.Breaking the Atom’s Secrets: Physicists Discover Molecular Structure of Nuclear Ground State
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.Breaking the Atom’s Secrets: Physicists Discover Molecular Structure of Nuclear Ground State
원자의 비밀 깨기: 물리학자들이 핵 기저 상태의 분자 구조를 발견하다
주제:원자물리학중국과학원 작성 중국과학원 2023년 11월 30일 핵 지상 상태 예술 개념 NOVEMBER 30, 2023
현대 물리학 연구소(Institute of Modern Physics)의 획기적인 연구는 원자핵의 바닥 상태에서 분자형 구조를 밝혀 수십 년 된 가설에 대한 실험적 증거를 제공하고 핵물리학 연구에 새로운 길을 열었습니다. 현대 물리학 연구소(Institute of Modern Physics) 과학자들의 중추적인 연구는 원자핵의 분자형 구조를 밝혀 핵 물질에 대한 우리의 이해에 혁명을 일으켰습니다.
중국과학원(CAS) 산하 현대물리연구소(IMP)의 과학자들과 협력자들은 최근 원자핵의 바닥 상태에서 분자형 구조를 발견했습니다. 이 연구는 Physical Review Letters에 게재되었으며 '물리학 특집' 기사로 강조되었습니다. 원자핵의 이해 양성자와 중성자로 구성된 양자 다체 시스템인 원자핵은 엄청나게 작습니다(원자 크기의 약 1만분의 1).
핵 지상 상태 클러스터 녹아웃 반응 도식 역운동학에서 클러스터 녹아웃 반응의 개략도. 크레딧: LI Pengjie 클러스터 구조의 중요성 클러스터 구조는 원자핵의 바닥 상태에서는 거의 볼 수 없습니다. 바닥 상태 클러스터 구조에 대한 논의는 이론 물리학자들이 α-공액 핵의 결합 에너지 분석을 통해 베릴륨과 같은 핵의 바닥 상태에 α-분자 유사 클러스터 구조가 존재할 수 있음을 제안한 1938년으로 거슬러 올라갑니다.
-8, 탄소-12, 산소-16. 그러나 고전 껍질 모델의 단일 입자 설명의 인기로 인해 이 이론적 가설은 검증되지 않은 상태로 남아 있습니다. 새로운 실험 방법 역운동학 녹아웃 반응을 포함하는 새로운 실험 방법을 사용하여 IMP의 과학자와 동료들은 중성자가 풍부한 핵인 베릴륨-10의 바닥 상태에서 분자형 구조의 존재를 확인했습니다. 실험은 일본 RIKEN Nishina 센터의 방사성 동위원소 빔 공장(RIBF)에서 수행되었습니다.
실험에서는 빛의 절반 속도로 이동하는 베릴륨-10의 2차 빔이 2mm 두께의 고체 수소 목표물에 충격을 가했습니다. 베릴륨-10 핵 내에 결합된 α-클러스터는 양성자에 의해 파괴되었으며(잔류 핵으로 운동량이 거의 전달되지 않음) 따라서 베릴륨-10의 바닥 상태에서 클러스터 구조에 대한 정보가 보존되었습니다.
베릴륨-10 핵 분자 구조 베릴륨-10 핵의 분자와 유사한 구조. 크레딧: IMP의 LI Pengjie
-오랜 가설 확인 실험 결과는 녹아웃 반응의 실험적 단면과 현미경 모델 하에서의 이론적 예측 사이의 놀라운 일치를 보여주었습니다. 이 검증은 베릴륨-10의 바닥 상태의 분자 상태 구조에 관한 오랜 가설을 뒷받침하며, 두 개의 원자가 중성자가 핵 축에 수직으로 회전하는 α-α 아령 모양의 핵이 형성됨을 시사합니다.
시사점 및 향후 연구 논문 제1저자인 IMP의 LI Pengjie 박사는 “원자 규모에서는 유사한 구조를 찾을 수 있지만 원자핵의 바닥 상태에서는 매우 드물다”고 말했습니다. 이 연구는 원자핵의 바닥 상태에서 분자 상태 구조의 이론적 설명에 대한 최초의 실험적 증거를 제공하고 중성자가 풍부한 핵 바닥 상태에서 α-클러스터 구조의 진화에 대한 추가 탐색을 위한 길을 열었습니다.
참조: "10를 사용하여 바닥 상태 분자 구조 검증10DOI: 10.1103/PhysRevLett.131.212501.물리적 검토 서한He 삼중 미분 반응 단면 측정”(P. J. Li 외, 2023년 11월 21일, 6Be(p,pα) 이번 연구는 홍콩대학교, 프랑스 파리사클레이대학교, 일본 이화학연구소(RIKEN), 오사카대학교, 난징항공우주대학교 및 전 세계 22개 연구기관의 과학자들과 공동으로 수행됐다.
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메모 2312910345 나의사고실험 qpeoms 스토리텔링
qpeoms의 모습을 원자로 이뤄진 분자식을 만들어 보았다. 잘 맞지 않았다. 그런데 혹시나 쿼크기반 원자 핵기저에 양성자와 중성자의 분자식에는 어울릴까? 문뜩 어제 그런 생각을 했다. 드디어 관련 연구에 눈길이 간다. 허허.
나의 oms 핵기저 분자식에 원핵은 쿼크이고 분자식으로 나타낸 모습은 음성자 무리인 vixxer 집단의 일부가 vix로 중심핵 양성자화 된 모습이다. 허허.
여기서 vix는 원자와 같은데 다른점은 그 종류가 무한대이고 핵기저 분자식을 가진 점이다. 표준물리의 양자역학적인 소립자들이 화학원소의 기저을 이루는 아원자들인데 이들의 qpeoms.분자식을 이루는 것이 자연스러운 것 아닌감? 허허. 물론 더 깊은 부분을 qpeoms.oss.base에서 다루고 있기도 하지만..허허.
보기1. 핵기저 분자식 vix.4a.a'1a5
01000000
00000001
00010000
00000100
핵기저 분자식의 풀세트가 존재하는데 이것이 안정된 핵기저 상태이다. 더러는 스핀운동을 가능케하며 키랄선대칭을 만들며 안정된 궤도를 가진다.
그 샘플이 바로 oms.vix.a(n!)이다. 이는 우주크기의 핵기저의 oms.size가 vixerful상태가 된다.허허. 원자내부는 그래서 소우주가 된다. 허허.
이는 그동안 qpeoms이론이 어느 물리에 적용되는지 막막했던 부분에 새로운 시각을 제시해 준다. 이는 나의 우주이론에서 새로운 지평을 찾은 대단한 발견이다. 허허.
어쩌면 우주의 빅뱅사건이전의 핵폭발의 기저상태를 qpeoms 이론이 대부분 설명할 수도 있다. 다중우주와 우리우주가 연결된 모습을 보여줄듯 하다. 허허.
-The results of long-standing hypothesis-confirming experiments showed remarkable agreement between experimental cross-sections of knockout reactions and theoretical predictions under microscopic models. This verification supports the long-standing hypothesis regarding the molecular state structure of the ground state of beryllium-10 and suggests that an α-α dumbbell-shaped nucleus is formed with two valence neutrons rotating perpendicular to the nuclear axis.
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Memo 2312910345 My thought experiment qpeoms storytelling
I created a molecular formula of qpeoms made up of atoms. It didn't fit well. But would it possibly fit the molecular formula of protons and neutrons in the quark-based atomic nucleus? Suddenly, I had that thought yesterday. Finally, my attention is drawn to related research. haha.
In my oms nuclear base molecular formula, the pronucleus is a quark, and the molecular formula shows that part of the vixxer group, a group of negative protons, has the central nucleus protonated with vix. haha.
Here, vix is like an atom, but the difference is that it has infinite types and has a nuclear-based molecular formula. The quantum mechanical elementary particles of standard physics are the subatoms that form the basis of chemical elements, so isn't it natural to form their qpeoms.molecular formula? haha. Of course, deeper parts are covered in qpeoms.oss.base, but... hehe.
Example 1. Nucleus base molecular formula vix.4a.a'1a5
01000000
00000001
00010000
00000100
A full set of nuclear basis molecular formulas exists, which is the stable nuclear basis state. Some enable spin movement, create chiral symmetry, and have stable orbits.
The sample is oms.vix.a(n!). This makes the oms.size of the universe-sized nucleus base in a vixerful state. Haha. The inside of an atom thus becomes a microcosm. haha.
This provides a new perspective on the area where it has been unclear to which physics the qpeoms theory is applied. This is a great discovery that opens a new horizon in my theory of the universe. haha.
Perhaps the qpeoms theory can explain most of the ground state of nuclear explosions before the Big Bang event in the universe. It seems to show that the multiverse and our universe are connected. haha.
Sample oms (standard)
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00df000b
0f00d0 e0bc0a
sample qoms (standard)
0000000011=2,0
0000001100
0000001100
0000010010
0001100000
0101000000
0010010000
0100100000
2000000000
0010000001
sample pms (standard)
q0000000000
00q00000000
0000q000000
000000q0000
00000000q00
0000000000q
0q000000000
000q0000000
00000q00000
0000000q000
000000000q0
Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
.The Future of Biology: Decoding Cell and Tissue Mechanics in 3D With Active Matter Theory
생물학의 미래: 활성 물질 이론을 사용한 3D 세포 및 조직 역학 해독
주제:연산생물 물리학세포 생물학막스 플랑크 연구소슈퍼컴퓨터 작성 막스 플랑크 분자 세포 생물학 및 유전학 연구소(MPI-CBG) 2023년 11월 24일 3D의 세포 역학 과학자들은 활성 물질 이론의 방정식을 풀기 위한 혁신적인 알고리즘을 개발하여 세포 및 조직과 같은 생물학적 물질이 어떻게 형태를 얻는지에 대한 통찰력을 제공합니다.
10년에 걸친 연구 노력의 일부인 이 알고리즘은 오픈 소스 슈퍼컴퓨터 코드로 구현되어 널리 접근 가능합니다. 이는 살아있는 물질의 행동을 이해하는 데 있어 상당한 진전을 의미하며 인공 생물학적 기계의 개발로 이어질 수 있습니다.
오픈소스 슈퍼컴퓨터 알고리즘은 생명체의 패턴화와 역학을 예측하고 공간과 시간에서의 행동을 연구할 수 있게 해줍니다. 생물학적 재료는 연료를 운동으로 변환하는 작은 모터를 포함하여 개별 구성 요소로 구성됩니다. 이는 움직임의 패턴을 만들어내고, 재료는 지속적인 에너지 소비를 통해 일관된 흐름으로 형성됩니다.
이렇게 지속적으로 구동되는 물질을 '활성물질'이라고 합니다. 세포와 조직의 역학은 살아있는 물질의 모양, 흐름, 형태를 이해하기 위한 과학적 틀인 활성 물질 이론으로 설명할 수 있습니다. 활성 물질 이론은 많은 까다로운 수학 방정식으로 구성됩니다. 드레스덴에 있는 막스 플랑크 연구소분자 세포 생물학 및 유전학(MPI-CBG), 드레스덴 시스템 생물학 센터( CSBD) 및 TU Dresden은 이제 처음으로 현실적인 시나리오에서 활성 물질 이론의 방정식을 풀 수 있는 오픈 소스 슈퍼컴퓨터 코드로 구현된 알고리즘을 개발했습니다. 이러한 솔루션을 통해 우리는 세포와 조직이 어떻게 형태를 갖추게 되는지에 대한 100년 된 수수께끼를 풀고 인공 생물학적 기계를 설계하는 데 큰 발걸음을 내딛게 되었습니다.
분열하는 세포와 유사한 형상의 활성 물질에 대한 3D 시뮬레이션 분열하는 세포와 유사한 형상으로 활성 물질을 3D 시뮬레이션합니다. 신용: Singh et al. 유체물리학(2023) / MPI-CBG
생물학적 행동과 이론의 복잡성 생물학적 과정과 행동은 종종 매우 복잡합니다. 물리 이론은 이를 이해하기 위한 정확하고 정량적인 틀을 제공합니다. 활성 물질 이론은 활성 물질(화학 연료(“식품”)을 기계적 힘으로 변환할 수 있는 개별 구성 요소로 구성된 물질)의 거동을 이해하고 설명하는 틀을 제공합니다. 막스 플랑크 복잡계 물리학 연구소 소장인 Frank Jülicher와 MPI-CBG 소장인 Stephan Grill을 비롯한 드레스덴 출신의 몇몇 과학자들이 이 이론을 개발하는 데 핵심 역할을 했습니다.
이러한 물리학 원리를 통해 활동적인 생명체의 역학을 수학 방정식으로 설명하고 예측할 수 있습니다. 그러나 이러한 방정식은 매우 복잡하고 풀기가 어렵습니다. 따라서 과학자들이 생명체를 이해하고 분석하려면 슈퍼컴퓨터의 힘이 필요합니다. 활성 물질의 거동을 예측하는 방법에는 여러 가지가 있습니다. 일부는 작은 개별 입자에 초점을 맞추고, 일부는 분자 수준에서 활성 물질을 연구하고, 다른 일부는 대규모 활성 유체를 연구합니다. 이러한 연구는 과학자들이 활성 물질이 공간과 시간에 따라 다양한 규모에서 어떻게 행동하는지 확인하는 데 도움이 됩니다.
복잡한 수학 방정식 풀기
Ivo Sbalzarini 연구 그룹의 과학자, 드레스덴 공대 드레스덴 시스템 생물학 센터(CSBD) 교수, 막스 플랑크 분자 세포 생물학 및 유전학 연구소(MPI-CBG) 연구 그룹 리더 및 학장 TU Dresden의 컴퓨터 과학 학부의 교수들은 이제 활성 물질의 방정식을 풀기 위한 컴퓨터 알고리즘을 개발했습니다. 그들의 연구는 "Physics of Fluids" 저널에 게재되었으며 표지에 실렸습니다. 그들은 3차원과 복잡한 형태의 공간에서 활성 물질의 복잡한 방정식을 풀 수 있는 알고리즘을 제시합니다. 연구의 첫 번째 저자 중 한 명인 수학자 Abhinav Singh은 "우리의 접근 방식은 시간이 지남에 따라 3차원의 다양한 모양을 처리할 수 있습니다."라고 말합니다.
그는 계속해서 “데이터 포인트가 규칙적으로 분포되지 않은 경우에도 우리의 알고리즘은 이론의 방정식을 정확하게 풀기 위해 복잡한 생물학적으로 현실적인 시나리오에 원활하게 작동하는 새로운 수치 접근 방식을 사용합니다. 우리의 접근 방식을 사용하면 역학을 예측하기 위해 움직이는 시나리오와 움직이지 않는 시나리오 모두에서 활성 물질의 장기적인 동작을 마침내 이해할 수 있습니다. 또한 이론과 시뮬레이션을 사용하여 생물학적 재료를 프로그래밍하거나 나노 규모의 엔진을 만들어 유용한 작업을 추출할 수 있습니다.”
다른 제1저자인 Philipp Suhrcke는 드레스덴 공대(TU Dresden)의 전산 모델링 및 시뮬레이션 석사 학위를 졸업했습니다. 프로그램에 따르면, “우리 연구 덕분에 과학자들은 이제 조직의 모양이나 생물학적 물질이 언제 불안정하거나 조절 장애가 발생하는지 예측할 수 있으며 성장과 질병의 메커니즘을 이해하는 데 광범위한 영향을 미칠 수 있습니다. ” 누구나 사용할 수 있는 강력한 코드 과학자들은 오픈 소스 라이브러리인 OpenFPM을 사용하여 소프트웨어를 구현했는데, 이는 다른 사람들이 자유롭게 사용할 수 있음을 의미합니다.
OpenFPM은 대규모 과학 컴퓨팅의 민주화를 위해 Sbalzarini 그룹에 의해 개발되었습니다. 저자는 먼저 계산 과학자들이 수학적 표기법으로 방정식을 지정하고 컴퓨터가 올바른 프로그램 코드를 생성하는 작업을 수행하도록 함으로써 슈퍼컴퓨터 코드를 작성할 수 있도록 하는 맞춤형 컴퓨터 언어를 개발했습니다. 결과적으로, 코드를 작성할 때마다 처음부터 시작할 필요가 없으므로 과학 연구의 코드 개발 시간을 몇 달 또는 몇 년에서 며칠 또는 몇 주로 효과적으로 단축하여 엄청난 생산성 향상을 제공합니다.
3차원 활성 물질을 연구하는 데 필요한 엄청난 계산 요구로 인해 OpenFPM을 사용하여 공유 및 분산 메모리 다중 프로세서 병렬 슈퍼컴퓨터에서 새 코드를 확장할 수 있습니다. 이 응용 프로그램은 강력한 슈퍼컴퓨터에서 실행되도록 설계되었지만 2차원 자료를 연구하기 위해 일반 사무용 컴퓨터에서도 실행할 수 있습니다. 연구의 수석 연구원인 Ivo Sbalzarini는 다음과 같이 요약합니다.
“우리는 이 시뮬레이션 프레임워크를 만들고 계산 과학의 생산성을 향상시키는 데 10년 간의 연구를 진행했습니다. 이제 이 모든 것이 살아있는 물질의 3차원 거동을 이해하기 위한 도구로 통합됩니다. 확장 가능하고 복잡한 시나리오를 처리할 수 있는 오픈 소스 코드는 활성 물질을 모델링하기 위한 새로운 길을 열어줍니다. 이는 마침내 우리가 세포와 조직이 어떻게 그 모양을 얻는지 이해하게 하고, 수세기 동안 과학자들을 혼란스럽게 했던 형태 형성의 근본적인 질문을 다루게 될 것입니다. 하지만 이는 최소한의 구성 요소로 인공 생물학적 기계를 설계하는 데 도움이 될 수도 있습니다.”
참조: Abhinav Singh, Philipp H. Suhrcke, Pietro Incardona 및 Ivo F. Sbalzarini의 "3차원 능동 유체 역학에 대한 수치 해석기 및 활성 난류에 대한 적용", 2023년 10월 30일, 유체 물리학.DOI: 10.1063/5.0169546
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