델은 실제와 많이 닮지 않았지만 액시온 모델은 시스템의 모든 기능을 정확하게 재현했습니다. 그 결과는 액시온이 암흑 물질에 대한 보다 유력한 후보임을 시사하며, 수정체 이상 현상 및 기타 천체물리학적 관찰을 설명할 수 있는 액시온의 능력은 과학자들을 들뜨게 합니다. 입자와 은하 새로운 연구는 액시온을 암흑 물질의 더 가능성 있는 형태로 지적한 이전 연구를 기반으로 합니다.

예를 들어, 한 연구에서는 우주 마이크로파 배경 에 대한 액시온 암흑 물질 의 영향을 조사한 반면, 다른 연구에서는 왜소은하에서 암흑 물질의 거동을 조사했습니다. 이 연구가 아직 암흑 물질의 본질에 대한 과학적 논쟁을 끝내지는 못하겠지만 테스트와 실험을 위한 새로운 길을 열어줍니다. 예를 들어, 미래의 중력 렌즈 관측은 액시온의 파동과 같은 특성을 조사하고 잠재적으로 질량을 측정하는 데 사용될 수 있습니다. 암흑 물질에 대한 더 나은 이해는 우리가 입자 물리학과 초기 우주에 대해 알고 있는 것에 영향을 미칠 것입니다. 또한 시간이 지남에 따라 은하가 어떻게 형성되고 변화하는지 더 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있습니다.

정보: Alfred Amruth 외, 중력 렌즈 이미지의 변칙에서 파동형 암흑 물질에 의해 변조된 아인슈타인 고리, Nature Astronomy (2023). DOI: 10.1038/s41550-023-01943-9 저널 정보: Nature Astronomy 대화 제공

https://phys.org/news/2023-04-einstein-distant-galaxies-closer-dark.html


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메모 2304230529 나의 사고실험 oms 스토리텔링

암흑물질의 강력한 후보로 윔프와 엑시온을 지목하고 있다. 윔프와 엑시온은 빛의 이중성과 유사하여 '입자나 전파처럼 행동한다'고 전한다. 이는 중력렌즈에서 가까운 은하를 둘러싼 암흑 물질 헤일로의 특성에 대해 설명한다.

전자기력에 속하는 입자/전파의 특성을 가진 광자 빛이 중력으로 휘여진 시공간에서 증력렌즈의 효과를 낸다면 중력에 반응하는 암흑물질의 후보인 윔프/엑시온의 특성으로 구분되어 중력을 중심으로 좌표원점 2개의 xy.zz' 4개의 좌표축을 가진 oser로 전자기력과 중력을 암흑물질로 정의해 볼 수 있다. 이들이 샘플링 oss.base로 진화하여 우주에 방대한 물질들이 샘플링 oms.in+out.side를 통해 통합oms.AA'을 생성한다. 허허.

No photo description available.

- In theory, WIMPs behave like individual particles, whereas axions behave much more like waves due to quantum interference. It was difficult to differentiate between these two possibilities, but light now bent around a distant galaxy provided clues.

-Gravitational Lensing and Einstein's Rings When light traveling through space passes through a heavy object, such as a galaxy, its path bends because the gravity of the heavy object distorts the space-time around it, according to Albert Einstein's general theory of relativity. As a result, sometimes when looking at a distant galaxy, you see distorted images of other galaxies behind it. And if everything lines up perfectly, the light from the background galaxy will bleed into a circle around the closer galaxy.

- This distortion of light is called "gravitational lensing", and the circles it can create are called "Einstein rings". By studying how rings or other lens images are distorted, astronomers can learn about the properties of dark matter halos surrounding closer galaxies.

-While the WIMP model did not bear much resemblance to the real thing, the Axion model accurately reproduced all of the system's capabilities. The results suggest that axions are a more likely candidate for dark matter, and their ability to explain lens anomalies and other astrophysical observations excites scientists. Particles and galaxies The new study builds on previous work that pointed to axions as a more likely form of dark matter.

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memo 2304230529 my thought experiment oms storytelling

WIMP and Exion are pointed out as strong candidates for dark matter. Similar to the duality of light, WIMP and Axion 'behave like particles or radio waves,' he said. This explains the properties of the dark matter halo surrounding galaxies close to the gravitational lens.

If photon light, which has the characteristics of particles/radio waves belonging to the electromagnetic force, has the effect of a magnifying lens in space-time curved by gravity, it is classified by the characteristics of WIMP/exion, a candidate for dark matter that responds to gravity, and has a coordinate origin of 2 centered on gravity. As an oser with four coordinate axes xy.zz', we can define the electromagnetic force and gravity as dark matter. They evolve into sampling oss.base, and the vast amount of matter in the universe creates an integrated oms.AA' through sampling oms.in+out.side. haha.

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