探测引力波的挑战在于它们在时空中造成的极小扭曲,而这些扭曲很容易被环境噪声掩盖。克服这些挑战需要先进的技术来降低地震活动、热波动和其他来源的噪声(Abbott 等人,2016 年)。一些关键策略包括:首先,地震隔离:LIGO、Virgo 和 KAGRA 中的悬挂镜被设计为与地面振动隔离。多层悬挂系统(包括主动阻尼机制)有助于保护镜子免受地震干扰(Thorne,2017 年);其次,真空系统:这些探测器中的激光束穿过长真空管,以防止空气分子散射,从而将噪声引入测量中。
电化学能源转换技术在太空任务中起着至关重要的作用,例如在国际空间站(ISS)的环境控制和生命支持系统(ECLSS)中。它们对于未来的氧气,燃料和化学生产的长期太空旅行也至关重要,在这种氧气,燃料和化学生产中,不可能从地球上重新供应资源。在这里,我们提供了当前现有的电解能转化技术,用于空间应用,例如质子交换膜(PEM)和碱性电解仪系统。我们讨论了这些设备中的界面过程受到减少的重力影响,并对电解系统的未来应用提供了前景,例如,现场资源利用率(ISRU)技术。还讨论了计算建模的观点,以预测减少的重力环境对管理电化学过程的影响,并提出了实验建议,以更好地理解降低引力环境中燃气气泡形成和脱离等效率效应过程。
引力退相干 (GD) 是指引力在驱动量子系统经典外观方面的作用。由于底层过程涉及广义相对论 (GR)、量子场论 (QFT) 和量子信息中的问题,因此 GD 具有根本的理论意义。有各种各样的 GD 模型,其中许多涉及与 GR 和/或 QFT 不同的物理学。本概述有两个具体目标和一个中心主题:(i) 提出基于 GR 和 QFT 的 GD 理论并探索它们的实验预测;(ii) 将其他 GD 理论置于 GR 和 QFT 的审查之下,并指出它们的理论差异。我们还描述了未来几十年太空中的 GD 实验如何在两个层面提供证据:(a) 区分替代量子理论和非 GR 理论;(b) 辨别引力是基本理论还是有效理论。
结合重力和量子一直是基本物理学中的主要未解决问题。已经开发了量子重力理论(字符串理论,循环量子重力等),但是(1)不同学校之间没有一致,并且(2)没有共识,每个人都暗示[可能夸张,但没有太多)。也有彭罗斯(Penrose)和其他未量化引力的崩溃理论。
量子极值表面处方 [ 13 ] 在推导蒸发黑洞的 Page 曲线方面发挥了重要作用 [ 4 , 5 , 36 , 37 ]。从更广泛意义上讲,这强调了在量子引力背景下全面理解熵的重要性。揭示反德西特/共形场论 (AdS/CFT) 对应机制的关键一步在于精确确定有关体积自由度的信息如何在边界上编码。最近,算子代数的使用已经成为一种很有前途的工具,用于阐明量子引力、熵和信息之间的联系 [ 28 , 29 , 34 , 35 ]。特别是,适当考虑黑洞背景下的引力动力学自然会得出 II 型冯诺依曼代数 [ 10 , 47 ]。这些结果已经扩展到各个方向,例如其他时空[ 7 , 11 , 19 , 26 ]或其子区域[ 2 , 22 , 30 ],各种设置[ 1 , 8 , 14 , 17 , 24 , 25 , 38 ]和量子混沌领域[ 16 , 18 , 33 ]。最近回顾与本文相关的理论方面的文章包括[ 42 , 43 , 45 , 46 ]。由此产生的引力代数似乎编码了量子引力中预期的大多数相关属性。一些涉及引力的过程,如黑洞蒸发,发生在平衡态之外。虽然平衡热力学对于理解黑洞物理和引力起到了重要作用,但某些过程需要脱离这一机制。冯·诺依曼代数在近来的发展中扮演着至关重要的角色,它为非平衡统计力学的形式主义提供了一条途径。在本文中,我们朝着这个方向迈出了第一步,将研究非平衡量子统计力学的一般设置(如 [ 6 , 20 , 39 ] 中所述)应用于全息背景下的引力代数。我们首先通过将引力代数耦合到外部库来实现这一点。这种耦合的实现要求引力代数与 [ 47 ] 的正则系综形式主义相关联。这样的引力代数是 II ∞ 型代数,由 III 1 型代数的交叉积产生。从物理上讲,这个交叉积对应于在边界理论中加入 1 / N 修正。虽然将边界理论与库耦合涉及一个简单的
2021理事委员会西里莎·班德拉(Sirisha Bandla)维珍银河银河系托马斯·格雷厄姆(Thomas Graham)圭尔夫·卡斯特里(Thomas Graham)。Gioia Massa NASA KSC Jeff Willy Wake Forest University William Meer Usra,Cleveland俄亥俄州Michael Roberts Iss Iss-NL/Casis sarah Sarah Swanson Univ,威斯康星州麦迪逊 - 麦迪逊·艾伦佛罗里达大学
地面、低地球轨道及更远的地方 人类航天的下一步是重返月球和火星。几十年来,人类都没有飞越过范艾伦带。为了准备在低地球轨道 (LEO) 之外进行更长时间的人类任务,还有很多工作要做。新技术为研究和科学发现提供了机会,使人类能够安全地深入太空。使用低地球轨道上的微重力平台,例如国际空间站这个月球门户,可以利用我们国家的能力来克服各种复杂而困难的生物医学、物理科学和工程相关的挑战。美国政府对研究的战略性、富有成效和不间断的承诺对于利用太空环境推进美国科学和创新议程至关重要。微重力研究在生物学和物理科学中的重要性 生物学和物理科学中的基础微重力研究是通向创新生物学和技术突破的渠道。
根据相对论,理想时钟的读数被解释为沿着它在时空中的经典轨迹所经过的固有时。相反,量子理论允许将许多同时的轨迹与一个量子钟关联起来,每个轨迹都有适当的权重。在这里,我们研究叠加原理如何影响简单时钟(一个衰减的两能级原子)观察到的引力时间膨胀。将这样的原子置于位置叠加中使我们能够分析量子贡献对自发辐射中经典时间膨胀的表现。特别地,我们表明,在引力场中分离波包的相干叠加中制备的原子的发射率不同于这些波包的经典混合中原子的发射率,这引起了量子引力时间膨胀效应。我们证明了这种非经典效应也表现为原子内部能量的分数频率偏移,该偏移在当前原子钟的分辨率范围内。此外,我们还展示了空间相干性对原子发射光谱的影响。
摘要我们表明,对于重力异常的二维理论而言,纠缠的标准概念并未定义,因为它们不接受希尔伯特空间的局部张量分支到局部希尔伯特空间中。定性地,如果有不同数量的状态在两个相反的方向上传播,则模块化流量不能在有限的区域始终如一和单位作用。我们通过将其分解为两个观察来确切化:首先,二维形式的保形场理论在空间上只有在没有异常的情况下,才能在空间上进行一致的量化。第二,局部张力分解始终导致定义一致,统一,能量的边界条件。作为推论,我们建立了对所有二维统一局部量子界理论的尼尔森 - 尼诺亚定理的概括:除非其引力静脉消失,否则在二维中没有连续的量子界面理论。我们还表明,结论可以通过减小的四个非趋势签名来推广到六个维度。我们主张这些点可用于理论上重新解释引力异常量子信息,作为对量子信息定位的基本障碍。
量子力学改变了我们看待物理世界的方式。在过去的二十年里,物理系统的量子特征也成为不同技术分支的资源[1,2]。特别是当计量学遇到量子力学时,一系列新特征被用来提高物理测量的精度,并构想出新的量子增强协议来表征信号和设备[3-5]。相对论也改变了物理学的范式,并找到了相关的技术应用[6]。因此出现了一个问题:是否可以联合利用相对论和量子力学特征来提高物理测量的精度。在本文中,我们遵循这一想法并证明一个典型的相对论特征——引力时间膨胀,确实可以代表一种资源,它可以与量子叠加一起使用,以提高估计引力常数或其变化的精度。