.Physics Breakthrough: First-Ever Measurement of a Quantum Paradox
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.Physics Breakthrough: First-Ever Measurement of a Quantum Paradox
물리학의 돌파구: 양자 역설의 최초 측정
주제:ETH 취리히막스 플랑크 연구소뉴욕 대학교양자 역학비엔나 기술 대학교 By 비엔나 공과대학교 2023년 5월 19일 아톰 칩을 포함하는 진공 챔버 원자 칩을 포함하는 진공 챔버. 크레딧: Thomas Schweigler, TU Wien
양자 입자는 어떻게 정보를 교환합니까? 양자 정보에 관한 흥미로운 가설이 최근 TU Wien에서 수행된 실험 검증을 통해 검증되었습니다. 군중에서 평균보다 현저하게 키가 큰 개인을 임의로 선택한다면 이 사람도 평균 체중을 능가할 가능성이 큽니다. 이는 통계적으로 한 변수에 대한 지식이 종종 다른 변수에 대한 통찰력을 제공하기 때문입니다. 양자 물리학은 이러한 상관 관계를 다른 수준으로 끌어 올려 이질적인 양 사이에 훨씬 더 강력한 연결을 설정합니다.
방대한 양자 시스템의 개별 입자 또는 세그먼트는 특정 양의 정보를 "공유"할 수 있습니다. 이 흥미로운 이론적 전제는 이 "상호 정보"의 계산이 놀랍게도 시스템의 전체 부피에 의해 영향을 받지 않고 표면에 의해서만 영향을 받는다는 것을 암시합니다. 이 놀라운 결과는 TU Wien에서 실험적으로 확인되었으며 Nature Physics 에 발표되었습니다 .
-실험에 대한 이론적 입력 및 해석은 Garching , FU Berlin, ETH Zürich 및 New York University 의 Max-Planck-Institut für Quantenoptik에서 나왔습니다 . 양자 정보: 고전 물리학이 허용하는 것보다 더 강하게 연결됨 "작은 입자 가 날아 다니며 작은 구체처럼 매우 고전적인 방식으로 행동하는 가스 용기를 상상해 봅시다. 출판. “시스템이 평형 상태에 있으면 용기의 다른 영역에 있는 입자는 서로에 대해 아무것도 모릅니다.
-서로 완전히 독립적이라고 생각할 수 있습니다. 따라서 이 두 입자가 공유하는 상호 정보는 제로라고 말할 수 있습니다.” 그러나 양자 세계에서는 상황이 다릅니다. 입자가 양자적으로 행동하면 더 이상 서로 독립적으로 생각할 수 없게 될 수 있습니다. 그들은 수학적으로 연결되어 있습니다. 다른 입자에 대해 말하지 않고는 하나의 입자를 의미 있게 설명할 수 없습니다. Mohammadamin Tajik는 "이러한 경우 다체 양자 시스템의 서로 다른 하위 시스템 간에 공유되는 상호 정보에 대한 예측이 오랫동안 있었습니다."라고 설명합니다.
-"이러한 양자 가스에서 공유된 상호 정보는 0보다 크며 하위 시스템의 크기에 의존하지 않고 하위 시스템의 외부 경계 표면에만 의존합니다." 이 예측은 직관적으로 이상해 보입니다. 고전 세계에서는 다릅니다. 예를 들어, 책에 포함된 정보는 단순히 책 표지의 영역이 아니라 책의 양에 따라 달라집니다.
-그러나 양자 세계에서 정보는 종종 표면적과 밀접하게 연결되어 있습니다. 초저온 원자로 측정 Jörg Schmiedmayer 교수가 이끄는 국제 연구팀은 이제 많은 체적 양자 시스템의 상호 정보가 부피가 아닌 표면적에 따라 확장된다는 사실을 처음으로 확인했습니다. 이를 위해 그들은 초저온 원자 구름을 연구했습니다. 입자는 절대 영도 바로 위의 온도로 냉각되었고 원자 칩 에 의해 제자리에 고정되었습니다 .
극도로 낮은 온도에서는 입자의 양자 특성이 점점 더 중요해집니다. 정보는 시스템에서 점점 더 확산되고 전체 시스템의 개별 부분 간의 연결은 점점 더 중요해집니다. 이 경우 시스템은 양자장 이론으로 설명될 수 있습니다. Jörg Schmiedmayer는 “이 실험은 매우 도전적입니다. “우리는 양자 물리학이 허용하는 최선의 양자 시스템에 대한 완전한 정보가 필요합니다. 이를 위해 특별한 단층 촬영 기술을 개발했습니다. 우리는 원자를 약간 교란시킨 다음 결과 역학을 관찰하여 필요한 정보를 얻습니다. 마치 연못에 돌을 던진 다음 그 결과로 생기는 파도에서 액체와 연못의 상태에 대한 정보를 얻는 것과 같습니다.” 시스템의 온도가 절대 영도(불가능)에 도달하지 않는 한 이 "공유 정보"의 범위는 제한됩니다.
양자 물리학에서 이것은 "결맞음 길이"와 관련이 있습니다. 즉, 입자가 양자적으로 유사하게 행동하여 서로 알고 있는 거리를 나타냅니다. Mohammadamin Tajik는 "이것은 또한 공유 정보가 고전적인 가스에서 중요하지 않은 이유를 설명합니다."라고 말합니다. “고전적인 다체 시스템에서는 일관성이 사라집니다. 입자가 더 이상 이웃 입자에 대해 아무것도 모른다고 말할 수 있습니다.” 온도와 일관성 길이가 상호 정보에 미치는 영향도 실험에서 확인되었습니다. 양자 정보는 오늘날 양자 물리학의 많은 기술 응용 분야에서 필수적인 역할을 합니다. 따라서 실험 결과는 고체 물리학에서 중력의 양자 물리학 연구에 이르기까지 다양한 연구 분야와 관련이 있습니다.
참조: Mohammadamin Tajik, Ivan Kukuljan, Spyros Sotiriadis, Bernhard Rauer, Thomas Schweigler, Federica Cataldini, João Sabino, Frederik Møller, Philipp Schüttelkopf, Si-Cong Ji, Dries Sels, Eugene Demler 및 Jörg Schmiedmayer, 2023년 4월 24일, Nature Physics . DOI: 10.1038/s41567-023-02027-1
https://scitechdaily.com/physics-breakthrough-first-ever-measurement-of-a-quantum-paradox/
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메모 2305191922 나의 사고실험 oms 스토리텔링
양자 세계에서 정보는 종종 샘플링 oms 표면적과 밀접하게 연결되어 있다. 초저온 원자 vix.a(n!)가 많은 체적 양자 시스템의 상호 정보가 부피가 아닌, 샘플링 oss.base 처럼 '표면적에 따라 확장된다'는 사실을 처음으로 확인했다.
우주는 시공간의 부피를 가지고 있지만 실제로 시공간이 확장하는데는 표면적 경계 샘플링 oms.inside에서 실행된다.
-"The mutual information shared in these quantum gases is greater than zero and does not depend on the size of the subsystem, but only on the outer boundary surface of the subsystem." This prediction seems intuitively odd. It's different in the classical world. For example, the information contained in a book depends on the volume of the book and not simply the area of the book cover.
- But in the quantum world, information is often closely linked to surface area. Ultracold Reactor Measurements An international research team led by Professor Jörg Schmiedmayer has now confirmed for the first time that the mutual information of many volumetric quantum systems scales with their surface area rather than their volume. To do this, they studied ultracold atomic clouds. The particle was cooled to a temperature just above absolute zero and held in place by an atomic chip.
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memo 2305191922 my thought experiment oms storytelling
In the quantum world, information is often closely linked to sampling oms surface area. The ultracold atom vix.a(n!) confirms for the first time that the mutual information of many volumetric quantum systems 'scales with the surface area', like sampling oss.base, rather than volume.
The universe has the volume of space-time, but in reality space-time expands by surface area boundary sampling oms.inside.
Samplea.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
sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.A technique to spin soft functional fibers for smart textiles and wearable devices
스마트 섬유 및 웨어러블 기기용 연질 기능성 섬유를 방사하는 기술
Tech Xplore의 Ingrid Fadelli 작성 기능성 연질 섬유 생산을 위한 생체에서 영감을 받은 PSEA 방적 방식. a,b, 구 웹(a)을 만드는 데 사용되는 천연 거미줄과 액체-고체 상 분리를 통해 농축 단백질 도프를 액체 용액에서 고체 섬유로 변환하는 데 사용되는 거미의 방적선 확대도(b) ). c,d, 배위 착물(c)을 사용한 방사 가능한 도프 제제 및 물 분자에 의해 유발되는 자발적인 NVIPS 효과로 인해 전구체 겔 섬유에서 고체 독립형 섬유로의 변형을 포함하는 인공 PSEA 방사 접근법(d). c의 구성 요소는 Creative Commons Attribution 3.0 Unported License에 따라 라이선스가 부여된 Servier Medical Art 템플릿을 사용하여 생성되었습니다. https://smart.servier.com 신용: Zhang 등, Nature Electronics, 2023. DOI: 10.1038/s41928-023-00960-w. MAY 18, 2023
최근 몇 년 동안 재료 과학자들은 새로운 전자 장치를 만드는 데 사용할 수 있는 부드럽고 유연한 섬유를 개발하려고 노력해 왔습니다. 예를 들어 이러한 섬유는 스마트 감지 의류, 에너지 솔루션 및 웨어러블 생체 인식 장치를 만드는 데 사용될 수 있습니다. 싱가포르 국립 대학교, UCLA(캘리포니아 로스앤젤레스 대학교) 및 중국 난징 대학교의 연구원들은 최근 전자적 특성을 지닌 부드러운 직물을 만드는 새로운 방법을 도입했습니다.
-Nature Electronics 에 소개된 이 방법은 거미가 거미줄을 만드는 데 사용되는 실크 실을 돌리는 과정에서 영감을 받았습니다. "부드러운 섬유는 에너지, 감지 및 치료 응용 분야에 사용하기 위한 스마트 섬유를 만드는 데 사용할 수 있습니다 ."라고 Songlin Zhang, Yihao Zhou 및 동료들은 논문에서 썼습니다. "그러나 기능성 섬유의 제조는 2차원 필름 및 3차원 모노리스의 제조에 비해 어려우며 현재의 방법은 일반적으로 고온, 고용량의 용매 또는 복잡한 시스템을 필요로 합니다. 기능성 섬유를 제조하기 위한 방사 접근법을 보고 합니다 .
-자발적인 상 분리를 기반으로 하며 거미의 실크 회전 과정에서 영감을 받았습니다." Zhang, Zhou와 그들의 동료들은 먼저 폴리아크릴로니트릴(PAN)과 디메틸포름아미드 (DMF)에 용해된 은 이온 을 포함하는 용액을 생산했습니다 . 팀이 PANSion이라고 부르는 이 솔루션의 은 기반 복합물 덕분에 섬유를 방적하는 데 사용되는 도프를 강화하여 주변 온도와 압력에서 방적할 수 있습니다. 기능성 섬유를 방사하기 위해 이전에 제안된 많은 방법이 고압 및 열 가열을 필요로 하기 때문에 이것은 주목할만한 성과입니다. 따라서 연구원들이 제안한 방적 공정은 더 적은 환경 요구 사항이 있고 더 적은 양의 에너지를 소비하기 때문에 더 큰 규모로 구현하기가 훨씬 더 쉽습니다.
-용액의 은 이온은 은 나노입자(AGNP)로 환원되어 방적 직물이 전기를 전도할 수 있게 합니다. 따라서 그 결과 섬유는 스마트 직물, 얇은 에너지 장치 및 웨어러블 센서를 만드는 데 매우 유용할 수 있습니다. 궁극적으로 연구진의 용액이 섬유로 방사되면 공기와 습기에 노출되어 자발적인 액체-고체 상전이가 발생합니다. 이것이 일어나는 과정을 비용매 증기 유도 상분리(NVIPS)라고 합니다. "실크 회전 과정은 폴리아크릴로니트릴과 은 이온의 회전 용액을 생성함으로써 모방되며, 이는 은 배위 복합체와 현장 환원된 은 나노입자로 탄성 초분자 네트워크를 형성합니다."라고 Zhang, Zhou와 동료들은 논문에서 썼습니다.
"주변 압력과 온도에서 작동하는 이 접근법은 기계적으로 신축성이 있고(500% 이상 변형) 강하고(6 MPa 이상) 전기 전도성(약 1.82 S m -1 ) 인 부드러운 기능성 섬유를 만드는 데 사용할 수 있습니다. " 방적 기술의 실현 가능성을 입증하기 위해 Zhang, Zhou와 동료들은 두 가지 다른 장치, 즉 감지 장갑과 스마트 안면 마스크를 만드는 데 사용되는 섬유를 만들었습니다. 감지 장갑을 만들기 위해 그들은 상업적으로 생산된 장갑을 기판으로 사용했으며, 그 위에 PAN-Sion 방적 섬유를 뿌렸습니다.
이 스마트 장갑이 포착한 저항의 변화는 구부러지거나 차갑고 따뜻한 표면에 접근했을 때 포착되어 디지털 장치로 전송될 수 있는 신호로 변환되었습니다. 한편, 연구진이 만든 센싱 마스크는 PANSion 방사 섬유를 필터 층에 꿰매어 만들었다. 이 마스크를 착용한 사용자가 숨을 들이쉬고 내쉬면 신호로 변환될 수 있는 저항의 변화가 발생하여 착용자의 호흡을 모니터링할 수 있습니다. 미래에 Zhang, Zhou 및 그들의 동료들이 만든 섬유는 광범위한 다른 장치 및 웨어러블 기술을 만드는 데 사용될 수 있습니다. 또한 그들이 제안한 방적 기술과 그 기반 솔루션은 전자적 특성을 가진 기능성 섬유를 만드는 유사한 접근 방식의 개발에 영감을 줄 수 있습니다.
추가 정보: Songlin Zhang 외, 자연 상 분리를 통한 연성 기능성 섬유의 생체모방 방사, Nature Electronics (2023). DOI: 10.1038/s41928-023-00960-w 저널 정보: Nature Electronics
https://techxplore.com/news/2023-05-technique-soft-functional-fibers-smart.html
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