.Unlocking the Secrets of Space Chemistry With Cold Coulomb Crystals
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.Unlocking the Secrets of Space Chemistry With Cold Coulomb Crystals
차가운 쿨롱 결정으로 우주 화학의 비밀을 밝히다
주제:천체물리학크리스탈배우 작성자: KENNA HUGHES-CASTLEBERRY, JILA , 2024년 4월 21일 분자로 둘러싸인 쿨롱 결정 쿨롱 결정은 Lewandowski 실험실에서 천문화학 반응을 연구하는 데 사용되는 분자로 둘러싸여 있습니다. 출처: Steven Burrows/Olivia Krohn 및 Lewandowski 그룹 APRIL 21, 2024
-콜로라도 대학교 볼더(University of Colorado Boulder)의 연구원들은 이온과 분자 사이의 상호 작용을 관찰하기 위해 레이저 냉각 및 질량 분석법과 같은 기술을 사용하여 성간 매체의 화학 반응을 재현하는 실험을 개발했습니다. 그렇게 보이지 않을 수도 있지만, 별들 사이의 성간 공간은 결코 비어 있지 않습니다. 원자, 이온, 분자 등이 ISM(성간 매체)으로 알려진 이 천상의 환경에 존재합니다.
-ISM은 차갑고 낮은 압력의 환경에서 최소 200개의 독특한 분자가 형성되기 때문에 수십 년 동안 과학자들을 매료시켰습니다. 화학, 물리학, 천문학 분야를 하나로 묶는 주제로, 각 분야의 과학자들이 그곳에서 어떤 유형의 화학 반응이 일어나는지 알아내기 위해 연구합니다. 이제 Journal of Physical Chemistry A 의 최근 출판된 표지 기사에서 JILA 연구원이자 콜로라도 대학교 볼더 물리학 교수인 Heather Lewandowski와 전 JILA 대학원생 Olivia Krohn은 차가운 유사 결정인 쿨롱 결정을 사용하여 ISM 조건을 모방하는 연구를 강조합니다.
-결정 구조를 통해 이온과 중성 분자가 서로 상호 작용하는 모습을 관찰할 수 있습니다. 연구진은 실험을 통해 양자 상태를 제어하기 위해 정밀한 레이저 냉각 및 질량 분석기를 사용하여 이온 중성 반응의 화학 역학을 해결함으로써 ISM 화학 반응을 성공적으로 에뮬레이션할 수 있었습니다. 그들의 연구를 통해 과학자들은 우주의 화학적 발달에 관한 가장 심오한 질문에 대한 답에 더 가까워졌습니다.
에너지를 통한 필터링 논문의 첫 번째 저자인 Krohn은 “이 분야에서는 어떤 화학 반응이 성간 물질의 구성을 알려주는 데 가장 중요한지에 대해 오랫동안 생각해 왔습니다. “정말 중요한 그룹은 이온 중성 분자 반응입니다. 이것이 바로 Lewandowski 그룹의 이 실험 장치가 이온 중성 화학 반응뿐만 아니라 상대적으로 추운 온도에서도 연구하는 데 적합한 것입니다.” 실험을 시작하기 위해 Krohn과 Lewandowski 그룹의 다른 구성원은 다양한 이온이 담긴 초고진공 챔버에 이온 트랩을 로드했습니다.
중성 분자가 별도로 도입되었습니다. 연구자들은 ISM 유형의 화학 실험에 사용되는 반응물을 알고 있었지만 어떤 생성물이 생성될지 항상 확신하지는 못했습니다. 테스트에 따라 연구원들은 ISM과 유사한 다양한 유형의 이온과 중성 분자를 사용했습니다. 여기에는 테트라클로로에틸렌에서 조각난 CCl+ 이온이 포함되었습니다. “CCl+는 우주의 다른 지역에 있을 것으로 예측되었습니다.
그러나 만들기가 너무 어렵기 때문에 누구도 지구에서의 실험을 통해 반응성을 효과적으로 테스트할 수 없었습니다.”라고 Krohn은 덧붙입니다. “UV 레이저를 사용해 테트라클로로에틸렌을 분해해야 합니다. 이는 CCl+뿐만 아니라 모든 종류의 이온 조각을 생성하여 상황을 복잡하게 만들 수 있습니다.” 칼슘 이온을 사용하든 CCl+ 이온을 사용하든 실험 설정을 통해 연구원들은 공명 여기를 사용하여 원치 않는 이온을 필터링하고 원하는 화학 반응물은 남겨둘 수 있었습니다.
Krohn은 “특정 이온의 질량 대 전하 비율과 공명하는 주파수에서 트랩을 흔들면 이온이 트랩에서 방출됩니다.”라고 말했습니다. 레이저를 통해 냉각하여 쿨롱 결정 생성 필터링 후 연구원들은 도플러 냉각이라는 프로세스를 사용하여 이온을 냉각했습니다. 이 기술은 레이저 광을 사용하여 원자나 이온의 움직임을 줄이고, 도플러 효과를 활용하여 냉각 레이저를 향해 이동하는 입자를 우선적으로 느리게 함으로써 원자나 이온을 효과적으로 냉각시킵니다.
도플러 냉각으로 인해 입자의 온도가 밀리켈빈 수준으로 낮아짐에 따라 이온은 의사 결정 구조인 쿨롱 결정으로 배열되어 진공 챔버 내의 전기장에 의해 제자리에 고정됩니다. 생성된 쿨롱 결정은 더 무거운 분자가 칼슘 이온 외부 껍질에 앉아 있고 질량 대 전하 비율의 차이로 인해 더 가벼운 입자에 의해 트랩 중심 밖으로 밀려난 타원형 모양이었습니다. 이온을 포함하는 깊은 트랩 덕분에 쿨롱 결정은 몇 시간 동안 갇혀 있을 수 있으며 크론과 팀은 이 트랩에서 결정을 이미지화할 수 있습니다. 이미지를 분석하면서 연구원들은 이온이 질량 대 전하 비율에 따라 스스로 조직되는 것을 확인하면서 실시간으로 반응을 식별하고 모니터링할 수 있었습니다.
연구팀은 또한 냉각 레이저를 미세 조정하여 칼슘 이온과 산화질소 반응의 양자 상태 의존성을 결정했는데, 이는 갇힌 칼슘 이온의 특정 상대적인 양자 상태 집단을 생성하는 데 도움이 되었습니다. “재미있는 점은 이러한 보다 구체적인 원자물리학 기술 중 하나를 활용하여 양자 분해 반응을 관찰한다는 것입니다. 제 생각에는 화학, 천문학, 물리학이라는 세 분야의 물리학 본질에 조금 더 가깝습니다. 하지만 세 사람 모두 여전히 관련되어 있습니다.”라고 Krohn은 덧붙입니다. 타이밍이 전부다 트랩 여과 및 도플러 냉각 외에도 연구원들의 세 번째 실험 기술인 TOF-MS(Time-of-Flight Mass Spectrometry) 설정은 ISM 반응을 에뮬레이트하는 데 도움이 되었습니다.
실험의 이 부분에서는 고전압 펄스가 비행관 아래로 이온을 가속시켰고, 그곳에서 이온은 마이크로채널 플레이트 검출기와 충돌했습니다. 연구원들은 이온이 플레이트에 부딪히는 데 걸리는 시간과 이미징 기술을 기반으로 트랩에 어떤 입자가 존재하는지 확인할 수 있었습니다. “이 때문에 우리는 반응물과 생성 이온의 인접 질량을 분리할 수 있는 몇 가지 다른 연구를 수행할 수 있었습니다.”라고 Krohn은 덧붙였습니다.
ISM 화학 실험 장치의 세 번째 부분은 이제 연구원들이 ISM 유형 반응과 해당 질량에서 생성된 생성물을 확인할 수 있는 여러 가지 방법을 가지게 되면서 분해능을 더욱 향상시켰습니다. 잠재적인 생성물의 질량을 계산하는 것은 팀이 다른 질량을 가진 동위원소로 초기 반응물을 전환하고 무슨 일이 일어났는지 확인할 수 있었기 때문에 특히 중요했습니다. Krohn은 이렇게 설명합니다. “이를 통해 우리는 수소를 중수소 원자로 대체하거나 다른 원자를 더 무거운 동위원소로 대체하는 것과 같은 멋진 트릭을 수행할 수 있습니다.
그렇게 하면 비행시간 질량 분석법을 통해 제품이 어떻게 변경되었는지 확인할 수 있으며, 이를 통해 해당 제품이 무엇인지 할당하는 방법에 대한 지식을 더욱 확신할 수 있습니다." 천문학자들은 관찰된 중수소 대 수소 비율에서 예상되는 것보다 더 많은 중수소 함유 분자를 ISM에서 관찰했기 때문에 이와 같은 실험에서 동위원소를 교환하면 연구자들은 이것이 왜 그럴 수 있는지 알아내는 데 한 걸음 더 가까워질 수 있습니다. Krohn은 “이 경우에는 우리가 보고 있는 것을 잘 감지할 수 있다고 생각합니다.”라고 말했습니다. "그리고 그러면 더 많은 문이 열립니다."
참조: OA Krohn 및 HJ Lewandowski의 "쿨롱 결정의 극한 환경에서의 차가운 이온-분자 반응", 2024년 2월 15일, The Journal of Physical Chemistry A . DOI: 10.1021/acs.jpca.3c07546 이 연구는 국립과학재단(National Science Foundation)과 공군 과학연구실(Air Force Office of Scientific Research)의 지원을 받았습니다.
https://scitechdaily.com/unlocking-the-secrets-of-space-chemistry-with-cold-coulomb-crystals/
메모 2404211749 나의 사고실험 qpeoms 스토리텔링
제임스 웹이나 지상의 거대한 천문관측 장비가 찾아낸 우주의 데이타들은 결국 작은 입자처럼 보이는 것에 대한 광학적 양자분석에 의존하여 유사한 상황을 추정 이론이나 에뮬레이션으로 재현해 보는 것이다.
그래서 연구원들은 이온과 분자 사이의 상호 작용을 관찰하기 위해 레이저 냉각 및 질량 분석법과 같은 기술을 사용하여 성간 매체의 화학 반응을 재현하는 실험을 개발한다. 그렇게 보이지 않을 수도 있지만, 별들 사이의 성간 공간은 결코 비어 있지 않다. 원자, 이온, 분자 등이 ISM(성간 매체)으로 알려진 이 천상의 환경에 존재하기 때문이다.
그래서 , 차가운 유사 결정인 쿨롱 결정을 사용하여 ISM 조건을 모방하는 연구를 하여 결정 구조를 통해 이온과 중성 분자가 서로 상호 작용하는 모습을 관찰할 수 있었다. 연구진은 실험을 통해 양자 상태를 제어하기 위해 정밀한 레이저 냉각 및 질량 분석기를 사용하여 이온 중성 반응의 화학 역학을 해결함으로써 ISM 화학 반응을 성공적으로 에뮬레이션할 수 있었다. 그들의 연구를 통해 과학자들은 우주의 화학적 발달에 관한 가장 심오한 질문에 대한 답에 더 가까워졌다.
여기서 말하는, 차가운 유사 결정인 쿨롱 결정은 실험실의 ISM(성간 매체)을 의미하는데, 이들은 qpeoms의 tsp(timespace particle)로 가정해보면 우주에서 낮은 온도가 분포된 지역(msoss<10k.value 미만, *void.tsp.ems)에 대해 tsp 결정체들을 연구하므로 천문관측 데이타의 신뢰성을 높일 수 있다. 참고로, *void.tsp.ems은 물질이 거의 없는 광활한 빈 격자만 있는 곳이다.
물론 10^googol k 이상의 vix.a(in) 열점 지역도 추정할 hotpl_crystal.tsp가 덩어리로 모여있다. msoss 내부에 밀도 매우 높은 열점으로 그온도는 극고온의 덩어리 tsp.crystal.vix.ina이다. 물론 이해도 어렵고 상상이 안되겠지만 난 뇌리속에 그 sf스크린 장면처럼 보인다, 보여. 허허.
빅뱅의 양자 씨앗으로 추정해보면 된다.
그 빅뱅의 열점(가장 큰 끝수)들이 한두개 아닌 무한대인 이유는 oss.roadpol의 확장성 진행형 때문이다. 어허. 물론 가장 차가운 수는 시공간 ems의 qpoms=1 들이다. 그들도 oss.roadpol 정착지에서는 단지 공허할 만큼 드물게 분포되어 차가운 곳이고 무한대의 극 적색편이 점군은 10의 거듭제곱 1,000조 개가 모여 1개의 희미한 적색처럼 보일 정도이다. msoss의 시작수들이 바로 그것이다. 허허.
끝수가 1개의 열점으로 10의 거듭제곱 1,000조 개가 초신성의 빛으로 발산하는거다. 으음. 물론 우리 우주에서 이에 유사한 극축소판이 존재할 수 있다. 빅뱅사건이다. '빅뱅사건이 어떻게 일어났냐??'고들 하지?
바로 나의 답이 1개의 열점 vix.ina에 있음이다. 그것을 추정할 수 있는 것이 바로 Sample oms.vix.a (standard2)이다. 범우주는 매우 영리하게 질서롭다. 좌우대칭 키랄구조를 지녔다.
-Researchers at the University of Colorado Boulder have developed an experiment that replicates chemical reactions in the interstellar medium, using techniques such as laser cooling and mass spectrometry to observe interactions between ions and molecules. It may not seem like it, but the interstellar space between stars is never empty. Atoms, ions, molecules, etc. exist in this celestial environment known as the ISM (interstellar medium).
-ISM has fascinated scientists for decades because at least 200 unique molecules form in a cold, low-pressure environment. It is a topic that unites the fields of chemistry, physics, and astronomy, and is studied by scientists in each field to find out what types of chemical reactions occur there. Now, in a recently published cover article in the Journal of Physical Chemistry A , JILA researcher Heather Lewandowski, a professor of physics at the University of Colorado at Boulder, and former JILA graduate student Olivia Krohn highlight their work mimicking ISM conditions using a cold quasi-crystal, the Coulomb crystal.
-The crystal structure allows us to observe how ions and neutral molecules interact with each other. Through their experiments, the researchers were able to successfully emulate the ISM chemical reaction by solving the chemical dynamics of the ionic neutral reaction using precise laser cooling and mass spectrometry to control the quantum state. Their research brings scientists closer to answering some of the most profound questions about the chemical development of the universe.
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Memo 2404211749 My thought experiment qpeoms storytelling
The data on the universe discovered by James Webb or large astronomical observation equipment on the ground ultimately relies on optical quantum analysis of what appears to be small particles to reproduce similar situations through estimation theory or emulation.
So researchers develop experiments that reproduce chemical reactions in the interstellar medium, using techniques such as laser cooling and mass spectrometry to observe the interactions between ions and molecules. It may not seem like it, but the interstellar space between stars is never empty. This is because atoms, ions, molecules, etc. exist in this celestial environment known as the ISM (interstellar medium).
Therefore, we conducted research to mimic ISM conditions using a Coulomb crystal, a cold pseudo-crystal, and were able to observe how ions and neutral molecules interact with each other through the crystal structure. Through their experiments, the researchers were able to successfully emulate the ISM chemical reaction by solving the chemical dynamics of the ionic neutral reaction using precise laser cooling and mass spectrometry to control the quantum state. Their research brings scientists closer to answering some of the most profound questions about the chemical development of the universe.
Here, the Coulomb crystals, which are cold pseudo-crystals, refer to the ISM (interstellar medium) in the laboratory. Assuming that they are tsp (timespace particles) of qpeoms, they are low-temperature distributed regions in space (msoss < less than 10k.value, *void By studying tsp crystals (.tsp.ems), the reliability of astronomical observation data can be improved. For reference, *void.tsp.ems is a vast empty grid with almost no material.
Of course, hotpl_crystal.tsp to estimate the vix.a(in) hot spot area over 10^googol k is gathered in a lump. It is a very dense hot spot inside msoss, and its temperature is an extremely high temperature lump tsp.crystal.vix.ina. Of course, it's hard to understand and hard to imagine, but in my mind, it looks like that SF screen scene, I can see it. haha.
It can be assumed to be the quantum seed of the Big Bang.
The reason why the ten points (largest final number) of the Big Bang are infinite rather than just one or two is because of the progressive scalability of oss.roadpol. Uh huh. Of course, the coolest numbers are qpoms=1 in space-time ems. They are also sparsely distributed and cold in the oss.roadpol settlement, and the infinite polar redshift point group is made up of 1,000 trillion points raised to the power of 10, making it appear as one faint red color. These are the starting numbers of msoss. haha.
A hot spot with a final number of 10, or 1,000 trillion to the power of 10, is emitted as the light of a supernova. Umm. Of course, a similar polar miniature could exist in our universe. It's the Big Bang incident. People say, ‘How did the Big Bang incident happen??’, right?
My answer is in 1 point vix.ina. The one that can estimate it is Sample oms.vix.a (standard2). The entire universe is very cleverly ordered. It has a bilaterally symmetrical chiral structure.
*Sampling 4-left theory
Sample oms.vix.a (standard2)
2401030806
vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
b0acfd0000e0
000ac0f00bde
0c0fab000e0d
e00d0c0b0fa0
f000e0b0dac0
d0f000cae0b0
0b000f0ead0c
0deb00ac000f
ced0ba00f000
a0b00e0dc0f0
0ace00df000b
0f00d0e0bc0a
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
A path of qpeoms.msbase.oss
Sample oss.base (standard)
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
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