.Three-pronged approach discerns qualities of quantum spin liquids
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.Three-pronged approach discerns qualities of quantum spin liquids
세 가지 접근 방식으로 양자 스핀 액체의 품질 식별
작성자: Elizabeth Rosenthal, Oak Ridge 국립 연구소 70년대 초반 필 앤더슨(Phil Anderson)이 조사한 격자 그림. 녹색 타원으로 표시된 양자 입자 쌍은 여러 조합 사이에서 변동하여 스핀 액체 상태를 생성합니다. 출처: Allen Scheie/Los Alamos National Laboratory, 미국 에너지부
1973년 물리학자 필 앤더슨(Phil Anderson)은 양자 스핀 액체(QSL) 상태가 일부 삼각형 격자에 존재한다는 가설을 세웠지만 더 깊이 탐구할 수 있는 도구가 부족했습니다. 50년 후, 에너지부 오크리지 국립연구소(Oak Ridge National Laboratory)에 본부를 둔 양자 과학 센터(Quantum Science Center) 소속 연구자들이 이끄는 팀은 이 구조를 가진 새로운 물질인 KYbSe에서 QSL 거동의 존재를 확인했습니다< a i=1>2.
QSL(스핀이라고 불리는 얽혀 있거나 본질적으로 연결된 자성 원자 간의 상호 작용에 의해 제어되는 특이한 물질 상태)은 KYbSe의 양자 기계적 활동을 안정화하는 데 탁월합니다.2< a i=2> 및 기타 델라포사이트. 이러한 재료는 고품질 초전도체 및 양자 컴퓨팅 구성 요소의 구성에 기여할 수 있는 적층형 삼각형 격자와 유망한 특성으로 인해 높이 평가됩니다. 논문게시 자연 물리학에 게재됨 ORNL의 연구원; 로렌스 버클리 국립 연구소; 로스앨러모스 국립연구소; SLAC 국립 가속기 연구소; 테네시 대학교, 녹스빌; 미주리 대학교; 미네소타 대학교; 스탠포드 대학교; 그리고 로사리오 물리학 연구소. "연구원들은 QSL 거동을 찾기 위해 다양한 재료의 삼각형 격자를 연구했습니다." QSC 회원이자 Los Alamos의 직원 과학자인 수석 저자 Allen Scheie는 말했습니다.
-"이것의 장점 중 하나는 원자를 쉽게 교체하여 구조를 변경하지 않고도 재료의 특성을 수정할 수 있다는 것이며 이는 과학적 관점에서 볼 때 매우 이상적입니다." 이론적, 실험적, 계산 기술의 조합을 사용하여 팀은 QSL의 여러 특징을 관찰했습니다. 양자 얽힘, 이국적인 준입자 및 스핀이 이웃에 영향을 미치는 방식을 제어하는 교환 상호작용의 올바른 균형입니다. 이러한 특징을 식별하려는 노력은 역사적으로 물리적 실험의 한계로 인해 방해를 받았지만 현대 중성자 산란 장비는 원자 수준에서 복잡한 물질을 정확하게 측정할 수 있습니다.
ORNL의 Spallation Neutron Source에서 Cold Neutron Chopper Spectrometer를 사용하여 KYbSe2의 스핀 역학 검사— DOE Office of Science 사용자 시설에서 그 결과를 신뢰할 수 있는 이론적 모델과 비교한 결과 연구원들은 이 물질이 양자 임계점에 가깝다는 증거를 발견했습니다. 어떤 QSL 특성이 번창하는지. 그런 다음 SNS의 광각 범위 초퍼 분광계를 사용하여 단일 이온 자기 상태를 분석했습니다.
문제의 목격자는 이전 QSC 연구 1D 스핀 체인 또는 재료 내의 단일 스핀 라인을 검사하는 데 중점을 둡니다. KYbSe2는 이러한 노력을 더욱 복잡하게 만든 품질인 2D 시스템입니다. "우리는 QSC에 내장된 공동 설계 접근 방식을 취하고 있습니다." QSC의 양자 자석 프로젝트를 이끌고 있는 UTK의 물리학 및 재료과학공학 교수인 Alan Tennant가 말했습니다. "센터 내의 이론가들은 이전에 계산할 수 없었던 것들을 계산하고 있으며, 이론과 실험의 이러한 중첩이 QSL 연구에 획기적인 발전을 가능하게 했습니다."
팀의 중성자 산란 실험 데이터는 KYbSe2와 양자 회전 액체 상태의 시뮬레이션된 스펙트럼 사이에 강한 상관관계를 보여주었습니다. 출처: Allen Scheie/Los Alamos National Laboratory, 미국 에너지부
이 연구는 기초 연구를 양자 전자, 양자 자석 및 기타 현재와 미래의 양자 장치에 연결하는 것을 포함하는 QSC의 우선 순위와 일치합니다. "QSL에 대한 더 나은 이해를 얻는 것은 차세대 기술 개발에 있어 매우 중요합니다." 테넌트가 말했다. "이 분야는 아직 기본 연구 상태이지만, 이제 잠재적으로 소규모 장치를 처음부터 만들기 위해 수정할 수 있는 재료를 식별할 수 있습니다.
" KYbSe2는 진정한 QSL은 아니지만 저온에서 자기의 약 85%가 변동한다는 사실은 QSL이 하나가 될 가능성. 연구자들은 구조가 약간 변경되거나 외부 압력에 노출되면 잠재적으로 100%에 도달하는 데 도움이 될 수 있을 것으로 예상합니다.
QSC 실험가들과 컴퓨터 과학자들은 델라포사이트 재료에 초점을 맞춘 병행 연구와 시뮬레이션을 계획하고 있지만, 연구진은 연구 결과는 다른 시스템 연구에도 적용할 수 있는 전례 없는 프로토콜을 확립했습니다. QSL 후보자에 대한 증거 기반 평가를 간소화함으로써 진정한 QSL 검색을 가속화하는 것을 목표로 합니다. "이 자료의 중요한 점은 우리가 지도에서 방향을 정하여 우리가 옳은 것을 말하고 보여줄 수 있는 방법을 찾았다는 것입니다." 샤이에가 말했다. "우리는 이 화학 공간 어딘가에 완전한 QSL이 있다고 확신하며 이제 그것을 찾는 방법을 알고 있습니다."
추가 정보: A. O. Scheie 외, 삼각형 반강자성체 KYbSe2의 근접 스핀 액체 및 분별화, 자연 물리학DOI: 10.1038/s41567-023-02259-1 저널 정보: 자연 물리학 에 의해 제공 오크리지 국립연구소
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메모 221120_1627,1756 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
분자가 이산화탄소처럼 선형적이면 쉽게 기체에서 고체가 되며 고체에서 액체과정 없이 승화 한다. 분자가 다각형을 이루면 액체 상태이고 양자 스핀 액체(QSL) 상태가 일부 삼각형 격자에 존재하는 것도 다각형 모드가 분자의 결합상태 뿐 아니라 양자스핀 qpoms.spin에서 액체 상태가 존재한다는 점이다. unimetaver.qpeoms.sea가 형성될 수 있다.
고로, 물질이 온도에 따라 물질의 상태를 보이는 것이외 스핀에 따라서도 액체 상태를 볼 수 있다. 허허.
qoms.energy.mode 이라서 기체 상태일 가능성이 높다. pms.odd.linear.pattern는 쉽게 기체.고체가 될 것이고 oms는 가장 무난히 보편적으로 spin도 안정되어 액체, 고체, 기체 상태가 자유롭게 될듯 하다.
-QSLs (unusual states of matter controlled by interactions between entangled or intrinsically connected magnetic atoms called spins) are excellent for stabilizing the quantum mechanical activity of KYbSe 2 and other dellaphosites. These materials are prized for their promising properties and stacked triangular lattices that may contribute to the construction of high-quality superconductors and quantum computing components.
-"One of the advantages of this is that you can easily replace atoms to modify the properties of the material without changing its structure, which is quite ideal from a scientific point of view."
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Memo 221120_1627,1756 My thought experiment qpeoms storytelling
If the molecule is linear like carbon dioxide, it easily changes from gas to solid and sublimates from solid to liquid without any process. When molecules form polygons, they are in a liquid state, and the quantum spin liquid (QSL) state exists in some triangular lattices because the polygon mode is not only a bond state of molecules, but also a liquid state exists in quantum spin qpoms.spin. unimetaver.qpeoms.sea can be formed.
Therefore, in addition to showing the state of matter depending on temperature, the liquid state can also be seen depending on spin. haha.
Since it is qoms.energy.mode, it is highly likely to be in gas phase. pms.odd.linear.pattern will easily become a gas or solid, and oms will most easily and universally have a stable spin, so it seems to freely transition into liquid, solid, and gas states.
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
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zxezybzyy
bddbcbdca
.Schrödinger Was Wrong: New Research Overturns 100-Year-Old Understanding of Color Perception
슈뢰딩거는 틀렸다: 새로운 연구가 색상 인식에 대한 100년 된 이해를 뒤집었습니다
주제:로스앨러모스 국립연구소지각인기 있는 작성자 로스 알라모스 국립 연구소 2022년 8월 12일 인간의 색상 인식을 매핑하는 데 사용되는 3D 수학적 공간 이 시각화는 인간의 색상 인식을 매핑하는 데 사용되는 3D 수학적 공간을 캡처합니다.
새로운 수학적 표현을 통해 널리 분리된 색상 사이의 거리를 나타내는 선분이 이전에 허용된 기하학을 사용하여 올바르게 합산되지 않는 것으로 나타났습니다. 이 연구는 오랫동안 믿어온 가정과 모순되며 색상 이론의 다양한 실제 적용을 향상시킬 것입니다. 출처: 로스앨러모스 국립연구소
Schrödinger와 다른 사람들이 색상을 보는 방법을 설명하기 위해 개발한 3D 수학적 설명에서 벗어나 패러다임을 전환하면 컴퓨터 디스플레이, TV, 직물, 인쇄물 등이 더욱 생동감 있게 만들어질 수 있습니다.
새로운 연구에서는 노벨상 수상 물리학자인 에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrödinger)와 다른 사람들이 눈이 한 색상을 다른 색상과 구별하는 방법을 설명하기 위해 개발한 3D 수학적 공간의 심각한 오류를 수정했습니다. 이 잘못된 모델은 100년 넘게 과학자와 산업계에서 사용되어 왔습니다.
이 연구는 과학적 데이터 시각화를 강화하고, TV를 개선하며, 섬유 및 페인트 산업을 재조정할 수 있는 잠재력을 가지고 있습니다. 로스 알라모스 국립 연구소(Los Alamos National Laboratory)에서 과학적 시각화를 만드는 수학 배경의 컴퓨터 과학자인 Roxana Bujack은 "색상 공간의 가정된 형태에는 패러다임 전환이 필요합니다"라고 말했습니다. Bujack은 Los Alamos 팀이 작성한 색상 인식 수학에 관한 논문의 주요 저자입니다. 이 내용은 국립과학원 회보에 게재되었습니다.
“우리의 연구에 따르면 눈이 색상 차이를 인식하는 방식에 대한 현재의 수학적 모델이 부정확한 것으로 나타났습니다. 그 모델은 베른하르트 리만(Bernhard Riemann)이 제안하고 헤르만 폰 헬름홀츠(Hermann von Helmholtz)와 에르빈 슈뢰딩거(Erwin Schrödinger)(모두 수학과 물리학의 거인)가 개발했으며, 그 중 하나가 틀렸다는 것을 증명하는 것은 거의 과학자의 꿈입니다.” 인간의 색상 인식을 모델링하면 이미지 처리, 컴퓨터 그래픽 및 시각화 작업을 자동화할 수 있습니다.
Los Alamos 팀은 노벨상 수상 물리학자인 Erwin Schrödinger를 비롯한 과학자들이 눈이 한 색상을 다른 색상과 구별하는 방법을 설명하기 위해 사용한 수학을 수정합니다. "우리의 원래 아이디어는 데이터 시각화를 위한 색상 맵을 자동으로 개선하여 이해하고 해석하기 쉽게 만드는 알고리즘을 개발하는 것이었습니다."라고 Bujack은 말했습니다. 그래서 연구팀은 직선을 곡면으로 일반화할 수 있는 리만 기하학의 오랜 적용이 효과가 없다는 사실을 최초로 발견하고 놀랐습니다. 업계 표준을 만들려면 인식된 색 공간의 정확한 수학적 모델이 필요합니다.
첫 번째 시도는 많은 고등학교에서 가르치는 친숙한 기하학인 유클리드 공간을 사용했습니다. 나중에 더 발전된 모델에서는 리만 기하학을 사용했습니다. 모델은 3D 공간에 빨간색, 녹색, 파란색을 표시합니다. 이는 망막의 빛을 감지하는 원뿔에 의해 가장 강하게 등록되는 색상이며, 놀랍지도 않게 혼합되어 RGB 컴퓨터 화면의 모든 이미지를 생성하는 색상입니다.
심리학, 생물학, 수학을 결합한 연구에서 Bujack과 그녀의 동료들은 리만 기하학을 사용하면 큰 색상 차이에 대한 인식이 과대평가된다는 사실을 발견했습니다. 이는 인간이 크게 분리된 두 가지 음영 사이에 있는 작은 색상 차이를 더한 경우 얻을 수 있는 합계보다 색상의 큰 차이를 더 작게 인식하기 때문입니다. 리만 기하학은 이 효과를 설명할 수 없습니다. Bujack은 "우리는 이것을 예상하지 못했고 아직 이 새로운 색 공간의 정확한 기하학적 구조를 알지 못합니다."라고 말했습니다.
“우리는 일반적으로 생각할 수 있지만 장거리를 끌어당겨 더 짧게 만드는 완충 또는 무게 측정 기능이 추가되었습니다. 하지만 아직은 증명할 수 없습니다.”
참조: Roxana Bujack, Emily Teti, Jonah Miller, Elektra Caffrey 및 Terece L. Turton의 '지각적 색 공간의 비리만적 특성', 2022년 4월 29일, 회보 국립과학원. DOI: 10.1073/pnas.2119753119 자금 지원: 로스앨러모스 국립연구소(Los Alamos National Laboratory)의 실험실 주도 연구 및 개발 프로그램.
.Science Made Simple: What Is Quantum Mechanics?
과학이 단순해졌습니다: 양자 역학이란 무엇입니까?
주제:암사슴양자 역학양자 물리학 작성 미국 에너지부 2023년 11월 19일 양자역학 컨셉 아트 일러스트레이션 NOVEMBER 19, 2023
양자역학은 원자 및 아원자 규모에서 입자의 특성과 거동을 설명하는 물리학의 필수 분야입니다. 이는 에너지와 같은 특성이 개별 단위로 존재하는 양자화와 입자가 입자와 파동 특성을 모두 나타내는 파동-입자 이중성과 같은 개념을 통해 고전 역학의 원리에 도전합니다. 이 이론은 원자 세계의 많은 미스터리를 해결하여 전자공학에서 의학에 이르는 분야에서 상당한 기술 발전을 가져왔습니다. 양자 역학은 양자화 및 파동 입자 이중성과 같은 혁신적인 개념을 도입하여 원자 및 아원자 입자의 독특한 동작을 설명하는 핵심 물리학 이론입니다.
.양자역학 개론
양자 역학은 극도로 작은 물체가 입자(작은 물질 조각)와 파동(에너지를 전달하는 교란 또는 변형)의 특성을 동시에 갖는 방법을 설명하는 물리학 분야입니다. 물리학자들은 이것을 '파동-입자 이중성'이라고 부릅니다. 파동-입자 이중성과 양자 파동-입자 이중성의 입자 부분은 물체를 "양자"로 설명할 수 있는 방법과 관련이 있습니다.
양자는 단위가 경계 상태에 있는 시스템에서 자연 현상의 가장 작은 이산 단위(예: 입자)입니다. 예를 들어, 전자기 복사 또는 빛의 양은 광자입니다. 결합 상태는 입자가 갇혀 있는 상태입니다. 속박 상태의 한 가지 예로는 원자에 있는 전자, 중성자 및 양성자가 있습니다.
.양자 역학의 양자화
"양자화"된다는 것은 결합 상태의 입자가 에너지나 운동량과 같은 속성에 대해 이산적인 값만 가질 수 있음을 의미합니다.
예를 들어, 원자의 전자는 매우 특정한 에너지 수준만을 가질 수 있습니다. 이는 이러한 속성이 범위 내 임의의 값일 수 있는 거시적 입자의 세계와는 다릅니다. 야구공은 던지고, 공중을 날아가고, 점차 속도가 느려지고 멈출 때 본질적으로 모든 에너지를 가질 수 있습니다.
수소 밀도 도표 전자는 단지 원을 그리며 이동하는 것이 아닙니다. 양자 역학으로 인해 그들의 위치는 특정 위치에 있을 확률로 설명됩니다. 이 그림은 수소 원자의 다양한 구성에서 전자의 확률을 설명합니다. 파동함수와 양자의 세계 동시에 전자와 같은 작은 양자화된 입자도 파동으로 설명될 수 있습니다.
우리 눈으로 볼 수 있는 거시적 세계의 바다의 파도처럼 양자 세계의 파도는 끊임없이 변화하고 있습니다. 양자 역학에서 과학자들은 입자의 “파동 함수”에 대해 이야기합니다. 이는 입자가 특정 운동량으로 특정 시간, 특정 위치에 존재할 확률을 설명하는 데 사용되는 수학적 표현입니다. 양자역학과 고전역학 양자 역학의 세계는 물리학자들이 고전 역학이라고 부르는 것에 의해 제어되는 거시적 세계를 우리가 일반적으로 보는 방식과 매우 다릅니다.
양자역학은 물리학자들이 우리 주변의 미시적 세계와 거시적 세계와의 차이점을 이해하는 데 있어 20세기 초세기세기 초에 이룩한 엄청난 발전에서 비롯되었습니다. . 양자역학과 과학적 진보 과학의 많은 것들이 그렇듯, 새로운 발견은 새로운 질문을 불러일으켰습니다.
이전에 과학자들은 빛이 전자기파로 존재하고 전자가 별개의 점 모양 입자로 존재한다고 생각했습니다. 그러나 이는 물리학의 다양한 현상을 설명하는데 문제를 일으켰다. 여기에는 흑체 복사(온도에 따라 물체에서 빛이 방출되는 현상)가 포함됩니다. 양자역학은 원자의 구조를 설명하는 데도 도움이 되었습니다. 이는 물질이 특정 파장의 빛에 부딪힐 때 물질이 전자를 방출하는 방식과 관련된 광전 효과를 이해하는 데 도움이 되었습니다. 양자역학은 어떻게 사물이 입자이자 파동이 될 수 있는지를 설명함으로써 이러한 문제를 해결했습니다.
.과학과 기술에 미치는 영향
이 새로운 지식은 과학과 기술에 지대한 영향을 미쳤습니다. 양자역학은 레이저, 발광 다이오드, 트랜지스터, 의료 영상, 전자 현미경 및 기타 수많은 현대 장치와 같은 것들의 개발을 이끌었습니다. 양자 역학의 과학이 없었다면 여러분의 휴대폰은 존재하지 않았을 것입니다! 요약 정보 양성자를 포함한 많은 아원자 입자는 종종 "스핀"이라고 불리는 각운동량을 가지고 있습니다. 의료 전문가들은 MRI 영상 장치에 이 특성을 사용합니다. 스마트폰에는 과학자들이 양자 역학을 통해 이해하고 있는 전자의 파동 특성을 기반으로 작동하는 수십억 개의 트랜지스터가 포함되어 있습니다. 양자 컴퓨터 및 양자 네트워크는 입자의 양자화된 특성을 사용하는 양자 역학의 새로운 응용 프로그램입니다. 정보를 저장하고 전송합니다.
.DOE Office of Science: 양자역학에 대한 기여
에너지부 과학실은 양자역학을 바탕으로 한 기술 및 과학 연구를 지원합니다. Office of Science에는 양자 컴퓨팅 및 양자 정보 과학과 관련된 많은 프로그램이 있습니다. 또한 Office of Science가 지원하는 현대 과학 연구는 양자 역학의 틀 내에서 이루어집니다. 가속기 Argonne National Laboratory의 ATLAS(Argonne Tandem Linac Accelerator System), Brookhaven National Laboratory의 RHIC(상대론적 중이온 충돌기), Thomas Jefferson National Accelerator Facility의 연속 가속기 시설 전자빔 가속기 시설은 모두 자연의 가장 작은 입자의 특성을 연구하기 위해 존재합니다. 이 작은 입자는 양자역학의 규칙에 따라 제어됩니다. 입자의 양자화된 특성을 연구하는 다른 시설로는 미국 입자 물리학의 핵심 연구실인 페르미 국립 가속기 연구소(Fermi National Accelerator Laboratory)가 있습니다. 미시간 주립대학교의 희귀 동위원소 빔 시설(FRIB)은 이국적인 원자핵의 특성을 연구하기 위해 존재합니다.
https://scitechdaily.com/science-made-simple-what-is-quantum-mechanics/
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