.Scientists Uncover Hidden Quantum Tornadoes That Could Revolutionize Electronics
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과학자들이 전자공학을 혁신할 수 있는 숨겨진 양자 토네이도를 발견하다
뷔르츠부르크 대학교 에서 2025년 3월 11일, 물리학 전자 양자 토네이도 개념 전자는 운동량 공간에서 토네이도와 같은 구조를 만들 수 있습니다. 이는 방금 실험적으로 확인된 현상입니다. 양자 단층촬영법을 통해 달성된 이 획기적인 발견은 궤도전자공학의 문을 열고, 전하 대신 궤도 토크를 사용하여 전자공학을 혁신할 가능성이 있습니다. (작가의 개념) 출처: SciTechDaily.com
과학자들은 전자가 운동량 공간에서 토네이도와 같은 구조를 형성할 수 있다는 것을 실험적으로 처음으로 확인했습니다. 이는 새로운 양자 기술로 이어질 수 있는 혁신적인 발견입니다. 이 획기적인 발견은 궤도 각운동량과 전자 운동의 상호작용을 보여주며, 전자 부품의 에너지 손실을 줄일 수 있는 분야인 오비트로닉스의 토대를 마련했습니다. 양자 토네이도: 획기적인 발견 과학자들은 전자가 양자 물질에서 소용돌이를 형성할 수 있다는 사실을 오랫동안 알고 있었습니다. 그러나 진정으로 획기적인 것은 이러한 작은 입자가 운동량 공간에서 토네이도와 같은 구조를 만든다는 최근의 증거입니다.
이 발견은 이제 실험실에서 실험적으로 확인되었습니다. 이 획기적인 발견은 뷔르츠부르크와 드레스덴 대학의 ct.qmat - 양자 물질의 복잡성과 위상의 그룹 리더인 막시밀리안 운젤만 박사가 주도했습니다. 이 획기적인 발전은 양자 물질 연구의 중요한 진전을 의미합니다. 연구자들은 운동량 공간에서 전자의 소용돌이와 같은 행동이 새로운 양자 기술, 특히 오비트로닉스의 문을 열 수 있다고 믿습니다. 전자의 전하에 의존하여 정보를 전달하는 기존 전자 기술과 달리 오비트로닉스는 전자의 궤도 운동을 사용합니다. 이 특성은 전자 장치에서 에너지 손실을 크게 줄일 수 있습니다. 모멘텀 공간의 양자 토네이도 운동량 공간의 양자 토네이도: 양자 물질
탄탈륨 비소화물(TaAs)에서 전자는 운동량 공간에서 소용돌이를 형성합니다. 운동량 공간은 전자가 고체에서 어떻게 행동하는지 분석하는 데 사용되는 물리학 개념입니다. 뷔르츠부르크와 드레스덴의 클러스터 오브 엑설런스 ct.qmat의 연구팀은 이제 이러한 양자 토네이도에 대한 최초의 실험적 증거를 제공했습니다. 출처: think-design, Jochen Thamm 모멘텀 공간 대 위치 공간 물리학에서 운동량 공간은 전자의 정확한 위치가 아닌 에너지와 방향으로 전자의 움직임을 설명합니다. 반면, 일상 물리학의 영역인 위치 공간은 허리케인이나 물 나선과 같은 익숙한 소용돌이와 같은 패턴을 관찰하는 곳입니다. 지금까지 양자 물질에서도 연구자들은 위치 공간에서 양자 소용돌이만 관찰했습니다. 몇 년 전, 또 다른 ct.qmat 연구팀은 양자 물질의 위치 공간 내부의 소용돌이와 같은 자기장의 최초의 3차원 이미지를 포착하면서 헤드라인을 장식했습니다( Nature Nanotechnology 17 (2022) 250–255). 이제 운동량 공간에서 양자 토네이도를 발견하면서 과학자들은 전자 행동의 완전히 새로운 차원을 열었습니다. 이는 우리를 차세대 양자 기술에 더 가까이 데려다줍니다. 이론이 확인됨: 오랫동안 기다려온 획기적인 진전 8년 전, Roderich Moessner는 양자 토네이도가 운동량 공간에서도 형성될 수 있다고 이론화했습니다. 당시 드레스덴에 있는 ct.qmat의 공동 창립자는 이 현상을 "연기 고리"라고 설명했습니다.
연기 고리와 마찬가지로 소용돌이로 구성되어 있기 때문입니다. 그러나 지금까지 아무도 이를 측정하는 방법을 알지 못했습니다. 획기적인 실험을 통해 양자 소용돌이는 궤도 각운동량, 즉 원자핵 주위의 전자 원 운동에 의해 생성된다는 것이 밝혀졌습니다. Ünzelmann은 "예상된 양자 소용돌이가 실제로 존재하고 측정할 수 있다는 징후를 처음 보았을 때, 우리는 즉시 드레스덴 동료에게 연락하여 공동 프로젝트를 시작했습니다."라고 회상합니다. 표준 방법을 개선하여 발견된 양자 토네이도 운동량 공간에서 양자 토네이도를 감지하기 위해 뷔르츠부르크 팀은 ARPES(각도 분해 광전자 분광법)라는 잘 알려진 기술을 개선했습니다. "ARPES는 실험적 고체 물리학의 기본 도구입니다. 재료 샘플에 빛을 비추고 전자를 추출하고 에너지와 출구 각도를 측정하는 것을 포함합니다. 이를 통해 운동량 공간에서 재료의 전자 구조를 직접 살펴볼 수 있습니다."라고 Ünzelmann은 설명합니다. "이 방법을 영리하게 적용하여 궤도 각운동량을 측정할 수 있었습니다. 저는 논문을 쓴 이후로 이 접근 방식으로 작업해 왔습니다."
양자 단층촬영: 보이지 않는 것을 보다
ARPES는 알베르트 아인슈타인이 처음으로 설명하고 고등학교 물리학에서 가르친 광전 효과에 뿌리를 두고 있습니다. Ünzelmann은 이미 2021년에 이 방법을 개선하여 탄탈륨 비소화물에서 궤도 단극자를 감지한 공로로 국제적인 인정을 받았습니다. 이제 팀은 양자 토네이도를 감지하기 위해 양자 토네이도의 한 단계 더 나아갔습니다. 이는 또 다른 중요한 이정표입니다. Ünzelmann은 "의료 토모그래피가 작동하는 방식과 유사하게 샘플을 층별로 분석했습니다. 개별 이미지를 꿰매어 궤도 각운동량의 3차원 구조를 재구성하고 전자가 운동량 공간에서 소용돌이를 형성한다는 것을 확인할 수 있었습니다."라고 설명합니다. 뷔르츠부르크-드레스덴 네트워크: 글로벌 협력 "양자 토네이도의 실험적 감지는 ct.qmat의 팀 정신을 증명합니다." TU 드레스덴의 이론 고체 물리학 교수이자 ct.qmat 드레스덴 대변인인 마티아스 보이타가 말했습니다. "뷔르츠부르크와 드레스덴에 있는 강력한 물리학 허브를 통해 이론과 실험을 원활하게 통합합니다. 또한, 저희 네트워크는 선도적인 전문가와 경력 초반 과학자 간의 팀워크를 촉진합니다.
이러한 접근 방식은 위상 양자 물질에 대한 저희의 연구에 활력을 불어넣습니다. 물론 오늘날 거의 모든 물리학 프로젝트는 글로벌한 노력입니다. 이 프로젝트도 마찬가지입니다." 탄탈륨 비소화물 샘플은 미국에서 재배되어 함부르크에 있는 독일 전자 싱크로트론( DESY )의 주요 국제 연구 시설인 PETRA III에서 분석되었습니다. 중국의 과학자가 이론적 모델링에 기여했고, 노르웨이의 연구원이 실험에서 핵심적인 역할을 했습니다. 앞으로 ct.qmat 팀은 탄탈륨 비소화물이 미래에 궤도 양자 구성 요소를 개발하는 데 사용될 수 있는지 탐구하고 있습니다.
참고문헌: T. Figgemeier, M. Ünzelmann, P. Eck, J. Schusser, L. Crippa, J. N. Neu, B. Geldiyev, P. Kagerer, J. Buck, M. Kalläne, M. Hoesch, K. Rossnagel, T. Siegrist, L.-K. Lim, R. Moessner, G. Sangiovanni, D. Di Sante, F. Reinert 및 H. Bentmann의 "3차원 운동량 공간에서 궤도 소용돌이 선의 이미징", 2025년 2월 13일, Physical Review X. DOI : 10.1103/PhysRevX.15.011032
메모 2503121618 소스1. 분석중_【】
_[3】전자들이 운동량 공간에서 물리적 소용돌이를 형성한다? 이는 암세포가 소용돌이를 만들어내는 원리와 유사하다. 한국 고등과학원의 이현규 박사의 *1.논문에 의하면 그 생물학적 소용돌이는 돌발적이지만 두 개체가 마치 이성적 연인처럼 서로 좋아하듯 격정적 춤을 추며 순간적인 용트림의 힘을 나타낸다. 돌연변이 물리는 생물학적인 현상이다. 이들이 qms.qvixer로 나타낼 수 있다.
*1.https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
qms.qvixer.qcell은 마치 생물학적 덩어리 에너지의 공간적 모멘트의 위치를 나타낸다. qcell의 2.)모멘텀 공간 대 위치 공간은 물리학에서 운동량 공간은 전자의 정확한 위치가 아닌 에너지와 방향으로 전자의 움직임을 설명한다.
이는 일상 물리학의 영역인 위치 공간은 허리케인이나 물 나선과 같은 익숙한 소용돌이와 같은 패턴을 관찰하는 곳이다. 지금까지 양자 물질에서도 연구자들은 위치 공간에서 양자 소용돌이만 관찰했다. 하지만 qpeoms.qms.qvix에서 이현규 박사의 논문에서 나타나듯 거시 양자의 생물학적 분자의 소용돌이 현상을 보인다. 허허.
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