물리학 자들은 암흑 물질을 제약한다

.슬로바키아, 사상 첫 여성대통령 탄생… 유럽 우파 도미노 집권에 제동

입력 2019.03.31 15:33 ,주사나 카푸토바 슬로바키아 대통령 당선인이 지지자들에게 감사 인사를 하는 모습. AFP 연합뉴스

중부 유럽 내륙국가인 슬로바키아에서 사상 첫 여성대통령이 탄생했다. 원외정당 소속 진보적 정치신인의 대통령 당선이란 점에서 일종의 선거혁명이면서 유럽 내 우파ㆍ극우 정당들의 도미노 집권에 제동을 걸었다는 의미도 있다. 30일(현지시간) 로이터통신과 영국 BBC 등에 따르면 이날 치러진 슬로바키아 대통령 선거 결선투표에서 진보정당 ‘진보적 슬로바키아’ 소속의 주사나 카푸토바 후보가 60%에 육박하는 지지를 얻어 연립정부 여당인 사회민주당의 마로스 세프쇼비치 후보를 압도했다. 세프쇼비치 후보는 개표 도중 카푸토바 후보에게 전화를 걸어 패배를 인정하고 승리를 축하한 것으로 전해졌다. 카푸토바 당선인은 정치 경험이나 공직 경력이 전혀 없는 환경운동가ㆍ인권변호사이고 그가 속한 정당도 원외정당이어서 이번 대선 결과는 실질적인 선거혁명으로 평가된다. 슬로바키아는 지난해 2월 정치인들과 이탈리아 마피아 조직 간 유착관계를 취재하던 탐사보도 전문기자 피살사건 이후 정경유착과 부패ㆍ비리 척결에 대한 국민적 요구가 높았고, 카푸토바 당선인은 이번 대선을 선악의 싸움으로 규정하며 기성 정치에 염증을 느낀 민심을 등에 업었다. 슬로바키아 대선 결과는 유럽에서 난민 문제를 앞세운 우파ㆍ극우 정당들이 2017년 말부터 오스트리아ㆍ헝가리ㆍ이탈리아ㆍ덴마크 등지에서 잇따라 집권하는 상황에 제동을 걸었다는 의미도 있다. 고향마을에서 14년간 불법 폐기물 매립 문제와 싸워 대법원으로부터 매립 불허판결을 끌어냄으로써 2016년 환경분야 노벨상으로 불리는 ‘골드만 환경상’을 받기도 했던 카푸토바 당선인은 이번 대선에서 난민 수용과 동성애 지지 등 진보적인 정책을 전면에 내세웠다. 슬로바키아 대통령은 국가를 대표하는 상징적인 자리이고 실권은 총리에게 있지만, 내각 구성 승인권과 헌법재판관 임명권 등 중요한 권한도 갖고 있다. 신임 대통령 취임식은 오는 6월 15일에 열린다. 양정대 기자 torch@hankookilbo.com

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Matt Monro - I Will Wait For You

 

 

.물리학 자들은 암흑 물질을 제약한다

2019 년 3 월 28 일 에 의해 물리 기술의 모스크바 연구소 지구상에서 가장 가까운 활성 은하 중 하나 인 Centaurus A의이 이미지는 여러 주파수 범위의 관측 데이터를 결합합니다. 신용 : ESO / WFI (광학), MPIfR / ESO / APEX / A. Weiss et al. (서브 밀리미터), NASA / CXC / CfA / R. Kraft et al. (엑스레이)

러시아, 핀란드, 미국의 연구자들은 활성 은하 핵의 천문학적 관측 자료를 분석하여 암흑 물질 입자의 이론적 모델에 제약을 가했다. 새로운 연구 결과는 전 세계 연구 그룹이 암흑 물질의 비밀을 밝히기 위해 추가 인센티브를 제공한다는 것을 의미합니다. 이 논문은 Journal of Cosmology and Astroparticle Physics에 게재되었습니다 . 어떤 입자 의 문제메이크업 암흑 물질은 현대 입자 물리학에서 중요한 요소입니다. 암흑 물질 입자가 대형 Hadron Collider에서 발견 될 것이라는 기대에도 불구하고, 이것은 발생하지 않았습니다. 암흑 물질의 본질에 대한 다수의 주류 가설은 거부되어야했다. 다양한 관찰은 암흑 물질이 존재 함을 나타내지 만 표준 모델의 입자 이외의 다른 물질이 암흑 물질을 구성한다는 것을 알 수 있습니다. 따라서 물리학 자들은 더 복잡한 옵션을 고려해야한다. 표준 모델을 확장해야합니다. 포함 할 후보 중에는 질량이 10? 2? ~ 10? 1? 전자의 질량을 곱하면된다. 즉, 가장 무거운 추측 된 입자의 질량은 가장 가벼운 것보다 40 배 더 크다. 하나의 이론적 인 모델은 암흑 물질을 초경량 입자로 구성합니다. 이것은 수많은 천문 관측에 대한 설명을 제공합니다. 그러나 그러한 입자는 매우 가볍기 때문에 다른 물질과 빛과 매우 약하게 상호 작용하여 연구하기가 매우 어렵습니다. 실험실에서 이런 종류의 입자를 발견하는 것은 거의 불가능합니다. 그래서 연구자들은 천문학적 관측을합니다. "우리는 전자보다 28 배 더 가벼운 암흑 물질 입자에 대해 이야기하고 있습니다.이 개념은 우리가 시험하기로 결정한 모델에 매우 중요합니다. 중력 상호 작용은 암흑 물질의 존재를 배제하는 것입니다. 관찰 된 암흑 물질의 질량은 초경량 입자의 관점에서 엄청나게 많습니다. 그러나 입자가 빛처럼 작을 때, 양자 보정으로 인해 효과적인 질량을 얻지 못하도록하는 방법은 무엇입니까? 가능한 한 대답은 이들 입자가 광자와 약하게 상호 작용한다는 것입니다. 즉, 전자기 복사. 이것은 우주에서 전자기 복사를 관찰함으로써 그들을 연구하는 훨씬 더 쉬운 방법을 제공합니다 "라고 러시아 과학 아카데미 핵 연구소 (Institute for Nuclear Research)의 논문 및 수석 연구원의 공동 저자 인 Sergey Troitsky는 말했다. 입자 수가 매우 높을 때, 개별 입자 대신에, 당신은 우주를 침투하는 특정 밀도의 필드로 취급 할 수 있습니다. 이 필드는 크기가 100 파섹 (약 325 광년) 정도되는 도메인에서 일관되게 발진합니다 . 진동주기를 결정하는 것은 입자의 질량입니다. 저자가 고려한 모형이 정확하다면,이 기간은 약 1 년이어야한다. 이와 같은 자계를 편광 방사가 통과 시키면, 방사 편광면은 동일한 주기로 진동한다. 이와 같은 주기적 변화가 실제로 발생한다면, 천문 관측은 그것들을 나타낼 수 있습니다. 그리고 지상의 한 해인 기간은 매우 편리합니다. 왜냐하면 많은 천체들 몇 년 동안 관찰되어 양극화의 변화가 나타나기에 충분합니다. 이 논문의 저자들은 지구 대기 전파 망원경 의 데이터를 사용하기로 결정했다 . 왜냐하면 그들은 관측 사이클 동안 여러번 동일한 천문학적 물체로 돌아 가기 때문이다. 이러한 망원경은 은하의 중심에 가까운 과열 된 플라즈마의 먼 활성 은하 핵 영역을 관측 할 수있다. 이 영역들은 고도로 편광 된 방사선을 방출한다. 그것들을 관찰함으로써, 몇 년에 걸친 편광 각도의 변화를 추적 할 수 있습니다. "처음에는 개별적인 천체의 신호가 사인 곡선 진동을 나타내는 것처럼 보였지만 문제는 사인주기가 모든 물질에 대해 동일해야한다는 암흑 물질 입자의 질량에 의해 결정되어야한다는 것이 었습니다. 우리의 표본에있는 물체들. 그리고 그것들 중 일부는 내부의 물리학으로 인해 진동했을 수도 있지만, 어쨌든 그 기간은 결코 같지 않았습니다. "라고 Troitsky는 계속 이야기합니다. "이것은 우리의 초경량 입자와 방사선의 상호 작용이 제한 될 수 있음을 의미합니다. 우리는 그러한 입자가 존재하지 않는다고 말하는 것이 아니라, 광자와 상호 작용하지 않고 조성을 설명하는 사용 가능한 모델에 제약을가한다는 사실을 입증했습니다 암흑 물질의. " "이론 물리학자가 나타나면 퀘이사를 공부하는 데 수년을 소비하고 고정밀 및 고각 해상도 편광 측정 결과는 갑자기 암흑 물질의 본질을 이해하는 데 유용합니다"라고 열정적으로 덧붙입니다. 모스크바 물리 기술 연구소와 러시아 과학 아카데미 Lebedev 물리 연구소의 연구 및 실험실 감독 공동 저자 인 유리 코 발레 프 (Yuri Kovalev) 미래에 팀은 다른 이론적 모델에 의해 제안 된 가설 된 무거운 암흑 물질 입자의 발현을 탐색 할 계획이다. 다른 스펙트럼 범위에서 작업하고 다른 관측 기술을 사용해야합니다. 트로츠키 (Troitsky)에 따르면 대체 모델에 대한 제약이 더욱 엄격 해졌습니다. "현재 전세계에서 암흑 물질 입자 의 탐색에 종사하고 있는데, 이것은 입자 물리학의 위대한 신비 중 하나입니다. 오늘날까지, 모델 에 대한 선호도, 더 잘 개발되거나 더 그럴듯한 모델 은 인정 되지 않습니다 . 가능한 한 실험적인 데이터입니다. 우리는 모두 그것을 테스트해야합니다. 불행히도, 암흑 물질 은 빛과 특히 거의 상호 작용하지 않는다는 점에서 "어두움"입니다. 일부 시나리오에서는 통과하는 빛의 파장에 약간의 영향을 미칠 수 있습니다. 그러나 다른 시나리오는 우리의 세계와 암흑 물질 사이에 전혀 상호 작용을 예측하지 못합니다.중력에 의해 중재 된 것 이외에 이것은 입자를 찾기가 매우 어렵게 만듭니다. "라고 Troitsky는 결론 지었다. 추가 탐색 암흑 물질을 찾는 CERN 연구소

추가 정보 : MM Ivanov et al. 활성 은하에서의 파섹 스케일 제트의 편광 변화에 의한 초미립 암흑 물질 axion-like 입자의 광자 결합을 제한합니다. 2019 년 2 월 28 일, Journal of Cosmology and Astroparticle Physics에 발표되었다 . DOI : 10.1088 / 1475-7516 / 2019 / 02 / 059 물리학 및 기술 연구소 모스크바 제공

https://phys.org/news/2019-03-physicists-constrain-dark.html

 

 

.강자성체 나노 입자 시스템은 초고속 스피 롭

2019 년 3 월 28 일, 에 의해 물리학의 미국 학회 테라 헤르츠 펌프 펄스는 강자성체 나노 입자가 묻혀있는 반도체 샘플 표면에 집중되고 프로브 펄스는 '흥분'역학을 감지합니다. 테라 헤르츠 펌프 펄스 조사로 최대 20 %의 자화의 큰 변조가 관찰되었습니다. 신용 : Ohya 실험실

앞으로 초고속 스핀 트로닉스는 피코 초 - 1 조분의 1 초 안에 초고속의 간섭 성 자력 반전이 필요합니다. 스핀 트로닉스 (Spintronics)는 고체 상태 장치에서 전자의 스핀과 자기 모멘트를 중심으로합니다. 이것은 거의 단일 사이클 테라 헤르츠 펄스를 조사함으로써 결국 달성 될 수 있지만, 자화 또는 변조의 작은 변화는이 기술의 실제 적용을 방지 해 왔습니다. 일반적으로, 테라 헤르츠 펄스 의 " 자기장 "성분은 자화의 일관된 테라 헤르츠 응답의 기원으로 간주된다. 그러나 도쿄 대학 연구팀이 이전에 발견 한 것처럼, 테라 헤르츠 펄스 의 " 전기장 "성분은 반도체 기반의 강자성 물질 의 테라 헤르츠 자화 변조에서 중요한 역할을합니다 . 연구진은 Applied Physics Letters 지 에서 그들의 초기 발견이 반도체 안에 내장 된 강자성체 나노 입자를 탐구하도록 고무했다고 보고했다 . 그들의 이론은 테라 헤르츠 펄스의 전기장이 반도체를 통해 전파되는 동안 테라 헤르츠 펄스의 작은 에너지 손실로 인해 각 나노 입자에 효과적으로 적용될 수 있다는 것입니다. "지금까지 강자성 금속 박막은 자화의 테라 헤르츠 변조에 관한 연구에 사용되었습니다."라고 도쿄 대학의 부교수 인 Shinobu Ohya는 말했습니다. "지금까지보고 된 변조 비율은 일반적으로 포화 자화의 ~ 1 % 미만이었습니다." 그들의 이론을 시험하기 위해이 그룹은 강자성 망간 비소 (MnAs) 나노 입자가 박혀있는 100 나노 미터 두께의 반도체 갈륨 비소 (GaAs) 막을 사용했다. "우리의 영화에서 전파되는 동안 테라 헤르츠 펄스의 작은 에너지 손실은 필름을 투과 할 수 있습니다. 즉, 200 킬로 볼트 / 센티미터의 최대 세기를 갖는 강한 테라 헤르츠 전기장이 모든 강자성 나노 입자에 균일하게 적용됩니다 "Ohya가 말했다. "이 강한 전계는 스핀 - 궤도 상호 작용 덕분에 MnAs 나노 입자에서 캐리어 밀도의 변조를 통해 큰 자화 변조를 유도합니다 ." 연구진은 포화 자화의 20 %까지 큰 변조를 얻는 데 성공했으며, 또한 테라 헤르츠 펄스의 전계 성분이 큰 변조에서 중요한 역할을한다고 결론 지었다. "우리의 연구 결과는 초고속 스피 트 로닉스의 핵심 기술이 될 피코 초 이내에 초고속의 일관된 자화 반전을 일으킬 것입니다. "강자성체 나노 입자 시스템은 테라 헤르츠 펄스를 이용한 고속 자화 스위칭에 매우 유리합니다."

추가 탐색 연구원은 새로운 고속 장치에 중요한 나노 입자 시스템을 보여줍니다 자세한 정보 : Tomoaki Ishii 외, 강자성 나노 입자의 큰 테라 헤르쯔 자화 응답, Applied Physics Letters (2019) DOI : 10.1063 / 1.5088227 저널 정보 : Applied Physics Letters 미국 물리학 연구소 제공

https://phys.org/news/2019-03-ferromagnetic-nanoparticle-ultrahigh-speed-spintronics.html

 

 

 

.Muon g-2는 두 번째 달리기를 시작합니다

2019 년 3 월 26 일 에 의해 페르미 국립 가속기 연구소 Muon g-2 실험은 최근에 두 번째 실험을 시작했습니다. 과학자들은 숨겨진 입자와 힘을 찾기 위해 직경 50 피트의 자석 인이 입자 저장소를 사용합니다. 크레딧 : Reidar Hahn

이달 초 Fermilab에서 열린 Muon g-2 ( "g 빼기 2") 실험은 숨겨진 입자와 힘을 찾기 위해 두 번째 실험을 시작했습니다. 향후 3 개월 동안 과학자들은 Run 1에서 수집 된 데이터의 양을 두 배로 늘리고 뮤온 의 비정상적인 자기 모멘트를 세계에서 가장 정확한 측정치로보고 종종 양 g-2로 표시합니다. Run 2는 과학자들이 지난 8 개월 동안 실험을 한 몇 가지 개선 사항을 특징으로합니다. "우리는 데이터를 취하는보다 안정된 환경을 원합니다. 왜냐하면 첫 데이터 수집 기간에 우리는 일을하고 평가하는 방식으로 노력했기 때문입니다."라고 실험의 공동 작업자 인 마크 랜 캐스터 (Mark Lancaster) 대변인 및 맨체스터 대학 (University of Manchester and University College London)에서 물리학 교수로 재직 중이다. "이제 우리는 상황이 훨씬 안정적이고 어떤 개입 없이도 합리적인 기간 동안 실행할 수있는 모드로 이동하려고합니다." 뮤톤은 전자와 비슷하지만 훨씬 무거운 원소 입자입니다. 뮤온의 자기 모멘트 - 내부 자석의 방향과 강도와 관련된 특성 - 회전과 함께 변화하여 선행이라고하는 효과. 랭커스터 (Lancaster)와 그의 동료들은 자기 모멘트의 세차 운동 빈도를 매우 정확하게 측정하고 그 결과를 이론가들이 예측해야하는 것과 비교한다. 그렇게함으로써, 그들은 입자 물리학의 표준 모델을 확인하거나 심지어 수정하기를 희망합니다. "우주를 여행 할 때, 입자는 결코 엄격하게 홀로 존재하지 않는다"고 실험의 다른 대변인 인 Fermilab의 Chris Polly가 말했다. "진공 상태에서 나타나는 다른 입자의 측근은 끊임없이 존재하며, 그들은 아무데도 나오지 않고, 존재하게 된 것처럼 빨리 사라집니다." 그 입자들은 뮤온의 자기 모멘트를 약간 변화시킨다. 얼마나 자주 그들이 진공에서 튀어 나오고 뮤온과 상호 작용하는지 계산함으로써, 과학자들은 자기 모멘트에 대한 모든 알려진 입자의 충격을 매우 정확하게 예측할 수 있습니다. 이 예측치와 실험적으로 얻어진 값을 비교하면 과학자들은 자기 모멘트를 변화시키는 추가의 발견되지 않은 입자 또는 힘이 있는지 여부를 알 수 있습니다. 휴식시, 뮤온은 단지 200 만 분의 1 초 만에 쇠퇴합니다. 그 붕괴는 두 개의 중성미자와 양전자를 생성하는데, 이것은 양전하를 띤 전자이다. "우리 데이터의 대부분은 뮤온에서 나온 양전자의 부식과 에너지를 조사하는 것으로 나온다."실험에 참여한 Fermilab 입자 물리학 자 Brendan Kiburg는 말했다. 이 데이터를 얻으려면 매우 균일하고 정확하게 측정 된 자기장이 필요합니다 . 키부 그는 "뮤온이 겪고있는 자기장을 알고 있다는 것은 매우 중요하다"고 말했다. "우리가 찾고있는 새로운 물리학은 세차 운동 빈도에 내장되어 있기 때문에 뮤온이 우리가 측정하는 자기장과 다른 자기장을 보지 않도록해야합니다." 링 미세 조정 실험실의 저장 링 자석은 2013 년 Brookhaven 국립 연구소의 원래 집에서 Fermilab에 도착했습니다. 수년간의 건설과 조정 끝에 운영자는 빔을 조정하여 2018 년 3 개월 생산 1 단계를 수행했습니다. Polly는 "생산 가동으로 인해 우리가 해결해야 할 몇 가지 결함에 대해 배울 수있었습니다. 팀이 여름에 집중 한 몇 가지 영역이 있습니다. 첫 번째는 뮤온에 초점을 맞추고 그것들이 위아래로 나선형으로 굴지 않도록하는 4 중극 자석 시스템입니다. "우리는 가동 중단 동안 4 중극 작동의 신뢰성을 향상시킬 필요가 있음을 발견했습니다. 특히 다가오는 주행에서 달성하고자하는 높은 전압에서 특히 그러합니다"라고 Polly는 말했습니다. 또 다른 문제는 전자기 키커라고 불리는 장치와 관련이 있습니다. 그것은 muons의 궤도를 반지 안쪽에 머무르는 길 위에 유지하기 위해 아주 약간 이동시킵니다. "키커는 링 그 자체를 뛰어 넘는 실험에서 가장 중요한 요소 중 하나 일 것입니다. 키커가 없다면 뮤온은 레이스 카가 잘못된 각도에있는 포뮬러 원 드라이버처럼 행동하여 첫 무릎에 벽에 몸을 담근다. 이를 피하기 위해 키커는 뮤온의 각도를 링의 게이트를 통과 할 때 옮깁니다. "Brookhaven에서의 키커와 관련된 문제 중 하나는 너무 느리다는 것입니다."라고 Polly가 말했다. "뮤턴에게 첫 번째 턴에서 킥을주는 대신 키커 펄스가 링 둘레에서 2 ~ 3 회의 회전을 계속했다. 이상적이지 않았기 때문에이 실험을 위해 키커를 디자인했다. 한 차례에. " Fermilab에서 Run 1 동안 배치 된 킥은 3 배 더 빠르지 만 muon을 정확하게 고리 주위의 완벽한 궤도로 밀어 넣을만큼 강하지는 않았습니다. 종료 중, 팀은 더 강력한 키커를 수용하기 위해 링을 업그레이드했습니다. 세 번째 문제는 Muon g-2 빌딩의 온도 조절이었다. 자성 저장 링은 온도에 매우 민감하여 섭씨 1도를 초과하는 변화는 자성 장을 팽창 또는 수축시켜 자기장을 약화시킵니다. 가장 더운 여름철에 Run 1을 수행하는 동안 시설의 온도를 유지하는 것은 어려운 일이었습니다. 시설의 난방 및 냉방 시스템 개선으로이를 해결해야한다고 Polly는 설명했다.

산의 산

팀은 최근 스토리지 링에 빔을 가져오고 업그레이드가 계획대로 작동하는지 테스트하기 시작했습니다. Run 2의 핵심 목표는 자기 모멘트를 매우 정확하게 70 ppb 로 측정하는 것 입니다. 이러한 종류의 정밀도를 얻으려면 자기장이 매우 균일해야합니다. Polly는 "우리는 자기장을 2 ~ 3 배 더 균일하게 조정할 수있었습니다. "그래서 우리는 같은 용기를 사용하고 있지만 실제로이 자기장을 이해하는 측면에서 훨씬 더 나은 용기로 바꾸어 놓았습니다." 팀은 또한 필요한 통계적 정확성에 도달하기 위해 필요한 초당 뮤온의 수인 실험의 뮤온 유량을 높여야했습니다. Run 1에서는 목표의 약 절반을 달성했습니다. 여름에 완료된 업그레이드로 인해 플럭스가 목표의 약 75 %까지 증가 할 것으로 예상됩니다. 팀이 내년 여름에 고려중인 최종 업그레이드는 잔여 물을 얻을 수 있다고 Polly는 말했다. 다가오는 도전 과제는 엄청난 양의 데이터입니다. Run 2는 Brookhaven Muon g-2 실험 결과의 불확실성을 4 배로 줄이기위한 것이고, 통계의 16 배가 필요합니다. 그것은 많은 양의 데이터입니다. "우리의 목표는 도착한 데이터를 처리하는 것"이라고 랭커스터는 말했다. 우리는 모든 것을 분산 된 컴퓨팅을 사용하고 있기 때문에 그리드상에서 모든 것을 처리합니다. 우리가하려는 일 중 일부는이를 더욱 견고하고 신뢰할 수있게 만드는 것입니다. " 견고성과 신뢰성은 엄격함이 필요합니다. "이것은 전체 설계 프로세스를 신중히 검토하는 이유입니다."라고 Kiburg 씨는 말했습니다. "그것은 당신이 물리학의 결과로 전환하는 시점에 도달 할 수 있기 때문에 우리는 현관 계단에 있습니다. 그래서 이것은 즐거운 시간입니다."

추가 탐색 Muon g-2 실험은 세계적으로 유명하고 잘 여행 된 전자석이있는 유령 입자를 찾기 시작했습니다 에 의해 제공 페르미 국립 가속기 연구소

https://phys.org/news/2019-03-muon-g-.html

 

 

.궁극적 인 get-well 카드를위한 양자 물리학 및 종이 접기

에 의해 프론티어 금속 nanoparticle 개념 예술입니다. 학자 : Professor Eden Morales-Narváez, CIO Mexico

종이 기반의 진단 테스트는 저렴하고 편리하며 생분해 성이 있습니다. 그러나 미량의 분석 물질을 나타낼만큼 밝지 않고 변색되기 쉽고 환경 적으로 유독 할 수있는 기존의 염료는 그 사용이 제한적입니다. 현재 연구자들은 한계를 극복하기 위해 양자 물리학을 사용하고 있다고 생물 공학과 생물 공학 분야의 프론티어 (Frontiers in Bioengineering and Biotechnology)에 발표 된 평론은 말합니다 . 광파보다 작은 작은 금속 입자 의 이상한 광학 특성은 시험 샘플에서 단일 표적 분자를 탐지하기 위해 종이에 캡처 될 수 있습니다. 이러한 극도로 민감한 테스트 장치는 의학, 법의학, 제조 및 환경 안전에 걸친 사실상 무제한 응용 프로그램과 함께 저 자원 환경에서 사용 시점에 조립 및 사용자 정의 할 수 있습니다. 멕시코의 광학 연구 센터의 수석 저자 인 Eden Morales-Narváez는 "새로운 세대의 종이 기반 분석 장치가 개발 중이며, 분석 대상 물질 식별을 위해 금속 나노 입자를 사용합니다. "이것들은 클리닉에서부터 현장을 오염 된 물 공급원에 이르기까지 자원이 부족한 환경에서 저렴한 비용의 테스트를 가능하게 할 것입니다." 종이 기반의 진단 기능은 스마트하지만 밝지는 않습니다. 페이퍼는 값 싸고 접근 가능한 진단 장치를위한 이상적인 매개체이며 이미 테스트 화학 물질과 샘플을 혼합하는 임신 테스트 스타일 스트립에서 먼 길을 걸어 왔습니다. "용지 장치는 채점, 인쇄 또는 인쇄 할 수있는 지침을 사용하여 제어 된 타이밍 및 순서로 시약을 여과, 농축 및 혼합 할 수 있습니다."라고 Morales-Narváez가 설명합니다. "일부 그룹은 오리 지미를 사용하여 흐름 방향 을 변경 하고 하나의 종이 장치를 사용하여보다 복잡한, 중복 또는 병렬 반응을 허용하는 처리 단계를 추가했습니다." 이 종이 기반 테스트의 결과를 읽는 데 실제 어려움이 있습니다. "예를 들어 바이오 마커 또는 오염 물질 인 관심 대상 물질 또는 '분석 대상 물질'이 표본에 존재하면 착색 된 안료가 생성되거나 변경 될 수 있도록 시험 반응을 설정합니다. "문제는 기존의 안료가 일부 파장을 선택적으로 흡수하여 다른 색상을 반사함으로써 색상을 생성한다는 것입니다. 예를 들어 빨강 잉크가 파란색과 녹색 스펙트럼 영역에서 강하게 흡수되므로 빨간색으로 보입니다. 이것은 가시적 인 색 변화가 일어나기 위해서는 상대적으로 많은 양의 분석 물질이 필요하다는 것을 의미합니다. 즉, 시험은별로 민감하지 않습니다. " 설상가상으로, 안료가 퇴색되기 쉽기 때문에 시험 결과를 기록으로 남겨 둘 수 없으며 안료 독성으로 인해 안전하게 버려 질 수없는 경우도 있습니다. 양자 물리학 솔루션 종이 기반의 테스트에서 필요한 것은 매우 밝은 색 표시입니다. 큐 금속 나노 입자 (MNPs). "MNP는 단순히 빛을 반사시키는 것보다 특정 파장의 빛을 극적으로 증폭시키기 때문에 더 밝고 오래가는 색상 신호를 줄 수 있습니다."라고 Morales-Narváez는 말합니다. 이름에서 알 수 있듯이 MNP는 나노 크기의 금속 조각입니다. 빛의 파장 보다 약 10-100 배 작아서 , 그들의 행동은 양자 물리학의 이상한 영역에 들어간다. 간단히 말하면 금속은 양이온의 고정 된 격자로 구성되어 음으로 대전 된 자유 전자 의 구름을 공유합니다 . "나노 미터 크기의 금속 조각에서 특정 파장의 빛은 금속 내의 고정 된 양이온에 대해 자유 전자를 진동 시키며 빛을 증폭시켜 밝은 색을 방출합니다." 아직도 혼란 스럽습니까? 빛은 보이는 전자기장임을 기억하십시오. 이 필드 안에 놓인 금속 큐브를 상상해보십시오. 음전하를 띤 전자는 음극에서 양극성 금속 이온을 찾아내어 양극 극으로 이동합니다. 필드가 사라지면 (즉, 빛이 파동을 일으키면) 전자는 반대 방향으로 움직이고, 서로에 의해 튕겨 나와 덮개가 벗겨진 양성 금속 이온쪽으로 다시 끌립니다. 전자는 전자기장의 변화하는 극성으로이 방식으로 앞뒤로 진동합니다. 매우 민감한 종이 기반 진단 결정적으로, 자유 전자가 진동하는 특정 파장은 조정 가능합니다. 따라서 MNP에 의해 증폭되는 색은 금속의 모양과 크기 및 간격뿐만 아니라 금속 및 주변 매체의 유형에 따라 달라집니다. 결과적으로 종이 기반의 테스트 반응을 MNP 컬러의 변화와 결합시키는 다양한 방법이 있습니다. "분석 물에 결합하는 MNP를 만들 수 있고, 분석 물에 결합하는 항체와 같은 종이의 고정 된 생물 인식 요소를 통해 용액 내에서 이들을 흐르게 할 수 있습니다. 긍정적 인 테스트는 MNP가 누적되어 그 간격과 주변 환경을 변화시킵니다. "대안으로, MNP는 분석 분자와 반응 할 때 보유 분자로부터 방출 될 수있다. "일부 분석 물질은 MNPs를 침식하여 직접 변색을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어, 암모니아와 식품 부패의 다른 휘발성 화합물 또는 태양 광선으로부터의 UV 방사선. 결과 : 매우 민감한 용지 진단. "MNPs는 애트 몰 농도의 분석 물에서도 눈에 보이는 색 변화를 일으킬 수 있습니다."라고 Morales-Narváez는 말합니다. 그것은 약 30 분자 / 시험 샘플 한 방울입니다. 그러나 서류상 시험 이 인간의 눈보다는 오히려 특별한 기계에 의해 읽는 경우에 , 감도는 아직도 더 높다. "라만 분광기 (Raman spectroscopy) 라 불리는 스캐닝 기술과 결합하여 MNP는 단일 분자 분석 물의 검출을보고 할 수 있습니다." 2018 년 만에 발표 된 MNP의 사용을 모색하는 10,000 건 이상의 연구 기사로 양자 물리학의 종이 진단 장치가 주류 로 등장하기까지는 오래 걸리지 않을 수도 있습니다 .

추가 탐색 화학 제품은 쌍극자가 플라즈몬을 축축하게 유도합니다 추가 정보 : 생물 공학 및 생물 공학의 최전선 , DOI : 10.3389 / fbioe.2019.00069 , https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fbioe.2019.00069/full 프론티어 제공

https://phys.org/news/2019-03-quantum-physics-origami-ultimate-get-well.html

 

 

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
https://pr.ibs.re.kr/handle/8788114/5556?mode=full
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0