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맥스웰의 인공 악마

21.01.2016

핀란드, 러시아(러시아 과학 아카데미의 미세 구조 물리학 연구소의 Ivan Khaimovich) 및 미국의 물리학자들은 자율적인 인공 맥스웰 악마를 만들었습니다.

악마에 대한 사고 실험은 1867년 스코틀랜드의 물리학자 James Clerk Maxwell에 의해 제안되었습니다. 따라서 과학자는 닫힌 시스템의 엔트로피가 감소하지 않는다는 열역학의 두 번째 가정의 명백한 역설에 주의를 기울이고 싶었습니다.

그의 사고 실험에서 Maxwell은 닫힌 가스 실린더를 가져와 작은 해치가 있는 내벽으로 두 부분으로 나눴습니다. 열고 닫음으로써 Maxwell의 악마는 빠른(뜨거운) 입자와 느린(차가운) 입자를 분리합니다.

이것은 가스 실린더에 온도 차이가 생성되고 열이 더 차가운 가스에서 더 뜨거운 가스로 전달되어 열역학 제1929법칙을 위반한다는 사실로 이어집니다. 이 역설은 XNUMX년 물리학자 레오 실라르(Leo Szilard)에 의해 해결되었습니다.

과학자들이 만든 시스템은 두 개의 초전도 알루미늄 리드에 연결된 작은 구리 섬을 형성하는 단일 전자 트랜지스터를 기반으로 합니다. Maxwell의 악마는 트랜지스터를 통해 전자의 움직임을 제어합니다.

입자가 섬에 있을 때 악마는 양전하로 입자를 끌어당깁니다. 전자가 섬을 떠나면 악마는 음전하로 전자를 밀어내어 시스템 온도를 낮춥니다.

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양자 얽힘에 대한 엔트로피 규칙의 존재가 입증되었습니다. 09.05.2024

양자역학은 신비한 현상과 예상치 못한 발견으로 우리를 계속해서 놀라게 하고 있습니다. 최근 RIKEN 양자 컴퓨팅 센터의 Bartosz Regula와 암스테르담 대학교의 Ludovico Lamy는 양자 얽힘과 엔트로피와의 관계에 관한 새로운 발견을 발표했습니다. 양자 얽힘은 현대 양자 정보 과학 및 기술에서 중요한 역할을 합니다. 그러나 구조가 복잡하기 때문에 이해하고 관리하는 것이 어렵습니다. 레굴루스와 라미의 발견은 양자 얽힘이 고전 시스템의 엔트로피 규칙과 유사한 엔트로피 규칙을 따른다는 것을 보여줍니다. 이 발견은 양자 정보 과학 및 기술에 새로운 관점을 열어 양자 얽힘과 열역학과의 연관성에 대한 이해를 심화시킵니다. 연구 결과는 얽힘 변환의 가역성 가능성을 나타내며, 이는 다양한 양자 기술에서의 사용을 크게 단순화할 수 있습니다. 새로운 규칙 열기 ...>>

미니 에어컨 소니 레온 포켓 5 09.05.2024

여름은 휴식과 여행을 위한 시간이지만 종종 더위가 이 시간을 참을 수 없는 고통으로 만들 수 있습니다. 사용자에게 더욱 편안한 여름을 선사할 소니의 신제품 Reon Pocket 5 미니 에어컨을 만나보세요. 소니는 더운 날 몸을 식혀주는 독특한 장치인 Reon Pocket 5 미니 컨디셔너를 출시했습니다. 목에 걸기만 하면 언제 어디서나 시원함을 느낄 수 있다. 이 미니 에어컨에는 작동 모드 자동 조정 기능과 온도 및 습도 센서가 장착되어 있습니다. 혁신적인 기술 덕분에 Reon Pocket 5는 사용자의 활동과 환경 조건에 따라 작동을 조정합니다. 사용자는 블루투스로 연결된 전용 모바일 앱을 이용해 쉽게 온도를 조절할 수 있다. 또한 미니에어컨을 부착할 수 있는 특별 디자인의 티셔츠와 반바지도 준비되어 있어 더욱 편리합니다. 장치는 오 ...>>

우주선을 위한 우주 에너지 08.05.2024

새로운 기술의 출현과 우주 프로그램 개발로 인해 우주에서 태양 에너지를 생산하는 것이 점점 더 실현 가능해지고 있습니다. 스타트업 Virtus Solis의 대표는 SpaceX의 Starship을 사용하여 지구에 전력을 공급할 수 있는 궤도 발전소를 만들겠다는 비전을 공유했습니다. 스타트업 Virtus Solis는 SpaceX의 Starship을 사용하여 궤도 발전소를 건설하는 야심찬 프로젝트를 공개했습니다. 이 아이디어는 태양 에너지 생산 분야를 크게 변화시켜 더 쉽게 접근할 수 있고 더 저렴하게 만들 수 있습니다. 스타트업 계획의 핵심은 스타십을 이용해 위성을 우주로 발사하는 데 드는 비용을 줄이는 것이다. 이러한 기술적 혁신은 우주에서의 태양 에너지 생산을 기존 에너지원에 비해 더욱 경쟁력 있게 만들 것으로 예상됩니다. Virtual Solis는 Starship을 사용하여 필요한 장비를 제공하여 궤도에 대형 태양광 패널을 구축할 계획입니다. 그러나 주요 과제 중 하나는 ...>>

강력한 배터리를 만드는 새로운 방법 08.05.2024

기술이 발전하고 전자제품의 사용이 확대됨에 따라 효율적이고 안전한 에너지원을 만드는 문제가 점점 더 시급해지고 있습니다. 퀸즈랜드 대학의 연구원들은 에너지 산업의 지형을 바꿀 수 있는 고출력 아연 기반 배터리를 만드는 새로운 접근 방식을 공개했습니다. 기존 수성 충전 배터리의 주요 문제점 중 하나는 전압이 낮아 현대 장치에서의 사용이 제한되었다는 것입니다. 그러나 과학자들이 개발한 새로운 방법 덕분에 이러한 단점은 성공적으로 극복되었습니다. 연구의 일환으로 과학자들은 특수 유기 화합물인 카테콜에 눈을 돌렸습니다. 배터리 안정성을 높이고 효율을 높일 수 있는 중요한 부품임이 밝혀졌습니다. 이러한 접근 방식으로 인해 아연 이온 배터리의 전압이 크게 증가하여 경쟁력이 향상되었습니다. 과학자들에 따르면 이러한 배터리에는 몇 가지 장점이 있습니다. 그들은 b를 가지고 있다 ...>>

따뜻한 맥주의 알코올 함량 07.05.2024

가장 흔한 알코올 음료 중 하나인 맥주는 마시는 온도에 따라 고유한 맛이 변할 수 있습니다. 국제 과학자 팀의 새로운 연구에 따르면 맥주 온도가 알코올 맛에 대한 인식에 중요한 영향을 미치는 것으로 나타났습니다. 재료 과학자 Lei Jiang이 주도한 연구에서는 서로 다른 온도에서 에탄올과 물 분자가 서로 다른 유형의 클러스터를 형성하여 알코올 맛의 인식에 영향을 미친다는 사실을 발견했습니다. 저온에서는 더 많은 피라미드 모양의 클러스터가 형성되어 "에탄올" 맛의 매운 맛을 줄이고 음료의 알코올 맛을 덜 만듭니다. 반대로 온도가 높아질수록 클러스터가 사슬 모양으로 변해 알코올 맛이 더욱 뚜렷해집니다. 이는 바이주와 같은 일부 알코올 음료의 맛이 온도에 따라 변하는 이유를 설명합니다. 획득된 데이터는 음료 제조업체에 새로운 전망을 열어줍니다. ...>>

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광자 연구용 SNSPD 카메라 22.11.2023

미국 국립표준기술연구소(National Institute of Standards and Technology)의 과학자들은 다른 주요 특성을 잃지 않으면서 현재 아날로그보다 400배 더 높은 해상도로 정보를 처리할 수 있는 초전도 단일 광자 나노와이어 탐지기(SNSPD)가 장착된 카메라를 개발했습니다. 이러한 중요한 발전은 넓은 전자기 스펙트럼에 걸쳐 단일 광자의 이미지를 캡처할 수 있는 대규모 SNSPD 카메라로 이어질 수 있습니다.

새로운 판독 기술을 탑재한 SNSPD 카메라는 전례 없는 해상도로 이미지를 처리할 수 있는 기능을 제공하여 광자 감지 분야의 새로운 시대를 열었습니다. 픽셀 수가 많은 카메라를 만드는 혁신적인 접근 방식은 포토닉스 및 광학 분야에 큰 변화를 가져올 수 있습니다.

최초의 SNSPD 카메라는 XNUMX년 전에 등장하여 광학 분야에 혁명을 일으켰습니다. 여기에는 절대 영도에 가깝게 냉각된 나노필라멘트 배열이 포함됩니다. 각 필라멘트는 초전도성이 손실되는 임계점 아래로 전류를 전달합니다. 광자가 나노필라멘트와 충돌하면 광자가 흡수하는 열이 일시적으로 초전도성을 방해합니다. 이를 통해 카메라는 각 광자의 위치를 정확하게 결정할 수 있습니다.

SNSPD는 뛰어난 성능을 가지고 있습니다. 최대 29nm의 모든 광자 파장에서 작동하고 98nm에서 1550%의 검출 효율을 제공합니다. 이러한 장점에도 불구하고 SNSPD 스케일링은 각 픽셀에 대한 독립적인 판독 스레드의 필요성으로 인해 방해를 받아 해상도가 1000픽셀로 제한되었습니다.

팀은 각 행과 열에 위치한 평행 판독 라인을 사용하여 광자를 감지하여 이 문제를 해결했습니다. 전기 신호를 직접 읽는 것과는 다른 이 방법을 사용하면 카메라가 광자가 흡수된 위치를 정확히 찾아낼 수 있습니다. 조립된 카메라는 400픽셀을 기록할 수 있는데, 이는 최신 아날로그 카메라의 기능보다 000배 더 큰 수치입니다. 추가 개선을 통해 이 분야에서 더 큰 성과를 거둘 수 있을 것으로 기대됩니다.

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