.New plasma instability sheds light on the nature of cosmic rays

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새로운 플라즈마 불안정성은 우주선의 본질을 밝혀줍니다

작성자: 라이프니츠 천체물리학 연구소 포츠담 배경 플라즈마에 대한 역스트리밍 및 플라즈마 불안정성을 자극하는 우주선의 시뮬레이션입니다. 입자 위치(수평 축)와 속도(수직 축)에 걸쳐 있는 위상 공간에서 스트리밍 우주선에 반응하는 배경 입자의 분포가 표시됩니다. 색상은 수밀도를 시각화하고 위상 공간 구멍은 순서대로 무작위 동작으로 소멸되는 불안정성의 매우 역동적인 특성을 나타냅니다. 크레딧: Shalaby/AIP

라이프니츠 천체물리학 포츠담 연구소(AIP)의 과학자들은 우주선의 기원과 그것이 은하계에 미치는 역동적인 영향에 대한 우리의 이해에 혁명을 가져올 새로운 플라즈마 불안정성을 발견했습니다. 지난 세기 초 Victor Hess는 우주 광선이라는 새로운 현상을 발견하여 나중에 노벨상을 받았습니다.

그는 고공 열기구 비행을 통해 지구 대기가 땅의 방사능으로 인해 이온화되지 않는다는 사실을 발견했습니다. 대신 그는 이온화의 기원이 외계에서 발생했음을 확인했다. 그 후, 우주 "선"이 존재한다는 것이 밝혀졌습니다. 빛의 속도에 가깝게 날아가는 외계 공간에서 온 입자로 구성됩니다. 방사선보다는 그러나 '우주선'이라는 이름은 이러한 발견보다 오래 지속되었습니다.

새로운 연구에서 AIP의 과학자이자 이 연구의 주요 저자인 Mohamad Shalaby 박사와 그의 협력자들은 많은 우주선 입자의 궤적을 추적하고 이것이 전자와 양성자로 구성된 주변 플라즈마와 어떻게 상호 작용하는지 연구합니다. 해당 논문은 사전 인쇄 서버 수치 시뮬레이션 연구원들은 시뮬레이션의 한쪽에서 다른 쪽으로 날아가는 우주선을 연구하던 중 전자기파를 자극하는 새로운 현상을 발견했습니다.

새로운 플라즈마 불안정성은 우주선의 본질을 밝혀줍니다

배경 플라즈마. 이 파도는 우주선에 힘을 가하여 권선 경로를 변경합니다. 양성자(점선)와 전자(실선)의 운동량 분포. 더 느리게 움직이는 충격에서 고에너지 전자 꼬리의 출현이 표시됩니다. 크레딧: Shalaby/AIP

-가장 중요한 것은 우주선이 개별 입자로 작용하는 것이 아니라 집단적인 전자기파를 지원하는 것으로 간주하면 이 새로운 현상을 가장 잘 이해할 수 있다는 것입니다. 이 파동이 배경의 기본파와 상호작용하면서 강력하게 증폭되고 에너지 전달이 발생합니다. "이 통찰력을 통해 우리는 원래 Victor Hess가 믿었던 것처럼 우주 광선이 이러한 맥락에서 개별 입자가 아니라 방사선처럼 행동하는 것으로 간주할 수 있게 되었습니다."

-AIP의 우주론 및 고에너지 천체물리학 부문 책임자인 Christoph Pfrommer 교수는 이렇게 말합니다. 이 행동에 대한 좋은 비유는 개별 물 분자가 집합적으로 해안에서 부서지는 파도를 형성한다는 것입니다. "이러한 발전은 이전에 간과되었던 더 작은 규모를 고려하고 플라즈마 프로세스를 연구할 때 효과적인 유체 역학 이론의 사용에 의문을 제기함으로써만 이루어졌습니다." Mohamad Shalaby 박사가 설명합니다.

-열 성간 플라즈마의 전자가 어떻게 초신성 잔해에서 높은 에너지로 가속될 수 있는지에 대한 첫 번째 설명을 포함하여 새로 발견된 플라즈마 불안정성은 많은 응용 분야에 있습니다. "이 새로 발견된 플라즈마 불안정성은 가속 과정에 대한 우리의 이해가 크게 도약했음을 의미하며 마침내 초신성 잔해가 빛나는 이유를 설명합니다. 라디오와 감마선," Mohamad Shalaby를 보고합니다. 더욱이, 이 획기적인 발견은 은하계에서 우주선이 전달되는 기본 과정에 대한 더 깊은 이해의 문을 열어 주며, 이는 우주 진화 과정에서 은하계를 형성하는 과정에 대한 우리의 이해에 있어 가장 큰 미스터리를 나타냅니다.

추가 정보: Mohamad Shalaby 외, 중간 규모 불안정성의 물리적 기반 해독, arXiv(2023). DOI: 10.48550/arxiv.2305.18050 저널 정보: arXiv 에 의해 제공 라이프니츠 천체물리학 연구소 포츠담

https://phys.org/news/2023-12-plasma-instability-nature-cosmic-rays.html

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메모 231213_1144,1940 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

나의 qoms이론의 qvixer의 개념을 잠깐 정리할 필요가 있다. 그 불안정한 에너지가 암흑에너지일 수 있지만,

1.우주 광선이 개별 입자가 아닌 방사선처럼 행동하는 것으로 간주할 수 있게 되었다. 이 행동에 대한 좋은 비유는 개별 물 분자가 집합적으로 해안에서 부서지는 파도를 형성한다는 것이다.

2.
그 우주광선은 빛과 다른 속성을 가졌으며 수평적 면으로 이동하여 한점에 시작되는 선형적 파동도 구현하는 상대성원리로 해석되어지는 2차원적 시공간이 1차원으로 진행하는 것으로 마치 msbase 수밀도 내부에서 브라운 운동하듯 선형 레이저의 거울 역할을 하는 이온성 플라즈마 반사적 특성을 보인다.

새로운 수평선 2qvier개념의 qms.qvixer 플라즈마의 불안정성은 우주선의 본질을 밝혀준다. 우주선의 입자는 다중우주의 암흑에너지로 부터 유입된 복합단위 아원자 그룹이다. 쿼크가 수천억톤 모아서 하나의 우주선 액시온 따위 준입자를 만들어내기도 한다. 허허.

May be an image of 2 people, outer space and text

-Most importantly, this new phenomenon can be best understood if we consider cosmic rays not as acting as individual particles, but as supporting collective electromagnetic waves. When these waves interact with the background fundamental wave, they are strongly amplified and energy transfer occurs. “This insight allows us to consider cosmic rays as behaving like radiation rather than individual particles in this context, as Victor Hess originally believed.”

-Professor Christoph Pfrommer, Head of the Cosmology and High-Energy Astrophysics Department at AIP: A good analogy for this behavior is that individual water molecules collectively form waves breaking on the shore. “These advances have come about only by considering smaller scales that had previously been overlooked and by questioning the use of effective fluid dynamics theory when studying plasma processes.” Dr. Mohamad Shalaby explains.

-The newly discovered plasma instability has many applications, including the first explanation of how electrons in a thermal interstellar plasma can be accelerated to high energies in a supernova remnant. “This newly discovered plasma instability represents a major leap forward in our understanding of acceleration processes and finally explains why supernova remnants glow: radio and gamma rays,” reports Mohamad Shalaby. Moreover, this groundbreaking discovery opens the door to a deeper understanding of the fundamental processes of cosmic ray transmission in galaxies, which represent the greatest mystery in our understanding of the processes that formed galaxies during the evolution of the universe.

-Simulation of a spacecraft that stimulates backstreaming and plasma instability on the background plasma. The distribution of background particles reacting to a streaming spacecraft in phase space spanning particle position (horizontal axis) and velocity (vertical axis) is shown. The colors visualize the number density and the phase space holes reveal the highly dynamic nature of the instability, which decays with ordered and random motion.

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Memo 231213_1144,1940 My thought experiment qpeoms storytelling

I need to briefly organize the concept of qvixer in my qoms theory. That unstable energy may be dark energy, but

1. Cosmic rays can now be considered to behave like radiation rather than individual particles. A good analogy for this behavior is that individual water molecules collectively form waves breaking on the shore.

2.
The cosmic ray has different properties from light, and the two-dimensional space-time, which is interpreted by the principle of relativity, which moves in the horizontal plane and implements a linear wave starting at one point, progresses in one dimension, as if it were brown inside the msbase number density. It exhibits ionic plasma reflection characteristics that act as a mirror for a linear laser as if it is moving.

New horizon 2qvier concept of qms.qvixer Plasma instability reveals the nature of spacecraft. The particles of the spacecraft are a group of complex subatomic units brought in from the dark energy of the multiverse. Quarks can collect hundreds of billions of tons to create quasiparticles such as a single spacecraft, axion. haha.

Sample oms (standard)
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0 0 0 a c 0 f00bde
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sample qoms (standard)
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Sample oss.base (standard)
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.Cornell Scientists Have Discovered a Hidden Quantum State

코넬 과학자들이 숨겨진 양자 상태를 발견했습니다

미래의 양자 컴퓨터

주제:코넬대학교인기 있는양자 컴퓨팅양자정보과학 작성 코넬 대학교 2023년 12월 10일 미래의 양자 컴퓨터

코넬 연구진은 양자 컴퓨팅에서 "양자 스핀 유리" 상태를 발견하여 오류 수정에 대한 통찰력을 제공하고 양자 알고리즘의 숨겨진 순서를 밝혀 잠재적으로 새로운 양자 상태 분류와 양자 컴퓨팅의 발전을 이끌어 냈습니다. 미시적 수준에서 창유리는 기이한 특성이 혼합된 특성을 나타냅니다. 그 원자는 액체처럼 무질서하지만 고체의 강성을 갖고 있습니다. 하나의 원자에 힘이 가해지면 다른 모든 원자에도 영향을 미칩니다.

이것은 양자 컴퓨터의 양자 역학 비트(큐비트)가 무질서(외견상 무작위 값을 취함)와 강성(양자 회전 유리)을 모두 나타내는 '양자 회전 유리'라는 양자 상태를 설명하기 위해 물리학자들이 사용하는 비유입니다. 하나의 큐비트가 뒤집히면 다른 모든 큐비트도 마찬가지입니다). 코넬 연구진 팀은 양자 알고리즘 및 이와 관련하여 양자 컴퓨팅의 오류 수정을 위한 새로운 전략에 대해 자세히 알아보기 위해 고안된 연구 프로젝트를 수행하는 동안 예기치 않게 이 양자 상태의 존재를 발견했습니다.

-“양자 입자의 위치를 측정하면 그 운동량이 바뀌고 그 반대도 마찬가지입니다. 마찬가지로, 큐비트의 경우 측정 시 서로 변화하는 양이 있습니다. 우리는 이러한 호환되지 않는 측정의 특정 무작위 시퀀스가 양자 스핀 유리의 형성으로 이어진다는 것을 발견했습니다.”라고 A&S(College of Arts and Sciences) 물리학 교수인 Erich Mueller가 말했습니다.

"우리 작업의 한 가지 의미는 일부 유형의 정보가 우리 모델의 기능을 공유하는 양자 알고리즘에서 자동으로 보호된다는 것입니다." 최근 연구 개발 이 연구는 최근 Physical Review B에 게재되었습니다. 주 저자는 물리학 박사과정 학생인 Vaibhav Sharma입니다. 물리학 조교수 Chao-Ming Jian(A&S)은 Mueller와 함께 공동 저자입니다. 세 사람 모두 코넬 원자 및 고체 물리학 연구소(LASSP)에서 연구를 수행합니다. 이 연구는 College of Arts and Sciences New Frontier Grant로부터 자금 지원을 받았습니다.

-Sharma는 "우리는 양자 알고리즘의 일반적인 특징, 즉 특정 알고리즘을 초월하는 특징을 이해하려고 노력하고 있습니다."라고 말했습니다. “이러한 보편적인 특징을 밝히기 위한 우리의 전략은 무작위 알고리즘을 연구하는 것이었습니다. 우리는 특정 종류의 알고리즘이 숨겨진 '스핀 글래스' 순서로 이어진다는 사실을 발견했습니다.

우리는 이제 다른 형태의 숨겨진 질서를 찾고 있으며 이것이 양자 상태의 새로운 분류법으로 이어질 것이라고 생각합니다.” 무작위 알고리즘은 알고리즘의 일부로 임의성 정도를 통합하는 알고리즘입니다. 예를 들어 다음에 수행할 작업을 결정하는 난수입니다. 양자 오류 수정의 발전 뮬러의 2021 뉴 프론티어 보조금 '자율 양자 하위 시스템 오류 수정' 제안은 새로운 전략을 개발하여 양자 컴퓨터 아키텍처를 단순화하는 것을 목표로 합니다. 환경 소음, 즉 우주선이나 자기장과 같이 양자 컴퓨터의 큐비트를 방해하여 정보를 손상시키는 요인으로 인해 발생하는 양자 프로세서 오류를 수정합니다.

전통적인 컴퓨터 시스템의 일부는 오류 수정 코드로 보호된다고 Mueller는 말했습니다. 정보가 복제되어 한 비트가 "뒤집히면" 이를 감지하고 오류를 수정할 수 있습니다. “양자 컴퓨팅이 현재와 미래에 실행 가능하려면 동일한 방식으로 큐비트를 보호하는 방법을 찾아야 합니다.” Mueller는 "오류 수정의 핵심은 중복성입니다."라고 말했습니다. “비트 복사본 3개를 보내면 비트를 서로 비교하여 오류가 있는지 알 수 있습니다.

-우리는 그러한 전략에 관해 이야기하기 위해 암호학에서 언어를 빌려왔고, 반복되는 비트 세트를 '코드워드'라고 부릅니다.” 스핀 글래스 순서에 대해 발견했을 때 Mueller와 그의 팀은 여러 코드워드를 사용하여 동일한 정보를 나타내는 일반화를 조사하고 있었습니다.

예를 들어, 하위 시스템 코드에서 비트 "1"은 4가지 다른 방법으로 저장될 수 있습니다: 111; 100; 101; 그리고 001. Mueller는 “양자 하위 시스템 코드에 대한 추가적인 자유는 오류를 감지하고 수정하는 프로세스를 단순화합니다.”라고 말했습니다. 연구원들은 이 연구를 시작할 때 단순히 더 나은 오류 보호 체계를 만들려고 노력한 것이 아니라는 점을 강조했습니다. 오히려 그들은 그러한 모든 알고리즘의 일반적인 속성을 배우기 위해 무작위 알고리즘을 연구하고 있었습니다. “흥미롭게도 우리는 중요하지 않은 구조를 발견했습니다.”라고 Mueller는 말했습니다.

"가장 극적인 것은 이 회전 유리 질서의 존재였습니다. 이는 아직 우리가 어떻게 될지는 모르지만 컴퓨팅에 어떤 방식으로든 사용할 수 있어야 하는 추가 숨겨진 정보가 떠다니는 것을 가리키는 것입니다."

참조: Vaibhav Sharma, Chao-Ming Jian 및 Erich J. Mueller가 작성한 '2차원 Bacon-Shor 회로의 무작위 측정에서 얻은 하위 시스템 대칭, 스핀 글래스 순서 및 임계성', 2023년 7월 31일, DOI: 10.1103/PhysRevB.108.024205.물리적 검토 B

https://scitechdaily.com/cornell-scientists-have-discovered-a-hidden-quantum-state/

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메모 2312131023 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링

msbase.oss는 여러 코드워드.배열상태를 사용하여 동일한 정보(ms.value)를 나타내는 일반화를 가능케한다. 허허.

놀라운 사실은 oser의 시작수1을 qpeoms.word를 사용하면 oss의 규모가 비약적으로 커져서 더 많은 수천만배 msbase을 구축할 수 있다는 점이다. 어허.

No photo description available.

-Sharma said, “We are trying to understand the general characteristics of quantum algorithms, that is, the characteristics that transcend specific algorithms.” “Our strategy to uncover these universal features was to study randomized algorithms. We discovered that certain kinds of algorithms lead to hidden ‘spin glass’ sequences.

--We borrow language from cryptography to talk about such strategies, and we call sets of repeating bits 'codewords.'” When they discovered spin glass sequences, Mueller and his team were investigating generalizations that use multiple codewords to represent the same information.

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Memo 2312131023 My thought experiment qpeoms storytelling

msbase.oss allows generalization to represent the same information (ms.value) using multiple codewords.arraystates. haha.

The surprising fact is that if you use qpeoms.word as the starting number of oser, the size of oss increases dramatically, allowing tens of millions of times more msbases to be built. Uh huh.

sample qoms (standard)
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Sample oss.base (standard)
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cadccbcdc
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bddbcbdca

.Superconducting Nanowires: A Quantum Breakthrough in Protein Ion Detection

초전도 나노와이어: 단백질 이온 검출의 양자적 혁신

초전도 나노와이어를 이용한 단일 단백질 계산

주제:나노와이어양자 물리학감지기초전도체비엔나 대학교 작성 비엔나 대학교 2023년 12월 12일 초전도 나노와이어를 이용한 단일 단백질 계산 초전도 나노와이어를 이용한 단일 단백질 계수. 배경과 나노와이어는 Photoshop에서 Generative Fill AI를 사용하여 변경됩니다. (인간 인슐린 PDB:3I40). 출처: 비엔나 양자나노물리대학교DECEMBER 12, 2023

감도가 높아 기존 이온 검출기보다 검출 효율이 1,000배 높습니다. 양자 물리학자 Markus Arndt(비엔나 대학교)가 이끄는 국제 연구팀이 단백질 이온 검출에 획기적인 성과를 거두었습니다. 초전도 나노와이어 검출기는 높은 에너지 감도로 인해 거의 100% 양자 효율을 달성하고 낮은 에너지에서 기존 이온 검출기의 검출 효율을 최대 1,000배까지 향상시킵니다.

기존 검출기와 달리 충격 에너지로 거대분자를 구별할 수도 있습니다. 이를 통해 단백질을 보다 민감하게 검출할 수 있으며 질량 분석법에 추가 정보를 제공합니다. 이 연구 결과는 최근 Science Advances 저널에 게재되었습니다. 질량분석법의 발전 거대분자의 검출, 식별 및 분석은 단백질 연구, 진단, 분석을 비롯한 생명과학의 여러 분야에서 흥미롭습니다. 질량 분석법은 일반적으로 질량 대 전하 비율에 따라 하전 입자(이온)를 분리하고 검출기에 의해 생성된 신호의 강도를 측정하는 방법인 검출 시스템으로 자주 사용됩니다.

이는 다양한 유형의 이온의 상대적 존재비와 그에 따른 시료 구성에 대한 정보를 제공합니다. 그러나 기존 검출기는 충격 에너지가 큰 입자에 대해서만 높은 검출 효율과 공간 분해능을 달성할 수 있었으며, 이제 초전도 나노와이어 검출기를 사용하는 국제 연구진이 이 한계를 극복했습니다. 초전도성의 혁신적인 활용 현재 연구에서 델프트(Single Quantum), 로잔(EPFL), 알미어(MSVision), 바젤(대학)의 파트너와 함께 비엔나 대학이 조정한 유럽 컨소시엄이 처음으로 초전도 나노와이어의 사용을 시연했습니다. 소위 사중극자 질량 분석법에서 단백질 빔에 대한 탁월한 검출기로 사용됩니다.

분석할 샘플의 이온은 4중극자 질량 분석기로 공급되어 필터링됩니다. "이제 기존 탐지기 대신 초전도 나노와이어를 사용하면 낮은 운동 에너지로 탐지기에 부딪히는 입자도 식별할 수 있습니다"라고 비엔나 대학 물리학부 양자 나노물리학 그룹의 프로젝트 리더인 Markus Arndt는 설명합니다. 이는 나노와이어 감지기의 특수한 재료 특성(초전도성)으로 인해 가능합니다.

SuperMaMa 연구소 비엔나 대학

SuperMaMa 연구소 비엔나 대학 비엔나 대학의 SuperMaMa 연구실 전경. 매달린 금도금 삽입물은 그 뒤에 초전도 나노와이어 탐지기가 설치되는 방사선 차폐입니다.[1] 출처: 비엔나 양자 나노물리 대학

https://www.eurekalert.org/news-releases/1010012

이 감지 방법의 핵심은 나노와이어가 매우 낮은 온도에서 초전도 상태에 들어가 전기 저항을 잃고 손실 없는 전류 흐름을 허용한다는 것입니다. 들어오는 이온에 의해 초전도 나노와이어가 여기되면 정상적인 전도 상태(양자 전이)로 되돌아갑니다. 이 전이 동안 나노와이어의 전기적 특성 변화는 감지 신호로 해석됩니다. 제1저자인 Marcel Strauß는 "우리가 사용하는 나노와이어 검출기를 사용하여 초전도 상태에서 일반 전도 상태로의 양자 전이를 활용하고 따라서 기존 이온 검출기보다 최대 3배 정도 성능이 뛰어날 수 있습니다"라고 말했습니다.

실제로 나노와이어 감지기는 매우 낮은 충격 에너지에서 놀라운 양자 수율을 가지며 기존 감지기의 가능성을 재정의합니다. “또한 이러한 양자 센서를 적용한 질량 분석기는 분자를 질량과 전하 상태에 따라 구별할 수 있을 뿐만 아니라 운동 에너지에 따라 분류할 수도 있습니다. 이를 통해 감지 성능이 향상되고 더 나은 공간 해상도를 얻을 수 있는 가능성이 제공됩니다.”라고 Marcel Strauß는 말합니다.

나노와이어 검출기는 특히 낮은 충격 에너지에서 고효율과 우수한 분해능이 요구되는 질량 분석법, 분자 분광학, 분자 편향법 또는 분자의 양자 간섭계에서 새로운 응용 분야를 찾을 수 있습니다. 협력적 노력과 자금 조달 Single Quantum은 초전도 나노와이어 검출기 연구를 주도하고, EPFL-Lausanne의 전문가는 초저온 전자 장치를 제공하며, MSVISION은 질량 분석 전문가, 바젤 대학의 전문가는 화학 합성 및 단백질 기능화를 담당합니다. 비엔나 대학교는 양자 광학, 분자빔 및 초전도성에 대한 전문 지식을 통해 모든 구성 요소를 통합합니다.

이 작업은 질량 분석 및 분자 분석을 위한 초전도 검출기에 대한 연구에 전념하는 SuperMaMa 프로젝트(860713)의 일환으로 유럽 위원회의 자금 지원을 받았습니다. Gordon & Betty Moore Foundation(10771)은 변형된 단백질 분석에 기여했습니다. 메모 SuperMaMa 실험실 그림에 대한 추가 정보: 비엔나 대학의 SuperMaMa 실험실 전경. 전경: 개조된 탠덤 질량 분석기. 앞의 광학 테이블: 3.7 켈빈 극저온 냉각기를 갖춘 초고진공 챔버. 매달린 금도금 인서트는 초전도 나노와이어 탐지기가 설치되는 방사선 차폐물입니다.

닫히면 단백질은 금도금 차폐의 수 밀리미터 구멍을 통해 링 전극을 통해 검출기에 집중됩니다. 배경: 가시광선과 자외선으로 표지된 단백질의 광절단을 위한 펄스 고출력 레이저.

참고 자료: Marcel Strauß, Armin Shayeghi, Martin F. X. Mauser, Philipp Geyer, Tim Kostersitz, Julia Salapa, Olexandr Dobrovolskiy, Steven Daly, Jan Commandeur, Yong Hua의 "고감도 단일 분자 감지 거대분자 이온 빔" , Valentin Köhler, Marcel Mayor, Jad Benserhir, Claudio Bruschini, Edoardo Charbon, Mario Castaneda, Monique Gevers, Ronan Gourgues, Nima Kalhor, Andreas Fognini 및 Markus Arndt, 2023년 12월 1일, Science Advances< /span>DOI: 10.1126/sciadv.adj2801.

https://scitechdaily.com/superconducting-nanowires-a-quantum-breakthrough-in-protein-ion-detection/