science
Les physiciens utilisent un nouveau modèle d’état absorbé pour étudier l’emballage fermé aléatoire
Emballage aléatoire dense de roulements à billes en acier, que Bernal a appelé en 1960 « emballage fermé aléatoire ». Crédit : BERNAL, J., MASON, J. Nature 188, 910-911 (1960). 10.1038 / 188910a0
L’emballage sphérique, un problème mathématique dans lequel des domaines non chevauchants sont disposés dans un espace donné, a été largement étudié dans le passé. Il a été montré que le tassement le plus dense possible est un cristal cubique à faces centrées (FCC) avec une fraction de remplissage de l’espace de ϕFCC = π/√18≈0,74.
En revanche, le compactage aléatoire plus intense, appelé compactage aléatoire proche (RCP), est encore mal défini. Cependant, des études et des simulations antérieures ont prédit que la taille de la fraction était ϕRCP≈0,64.
Des chercheurs de l’Université de New York et du Technion-Israel Institute of Technology ont récemment mené une étude visant à approfondir les propriétés de la RCP, en utilisant un nouveau modèle d’état d’absorption qu’ils ont développé. Leur article a été publié en messages d’examen physique, a confirmé les prédictions originales de la valeur RCP, tout en représentant également RCP comme une transition de phase dynamique.
L’œuvre s’inspire d’une série de Expériences de David Payne et Jerry Golub sur la réversibilité des suspensions de particules dans un écoulement de cisaillement périodique. L’un des physiciens de l’équipe, Paul M. Chikin, récemment Il a inventé un modèle appelé Random Organization (RO)., ce qui explique les résultats recueillis par Pine et Gollub en termes de transition de phase dynamique entre l’état de repos et l’état actif.
En utilisant le modèle d’osmose inverse et d’autres modèles d’état absorbé similaires, Dove Levine et Danielle Hexner l’ont montré Sam Wilkin, l’un des chercheurs qui a mené l’étude, a déclaré à Phys.org que dans la phase critique, ces modèles sont hypermorphiques, un trait souvent associé à des fluctuations d’intensité de décoloration à grande échelle. Dans ma lettre et dans un article ultérieur. Dans mon article, j’ai étendu le modèle RO aux interactions aversives et je l’ai renommé Biased Random Organization (BRO) pour obtenir un ajustement quantitatif pour mes expériences sur les suspensions dissociées. «
Les modèles d’état d’absorption sont dérivés de modèles de jeu qui décrivent la propagation ou le confinement de virus ou de maladies. Ces modèles de jeu montrent que dans les zones à haute densité (c’est-à-dire les zones densément peuplées), les particules (c’est-à-dire les personnes) interfèrent (c’est-à-dire les personnes) et sont considérées comme actives (c’est-à-dire infectées).
Les particules énergétiques reçoivent alors des déplacements aléatoires et sont dispersées dans un certain espace, pour réduire leur densité et leur activité jusqu’à ce qu’elles finissent par devenir inactives ou mourir. Alternativement, il peut infecter les régions adjacentes, inactives et d’absorption dans lesquelles il n’y avait pas d’interférences antérieures dans l’activité.
Wilkin a expliqué que « la compétition entre contagion et dilution détermine le sort du système, qui soit trouve une configuration dans laquelle les particules ne se chevauchent pas (un état d’absorption), soit évolue constamment à perpétuité (état stationnaire actif). Ces états différenciés dynamiquement. sont séparés par un point critique (ici une densité critique) caractéristique d’une transition de phase du second ordre. »
RO, le modèle développé par Chaikin, est l’un des premiers modèles d’un état d’absorption continue (c’est-à-dire accédant à un continuum d’espace), contrairement aux modèles en treillis (c’est-à-dire aux modèles physiques spécifiquement définis sur un réseau). Le modèle BRO, introduit par Wilkin dans sa thèse, mélange les déplacements répulsifs aléatoires et dirigés de particules énergétiques et augmente ainsi la densité critique du système.
Le modèle BRO a été développé à l’origine dans le but d’étudier les structures des suspensions diluées. Cependant, Wilkin et ses collègues ont estimé nécessaire d’étudier les états critiques les plus denses possibles pour le modèle, car les faisceaux denses de particules sont un problème de physique particulièrement ancien et fondamental.
« Étonnamment, notre modèle ne se cristallise pas dans la limite d’état critique dense, où il y a de petits déplacements, et se rapproche plutôt de ce qu’on appelle l’emballage fermé aléatoire (RCP) », a déclaré Wilkin. « Dans ce travail, nous montrons que le modèle BRO appartient à une classe bien étudiée de modèles d’états absorbés appelée la classe Manna, qui partage des fondements dynamiques globaux tels que la mise à l’échelle des particules des particules intermédiaires du côté actif de la transition, comme ainsi que la différence de loi de force au moment d’arriver à un état stable près du point critique.
Dans leur étude, Wilkin et ses collègues ont découvert que les états critiques à de petits volumes de déplacement non seulement approchaient le RCP dans la fraction volumique, mais montraient également des comportements structurels non associés auparavant au RCP. Ces comportements comprenaient l’espacement de la fonction d’association de paires de voisins les plus proches, ainsi que la coordination d’équilibre (Z = 6, en moyenne par particule six voisins de contact).
« De plus, nous montrons que le long terme Fluctuations de densité (dans S(q)) des états critiques vont à zéro dans la limite de magnitude en tant que loi de puissance (S(q) ~ q^alpha), où alpha est un exposant universel de la classe Manna », a déclaré Wilkin. Nous pensons que l’association de RCP avec la transition de phase dynamique de la classe Manna permet un chemin plus clair pour étudier mathématiquement RCP, d’autant plus que les modèles de simulation précédemment étudiés, tels que Lubachevsky-Stillinger et la relaxation de balle molle, produisent des corrélations de densité structurellement identiques.
Les chercheurs ont découvert que les simulations et les modèles théoriques précédents convergent dans le RCP, indiquant qu’il s’agit d’un cas particulier, comme le physicien J.D. Bernal l’a d’abord émis l’hypothèse en 1960. Fait intéressant, dans le modèle BRO utilisé par Wilkin et ses collègues, le RCP est apparu comme la densité la plus élevée. point critique. D’autres approches actuelles décrivant la RCP imposent des limitations telles que l’uniformité, la distorsion et l’hyper-uniformité, qui sont toutes des propriétés émergentes du modèle des chercheurs BRO.
À l’avenir, les travaux pourraient inspirer d’autres études axées sur les RCP et les applications de leur modèle dans le problème de la mobilisation sur le terrain. Jusqu’à présent, l’équipe a principalement exploré les caractéristiques structurelles et dynamiques du modèle BRO dans les systèmes de dispersion bidimensionnelle 2D et 3D de dispersion unidimensionnelle, mais bientôt elle souhaite également utiliser Modèle Pour vérifier d’autres systèmes.
« Dans des études préliminaires, nous avons constaté qu’en BRO 1D et 2D, cela conduit à des phases cristallines étroitement emballées, tandis qu’en 3D et 4D, cela conduit à un emballage désorganisé », a déclaré Wilkin. « L’introduction du cisaillement dans la simulation 3D BRO conduit à la cristallisation et cela indique le rôle intéressant que la dimensionnalité et l’isotropisme jouent dans la géométrie et la frustration du faisceau de champ. À l’avenir, nous prévoyons d’étudier ces rôles ainsi que les implications pour l’entropie de composition des états aléatoirement emballés . »
Un remplissage rapproché aléatoire comme transition dynamique. messages d’examen physique(2021). DOI : 10.1103/PhysRevLett.127.038002.
Organisation aléatoire dans des systèmes pilotés périodiquement. Physique de la nature(2008). DOI : 10.1038 / nphys891.
Uniformité excessive des états d’absorption critiques. messages d’examen physique(2015). DOI : 10.1103/PhysRevLett.114.110602.
Structures hypermorphiques formées en coupant des suspensions colloïdales. messages d’examen physique(2020). DOI : 10.1103/PhysRevLett.125.148001.
Chaos et seuil d’irréversibilité dans les systèmes de suspension cisaillés. tempérer la nature(2005). DOI : 10.1038 / nature04380.
© 2021 Réseau Science X
la citation: Des physiciens utilisent un nouveau modèle d’état absorbé pour étudier l’emballage fermé aléatoire (2021, 31 août) Récupéré le 31 août 2021 de https://phys.org/news/2021-08-physicists-absorbing-state-random.html
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29 août 2024
Le chef du commandement spatial américain espère que la prochaine fois que la Chine lancera un missile laissant derrière elle des débris spatiaux de longue durée, Pékin avertira Washington à l’avance, plutôt que de laisser les États-Unis découvrir par eux-mêmes le chaos orbital.
Parlez dans L’efficacité du Mitchell Institute for Aerospace Studies Lors d’une réunion à la base spatiale Peterson, au Colorado, le 28 août, le général Stephen N. Whiting a souligné deux incidents récents impliquant des débris spatiaux chinois comme étant une source de préoccupation et la nécessité d’améliorer la communication à l’avenir.
« Nous venons de voir le lancement de leur version de Constellation du soleil « Cela a laissé plus de 300 débris en orbite – une fusée Longue Marche 6A », a déclaré Whiting. « Il y a moins de deux ans, ils avaient une autre fusée, qui a mis plus de 500 débris à longue durée de vie… J’espère que la prochaine fois. que « Dans un missile comme celui-ci, il laisse beaucoup de débris. Ce ne sont pas nos capteurs qui détectent cela en premier, mais nous obtenons des communications qui nous aident à comprendre cela, tout comme nous communiquons avec les autres. »
L’incident le plus récent impliquant une fusée Longue Marche 6A s’est produit au début du mois, lorsque le lanceur transportait les 18 premiers satellites d’une constellation de communications prévue pour rivaliser avec Starlink. La fusée s’est brisée en orbite terrestre basse (LEO) quelques jours plus tard, répandant des débris et suscitant des inquiétudes parmi les experts. La société privée de suivi spatial a rapporté que la désintégration pourrait produire plus de 10… 900 épaves shrapnel.
Whiting a noté que les débris provenaient de l’étage supérieur de la fusée après le lancement des satellites, indiquant que la mission était « généralement réussie ». Cependant, à des altitudes plus élevées, les débris resteront en orbite plus longtemps.
« Nous ne voulons certainement pas voir ce genre de débris », a ajouté Whiting.
Les débris se trouvent généralement sur des orbites inférieures à 600 km (373 miles). Il revient sur Terre après quelques annéesÀ une altitude de 800 km, sa décomposition peut prendre des siècles. Avec de plus en plus de satellites en orbite terrestre basse et des débris persistants provenant de lancements peu judicieux, La probabilité de collisions continue d’augmenter.
Selon le général à la retraite Kevin Shelton, directeur du Centre d’excellence sur l’énergie spatiale du Mitchell Institute, les États-Unis ont déjà eu des problèmes similaires avec des débris à haute altitude, mais ont commencé à évacuer le carburant et les gaz des étages de fusée avant d’entrer en orbite. Cette pratique réduisait les débris et le risque de désintégration, et la Russie l’adopta peu après. Whiting a déclaré qu’on ne savait pas actuellement si la Chine utilisait cette méthode.
« Depuis des décennies, les États-Unis s’intéressent tellement à l’espace que nous avons mis la grande majorité de nos données de suivi à la disposition du monde entier », a déclaré Whiting. « Chaque jour, nous analysons tous les satellites actifs à la recherche de tous ces débris, et nous en informons tout le monde, y compris les Chinois et les Russes… parce que nous ne voulons pas que les satellites heurtent des débris et laissent derrière eux d’autres débris. »
Le développement rapide des capacités spatiales et l’augmentation significative des déploiements de satellites par la Chine et la Russie restent une préoccupation majeure quant à la manière dont les États-Unis abordent le domaine spatial. Chef adjoint des opérations spatiales, le général Michael A. Gotlin a souligné que les récentes mesures prises par ces pays prouvent leur intention d’opérer de manière dangereuse dans ce domaine.
« Ils créent beaucoup de débris et d’orbites que nous devons contourner, ou ils mettent en danger des choses comme la Station spatiale internationale », a déclaré Gotlin lors du Sommet AFCEA/INSA sur le renseignement et la sécurité nationale à Rockville, Maryland, le 28 août. Il a ajouté : « Ils ne se soucient même pas de la sécurité des astronautes. Si ce n’est pas dangereux et non professionnel, je ne sais pas ce que c’est. »
En novembre 2021, la Russie a procédé à un test de missile antisatellite, aboutissant à la création d’un Grande quantité de débris En orbite terrestre basse, ce qui présente un danger pour la Station spatiale internationale et incite l’équipage à prendre des mesures de précaution. En outre, Moscou a également été témoin Une série de fuites de liquide de refroidissement Ces dernières années, la Chine a lancé son propre vaisseau spatial. Même s’il n’y a pas de négociations prévues avec la Russie sur le développement spatial, les espoirs sont grands d’une communication plus active avec Pékin sur les alertes spatiales.
« Nous donnons ces avis aux Chinois, et au cours de l’année dernière, nous avons vu à plusieurs reprises qu’ils nous ont donné quelques avis en retour, et je pense que c’est une chose positive. Nous n’avons aucune discussion. prévu avec la Russie », a déclaré Whiting.
science
À la recherche de pierres précieuses : caractérisation de six planètes géantes en orbite autour de naines froides
Données d’imagerie à contraste élevé pour toutes les cibles. Dans chaque panneau, nous montrons la limite de contraste de 5σ atteinte en fonction de la séparation angulaire de l’étoile hôte pour chaque ensemble de données à contraste élevé. Nous traçons également des cachets postaux de 1,4″ × 1,4″ d’images NESSI reconstruites en bande z (encadré à droite dans chaque panneau) pour toutes les cibles et des images AO (encarts à gauche) pour TOI-5414, TOI-5616, TOI-5634A et TOI-6034. — astro-ph.EP
Les exoplanètes géantes transitant autour d’étoiles naines de type M (GEMS) sont rares, en raison de la faible masse de leurs étoiles hôtes. Cependant, la couverture de l’ensemble du ciel par TESS a permis d’en détecter un nombre croissant pour permettre des enquêtes statistiques telles que le GEMS Search Survey.
Dans le cadre de cet effort, nous décrivons les observations de six planètes géantes en transit, qui incluent des mesures de masse précises pour deux GEMS (K2-419Ab, TOI-6034b) et une validation statistique de quatre systèmes, qui incluent une vérification et des limites de masse supérieures pour trois d’entre elles. (TOI-5218b, TOI-6034b). 5616b, TOI-5634Ab), tandis que le quatrième système – TOI-5414b – est classé comme « planète potentielle ».
Nos observations incluent les vitesses radiales du Habitable Zone Planet Finder sur le télescope Hobby-Eberly et de l’observatoire Maroon-X sur Gemini-North, ainsi que la photométrie et l’imagerie à contraste élevé provenant de plusieurs installations au sol. En plus de la photométrie TESS, K2-419Ab a également été observé et validé statistiquement dans le cadre de la mission K2 au cours des campagnes 5 et 18, qui fournit des contraintes orbitales et planétaires précises malgré la faible luminosité de l’étoile hôte et la longue période orbitale d’environ 20,4 jours.
Avec une température d’équilibre de seulement 380 K, K2-419Ab est l’une des planètes en transit les plus froides et les mieux caractérisées connues. TOI-6034 a un compagnon tardif de type F à environ 40 secondes d’arc, ce qui en fait la première étoile hôte GEMS à avoir un ancien compagnon binaire sur la séquence principale. Ces confirmations s’ajoutent au petit échantillon existant de planètes en transit GEMS confirmées.
Shubham Kanodia, Arvind F. Gupta, Caleb I. Canas, Lea Marta Bernabo, Varghese Reggie, T. Hahn, Madison Brady, Andreas Seyfart, William D. Cochrane, Nydia Morrell, Ritvik Basant, Jacob Bean et Chad F. Bender, Zoé L. De Bors, Alison Perella, Alexina Birkholz, Nina Brown, Franklin Chapman, David R. Ciardi, Catherine A. Clark, Ethan J. Cotter, Scott A. Diddams, Samuel Halverson, Susan Hawley, Leslie Hebb, Ray Holcomb, Steve B. Howell, Henry A. Kobolnicki, Adam F. Kowalski, Alexander Larsen, Jessica Libby Roberts, Andrea S. J. Lin, Michael B. Lund, Raphael Locke, Andrew Munson, Joe B. Ninan, Brooke A. Parker, Nishka Patel, Michael Rudrak, Gabrielle Ross, Arpita Roy, Christian Schwab, Jomundur Stefansson, Aubrey Thoms, Andrew Vanderberg
Commentaires : Accepté dans AJ
Sujets : Astrophysique terrestre et planétaire (astro-ph.EP)
Citer ce qui suit : arXiv:2408.14694 [astro-ph.EP] (ou arXiv :2408.14694v1 [astro-ph.EP] (pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2408.14694
Concentrez-vous pour en savoir plus
Date de publication
De : Shubham Kanodia
[v1] Lundi 26 août 2024, 23:47:24 UTC (5 169 Ko)
https://arxiv.org/abs/2408.14694
Astrobiologie
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La Federal Aviation Administration des États-Unis a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX dans l’attente d’une enquête sur un rare accident d’atterrissage au large des côtes.
La Federal Aviation Administration a immobilisé les fusées Falcon 9 de SpaceX en attendant une enquête visant à déterminer pourquoi le propulseur du premier étage s’est arrêté. Collision avec un bateau de débarquement tôt mercredi après avoir contribué au lancement d’un autre lot de satellites Internet Starlink.
après Se lever Après avoir reporté mardi soir le lancement du vaisseau spatial avec équipage Polaris Dawn en raison de prévisions météorologiques à long terme défavorables, SpaceX a continué à travailler sur le premier des lancements consécutifs de satellites Starlink, un depuis la Floride et un depuis la Californie.
Mais le deuxième vol a été annulé après que le premier étage utilisé lors du lancement en Floride s’est brisé et est tombé dans l’océan Atlantique alors qu’il tentait d’atterrir sur un drone SpaceX stationné à des centaines de kilomètres au nord-est de Cap Canaveral.
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La FAA a déclaré qu’elle ordonnerait une enquête, immobilisant efficacement les fusées Falcon 9 de SpaceX – y compris la fusée Polaris Dawn – jusqu’à ce que l’enquête soit terminée et que les mesures correctives soient approuvées.
« Le retour en vol de la fusée Falcon 9 dépend de la détermination par la FAA que tout système, processus ou procédure lié à l’anomalie n’a pas d’impact sur la sécurité publique », a déclaré la FAA dans un communiqué.
« En outre, SpaceX devra peut-être demander et obtenir l’approbation de la FAA pour modifier sa licence qui inclut des actions correctives et satisfaire à toutes les autres exigences de licence », a ajouté l’agence.
Mardi soir, SpaceX a reporté un lancement prévu mercredi Mission Aube PolarisLe lancement d’un vol commercial comprenant la première sortie dans l’espace par une organisation non gouvernementale a été reporté à vendredi au plus tôt en raison des conditions météorologiques attendues à la fin de la mission. Le lancement a été suspendu indéfiniment dans l’attente d’une enquête sur l’accident à l’atterrissage.
L’échec de l’atterrissage a mis fin à une séquence de 267 récupérations consécutives réussies de boosters remontant à février 2021. Cependant, le deuxième étage de la fusée Falcon 9 a réussi à transporter 21 satellites Starlink sur leur orbite prévue.
L’atterrissage du premier étage semblait normal jusqu’au moment de l’atterrissage, lorsque plus de flammes que d’habitude sont apparues autour de la base de la fusée à l’approche du pont de la fusée. L’une des jambes d’atterrissage s’est effondrée immédiatement après l’atterrissage et la fusée d’appoint, masquée par le feu et la fumée, s’est renversée par-dessus le côté de la péniche de débarquement dans l’océan Atlantique.
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« Après une ascension réussie, le premier étage d’une fusée Falcon 9 s’est retourné après son atterrissage sur le vaisseau spatial sans pilote ‘Zero Gravity' », SpaceX Il a dit sur les réseaux sociaux« Les équipes évaluent les données de vol et l’état du missile. »
Il s’agissait du 23e premier étage de la fusée B1062, qui s’est avéré être son dernier lancement et atterrissage, un nouveau record de réutilisabilité. SpaceX autorise les premiers étages de la fusée Falcon 9 pour un maximum de 40 vols par étage.
Peu de temps après le déploiement des satellites Starlink en Floride, la société a annulé le lancement en Californie, qui était prévu à 5 h 58 HAE, pour donner aux ingénieurs plus de temps pour examiner la télémétrie et les séquences vidéo, à la recherche de tout signe de problème. affecter d’autres missiles.
« Retrait de notre deuxième lancement @Starlink la nuit pour donner à l’équipe le temps d’examiner les données d’atterrissage du booster du lancement précédent », a déclaré SpaceX. Il a dit« Une nouvelle date de lancement cible sera partagée une fois disponible. »
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