인공 잎을 실험실 밖으로 옮겨 공기 중에 넣습니다

.로봇바리스타가 주는 커피

(서울=연합뉴스) 최재구 기자 = 13일 서울 종로구 센트로폴리스 빌딩 'SKT 5G 스마트오피스'에서 열린 스마트오피스 공개 및 시연행사에서 직원들이 모바일을 통해 주문하고 로봇 바리스타가 서빙해 주는 커피를 받고 있다. 2019.2.13 jjaeck9@yna.co.kr

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그이름 그얼굴 · 최양숙

.생물 발광 심해 생물은 새로운 암 치료법의 효과를 조명합니다

로 남부 캘리포니아 대학 Preet. M Chaudhary, MD, PhD, USC의 Keck School of Medicine. 크레딧 : Ricardo Carrasco III

USC의 Keck School of Medicine의 연구원은 유 전적으로 조작 된 CAR-T 세포로 암과 싸우기 위해 환자의 면역 시스템을 사용하는 급성 치료 요법의 개발과 효과를 향상시킬 수있는 새로운 실험실 도구를 개발했습니다. Topanga 분석법이라고 불리는이 도구는 Malibu의 Topanga Beach의 아름다움에 영감을 받았으며 생물 발광 해양 생물, 특히 특정 갑각류와 심해의 새우에서 분리 된 루시퍼 라제 유전자를 사용하여 극도로 밝은 광 생성 효소를 생산합니다. 과학자들은 효소를 이용하여 질병에 걸린 백혈구 또는 T 세포 의 표면에있는 키메라 항원 수용체 (CAR)의 발현을 측정 할 수 있습니다 . "많은 학술 연구실과 생명 공학 회사가 서로 다른 암을 대상으로하는 CAR-T 세포를 개발하고 있지만 주요 도전 과제는 암 싸우는 CAR를 탐지하는 빠르고 경제적이며 민감하고 강력한 분석법이 부족하다는 것입니다. 면역 T 세포 "라고 Keck School의 의학 교수 인 Preet M. Chaudhary, MD, Ph.D., Jane Anne Nohl 혈액학 연구 센터 장, 혈액 및 골수 담당 이사는 말합니다. USC 노리스 종합 암 센터에서 이식. "Topanga 분석은 고가의 장비가 필요없이 최소 30 분 안에 완료 할 수있는 매우 민감하고 특이 적이며 빠르고 경제적 인 분석법입니다"라고 Topanga 분석 연구의 저자 인 Chaudhary는 다음과 같이 설명합니다. "A Scientific Reports "에 발표 된 키메라 항원 수용체의 검출을위한 새로운 루시퍼 라제 기반 분석"을 발표했다 . "우리는이 분석법이 차세대 CAR-T 세포 치료법의 연구 및 개발뿐만 아니라 현재 임상에 사용되고있는 CAR-T 세포의 제조에도 주요한 용도로 사용될 것이라고 믿는다"고 말했다. 이 연구에 참여한 다른 Keck 학교 핵심 연구원은 Ramakrishnan Gopalakrishnan, Hittu Matta, 최주주, Venkatesh Natarajan 등이있다. 이 연구는 국립 보건원, USC Ming Hsieh 암 연구소의 공학 연구원, Keck School의 Jane Anne Nohl 혈액학 연구 센터와 혈액 질환 연구 센터의 지원을 받았다. 향후 연구를 통해 Topanga 분석법을 사용하여 CAR-T 세포가 환자에게 투여 된 후 CAR-T 세포의 팽창 및 지속성을 모니터링 할 수 있는지 알아볼 예정입니다. 이것은 의사들이 너무 빨리 팽창 할 경우 이들 세포에 독성 반응을 일으킬 위험이있는 환자를 확인할 수있을뿐만 아니라 CAR-T 세포가 없어져서 암 재발을 경험할 위험이 높은 환자를 확인하는 데 도움을 줄 것입니다. 장기간 지속되지 않는다. 2018 년 1 월, Scientific Reports 는 Chaudhary가 주도한 Matador 분석의 관련 연구를 발표했습니다.이 연구 는 남부 캘리포니아 Malibu 해변의 이름을 따서 명명되었습니다. Matador 분석은 해양 생물의 루시퍼 라제 유전자를 사용하여 CAR-T 세포에 의해 파괴 된 종양 세포를 측정합니다. Topanga 분석 연구와 마찬가지로이 연구 결과는이 분석법이 빠르고 저렴하며 생물 의학 연구 및 세포 치료 제조 분야에서 많은 응용 가능성을 가지고 있다는 것을 발견했습니다.

추가 탐색 심해 생물은 암 치료법을 개발하기위한 탐구의 지침을 제공합니다. 추가 정보 : 과학적 보고서 (2019). DOI : 10.1038 / s41598-018-38258-z , https://www.nature.com/articles/s41598-018-38258-z 제공 : University of Southern California

https://medicalxpress.com/news/2019-02-bioluminescent-deep-sea-creatures-illuminate-effectiveness.html

.인공 잎을 실험실 밖으로 옮겨 공기 중에 넣습니다

2019 년 2 월 12 일, 일리노이 대학 시카고,인공적이고 생물학적으로 영감을 얻은 잎. 이산화탄소 (빨간색과 검은 색 공)는 잎의 바닥에서 물 (흰색과 빨간색 공)이 증발하면서 잎에 들어갑니다. 촉매로 코팅 된 광 흡수제로 만들어진 인공 광 시스템 (잎 중앙에 보라색 원) 이산화탄소를 일산화탄소로 전환시키고 햇빛을 사용하여 물을 산소로 전환시킵니다 (이중 빨간색 공으로 표시). 신용 : Meenesh Singh

인공 나뭇잎은 광합성을 모방합니다. 태양의 에너지를 사용하여 식물이 공기에서 물과 이산화탄소를 사용하여 탄수화물을 생성하는 과정입니다. 그러나 대기로부터 이산화탄소를 줄이겠다 고 약속 한 최첨단의 인공 잎조차도 탱크에서 순수하고 가압 된 이산화탄소를 사용하기 때문에 실험실에서만 작동합니다. 그러나 시카고의 일리노이 대학 (University of Illinois)의 연구자들은 인공 잎을 실험실에서 환경으로 가져올 수있는 디자인 솔루션을 제안했습니다. 이산화탄소를 사용하는 향상된 잎 - 강력한 온실 가스 -는 공기에서 이산화탄소를 연료로 전환 할 때 자연 잎보다 적어도 10 배 이상 효율적입니다. 그들의 연구 결과는 ACS Sustainable Chemistry & Engineering 저널에보고되었습니다 . "실험실에서 실험 된 인공 잎의 모든 디자인은 가압 탱크의 이산화탄소를 사용합니다. 현실 세계에서 성공적으로 구현하려면 이러한 장치가 훨씬 더 희박한 소스에서 나오는 이산화탄소를 추출 할 수 있어야합니다. 석탄 연소 발전소에서 배출되는 가스 인 공기 및 연도 가스로 사용 된다 "고 UIC 공과 대학 화학 공학과 조교수 Meenesh Singh는 말했다. 이 나뭇잎에서 압축 된 이산화탄소 공급을 차단하면 인공 광합성 반응을 일으키기 위해 공기에서 이산화탄소를 모으고 농축 할 수있는 방법이 있어야합니다. Singh과 그의 동료 인 Aditya Prajapati 는 실험실 의 대학원생으로서 4 차 암모늄 수지의 반투막으로 만들어지고 물로 채워진 투명한 캡슐 안에 전통적인 인공 잎을 캡슐화하여이 문제를 해결할 것을 제안했습니다. 이 멤브레인은 햇빛에 의해 따뜻해질 때 내부의 물이 증발되도록합니다. 멤브레인을 통해 물이 빠져 나감에 따라 선택적으로 이산화탄소가 공기 중으로 빠져 나갑니다. 캡슐 내부의 인공 광합성 단위는 이산화탄소를 일산화탄소로 전환시키는 촉매로 코팅 된 광 흡수제로 구성되어 있으며, 이는 흡수되어 다양한 합성 연료의 생성을위한 기초로 사용됩니다. 산소도 생성되어 주변 환경으로 수집되거나 방출 될 수 있습니다. "이 특수 막 내부에 전통적인 인공 잎 기술을 감싸면 자연적으로 잎처럼 외부에서 기능을 발휘할 수 있습니다. 그들의 계산에 따르면 길이가 각각 1.7 미터, 너비가 0.2 미터 인 360 개의 잎이 합성 연료의 기초로 사용될 수있는 일일 일산화탄소 톤의 절반을 생산할 것이라고한다. 삼백 500 평방 미터의 지역을 커버 이러한 인공 잎의 육십는 줄일 수있을 것 탄소 하루에 배열의 100m 이내 주변 공기에서 10 % 이산화탄소 수준을. "우리의 개념 설계는 대기 중에 온실 가스를 줄이는 데 중요한 역할을 할 수있는 실험실 밖에서 배치 할 준비가 된 인공 잎을 생산할 수있는 즉시 이용할 수있는 재료와 기술을 사용합니다.

추가 정보 : 물, 전기를 사용하여 이산화탄소를 일산화탄소로 전환 추가 정보 : Aditya Prajapati 외, 통합 탄소 포집 및 전환, ACS 지속 가능한 화학 및 공학 (2019)을 위한 인공 광합성 시스템 평가 . DOI : 10.1021 / acssuschemeng.8b04969 제공 : University of Illinois at Chicago

https://phys.org/news/2019-02-artificial-lab-air.html

.지구의 자기 방패는 충동에 의해 명중 될 때 드럼 같이 붐을 난다

2019 년 2 월 12 일, 런던 , 퀸 메리 지구의 자기 방패는 충동에 의해 명중 될 때 드럼 같이 붐을 난다. 예술가는 플라즈마 제트 충격 (황색)의 자기장 경계 (파란색)와 자기권 (녹색)에서 정상파를 생성합니다. 외부의 4 개의 THEMIS 탐침은 각각의 인공위성을 따라 자기 부상이 퍼지는 것을 목격했으며, 이론화 된 자기력 고유 모드 파의 예상되는 행동 / 주파수를 확인했다. 크레딧 : E. Masongsong / UCLA, M. Archer / QMUL, H. Hietala / UTU

지구의 자기 방패는 퀸 메리 대학교 (London Maryland University)의 새로운 연구에 따르면, 강한 충격으로 타격을받을 때 드럼과 같이 붐을 일으킨다. 충격이 자기 방어로 알려진 차폐의 바깥 쪽 경계를 공격함에 따라, 잔물결은 그 표면을 따라 이동하며, 그 후 자기가 자기 기둥에 접근 할 때 되돌아옵니다 . 원래의 파동과 반사 된 파동의 간섭은 특정 지점이 서있는 것처럼 보이고 다른 지점은 앞뒤로 진동하는 정재파 패턴을 유도합니다. 드럼은 똑같은 방식으로 강타하면 이와 같이 울려 퍼집니다. Nature Communications에 실린이 연구 는 이론적으로 45 년 전에 제안 된 이후 처음으로이 효과가 관찰 된 것을 설명합니다. 공간 으로부터의 현상이 잠재적으로 전력망, GPS 및 여객 항공기와 같은 기술을 손상시킬 수있는 방법 인, 우주의 날씨에 대한 광범위한 영향으로 우리의 우주 환경 내에서 에너지의 흐름을 제어하는 데있어 자석 폐점의 움직임이 중요 합니다. 이런 식으로 경계가 움직인다는 발견은 이전에는 고려되지 않았던 잠재적 인 전지구 적 결과에 대해 밝혀줍니다. 런던 퀸 메리 대학교 (Queen Mary University of London)의 우주 물리학 자 마틴 아처 (Martin Archer) 박사는 "이 드럼과 같은 진동은 45 년 동안의 증거가 부족한 상황에서 전혀 일어나지 않을 것이라는 추측이 있었다 또 다른 가능성은 확실하게 탐지하기가 매우 어렵다는 것이 었습니다.

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NASA의 THEMIS 임무는 지구 자기장의 바깥 경계가 드럼처럼 진동하는 45 세의 이론을 증명합니다. 크레디트 : Martin Archer, 런던의 Queen Mary University

"지구의 자기 방패는 지속적으로 난기류로 쏟아져 나오므로 제안 된 급상승하는 진동에 대한 명확한 증거가 충동으로부터 한 번의 예리한 타격을 요구할 수 있다고 생각했습니다.이 이벤트 중에 올바른 장소에 많은 위성이 필요할 것이므로 다른 알려진 소리 또는 공명은 배제 될 수있다. 종이의 사건은 그 모든 엄격한 상자에 째깍 소리를 지었고 마침내 우리는 경계의 자연스런 반응을 보여 주었다. " 연구진은 NASA THEMIS 위성 5 개를 관찰 한 결과, 자석 고립 상태로 강하게 고립 된 플라스마 제트가 이상적으로 위치하고 있다고 밝혔다. 프로브는 경계의 진동과 지구의 자기 방패 내에서 발생하는 소리를 감지 할 수 있었는데, 이는 이론에 동의하고 연구자들에게 가능한 모든 다른 설명을 배제 할 수있는 능력을 부여했습니다. 우리의 자기 방패에 영향을 미칠 수있는 많은 충동들은 태양풍 , 태양 을 지속적으로 날려 보내는 플라스마 형태의 입자들, 또는 태양풍과 지구의 자기장의 복잡한 상호 작용의 결과로 발생합니다 이 이벤트.

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THEMIS 프로브로 녹음 된 신호는 가청 사운드로 변환됩니다. 크레디트 : Martin Archer, 런던의 Queen Mary University

지구의 자기장과 태양풍의 상호 작용은 우주에 존재하는 많은 복사선으로부터 우리를 보호하는 자기 부상에 의해 경계를 이루는 지구 주위에 자기 방어막을 형성 합니다 . 수성, 목성 및 토성과 같은 다른 행성들도 비슷한 자기 방패를 가지고있어서 다른 곳에서는 같은 드럼 같은 진동이 가능할 수 있습니다. 진동이 지구에서 얼마나 자주 발생하는지, 다른 행성에도 진동이 존재하는지 여부를 파악하려면 추가 연구가 필요합니다. 그 결과는 또한 위성 및 지상 기반 관측을 사용하여 추가 연구가 필요합니다. 더 자세히 알아보기 : 학교 학생들은 태양 폭풍으로 인한 소리를 식별합니다.

추가 정보 : 'The Dayside Magnetopause의 표면 고유 모드에 대한 직접 관측'. MO Archer, H. Hietala, MD Hartinger, F. Plaschke, V. Angelopoulos. Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-018-08134-5 저널 참고 자료 : Nature Communications :에 의해 제공 런던의 퀸 메리 대학

https://phys.org/news/2019-02-earth-magnetic-shield-booms-impulses.html

.지구상에서 가장 오래된 운동성 증거 발견

2019 년 2 월 11 일, CNRS 지구상에서 가장 오래된 이동성 증거 발견 이전에는 약 6 억년 전의이 종류의 가장 오래된 흔적이 발견되었습니다. 에디 아카 란 기간은 이산화탄소 피크와 생물 다양성 확산으로 특징 지어졌습니다. 눈금 막대 : 1cm. 크레디트 : A. El Albani / IC2MP / CNRS - 푸아티에 대학교

프랑스 국립 연구소 (Abitrazak El Albani)가 푸아티에 대학 (Université de Poitiers)에서 개최 한 국제 다 분야 팀은 가장 오래된 화석 운동성의 흔적을 밝혀 냈습니다. 이전 잔해가 5 억 7 천만 년 전으로 기록되었지만,이 새로운 증거는 21 억 년 전입니다. 화석은 가장 오래된 다세포 생물이 발견 된 가봉 (Gabon)의 매장지에서 발견되었다. 결과는 2019 년 2 월 11 일 PNAS 판에 나와 있습니다. 몇 년 전 지질학 자 Abderrazak El Albani와 그의 연구진은 가봉에있는 다세포 생물의 가장 오래된 기존 화석을 발견했다. Franceville Basin에 위치한이 보증금은 과학자들이 지구상 의 다세포 생물 의 출현을 이전에 생각했던 것 (약 6 억)보다 약 15 억 년 더 빨리 21 억년 으로 재구성하도록 허용 했다. 당시 연구자들은이 풍부한 생물 다양성이 대기의 이중 산소화 (dioxygenation)의 최고점과 함께 발생했으며 평온하고 얕은 해양 환경에서 개발되었음을 보여주었습니다. 이 같은 지질 학적 퇴적물에서, 팀은 이제 운동성의 흔적이 화석화 된 것을 발견했다. 이것은이 원시 해양 생태계의 특정 다세포 생물이 유기물이 풍부한 진흙을 통과하기에 충분히 정교하다는 것을 보여줍니다. 추적은 비파괴 영상 기법 인 X 선 계산 마이크로 토모 그래피를 사용하여 3D로 분석 및 재구성되었습니다. 다소 유연한 구조는 일반적으로 일정한 직경의 수 밀리미터의 관 모양이며, 퇴적암의 미세 층을 통과합니다. 기하학적 및 화학적 분석 은 이들이 기원이 생물학적이며 퇴적물이 퇴적되는 동시에 나타남을 보여줍니다.

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내부 구조의 투명한 시야와 샘플의 가상 단면의 시퀀스가있는 미세 상형 재구성 크레디트 : © A. Alb Albani & A. Mazurier / IC2MP / CNRS - 푸아티에 대학교

이 흔적은 표면의 퇴적층 사이에 카펫을 형성하는 화석화 된 미생물 생물막 옆에있다. 이 현상 뒤에있는 생물체는 시아 노 박테리아가 생산하는 영양소와 이산화질소를 찾아 움직이는 것이 당연합니다. 이 살아있는 요소들은 어떻게 생겼습니까? 확실하게 알기는 어려울지라도 자원이 부족할 때 함께 모여 식민지 인 아메바와 비슷해보다 유리한 환경을 찾아 움직이는 일종의 민달팽이를 형성 할 수 있습니다.

튜브는 점토 광물 층에서 발견되는 pyrite 결정 (생물학적 조직의 박테리아에 의한 변형에 의해 생성됨)으로 채워진다. 평행 한 수평 층은 화석화 된 미생물 매트이다. 크레디트 : © A. Alb Albani & A. Mazurier / IC2MP / CNRS - 푸아티에 대학교

지금까지 인식 운동의 가장 오래된 흔적은 5 억 7 천만 년 전으로 추정되며 분자 시계에 의해 확인 된 것으로 추정됩니다. 21 억년 된 암석에서 발견 된 운동성의 증거는 생명의 역사에 관해 새로운 의문을 제기합니다.이 생물학적 혁신은 더 완벽한 형태의 운동에 대한 전주곡이었습니다. 또는 대략 발생하는 대기 산소 비율의 급격한 감소로 인해 단축 된 실험이었습니다 20 억 8 천억 년 전? 더 알아보기 : 가봉 해상 생태계에서 가장 오래된 생물 다양성 발견

더 많은 정보 : Abderrazak El Albani el al., "21 억년 전에 산소가 공급 된 얕은 해양 환경에서의 유기체 운동성", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1815721116 저널 참조 : 국립 과학 아카데미 회보 제공 : CNRS

https://phys.org/news/2019-02-discovery-oldest-evidence-mobility-earth.html

.웨일은 키랄하러 간다

2019 년 2 월 12 일, ETH Zurich 웨일은 키랄하러 간다. ETH Zurich의 세바스찬 후버 (Sebastian Huber) 그룹에 의해 사용 된 '음향 Weyl crystal'은 반대 키랄성의 Weyl fermions와 다른 방식으로 결합하는 배경 필드의 효과를 탐구합니다. 규모에 대 한 레고 입상입니다. 신용 : ETH 취리히 / D-PHYS Heidi Hostettler

Weyl fermions라고 알려진 질량이없는 fermions처럼 행동하는 준 입자는 최근 몇 년 동안 응축 물질 물리에서 일련의 흥미 진진한 발견의 중심에 있었다. ETH Zurich의 물리학자인 Sebastian Huber의 그룹은 Weyl fermions의 정의 된 성질 중 하나 인 그들의 chirality에 대한 실험을보고합니다. "내 작품에서 나는 언제나 아름다운 것을 진정으로 결합 시키려 노력해 왔으며, 그 중 한 가지를 결정할 때 나는 항상 아름다운 것을 선택했다." 이 인용문은 1913 년부터 1930 년까지 독일 수학자, 물리학 자 및 철학자 헤르만 웨일 (Hermann Weyl)이 ETH에서 수학을 전공 한 교수였던 조각 뒤에있는 ETH 취리히 본관의 헤르만 웨일 (Hermann Weyl) 방의 벽을 장식합니다. 그 시간 동안 Weyl은 질량이없는 스핀 -1 / 2 입자를 설명하기위한 상대 파동 방정식을 만들었는데, 이것은 Weyl fermions으로 알려져 있습니다. ETH Zurich의 이론 물리학 연구소의 세바스찬 후버 (Sebastian Huber) 그룹의 Valerio Peri와 그의 동료 Marc Serra-Garcia는 Tel Aviv University (이스라엘)의 Roni Ilan과 함께 Nature Physics 저널 그들은 Weyl의 오랜 역사를 지닌 이론의 흥미롭고 개념적으로 광범위한 특징을 관찰 해왔다 : 상대적인 키랄성의 Weyl fermions와 다르게 결합 할 수있는 가능한 배경 장 . Massless fermions은 자연에서 관찰 된 적이 없다. 오늘날 우리는 Weyl fermions이 많은 신체계에서 집합 적 흥분, 소위 quasiparticles로 나타남을 알고 있습니다. 이것은 Weil fermions이 전자 밴드 구조의 특정 지점으로 나타나는 결정질 물질에서 2015 년에 실험적으로 실현되었습니다. 이러한 웨일 포인트는 고전파, 특히 전자기파 (광결정에서)와 음향 파 (음파 결정에서)와 상호 작용하는 공학주기 구조에 존재하는 것으로 나타났다. Peri와 동료들은 3 차원 구조 (위 그림)로 배열 된 4800 개의 신중하게 설계된 3 차원 인쇄 단위 셀로 구성된 음향 플랫폼을 채택하여 공기 중 음파와 상호 작용합니다. 이러한 음향 메타 물질은 Weyl 물리학을 탐구하기에 적합한 플랫폼으로 알려져 있지만 ETH 연구원은이 이야기에 중요한 변화를 추가했습니다. 그들은 자기장이 크리스털의 전자 여기와 상호 작용하는 것과 유사한 방식으로 Weyl fermions와 상호 작용하는 배경 필드를 설계했습니다. 음파는 아무런 요금도 부과하지 않으며 자기장에 대해 불활성이기 때문에 Peri et al. 그들의 시스템에서 준 입자를 조작하는 다른 수단을 찾아야했다. 그들은 단위 셀의 기하학적 구조를 약간 변화시킴으로써 샘플을 통해 Weyl 점이 나타나는 공간적 위치 (운동량 공간에서)가 달라 지도록했습니다. 이 수정으로 인해 음향 시스템은 자기장에 잠기는 전자 시스템처럼 동작 합니다- 중요한 차이점. 그들은 두 가지 유형의 Weyl fermions (선형 모멘텀과 평행하게 정렬 된 고유 각운동량 (스핀) 및 반 평행 정렬을 갖는 것)과 다르게 결합하도록 배경 필드를 설계했습니다. 다른 말로, 필드는 그들의 키랄성에 따라 입자와 다르게 결합합니다. 바 이러 리를 구별하는 배경 필드의 실현은 중요한 단계입니다. Weyl fermions이 왜 입자 물리학에서 그렇게 흥미로운 지에 대한 핵심으로 간다. 서로 다른 키랄성의 페르미온이 서로 독립적으로 조작 될 수 있다면, 고전적인 보존 법칙은 양자 수준에서 깨질 수 있습니다. 예를 들어, 주어진 키랄성의 페르미온에 대한 요금은 보존되지 않습니다. 이러한 행동은 소위 키랄 기형을 발생 시키며, 이것은 차례로 입자 물리학의 표준 모델의 중심 특징을 이해하는 열쇠가 될 수 있습니다. Peri와 동료들은 벌크 시스템에서 반대 키랄성의 Weyl 페르미온에 독립적으로 접근 할 수있게하는 독특한 키랄 채널의 존재를 증명했다. (관련 연구 결과는 이미 전자 시스템에서 2 차원 적으로보고 된 바있다.) 응축 물질 시스템과 상호 작용하는 저에너지 음파를 이용한 고 에너지 물리학의 이론에 깊이 뿌리 박힌 그러한 행동을 실현하면 더 많은 현상을 탐구 할 수있는 다용도의 플랫폼이 될 것이다. 이론적으로 예측 된 Weyl fermions 과 관련이 있으며, 음향학에서 전자 공학에 이르기까지 기술적 영역에서 이러한 행동을 이용하기위한 추가 단계를 밟아야합니다. Hermann Weyl의 기본 아름다움을 놓치지 마십시오.

추가 정보 탐색 : Weyl 반자동 검색 자세한 정보 : Valerio Peri 외, 음향 Weyl 시스템의 축 방향 장 유도 키랄 채널, Nature Physics (2019) DOI : 10.1038 / s41567-019-0415-x 저널 참조 : 자연 물리학 제공 : ETH Zurich

https://phys.org/news/2019-02-weyl-chiral.html

.양자 기술을위한 실내 온도, 2 차원 플랫폼 개발

2019 년 2 월 11 일, 펜실베니아 대학의 공학 및 응용 과학 대학 (University of Pennsylvania School of Engineering and Applied Science)의 연구원은 2 차원 물질로 분리 된 전자 스핀을 기반으로 한 새로운 하드웨어 플랫폼을 시연했습니다. 전자는 1 원자 두께의 반도체 물질 인 육각형 질화 붕소 (hexon nitride nitride)의 시트에 결함에 의해 갇히게되고, 연구자들은 시스템의 양자 상태를 광학적으로 검출 할 수 있었다. 크레딧 : Ann Sizemore Blevins

양자 컴퓨터는 초등 빌딩 블록 인 큐 비트가 고전 컴퓨터의 이진, 0 또는 1 비트보다 많은 정보를 저장할 수 있기 때문에 혁신적인 기술이라고 약속합니다. 그러나이 기능을 이용하려면 개별 양자 상태를 액세스하고 측정하고 조작 할 수있는 하드웨어를 개발해야합니다. 펜실베니아 대학의 공학 및 응용 과학 대학 (University of Pennsylvania School of Engineering and Applied Science)의 연구원은 2 차원 물질로 분리 된 전자 스핀을 기반으로 한 새로운 하드웨어 플랫폼을 시연했습니다 . 전자는 1 원자 두께의 반도체 물질 인 육각형 질화 붕소 (hexon nitride nitride )의 시트에 결함에 의해 갇히게되고 , 연구자들은 시스템의 양자 상태를 광학적으로 검출 할 수 있었다. 이 연구는 전기 시스템 공학과의 부교수 인 Lee Bassett와 그의 연구실의 박사후 연구원 인 Annemarie Exarhos가 주도했습니다. Bassett 연구원 동료 인 David Hopper와 Raj Patel은 호주 국립 대학교의 Marcus Doherty와 함께이 연구에 기여했습니다. 이 책은 네이처 커뮤니케이션 (Nature Communications ) 지에 게재되어 편집자의 하이라이트 (Editor 's Highlight)로 선정되었습니다. 양자 기술을 구축하기위한 잠재적 인 아키텍처가 많이 있습니다. 하나의 유망한 시스템은 다이아몬드에 전자 스핀 을 포함한다 .이 스핀들은 다이아몬드의 규칙적인 결정 패턴의 결함에 갇히게된다. 여기서 탄소 원자 는 빠져 있거나 다른 원소로 대체된다. 결함은 격리 된 원자 또는 분자처럼 작용하며 스핀을 측정하고 큐 비트로 사용할 수있는 방식으로 빛과 상호 작용합니다. 이 시스템은 초저온 초전도체 나 진공에 갇힌 이온을 기반으로하는 다른 프로토 타입과 달리 상온에서 작동 할 수 있기 때문에 양자 기술에 매력적이지만 대량 다이아몬드로 작업하는 것은 자체적 인 문제를 안고 있습니다. "3 차원 물질에서 스핀을 사용하는 데있어서의 한 가지 단점은 표면과 상대적인 위치를 정확히 제어 할 수 없다는 점입니다."라고 Bassett는 말합니다. "원자 수준의 제어 수준을 갖는 것이 2D에서 작업하는 한 가지 이유입니다. 여기에 하나의 스핀을 배치하고 다른 하나의 스핀을 배치하고 서로 이야기하게 만들 수도 있습니다. 또는 레이어에 스핀을 갖기를 원할 수도 있습니다 하나의 재료로 2 차원 자석 층을 꼭대기에 올려 놓고 상호 작용할 수 있습니다. 회전이 단일 원자 평면으로 제한되면 새로운 기능이 가능해질 것입니다. " Bassett와 그의 동료들은 대량 나노 다이아몬드의 평면 아날로그와 가장 유사한 것을 선택할 수있는 나노 기술 진보로 선택할 2 차원 물질 라이브러리를 생산하게되었습니다. "아날로그는 탄소 원자의 허니컴 격자 일 뿐이라고 생각할 수도 있습니다. 그러나 여기서 우리는 어떤 종류의 원자보다 결정의 전자 특성에 더 관심이 있습니다."라고 Exarhos는 말합니다. 라파예트 대학교의 물리학 교수. "그래 핀은 금속처럼 행동하지만 다이아몬드는 넓은 밴드 갭 반도체이므로 절연체처럼 작용한다. 반면에 육각형 질화 붕소는 그래 핀과 같은 허니 콤 구조를 가지고 있지만 다이아몬드처럼 넓고, 밴드 갭 반도체이며 이미 2-D 전자 제품의 유전체층으로 널리 사용되고있다 "고 말했다. Bassett와 그의 동료들은 육각형 질화 붕소 또는 h-BN이 광범위하게 이용 가능하고 잘 특성화되어 있기 때문에 빛을 방출 할 수있는 벌집 격자의 결함에 대해 잘 이해하지 못했습니다. h-BN의 평균 조각에는 이전에 알려진 빛을 방출하는 결함이 포함되어 있습니다. Bassett의 연구팀은 이러한 결함 중 일부에 대해 방출 된 빛의 강도가 자기장 에 따라 변화한다는 것을 처음으로 보여줍니다 . "우리는 한 색의 빛을 물질에 비추고 또 다른 색의 광자를 얻습니다."라고 Bassett는 말합니다. "자석이 스핀을 제어하고 스핀이 h-BN의 결함이 방출하는 광자의 수를 제어합니다. 이것은 잠재적으로 큐 비트로 사용할 수있는 신호입니다." 계산을 넘어 양자 표면의 큐 비트 (qubit)를 구성하는 빌딩 블록을 2 차원 표면에 배치하면 근접성에 의존하는 다른 잠재적 인 애플리케이션을 구현할 수 있습니다. "양자 시스템은 그들의 환경에 매우 민감합니다. 그래서 분리하고 제어하기가 어렵습니다"라고 Bassett는 말합니다. "그러나 반대로 새로운 유형의 센서를 만들기 위해서는 그 감도를 사용할 수 있어야합니다. 원칙적으로 이러한 작은 스핀은 MRI에서 사용되는 것과 같은 소형 핵 자기 공명 감지기가 될 수 있지만 단일 분자에서 작동 할 수 있습니다 . 핵 자기 공명은 현재 분자 구조에 대해 배우기 위해 사용되지만 수백만 또는 수십억 개의 표적 분자가 결정으로 조립되어야합니다. 대조적으로, 2-D 양자 센서는 화학 반응과 단백질 폴딩을 연구하는 것과 같이 개별 분자의 구조와 내부 역학을 측정 할 수 있습니다. 연구진은 특수한 스핀 의존 광학 특성을 가진 결함을 발견하기 위해 h-BN 결함에 대한 광범위한 조사를 수행했지만 결함의 정확한 특성은 아직 알려지지 않았습니다. 팀을위한 다음 단계에는 자기장에 반응하는 결함의 일부 (전부는 아님)를 이해 한 다음 그 유용한 결함을 재현하는 것이 포함됩니다. 이 작업 중 일부는 Penn의 Singh Center for Nanotechnology와 새로운 JEOL NEOARM 현미경으로 가능해질 것입니다. 미국에서 유일한 종류의 투과 전자 현미경 인 NEOARM은 단일 원자를 분해 할 수 있으며 잠재적으로 연구자가 사용하고자하는 종류의 결함을 만들 수도 있습니다. "이 연구는 과학 연구의 두 가지 주요 영역을 모으고 있습니다."라고 Bassett는 말합니다. "한편으로는 2-D 재료의 라이브러리를 확장하고 그들이 보여주는 물리학과 그들이 만들 수있는 장치를 이해하는 데 엄청난 노력이있었습니다. 다른 한편으로는 다른 양자 아키텍처의 개발이있었습니다. 이것은 2 차원 물질에서 잠재적으로 상온 양자 구조가 있다고 여기기 위해 함께 모이는 최초의 것 중 하나입니다. "

추가 연구 : 2 원자 양자 듀엣 자세한 정보 : Annemarie L. Exarhos 외, 실온에서 육각형 질화 붕소의 자기장 의존성 양자 방출, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-018-08185-8 저널 참고 자료 : Nature Communications 제공 : University of Pennsylvania

https://phys.org/news/2019-02-room-temperature-two-dimensional-platform-quantum.html