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인위적으로 생성된 최저 온도 기록

28.09.2021

독일의 물리학자들은 절대 영도보다 38조분의 38도 높은 XNUMX피코켈빈으로 과학 역사상 가장 낮은 온도를 기록했습니다. 그들의 실험은 양자 가스 구름의 자유 낙하 과정과 자기장을 켜고 끄는 것을 사용하여 열 운동을 거의 완전히 멈출 때까지 가스 원자의 속도를 늦췄습니다.

절대 영도인 -273.15도는 열역학의 모든 정경에 따라 얻을 수 있는 가장 낮은 온도입니다. 이러한 온도에서 원자의 열 운동은 완전히 멈추고 이러한 원자는 운동 에너지를 갖지 않으므로 매우 이상한 효과가 나타납니다. 그러나 절대 영도 이하의 지점에 도달하는 것은 실제로는 원자에서 모든 운동 에너지를 절대적으로 취하는 것이 물리적으로 불가능하기 때문에 달성할 수 없습니다.

그러나 과학자들은 절대 영도에 가까워지기 위해 끊임없이 노력하고 있습니다. 몇 년 전 하버드의 과학자들은 절대 영도보다 500억분의 500도 높은 100나노켈빈의 온도에서 "가장 차가운" 화학 반응을 성공적으로 수행했습니다. 얼마 후, 국제 우주 정거장에 있는 Cold Atom Lab에서 XNUMX나노켈빈의 온도에서 실험이 수행되었습니다.

그러나 위에서 언급한 온도는 독일 과학자들의 최근 성과에 비해 상당히 높습니다. 그리고 그 온도를 얻기 위해 과학자들은 진공 챔버 내부의 자기 트랩에 갇힌 100개의 루비듐 원자 구름을 사용했습니다. 먼저, 원자 구름은 소위 보스-아인슈타인 응축물이 형성되는 온도로 냉각되었으며, 이들의 모든 원자는 양자 관계를 가지고 있습니다. 이 관계로 인해 전체 응축수 구름은 하나의 큰 원자처럼 행동하여 거시적 규모에서 양자 효과의 발현을 볼 수 있습니다.

보스-아인슈타인 응축수는 절대 영점보다 120억 분의 XNUMX이 넘는 온도에서 형성되었지만 아직 충분히 차가워지지 않았습니다. 실험은 XNUMXm 높이의 자기 트랩이 있는 진공 챔버가 설치된 특수 타워 브레멘 드롭 타워에서 진행되었으며 자유 낙하와 관련된 실험이 수행됩니다. 그리고 보스-아인슈타인 응축수의 구름이 중력의 영향을 받아 자유롭게 떨어지는 동안 과학자들은 미리 계산된 시점에서 엄격하게 자기를 켜고 끕니다.

자기장이 켜지면 보스-아인슈타인 응축 구름이 다소 수축했습니다. 자기장이 꺼지면 응축수 구름이 확장됩니다. 자기장을 켜고 끄는 순간은 이에 의해 발생하는 효과가 응축 원자의 움직임을 거의 완전히 정지시키는 방식으로 동기화되어 효과적인 온도 감소를 의미합니다.

이러한 실험 동안 과학자들은 2초 동안 기록적인 저온을 달성하고 유지하는 데 성공했습니다. 그러나 생성 된 수학적 모델의 계산에 따르면 예를 들어 위성의 미세 중력 또는 무중력 상태의 우주에서 그러한 온도는 17 초 동안 지속될 수 있으며 이는 매우 복잡한 실험을 수행하기에 충분할 것입니다.

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정원의 꽃을 솎아내는 기계 02.05.2024

현대 농업에서는 식물 관리 과정의 효율성을 높이는 것을 목표로 기술 진보가 발전하고 있습니다. 수확 단계를 최적화하도록 설계된 혁신적인 Florix 꽃 솎기 기계가 이탈리아에서 선보였습니다. 이 도구에는 이동식 암이 장착되어 있어 정원의 필요에 맞게 쉽게 조정할 수 있습니다. 운전자는 조이스틱을 사용하여 트랙터 운전실에서 얇은 와이어를 제어하여 얇은 와이어의 속도를 조정할 수 있습니다. 이 접근 방식은 꽃을 솎아내는 과정의 효율성을 크게 높여 정원의 특정 조건은 물론 그 안에 자라는 과일의 종류와 종류에 대한 개별 조정 가능성을 제공합니다. 다양한 유형의 과일에 대해 2년 동안 Florix 기계를 테스트한 후 결과는 매우 고무적이었습니다. 몇 년 동안 Florix 기계를 사용해 온 Filiberto Montanari와 같은 농부들은 꽃을 솎아내는 데 필요한 시간과 노동력이 크게 감소했다고 보고했습니다. ...>>

고급 적외선 현미경 02.05.2024

현미경은 과학자들이 눈에 보이지 않는 구조와 과정을 탐구할 수 있도록 함으로써 과학 연구에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 다양한 현미경 방법에는 한계가 있으며, 그 중 적외선 범위를 사용할 때 해상도의 한계가 있습니다. 그러나 도쿄 대학의 일본 연구자들의 최근 성과는 미시세계 연구에 새로운 가능성을 열어주었습니다. 도쿄 대학의 과학자들은 적외선 현미경의 기능에 혁명을 일으킬 새로운 현미경을 공개했습니다. 이 첨단 장비를 사용하면 살아있는 박테리아의 내부 구조를 나노미터 규모의 놀라운 선명도로 볼 수 있습니다. 일반적으로 중적외선 현미경은 해상도가 낮다는 한계가 있지만 일본 연구진의 최신 개발은 이러한 한계를 극복했습니다. 과학자들에 따르면 개발된 현미경은 기존 현미경의 해상도보다 120배 높은 최대 30나노미터 해상도의 이미지를 생성할 수 있다고 한다. ...>>

곤충용 에어트랩 01.05.2024

농업은 경제의 핵심 부문 중 하나이며 해충 방제는 이 과정에서 필수적인 부분입니다. 심라(Shimla)의 인도 농업 연구 위원회-중앙 감자 연구소(ICAR-CPRI)의 과학자 팀은 이 문제에 대한 혁신적인 해결책, 즉 풍력으로 작동되는 곤충 공기 트랩을 생각해냈습니다. 이 장치는 실시간 곤충 개체수 데이터를 제공하여 기존 해충 방제 방법의 단점을 해결합니다. 트랩은 전적으로 풍력 에너지로 구동되므로 전력이 필요하지 않은 환경 친화적인 솔루션입니다. 독특한 디자인으로 해충과 익충을 모두 모니터링할 수 있어 모든 농업 지역의 개체군에 대한 완전한 개요를 제공합니다. "적시에 대상 해충을 평가함으로써 우리는 해충과 질병을 모두 통제하는 데 필요한 조치를 취할 수 있습니다"라고 Kapil은 말합니다. ...>>

지구 자기장에 대한 우주 쓰레기의 위협 01.05.2024

우리는 지구를 둘러싼 우주 쓰레기의 양이 증가한다는 소식을 점점 더 자주 듣습니다. 그러나 이 문제를 일으키는 것은 활성 위성과 우주선뿐만 아니라 오래된 임무에서 발생한 잔해이기도 합니다. SpaceX와 같은 회사에서 발사하는 위성의 수가 증가하면 인터넷 발전의 기회가 생길 뿐만 아니라 우주 보안에 심각한 위협이 됩니다. 전문가들은 이제 지구 자기장에 대한 잠재적인 영향에 관심을 돌리고 있습니다. 하버드-스미소니언 천체물리학 센터의 조나단 맥도웰(Jonathan McDowell) 박사는 기업들이 위성군을 빠르게 배치하고 있으며 향후 100년 안에 위성 수가 000개까지 늘어날 수 있다고 강조합니다. 이러한 우주 위성 함대의 급속한 발전은 지구의 플라즈마 환경을 위험한 잔해로 오염시키고 자기권의 안정성을 위협할 수 있습니다. 사용한 로켓의 금속 파편은 전리층과 자기권을 교란시킬 수 있습니다. 이 두 시스템 모두 대기를 보호하고 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. ...>>

벌크 물질의 고형화 30.04.2024

과학의 세계에는 꽤 많은 미스터리가 있는데, 그 중 하나는 벌크 재료의 이상한 거동입니다. 그들은 고체처럼 행동하다가 갑자기 흐르는 액체로 변할 수 있습니다. 이 현상은 많은 연구자들의 관심을 끌었고, 우리는 마침내 이 미스터리를 푸는 데 가까워질 수 있습니다. 모래시계 속의 모래를 상상해 보세요. 일반적으로 자유롭게 흐르지만 어떤 경우에는 입자가 막히기 시작하여 액체에서 고체로 변합니다. 이러한 전환은 의약품 생산에서 건설에 이르기까지 많은 분야에 중요한 영향을 미칩니다. 미국의 연구자들은 이 현상을 설명하고 이를 이해하는 데 더 가까워지려고 시도했습니다. 이번 연구에서 과학자들은 폴리스티렌 구슬 봉지에서 얻은 데이터를 사용하여 실험실에서 시뮬레이션을 수행했습니다. 그들은 이 세트 내의 진동이 특정 주파수를 가지고 있다는 것을 발견했습니다. 이는 특정 유형의 진동만 재료를 통해 이동할 수 있음을 의미합니다. 받았다 ...>>

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항공기 날개의 태양광 패널 10.04.2007

세계 최초의 태양열 무인 항공기는 영국 엔지니어에 의해 만들어졌습니다. "Zephyr"라는 이름의 날개 폭이 16미터인 경비행기는 무게가 30킬로그램 미만입니다.

날개는 40개의 전기 프로펠러 모터에 전력을 공급하고 18개의 리튬 배터리를 충전하는 고효율 태양 전지판으로 덮여 있습니다. 낮에는 완전한 태양 아래서 Zephyr가 300미터 높이로 올라가고, 밤에는 배터리로 작동하여 15미터로 떨어지고 일출을 기다립니다. 약간의 개선을 거쳐 Zephyr는 200개월 동안 착륙 없이 비행할 수 있게 되지만 지금까지 가장 높은 성과는 18시간의 비행이며 그 중 XNUMX시간은 야간 비행입니다.

비디오 카메라가 장착된 이 항공기는 과학, 경제 활동 및 소방 분야에 응용될 것입니다. 군사적 목적으로 사용할 가능성도 제공됩니다. 지금까지 XNUMX개의 프로토타입이 만들어졌습니다.

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