.How a Twist in Physics Could Change Technology Forever

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물리학의 전환이 기술을 영원히 바꿀 수 있는 방법

질량과 전하의 키랄 코일로 전자를 형성하는 개략적 표현

주제:레이저입자물리학양자 광학콘스탄츠 대학교 콘스탄츠 대학교 2024 년 7월 15일 질량과 전하의 키랄 코일로 전자를 형성하는 개략적 표현 전자를 질량과 전하의 카이랄 코일로 형성하는 데 사용된 실험 설정의 개략적 표현. 출처: 콘스탄츠 대학교의 Yiqi Fang 박사, 편집

-콘스탄츠 대학의 물리학자들은 레이저 빛을 사용하여 이전에는 볼 수 없었던 기하학적 형태의 키랄성을 전자에 각인하여 질량과 전하의 키랄 코일을 생성하는 방법을 발견했습니다.

-전자 키랄성을 조작하는 데 있어서 이 획기적인 성과는 양자 광학, 입자 물리학, 전자 현미경에 광범위한 영향을 미쳐 새로운 과학적 탐구와 기술 혁신의 길을 열었습니다. 카이랄성과 그 의미 이해 오른손의 손바닥을 왼손의 등에 올려놓고 모든 손가락이 같은 방향을 가리키도록 한 적이 있습니까? 만약 그렇다면 오른쪽 엄지 손가락이 왼쪽 엄지 손가락에 닿지 않는다는 것을 알고 있을 것입니다.

-회전이나 평행이동 또는 그 조합은 왼손을 오른손으로 바꿀 수 없고 그 반대도 마찬가지입니다. 이 특징을 카이랄성이라고 합니다. 콘스탄츠 대학의 과학자들은 이제 단일 전자의 파동 함수에 이러한 3차원 키랄성을 각인하는 데 성공했습니다.

-그들은 레이저 광을 사용하여 전자의 물질파를 질량과 전하의 좌수 또는 우수 코일로 형성했습니다. 고유 스핀 이외의 키랄 기하학을 가진 이러한 엔지니어링된 기본 입자는 기본 물리학에 영향을 미칠 뿐만 아니라 양자 광학, 입자 물리학 또는 전자 현미경과 같은 다양한 응용 분야에도 유용할 수 있습니다. 콘스탄츠 대학교의 빛과 물질 연구 그룹 책임자이자 이 연구의 책임 저자인 피터 바움은 "우리는 이전에는 고려되지 않았던 과학 연구의 새로운 가능성을 열어가고 있습니다."라고 말했습니다.

-단일 입자 및 복합재 의 키랄성 키랄 객체는 자연과 기술에서 중요한 역할을 합니다. 기본 입자의 영역에서 가장 중요한 키랄 현상 중 하나는 스핀으로, 종종 입자의 자체 회전과 비교되지만 실제로는 고전적 유사점이 없는 순수 양자 역학적 속성입니다.

예를 들어 전자는 스핀이 1/2이므로 종종 오른손잡이와 왼손잡이의 두 가지 잠재적 상태로 존재합니다. 양자 역학의 이러한 근본적인 측면은 거의 모든 자기 현상이나 원소 주기율표와 같은 많은 중요한 현실 세계 현상을 일으킵니다. 전자 스핀은 양자 컴퓨터나 초전도체와 같은 첨단 기술의 개발에도 중요합니다. 그러나 구성 요소 중 어느 것도 그 자체로 키랄하지 않은 복합 키랄 객체도 있습니다. 예를 들어, 우리의 손은 특별한 키랄성이 없는 원자로 구성되었지만, 앞서 배웠듯이 그럼에도 불구하고 키랄 객체입니다. 키랄성이 키랄 구성 요소가 필요 없이 나타나는 많은 분자의 경우도 마찬가지입니다.

분자가 왼손잡이 기하학에 있는지 오른손잡이 기하학에 있는지는 치유 약물과 유해 물질의 차이를 만들 수 있습니다. 두 버전 모두 서로 다른 3차원 기하학으로 인해 매우 다른 생물학적 효과를 가질 수 있습니다. 재료 과학 및 나노광자학에서 키랄성은 자성 재료 및 메타 물질 의 거동에 영향을 미쳐 위상 절연체 또는 키랄 이색성과 같은 현상을 초래합니다. 따라서 비키랄 성분으로 구성된 복합 재료의 키랄성을 제어하고 조작하는 능력은 응용 분야에 필요한 대로 재료의 특성을 조정할 수 있는 풍부한 손잡이를 제공합니다. 전자 조작 기술의 발전 단일 전자를 전하와 질량 측면에서 키랄 3차원 물체로 성형할 수 있을까?

다시 말해, 스핀 없이도 키랄성을 전자로 유도할 수 있을까? 지금까지 연구자들은 전자를 나선형 궤적을 따라 움직이거나 전자 소용돌이 빔을 생성했을 뿐인데, 여기서 드브로이파의 위상은 일정한 전하와 질량에서 빔 중심을 중심으로 회전합니다. 반면 콘스탄츠 물리학자들이 과학 논문에서 보고한 키랄 물질파 물체는 평평한 드브로이파를 가지고 있지만 전하와 질량의 기대값은 키랄 형태로 성형됩니다.

이 물체를 만들기 위해 그들은 초고속 투과 전자 현미경을 사용하여 레이저 기술과 결합했습니다. 연구자들은 먼저 펨토초 전자 펄스를 생성한 다음 나선형 전기장을 가진 정밀하게 변조된 레이저파와 상호 작용하여 키랄 패턴으로 형성했습니다. 일반적으로 전자와 레이저 광자는 이러한 실험에서 상호 작용하지 않습니다. 에너지와 운동량이 보존될 수 없기 때문입니다. 그러나 전자에는 투명하지만 레이저 광의 위상을 변경하는 질화규소 막이 실험에서 상호 작용을 용이하게 했습니다. 레이저파의 나선형 전기장은 방위각 위치에 따라 빔 중심 주위로 들어오는 전자를 가속하거나 감속시켰습니다. 빔의 후반부에서 가속되거나 감속된 전자는 결국 서로를 따라잡았고, 파동 함수는 질량과 전하의 키랄 코일로 변환되었습니다.

"그런 다음 우리는 아토초 전자 현미경을 사용하여 전자의 기대값, 즉 공간과 시간의 어딘가에 있을 확률에 대한 자세한 단층 촬영 측정을 얻었습니다."라고 Baum은 생성된 모양을 측정한 방식을 설명했습니다. 실험에는 오른손잡이 또는 왼손잡이 단일 또는 이중 코일이 나타났습니다. 이 순수한 기하학적 키랄성을 생성하는 데 스핀이나 각운동량 또는 나선형 궤적이 필요하지 않았습니다. 3차원 전자 코일과 다른 키랄 물질의 상호작용이 키랄성을 보존하는지 알아보기 위해 연구자들은 키랄 전자기장을 가진 금 나노입자를 전자 현미경에 넣고 키랄 전자 코일을 사용하여 산란 역학을 측정했습니다. 연구자들이 왼손잡이 전자를 오른손잡이 나노광자 물체에 발사했는지 또는 그 반대로 발사했는지에 따라 결과는 생성적이거나 파괴적인 회전 간섭 현상을 보였습니다.

어떤 의미에서 전체적인 키랄성은 결코 사라지지 않았습니다. 가능성의 완전히 새로운 세계 전자를 질량과 전하의 키랄 코일로 형성하는 능력은 과학적 탐구와 기술 혁신을 위한 새로운 길을 열어줍니다. 예를 들어, 설계된 키랄 전자 빔은 키랄 전자 광학 핀셋, 키랄 센서 기술, 양자 전자 현미경 또는 원자 또는 나노 구조 재료에서 회전 운동을 조사하고 생성하는 데 유용할 것입니다. 또한, 일반 입자 물리학과 양자 광학에도 기여할 것입니다. "지금까지 우리는 가장 단순한 기본 입자 중 하나인 전자만 변조했지만, 이 방법은 일반적이고 거의 모든 입자 또는 물질 파동에 적용할 수 있습니다. 다른 기본 입자는 그러한 키랄 모양을 가지고 있거나 가질 수 있으며, 우주론적 결과가 있을 수 있을까요?"라고 바움은 말합니다. 연구자들의 다음 단계는 키랄 전자를 아토초 전자 이미징과 2전자 현미경에 사용하여 미래 기술에 적용할 키랄 빛과 키랄 물질 파동 간의 복잡한 상호 작용을 더욱 밝히는 것입니다.

참고문헌: Yiqi Fang, Joel Kuttruff, David Nabben 및 Peter Baum의 "Structured electrons with chiral mass and charge", 2024년 7월 11일, Science . DOI: 10.1126/science.adp9143 Peter Baum 교수는 콘스탄츠 대학교 물리학과의 Light and Matter Research Group을 이끌고 있습니다. 그의 팀은 최근 혁신적인 아토초 현미경 기술을 개발한 공로로 Helmholtz Prize for Fundamental Research를 수상했습니다. 자금: 독일 연구 재단(DFG; SFB 1432) 및 Dr. KH Eberle 재단

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mssoms 메모 2407160320

전자의 전하.-와 정공(hole.+)?이 some(sample oms).vix.ain으로 나타나는 것을 나는 키랄 선대칭성 회전체 궤도로 보았다. qpeoms.charge 역시 반드시 1/2를 spin 처럼 고수하지 않는다. 012/3, 0123/4, 01234/5...

이는 omsful을 만들어내는 특별한 나의 메타적 노하우의 샘플이다. 원에 가까운 다각형의 vixxer가 수많은 각변 vixxer들이 끊어졌고 이들이 vix의 거대한 성을 쌓아올린 탑을 만들어 vix.ain이 키랄 구조로 나라를 조화롭게 만든다. 허허.

기본 입자의 영역에서 가장 중요한 qpeoms 키랄 현상 중 하나는 1/2 스핀으로, 종종 입자의 자체 회전과 비교되지만 실제로는 고전적 유사점이 없는 순수 양자 역학적 속성이다.

some.vix.ain이 집합적으로 여러 곳, msbase에서 선대칭 키랄 구조를 가지는 경우에 스핀칩 n층 처럼 보일 수도 있다.

소스1.
전자를 질량과 전하의 키랄 코일로 형성하는 능력은 과학적 탐구와 기술 혁신을 위한 새로운 길을 열어줍니다. 예를 들어, 설계된 키랄 전자 빔은 키랄 전자 광학 핀셋, 키랄 센서 기술, 양자 전자 현미경 또는 원자 또는 나노 구조 재료에서 회전 운동을 조사하고 생성하는 데 유용할 것입니다. 또한, 일반 입자 물리학과 양자 광학에도 기여할 것입니다.

"지금까지 우리는 가장 단순한 기본 입자 중 하나인 전자만 변조했지만, 이 방법은 일반적이고 거의 모든 입자 또는 물질 파동에 적용할 수 있습니다. 다른 기본 입자는 그러한 키랄 모양을 가지고 있거나 가질 수 있으며, 우주론적 결과가 있을 수 있을까요?"라고 바움은 말합니다. 연구자들의 다음 단계는 키랄 전자를 아토초 전자 이미징과 2전자 현미경에 사용하여 미래 기술에 적용할 키랄 빛과 키랄 물질 파동 간의 복잡한 상호 작용을 더욱 밝히는 것입니다.

1.
거대한 qpeoms에 빈틈이 없이 서로 다른 문자나 원소들이 큐빅퍼즐처럼 magicsum을 이룬다면 어떤 상황일까? ful은 반쪽 키랄분할 된다. 전자를 omsful로 가정하면 반쪽들은 전하와 전공이다. 키랄 선대칭 구조에서 전하가 왼쪽에서 전하의 abc이면 오른쪽의 빈공간은 전자질량의 def가 될 수 있다. 이는 교차적으로 전자가 전하와 전공의 질량의 키랄 코일 도파관 섬유을 만들어내는 원리가 된다.

이 코일 빔이 어떤 경우는 단단한 덩어리 구체 zsp,tsp입자처럼 어느쪽에서 보아도 abcdef의 속성의 동일한 지름을 가진 magisun 전자층 도넛츠 빔을 만든다?

지금까지 우리는 가장 단순한 기본 입자 중 하나인 전자만 변조했지만, 이 방법은 일반적이고 거의 모든 입자 또는 물질 파동에 적용할 수 있다. 다른 기본 입자들 역시도 그러한 키랄 모양을 가지고 있거나 가질 수 있으며, 우주론적 결과가 있을 수 있다. some.vix.ain이 바로 그 모습을 보여주며 우주가 키랄 선대칭 모드이 갇힌 구체의 한단면일 가능성도 있다. 허허. 나는 그 키랄구조를 가지고 계속하여 키랄 우주보다 더큰 세계의 msbase, msoss로 향했고 ..전자의 스핀을 버리고 키랄에 맛만본 이들은 미래기술의 전자빔의 빛과 물질의 파동을 연구한다. 허허.

No photo description available.

-Physicists at the University of Konstanz have discovered a way to use laser light to imprint electrons with chirality in previously unseen geometric shapes, creating chiral coils of mass and charge.

-This groundbreaking achievement in manipulating electron chirality had far-reaching implications for quantum optics, particle physics, and electron microscopy, opening the way for new scientific explorations and technological innovations. Understanding Chirality and Its Meaning Have you ever placed the palm of your right hand on the back of your left hand and made sure all your fingers were pointing in the same direction? If so, you probably know that your right thumb doesn't touch your left thumb.

-Rotations, translations or combinations cannot be performed from left hand to right hand and vice versa. This characteristic is called chirality. Scientists at the University of Konstanz have now succeeded in imprinting this three-dimensional chirality into the wave function of a single electron.

-They used laser light to form matter waves of electrons into left or right coils of mass and charge. These engineered elementary particles with chiral geometries other than their intrinsic spins not only have implications for fundamental physics, but could also be useful for a variety of applications, such as quantum optics, particle physics, or electron microscopy. “We are opening up new possibilities for scientific research that had not been considered before,” said Peter Baum, head of the Light and Matter Research Group at the University of Konstanz and senior author of the study.

-Chirality of single particles and composites Chiral objects play an important role in nature and technology. One of the most important chiral phenomena in the realm of elementary particles is spin, a purely quantum mechanical property that is often compared to the self-rotation of a particle, but in fact has no classical analogue.

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mssoms memo 2407160320

I saw the electron's charge (-) and hole (hole.+) as some(sample oms).vix.ain as a chiral axisymmetric rotating body orbit. qpeoms.charge also does not necessarily stick to 1/2 like spin. 012/3, 0123/4, 01234/5...

This is a sample of my special meta know-how to create omsful. The polygonal vixxer, which is close to a circle, is broken into numerous angular vixxers, and these create a tower that builds a huge castle of vix. vix.ain harmonizes the country with its chiral structure. haha.

One of the most important qpeoms chiral phenomena in the realm of elementary particles is 1/2 spin, a purely quantum mechanical property that is often compared to the self-rotation of a particle, but in fact has no classical analogue.

If some.vix.ain collectively has an axisymmetric chiral structure in several places and msbase, it may look like a spin chip n-layer.

Source 1.
The ability to form electrons into chiral coils of mass and charge opens new avenues for scientific exploration and technological innovation. For example, the designed chiral electron beam would be useful for chiral electro-optical tweezers, chiral sensor technology, quantum electron microscopy, or for probing and generating rotational motion in atomic or nanostructured materials. It will also contribute to general particle physics and quantum optics.

"So far we have only modulated one of the simplest fundamental particles, the electron, but the method is general and can be applied to almost any particle or matter wave. Other fundamental particles have or can have such a chiral shape, and the cosmological “Could there be consequences?” says Baum. The researchers' next step is to use chiral electrons in attosecond electron imaging and two-electron microscopy to further uncover the complex interactions between chiral light and chiral material waves for applications in future technologies.

One.
What would it be like if different letters or elements formed a magicsum like a cubic puzzle in a huge qpeoms without any gaps? ful is split into half chiral parts. Assuming the electron is omsful, the halves are charge and major. In a chiral axisymmetric structure, if the charge is abc of the charge on the left, the empty space on the right can be def of the electron mass. This is the principle by which electrons alternately create a chiral coil waveguide fiber of mass of charge and electrons.

In some cases, this coil beam creates a magisun electron layer donut beam with the same diameter of abcdef properties no matter which way you look at it, like a solid lump sphere zsp, tsp particle?

So far we have only modulated one of the simplest fundamental particles, the electron, but the method is general and can be applied to almost any particle or wave of matter. Other elementary particles also have or can have such chiral shapes, and there may be cosmological consequences. some.vix.ain shows just that, and it is possible that the universe is a cross-section of a sphere trapped in a chiral axisymmetric mode. haha. With that chiral structure, I continued to head to msbase and msoss, a world bigger than the chiral universe. Those who have abandoned the spin of electrons and have only tasted chiral study the light of the electron beam of future technology and the waves of matter. haha.

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 msoss
zxdxybzyz
zxdzxezxz
xxbyyxzz
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca