새로운 기하학적 모델은 암석의 유체 흐름 예측을 향상시킵니다

.'좋은 경기 부탁합니다'

(진천=연합뉴스) 이승민 기자 = 12일 오후 충북 진천선수촌에서 열린 제100회 전국동계체육대회 컬링 여자일반부 4강전에서 경북팀과 강원팀이 경기 전 악수하고 있다. 2019.2.12

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태양은 가득히 · 최양숙

 

 

.화성에서의 최근 지하 화산 활동 가능성에 대한 새로운 연구

 

2019 년 2 월 12 일, 미국 지구 물리학 연합 화성에서의 최근 지하 화산 활동 가능성에 대한 새로운 연구 화성 남극. 지구 물리학 연구 편지 (Geophysical Research Letters)에 발표 된 새로운 연구에 따르면 극지방 얼음 밑에 액체 상태의 물이 존재할 수있는 지하 열원이 있어야한다고 주장했다. 크레딧 : NASA.

작년 과학 저널에 발표 된 한 연구에 따르면 화성 남쪽의 극지방 얼음 밑에 액체 물이 존재한다고합니다. 이제 AGU 저널 인 Geophysical Research Letters 의 새로운 연구에 따르면 극지방 얼음 밑에 액체 상태의 물이 존재할 수있는 지하 열원이 필요하다고 주장합니다. 새로운 연구는 액체 물의 존재 여부에 관한 측면을 다루지 않습니다 . 대신에, 저자들은 화성 표면 아래 최근 마그마 활동 (지난 수십억 년 동안 마그마 챔버 형성이 일어 났음)이 킬로미터 반에서 액체 상태의 물을 생성하기에 충분한 열을 발생 시켰음을 제안했다 두꺼운 얼음 뚜껑. 반면에, 연구의 저자들은 화성 표면 아래에 최근의 마그마 활동이 없다면 얼음 뚜껑 아래에 액체 상태의 물이 존재하지 않을 것이라고 주장했다. 애리조나 주립 대학의 음력 및 행성 실험실 (Lunar and Planetary Laboratory)의 부교수 인 마이클 소리 (Michael Sori)는 "여러 사람들이 서로 다른 방식으로 갈 수 있으며 지역 사회가 어떻게 반응 하는지를보고 관심을 갖고 있습니다. 새로운 논문의 저자. 화성에 대한 최근의 지하 마그마 활동의 잠재적 인 존재는 화성이 지질 학적으로 말하면서 활동적인 행성이라는 생각에 무게를 둡니다. 그 사실은 과학자들이 행성이 어떻게 시간이 지남에 따라 발전하는지 더 잘 이해할 수있게합니다. 이 새로운 연구는 화성에서 액체 수의 가능성에 대한 논쟁을 더욱 진전시키기위한 것이다. 붉은 행성의 액체 물의 존재는 잠재적으로 지구 밖의 생명체를 발견 할 수있는 함의를 가지고 있으며, 우리의 이웃 행성에 대한 미래의 인간 탐사를위한 자원으로도 작용할 수 있습니다. 아리조나 대학의 음력 및 행성 실험실의 박사후 연구원 인 알리 브 램슨 (Ali Bramson)은 "어떤 생명체가 있다면 방사선이 지하 표면에서 보호되어야한다고 생각한다. 새로운 종이. "만약 오늘날에도 여전히 활동중인 마그마 과정이 있다면, 그것들은 최근에 더 많이 보였을 것이며, 더 넓은 범위의 기초 용융을 공급할 수 있었을 것이다. 이것은 액체 물에 더 유리한 환경을 제공 할 수 있었을 것이다. 환경 조사 화성에는 두 개의 거대한 빙상이 두 극점에 있습니다. 지구에서는 액체의 물이 두꺼운 빙상 아래에 존재하는 것이 일반적이며, 지구의 지각과 만나는 곳에 얼음이 녹게하는 행성의 열이 있습니다. 지난해 사이언스 (Science) 지에 발표 된 논문에서 과학자들은 화성에서 비슷한 현상을 발견했다고 말했다. 그들은 레이다 관측에서 화성의 남극 얼음 덩어리 기슭에있는 액체 물의 증거를 발견했다고 주장했다. 그러나, 과학 연구는 액체 물이 거기에 어떻게 도착할 수 있었는지에 관해 언급하지 않았다. 화성은 지구보다 훨씬 시원하므로 얼음 꼭대기에서 얼음을 녹이기 위해 어떤 종류의 환경이 필요한지 불분명합니다. 이전의 연구가 화성의 얼음 꼭대기에 액체의 물이 존재할 수 있는지를 조사했지만, 과학 연구가 물을 감지했다고 주장한 특정 위치를 아직 보지 못했습니다.

화성의 남극 얼음 덩어리 아래에 열 상승을 일으키는 새로운 연구에서 고려 된 경우의 개략도. 도식은 예상되는 액체 물 아래 H 깊이 (챔버의 중심까지)에 묻혀있는 직경 D의 마그마 챔버를 보여 주며 냉각 된 고온의 열유속 Q를 생성합니다. 신용 : AGU / GRL / Sori 및 Bramson.

"우리는 [액체 물]이 진짜인지, 먼저 얼음을 녹일 필요가있는 환경, 어떤 종류의 기온이 필요한지, 어떤 종류의 지질 학적 과정이 필요한지를 결정할 여지가 많다고 생각했습니다. 정상적인 상황에서는 너무 추워 야하기 때문에, "소리가 말했다. 열을 찾고있다. 새로운 연구의 저자는 처음에 얼음 마개 밑의 액체 수분의 검출이 정확하다고 생각한 다음 물이 존재하기 위해 필요한 매개 변수를 알아 내려고 노력했습니다. 그들은 화성에 대한 물리적 모델링을 수행하여 행성 내부에서 얼마나 많은 열이 방출되는지, 그리고 얼음을 녹일 수있는 얼음 꼭대기에 충분한 소금이있을 수 있는지 이해했습니다. 소금은 얼음의 녹는 점을 상당히 낮추어서 소금이 얼음 뚜껑의 바닥에서 녹을 수 있다고 생각했습니다. 이 모델은 소금 만이 얼음을 녹일 수있는 온도를 올리지 않을 것이라고 밝혔다. 대신, 저자들은 화성의 내부에서 오는 열이 더 필요하다고 제안한다. 하나의 그럴듯한 열원 은 행성의 지하 표면에서의 화산 활동 일 것이다 . 이 연구의 저자들은 화성 깊숙한 곳의 마그마가 약 30 만년 전에 행성 표면으로 상승했다고 주장했다. 그것은 화산 폭발 처럼 표면을 부수 지 않았지만 표면 아래의 마그마 챔버에 쌓여있었습니다. 마그마 챔버가 냉각됨에 따라 얼음 시트 바닥에서 얼음을 녹인 열을 방출했다. 마그마 챔버는 오늘날 얼음 시트에 열을 공급하여 오늘날 액체 상태의 물을 생성합니다. 화성에서의 화산 활동에 대한 아이디어는 새로운 것이 아닙니다. 행성 표면에 화산 활동의 증거가 많이 있습니다. 그러나 화성의 대부분의 화산 활동은 수백만 년 전부터 과학자들이 행성 표면 아래에서의 화산 활동을 오래 전에 중단했다고 믿게 만든 주요 원인입니다. 그러나이 새로운 연구는 더 최근의 지하 화산 활동이있을 수 있다고 제안했다. 그리고 수십만 년 전에 일어난 화산 활동이 있었다면, 연구의 저자에 따르면, 오늘 일어날 수있는 가능성이 있습니다. "이것은 오늘날 화성의 내부에서 계속 진행되고있는 활발한 마그마 체임버 형성이 있음을 암시하며 내부적으로 차가운 일종의 죽은 장소가 아니다"라고 Bramson은 말했다. 애리조나 대학의 달과 행성 실험실의 잭 홀트 교수 는 과학 논문이 발표 된 후 남극의 얼음 뚜껑 아래에 물이 존재할 수있는 방법에 대한 의문이 즉시 제기됐다고 덧붙였다. 물이 존재할 가능성에 대한 중요한 제약. 그는이 발견에 관해 행성계 공동체의 논쟁에 더해질 가능성이 높고, 그것을 평가하기 위해 더 많은 연구가 필요하다는 점을 지적했다. "물을 설명해야하기 때문에 이런 유형의 모델링과 분석을하는 것은 좋은 생각이었습니다. 거기에 있다면 퍼즐의 중요한 부분입니다."라고 홀트는 말했다. 연구하지만 논문을 제출하기 전에 연구의 저자들과 이야기를 나눴습니다. 원래의 논문은 교수형에 처해 있었지만 거기에 물 이있을 수는 있지만 설명해야만했다.이 사람들은 필요한 것을 말하고 염분이 충분하지 않다는 말을 정말 훌륭하게했다. "

추가 탐구 : 이미지 : 매장 된 화성 호수 위의 레이더 발자국 더 자세한 정보 : "화성에 물, 소금 한 알갱이 : 지역 열 이형은 오늘 남극 기저부에서 얼음이 바닥에서 녹는 데 필요합니다" Geophysical Research Letters (2019). agupubs.onlinelibrary.wiley.co ... 10.1029 / 2018GL080985 저널 참조 : 지구 물리학 연구 편지 :에 의해 제공 미국 지구 물리학 연합 

https://phys.org/news/2019-02-possibility-underground-volcanism-mars.html

 

 

 

.나노 드랍스는 19 세기 이론을 폭발시킵니다

 

2019 년 2 월 12 일, 워릭 대학교

분자 나노 탭에서 발생하는 물방울은 가정용 탭과는 매우 다르게 행동 할 것입니다. 워릭 대학교 (University of Warwick)의 1 백만 배 큰 연구원이 발견했습니다. 이것은 나노 크기의 마약 입자 제조, 현장 진단을위한 랩 온칩 장치 및 나노 스케일 해상도가 가능한 3D 프린터와 같은 수많은 신흥 나노 기술에서 잠재적으로 중요한 단계입니다. 나노 탭에서 나오는 물줄기와 비슷한 액체 제트의 분자 시뮬레이션이 나노 입자 생산을 조사하기 위해 University of Warwick의 연구원에 의해 사용되었습니다. 가정용 제트기의 스케일 감소는 인간의 머리카락 크기로 줄어든 빅 벤의 것과 같습니다! 제트기의 해체는 19 세기의 레일리 (Rayleigh)와 고원 (Plateau)에 의해 고안된 고전적 이론을 가지고 있지만, 이것은 나노 스케일에서 부적절한 것으로 밝혀 졌는데, 액체 경계에서 나노파를 발생시키는 분자의 고유 진동을 무시할 수 없다. 개발 된 새로운 이론은 이러한 나노파를 포착하고 나노 방울 생산을 정확하게 예측할 수 있습니다. 이 이론은 방울이 가정용 탭보다 나노 스케일에서 생성하기 쉽고 나노 파가 고전적으로 안정된 제트를 분열시키는 역할을한다고 예측합니다. 워릭 대학교 (University of Warwick) 공학부의 Duncan Lockerby 교수는 이렇게 말합니다. "우리의 연구는 디자인 기법에 대한 시뮬레이션을 사용하여 새로운 나노 스케일 기술에 대한 새로운 이해를 개발하는 것과 관련이 있으며,이 연구는 제조 및 의료 분야에서 잠재적 인 응용 분야와 함께 이러한 노력을 보여줍니다." 

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/nanodropsexp.mp4

학점 : University of Warwick

워릭 대학교 (Warwick University)의 수학 연구소 (Mathematics Institute)의 James Sprittles 박사는 다음과 같이 말했습니다. "3 학년 재학생에게 가르치는 고전적 해결책과 나노 크기 응용 분야에 대한 새로운 업데이트 된 이론 을 개발하는 문제에 대한 연구는 훌륭했습니다. " "Nanoscale에 대한 레일리 - 고원 불안정성 재검토"라는 논문은 저명한 유체 역학 저널의 신속한 의사 소통으로 공개되었습니다 . 또한 Volume 861의 표지에도 등장했으며 현재 4 번째로 많이 읽히고 있습니다. 더 자세히 살펴보기 : 물방울의 변형과 파괴를 설명하는 새로운 모델은 나노 스케일 인쇄 및 분사를 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. 더 자세한 정보 : Chengxi Zhao 외, 나노 스케일의 Rayleigh-Plateau 불안정성 재검토, Journal of Fluid Mechanics (2019). DOI : 10.1017 / jfm.2018.950 저널 참조 : Journal of Fluid Mechanics 제공 : University of Warwick 

https://phys.org/news/2019-02-nano-19th-century-theory.html#nRlv

 

 

 

.쌍곡선 메타 물질은 나노 스케일의 '지문 인식'

 

 

2019 년 2 월 12 일, 미국 물리학 연구소

쌍곡선 메타 물질은 기판 위에은이나 그라 핀과 같은 도체의 얇은 층을 교대로 적층하여 형성 할 수있는 인위적으로 만들어진 구조입니다. 그들의 특별한 능력 중 하나는 매우 좁은 광선의 전파를 지원하는 것이다.이 광선은 나노 입자를 그 표면에 올려 놓고 레이저 빔으로 조명함으로써 생성 될 수있다. 실제로 미지의 임의의 물체의 서브 파장 이미지를 실현하는 것은 극히 어려운 일이지만, University of Michigan과 Purdue University 연구원이 APL Photonics 에서보고 한 것처럼, 그 물체에 대한 무언가가 이미 알려져있을 때 항상 완전한 이미지를 얻을 필요는 없습니다. 미시간 대 (University of Michigan)의 Theodore B. Norris는 "일상 생활에서 흔히 볼 수있는 한 가지 예는 지문입니다. "지문 인식 시스템은 완전한 고해상도 지문 이미지를 얻을 필요가 없습니다. 단지 인식 만하면됩니다." 따라서 공동 저자 중 한 사람인 Evgenii E. Narimanov는 완전한 이미지를 얻을 필요없이 나노 미터 크기의 물체를 식별 할 수 있는지 생각하기 시작했습니다. 쌍곡선 메타 물질 내부의 빔 전파 방향은 빛 의 파장에 따라 달라집니다 . 입사광의 파장을 스위핑함으로써, 좁은 빔은 하부 쌍곡선 메타 물질 및 그 공기 인터페이스를 가로 질러 스캔 할 것이다. 나노 물체가 아래쪽 경계면 근처에 놓여지면 빛을 분산시킵니다. 이 산란은 좁은 빔이 그들쪽으로 향할 때 가장 강합니다.

https://3c1703fe8d.site.internapcdn.net/newman/gfx/video/2019/hyperbolicme.mp4

이 애니메이션은 광의 파장이 800 나노 미터에서 1600 나노 미터로 스윕 될 때 쌍곡선 메타 머티리얼 내부의 빔이 방향을 어떻게 바꾸는지를 보여줍니다. 신용 : Zhengyu Huang

"우리는 광 검출기를 사용하여 산란 된 빛의 파워를 측정 할 수 있으며, 입사광의 파장 대 산란 된 빛의 파워를 플로팅 할 수 있습니다."라고 University of Michigan의 대학원생 인 Zhengyu Huang은 말했다. "이러한 플롯은 플롯 에서 산란 피크의 파장을 통해 나노 객체에 대한 공간 정보 를 인코딩하고 피크의 높이를 통해 소재 정보를 인코딩합니다." 플롯은 "지문"역할을하며 연구원들은 두 개의 나노 - 물체와 물질의 조성 사이의 분리뿐만 아니라 상부 나노 입자에 대해 감지 할 수있는 하부 나노 - 물체의 거리를 결정할 수 있습니다. 광학을 통해 나노 스케일 세계에 접근하는 것은 지난 10 년 동안 광학 분야에서 가장 활발하게 추진 된 국경 중 하나였습니다. "기존의 현미경은 빛의 파장에 의해 해상도가 제한되어 있습니다."라고 Huang은 말합니다. "그리고 기존의 현미경을 사용하면 해결할 수있는 가장 작은 피처는 가시 광선 (Abbe 한계라고도 함)에 대해 약 250 나노 미터입니다." 이 한도를 넘어서 더 작은 기능을 해결하려면 몇 가지 고급 기술이 필요합니다. "대부분은 이미징 방법으로, 관심있는 대상을 포함하는 이미지를 측정으로 사용합니다"라고 Huang은 설명합니다. 그러나 이미징 접근 방식을 따르는 대신 우리의 작업은 '지문 채취'과정을 통해 미세한 세계에 대한 공간적 및 물질적 정보를 얻는 새로운 방법을 보여줍니다. " 중요한 것은 Abbe 한계를 훨씬 뛰어 넘는 서로 20 나노 미터 떨어진 두 객체를 해결할 수 있다는 것입니다. "우리의 연구는 잠재적으로 생체 분자 측정에 응용할 수 있습니다. "사람들은 단백질 사이의 상호 작용을 연구하는 데 사용할 수있는 나노 스케일 분리를 통해 두 개의 생체 분자 사이의 거리를 결정하는 데 관심이 있으며, 우리의 방법은 나노 구조 부품이 제조되었는지 여부를 결정하기 위해 산업 제품 모니터링에도 사용될 수 있습니다. "

추가 탐구 : 쌍곡선 메타 물질의 광 비틀림 특성을 측정하는 새로운 방법 자세한 정보 : Zhengyu Huang 외, 쌍곡선 메타 물질을 이용한 나노 스케일 지문 인식, APL Photonics (2019) DOI : 10.1063 / 1.5079736 제공 : 미국 물리 연구소 

https://phys.org/news/2019-02-hyperbolic-metamaterials-enable-nanoscale-fingerprinting.html#nRlv

 

 

 

.새로운 기하학적 모델은 암석의 유체 흐름 예측을 향상시킵니다

 

 

2019 년 2 월 11 일, Katie Elyce Jones, Oak Ridge 국립 연구소 , 암석 (황갈색)의 유체 (빨간색)의 여러 기하학적 상태를 시뮬레이션합니다. Titan을 사용하여 연구자들은 이론적으로 다공성 암석 및 지질 물질의 유체 흐름을 특성화하기위한 기하학적 모델을 검증했습니다. 크레딧 : James McClure

지구 표면 아래의 깊은 곳에서, 기름과 지하수는 암석과 다른 지질 학적 물질의 틈새를 통해 침투합니다. 시야에 숨어있는이 중요한 자원은 그러한 2 상 유체 흐름의 상태를 평가하고자하는 과학자들에게 중요한 과제를 제기합니다. 다행스럽게도 수퍼 컴퓨팅과 싱크로트론 기반 이미징 기술을 결합하면 오일 저장소, 탄소 격리 장치 및 지하수 대수층과 같은 대형 지하 시스템에서 유체 흐름을 모델링하는보다 정확한 방법을 구현할 수 있습니다. Virginia Tech의 전산 과학자 인 James McClure가 이끄는 연구원은 OLC (Oak Ridge Leadership Computing Facility)에서 27 페타 플롭의 Titan 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 다공성 암석 내에 유체가 배열되는 방법을 특성화하기위한 몇 가지 핵심 측정 만 필요한 기하학적 모델 을 개발 했습니다. 그 기하학적 상태입니다. OLCF는 DOE의 오크 리지 국립 연구소 (Oak Ridge National Laboratory)에 위치한 미국 에너지 부 (DOE) 과학 사용자 시설 사무실입니다. 팀의 결과는 2018 년 Physical Review Fluids 에 게시되었습니다 . 새로운 기하학적 모델은 지질 학자들에게 유체 상태 를 고유하게 예측하고 반세기 이상 동안 사용 된 모델과 관련된 잘 알려진 단점을 극복 할 수있는 방법을 제공합니다 . 20 세기 초 독일 수학자 Hermann Minkowski는 3 차원 물체가 볼륨, 표면적, 적분 평균 곡률 및 오일러 특성의 네 가지 필수 측정과 관련되어 있음을 입증했습니다. 그러나 표면 하부 흐름에 대한 전통적인 전산 모델에서 체적 분율은 유체 상태의 유일한 척도를 제공하고 시간에 따라 수집 된 관측 데이터에 의존하여 최대의 정확도를 제공합니다. 민코프스키 (Minkowski)의 근본적인 분석에 따르면,이 전통적인 모델은 불완전합니다. McClure는 "우리 모델의 수학은 전통적인 모델과 다르지만 꽤 잘 작동합니다. "기하학적 모델은 매우 제한된 수의 측정법을 사용하여 매체의 미세 구조를 특성화합니다." Minkowski의 결과를 다공성 암석 에서 발견되는 복잡한 다상 유체 구성에 적용하기 위해 McClure의 팀은 많은 양의 데이터를 생성해야했으며 Titan은 필요한 극한의 계산 능력을 제공했습니다. 국제 공동 작업자와 협력하여 팀은 실제 암석의 미세 구조를 나타 내기 위해 X 선 싱크로트론으로 수집 된 5 개의 마이크로 CT (micro-computed tomography) 데이터 세트를 선택했습니다. 데이터 세트에는 두 개의 사암, 모래 팩, 탄산염 암석 및 Robuglas로 알려진 합성 다공성 시스템이 포함되었습니다. 팀은 또한 구체의 모의 팩을 포함 시켰습니다. 각 암석 내에서 가능한 수천 가지의 유체 구성을 시뮬레이션하고 분석하여 총 250,000 가지 이상의 유체 구성을 분석했습니다. 팀은 시뮬레이션 데이터를 사용하여 네 가지 기하학적 변수간에 고유 한 관계가 있음을 보여 주면서 과거 데이터 세트에 의존하지 않고 이론적으로 유체 상태를 예측하는 새로운 세대의 모델을위한 길을 닦았습니다. McClure는 "이전에는 역사에 종속적이라고 생각했던 관계가 이제는 엄격한 기하학 이론에 기반하여 재검토 될 수 있습니다. 연구진은 McClure가 개발 한 Porous Media (LBPM) 코드 용 오픈 소스 래티스 볼츠만 (Lattice Boltzmann)을 사용하여 가장 정확한 유한 방법을 사용한 계산보다 더 빠른 속도로 유체 흐름을 계산하는 통계 구동 격자 볼츠만 방법 작은 비늘로. 유체 흐름 시뮬레이션 속도를 높이기 위해 Titan의 GPU를 사용하는 LBPM 코드 는 연구 커뮤니티의 오픈 소스 코드를 관리 하는 Open Porous Media Initiative를 통해 공개됩니다 . McClure는 "래티스 볼츠만 방법은 GPU에서 매우 잘 수행됩니다. "우리의 구현에서 CPU 코어가 정보를 분석하거나 유체의 상태를 수정하는 동안 시뮬레이션은 GPU에서 실행됩니다." 탁월한 컴퓨팅 속도에서 팀은 약 1,000 시간 간격으로 또는 매분마다 계산 시간을 분석하여 시뮬레이션 상태를 분석 할 수있었습니다. McClure는 "이것은 우리가 앞으로 나아갈 때 기하학적 상태뿐 아니라 유동 물리학의 다른 측면을 연구하는 데 사용할 수있는 매우 많은 수의 데이터 포인트를 생성 할 수있게 해주었습니다. 실제 암석의 다양한 특성과 미세 구조가 길이 척도에 걸친 기하학적 관계의 거동에 어떻게 영향을 미치는지 연구하기 위해서는 더 큰 시뮬레이션이 필요합니다. OLCF의 최신 시스템 인 200 페타 플롭 IBM AC922 Summit과 같은 차세대 슈퍼 컴퓨터는 나노 미터에서 밀리미터 크기의 모공에서 수 킬로미터에 이르는 저수지에 이르기까지 유동 물리학을 연결하는 데 필요합니다. "Summit 슈퍼 컴퓨터의 출시로 이러한 대규모 멀티 스케일 시스템에 대한 우리의 이해의 한계를 더욱 가속화 할 수있는 더 큰 시뮬레이션이 가능하게되었습니다."라고 McClure는 말했습니다.

추가 정보 탐색 : 연구원들이 차세대 지표 흐름 시뮬레이션의 정보를 수집합니다. 자세한 정보 : James E. McClure et al. 다공성 유체의 2 유체 유동에 대한 기하학적 상태 함수, Physical Review Fluids (2018). DOI : 10.1103 / PhysRevFluids.3.084306 :에 의해 제공 오크 리지 국립 연구소 

https://phys.org/news/2019-02-geometric-fluid.html#nRlv

 

 

 

.밴 앨런 (Van Allen) 탐사선이 지구의 방사 벨트 탐사의 최종 단계에 착수

 

2029 년 2 월 12 일 NASA의 고다드 우주 비행 센터의 제프 브라운 (Geoff Brown) NASA의 밴 앨런 (Van Allen) 탐사선이 지구 방사능 탐사선의 최종 단계에 착수 쌍둥이 반 알렌 프로브 (Van Allen Probes)는 지구의 방사 벨트를 궤도를 도는 6 년 이상을 보냈습니다. 2019 년 초에 궤도가 바뀌면 지구 대기권에서 우주선이 결국 궤도를 돌고 붕괴 될 수 있습니다. 신용 : NASA 고다드의 과학적 시각화 스튜디오

거친 탄력적 인 NASA 우주선은 지난 6 년 반 동안 지구 궤도를 돌며 밴 앨런 (Van Allen) 방사 벨트라는 행성 주변의 대전 된 입자로 된 위험한 구역을 반복적으로 비행했습니다. 2012 년 8 월에 출시 된 쌍둥이 반 알렌 프로브 (Van Allen Probes)는 과학 이론을 확인하고 이러한 역동적 인 지역에서 새로운 구조와 프로세스를 밝혀 냈습니다. 이제, 그들은 그들의 탐험에서 새롭고 마지막 단계를 시작하고 있습니다. 2019 년 2 월 12 일에 밴 앨런 프로브 (Van Allen Probes) 중 하나가 지구에 가장 가까운 190 마일 이하의 근지점 궤도를 가져 오는 일련의 궤도 하강 기동을 시작합니다. 이는 약 190 마일 a를 배치합니다 변화에 375 마일 근지점을 가져올 것이다 우주선을 선 아래로 십오년에 대한 지구 대기에 궁극적 재 항목. "Van Allen Probes가 합리적인 시간 내에 통제 된 재진입을하기 위해서는 우리는 근지점을 낮추어야합니다."라고 존스 홉킨스 응용 물리 연구소 (Johns Hopkins Applied Physics Laboratory)의 Van Allen Probes 프로젝트 매니저 인 Nelli Mosavi는 말했습니다. APL, Laurel, Maryland. "새로운 고도에서 공기 역학적 인 항력은 인공위성을 떨어 뜨려 결국 대기권에서 태워 버릴 것입니다. 우리의 사명은 훌륭한 과학 데이터를 얻고 더 많은 우주 파편을 방지하여 차세대가 다음과 같은 기회를 가질 수 있도록하는 것입니다. 우주 탐험도. " 반 알렌 프로브 (Van Allen Probes) 중 다른 하나는 위성을 설계하고 제작 한 APL의 임무 운영 팀이 3 월에 따라갈 예정이다.

https://youtu.be/GNXsZEvhy9I

반 알렌 프로브 (Van Allen Probes)는 지구의 방사 벨트 내에서 대부분의 궤도를 소비합니다. 지구의 자기장에 갇혀있는 양성자와 전자의 도너츠 모양의 밴드입니다. 이렇게 빠르게 움직이는 입자는 위성 전자 장치를 방해 할 수있는 방사선을 만들어 우주 행성의 우주 여행을 통과하는 우주 비행사에게 위협이 될 수도 있습니다. 방사선 벨트의 모양, 크기 및 강도는 태양 활동 에 따라 달라 지므로 상태를 예측하기가 어렵습니다. 원래 2 년 임무 - 우주선이 가혹한 방사 벨트보다 오래 작동 할 수 없다는 예측을 바탕으로 -이 견고한 우주선은 2012 년부터 아무런 문제없이 운영되어 Van Allen Belts에 대한 획기적인 발견을 계속했습니다. "NASA의 고다드 우주 비행 (NASA 's Goddard Space Flight)에서 밴 알렌 프로브 (Van Allen Probes)의 선임 과학자 데이비드시 베크 (David Sibeck)는"밴 앨런 프로브 (Van Allen Probes) 사명은 방사 벨트를 특성화하고 그 속에서 일어나는 일을 추론하는데 필요한 포괄적 인 정보를 제공하는 데 엄청난 일을했다 " 그린벨트, 메릴랜드의 센터. "이 우주선과 우주선의 생존은 사실상 상처를 입지 않았습니다. 우주선을 설계하는 방법에 대해 배운 교훈입니다." 각각의 우주선은 2 시간에 걸친 5 시간의 엔진 화상을 통해 지구에서 약 190 마일 떨어진 새로운 근 지구로 이동합니다. 밴 앨런 프로브가 궤도를 도는 동안 회전하기 때문에이 화상의 날짜는 신중하게 선택해야했습니다. 필요한 기하학은 일년에 한 두 번만 발생합니다. 우주선 B의 경우,이 기간은 올해 2 월 12-22 일이고 우주선 A의 경우 3 월 11-22 일입니다. 

밴 앨런 프로브의 타원형 궤도는 우주선이 지구에 가장 가까운 궤도의 점 (point of perigee)에서 대기 드래그를 경험함에 따라 점차적으로 15-25 년 동안 조여 질 것이다. 이 대기의 항력은 우주선이 지구의 대기에 들어가기 시작하고 안전하게 붕괴하기 시작할 2034 년 초에 그들을 원형 궤도로 끌어 들일 것입니다. 신용 : Johns Hopkins APL

엔진 화상은 각각 약 4.4 파운드의 추진체를 사용하여 우주선에 태양열 패널을 1 년 이상 유지하도록 충분한 연료를 남겨 둡니다 . "우리는 연료가 없어 질 때까지 우리의 새로운 궤도에서 새로운 과학을 계속 운용 할 것이며, 그 시점에서 우리는 우주선 시스템에 전력을 공급하기 위해 태양 전지 패널을 지적 할 수 없을 것"이라고 Mosavi는 말했다. 지난 1 년 동안이나 수명이 다한 동안 Van Allen Probes는 지구의 동적 방사 벨트에 대한 데이터를 계속 수집 할 것입니다. 그리고 지구 대기권을 통과하는 새롭고 낮은 통과는 지구 대기권의 산소가 인공위성 장비를 어떻게 저하시킬 수 있는지에 대한 새로운 통찰력을 제공해 줄 것입니다.이 정보는 엔지니어가 미래의 탄력적 인 인공위성 장비를 설계하는 데 도움이 될 수 있습니다. "우주선과 장비는 우리에게 높은 방사능 환경에서의 우주선 운용에 대한 놀라운 통찰력을주었습니다."라고 Mosavi는 말했습니다. "선교 사업에 종사하는 모든 사람들은 우리가 수행 한 작업과 우리가 세계에 제공 한 과학에 대한 자부심과 성취감을 느낍니다. 심지어 궤도를 도는 기동을 시작할 때도 마찬가지입니다."

 추가 정보 : NASA의 Van Allen 프로브는 5 년 동안 극한의 방사선에서 생존했습니다. :에 의해 제공 NASA의 고다드 우주 비행 센터 

https://phys.org/news/2019-02-van-allen-probes-phase-exploration.html

 

 

 

.'패혈증 유발' 비브리오 생존 비결 찾았다…10여년 연구 끝 결실

 

송고시간 | 2019-02-12 12:00 페이스북트위터카카오스토리더보기인쇄확대축소 중앙대 연구팀 "변형된 RNA에 의한 단백질 합성 조절 규명" 중앙대 생명과학과 이강석 교수(왼쪽)와 약학과 배지현 교수 [한국연구재단 제공=연합뉴스] 중앙대 생명과학과 이강석 교수(왼쪽)와 약학과 배지현 교수 [한국연구재단 제공=연합뉴스] (대전=연합뉴스) 이재림 기자 = 국내 연구진이 10여년 간의 노력 끝에 병원성 세균의 유전적 비밀을 한 꺼풀 벗겼다. 한국연구재단은 중앙대 이강석·배지현 교수 연구팀이 패혈증을 일으키는 비브리오 생존 비결을 규명했다고 12일 밝혔다. 각 생명체에는 가장 적합하게 진화한 한 가지 종류의 리보솜 리보핵산(rRNA)을 가지고 있다는 게 학계 정설이다. rRNA는 단백질 합성 과정에 영향을 미친다. 생물 종마다 진화론적으로 잘 보존돼 있다. 그런데 최근 말라리아·방선균·비브리오 등 병원성 세균에서 여러 종류의 변이 rRNA가 발견되고 있다. 이들 기능과 역할은 아직 명확히 밝혀지지 않았다. 연구팀은 '변이 rRNA가 유전자 발현을 조절함으로써 온도변화나 영양결핍 등 환경변화에 대응한다'는 신개념 생존 원리를 규명했다. 비브리오에서 가장 변형이 심한 rRNA 기능을 살핀 결과, 일반 rRNA가 신경 쓰지 않는 특정 mRNA(messenger RNA·유전정보를 리보솜에 전달하는 RNA)를 이용해 선별적으로 단백질을 합성했다. 하나의 생명체에서 다양한 rRNA가 존재하는 이유에 대한 실마리를 발견한 셈이다.

변이 rRNA에 의한 비브리오균 생존 시스템 모식도 [한국연구재단 제공=연합뉴스]

변이 rRNA에 의한 비브리오균 생존 시스템 모식도 [한국연구재단 제공=연합뉴스] 아울러 학술적인 측면에서 'rRNA가 환경변화에 맞춰 mRNA를 고른다'는 유전자 발현 조절 원리를 제시했다. 이 연구에서 밝힌 리보솜의 유전학적·생화학적·구조적 특성과 기능은 비브리오를 넘어 공통적인 생명현상으로 볼 수 있다는 게 연구팀의 분석이다. 리보솜은 많은 항생제의 타깃 물질이어서, 후속 연구가 이어진다면 신항생제 개발 같은 병원균 제어 기술 연구에 유용할 것으로 전망된다. 연구팀 관계자는 "다양한 세균을 대상으로 연구를 확대할 계획"이라며 "변이 rRNA의 선별적 단백질 합성이 보편적인 생명 활동이라는 이론을 확실히 세울 것"이라고 말했다. 연구는 과학기술정보통신부·교육부·한국연구재단 기초연구사업 지원으로 수행되었다. 지난 4일 미생물학 분야 국제학술지 '네이처 마이크로바이올로지'(Nature Microbiology)에 논문이 실렸다. 연구팀은 처음 아이디어를 낸 이후 실험 결과를 여러 각도에서 해석하고 검증하는 데 10여년이 걸렸다고 덧붙였다. 많은 것이 밝혀지지 않은 분야여서다. 연구 시작 당시의 대학원생들은 박사 후 연수과정 2∼8년째에 접어들었다고 전했다. 

https://www.yna.co.kr/view/AKR20190212048200063?section=it/science

 

 

 

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

 

 

.일단 신경 세포의 발 군인으로 보여지면 축삭 돌기는 독립적 인 의사 결정자로 부상합니다

 

하여 하버드 의과 대학, 크레딧 : CC0 공개 도메인

세포가가는 한, 뉴런은 꽤 이상합니다. 대부분의 다른 세포는 중심핵을 가진 구형의 얼룩 모양과 같은 형태로 나타납니다. 그러나 뉴런은 다양하고 야생하고 뾰족한 형태로 나타납니다. 작은 돌출부가 사방 팔방으로 돋아납니다. 그들의 얼간이 형제 들과는 달리, 뉴런 들은 구별되는 영역들을 가지고 있습니다. 핵이있는 세포체가 있습니다. 그런 다음 축색 돌기와 수상 돌기, 신호 전달 및 신호 수신 부분을 길고, 귀찮은 팔을 보내어 시냅스라고하는 다른 뉴런과 연결합니다. 하버드 의과 대학과 하버드 대학의 HMS-FAS 줄기 세포 및 재생 생물학 연구원이 이끄는 연구 결과에 따르면 신경 세포의 일부는 생각보다 훨씬 복잡합니다. 1 월 17 일 Nature 지에 발표 된이 연구팀의 연구 결과는 우리 뇌를 구성하는 신경 세포에 대한 끊임없이 진화하는 이해에 또 다른 비틀기를 더한다. 뇌의 발달 과정에서 뉴런의 예측은 뇌 기능에 매우 중요한 시냅스 연결을 형성하기 위해 때로는 핵에서 수천 개의 세포 체의 너비까지 큰 거리를 확장시킵니다. 세포의 명령 센터에서 멀리 떨어져있는 것이 신경 세포의 신호 촉수에 어느 정도 독립성을 부여 할 수 있습니까? 뉴런의 축색 돌기가 한 세포에서 다른 세포로 신경 자극을 전달하는 메시지 전달자 이상일 수 있습니까? 실제로 axons가 스스로 결정을 내릴 수 있습니까? 이것들은 팀이 조사한 바로 그 질문이며, 그들은 이미 몇몇 놀라움을 드러내고 있습니다. Harvard Medical School의 신경 과학자 인 Jeffrey Macklis와 하버드 대학의 줄기 세포 및 재생 생물학의 Max and Anne Wien 교수는 "우리는 자율성이 있어야한다고 생각하는 최초의 사람은 아니다"라고 말했다. 성장 원추가 '다음 명령'을 위해 핵으로 다시 신호를 전달하는 데는 몇 시간이 걸릴 것이고 성장 원뿔이 세포 몸체에서 절단 되어도 표적을 향해 움직일 수 있다는 점에서 축삭 성장을 관찰하는 것이 분명 해졌다. " 이러한 모든 관찰 결과 맥클리스 (Macklis)와 동료들은 두뇌의 정교하게 복잡한 회로를 배선 할 때 별개의 유형의 성장 원추가 명확한 자율성을 행사할 수 있는지 궁금해했다. Macklis와 동료들은 동일한 뉴런의 분리 된 영역에서 일어나는 활동의 분자 발자국을 추적 할 수있는 새로운 실험적 및 분석적 접근법을 개발했습니다. 이 접근법을 통해 연구자들은 축색 물의 작업을 세포체의 작용으로부터 분리 할 수 ​​있으며, 이렇게함으로써 뇌의 발달 과정에서 각각의 역할을 효과적으로 "감사"할 수있게되었습니다. 가장 큰 놀라움은 뉴런의 성장 원추, 즉 신호 전달 시냅스로 발전하는 축삭 촉수의 가장 바깥 쪽 끝을 감사하는 것이 었습니다. 이 부분은 성장, 대사, 신호 전달 등과 관련된 단백질을 포함하여 독립적 인 세포의 분자 기계 장치를 많이 포함하고 있습니다. 맥클리스는이 발견은 핵과 세포가 뉴런의 조절 센터라는 교리에 도전하고있다. 대신에, 의사 결정의보다 복잡한 웹과 중앙 명령으로부터 멀리있는 준 독립적 인 유닛의 존재를 제안한다. "우리의 결과는 성장 원추가 외부 세계로부터 정보를 받아 들여 신호 결정을 국부적으로 만들고 세포체없이 반자동으로 기능 할 수 있다는 것"이라고 말했다. "이것은 뉴런에 대한 완전히 새로운 사고 방식입니다." 뉴런의 세포체는 전통적으로 동선이 시냅스로 향하는 축색 돌기가있는 메인 프레임 컴퓨터로 생각되어 왔습니다. 그러나이 새로운 연구는 다른 모델을 제안합니다. Macklis는 세포체가 세계와 인터페이스 할 수있는 스마트 PC에 연결된 서버와 같을 것이라고 제안합니다. 이전에는 축색 돌기 의 분자 적 토대를 조사하고자했던 과학자들은 전형적으로 실험실에서 혼합 된 뉴런 집단을 성장시켜 축삭이 세포의 나머지 부분과 조심스럽게 절단 될 수있게해야했습니다. 그러나 뉴런을 접시에 넣으면 분자 내용이 바뀌어 뇌 자체의 뉴런과 다르게됩니다. 또한 이러한 전통적인 접근법은 특정 유형의 뉴런을 다른 유형과 분리 할 수 ​​없으므로 특정 뇌 회로가 정상 뇌에서 정확하게 조립되는 원인과 질병에서 볼 수있는 조립 수차를 유도하는 요인을 정확하게 찾아 내지 못합니다. 새로운 접근 방식은이 장애물을 극복하고 과학자들이 마우스 뇌에 직접 특정 타입의 뉴런과 그 서브 컴 파트먼트를 정밀하게 정의 할 수있게합니다. Macklis와 그의 팀은 뇌의 두 반구를 연결하고 그들 사이의 의사 소통을 가능하게하는 이른바 발톱 투영 뉴런을 고향으로 삼았습니다. 이 신경 세포의 뚜렷한 세포 내 부분을 확인하기 위해 연구진은 핵 또는 축색 돌기와 그들의 성장 원뿔을 형광 단백질로 유 전적으로 분류했다. 그 다음, 연구자들은 신경 세포의 세포로부터 축삭 성장 원뿔을 분리하고 각 부분의 프로테옴과 RNA 전 사물을 정량적으로 포괄적으로 매핑했다. 놀랍게도, 성장 원추 세포는 수백 가지의 고유하고 고도로 농축 된 RNA 전 사체와 단백질을 포함하고있어 세포체의 소음을 감지하지 못했습니다. 연구 결과가 밝혀지면 연구 결과는 신경 과학에있어 오랫동안 지속 되어온 교리를 뒤엎을 수 있다고 연구진은 전했다. "우리의 연구 결과는 신장이나 간세포 또는 우리가 생각하는 대부분의 세포 와는 달리 단일 transcriptome이나 proteome을 가지고 있지는 않지만 subcellularly localized transcriptome과 proteomes을 가지고 있다는 것"이라고 Macklis는 말했다 . 성장 원뿔 에서 볼 수 없을 것으로 예상되는 세포 유지와 성장에 관련된 모든 종류의 다른 분자들도있었습니다 . 성장하는 축색 돌기의 분자 프로파일은 핵에서 정보를 전달하는 구리 와이어보다 자급 자족 된 세포처럼 보였다. 이 연구 결과는 신경 과학자들이 장래에 신경계에 접근하는 방식을 바꿀 수 있으며,이를 통해 축삭을 탐구하여 가치있는 단서를 찾을 수 있습니다. "우리의 접근 방식이 연구를위한 새로운 길을 열어주기를 희망합니다."맥클리스가 말했다. "이 탐험은 신경 회로 형성과 신경 연결과 질병에서부터 신경 재생에 이르는 과정에 대한 중요한 통찰력을 제공 할 것입니다."

추가 탐색 두뇌 뉴런이 서로를 끌어 당길 때 '공기 - 키스'로 보이는 분자로서의 돌파구 추가 정보 : Alexandros Poulopoulos et al. 대뇌 피질에서 축색 돌기가 발생하는 세포 내 전 사체와 프로테옴, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-018-0847-y 에서 제공하는 하버드 의과 대학

https://medicalxpress.com/news/2019-02-nerve-cells-foot-soldier-axon.html