.Newly discovered black hole 'speed limit' hints at new laws of physics

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새로 발견된 블랙홀의 '속도 제한'은 새로운 물리 법칙을 암시합니다

안나 데밍출판됨2일 전 초대질량 블랙홀이 충돌을 향해 질주할 때, 블랙홀은 빛 속도의 최대 1/10 속도에 도달할 수 있다는 새로운 연구 결과가 나왔습니다. 댓글 (0) 두 개의 노란색과 흰색 소용돌이 가스 구름 고리로 둘러싸인 두 개의 거대한 검은 구체 시뮬레이션은 반동 속도가 최대에 도달하는 블랙홀 병합과 산란 사이의 전환점을 보여줍니다. (이미지 출처: NASA)

-연구자들은 우주에서 가장 극심한 충돌에 대한 새로운 속도 제한을 확인했습니다. 새로운 연구에 따르면 블랙홀 충돌의 "가능한 최대 반동 속도"는 무려 1억 200만km/h(6300만mph)를 초과합니다. 이는 빛 속도의 약 10분의 1입니다 . Physical Review Letters 저널에 발표된 연구에 따르면, 충돌 조건이 서로 합쳐지거나 서로 접근하면서 흩어지는 두 블랙홀 사이의 전환점에 있을 때 이 최고점이 발생합니다 .

다음으로, 연구원들은 아인슈타인의 일반 상대성 이론 방정식을 사용하여 이 속도를 초과할 수 없다는 것을 수학적으로 증명 하여 기본 물리학 법칙에 잠재적인 영향을 미치기를 희망합니다. 스폰서 링크 2023년 가장 편안한인 농장 게임. 설치 없음 Taonga: 아일랜드 팜 뉴욕 로체스터 공과대학(RIT)의 수학과 통계학 교수이자 연구 공동 저자인 카를로스 루스토(Carlos Lousto) 는 Live Science에 "우리는 보다 보편적인 설명이 될 수 있는 것의 표면을 긁고 있을 뿐입니다."라고 말했습니다.

-새로 발견된 속도 제한은 "우주에서 가장 작은 물체부터 가장 큰 물체까지" 모든 것에 영향을 미치는 더 큰 물리적 법칙의 일부일 수 있다고 Lousto는 말했습니다. 블랙홀이 서로 떨어져 날아가는지 아니면 나선형으로 서로 충돌하는지 여부는 가장 가까운 접근 지점에서의 분리에 따라 달라집니다. 날아가는 블랙홀의 가능한 최대 반동 속도를 확인하기 위해 Lousto와 연구 공동저자이자 RIT 수학 및 통계 대학 연구원인 James Healy는 슈퍼컴퓨터를 사용하여 수치 시뮬레이션을 실행했습니다. 이러한 계산은 두 개의 상호 작용하는 블랙홀이 어떻게 진화할지 설명하는 일반 상대성 이론 방정식을 통해 이루어졌습니다.

Lousto는 사람들이 50여년 전부터 이러한 방정식을 수치적으로 풀기 시작했지만 그러한 충돌로 인한 중력파의 크기를 예측하는 수치 기술은 2005년까지 개발되지 않았다고 설명했습니다. 레이저 간섭계 중력파 관측소 (LIGO). 두 개의 흰색 은하가 우주에서 하나로 합쳐진다 제임스 웹 우주 망원경은 융합 과정에서 중심에 초대질량 블랙홀이 있는 두 개의 은하를 관찰합니다. (이미지 출처: ESA) 그 이후로 LIGO는 거의 100번의 블랙홀 충돌을 관찰했습니다 . 이러한 충돌 데이터를 수치 상대성 데이터와 비교하면 "편심" 또는 타원형 블랙홀 궤적이 드러났습니다. 이전에 과학자들은 서로 접근하는 블랙홀이 거의 원형 궤도에서 서로를 향해 나선형으로 움직일 것이라고 생각했다고 Lousto는 말했습니다.

타원형 궤도의 발견으로 인해 충돌 가능성이 있는 범위가 넓어졌고 극단적인 충돌 시나리오를 찾게 되었습니다. Lousto는 "우리가 원했던 것은 이러한 충돌의 한계를 뛰어 넘는 것"이라고 말했습니다. Lousto와 Healy는 블랙홀의 초기 운동량, 가장 가까운 접근 지점에서의 분리, 블랙홀 주변의 회전 방향 등 네 가지 매개변수 조정이 두 블랙홀 사이의 중력 결합 결과에 어떤 영향을 미치는지 살펴보았습니다.

자체 축과 해당 회전의 크기입니다. 연구진은 각각 2~3주가 소요된 1,381번의 시뮬레이션을 실행하여 반대 회전이 서로 스쳐지나가는 블랙홀의 가능한 반동 속도가 최고점에 달한다는 사실을 발견했습니다. 블랙홀은 모든 방향으로 중력 복사를 방출하지만 반대 스핀은 이 복사를 왜곡하여 반동 속도를 증가시키는 추력을 생성합니다. 플로리다 대학교 물리학과 부교수인 임레 바르토스(Imre Bartos)는 이메일을 통해 라이브 사이언스(Live Science )에 “블랙홀이 합쳐진 후의 반동은 상호 작용의 중요한 부분”이라고 말했습니다. (Bartos는 새로운 연구에 참여하지 않았습니다).

이러한 상호작용은 블랙홀 밀도가 높은 우주의 장소에서 특히 중요합니다. 큰 반동으로 인해 해당 지역에서 남은 블랙홀이 완전히 추방될 수 있기 때문입니다. Bartos는 "모든 제한된 이론적 수량과 마찬가지로 블랙홀이 어떻게 작동하는지에 대한 우리의 이해에서 벗어나 있음을 나타낼 수 있는 일부 상황에서 자연이 이를 초과하는지 확인하는 것은 흥미로울 것입니다."라고 덧붙였습니다.

-Lousto에 따르면 두 개의 충돌하는 블랙홀이 합쳐질지 아니면 반동할지를 결정하는 "티핑 포인트"는 블랙홀의 궤도에 약간의 변동이 있을 수 있습니다. 이 때문에 Lousto는 이러한 상호 작용을 예를 들어 유한한 양의 잠열이 있는 가열된 물의 폭발적인 1차 상 전이와는 반대로 자기 및 초전도 의 2차 상 전이와 같은 부드러운 상 전이에 비유합니다. 다 끓기 전에 흡수됩니다.

연구원들은 또한 이러한 위상 전이의 특성인 스케일링 인자와 유사한 것을 엿볼 수 있었지만, 이를 명확하게 식별하려면 추가 고해상도 시뮬레이션이 필요합니다. 그럼에도 불구하고 결과의 이러한 측면은 원자부터 충돌하는 블랙홀까지 규모에 걸쳐 적용되는 "가장 중요한 원리"의 가능성을 암시한다고 Lousto는 말했습니다. 더욱이, 기본 물리학의 두 가지 주요 기둥( 중력 에 대한 일반 상대성 이론과 다른 기본 힘에 대한 양자 이론)을 결합하는 것은 아직 파악하기 어려운 반면, 블랙홀에 대한 설명은 둘 사이의 장벽에 틈을 열어준 여러 이론과 밀접하게 연결되어 있습니다.

“이것은 엄밀한 증거와는 거리가 멀다”고 Lousto는 말했다. "그러나 다른 사람이나 우리 자신이 뭔가를 만들 수 있을 만큼 추가 연구를 할 가치가 있는 라인이 있습니다." 이 이야기는 라이브 사이언스 에서 제공되었습니다 .

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메모 230826_1628,1732 나의 사고실험 oms스토리텔링

우리 우주의 속도제한은 시속 30킬로 스쿨존의 자동차 제한 속도와 같다. 그렇다면 다른 우주는 다른 스쿨존의 로켓 제한 속도 시속 oms 300만킬로가 존재하리라. 허허.

그 우주의 블랙홀의 oms 제한 속도는 시속 30억킬로일 것이다. 허허. 이는 oms의 구간을 통과하는데 필요한 빛의 절대속도와 비례하면 그 우주의 제한속도 n(다중우주의 빛의 속도)의 n/10느린 속도이다. 고로 다중 우주의 시공간의 블랙홀의 이동 속도는 n/10이고 빛의 속도는 10n이 된다. 허허. 문제는 n=1이 우리 우주의 빛의 속도인 점이다. 100억n배 빛의 속도도 다른 차원의 dedeskind.cut.n*oms 다중우주에서 존재함이지. 허허.

May be an image of 1 person, outer space and text

- Researchers have identified a new speed limit for the most extreme collisions in space. The "maximum possible recoil velocity" of black hole collisions exceeds a whopping 102 million km/h (63 million mph), according to a new study. That's about one-tenth the speed of light. According to a study published in the journal Physical Review Letters, this peak occurs when the conditions for a collision are at a transition point between two black holes merging or dispersing as they approach each other.

Next, the researchers use Einstein's general theory of relativity equations to mathematically prove that this speed cannot be exceeded, hoping to have potential implications for basic physics laws. Study co-author Carlos Lousto, professor of mathematics and statistics at Chester Institute of Technology (RIT), told Live Science, "We're only scratching the surface of what could be a more universal explanation."

-The newly discovered speed limit could be part of a larger set of physical laws that affect everything "from the smallest to the largest objects in the universe," Lousto said. Whether black holes fly away from each other or collide with each other in a spiral depends on their separation at the point of closest approach. To determine the maximum possible recoil velocity of a flying black hole, Lousto and study co-author James Healy, a researcher at the RIT School of Mathematics and Statistics, used a supercomputer to run numerical simulations. These calculations were made through general relativity equations that describe how two interacting black holes would evolve.

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Memo 230826_1628,1732 My thought experiment oms storytelling

The speed limit of our universe is the same as the speed limit of a car in a school zone at 30 km/h. Then, in other universes, there will be a rocket speed limit of 3 million kilometers per hour in other school zones. haha.

The oms limit speed of that cosmic black hole would be 3 billion kilometers per hour. haha. This is n/10 of the limit speed of the universe, n (the speed of light in the multiverse), when proportional to the absolute speed of light required to pass through the oms section. Therefore, the travel speed of a black hole in space-time in the multiverse is n/10, and the speed of light is 10n. haha. The problem is that n=1 is the speed of light in our universe. 10 billion n times the speed of light also exists in the dedeskind.cut.n*oms multiverse of another dimension. haha.

Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
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0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
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0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a

sampleb. qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
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2000000000
0010000001

sample b.poms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
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0000000q000
000000000q0

Samplec.oss (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
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bddbcbdca

.Charge Migration: Measuring the Speed Inside Molecules

전하 이동: 분자 내부 속도 측정

선형 탄소 사슬 분자의 전하 이동

주제:전기 공학기계 학습포토닉스 작성자: SPIE – 국제 광학 및 포토닉스 협회 2023년 8월 27일 선형 탄소 사슬 분자의 전하 이동 고조파 분광법(예술적 렌더링)으로 포착한 선형 탄소 사슬 분자의 전하 이동. 크레딧: Lixin He, Pengfei Lan

-새로운 실험 연구에서는 최초로 분자 전하 이동 속도를 측정했습니다. 연구원들은 분자 내 전하 이동 속도를 측정하는 방법을 개발하여 펨토초당 수 옹스트롬을 이동할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 이 연구는 초고속 분자 역학과 잠재적인 화학 반응 제어에 대한 통찰력을 제공합니다. 빛이 분자와 어떻게 상호작용하는지 알아내기 위한 첫 번째 단계는 아토초 단위로 진화하는 전자 역학을 따르는 것입니다.

-첫 번째 단계의 역학을 CM(전하 이동)이라고 합니다. CM은 빛-물질 상호작용과 관련된 화학 반응 및 생물학적 기능에서 근본적인 역할을 합니다. 수년 동안 전자의 자연스러운 시간 척도에서 CM을 시각화하는 것은 초미세 공간(옹스트롬) 및 초고속 시간(아토초) 분해능이 필요하기 때문에 초고속 과학 에서 엄청난 과제였습니다 . 전하 이동의 복잡성과 과제 실험적으로 분자 궤도 및 방향에 대한 CM의 민감한 의존성은 CM 역학을 복잡하고 추적하기 어렵게 만들었습니다.

아직 명확하지 않은 분자 CM에 관한 몇 가지 공개 질문이 있습니다. 가장 근본적인 질문 중 하나: 분자 내에서 전하가 얼마나 빨리 이동합니까? 분자 CM은 시간 의존적 양자 화학 패키지를 사용하여 지난 10년 동안 이론적으로 광범위하게 연구되었지만 극단적인 과제로 인해 CM 속도의 실제 측정은 여전히 달성할 수 없습니다.

C4H2 분자의 전하 이동

C4H2 분자의 전하 이동 C4H2 분자의 전하 이동. (a) 구동 레이저 편광 방향에 대한 분자의 수직 정렬을 위해 재구성된 분자 백본을 따른 시간에 따른 홀 밀도. (b) (a)의 구멍 밀도로부터 검색된 시간에 따른 전하 중심 위치(원이 있는 점선). 빨간색 점선은 CM 속도를 추출하기 위한 선형 피팅입니다. (c)-(d) (a)-(b)와 동일하지만 분자의 평행 정렬에 대한 것입니다. 출처: He et al., doi 10.1117/1.AP.5.5.056001

CM 속도 측정에 관한 획기적인 연구 8월 24일 Advanced Photonics 저널에 보고된 바와 같이 , 화중과기대(HUST) 연구팀은 캔자스 주립대, 코네티컷 대학의 이론팀과 협력하여 최근 고조파 분광법(HHS) 방법을 제안했습니다. 탄소 사슬 분자인 부타디인(C 4 H 2 )의 CM 속도를 측정합니다. HHS의 원리는 고차 고조파 생성(HHG)의 3단계 모델인 이온화, 가속 및 재결합을 기반으로 합니다. 강한 장 이온화는 먼저 이온에 정공 파동 패킷을 생성합니다.

이 정공 파동 패킷은 생성된 고조파 스펙트럼에 정공 역학이 기록된 재결합 순간에 되돌아오는 전자 파동 패킷에 의해 조사되고 레이저 장에서 발전합니다. 연구진은 고급 기계 학습 재구성 알고리즘 과 결합된 2색 HHS 방식을 사용하여 분자의 각 단일 고정 공간 각도에 대한 가장 기본적인 수준에서 C 4 H 2 의 CM을 재구성했습니다 . 이 방법은 50 as의 시간적 해상도를 달성했습니다.

발견과 향후 시사점 검색된 시간에 따른 정공 밀도로부터 전하 중심의 움직임이 식별됩니다. 거기에서 CM 속도가 정량화되는데, 이는 펨토초당 수 옹스트롬 정도입니다. 더욱이, 레이저 편광에 대한 분자의 정렬 각도에 대한 CM 속도의 의존성도 밝혀졌습니다. 레이저 제어 하의 CM은 필드가 없는 CM보다 빠른 것으로 입증되었습니다. 이 연구는 처음으로 분자 내 CM의 속도에 관해 실험적으로 도출된 답을 제공합니다.

교신 저자이자 HUST 물리학 대학 교수인 Pengfei Lan은 "이 연구는 분자의 CM 역학에 대한 깊은 통찰력을 제공하고 이러한 초고속 역학에 대한 이해를 강화할 수 있습니다."라고 말했습니다. Lan은 분자 정렬을 통한 CM 속도 제어가 화학 반응 속도를 조작하는 유망한 방법을 제안한다고 지적합니다. 이는 그의 팀이 가까운 미래에 탐색하는 것을 목표로 하는 경로입니다.

참고 자료: Lixin He, Yanqing He, Siqi Sun, Esteban Goetz, Anh-Thu Le, Xiaosong Zhu, Pengfei Lan, Peixiang Lu 및 Chii-Dong Lin의 "아토초 프로빙 및 탄소 사슬 분자의 전하 이동 제어", 8월 24일 2023, 고급 포토닉스 . DOI: 10.1117/1.AP.5.5.056001 스폰서 콘텐츠

https://scitechdaily.com/charge-migration-measuring-the-speed-inside-molecules/

.New Quantum Computing Paradigm: Game-Changing Hardware for Faster Computation

새로운 양자 컴퓨팅 패러다임: 더 빠른 컴퓨팅을 위한 판도를 바꾸는 하드웨어

추상 양자 기술 예술 개념

주제:암사슴로스앨러모스 국립연구소양자 컴퓨팅양자 물리학 로스 알라모스 국립 연구소(LOS ALAMOS NATIONAL LABORATORY) 2023년 8월 26일 추상 양자 기술 예술 개념 AUGUST 26, 2023

양자 컴퓨팅 전략은 간단한 자기장을 사용하여 자연 양자 시스템에서 전자 스핀과 같은 큐비트를 회전시킵니다. 자연적인 양자 상호 작용을 사용하면 Grover의 알고리즘 및 기타 여러 알고리즘에 대한 더 빠르고 강력한 계산이 가능합니다. Los Alamos National Laboratory의 과학자들은 자연적인 양자 상호 작용을 사용하여 획기적인 양자 컴퓨팅 접근 방식을 개발했습니다 . 이 방법은 수명이 긴 큐비트, Grover 알고리즘을 사용한 효율적인 문제 해결 및 상당한 오류 복원력을 약속합니다. 양자 컴퓨팅 하드웨어에 대한 잠재적으로 판도를 바꾸는 이론적 접근 방식은 현재 양자 컴퓨터에서 발견되는 문제의 복잡성을 상당 부분 우회합니다.

이 전략은 자연적인 양자 상호 작용에서 알고리즘을 구현하여 기존 컴퓨터나 기존 게이트 기반 양자 컴퓨터보다 더 빠르게 다양한 실제 문제를 처리합니다. Los Alamos National Laboratory의 이론 물리학자인 Nikolai Sinitsyn은 "우리의 발견은 양자 하드웨어에 대한 많은 까다로운 요구 사항을 제거합니다."라고 말했습니다. 그는 8월 14일 Physical Review A 저널에 게재된 접근 방식에 관한 논문의 공동 저자입니다 .

"다이아몬드 결함의 전자 스핀과 같은 자연 시스템은 계산 과정에 필요한 상호 작용 유형을 정확하게 가지고 있습니다." Sinitsyn은 팀이 초저온 원자를 사용하는 접근 방식을 입증하기 위해 Los Alamos의 실험 물리학자와 협력하기를 희망한다고 말했습니다. 초저온 원자에 대한 현대 기술은 약 40~60큐비트로 그러한 계산을 시연할 수 있을 만큼 충분히 발전했으며 이는 현재 고전적 또는 이진 계산으로 접근할 수 없는 많은 문제를 해결하기에 충분하다고 그는 말했습니다.

큐비트는 양자 정보의 기본 단위로, 익숙한 고전 컴퓨팅의 비트와 유사합니다. 수명이 긴 큐비트 양자 얽힘을 모두 공유해야 하는 여러 큐비트 사이에 복잡한 논리 게이트 시스템을 설정하는 대신, 새로운 전략은 간단한 자기장을 사용하여 자연 시스템에서 전자 스핀과 같은 큐비트를 회전시킵니다. 스핀 상태의 정확한 진화는 알고리즘을 구현하는 데 필요한 전부입니다. Sinitsyn은 이 접근 방식이 양자 컴퓨터에 대해 제안된 많은 실제 문제를 해결하는 데 사용될 수 있다고 말했습니다.

양자 컴퓨팅은 긴 문자열의 논리 게이트에서 큐비트를 연결하고 계산에 필요한 양자 얽힘을 유지하는 데 어려움을 겪는 초기 분야로 남아 있습니다. 얽힌 큐비트가 컴퓨터의 양자 시스템 외부 세계와 상호 작용하기 시작하여 오류가 발생함에 따라 얽힘은 결맞음이라고 알려진 과정에서 분해됩니다. 이는 빠르게 발생하므로 계산 시간이 제한됩니다. 실제 오류 수정은 아직 양자 하드웨어에서 구현되지 않았습니다.

새로운 접근 방식은 유도된 얽힘이 아닌 자연적인 얽힘에 의존하므로 큐비트 간의 연결이 더 적게 필요합니다. 그러면 결맞음의 영향이 줄어듭니다. 따라서 큐비트는 상대적으로 오랜 시간 동안 살아간다고 Sinitsyn은 말했습니다. 양자 알고리즘의 발전 Los Alamos 팀의 이론 논문은 이 접근 방식이 Grover의 알고리즘을 사용하여 기존 양자 컴퓨터보다 더 빠르게 숫자 분할 문제를 해결할 수 있는 방법을 보여주었습니다.

가장 잘 알려진 양자 알고리즘 중 하나인 이 알고리즘은 기존 컴퓨팅 리소스를 잡아먹는 대규모 데이터 세트에 대한 구조화되지 않은 검색을 허용합니다. 예를 들어, Grover의 알고리즘을 사용하면 작업 런타임을 두 컴퓨터 간에 동일하게 분배하여 다른 실제 작업과 함께 동시에 완료할 수 있다고 Sinitsyn은 말했습니다. 이 알고리즘은 오늘날 오류가 발생하기 쉬운 컴퓨터에서는 구현하기 어렵지만 이상화되고 오류가 수정된 양자 컴퓨터에 매우 적합합니다.

오류 복원력과 단순성 양자 컴퓨터는 기존 장치보다 훨씬 빠르게 계산을 수행하도록 제작되었지만 지금까지는 구현하기가 극도로 어려웠다고 Sinitsyn은 말했습니다. 기존 양자 컴퓨터는 서로 다른 큐비트 쌍을 사용하는 일련의 기본 작업인 양자 회로를 구현합니다. Los Alamos 이론가들은 흥미로운 대안을 제안했습니다. Sinitsyn은 “우리는 많은 유명한 계산 문제의 경우 두 개의 큐비트로 실현 가능한 단일 양자 스핀만이 나머지 계산 큐비트와 상호 작용하는 기본 상호 작용을 갖춘 양자 시스템을 갖는 것으로 충분하다는 점을 발견했습니다.”라고 말했습니다.

"그러면 중앙 스핀에만 작용하는 단일 자기 펄스가 양자 그로버 알고리즘의 가장 복잡한 부분을 구현합니다." 그로버의 오라클이라고 불리는 이 양자 연산은 원하는 솔루션을 가리킵니다. "계산 큐비트 사이의 직접적인 상호 작용은 없으며 이 과정에서 중앙 스핀과의 시간 의존적 상호 작용도 필요하지 않습니다."라고 그는 말했습니다. 중앙 스핀과 큐비트 사이의 정적 결합이 설정되면 전체 계산은 스핀을 회전시키는 간단한 시간 의존 외부 필드 펄스를 적용하는 것으로만 구성됩니다. 중요한 것은 팀이 이러한 작업을 빠르게 수행할 수 있음을 입증했다는 것입니다. 팀은 또한 그들의 접근 방식이 위상적으로 보호된다는 것을 발견했습니다. 즉, 양자 오류 수정 없이도 제어 필드의 정밀도 및 기타 물리적 매개변수의 많은 오류에 대해 견고합니다.

참조: Nikolai A. Sinitsyn 및 Bin Yan의 "파티션 문제에 대해 위상학적으로 보호된 Grover의 오라클", 2023년 8월 14일, Physical Review A . DOI: 10.1103/PhysRevA.108.022412 자금 지원: 에너지부 과학 사무국, 첨단 과학 컴퓨팅 연구 사무국, 로스앨러모스 국립 연구소의 실험실 주도 연구 개발 프로그램.

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.Mind-Blown: Mathematical Rule Discovered Behind the Distribution of Neurons in Our Brains

놀라운 사실: 뇌의 뉴런 분포 뒤에 숨겨진 수학적 규칙이 발견되었습니다

뉴런 분포의 수학적 규칙

주제:뇌진화수학신경 과학인기 있는 작성자: 헬렌 멘데스(HELEN MENDES), 인간 두뇌 프로젝트(HUMAN BRAIN PROJECT) 2023년 8월 24일 뉴런 분포의 수학적 규칙 포유류 뇌의 피질 영역의 뉴런 밀도는 일관된 분포 패턴을 따릅니다. 이 발견은 뇌 모델링과 뇌에서 영감을 받은 기술 개발에 심오한 영향을 미칩니다. 크레딧: Morales-Gregorio Forschungszentrum

Jülich와 쾰른 대학교(독일)의 인간 두뇌 프로젝트 연구자들은 포유류 뇌의 피질 영역 전체와 내부에서 뉴런 밀도가 어떻게 분포되어 있는지를 밝혀냈습니다. 그들은 대뇌 피질의 세포 구조의 근본적인 조직 원리, 즉 뉴런 밀도의 편재적인 로그 정규 분포를 공개했습니다.

뉴런의 수와 공간적 배열은 뇌의 구조와 기능을 형성하는 데 중요한 역할을 합니다. 그러나 이용 가능한 풍부한 세포구조적 데이터에도 불구하고 뉴런 밀도의 통계적 분포는 거의 설명되지 않은 상태로 남아 있습니다. Cerebral Cortex 저널에 발표된 새로운 인간 두뇌 프로젝트(HBP) 연구는 포유류 두뇌의 조직에 대한 이해를 향상시켰습니다. 데이터 세트 및 로그 정규 분포 분석 7 종 (쥐, 마모셋, 짧은꼬리원숭이, 갈라고, 부엉이원숭이, 개코원숭이, 인간) 의 공개된 9개 데이터세트가 연구팀 조사의 기초를 제공했습니다. 각 피질 영역을 분석한 후, 이들 영역 내의 뉴런 밀도가 로그 정규 분포라는 일관된 패턴을 따른다는 사실을 발견했습니다. 이는 포유류 뇌의 뉴런 밀도에 기초가 되는 근본적인 조직 원리를 제시합니다. 로그 정규 분포는 기울어진 종 모양 곡선을 특징으로 하는 통계 분포입니다. 예를 들어, 정규 분포 변수의 지수를 취할 때 발생합니다. 이는 여러 면에서 정규 분포와 다릅니다.

가장 중요한 것은 정규 분포의 곡선이 대칭인 반면, 로그 정규 분포는 두꺼운 꼬리를 갖는 비대칭입니다. 조사 결과의 시사점 및 관련성 이러한 통찰력은 정밀한 뇌 모델링에 중추적인 역할을 합니다. Forschungszentrum Jülich의 이론 신경해부학 그룹 리더이자 논문의 수석 저자인 Sacha van Albada는 "특히 뉴런 밀도의 분포가 네트워크 연결에 영향을 미치기 때문입니다"라고 말했습니다. “예를 들어, 시냅스 밀도가 일정하다면 뉴런 밀도가 낮은 영역은 뉴런당 더 많은 시냅스를 받게 됩니다.”라고 그녀는 설명합니다. 이러한 측면은 뉴로모픽 하드웨어와 같은 뇌에서 영감을 받은 기술의 설계와도 관련이 있습니다. "게다가 피질 영역은 세포 구조를 기반으로 구분되는 경우가 많기 때문에 뉴런 밀도의 분포를 아는 것은 영역 간 차이와 영역 간 경계 위치를 통계적으로 평가하는 데 관련이 있을 수 있습니다."라고 van Albada는 덧붙입니다. 뇌 특성의 대수정규 분포 이해 결과는 뇌의 놀랍게도 많은 특성이 로그 정규 분포를 따른다는 이전 관찰과 일치합니다.

이번 연구의 공동 제1저자인 알렉산더 반 미겐(Alexander van Meegen)은 “자연에서 매우 흔한 이유 중 하나는 많은 독립 변수를 곱할 때 나타나기 때문입니다.”라고 말했습니다. 즉, 로그 정규 분포는 많은 독립 변수를 합할 때 정규 분포가 나타나는 방식과 유사하게 곱셈 과정의 결과로 자연스럽게 발생합니다. van Meegen은 “간단한 모델을 사용하여 발달 과정에서 뉴런의 곱셈적 증식이 어떻게 관찰된 뉴런 밀도 분포로 이어질 수 있는지 보여줄 수 있었습니다.”라고 설명했습니다.

연구에 따르면, 원칙적으로 피질 전체의 조직 구조는 계산 기능을 제공하지 않는 발달 또는 진화의 부산물일 수 있습니다. 그러나 여러 종과 대부분의 피질 영역에서 동일한 조직 구조가 관찰될 수 있다는 사실은 대수정규 분포가 어떤 목적에 부합한다는 것을 암시합니다. “뉴런 밀도의 대수정규 분포가 뇌 기능에 어떻게 영향을 미칠지는 확신할 수 없지만, 높은 네트워크 이질성과 관련이 있을 가능성이 높으며, 이는 계산상 유익할 수 있습니다.”라고 이전 연구를 인용하여 이번 연구의 제1저자인 Aitor Morales-Gregorio가 말했습니다. 이는 뇌 연결의 이질성이 효율적인 정보 전달을 촉진할 수 있음을 시사합니다. 또한 이종 네트워크는 강력한 학습을 지원하고 신경 회로의 메모리 용량을 향상시킵니다.

참조: Aitor Morales-Gregorio, Alexander van Meegen 및 Sacha J van Albada의 "포유류 대뇌 피질의 뉴런 밀도에 대한 유비쿼터스 로그 정규 분포", 2023년 7월 6일, Cerebral Cortex . DOI: 10.1093/cercor/bhad160

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.In order to open the 22nd century human scientific civilization, normal temperature and normal pressure superconductor lk99 version material is essential

22세기 인류 과학문명을 여는데 상온상압 초전도체 lk99 버전 물질이 반드시 필요하다

이번 논문의 이론적 배경을 제시한 김현탁 교수는 "LK-99의 납 아파타이트 구조는 외부 육각형과 내부 육각형으로 구성됐는데, 그중 내부 육각형은 삼각형 두개가 겹쳐진 구조"라면서 "이 삼각형의 일부 납 원자가 구리 원자로 치환되는데, 이 때 구리는 최외각에 한개의 홀을 갖는 금속이 된다"고 설명했다.

삼각형이 층층이 쌓인 가운데 삼각형을 구성하는 구리가 세로 축으로 연결된 1차원 금속이 만들어진다는 것. LK-99의 경우 임계온도 위에서는 금속이고 그 아래에서는 초전도체가 된다. 김 교수는 원자치환으로 인해 납 아파타이트 결정의 부피가 수축하면서 원자간의 거리가 좁혀지고, 그 결과 구리원자 사이에 터널전류가 발생하면서 초전도 현상이 일어난다고 해석했다. 연구진은 국제학술지 APL(Applied Physics Letters)에 제출한 논문도 학술지 측의 리뷰 리포트를 받은 후 수정해서 낼 예정이다.

퀀텀에너지연구소 연구진이 논문에 실은 LK-99 내부 구조. 그림 (a)에서 외부 육각형 구조 안에 있는 작은 육각형 구조가 두개의 삼각형이 겹쳐져 있는 구조이다. 이 삼각형을 이루는 납의 일부가 구리로 치환되면서 구리-산소-구리를 세로로 연결하는 1차원 초전도 구조가 만들어진다.