.Researchers develop new insight into the enigmatic realm of 'strange metals'
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.Researchers develop new insight into the enigmatic realm of 'strange metals'
연구원들은 '이상한 금속'의 수수께끼 같은 영역에 대한 새로운 통찰력을 개발합니다
Chris Sasaki, 토론토 대학교 크레딧: CC0 퍼블릭 도메인 APRIL 11, 2023
소위 "이상한 금속"의 거동은 오랫동안 과학자들을 당혹스럽게 해왔지만 토론토 대학의 연구원 그룹은 이러한 물질을 이해하는 데 한 단계 더 가까워질 수 있습니다. 전자는 파이프를 통해 흐르는 물 분자와 같이 와이어를 통해 흐르는 개별적인 아원자 입자입니다.
흐름은 전기로 알려져 있으며 전구에서 대형 강입자 충돌기에 이르기까지 모든 것을 제어하고 전력을 공급하는 데 사용됩니다. 대조적으로 양자 물질에서 전자는 일반 물질에서와 같이 행동하지 않습니다. 그것들은 훨씬 더 강하고 전자의 네 가지 기본 속성인 전하, 스핀, 궤도 및 격자가 서로 얽혀 복잡한 물질 상태를 초래합니다. "양자 물질에서 전자는 입자와 같은 특성을 버리고 이상한 집합적 행동을 보입니다. "이러한 물질은 단순한 규칙이 무너지는 비 페르미 액체로 알려져 있습니다."
이제 대학 물리학과와 CQIQC(Center for Quantum Information & Quantum Control)의 세 명의 연구원이 비페르미 액체에서 아원자 입자 간의 상호 작용을 설명하는 이론적 모델을 개발했습니다. 프레임워크는 기존 모델을 확장하고 연구자들이 이러한 " 이상한 금속 " 의 거동을 이해하는 데 도움이 될 것입니다 . 그들의 연구는 PNAS(Proceedings of the National Academy of Sciences) 저널에 게재되었습니다 . 주 저자는 물리학 박사입니다. 학생 Andrew Hardy, 공동 저자 Paramekanti 및 박사후 연구원 Arijit Haldar와 함께. "우리는 동맥을 통한 혈액과 같은 복잡한 유체의 흐름이 파이프를 통한 물보다 훨씬 이해하기 어렵다는 것을 알고 있습니다."라고 Paramekanti는 말합니다.
-"마찬가지로 비 페르미 액체의 전자 흐름은 단순한 금속보다 연구하기가 훨씬 어렵습니다." Hardy는 "우리가 한 것은 비 페르미 액체 거동을 연구하기 위한 도구인 모델을 구축한 것입니다. 체계." "대칭 파괴"는 모든 자연에서 발견되는 근본적인 과정을 설명하는 데 사용되는 용어입니다. 시스템(물방울이든 우주 전체이든)이 대칭성과 균질성을 잃고 더 복잡해지면 대칭성이 깨집니다.
-예를 들어, 물방울은 방향에 관계없이 대칭입니다. 어떤 방향으로든 회전하면 동일하게 보입니다. 그러나 상전이를 겪으면서 그 대칭성이 깨지고 얼음 결정으로 얼게 됩니다. 눈송이로서 그것은 여전히 대칭이지만 6개의 다른 방향으로만 있습니다.
-빅뱅 이후의 모든 아원자 입자와 힘에 대해서도 같은 일이 일어났습니다. 우주의 폭발적 탄생과 함께 모든 입자와 모든 힘은 같았지만 대칭 파괴는 즉시 오늘날 우리가 우주에서 보는 다양한 입자와 힘으로 변형되었습니다.
Hardy는 "비 Fermi 액체에서 대칭 깨짐은 연구하기가 훨씬 더 복잡합니다. 왜냐하면 비 Fermi 액체 작업을 위한 포괄적인 프레임워크가 없기 때문입니다."라고 Hardy는 말합니다. "이 대칭 파괴가 어떻게 발생하는지 설명하는 것은 어렵습니다."
비페르미 액체에서는 입자가 대칭 파괴 직전에 있을 때 전자 간의 상호 작용이 훨씬 더 강해집니다. 공이 언덕 꼭대기에 있을 때와 같이 아주 부드럽게 한 방향으로 움직이면 반대 방향으로 공이 날아갑니다. 새로운 연구는 비 페르미 액체에서 이러한 전이에 대한 통찰력을 제공하고 양자 재료의 특성을 조정하고 제어하는 새로운 방법으로 이어질 수 있습니다. 물리학자들에게는 여전히 심각한 도전이지만, 이 작업은 차세대 양자 기술을 형성할 수 있는 새로운 양자 재료에 중요합니다. 이러한 기술에는 실온에 훨씬 가까운 온도에서 제로 저항을 달성하는 고온 초전도체가 포함되어 훨씬 더 실용적이고 유용합니다.
무수히 많은 전자 응용 분야가 있는 탄소 원자의 원자 1개 두께 층을 기반으로 하는 기술인 그래핀 장치도 있습니다. "양자 재료는 비정상적인 전자 흐름 과 제어 및 조정이 가능한 복잡한 유형의 대칭 깨짐을 모두 나타냅니다 ."라고 Hardy는 말합니다. "연구소의 새로운 실험에서 테스트할 수 있는 이러한 시스템에 대한 이론적 예측을 할 수 있다는 것은 우리에게 흥미로운 일입니다."
추가 정보: Andrew Hardy 외, Nematic phases and elastoresistivity from a multiorbital non-Fermi liquid, Proceedings of the National Academy of Sciences (2023). DOI: 10.1073/pnas.2207903120 저널 정보: Proceedings of the National Academy of Sciences 토론토대학교 제공
https://phys.org/news/2023-04-insight-enigmatic-realm-strange-metals.html
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메모 230412_0532.0628 나의 사고실험 oms스토리텔링
빅뱅사건이후 전자기력이 어떻게 우주에 작용했는지 가늠하는 단서를 찾았다. 집단적인 전자는 빅뱅직전까지 전자기력을 샘플링 oms에서 대칭성을 가졌다. 빅뱅사건이 일어난 이후 힘과 입자들이 분산된 것이다.
전자는 전류에서 물흐름과 같다고 본다. 그러나 양자역학에서는 더 강력하여 집단화 키랄 oms대칭을 이룬다. 전자의 네 가지 기본 속성인 전하, 스핀, 궤도 및 격자가 서로 얽혀 복잡한 물질 상태를 초래한다.
양자 물질에서 전자는 입자와 같은 특성을 버리고 이상한 집합적 행동을 보인다. 이는 샘플링 oms와 너무 많이 닮았다. 본래 전자는 비대칭 oms.vix.a(n!)로 부터 붕괴되어진 것으로 oms평면에서 대칭화 키랄 대칭회전를 가능케한 omsful 상태를 만들었다. 허허.
그런데 키랄대칭의 파괴는 우주적 규모의 샘플링 qoms, oss.base와 같이 다양성을 가진 oss.banQ힘과 qoms.qbit 무한다중 복단위 형태로 변형되었다. 허허.
- For example, water droplets are symmetric regardless of their orientation. It looks the same when rotated in any direction. However, as it undergoes a phase transition, its symmetry is broken and it freezes into ice crystals. As a snowflake it is still symmetrical but only in six different directions.
- The same thing has happened with all subatomic particles and forces since the Big Bang. With the explosive birth of the universe, all particles and all forces were the same, but symmetry breaking immediately transformed into the variety of particles and forces we see in the universe today.
"Symmetry breaking in non-Fermi liquids is much more complex to study because there is no comprehensive framework for working with non-Fermi liquids," says Hardy. “It is difficult to explain how this symmetry breaking occurs.”
Soso 1.
The same has happened for all subatomic particles and forces since the Big Bang. With the explosive birth of the universe, all particles and all forces were the same, but symmetry breaking immediately transformed into the variety of particles and forces we see in the universe today.
“Quantum materials exhibit both anomalous electron flow and complex types of symmetry breaking that can be controlled and tuned.
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Memo 230412_0532.0628 My Thought Experiment oms Storytelling
After the Big Bang, we found a clue to how the electromagnetic force worked in the universe. Collective electrons had symmetry in the oms sampling the electromagnetic force until just before the big bang. It is the dispersion of forces and particles after the Big Bang event.
Electrons are seen as equivalent to water flow in current. However, in quantum mechanics it is more powerful, resulting in grouping chiral oms symmetry. The four fundamental properties of electrons—charge, spin, orbits, and lattice—intertwine to give rise to complex states of matter.
In quantum matter, electrons abandon their particle-like properties and exhibit strange collective behavior. It resembles sampling oms too much. The original electron collapsed from the asymmetric oms.vix.a(n!), creating an omsful state that allowed for symmetrical chiral symmetry rotation in the oms plane. haha.
However, the breaking of chiral symmetry is transformed into the form of oss.banQ forces and qoms.qbit infinite multiplex units with diversity such as the cosmic-scale sampling qoms and oss.base. haha.
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Baking Soda Saves the World: New Additive in Concrete Mix Could Slash Carbon
베이킹 소다는 세상을 구합니다: 탄소 배출을 줄일 수 있는 콘크리트 혼합물의 새로운 첨가물
주제:탄소 포집기후 변화콘크리트온실 가스와 함께 David L. CHANDLER, MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY 2023년 4월 11일 이산화탄소 CO2 콘크리트 APRIL 11, 2023
콘크리트 제조 공정에 첨가제를 도입하면 대량의 기계적 특성을 변경하지 않고도 재료의 상당한 탄소 발자국을 줄일 수 있다고 MIT 연구에서 밝혔습니다. MIT 엔지니어들은 보다 환경 친화적인 콘크리트를 만들기 위한 새로운 탄산화 경로를 발견했습니다.
-MIT 연구원에 따르면 혼합 초기 단계에서 중탄산나트륨을 도입하면 콘크리트의 탄소 발자국을 15%까지 줄일 수 있다고 합니다. 일반적인 가정용 재료를 추가하면 혼합 및 붓는 동안 탄산염을 생성하는 데 도움이 되어 생산 중에 대기로 방출되는 이산화탄소의 양을 크게 줄일 수 있습니다. 이 프로세스를 통해 거푸집 작업을 조기에 제거할 수 있으므로 건물이나 교량을 완성하는 데 필요한 시간이 단축되므로 건설 생산성이 높아집니다.
-고강도, 저비용 및 제조 용이성을 포함하여 현대 건축 자재로서 콘크리트의 많은 장점에도 불구하고 콘크리트의 생산은 현재 전 세계 이산화탄소 배출량의 약 8%를 차지합니다. MIT 팀의 최근 발견에 따르면 기존 콘크리트 제조 공정에 새로운 재료를 도입하면 콘크리트의 벌크 기계적 특성을 변경하지 않고도 탄소 발자국을 크게 줄일 수 있습니다.
이 연구 결과는 3월 28일 PNAS Nexus 저널에 게재되었으며 , MIT 토목 및 환경 공학 교수인 Admir Masic과 Franz-Josef Ulm, MIT 박사후 연구원 Damian Stefaniuk, 박사 과정 학생 Marcin Hajduczek, 하버드 대학교 Wyss 연구소의 James Weaver가 발표한 논문입니다. . 물 다음으로 콘크리트는 세계에서 두 번째로 많이 소비되는 재료이며 현대 인프라의 초석을 나타냅니다. 그러나 제조 과정에서 시멘트 생산의 화학적 부산물과 이러한 반응에 연료를 공급하는 데 필요한 에너지로 다량의 이산화탄소가 방출됩니다.
콘크리트 생산과 관련된 배출량의 약 절반은 석유 및 천연 가스와 같은 화석 연료의 연소에서 발생합니다. 화석 연료는 궁극적으로 일반 포틀랜드 시멘트(OPC)로 알려진 친숙한 회색 분말이 되는 석회석과 점토 혼합물을 가열하는 데 사용됩니다.
이 가열 과정에 필요한 에너지는 결국 재생 가능한 태양열 또는 풍력 자원 에서 생성된 전기로 대체될 수 있지만 나머지 절반은 재료 자체에 내재되어 있습니다. 화씨), 그것은 탄산칼슘과 점토에서 클링커(주로 규산칼슘으로 구성됨)와 이산화탄소의 혼합물로 화학적 변형을 겪습니다. 후자는 공기 중으로 빠져나갑니다. OPC가 콘크리트 생산 중에 물, 모래 및 자갈 재료와 혼합되면 알칼리성이 높아져 탄산염 재료의 형태로 이산화탄소의 격리 및 장기 저장을 위한 겉보기에 이상적인 환경을 만듭니다. 탄산화). 대기 중에서 자연적으로 이산화탄소를 흡수하는 콘크리트의 이러한 잠재력에도 불구하고 이러한 반응이 주로 양생된 콘크리트 내에서 일반적으로 발생하면 재료를 약화시키고 내부 알칼리도를 낮춰 철근의 부식을 가속화할 수 있습니다.
이러한 프로세스는 궁극적으로 건물의 내하력을 파괴하고 장기적인 기계적 성능에 부정적인 영향을 미칩니다. 따라서 수십 년에 걸쳐 발생할 수 있는 이러한 느린 후기 탄산화 반응은 Masic은 "이러한 후경화 탄산화 반응의 문제는 강철 부식을 방지하는 데 매우 효과적인 시멘팅 매트릭스의 구조와 화학을 방해하여 열화로 이어진다는 것입니다."라고 말합니다. 대조적으로, 저자들이 발견한 새로운 이산화탄소 격리 경로는 재료가 굳기 전에 콘크리트 혼합 및 타설 중 탄산염의 초기 형성에 의존하며, 이는 재료 경화 후 이산화탄소 흡수의 해로운 영향을 크게 제거할 수 있습니다. 새로운 공정의 핵심은 간단하고 저렴한 성분인 중탄산나트륨(베이킹 소다라고도 함)을 추가하는 것입니다.
중탄산나트륨 대체물을 사용한 실험실 테스트에서 팀은 시멘트 생산과 관련된 총 이산화탄소량의 최대 15%가 초기 단계에서 광물화될 수 있음을 입증했습니다. Masic은 "모두 매우 흥미진진합니다. 왜냐하면 우리의 연구는 생산 및 주조 중에 이산화탄소 광물화의 추가 이점을 통합함으로써 다기능 콘크리트의 개념을 발전시켰기 때문입니다."라고 말합니다. 또한 결과 콘크리트는 기계적 성능에 영향을 주지 않으면서 이전에 설명되지 않은 복합 단계의 형성을 통해 훨씬 더 빠르게 설정됩니다. 따라서 이 프로세스를 통해 건설 산업의 생산성을 높일 수 있습니다.
거푸집 작업을 조기에 제거할 수 있으므로 교량이나 건물을 완성하는 데 필요한 시간이 단축됩니다. 탄산칼슘과 규소칼슘 수화물이 혼합된 합성물은 "완전히 새로운 물질"이라고 Masic은 말합니다. "게다가 형성을 통해 초기 콘크리트의 기계적 성능을 두 배로 높일 수 있습니다." 그러나 그는 이 연구가 여전히 진행 중인 노력이라고 덧붙였다. "현재 이러한 새로운 단계의 형성이 콘크리트의 장기적 성능에 어떤 영향을 미칠지는 불분명하지만, 이러한 새로운 발견은 탄소 중립 건축 자재 개발에 대한 낙관적인 미래를 제시합니다."
초기 단계의 콘크리트 탄산화 아이디어는 새로운 것이 아니며 현재 콘크리트가 원하는 형태로 주조된 후 이산화탄소 흡수를 촉진하기 위해 이 접근 방식을 탐색하고 있는 여러 기존 회사가 있지만 MIT 팀의 현재 발견은 다음과 같은 사실을 강조합니다. 이산화탄소를 격리하는 콘크리트의 사전 경화 능력은 크게 과소 평가되고 충분히 활용되지 않았습니다.
"우리의 새로운 발견은 건축 환경을 위한 훨씬 친환경적이고 심지어 탄소 음성 건축 자재를 제공하기 위해 저탄소 콘크리트 혼화제 개발의 다른 최근 혁신과 결합되어 콘크리트를 문제에서 해결책의 일부로 전환할 수 있습니다. ”라고 Masic은 말합니다.
참조: "Cementing CO 2 into CSH: A step into concrete carbon neutrality" by Damian Stefaniuk, Marcin Hajduczek, James C Weaver, Franz J Ulm 및 Admir Masic, 2023년 3월 28일, PNAS Nexus . DOI: 10.1093/pnasnexus/pgad052 이 연구는 Portland Cement Association과 Concrete Research and Education Foundation의 후원을 받는 MIT의 Concrete Sustainability Hub의 지원을 받았습니다.
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메모 230412_0532.0628 나의 사고실험 oms스토리텔링
친환경 빵재료 소다(중탄산나트륨) 첨가제 고강도 콘크리트가 나올 전망이다. 허허.
현대식 고층건물이나 대형교량등은 거의 철근 고강도 코크리트건물이다. 이제 미래에는 화성이나 달의 인공구조물이 생겨날 것으로 예상되는데 이곳에서 표토가 바로 oms.콘크리트 재료가 된다. 이 때에도 환경 오염이 없는 우주환경 친화적인 콘크리트가 필요할 것이다.
-According to MIT researchers, the introduction of sodium bicarbonate in the early stages of mixing can reduce the carbon footprint of concrete by 15%. Adding common household ingredients helps create carbonation during mixing and pouring, which can significantly reduce the amount of carbon dioxide released into the atmosphere during production. This process increases construction productivity by allowing formwork to be removed early, reducing the time needed to complete a building or bridge.
- Despite the many advantages of concrete as a modern building material, including high strength, low cost and ease of manufacture, the production of concrete currently accounts for about 8% of global CO2 emissions. Recent findings from the MIT team show that introducing new materials into existing concrete manufacturing processes can significantly reduce carbon footprint without altering the bulk mechanical properties of concrete.
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Memo 230412_0532.0628 My Thought Experiment oms Storytelling
Eco-friendly bread material soda (sodium bicarbonate) additive high-strength concrete is expected to come out. haha.
Modern high-rise buildings and large bridges are almost all reinforced concrete buildings. Now, it is expected that artificial structures on Mars or the moon will be created in the future, where the topsoil becomes oms.concrete material. Even at this time, space environment-friendly concrete without environmental pollution will be required.
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