.X-rays advance understanding of Earth's core-mantle boundary and super-Earth magma oceans
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.X-rays advance understanding of Earth's core-mantle boundary and super-Earth magma oceans
X선은 지구 핵-맨틀 경계와 초지구 마그마 바다에 대한 이해를 증진합니다
Ali Sundermier, SLAC National Accelerator Laboratory 제공 MEC 종단 스테이션에서 사용 가능한 실험 설정의 개략적 그림. 4개의 epiX 10k 검출기는 17 keV의 X선 빔 에너지에 대해 15~106 nm -1 사이의 Q 범위를 커버합니다 . 각 검출기에 기록된 확산 산란은 전체 신호를 재구성하기 위해 스티칭될 수 있습니다. 출처: Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51796-7
미국 에너지부 산하 SLAC 국가 가속기 연구소의 연구원들은 지구 핵-맨틀 경계와 외계 행성에서 발견되는 유사한 영역에 대한 새로운 세부 정보를 공개했습니다. 프랑스 그르노블 대학과 소르본 대학의 과학자인 기욤 모라르가 이끄는 팀은 SLAC의 선형 가속기 코히런트 광원(LCLS) X선 레이저를 사용하여 극한 조건에서 용융 암석의 거동을 조사했습니다. 결과는 Nature Communications 에 게재 되었습니다 .
"이 연구는 지구의 깊은 내부에 대한 우리의 이해에 있어서 중요한 진전을 보여줍니다." 공동 연구자이자 SLAC의 수석 과학자인 아리아나 글리슨이 말했습니다. "이 발견은 우리 행성과 그 너머의 숨겨진 비밀을 밝혀낼 수 있는 고급 엑스선 기술의 잠재력을 강조합니다." 지구 표면 아래 약 1,800마일 깊이에 고체 규산염 기반 맨틀과 용융된 철이 풍부한 핵 사이에 끼어 있는 마그마의 소용돌이 영역이 있습니다. 핵-맨틀 경계입니다.
이것은 약 43억~45억 년 전, 지구 전체가 용융되었던 옛날의 잔재입니다. 이 지역의 극심한 압력과 온도로 인해 연구하기 어렵지만, 지구의 기원에 대한 단서와 행성의 내부 과정에 대한 통찰력을 담고 있습니다. 이러한 과제를 극복하기 위해 연구자들은 고급 X선 기술을 사용하여 지구 크기의 2~3배인 외계 행성의 중간에서 하부 맨틀에서 예상되는 조건을 재현했습니다. 이전에 가능했던 것보다 더 높은 에너지 수준의 경질 X선을 사용하여 연구자들은 용융된 암석의 원자가 어떻게 배열되었는지 볼 수 있었습니다. 또한 팀은 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 실험 데이터 와 비교하여 용융된 규산염의 특성에 대한 포괄적인 관점을 제공했습니다.
놀라운 결과 중 하나는 용암에서 철의 역할에 대한 것이었습니다. 예상과 달리 철 함량을 변화시켜도 암석의 밀도는 크게 변하지 않았습니다. 이 발견은 지구 형성에 대한 우리의 이해와 특히 관련이 있는데, 지구 표면은 한때 용암이었고 결정질과 용암 물질의 밀도 차이는 행성의 발달에 상당한 영향을 미쳤습니다. 이 연구는 또한 압축에 대한 이 원자적 반응이 지구보다 거의 3배 더 큰 질량을 가진 외계 행성인 슈퍼 지구의 마그마 해양에서 발견될 것으로 예상되는 압력에서 용융물의 속성을 변경할 수 있다고 제안합니다.
이는 잠재적으로 우리 태양계의 지구와 금성과 같은 더 작은 암석 행성과는 다르게 초기 발달에 영향을 미칠 수 있습니다. 이 연구는 고압 및 고온 조건을 연구하기 위한 고급 실험 도구의 중요성을 강조합니다. 연구팀은 그들의 연구 결과가 이러한 도구의 추가 개발로 이어져 지구 및 행성 과학에서 새로운 연구 경로를 열어주기를 바랍니다. "이제 우리는 이런 품질의 데이터를 얻고 이런 조건에 도달할 수 있다는 것을 알았으므로, 우리는 외계 행성 체제로 더욱 나아가고 싶습니다." 글리슨은 말했다.
"지구 맨틀 조건의 3배에 해당하는 압력을 생성할 수 있는 능력은 흥미진진합니다. 그것은 극한 조건에서 규산염 특성에 대한 우리의 이해를 확장하는데, 이는 지구와 외계 행성 연구 모두에 중요합니다."
추가 정보: Guillaume Morard et al, Structural evolution of liquid silicates under conditions in Super-Earth interiors, Nature Communications (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-51796-7 저널 정보: Nature Communications SLAC 국립 가속기 연구소 에서 제공
https://phys.org/news/2024-10-rays-advance-earth-core-mantle.html
메모 2410042141
연구원들은 SLAC의 선형 가속기 코히런트 광원(LCLS) X선 레이저를 사용하여 극한 조건에서 용융 암석의 거동을 조사했다. 지구 핵-맨틀 경계와 외계 행성에서 발견되는 유사한 영역에 대한 새로운 세부 정보를 공개했다.
행성 내부의 맨틀에 경계는 msbase의 크기로 인하여 제한적이고 철은 함량이 늘어도 용암에 녹는 빈도에 의해 암석의 밀도는 sidems의 경계처럼 크게 변하지 않는다. 이는 행성의 궤도 정착과 행성의 형성에 주요한 요인이 될 수 있다.
메모 2410041129
우주에는 수많은 암석 행성이 있고 초기에는 플라즈마 덩어리의 높은 온도가 식어져 생성된 규산염 조암광물이였을 것이다. 생명체가 거주가능한 행성은 거의 msbase 암석형 행성으로 봐야 한다. 어허.
smolas 별에서 태어난 불덩어리 행성은 서서히 단단한 암석층이 냉각으로 껍질을 만들고 압력이 가지며 더욱 암석의 맨틀의 밀도를 높여 갔다. 물론 마그마가 msbase의 확장에 따라 저온으로 다 식으면 맨틀이 없는 무거운 금속성 원소들도 qpeoms 붕괴 과정을 가지고 물질의 먼지로 변할 것이다.
놀라운 결과 중 하나는 용암에서 금속원자 철의 역할에 대한 것이다. 예상과 달리 철 함량을 변화시켜도 암석의 밀도는 크게 변하지 않았다. msbase.cell의 균일한 국소점에는 무거운 질량의 원소나 가벼운 원소가 같은 량의 비율적으로 존재한다. 허허.
이 발견은 지구 형성에 대한 우리의 이해와 특히 관련이 있는데, 지구 표면은 한때 용암이었고 결정질과 용암 물질의 밀도 차이는 행성의 발달에 상당한 영향을 미쳤다.
Note 2410042141
Researchers used SLAC's Coherent Light Source (LCLS) X-ray laser to study the behavior of molten rock under extreme conditions. They revealed new details about the core-mantle boundary of Earth and similar regions found on exoplanets.
The boundary in the mantle inside a planet is limited by the size of the msbase, and the density of the rock does not change as much as the sidems boundary due to the frequency of melting into lava, even if the iron content increases. This could be a major factor in the settlement of planetary orbits and the formation of planets.
Note 2410041129
There are many rocky planets in the universe, and they were probably initially formed as silicate rock-forming minerals, as the high temperatures of plasma clouds cooled. Most habitable planets should be considered msbase rock-forming planets. Ugh.
The fireball planets born from smolas stars gradually formed a shell of solid rock by cooling, and the pressure increased, further increasing the density of the rocky mantle. Of course, when the magma cools to a low temperature as the msbase expands, the heavy metallic elements without a mantle will also change into dust through the qpeoms decay process.
One surprising result is the role of the metallic atom iron in lava. Contrary to expectations, the density of the rock did not change significantly even when the iron content was changed. In uniform localities of msbase.cell, heavy and light elements exist in equal proportions. Hehe.
This discovery is particularly relevant to our understanding of the formation of the Earth, as the surface of the Earth was once lava, and the difference in the density of the crystalline and lava materials had a significant effect on the planet's development.
sample 1.vix.a'6//vixx.a(b1,g3,k3,o5,n6)
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.Smashing heavy ions together could produce the world's strongest electric fields
무거운 이온을 서로 충돌시키면 세계에서 가장 강력한 전기장이 생성될 수 있다
리켄(RIKEN) 에 의해 중성자별의 중심부 조건을 재현하기 위한 실험이 진행 중이며, NASA의 찬드라 X선 천문대와 칠레에 있는 유럽 남부 천문대의 초대형 망원경이 발견한 것과 같은 것입니다. 출처: X선(NASA/CXC/ESO/F.Vogt 등); 광학(ESO/VLT/MUSE & NASA/STScI) September 27, 2024
RIKEN 물리학자와 두 동료의 이론적 분석에 따르면, 초기 우주에서 발견된 물질의 신비한 위상을 재현하기 위해 준비 중인 전 세계의 실험실 실험은 세계에서 가장 강력한 전자기장을 생성할 수도 있습니다. 이 예상치 못한 보너스는 물리학자들이 완전히 새로운 현상을 조사할 수 있게 해줄 수 있습니다.
-입자물리학의 표준모형에 따르면, 극도로 뜨거운 물질이 초고밀도 물체로 압축되면 쿼크와 글루온이라고 알려진 아원자 입자 로 구성된 플라스마가 형성됩니다 . 하지만 이것이 사실인지 확인하려면 실험이 필요합니다. "이러한 기대가 존재하지만, 특히 초고밀도에서는 엄청난 이론적 불확실성이 있습니다." RIKEN 학제간 이론 및 수학 과학 프로그램의 히데토시 타야가 지적합니다.
"따라서 이 극단적인 형태의 물질을 연구하려면 실험이 절실히 필요합니다." 이러한 실험에서 물리학자들은 무거운 이온(전하를 띤 원자)을 충돌시킨 후 생성된 플라스마를 조사합니다. 지난 수십 년 동안 이러한 테스트는 대부분 높은 에너지를 사용하여 높은 온도를 생성했습니다 .
그러나 최근 전 세계적으로 여러 실험이 고밀도 플라스마를 생성하는 중간 에너지로 초점을 옮기고 있습니다. 타야 는 "이것은 우리의 기원을 이해하는 데 결정적으로 중요합니다. 왜냐하면 그런 극한의 조건이 초기 우주 , 중성자별 , 초신성이라 불리는 폭발하는 별에서 실현되기 때문입니다."라고 설명합니다. 타야는 이미 강렬한 레이저와 그들이 생성하는 강력한 전자기장을 연구했습니다.
그는 비슷한—하지만 훨씬 더 강한—장이 이러한 충돌 실험의 예상치 못한 부산물로 생성될 수 있다는 것을 깨달았습니다. 물리학자들은 그러한 초강력 장이 새로운 물리 현상을 만들어낼 것이라고 의심하기 때문에 이 가능성은 유혹적입니다. 하지만 지금까지 물리학자들은 이 가능성을 검증할 만큼 충분히 강한 자기장을 생성하지 못했습니다. "강렬한 레이저는 약 100조 개의 LED와 같습니다." 타야가 말했습니다.
"하지만 이 레이저조차도 이 새로운 강장 물리 효과를 생성하는 데 필요한 장에 비하면 약합니다." 타야와 그의 동료들은 이제 이 초강력 자기장에 대한 이론적 분석을 수행했습니다 . 이 연구는 저널 Physical Review C 에 게재되었습니다 . "우리는 강장 물리학을 탐구하기에 충분히 강하고 오래 지속되는 전기장이 중간 에너지의 중이온 충돌에서 생성될 수 있음을 입증했습니다. 이는 다른 실험으로는 접근할 수 없습니다."라고 타야는 말합니다.
그러나 물리학자들은 생성된 자기장을 직접 측정하여 계획된 충돌 실험에서 타야의 분석을 확인할 수는 없습니다. 그들은 충돌로 생성된 입자와 그 속성만 측정할 수 있을 것입니다. "우리의 예측을 실제로 시험하려면 강력한 전자기장이 관찰 가능한 입자에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 것이 중요합니다." 타야가 말했습니다. "우리는 현재 이 작업을 진행 중입니다."
추가 정보: Hidetoshi Taya et al, 중간 에너지 중이온 충돌에서 전기장 추정, Physical Review C (2024). DOI: 10.1103/PhysRevC.110.014901 저널 정보: Physical Review C RIKEN 제공
https://phys.org/news/2024-09-heavy-ions-world-strongest-electric.html
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