2D 갇힌 이온 결정의 기저 상태 냉각 근처

.접는 스마트폰 한ㆍ중 공개 대결…기술은 삼성 우위

02-25 18:17

[앵커] 삼성전자에 이어 중국 화웨이가 접는 스마트폰을 공개했습니다. 안으로 접는 삼성과 다르게 바깥으로 접는 방식인데 삼성보다 기술에서 한 수 아래라는 평가인데다 가격도 더 비쌉니다. 한편 LG전자는 접는 대신 뗐다 붙일 수 있는 듀얼스크린폰을 선보였습니다. 정선미 기자입니다.

[기자] 최근 미국 샌프란시스코에서 폴더블폰, '갤럭시 폴드'를 선보인 삼성전자, 그러자 중국 화웨이는 스페인 바르셀로나에서 5세대 통신 폴더블폰, '메이트 X'를 공개하며 맞불을 놓았습니다. 안으로 접히는 삼성과 달리 바깥으로 접히는 방식인데 기술적으로 한 단계 낮은 것입니다. 크기는 접었을 때 6.6인치, 펼쳤을 때 8인치로 각각 4.6인치, 7.2인치인 삼성보다 큰데 화웨이는 이 점을 강조합니다.

<리처드 유 / 화웨이 CEO> "다른 폰들보다 큰 스크린을 갖고 있습니다. 6.6인치. 다른 폰과 비교해보면 (삼성 갤럭시 폴드) 4.6인치는 너무 작습니다." 하지만 접는 기술만 한 수 아래가 아니라 화면이 정확히 반으로 접히지 않는다는 분석부터 화면이 고르지 못하다는 지적까지 나옵니다. 그런데도 가격은 293만원대로 갤럭시 폴드보다 70만원 더 비싸고 출시도 5월인 삼성보다 늦을 전망입니다. 한편 LG전자는 폴더블폰 대신 듀얼스크린을 지원하는 5G 스마트폰, 'V50 씽큐 5G'를 발표했습니다. 게임, 동영상 시청 등 원할 때만 추가 화면을 스마트폰 커버처럼 끼워서 사용하는 형태입니다.

<윤동한 / LG전자 MC상품기획담당 상무> "동영상을 보면서 그 내용을 친구와 같이 SNS로 주고받을 수 있고 영화를 보면서 그 영화 안의 주인공 내용을 (검색해) 확인할 수 있고…" 변신하는 스마트폰 가운데 누가 승자가 될지는 소비자의 선택에 달려있습니다. 연합뉴스TV 정선미입니다. smjung@yna.co.kr

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The First Snow - NA HOON A

 

 

.팀은 나노 입자를 사용하여 식물의 엽록체에 유전자를 전달합니다

2019 년 2 월 25 일, 매사추세츠 공과 대학 식물을보다 쉽게 ​​가공 할 수있는 방법 MIT의 연구자들은 가뭄에서 살아남거나 곰팡이 감염에 저항 할 수있는 식물을보다 쉽게 ​​만들 수있는 유전 도구를 개발했습니다. 식물 세포의 엽록체에 유전자를 전달하기 위해 나노 입자를 사용하는이 기술은 다양한 식물 종과 함께 작용합니다. 신용 : 매사추세츠 공과 대학

MIT의 연구자들은 가뭄에서 생존하거나 곰팡이 감염에 저항 할 수있는 식물을보다 쉽게 ​​만들 수있는 새로운 유전 도구를 개발했습니다. 식물 세포의 엽록체에 유전자를 전달하기 위해 나노 입자를 사용하는이 기술은 시금치와 다른 채소를 비롯한 다양한 식물 종과 함께 작용합니다. 이 새로운 전략은 생물 학자들이 유전자 변형 식물에 관련된 어려움을 극복 할 수 있도록 도와 줄 수 있는데, 이는 복잡하고 시간이 많이 걸리는 과정 이며 변경되고 있는 특정 식물 종 에 맞춰야한다. "이것은 식물 종에서 작용하는 보편적 인 메커니즘입니다."라고 새로운 방법에 대한 MIT의 화학 공학 교수 인 Michael P. Strano가 말했습니다. Strano와 Nam-Hai Chua는 싱가포르 국립 대학의 Temasek 생명 과학 연구소의 부회장이자 Rockefeller 대학의 명예 교수이다 . Nature Nanotechnology 2 월 25 일자호에 실린 연구의 수석 저자이다 . "이것은 엽록체 형질 전환에 대한 중요한 첫 걸음 "이라고 Chua는 말한다. "이 기술은 다양한 작물 식물에서 엽록체 발현 후보 유전자 를 신속하게 스크리닝하는데 사용될 수있다 ." 이 연구는 Strano와 Chua가 이끄는 농업 정밀 (DiSTAP)을위한 파괴적이고 지속 가능한 기술에 대한 연구 및 기술 (SMART) 프로그램을 위해 최근에 시작된 싱가포르 -MIT 동맹에서 처음으로 등장했습니다. 이 연구의 주 저자는 현재 DiSTAP 프로그램의 과학 책임자 인 곽선영 전 MIT 박사후 연구원과 MIT 대학원생 인 Tedrick Thomas Salim Lew입니다.

표적 엽록체

몇 년 전, Strano와 그의 동료들은 나노 입자의 크기와 전기 전하를 조정함으로써 나노 입자가 식물 세포막 을 관통하도록 설계 할 수 있음을 발견했습니다 . 이러한 메커니즘은 LEEP (lipid exchange envelope penetration)라고 불리며, 발광 단백질 인 루시퍼 라제 (luciferase)를 운반하는 나노 입자를 잎에 묻음으로써 빛나는 식물을 만들 수있게했다. MIT의 팀은 식물에 나노 입자를 얻을 수 LEEP을 사용하여보고 즉시, 식물 생물학은 유전자 엔지니어에 이용 될 수 있는지를 묻는 시작 식물 엽록체로 유전자를 얻기 위해,보다 구체적으로합니다. 식물 세포에는 수십 개의 엽록체가있어 유전자를 발현하는 엽록체 (핵이 아닌)를 유도하면 훨씬 많은 양의 원하는 단백질을 생성 할 수 있습니다. "유전자 변형 도구를 식물의 다른 부분에 가져 오는 것은 식물 생물 학자들이 매우 흥미있는 것"이라고 Strano는 말한다. "식물 생물학 공동체와 이야기 할 때마다이 기술을 이용하여 엽록체에 유전자를 전달할 수 있는지 물어 본다." 광합성 사이트로 잘 알려진 엽록체는 광합성을 수행하는 데 필요한 단백질을 암호화하는 약 80 개의 유전자를 포함합니다. 엽록체는 또한 자체의 리보솜을 가지고있어 엽록체 내에서 단백질을 조립할 수 있습니다. 지금까지는 과학자들이 엽록체에 유전자를 도입하는 것이 매우 어려웠습니다. 기존의 기술은 식물에 손상을 줄 수있는 유전자를 세포에 주입시키는 고압 "유전자 총"을 사용해야 만 매우 효율적이지 않습니다. 새로운 전략을 사용하여 MIT 팀은 자연 발생 설탕 인 키토산으로 감싸 진 탄소 나노 튜브로 구성된 나노 입자를 만들었습니다. 음전하를 띠는 DNA는 양전하를 띠는 탄소 나노 튜브에 느슨하게 결합합니다. 식물 잎에 나노 입자를 얻기 위해 연구자들은 잎 표면의 아래쪽에 입자 용액으로 채워진 바늘없는 주사기를 사용합니다. 입자는 일반적으로 물의 증발을 조절하는 기공이라고하는 작은 공극을 통해 잎에 들어갑니다. 잎 속에 일단 들어가면 나노 입자는 식물 세포벽, 세포막, 엽록체의 이중 막을 통과합니다. 입자가 엽록체 내부에 들어가면 엽록체의 산성이 다소 약한 환경에서 DNA가 나노 입자에서 방출됩니다. 일단 자유롭게되면, DNA는 단백질로 번역 될 수 있습니다. 이 연구에서 연구진은 황색 형광 단백질 유전자를 전달하여 단백질을 발현 한 식물 세포를 쉽게 시각화 할 수있었습니다. 연구진은 식물 세포의 약 47 %가 단백질을 생산하지만, 입자를 더 많이 공급할 수 있다면 증가 될 수 있다고 생각했다.

더 탄력있는 식물

이 접근법의 주요 이점은 많은 식물 종에서 사용할 수 있다는 것입니다. 이 연구에서 연구자들은 시금치, 물냉이, 담배, arugula 및 연구에 일반적으로 사용되는 식물의 일종 인 Arabidopsis thaliana에서이를 테스트했습니다. 그들은 또한 기술이 탄소 나노 튜브에 국한되지 않고 잠재적으로 다른 종류의 나노 물질로 확장 될 수 있음을 보여 주었다. 연구자들은이 새로운 도구가 식물 생물 학자들이 야채와 작물에 다양한 바람직한 특성을보다 쉽게 ​​조작 할 수있게되기를 희망합니다. 예를 들어, 싱가포르와 다른 지역의 농업 연구원들은 도시 농업을 위해 더 높은 밀도로 자랄 수있는 잎이 많은 채소와 작물을 만드는 데 관심이 있습니다. 다른 가능성으로는 가뭄에 강한 작물 만들기; 바나나, 감귤류 및 커피와 같은 농작물을 닦아 낼 위험이있는 곰팡이 감염에 내성이 있어야합니다. 쌀을 수정하여 지하수에서 비소를 흡수하지 않도록하십시오. 조작 된 유전자는 모계로 유전되는 엽록체에서만 운반되기 때문에 자손에게 전달 될 수 있지만 다른 식물 종으로 옮겨 갈 수는 없습니다. "꽃가루가 유전자 변형을하면 잡초에 퍼지고 제초제와 살충제에 저항력이있는 잡초를 만들 수 있기 때문에 큰 이점이 있습니다. 엽록체가 모체를 통과하기 때문에 꽃가루를 통과하지 못하고 높은 수준의 유전자 억제 "라고 Lew는 말한다. 추가 연구 : TIC236 단백질은 엽록체 외피의 외막과 내막을 연결하는 것으로 밝혀졌습니다.

자세한 정보 : 키토산 복합체 단일 벽 탄소 나노 튜브 캐리어, Nature Nanotechnology (2019)를 이용한 planta에서의 엽록체 선택적 유전자 전달 및 발현 . DOI : 10.1038 / s41565-019-0375-4 , https://www.nature.com/articles/s41565-019-0375-4 저널 참조 : Nature Nanotechnology 제공 : 매사추세츠 공과 대학교

https://phys.org/news/2019-02-team-nanoparticles-genes-chloroplasts.html#nRlv

chloroplasts.html#jCp

 

 

.2D 갇힌 이온 결정의 기저 상태 냉각 근처

 

2019 년 2 월 25 일, Ingrid Fadelli, Phys.org 기능 , 이미지 1 : 냉각 및 온도 측정을위한 레이저 빔과 함께 연구원이 사용하는 Penning 트랩을 절단. 신용 : Jordan 외.

연구자들은 거시적 인 기계 발진기를 수십 년 동안 바닥 상태로 식히기 위해 노력해 왔습니다. 그럼에도 불구하고, 과거의 연구들은 단지 그러한 발진기의 몇몇 선택된 진동 모드의 냉각을 달성 하였다. 미국 국립 표준 기술 연구소 (NIST)와 콜로라도 볼더 (Colorado Boulder) 대학의 연구팀은 최근 2 차원 (2-D) 트랩 드 이온 결정의 바닥 상태 냉각을 100 개 이상으로 조사하는 연구를 수행했다 이온. 냉각 실험의 성공은 Penning 트랩 내부에 갇혀있는 수백 개의 이온의 2-D 어레이로 향상된 양자 시뮬레이션 및 센싱을 위한 토대를 마련했습니다 . 페닝 트랩은 강력한 자기장 을 적용하여 대전 된 입자를 저장할 수있는 장치입니다 . 이 장치는 수십에서 수백 개의 이온 결정을 제어 할 수있어 양자 시뮬레이터로 사용할 수 있습니다. 연구진은 NIST와 UC Boulder의 연구원들이 페닝 트랩 내부에 저장되어있는 베릴륨 (Be + ) 이온이 150 개가 넘는 얇은 2 차원 결정의 '드럼 헤드'모드를 모두 냉각 시키는데 성공 했다고 전했다. "우리는 도플러 냉각 한계에 가까운 이온을 냉각시키기 위해 도플러 레이저 냉각을 사용했다.이 저온에서 이온은 자연적으로 쿨롬 결정체를 형성한다"고 연구를 수행 한 연구자 중 한 명인 엘레나 조단 (Elena Jordan)은 Phys.org에 말했다. "N 개의 이온을 가진 결정체는 3N의 운동 모드를 가지고 있으며, 2N 모드는 결정 평면에 있고 소용돌이 모양이나 왜곡처럼 보입니다. N 개의 모드는 결정 평면에 수직이며 드럼 헤드 모드와 같습니다. 양자 시뮬레이션의 경우이 드럼 헤드 모드를 이온들은 회전한다. " 연구진은 드럼 헤드 모드의 온도를 도플러 한계 이하로 떨어 뜨리면 2 차원 스핀 모델의 양자 시뮬레이션을 향상시킬 수 있다는 것을 관찰했다. 그들은 따라서 가능한 한 가장 낮은 온도로 이온을 냉각시킬 수있는 효율적인 서브 도플러 냉각 기술을 구현하기 시작했습니다. "최근 오스트리아 오스트리아 인스부르크 (University of Innsbruck)의 레지나 르 흐너 (Regina Lechner) 연구원은 전자 기적으로 유도 된 투명성 (EIT) 냉각을 통해 18 개의 이온을 선형으로 냉각 시켰다고 말했다. "이것은 수백 개의 이온을 가진 2 차원 시스템에이 기술을 적용하는 것에 대해 생각하게했습니다." JILA의 인스 브루 크 대학 (University of Innsbruck)과 그녀의 동료 인 Athreya Shankar, Arghavan Safavi-Naini 및 Murray Holland에서 수행 한 연구에 영감을 받아 JITRA의 2 차원 이온 결정의 모든 드럼 헤드 모드를 EIT로 냉각 할 수있는 가능성을 이론적으로 연구하기 시작했습니다. 페닝 트랩 안에서 회전. 그들은 기존의 이론이이 시스템의 냉각 과정을 설명하기에는 불충분하여 새로운 모델을 개발하기 시작했다는 것을 곧 알게되었습니다. "Athreya는 새로운 이론 모델을 개발하고 냉각을위한 실험 파라미터를 변경하지 않고 모든 드럼 헤드 모드의 냉각이 가능해야한다는 시뮬레이션을 실행 했으므로 주파수 이동이나 레이저 전력 변화가 필요 없다는 것을 의미합니다"라고 Jordan은 설명했습니다. "놀랍게도 이론에 따르면 다중 이온 결정의 냉각은 단일 이온의 냉각보다 빠르다는 결론을 얻었 으며 결과 는 EIT 냉각을 구현하도록 유도했으며 실험은 시뮬레이션이 시뮬레이션에서 매우 잘 작동 할뿐만 아니라 진짜 Penning 함정에. " 이 연구에서 설명 된 실험은 NIST의 실험실에서 동료 인 Kevin Gilmore, Justin Bohnet 및 John Bollinger와 함께 요르단에 의해 수행되었습니다. 베릴륨 이온은 정적 전계뿐만 아니라 트랩 축에 평행 한 강한 자기장 (4.5 T)에 의해 페닝 트랩의 축을 따라 가두어졌습니다. 자기장에서의 이온의 움직임은 이온을 트랩에서 회전시키면서 로렌츠 힘을 이끌어 내고, 방사상으로 제한됩니다. "EIT 냉각의 경우, 베릴륨 원자 상태를 양자 간섭으로 연결하는 두 개의 레이저를 사용하여 레이저에 연결되지 않고 EIT 냉각에 사용될 수있는 소위 '어두운 상태'를 생성했습니다." 설명했다. "두 개의 광선은 결정면에 대해 ± 10 도의 각도로 측면에서 들어옵니다."

 

EIT가 식힐 때 이온 결정에 일어나는 일을 설명합니다. 단순화를 위해, 결정의 중앙 열에있는 이온들만 보여졌지만, 격자의 모든 교차점에서 이온을 상상해야한다. 처음에는 크리스털이 진동하는 드럼 헤드처럼 위아래로 구부러져 있습니다. 이것은 드럼 헤드 모드의 한 예입니다. 그런 다음 연구원들은 냉각 레이저 (적색 선)를 적용합니다. 레이저의 정렬로 인해, 냉각 방향은 드럼 헤드 운동의 방향에 평행 한 결정 평면에 수직이다. 냉각 후 결정의 드럼 헤드 움직임의 진폭은 매우 작으며 그림에서 거의 평평한 것으로 표시됩니다. 신용 : Jordan 외.

페닝 트랩의 이온 회전은 레이저 주파수의 시간에 따라 변화하는 도플러 이동을 유발합니다. 이 도플러 시프트에도 불구하고 효율적인 냉각을 달성하기 위해 연구진은 레이저를 최대 도플러 시프트보다 큰 원자 공명으로부터 조정하고 EIT 냉각 조건이 충족 될 수 있도록 레이저 출력을 조정했습니다. 그들은 한 쌍의 레이저 광선을 사용하여 이온의 온도를 측정하여 이온의 회전을 드럼 헤드 운동에 연결했습니다. 이 결합은 이온의 온도를 추출하기 위해 측정되고 사용될 수있는 스핀 디 페이징 신호를 발생시킵니다. "200 마이크로 초의 EIT 냉각 후에 이온 결정의 모든 드럼 헤드 모드가 이론 상태 모델과 실험 데이터를 비교함으로써 알 수 있듯이 바닥 상태에 가깝게 냉각됩니다." "냉각은 이론적 인 예측만큼 효율적이며 모든 드럼 헤드 모드의 냉각은 실험 파라미터를 변경하지 않고도 달성됩니다." 요르단과 그녀의 동료에 의해 수행 된 실험은 이론적 인 예측을 확인하면서 놀라운 결과를 산출했다. 그들에 의해 측정 된 냉각 속도는 단일 입자 이론에 의해 예측 된 것보다 빠르지 만, 양자 다차원 계산과 일치했다. "연구 결과는 근본적이고 실용적인 관점 모두에서 중요합니다."연구에 참여한 또 다른 연구원 인 Athreya Shankar가 Phys.org에 말했다. "근본적인 관점에서 볼 때, 근본적인 관점에서 볼 때, 근원적 인 상태에 가까운 하나 또는 몇 개의 운동 모드를 냉각시키는 데 여러 실험이 성공했지만 동시에 여러 가지 모드의 매체를 동시에 냉각시키는 반면 큰 크기의 발진기는 도전 과제로 남았습니다. 양자 바닥 상태에 가까운 큰 이온 결정의 모든 드럼 헤드 모드를 냉각시킴으로써 우리는 양자 역학에 의해 근본적으로 허용되는 정도로 동결 된 메소 스코픽 트랩 된 이온 발진기를 준비했습니다. " Athreya에 따르면, 그와 그의 동료에 의해 수행 된 연구는 또한 중요한 실제적 함의를 가질 수 있습니다. EIT 냉각은 트랩 된 이온 결정을 양자 시뮬레이션 및 감지를위한 향상된 플랫폼으로 전환시켜 과학 프로토콜의 성능을 방해하는 백그라운드 열 운동을 크게 줄입니다. "우리 실험의 성공은 EIT 냉각이 트랩의 한 개 또는 몇 개의 이온에 국한되지 않는 강력한 기술임을 보여줍니다."라고 Athreya는 설명했습니다. "페닝 트랩과 같은 어려운 환경에서 수백 개의 이온을 사용하는 기술의 성공은 다른 포획 된 이온 실험의 큰 이온 결정이 효율적으로 냉각되어 근본적인 다 물체 양자 물리 탐사에 사용될 수 있다는 고무적인 표시입니다." 연구진은 이온 결정을 전기장의 민감한 검출기로 사용하기 위해 현재 연구 중이다. 매우 약한 전기장은 숨겨진 광자 및 축삭과 같은 일부 암흑 물질 후보에 의해 생성 될 수 있으며, 따라서 이들 장치는 암흑 물질 검색에 도움이 될 수 있습니다. "우리는 고전적인 (양자가 아닌) 컴퓨터에서 모델링하기가 어렵거나 불가능한 실험실에서 복잡한 물리학을 시뮬레이션하기 위해 이온 사이의 엔지니어링 상호 작용으로 돌아갈 것입니다."양자 시뮬레이션 "이라고 Gilmore는 Phys.org에 말했다. . "두 가지 연구에서 EIT 냉각은 우리에게 중요한 역할을 할 것입니다. 전계 감지 실험을 위해 우리는 측정에 필요한 전기력에 의한 이온 운동을 사용합니다." 이온은 온도에 의존하는 열 운동을 가지며, 이것은 실험에서 소음의 원천이 될 수 있습니다. 연구진은 EIT 냉각 이 열 운동으로 인한 배경 신호를 감소시켜 측정을 향상시키고 단순화 할 수 있음을 발견했습니다 . 에서 이전 연구 , 연구자들은 성공적으로 온도 측정을 위해 사용되는 것과 유사한 방법을 사용하여 약한 전기장을 감지했습니다. 미래에 동일한 장치가 새로운 물리학을 검색 할 수있을뿐만 아니라 약한 전기장을 탐지하는 데 사용될 수 있습니다. "양자 시뮬레이션 스타일 실험에서도 이러한 열 잡음 감소 효과를 얻을 수있었습니다."라고 길모어는 설명했다. "그러한 실험은 이온들 사이의 깨지기 쉬운 양자 상관 관계 또는 연결을 만들어내는 데 의존하고 있습니다. 이러한 연결은 열 운동에 의해 파괴되거나 파괴 될 수 있으며 시뮬레이션의 품질을 저하시킵니다. 다시 온도를 낮추면 도움이됩니다." 추가 정보 : 150 이온의 물리학 자의 플래시 동결 결정 추가 정보 : Elena Jordan et al. 100 이온이 넘는 2 차원 포화 이온 결정의지면 상태 냉각 근처, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.053603 Athreya Shankar et al. 전자 기적으로 유도 된 투명도를 사용하여 Penning trap에서 2 차원 이온 결정의 기저 상태 냉각에 대한 모델링, Physical Review A (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevA.99.023409 Regina Lechner et al. 긴 이온 스트링의 전자 기적으로 유도 된 투명 기초 상태 냉각, Physical Review A (2016). DOI : 10.1103 / PhysRevA.93.053401 https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.93.053401 KA Gilmore et al. 2 차원 포획 이온 기계식 오실레이터를 사용한 원점 변동 아래의 진폭 감지, Physical Review Letters (2017). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.118.263602 저널 참조 : 물리적 검토 편지 물리적 검토 A 

https://phys.org/news/2019-02-ground-state-cooling-d-ion-crystals.html

 

 

.흑연은 새로운 양자 놀람을 제공합니다

2019 년 2 월 25 일, 맨체스터 대학 석묵 크레딧 : CC0 공개 도메인

Artem Mishchenko 박사, Volodya Fal'ko 교수와 Andre Geim 교수가 이끄는 영국 맨체스터 대학 (University of Manchester)의 연구원은 적층 된 그래 핀 층으로 구성된 층상 결정 인 벌크 흑연에서 양자 홀 효과를 발견했습니다. 양자 홀 효과는 전자의 운동이 평면으로 제한되고 수직 방향으로는 허용되지 않는 소위 2 차원 (2-D) 시스템에서만 가능하기 때문에 예기치 않은 결과입니다. 또한 결정체의 층 수가 수백 개를 초과하는 경우에도 홀수 또는 짝수 개의 그래 핀 층이 포함되어 있는지 여부에 따라 재료가 다르게 작동하는 것으로 나타났습니다. 이 연구는 최근 수년간 종종 잘못 이해되어 왔던 흑연의 기본 특성을 이해하는 중요한 단계입니다. 자연 물리학 (Nature Physics )에 발표 된 그들의 연구에서 Mishchenko와 동료들은 결함이없는 쪼개진 흑연 결정으로 만든 장치를 연구했습니다 . 연구진은 고품질의 다른 물질 - 육각형 질화 붕소 질화물로 캡슐화함으로써 고품질의 물질을 보존했다. 그들은 얇은 흑연에서 전자 전달 을 측정 할 수있는 홀 바 (Hall bar) 기하학에서 소자를 형성했습니다 . "측정은 아주 간단했습니다." 이 신문의 첫 번째 저자 인 Jun Yin 박사는 설명합니다. "우리는 홀 바를 따라 작은 전류를 통과 시키고 홀 바 평면에 수직 인 강한 자기장을 가한 다음 장치를 따라 생성 된 전압을 측정하여 길이 방향 저항과 홀 저항을 추출했습니다.

치수 감소

이론 부분을 이끌었던 팔코 (Fal'ko)는 다음과 같이 말했다 : "홀 저항 (Hall resistance)의 양자화 된 고원의 시퀀스 인 양자 홀 효과 (QHE)가 우리 샘플에서 길이 방향 저항이없는 것을 보았을 때 우리는 상당히 놀랐다. QHE가 금지되어야하는 일반 벌크 반 금속처럼 행동합니다. " 연구자들은 QHE는인가 된 자기장이 흑연의 전자를 감소 된 차원으로 움직이게하고, 전도성은 전계와 평행 한 방향에서만 허용된다는 사실에 기인한다고 말한다. 그러나 충분히 얇은 샘플에서,이 일차원 운동은 전자 파의 형성으로 인해 양자화 될 수 있습니다. 따라서이 물질은 3 차원 전자 시스템에서 이산 에너지 레벨을 갖는 2 차원 전자 시스템으로 이동합니다.

그라 핀 층의 짝수 / 홀수 수는 중요합니다.

또 다른 놀라운 점은이 QHE가 짝수 / 홀수의 그라 핀 층에 매우 민감하다는 것 입니다. 흑연의 전자는 그래 핀의 전자와 비슷하며 두 개의 "맛"(계곡이라고 함)이 있습니다. 2 개의 다른 풍미의 전자에서 형성되는 정재파는 흑연의 짝수 또는 홀수 층에 있습니다. 짝수 개의 층을 갖는 필름에서, 짝수 층과 홀수 층의 수가 동일하므로, 상이한 풍미의 정재파의 에너지가 일치한다. 그러나 홀수 층의 영화에서는 상황이 다르다. 짝수 층과 홀수 층의 수가 다르므로, 즉 항상 여분의 홀수 층이 있기 때문이다. 이것은 서로 다른 향미 의 정재파 의 에너지 레벨이 서로에 대해 시프 팅되고 이러한 샘플이 QHE 에너지 갭을 감소 시킨다는 것을 의미한다. 이 현상은 심지어 수백 개의 흑연 층이 두껍게 지속될 수도 있습니다.

분수 QHE의 관측

예상치 못한 발견은 거기에서 끝나지 않았다. 연구자들은 0.5 K 이하의 얇은 흑연에서 부분 QHE를 관찰했다. FQHE는 일반적인 QHE와 다르며 전자 간의 강한 상호 작용의 결과이다. 초전도, 자성 및 초 유체와 같은 중요한 집단 현상을 야기 할 수있는 이러한 상호 작용 은 FQHE 물질 의 전하 캐리어 가 전하의 일부분 인 전하를 갖는 준 입자로 행동하게합니다. "우리가 관찰 한 대부분의 결과는 간단한 단일 전자 모델을 사용하여 설명 할 수 있지만 FQHE를 보면 그림이 그렇게 단순하지 않다는 것을 알 수 있습니다."라고 Mishchenko는 말합니다. "높은 자기장과 낮은 온도에서 우리의 흑연 샘플에는 전자 - 전자 상호 작용이 많으며 많은 물질 물리가이 물질에서 중요하다는 것을 보여줍니다."

흑연으로 돌아온다.

Graphene은 지난 15 년 동안 주목을 받아 왔습니다. 이유와 함께 흑연은 1 층 두께의 자손에 의해 조금 뒤로 밀려 났다고 Mishchenko는 덧붙입니다. "우리는 지금이 오래된 재료로 돌아 왔습니다. 그라 핀 연구에서 얻은 지식, 개선 된 실험 기술 (예 : 반 데르 발스 어셈블리 기술) 및 더 나은 이론적 이해 (다시 그래 핀 물리학에서)로 이미이 새로운 유형을 발견 할 수있었습니다 우리가 만든 흑연 장치에서 QHE의 "우리의 연구는 밀도 파, 엑시톤 응축 또는 위그개 결정화와 같은 많은 물리학을 포함하여이 재료에 대한 추가 연구를위한 새로운 발판이되었습니다." 여기서 연구 된 흑연은 자연적 (Bernal) 스태킹을 가지고 있지만 그래파이트 - 능 면체 정의 또 다른 안정 동소 동체가있다. 지금까지이 물질에 대한 전송 측정치는보고 된 바 없으며 고온 초전도 및 강자성을 비롯한 이론적 인 예측 만이 많습니다. 맨체스터 연구진은 이제이 동소체를 탐구 할 계획을 갖고 있다고 말한다. "수십 년 동안 흑연은 상온 초전도를 포함하여 모든 가능성이 있고 불가능한 현상을 전달할 수있는 일종의 '철학자의 돌'으로 연구자들에 의해 사용되었습니다."Geim은 웃음을 더합니다. "우리의 연구는 원칙적으로 최소한이 물질이 순수한 형태 일 때이 물질에서 가능한 것을 보여줍니다." 추가 정보 : Phosphorene은 초전도를 밝힙니다.

추가 정보 : 흑연 필름의 치수 감소, 양자 홀 효과 및 레이어 패리티, Nature Physics (2019). DOI : 10.1038 / s41567-019-0427-6 , https://www.nature.com/articles/s41567-019-0427-6 저널 참조 : 자연 물리학 제공 : 맨체스터 대학 

https://phys.org/news/2019-02-graphite-quantum.html

 

 

.높은 CO2 수준은 해양층 구름을 불안정하게 만들 수 있습니다

2019 년 2 월 25 일, 캘리포니아 공과 대학교 구름 크레딧 : CC0 공개 도메인

대기 중 이산화탄소 (CO2) 농도가 충분히 높아지면 지구는 해양 지층 구름이 불안정 해지고 사라지는 변화점에 도달하여 지구 온난화를 유발할 수 있다고 새로운 모델링 연구에서 밝혔다. 2 월 25 일 Nature Geoscience 에서 발표 한 연구에 따르면이 사건은 전세계에서 약 8 켈빈 (14 ℉)의 표면 온도를 올릴 수있는 이산화탄소 농도가 1200ppm을 초과 할 때 발생할 수 있습니다 . 참고로 현재의 농도는 약 410ppm이며 상승하고 있습니다. 세계가 현재의 속도로 화석 연료를 계속 타면 지구의 이산화탄소 농도는 다음 세기에 1,200ppm 이상으로 높아질 수 있습니다. "기술적 인 변화로 인해 탄소 배출량이 줄어들어 실제로 높은 CO2 농도에 도달하지 못하길 바랍니다.하지만 우리의 결과는 우리가 알지 못했던 위험한 기후 변화 문턱이 있음을 보여줍니다."라고 Caltech의 Tapio Schneider, Theodore Y 우 교수는 환경 과학 및 공학 교수이며 제트 추진 연구소의 선임 연구원은 NASA에서 Caltech가 관리하고 있습니다. 이 연구의 주 저자 인 Schneider는 1,200ppm 임계 값은 회사 번호가 아닌 대략적인 추정치라고 지적했습니다. 이 연구는 고생대학에서 오랜 수수께끼를 푸는 데 도움이 될 수 있습니다. 지질 학적 기록에 따르면, 약 5 천만 년 전의 Eocene 동안 북극은 서리가없고 악어가 살고 있었다. 그러나 현존하는 기후 모델 에 따르면 북극이 따뜻하기에 충분할만큼 이산화탄소 수준이 지구를 데우기 위해 4000ppm 이상으로 상승해야합니다. 이 기간 동안 이산화탄소 농도보다 2 배 이상 높습니다. 그러나, 지층 구름 덩어리의 손실로 인한 온난화로 인하여 이오세의 온실 기후가 나타날 수 있습니다. Stratus 클라우드 데크는 아열대 지방의 약 20 퍼센트를 차지하며 캘리포니아 또는 페루 해안과 같은 동부 지역에 널리 퍼져 있습니다. 구름은 공간으로 반사되는 햇빛을 반사하여 지구를 차갑게하고 그늘을 선사합니다. 그것은 지구의 표면 온도를 조절하는 데 중요합니다. 문제는 이러한 구름을 유지하는 난기류의 움직임이 지구 기후 모델에서 해결하기에는 너무 작다는 것입니다. Schneider와 그의 공동 저자 인 Pacific Northwest National Laboratory의 Colleen Kaul과 Kyle Pressel은 지구 규모에서 구름을 해결할 수 없도록하기 위해 아열대 해양 위의 대표 대기 구역의 소규모 모델을 작성하여 구름과 슈퍼 컴퓨터의이 바다 패치에 대한 격렬한 움직임. 그들은 구름 층의 불안정성과 이산화탄소 농도가 1,200ppm을 초과했을 때 온난화가 일어나는 것을 관찰했다. 연구원들은 또한 구름 데크가 사라지면 CO2 레벨이 불안정성이 처음 발생한 수준 이하로 떨어질 때까지 다시 나타나지 않는다는 것을 발견했습니다. "이 연구는 기후 모델링에서 맹점을 보여줍니다."라고 새로운 기후 모델 을 구축하려는 노력의 일환으로 CliMA (Climate Modeling Alliance)라는 컨소시엄을 이끌고있는 슈나이더 (Schneider)는 말한다 . CliMA는 데이터 동화 및 기계 학습 도구를 사용하여 지구 관측 및 고해상도 시뮬레이션을 구름 및 기타 기존의 모델보다 작은 중요 기능 을 나타내는 모델로 통합합니다. 새로운 모델 의 한 가지 용도 는 구름 갑판의 불안정성이 발생하는 CO2 수준을보다 정확하게 결정하는 것입니다. 더 자세히 살펴보기 : 처음부터 새로 건설 될 새로운 기후 모델

더 자세한 정보 : 온실 가스 온난화에 따른 성층 갑판의 해체에서 가능한 기후 전이, Nature Geoscience (2019). DOI : 10.1038 / s41561-019-0310-1 , https://www.nature.com/articles/s41561-019-0310-1 저널 참조 : Nature Geoscience :에 의해 제공 캘리포니아 기술 연구소 

https://phys.org/news/2019-02-high-co2-destabilize-marine-layer.html#nRlv

A&B, study(laboratory evolution, mainhotspot project)

B/http://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
A/https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0