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에 발표된 연구 결과에 따르면 네이처커뮤니케이션즈연구진은 슈퍼커패시터가 기존 납축 ​​배터리와 비슷한 에너지 수준을 유지하면서 기존 배터리 설계보다 훨씬 더 빠르게 에너지를 방출할 수 있는 새로운 탄소 기반 소재를 개발했습니다.

슈퍼커패시터는 배터리에 사용되는 화학 반응 대신 정전기 전하 저장에 의존하는 에너지 저장 장치의 개발 중인 범주입니다. 오랫동안 해결해야 할 과제는 에너지 저장에 필요한 탄소 표면적 중 아주 작은 부분만 사용할 수 있다는 점이었습니다.

Carbon의 잠재력을 더 많이 활용하세요

이번 연구에는 Monash 기계항공우주공학과의 2D 재료를 이용한 첨단 제조(AM2D)를 위한 ARC 연구 허브 소장인 Mainak Majumder 교수가 참여했습니다.

Majumder 교수는 “우리 팀은 단순히 재료의 열처리 방식을 변경하여 더 많은 표면적을 확보하는 방법을 보여주었습니다.”라고 말했습니다.

“이 발견을 통해 우리는 많은 응용 분야에서 배터리를 교체하기에 충분한 에너지를 저장하고 훨씬 더 빠르게 전달할 수 있는 고속 충전 슈퍼커패시터를 구축할 수 있습니다.”

혁신적인 그래핀 아키텍처가 혁신을 주도합니다

연구진은 호주의 풍부한 자원인 천연 흑연에서 생성된 다중 규모 환원 그래핀 산화물(M-rGO)이라는 새로 설계된 재료 아키텍처에서 이러한 진전을 추적했습니다.

신속한 열 어닐링 공정을 통해 팀은 이온이 탁월한 속도와 효율성으로 이동할 수 있도록 제어된 경로를 갖춘 고도로 구부러진 그래핀 구조를 형성했습니다. 이를 통해 단일 장치에서는 거의 달성할 수 없는 높은 에너지 밀도와 높은 전력 밀도를 모두 갖춘 소재가 탄생했습니다.

실제 장치의 성능 기록

ARC AM2D Hub의 연구원이자 해당 연구의 공동 저자인 Petar Jovanović 박사는 Monash 슈퍼커패시터가 파우치 셀 장치에 통합되었을 때 다음을 입증했다고 설명했습니다.

• 최대 99.5Wh/L의 체적 에너지 밀도(이온성 액체 전해질)
• 69.2kW/L의 높은 전력 밀도
• 뛰어난 사이클 안정성을 갖춘 급속 충전 기능.

Jovanović 박사는 “이러한 성능 지표는 탄소 기반 슈퍼커패시터에 대해 보고된 것 중 가장 좋은 것 중 하나이며, 결정적으로 공정이 확장 가능하고 호주 원자재와 호환 가능하다는 것”이라고 말했습니다.

상업적 사용을 향한 움직임

Monash 대학에서 분사한 Ionic Industries의 CTO이자 이번 연구의 공동 저자인 Phillip Aitchison 박사는 이 기술을 상용화하려는 노력이 이미 진행 중이라고 언급했습니다.

Aitchison 박사는 “Ionic Industries는 이와 같은 혁신 기술을 상용화하기 위해 설립되었으며 현재 이러한 그래핀 재료를 상업적으로 대량 생산하고 있습니다.”라고 말했습니다.

“우리는 에너지 저장 파트너와 협력하여 높은 에너지와 빠른 전력 공급이 필수적인 시장 주도 응용 분야에 이러한 혁신을 가져오고 있습니다.”

이 프로젝트는 호주 연구 위원회(Australian Research Council)와 미 공군 후원 연구실(Office of Sponsored Research)의 지원을 받았으며 저탄소 에너지 미래를 위한 재료 발전이라는 Monash University의 광범위한 목표와 일치합니다.

에 보고된 연구 린네 학회의 동물학 저널이집트 고생물학 팀이 수행했습니다. 그들은 약 8천만년 전에 살았던 와디수쿠스 카사비(Wadisuchus kassabi)라는 새로운 종을 확인했습니다. 현재 이 악어는 오늘날 볼 수 있는 악어와 상당히 다른 고대 악어의 혈통인 다이로사우루스과(Dyrosauridae)의 가장 초기에 알려진 대표자로 간주됩니다.

Dyrosaurids의 초기 해양 생활 방식 공개

Dyrosaurids는 우리에게 친숙한 강에 사는 종과 닮지 않았습니다. 대신 그들은 해안과 해양 환경에서 번성했습니다. 길고 좁은 주둥이와 얇고 뾰족한 이빨이 줄지어 있어 물고기나 거북이 같은 민첩한 먹이를 잡을 수 있었습니다. 공룡 멸종의 여파 속에서 생존하고 확산되는 그들의 능력은 파충류가 극적인 환경 변화 기간 동안 어떻게 적응했는지 이해하는 핵심 그룹이 됩니다.

와디수쿠스 카사비(Wadisuchus kassabi)라는 이름은 이 지역과 문화유산을 모두 반영합니다. 와디(“وادي”, 아랍어로 “계곡”을 뜻함)는 화석이 발견된 뉴 밸리(New Valley)를 의미하는 반면, 수쿠스(Suchus)는 이 종을 고대 악어 신인 소베크(Sobek)와 연결합니다. 종 이름은 또한 이집트 고생물학에 대한 공헌이 미래의 과학자들을 인도하고 영감을 주는 Ahmed Kassab 교수(Assiut University)를 기념하는 것이기도 합니다.

화석 내부를 자세히 살펴보기

만수라 대학의 이집트 척추동물 고생물학자이자 이번 연구의 수석 저자인 헤샴 살람(Hesham Sallam) 교수는 다음과 같이 설명했습니다. “와디수쿠스 카사비의 화석은 이집트 서부 사막의 카르가(Kharga)와 바리스(Baris) 오아시스 근처에서 발굴되었습니다. 여기에는 서로 다른 성장 단계에 있는 네 개체를 나타내는 두 개의 부분적인 두개골과 두 개의 주둥이 끝이 포함되어 있어 디로사우루스류가 어떻게 발달했는지에 대한 보기 드문 통찰력을 제공합니다.” Sallam은 계속해서 다음과 같이 말했습니다. “고해상도 CT 스캔과 3D 표면 모델을 통해 우리는 전례 없는 해부학적 세부 사항을 공개할 수 있었습니다.”

독특한 특징이 다이로사우루스류의 기원에 대한 단서를 제공합니다

MUVP 살람 연구소 팀원이자 이번 연구의 주 저자인 아시우트 대학 조교수 사라 세이버(Sara Saber)는 다음과 같이 말했습니다: “와디수쿠스 카사비는 매우 긴 주둥이와 크고 날카로운 이빨을 가진 3.5~4미터 길이의 악어 같은 파충류였습니다. 이 공룡은 원시적인 5개가 아닌 주둥이 앞쪽에 4개의 이빨을 가지고 있고 콧구멍이 주둥이 위에 위치한다는 점에서 다른 공룡과 다릅니다. 표면 호흡, 그리고 턱이 만나는 주둥이 끝에 있는 깊은 홈이 특징입니다. 이러한 특징은 공룡의 물림에서 점진적인 적응을 보여주며 진화 역사에서 중요한 단계를 나타냅니다.”

세이버는 다음과 같이 덧붙였습니다. “와디수쿠스의 독특한 특징 외에도, 이는 공룡류 그룹의 기원을 이해하는 데 중요한 역할을 합니다. 새로운 종은 공룡류의 아프리카 기원에 대한 증거를 밀어내고 그들의 다양화가 이전에 생각했던 것보다 일찍 시작되었음을 시사합니다. 아마도 전통적으로 가정된 마스트리히트절(약 7,200만~6,600만년 전)이 아니라 초기 코니아절-산토니아절(약 8,700만~8,300만년 전) 동안일 것입니다.”

이집트는 세계적인 악어 혈통의 발상지입니다

오하이오 대학교 박사과정 학생이자 Sallam 연구소 회원, MUVP 화석 파충류 및 조류 큐레이터, Benha 대학교 교수인 Belal Salem은 다음과 같이 말합니다. “이 발견은 아프리카가 디로사우루스 진화의 발상지였으며 이후의 계통이 전 세계로 퍼져나갔고 우리의 계통발생학적 분석에 따르면 와디수쿠스가 디로사우루스 그룹의 조상으로 일관되게 나타납니다.”

Salem은 이 발견이 더 광범위한 메시지를 담고 있다고 덧붙였습니다. “와디수쿠스의 중요성은 이 놀라운 악어 집단의 진화 역사에 대해 밝혀낸 것뿐만 아니라(그것이 주요 성과임에도 불구하고) 우리에게 상기시키는 것에도 있습니다. 이집트의 서부 사막은 여전히 우리 행성의 오랜 과거의 비밀을 보존하는 보물을 보유하고 있습니다. 우리의 임무는 이러한 화석을 발견하는 것뿐만 아니라 도시 확장과 농업 침해로부터 화석이 풍부한 지역을 보호하는 것입니다. 그들은 여러 세대에 걸쳐 유산입니다. 이집트인들이 온다.”

첨단 이미징 방법을 결합하여 과학자들은 공룡이 실제로 어떤 모습이었을지를 재현할 수 있었습니다. 재구성한 결과 목과 몸통을 따라 이어지는 높은 볏, 꼬리 아래로 이어지는 한 줄의 가시, 발가락을 감싸는 발굽이 드러났습니다. 이러한 결과를 화석화된 발자국과 결합하면 오랫동안 추측되었지만 이 정도 수준의 정밀도로 문서화되지 않은 이 오리주둥이 공룡의 전체적인 모습이 훨씬 더 명확해집니다.

“우리가 정말 확신할 수 있는 완전하고 구체적인 대형 공룡의 모습을 본 것은 이번이 처음입니다.” 수석 저자이자 시카고 대학교 유기체 생물학 및 해부학 교수인 Paul Sereno 박사의 말입니다. “발견이 이루어진 와이오밍 주의 황무지는 독특한 ‘미라 지대’입니다. 대학 학부생 팀이 수년간 방문하여 수집한 화석을 통해 더 많은 놀라움을 선사할 것입니다.”

와이오밍의 공룡 “미라 존” 재발견

Sereno와 그의 동료들은 오래된 현장 사진과 신중한 탐정 작업을 사용하여 1900년대 초에 여러 고전 공룡 미라가 처음 발견된 와이오밍 중부 지역의 위치를 ​​추적했습니다. 그들은 쌓인 강 모래를 나타내는 이 암석층 내에 조밀한 “미라 구역”을 매핑했습니다.

이 지역에서 팀은 두 개의 새로운 에드몬토사우루스 미라(더 젊은 개체와 다소 오래된 개체)를 발굴했는데, 둘 다 외부 피부 표면의 크고 연속적인 패치를 보존하고 있습니다. 이 화석은 동물의 완전하고 살이 많은 프로필을 만드는 데 필요한 중요한 조각을 제공했습니다.

Sereno는 이 공룡 미라가 이집트 무덤에 있는 인간이 만든 미라와 매우 다르다는 점을 강조합니다. 원래의 유기 물질은 아직 존재하지 않습니다. 새로 기술된 표본과 미라로 분류된 이전 사례(20세기에 같은 장소에서 발견된 것을 포함)에서 보존된 피부, 스파이크, 발굽은 조직으로 존재하지 않고 매장 직후 시체 외부에 형성된 극도로 얇은 점토 코팅으로 존재합니다.

Sereno는 “이것은 마스크이자 템플릿이며 너무 얇아서 날려버릴 수 있는 점토층입니다.”라고 말했습니다. “보존의 우연한 사건으로 사체 외부로 끌려갔습니다.”

초박형 점토 필름으로 공룡 피부를 3D로 포착

이러한 특별한 화석이 어떻게 형성되었는지 조사하기 위해 팀은 일련의 이미징 및 분석 접근 방식을 사용했습니다. 여기에는 병원 및 마이크로 CT 스캔, 얇은 단면, X선 분광학, 점토 광물 분석, 화석이 발견된 암석층에 대한 면밀한 연구가 포함되었습니다. 모든 증거는 이러한 희귀한 보존 방식을 만들어낸 특정한 일련의 사건을 가리키고 있습니다.

연구자들은 공룡이 죽은 후 그들의 몸이 햇볕에 말랐다가 갑작스러운 돌발 홍수에 의해 급속히 묻혔을 것이라고 제안합니다. 시체 외부 표면의 미생물 막은 정전기력을 통해 주변의 젖은 퇴적물에서 점토 입자를 끌어당겼습니다. 이 과정을 통해 동물의 외형을 3차원으로 충실하게 포착한 매우 얇은 점토 템플릿이 만들어졌습니다. 시간이 지남에 따라 연조직은 부패되어 점토막과 골격을 남기고 나중에 더 오랜 시간에 걸쳐 화석화되었습니다.

덕빌 청소, 스캔 및 디지털 재구성

종이처럼 얇은 점토층처럼 깨지기 쉬운 경계를 드러내는 데는 힘든 작업이 필요했습니다. 이번 연구의 공동 저자이자 화석 연구소 관리자인 타일러 케일러(Tyler Keillor)는 중요한 표면을 파괴하지 않고 발견하기 위해 몇 시간에 걸쳐 세심한 준비를 주도했습니다.

박사후 연구원 Evan Saitta가 이끄는 또 다른 그룹은 3D 표면 이미징, CT 스캔 및 같은 기간의 화석 발자국과의 비교에 의존했습니다. 그들은 보존된 부드러운 해부학적 구조를 추적하고, 미라 내부와 외부의 퇴적물을 검사하고, 공룡의 발굽을 발자국과 일치시켰습니다. 그런 다음 디지털 아티스트는 과학자들과 협력하여 공룡 시대 말기에 부드러운 진흙 위를 걸을 때 오리새끼가 어떻게 보이고 움직였는지 보여주는 실물과 같은 재구성을 만들었습니다.

세레노는 “일반 대중이 인정할 수 있는 과학을 창출하기 위해 드림팀을 구성하는 데 시간을 투자할 가치가 있다고 생각한다”고 말했다. “우리는 지금까지 이와 같은 대형 선사 시대 파충류의 모습을 볼 수 없었습니다. 할로윈에 딱 맞춰서 말입니다.”

문장, 스파이크, 비늘 및 얇은 피부

연구자들은 새로 묘사된 두 개의 미라로부터 작업하여 완전하고 살집이 있는 미라의 윤곽을 조립할 수 있었습니다. 에드몬토사우루스 아넥텐스.

“두 표본은 서로를 아름답게 보완했습니다”라고 Sereno는 말했습니다. “처음으로 흩어져 있는 패치가 아닌 전체 프로필을 볼 수 있었습니다.”

그들은 목과 몸통 위의 살찐 볏으로 시작하여 등 중앙을 따라 이어지는 연속적인 특징을 발견했습니다. 엉덩이 위에서 이 구조는 꼬리를 따라 한 줄의 스파이크로 바뀌었으며, 각 스파이크는 척추뼈 위에 정렬되어 이웃과 깔끔하게 맞습니다.

팀은 또한 공룡의 비늘 패턴을 문서화했습니다. 가장 큰 다각형 비늘은 하체와 꼬리를 따라 나타났으며, 동물의 대부분은 지름이 1~4mm에 불과한 아주 작은 조약돌 같은 비늘로 덮여 있었는데, 이는 길이가 40피트 이상에 달하는 공룡치고는 놀라울 정도로 작았습니다. 흉곽 위에 남아 있는 잔주름은 이 오리새끼의 피부가 상대적으로 얇았음을 나타냅니다.

“발굽이 있는” 공룡의 발굽과 발뒤꿈치 패드

가장 예상치 못한 발견은 더 큰 미라의 뒷발에서 나왔습니다. 이 공룡에는 발굽이 있었습니다. 세 개의 뒷발가락 각각의 끝은 말의 발과 비슷하게 밑면이 편평한 쐐기 모양의 발굽으로 둘러싸여 있었습니다.

이 발이 실제로 어떻게 생겼는지 확인하기 위해 연구자들은 미라 발의 CT 스캔과 같은 기간에 가장 잘 보존된 오리새우 발자국의 3D 이미지를 결합하여 뼈와 연조직 자국을 조심스럽게 정렬했습니다. 이 정보를 바탕으로 그들은 뒷발의 상세한 재구성을 수행했습니다. 발굽을 통해서만 땅에 닿는 앞발과 달리 뒷발에는 발굽 뒤에 살코기 뒤꿈치 패드도 포함되어 있습니다.

“이 오리주둥이 미라에는 놀라운 ‘최초’가 너무나 많이 보존되어 있습니다. 육상 척추동물에 기록된 가장 초기의 발굽, 최초로 확인된 발굽이 있는 파충류, 앞다리와 뒷다리 자세가 다른 최초의 발굽이 네 개인 동물 등이 있습니다.”라고 Sereno는 말했습니다.

공룡 연조직 연구를 위한 새로운 툴킷

이번 연구는 눈에 띄는 새로운 해부학적 구조를 밝혀내는 것 외에도 공룡 연조직에 대한 향후 연구를 위한 실용적인 틀을 제공합니다. 저자는 새로운 준비 기술, 연질 구조 및 비늘 유형을 설명하기 위한 명확한 용어 세트, 화석 표본에서 실제 모델까지의 단계별 이미징 경로, 자연 조건에서 공룡 미라가 어떻게 형성될 수 있는지에 대한 방법을 설명합니다.

그들의 연구는 일련의 개별적인 발견 이상의 것을 제공합니다. 이는 점토 템플릿을 기반으로 한 공룡 미라화에 대한 일반적인 모델을 제안하며, 이제 유사한 방식으로 형성되었을 수 있는 다른 화석에 대해 테스트할 수 있습니다.

팀은 또한 다음 단계를 강조합니다. 동일한 와이오밍 암석층과 다른 지역에서 이러한 종류의 보존이 가능한 추가 표본을 집중적으로 검색합니다. 이제 정확한 외부 신체 윤곽에 의존할 수 있는 생체 역학 연구; 점토 템플릿이 언제 어디서 발생할 가능성이 가장 높은지 이해하기 위해 고안된 보완 분석.

“이것은 내가 발표한 최고의 논문일 것입니다”라고 Sereno는 말했습니다. “현장에서 연구실까지, 정의된 유용한 용어 모음과 함께 3D 재구성까지, 이는 대단한 일이며, 이 놀라운 화석이 어떻게 탄생했는지, 그리고 우리가 그로부터 무엇을 배울 수 있는지에 대한 일관된 이야기를 들려줍니다.”

캠브리지 대학교 구약학 교수인 Nathan MacDonald는 “이것은 출판계의 가장 큰 실패이자 승리 중 하나입니다.”라고 말합니다.

“그들은 지도를 거꾸로 인쇄하여 지중해가 팔레스타인 동쪽에 나타나게 했습니다. 유럽인들은 이 지역에 대해 아는 바가 거의 없었기 때문에 워크숍에 참여한 어느 누구도 깨닫지 못한 것 같습니다. 그러나 이 지도는 성경을 영원히 변화시켰고 오늘날 대부분의 성경에는 지도가 포함되어 있습니다.”

르네상스 지도가 성경을 재구성한 방법

11월 29일에 발표된 연구에서 신학 연구 저널MacDonald는 Lucas Cranach the Elder가 제작하고 취리히에서 인쇄한 지도가 르네상스의 성서 레이아웃을 업데이트하는 것 이상의 역할을 했다고 주장합니다. 이는 또한 영토 조직에 대한 초기 사고를 형성하는 데 도움이 되었습니다.

“성경의 지도가 영토 구분이 명확하게 표시된 지도를 만들려는 초기 현대의 본능을 따랐다는 잘못된 가정이 있었습니다.”라고 MacDonald는 말합니다. “사실 혁명을 이끈 것은 바로 이 성지 지도였습니다.

“17세기부터 점점 더 많은 사람들이 성경을 접하게 되면서, 이 지도들은 세계가 어떻게 조직되어야 하는지, 그리고 그 안에서 세계의 위치가 무엇인지에 대한 감각을 퍼뜨렸습니다. 이것은 계속해서 엄청난 영향력을 미치고 있습니다.”

1525년판의 희귀한 생존자

크리스토퍼 프로샤우어(Christopher Froschauer)의 1525년 구약성서 사본은 아직까지 거의 존재하지 않습니다. 트리니티 칼리지 케임브리지의 렌 도서관(Wren Library)은 남은 사례 중 하나를 보유하고 있습니다(이미지 참조).

이 판 안에는 크라나흐의 지도에는 광야 방황의 장소와 약속의 땅이 12개 부족 지역으로 나누어진 곳이 나와 있습니다. 이러한 구분은 구약과 신약의 성스러운 장소에 대한 주장을 표현하는 뚜렷한 기독교적 해석이었습니다. Cranach의 작업은 이스라엘이 길고 좁은 땅으로 나타나는 중세 지도 제작 전통을 따랐으며, 이는 상충되는 성경 설명을 단순화한 서기 1세기 유대인 역사가 요세푸스에 대한 초기 의존을 반영합니다.

MacDonald에 따르면, “여호수아 13~19장은 여러 지파가 어떤 땅과 도시를 차지했는지에 대한 완전히 일관되고 일관된 그림을 제공하지 않습니다. 몇 가지 불일치가 있습니다. 지도는 지리적으로 정확하지 않더라도 독자가 사물을 이해하는 데 도움이 되었습니다.”

스위스 종교개혁의 성경 지도화

성경을 문자 그대로 해석하는 것은 스위스 종교 개혁에서 특히 중요했습니다. 이것이 바로 MacDonald가 설명하는 이유입니다. “최초의 성경 지도가 취리히에서 출판된 것은 놀라운 일이 아닙니다.”

캠브리지 세인트 존스 칼리지의 연구원인 MacDonald는 문자 그대로의 읽기에 대한 관심이 증가함에 따라 지도는 성경의 사건들이 식별 가능한 장소에서 실시간으로 전개되었음을 보여주는 도구가 되었다고 지적합니다.

특정 종교적 이미지가 제한되었던 종교개혁의 맥락에서 성지 지도는 시각 자료로 받아들여질 수 있었고 신앙적인 의미를 지녔습니다.

MacDonald는 “그들이 갈멜 산, 나사렛, 요르단 강, 예리코에 멈춰 크라나흐의 지도를 바라보았을 때 사람들은 사실상 순례 여행을 떠나게 되었습니다.”라고 말합니다. “그들의 마음의 눈으로 그들은 지도를 가로질러 여행하면서 신성한 이야기를 접했습니다.”

성서의 오랜 진화의 전환점

맥도날드는 크라나흐 지도의 추가가 성경 발전의 중요한 이정표였으며 더 많은 인정을 받을 가치가 있다고 주장합니다. 다른 중요한 순간으로는 두루마리에서 제본된 책으로의 전환, 13세기 최초의 휴대 가능한 단권 성경(파리 성경)의 창설, 장과 절의 도입, 새로운 종교 개혁 서문, 18세기에 예언서가 히브리 시로 인정된 일 등이 있습니다. 맥도날드는 “성경은 결코 변하지 않는 책이 아닙니다.”라고 말합니다. “끊임없이 변화하고 있습니다.”

성경 지도가 현대 국경을 만드는 데 어떻게 도움이 되었는지

중세 지도에서 성지의 부족 구분은 기독교인의 영적 상속을 상징했습니다. 그러나 15세기 후반에 이르러 원래 성경 지도에 그려진 선이 더 넓은 세계의 지도로 퍼지기 시작했습니다. 이 선은 정치적 경계를 나타내게 되었습니다. 동시에 정치적 권위에 대한 이러한 새로운 개념이 성경 본문으로 다시 읽혀졌습니다.

“12개 지파의 영토를 묘사한 성경 지도는 이러한 사상을 발전시키고 확산시키는 데 강력한 역할을 했습니다.”라고 MacDonald는 말합니다. “현대적인 의미에서 정치적 경계에 관한 것이 아닌 텍스트는 민족 국가에 따른 하나님의 세계 질서의 예가 되었습니다.”

“지도 위의 선은 무한한 신의 약속보다는 정치적 주권의 한계를 상징하기 시작했습니다. 이는 지리적 공간에 대한 성경의 설명을 이해하는 방식을 변화시켰습니다.”

“국가에 대한 초기 근대 개념은 성경의 영향을 받았지만, 성서의 해석 자체는 근대 초기에 등장한 새로운 정치 이론에 의해 형성되었습니다. 성경은 변화의 주체이자 대상이었습니다.”

이러한 아이디어가 여전히 중요한 이유

“많은 사람들에게 성경은 국가와 국경에 대한 기본적인 믿음에 대한 중요한 지침으로 남아 있습니다.”라고 MacDonald는 말합니다. “그들은 이러한 사상이 성경적으로 승인된 것으로 근본적으로 참되고 옳다고 여깁니다.”

맥도날드는 헬리콥터를 타고 미국-멕시코 국경 상공을 비행하는 동안 국경 관리인이 이사야 6장 8절을 인용한 최근 미국 세관 및 국경 보호국 모집 영화를 지적합니다.

맥도날드 교수는 많은 사람들이 현대 국경을 마치 성경에 명확하게 정의된 것처럼 계속 취급하는 것에 대해 우려하고 있습니다. “내가 ChatGPT와 Google Gemini에게 국경이 성경적인지 물었을 때 둘 다 단순히 ‘예’라고 대답했습니다. 현실은 더 복잡합니다.”라고 그는 말합니다.

“어떤 집단이 사회를 조직하는 방식이 신성하거나 종교적인 토대를 갖고 있다고 주장하는 경우 우리는 우려해야 합니다. 왜냐하면 이러한 주장은 매우 다른 정치적 맥락에서 다양한 종류의 이데올로기적 주장을 하는 고대 문헌을 단순화하고 잘못 표현하는 경우가 많기 때문입니다.”

후속 데이터를 통해 이러한 물체가 엄청나게 멀리 떨어져 있다는 것이 분명해졌습니다. 우리에게 가장 가까운 것들도 빛이 도달하는 데 120억년이 걸렸습니다. 우주를 건너는 것도 시간을 거슬러 올라가는 것이기 때문에 우리는 그 물체들이 빅뱅 이후 대략 18억년 전인 120억년 전에 나타난 모습으로 보게 됩니다.

초기 이론은 거대하고 젊은 은하를 가리킨다

이 발견은 어려운 질문을 불러일으켰습니다. 천문학적 관측을 해석하기 위해 연구자들은 다양한 유형의 물체가 어떻게 생겼는지 설명하는 모델에 의존합니다. 천문학자들은 별을 중력에 의해 결합되어 핵융합을 통해 에너지를 생성하는 거대한 플라즈마 구체로 이해하기 때문에 자신 있게 별을 식별할 수 있습니다. 그들은 또한 이미지와 스펙트럼으로 알려진 빛의 상세한 측정에서 별이 어떻게 나타나는지 알고 있습니다. 물체의 모양과 스펙트럼이 모두 일치하면 안정적으로 분류할 수 있습니다.

작은 빨간 점들은 어떤 익숙한 범주와도 일치하지 않았기 때문에 천문학자들은 좀 더 극단적인 설명을 고려하기 시작했습니다. 초기 제안 중 하나는 이 물체가 두꺼운 먼지 층으로 인해 붉은 색을 띠는 엄청난 수의 별들로 가득 찬 비정상적으로 밀도가 높은 은하라고 제안했습니다. 이 밀도를 시각화하려면 각 면이 1광년인 입방체 안에 태양계를 배치한다고 상상해 보세요. 우리 우주 지역에서 그 입방체에는 태양만 포함될 것입니다. 제안된 은하계에서는 동일한 입방체에 수십만 개의 별이 들어 있을 것입니다.

은하수에서는 중심 핵만이 별의 밀도를 거의 비교할 수 없을 만큼 갖고 있으며, 그 지역에는 여전히 작은 빨간 점 모델에 필요한 별의 약 1000분의 1만 포함되어 있습니다. 만약 이 은하들이 빅뱅 이후 10억 년이 채 지나지 않아 태양 질량에 해당하는 수천억 개의 별들을 실제로 담고 있다면, 은하가 어떻게 형성되는지에 대한 기본 이론에 도전하게 될 것입니다. 공동 저자인 Bingjie Wang(Penn State University)은 “그런 은하의 밤하늘은 눈부시게 밝을 것입니다. 만약 이 해석이 유효하다면, 이전에 한 번도 관찰된 적이 없는 특별한 과정을 통해 별이 형성되었음을 의미합니다.”라고 말했습니다.

은하인가 활동적인 은하핵인가? 과학적 격차

논쟁이 빠르게 나타났습니다. 일부 연구자들은 별이 풍부하고 먼지가 많은 은하 아이디어를 선호하는 반면, 다른 연구자들은 작은 빨간 점들이 실제로 많은 양의 먼지로 가려진 활성 은하 핵이라고 주장했습니다. 활성 은하 핵은 물질이 은하 중심 블랙홀로 나선을 그리며 극도로 뜨거운 강착 원반을 형성할 때 발생합니다. 그러나 이 해석에도 문제가 있었다. 작은 붉은 점들의 스펙트럼은 알려진 먼지로 붉어지는 활성 은하 핵과 크게 달랐습니다. 이 시나리오에서는 JWST가 감지한 작은 빨간 점의 수를 고려할 때 이러한 물체가 매우 큰 질량을 가진 초거대 블랙홀을 호스팅해야 하며 그 수가 예상보다 훨씬 많습니다.

의견 차이에도 불구하고 천문학자들은 한 가지 점에 동의했습니다. 미스터리를 풀기 위해서는 더 많은 데이터가 필요했습니다. 초기 JWST 연구 결과는 이미지를 제공했지만 물리학을 이해하려면 물체가 다양한 파장에서 방출하는 빛의 양을 나타내는 스펙트럼이 필요했습니다. 주요 망원경의 시간 경쟁이 치열하기 때문에 그러한 관측을 확보하는 것은 어렵습니다. 작은 빨간 점의 의미가 분명해지자 많은 그룹이 관찰 시간을 요청하기 시작했습니다. 성공적인 제안 중 하나는 Max Planck Institute for Astronomy의 Anna de Graaff가 이끄는 RUBIES 프로그램이었습니다. 이는 “Red Unknowns: Bright Infrared Extragalactic Survey”의 약자입니다.

RUBIES 설문조사를 통해 극단적인 예가 밝혀졌습니다.

2024년 1월부터 12월까지 RUBIES 팀은 거의 60시간에 달하는 JWST 시간을 사용하여 4,500개의 먼 은하에 대한 스펙트럼을 수집하여 지금까지 가장 큰 JWST 분광 데이터 세트 중 하나를 생성했습니다. Raphael Hviding(MPIA)에 따르면, “그 데이터 세트에서 우리는 35개의 작은 빨간 점을 발견했습니다. 그 중 대부분은 이미 공개적으로 사용 가능한 JWST 이미지를 사용하여 발견되었습니다. 그러나 새로운 것은 가장 극단적이고 매혹적인 물체로 밝혀졌습니다.” 가장 놀라운 발견은 2024년 7월에 이루어졌습니다. 그들은 “절벽”이라고 명명한 엄청나게 먼 사례로, 그 빛은 우리에게 도달하기 위해 119억 년을 여행했습니다(적색편이 z=3.55). 그 특성은 그것이 작은 빨간 점 집단을 특히 강력하게 대표하고 따라서 그들에 관한 이론을 테스트하는 데 중요한 개체임을 시사했습니다.

Cliff라는 이름은 스펙트럼의 극적인 특징 때문에 붙여졌습니다. 일반적으로 자외선 영역에서 스펙트럼은 매우 가파른 상승을 보였습니다. 우주의 팽창으로 인해 그 파장은 원래 값의 거의 5배로 늘어나 우주적 적색편이라고 불리는 과정인 근적외선에 놓이게 되었습니다. 이러한 급격한 상승을 “발머 브레이크(Balmer break)”라고 합니다. 발머 틈은 일반 은하, 특히 새로운 별이 거의 없거나 전혀 형성되지 않는 은하에서 나타나지만 절벽에서 본 것보다 훨씬 약합니다.

알려진 모든 설명 테스트하기

비정상적으로 날카로운 Balmer 브레이크는 The Cliff를 작은 빨간 점에 대한 두 가지 주요 해석과 상충되게 만들었습니다. De Graaff와 그녀의 동료들은 그 특징을 재현하려고 시도하면서 물체의 스펙트럼에 대해 광범위한 은하계와 활동은하핵 모델을 테스트했습니다. 모든 모델이 실패했습니다.

Anna de Graaff는 “The Cliff의 극단적인 특성으로 인해 우리는 다시 초기 단계로 돌아가 완전히 새로운 모델을 생각해내게 되었습니다.”라고 말합니다. 이 무렵, 중국과 영국 연구자들의 2024년 9월 연구에서는 일부 발머 브레이크 특징이 별이 아닌 다른 출처에서 나올 수 있다고 제안했습니다. De Graaff의 팀은 관련 아이디어를 스스로 고려하기 시작했습니다. 발머 단절은 매우 뜨겁고 어린 단일 별의 스펙트럼뿐만 아니라 그러한 별이 많이 포함된 은하에서도 나타날 수 있습니다. 이상하게도 The Cliff는 전체 은하계의 스펙트럼보다 하나의 매우 뜨거운 별의 스펙트럼과 더 유사했습니다.

새로운 모델 등장: 블랙홀 별(BH)*

이 아이디어를 바탕으로 de Graaff와 그녀의 동료들은 BH*로 표기된 “블랙홀 별”이라고 부르는 새로운 개념을 도입했습니다. 이 모델에서 중앙 엔진은 강착 원반이 있는 초거대 블랙홀을 포함하는 활성 은하 핵이지만, 전체 시스템은 먼지 대신 방출된 빛을 붉게 만드는 두꺼운 수소 가스층으로 둘러싸여 있습니다. BH* 물체는 중심에 핵융합이 없기 때문에 진정한 별이 아닙니다. 그들 주변의 가스는 일반적인 별의 대기에서 발견되는 그 어떤 것보다 훨씬 더 격동적입니다. 그래도 기본적인 물리적 상황은 비슷합니다. 활성 은하 핵은 핵융합이 별의 외부 층을 가열하는 방식과 유사한 방식으로 주변 가스 봉투를 가열하여 유사한 외관을 생성합니다.

팀이 제시한 모델은 초기 개념 증명 역할을 합니다. 아직 데이터와 완벽하게 일치하지는 않지만 이전 모델보다 관찰된 특징을 더 성공적으로 재현합니다. The Cliff라는 이름에 영감을 준 스펙트럼의 가파른 상승은 활성 은하 핵 주위의 밀도가 높고 구형이며 난류인 가스 봉투로 설명될 수 있습니다. 이 해석이 정확하다면 절벽은 중앙 블랙홀 별이 지배하는 극단적인 경우를 나타내는 반면, 다른 작은 빨간 점들은 BH* 빛과 주변 별 및 가스의 빛이 다양한 혼합으로 포함되어 있을 것입니다.

빠른 초기 은하 성장에 대한 시사점

BH* 개체가 실제라면 또 다른 오랜 수수께끼를 해결하는 데 도움이 될 수 있습니다. 다소 작은 중간 질량 블랙홀에 대한 초기 이론적 연구에서는 이와 같은 가스로 둘러싸인 구성이 초기 우주에서 매우 빠른 블랙홀 성장을 가능하게 할 수 있다고 제안했습니다. JWST는 이미 초기에 비정상적으로 거대한 블랙홀에 대한 증거를 공개했습니다. 만약 초대질량 블랙홀 별이 비슷한 방식으로 성장한다면, 그들은 급속한 성장을 설명하는 새로운 메커니즘을 제공할 수 있을 것입니다. BH* 물체가 이를 달성할 수 있는지 여부는 여전히 불확실하지만, 만약 가능하다면 초기 은하 진화 모델에 큰 영향을 미칠 것입니다.

이러한 유망한 통찰력에도 불구하고 주의가 필요합니다. 결과는 완전히 새로운 것이며 동료 검토 저널에 승인된 후에만 과학 연구를 보고하는 표준 관행을 따릅니다. 이러한 아이디어가 널리 받아들여질지 여부는 앞으로 몇 년 동안 수집된 추가 증거에 달려 있습니다.

남아있는 미스터리와 미래의 관찰

새로운 발견은 The Cliff의 극단적인 발머 브레이크(Balmer break)를 설명할 수 있는 최초의 모델을 제공함으로써 중요한 진전을 의미합니다. 그러나 그들은 또한 새로운 질문을 제기합니다. 애초에 어떻게 그런 블랙홀 별이 형성될 수 있었습니까? (특히 블랙홀이 가스를 소비하고 어떻게든 보충되어야 하기 때문에) 특이한 가스 봉투가 오랜 기간 동안 지속될 수 있도록 하는 것은 무엇입니까? The Cliff의 다른 스펙트럼 특성은 어떻게 발생합니까?

이러한 문제를 해결하려면 이론적 모델링과 더 많은 관찰이 필요합니다. De Graaff 팀은 이미 The Cliff와 기타 특히 흥미로운 작은 빨간 점을 표적으로 삼아 내년에 JWST 후속 관찰을 계획하고 있습니다.

이러한 미래 연구는 블랙홀 별이 실제로 초기 은하계를 형성하는 데 역할을 했는지 여부를 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 가능성은 흥미롭지만 확정된 것과는 거리가 멀다.

배경 및 연구팀

여기에 설명된 연구는 A. de Graaff et al., “놀라운 루비: 진화된 별이 아닌 밀도 높은 가스에서의 흡수가 z = 3.5에서 작은 빨간 점의 극단적인 발머 브레이크를 구동합니다”로 출판이 승인되었습니다. 천문학 및 천체 물리학. RUBIES 조사에서 얻은 더 넓은 Little Red Dots 샘플을 제시하는 Raphael Hviding이 주도한 동반 논문도 같은 저널에 “RUBIES: A spectroscopic census of little red dots — V자형 연속체를 가진 모든 점 광원에는 넓은 선이 있습니다.”라는 제목으로 출판되었습니다.

참여한 연구원으로는 Max Planck Institute for Astronomy의 Anna de Graaff, Hans-Walter Rix 및 Raphael E. Hviding과 Gabe Brammer(Cosmic Dawn Center), Jenny Greene(Princeton University), Ivo Labbe(Swinburne University), Rohan Naidu(MIT), Bingjie Wang(Penn State University 및 Princeton University) 및 기타 공동 작업자가 있습니다.

“이것이 이 논문의 주요 결론입니다. 표적화된 영향에 대한 표적화된 예측이 있다는 것입니다.”라고 피코워 학습 및 기억 연구소와 MIT 뇌 및 인지과학과의 Paul 및 Lilah Newton 교수이자 수석 저자인 Mriganka Sur가 말했습니다.

맞춤형 전두엽 신호 조사

Sur의 동료인 MIT의 Earl K. Miller를 포함한 과학자들은 전두엽 피질이 뇌의 더 뒤쪽 영역의 활동을 안내할 수 있다고 오랫동안 제안해 왔습니다. 해부학적 증거가 이 아이디어를 뒷받침하는 반면, 새로운 연구의 목표는 전두엽 피질이 하나의 광범위한 유형의 신호를 보내는지 아니면 대신 다른 대상 영역에 대해 고유한 메시지를 생성하는지 여부를 결정하는 것이었습니다. 수석 저자이자 Sur Lab 박사후 연구원인 Sofie ährlund-Richter는 어떤 특정 뉴런이 이러한 신호를 수신하는지, 그리고 통신이 다운스트림 처리에 어떻게 영향을 미치는지 확인하려고 했습니다.

다양한 전두엽 영역은 다양한 역할을 수행합니다

팀은 여러 가지 새로운 통찰력을 확인했습니다. 전두엽 피질의 두 영역인 안와전두피질(ORB)과 전대상피질(ACA)은 각성 및 움직임에 대한 정보를 다른 두 영역인 일차 시각 피질(VISp)과 일차 운동 피질(MOp)에 전달하는 것으로 밝혀졌습니다. 이러한 메시지에는 독특한 효과가 있는 것으로 보입니다. 예를 들어, 각성이 높을수록 VISp가 시각적 표현을 선명하게 만드는 데 도움이 되는 ACA의 경향이 증가했습니다. 그러나 ORB는 각성이 매우 높을 때만 영향력을 발휘했으며, ORB의 참여는 시각적 인코딩의 명확성을 감소시키는 것으로 나타났습니다. ährlund-Richter에 따르면 ACA는 각성이 증가함에 따라 뇌가 잠재적으로 의미 있는 시각적 세부 사항에 집중하는 데 도움이 될 수 있는 반면, ORB는 주의를 산만하게 하거나 지나치게 강한 자극에 대한 주의를 줄이는 역할을 할 수 있습니다.

“이 두 PFC 하위 지역은 서로 균형을 이루고 있습니다”라고 ährlund-Richter는 말했습니다. “하나는 더 불확실하거나 감지하기 어려운 자극을 강화하는 반면, 다른 하나는 관련성이 없는 강한 자극을 약화시킵니다.”

뇌 회로 매핑 및 모니터링

관련 경로를 더 잘 이해하기 위해 ährlund-Richter는 VISp 및 MOp를 사용하여 ACA 및 ORB 형태의 연결에 대한 자세한 해부학적 추적을 수행했습니다. 추가 실험에서 쥐는 다양한 대비 수준에서 구조화된 이미지나 자연주의 영화를 보면서 바퀴 위에서 자유롭게 달렸습니다. 특정 순간에 작은 공기 퍼프가 동물의 각성 수준을 높였습니다. 이러한 작업 전반에 걸쳐 연구자들은 ACA, ORB, VISp 및 MOp의 뉴런 활동을 기록했으며 특히 전두엽과 후방 영역을 연결하는 축삭을 따라 이동하는 신호에 주의를 기울였습니다.

추적 작업에 따르면 ACA와 ORB는 각각 단일 세포 클래스가 아닌 대상 지역의 다양한 세포 유형과 통신하는 것으로 나타났습니다. 그들은 또한 뚜렷한 공간 패턴으로 연결됩니다. VISp에서 ACA는 주로 레이어 6을 대상으로 한 반면 ORB는 주로 레이어 5와 통신했습니다.

각성과 움직임이 시각적 처리를 어떻게 변화시키는가

팀이 전송된 정보와 신경 활동을 조사했을 때 몇 가지 일관된 패턴이 나타났습니다. ACA 뉴런은 ORB 뉴런보다 더 자세한 시각적 정보를 전달했으며 대비 변화에 더 잘 반응했습니다. ACA 활동은 또한 각성 수준과 밀접하게 추적되는 반면 ORB는 각성이 높은 임계값에 도달한 경우에만 반응했습니다. MOp에 신호를 보낼 때 두 영역 모두 실행 속도에 대한 정보를 전달했습니다. 그러나 VISp에 신호를 보낼 때는 마우스가 움직이고 있는지 아니면 정지되어 있는지만 표시했습니다. 두 전두엽 영역은 또한 각성에 대한 정보와 소량의 시각적 세부 정보를 MOp에 전달했습니다.

이러한 의사소통이 시각 처리에 어떤 영향을 미치는지 확인하기 위해 연구원들은 ACA와 ORB에서 VISp로 이어지는 경로를 일시적으로 차단했습니다. 이를 통해 VISp 뉴런이 이러한 입력 없이 어떻게 반응하는지 측정할 수 있었습니다. 그들은 ACA와 ORB가 마우스의 움직임과 각성 수준에 따라 시각적 인코딩에 구체적이고 반대되는 효과를 발휘한다는 것을 발견했습니다.

전두엽 피드백의 특수 모델

“우리의 데이터는 PFC 하위 영역과 그 목표의 수준 모두에 특화된 PFC 피드백 모델을 지원하여 각 영역이 전 세계적으로 이를 조정하는 대신 목표별 피질 활동을 선택적으로 형성할 수 있도록 합니다.”라고 저자는 썼습니다. 뉴런.

연구팀에는 Sur와 ährlund-Richter 외에도 Yuma Osako, Kyle R. Jenks, Emma Odom, Haoyang Huang 및 Don B. Arnold가 포함되었습니다.

이 작업은 Wenner-Gren 재단의 박사후 연구원, 국립 보건원 및 Freedom Together 재단의 지원을 받았습니다.

그들의 연구는 네이처커뮤니케이션즈.

정보 전송을 위한 작은 플랫폼으로서의 양자점

IHFG 대표이자 IHFG 대변인인 Peter Michler 교수는 “세계 최초로 두 개의 서로 다른 양자점에서 발생하는 광자 간에 양자 정보를 전달하는 데 성공했습니다.”라고 말했습니다. Quantenrepeater.Net (QR.N) 연구 프로젝트. 이것이 왜 중요한지 이해하려면 의사소통이 어떻게 이루어지는지 살펴보는 것이 도움이 됩니다. 누군가 WhatsApp 메시지를 보내든 비디오를 스트리밍하든 데이터는 항상 0과 1에 의존합니다. 양자 통신은 비슷한 아이디어를 따르지만 개별 광자가 정보 전달자 역할을 합니다. 0 또는 1은 광자의 편광 방향(즉, 수평 및 수직 방향 또는 두 상태의 중첩 방향)을 통해 인코딩됩니다. 광자는 양자역학에 따라 행동하기 때문에 탐지 가능한 흔적을 남기지 않고서는 광자의 편광을 측정할 수 없습니다. 메시지를 가로채려는 모든 시도가 노출됩니다.

광섬유용 양자 네트워크 준비

또 다른 중요한 문제는 오늘날의 인터넷 인프라와의 호환성과 관련이 있습니다. 저렴한 양자 인터넷은 현재 사용되는 것과 동일한 광섬유에 의존합니다. 그러나 광섬유를 통해 이동하는 빛은 제한된 거리에서만 전송될 수 있습니다. 기존 신호는 광 증폭기를 사용하여 대략 50km마다 새로 고쳐집니다. 양자 정보는 증폭되거나 복사될 수 없습니다. 이는 이 접근 방식이 작동하지 않음을 의미합니다. 대신, 양자 물리학은 정보 자체가 알려지지 않은 한 한 광자에서 다른 광자로 정보를 전송할 수 있게 해줍니다. 이 현상을 양자 순간이동이라고 합니다.

장거리 전송용 양자중계기 개발

양자 순간이동을 활용하기 위해 과학자들은 양자 정보가 광섬유에서 사라지기 전에 갱신할 수 있는 양자 중계기를 설계하고 있습니다. 이러한 중계기는 양자 인터넷에서 필수 노드로 작동합니다. 그것들을 만드는 것은 어려웠습니다. 순간 이동을 위해서는 광자가 타이밍 및 색상과 같은 속성이 거의 동일해야 합니다. 이러한 광자를 생성하는 것은 별도의 소스에서 나오므로 어렵습니다. IHFG의 과학자이자 이번 연구의 제1저자인 팀 스트로벨(Tim Strobel)은 “다른 양자점에서 나온 빛 양자는 너무 어렵기 때문에 이전에 순간이동된 적이 없었다”고 말했다.

QR.N의 일환으로 그의 팀은 서로 밀접하게 일치하는 광자를 방출하는 반도체 광원을 개발했습니다. Strobel은 “이러한 반도체 섬에는 원자처럼 특정한 고정된 에너지 준위가 존재합니다.”라고 말했습니다. 이 설정을 통해 잘 정의된 특성을 가진 개별 광자를 생성할 수 있습니다. “드레스덴에 있는 라이프니츠 고체 및 재료 연구 연구소의 우리 파트너는 최소한으로만 다른 양자점을 개발했습니다”라고 그는 덧붙입니다. 이를 통해 서로 다른 두 위치에서 거의 동일한 광자를 생성할 수 있습니다.

서로 다른 소스의 광자 간 정보 순간 이동

슈투트가르트 대학에서 연구진은 광자의 편광 상태를 하나의 양자점에서 두 번째 양자점에 의해 생성된 광자로 성공적으로 순간이동시켰습니다. 한 점은 단일 광자를 방출하고 다른 점은 얽힌 광자 쌍을 생성합니다. “얽힘”은 두 광자가 물리적으로 떨어져 있을 때에도 단일 양자 상태를 공유한다는 것을 의미합니다. 쌍의 광자 하나가 두 번째 양자점으로 이동하여 광자와 상호 작용합니다. 두 개가 겹칠 때, 그 중첩은 원래 광자의 정보를 얽힌 쌍의 멀리 있는 파트너에게 전달합니다.

이 성과의 핵심 요소는 광자 간의 작은 주파수 불일치를 조정하는 장치인 “양자 주파수 변환기”를 사용하는 것이었습니다. 이 변환기는 자를란트 대학교(Saarland University)의 양자 광학 전문가인 Christoph Becher 교수가 이끄는 팀이 설계했습니다.

더 먼 거리와 더 높은 정확도를 향한 노력

Michler는 “서로 다른 양자점의 광자 간에 양자 정보를 전송하는 것은 더 먼 거리를 연결하는 중요한 단계입니다.”라고 설명합니다. 이번 실험에서는 두 개의 양자점을 약 10m 길이의 광섬유로 연결했다. “그러나 우리는 훨씬 더 먼 거리를 달성하기 위해 노력하고 있습니다”라고 Strobel은 말합니다.

이전 연구에서는 이미 양자점 광자 사이의 얽힘이 슈투트가르트 도심을 통과하는 36km 전송에서 살아남을 수 있음을 보여주었습니다. 팀은 또한 현재 70%를 조금 넘는 순간이동 성공률을 높이는 것을 목표로 하고 있습니다. 각 양자점 내의 변화는 여전히 광자에 작은 불일치를 유발합니다.

“우리는 반도체 제조 기술을 발전시켜 이를 줄이고 싶습니다”라고 Strobel은 말합니다. IHFG의 그룹 리더이자 연구 코디네이터 중 한 명인 Simone Luca Portalupi 박사는 “이 실험을 달성하는 것은 오랜 야망이었습니다. 이러한 결과는 수년간의 과학적 헌신과 진보를 반영합니다. 기초 연구에 초점을 맞춘 실험이 어떻게 실제 응용을 향한 첫 걸음을 내딛는지 보는 것은 매우 흥미롭습니다.”라고 덧붙였습니다.

양자중계기 기술 구축을 위한 범국가적 노력

양자 중계기에 대한 연구는 “연방 연구 기술 우주부(BMFTR)로부터 자금을 지원받습니다.Quantenrepeater.Net (QR.N)” 프로젝트입니다. 자를란트 대학이 조정한 QR.N 네트워크에는 광섬유 네트워크에서 양자 중계기 기술을 개발하고 테스트하기 위해 협력하는 대학, 연구 기관 및 업계의 42개 파트너가 포함되어 있습니다. 이 프로그램은 BMFTR(이전 BMBF)의 지원을 받는 이전 “Quantenrepeater.Link(QR.X)” 이니셔티브의 결과를 기반으로 하며, 이는 2021년부터 2024년까지 전국적인 양자 중계기의 기반을 마련하는 데 도움이 되었습니다. 슈투트가르트 대학의 과학자들은 두 가지 노력 모두에서 중심적인 역할을 해왔습니다.

양자 순간이동 실험은 드레스덴의 라이프니츠 고체 및 재료 연구 연구소(IFW)와 자를란트 대학의 양자 광학 연구 그룹의 도움을 받아 반도체 광학 및 기능 인터페이스 연구소(IHFG)의 주도하에 수행되었습니다.