CRISPR 정확도를 높이는 엔지니어링 '헤어핀'

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Matt Monro - Charade

 

 

.물리학자가 웜홀 여행이 가능하다는 것을 증명하지만, 당신이 생각하는 것과는 다릅니다

Colm Gorey 공간에서 두 지점을 연결하는 광대 한 웜홀의 그림. 이미지 : © Peter Jurik / Stock.adobe.com

하버드의 한 물리학자는 실제 웜홀이 우주 여행에 쓸모가 없다고 주장함으로써 공상 과학 소설 팬들의 꿈을 망쳤다. 스타 게이트 (Stargate) 와 인터 스텔라 (Interstellar) 와 같은 영화 는 두 곳을 연결하는 곡선 시공간의 웜홀 (wormhole) 터널 개념을 원거리 세계로 여행의 핵심 교리로 사용했습니다. 그러나 웜홀 (wormholes)이 존재하고 여행이 가능할지라도 시간 낭비라고 주장함으로써 공상 과학 팬들을위한 파티를 망쳐 놓는 새로운 연구가 나왔다. 2019 미국 물리 학회 에이프릴 회의에서 이러한 연구 결과를 제시, 하버드 물리학 자 다니엘 Jafferis는 - 함께 동료 하버드 연구원 핑 가오와 스탠포드 대학의 아론 벽에 - 밝혔다 오히려 빠른 여행을위한 포털 것보다, 웜홀이 매우 느린 것. "이 웜홀을 통과하는 것은 직접 이동하는 것보다 시간이 오래 걸리기 때문에 우주 여행에별로 유용하지 않습니다."라고 Jafferis는 말했습니다. 그러나이 연구는 아무 것도하지 않고 빛이 통과 할 수있는 웜홀을 만드는 방법을 찾는 것은 양자 중력 이론을 만드는 노력에 물리학자를 도울 수 있다고 믿습니다. "이 연구의 실제 수입은 블랙홀 정보 문제와 중력과 양자 역학의 관계와 관련되어있다"고 그는 덧붙였다. 연구에 대한 영감은 Jafferis가 양자 레벨에서 얽혀있는 두 개의 블랙홀의 개념에 대해 생각하기 시작한 후 였는데, ER = EPR 추측에 의해 제안 되었 듯이 양자는 웜홀에 의해 연결될 것이라고 제안했다. 이것은 블랙홀 사이의 직접 연결이 웜홀 연결보다 짧음을 의미하지만 웜홀 이동은 지름길이 아닙니다. 이론은 양자 역학에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다.

여행을위한 쓰레기, 과학에 중대한

"외부 관점에서, 웜홀을 통한 이동은 얽힌 블랙홀을 사용하는 양자 텔레포트와 동일합니다."라고 Jafferis가 말했습니다. 최신 이론은 1935 년 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)과 나단 로젠 (Nathan Rosen)이 처음 쓴 웜홀 (wormhole)이라고 불리는 초기 설정을 기반으로합니다. 웜홀은 통과하기 때문에 Jafferis는 블랙홀에서 정보를 추출 할 수 있다고 판단했습니다. "그것은 외부에서 접근 할 수있는 시공간 내에 관찰자의 경험에 대한 창이 될 지평선 뒤에있는 지역에 대한 인과 적 탐구를 제공한다"고 그는 말했다. 이전에는 통과 할 수있는 웜홀이 양의 중력과 반대되는 음의 에너지를 필요로한다고 생각했습니다. "나는이 발견이 계량기 / 중력 대응, 양자 중력 및 양자 역학을 공식화하는 새로운 방법에 대해 깊은 가르침을 줄 것이라고 생각한다."라고 Jafferis가 말했다. 관련 : 연구 , 우주 탐험 , 천체 물리학 , 물리학 Colm Gorey는 Siliconrepublic.com의 저널리스트입니다. editorial@siliconrepublic.com

https://www.siliconrepublic.com/innovation/wormhole-travel-possible

 

 

.웜홀을 통한 이동은 가능하지만 느려짐

에 의해 물리학의 미국 학회 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 4 월 15 일

하버드의 물리학 자들은 웜홀이 존재할 수 있음을 보여주었습니다. 굴곡이있는 시공간의 터널은 먼 두 개의 장소를 연결하여 이동이 가능합니다. 그러나 은하계의 다른 편으로 여행하기 위해 가방을 싸지 마십시오. 이론적으로는 가능하지만 인간이 여행 하는 데는 도움이되지 않는다고 하버드 대학의 다니엘 자 페리스 (Daniel Jafferis)는 스탠포드 대학의 하버드 (Harvard)와 아론 월 (Aron Wall)의 핑 가오 (Ping Gao)와 공동 작문했다. "이 웜홀을 통과하는 것은 직접 이동하는 것보다 시간이 오래 걸리기 때문에 우주 여행에 별로 유용하지 않습니다 ."라고 Jafferis는 말했습니다. 그는 덴버에서 열리는 2019 년 American Physical Society 4 월 회의에서 자신의 연구 결과를 발표 할 예정이다. 그는 은하계 여행에 대한 비관에도 불구하고 빛이 통과 할 수 있는 웜홀 을 만드는 방법을 찾는 것은 양자 중력 이론을 개발하려는 탐구를 향상시키는 것이라고 말했다 . "이 연구의 실제 수입은 블랙홀 정보 문제와 중력과 양자 역학 의 관계와 관련되어있다 "고 Jafferis는 말했다. 새로운 이론은 Jafferis 가 고급 연구원의 Juan Maldacena와 Stanford의 Lenny Susskind의 ER = EPR 서신에서 공식화 된대로 양자 레벨에서 얽힌 두 개의 블랙홀 에 대해 생각하기 시작했을 때 영감을 받았습니다 . 이것은 블랙홀 간의 직접 연결 이 웜홀 연결보다 짧음을 의미하지만 웜홀 이동이 지름길이 아니라는 것을 의미합니다. 이론은 양자 역학에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. "외부 관점에서, 웜홀을 통한 이동은 얽힌 블랙홀을 사용하는 양자 텔레포트와 동일합니다."라고 Jafferis가 말했습니다. Jafferis는 1935 년에 Einstein과 Rosen이 처음으로 고안 한 두 개의 블랙홀 (웜홀이라는 용어는 1957 년에 만들어 짐) 사이의 연결로 구성된 설정에 그의 이론을 기반으로합니다. Jafferis는 웜홀이 통과 할 수 있기 때문에 블랙홀에서 정보를 추출 할 수있는 특별한 경우라고 말했다. Jafferis 교수는 "그것은 수평선 뒤에있는 지역의 인과적인 탐구를 제공한다. 우주에서 관찰자가 경험할 수있는 창은 외부에서 접근 가능하다"고 말했다. 지금까지, 횡단 할 수있는 웜홀을 공식화 할 때 걸림돌이되는 것은 음의 에너지가 필요했기 때문에 양자 중력과 일치하지 않는 것처럼 보였습니다. 그러나 Jafferis는 Casimir 효과와 유사한 양자 효과를 계산하는 양자 장 이론 도구를 사용하여 이것을 극복했습니다. Jafferis는 " 게이지 / 중력 대응, 양자 중력 및 양자 역학 을 공식화하는 새로운 방법에 대해 깊은 가르침을 줄 것이라고 생각합니다 . 추가 탐색 과학자들은 웜홀을 통한 여행 아이디어를 일축합니다.

자세한 정보 : "Traversable wormholes"프레젠테이션은 Sheraton Denver Downtown Hotel의 Plaza D에있는 11 월 21 일 MT, 4 월 13 일 토요일에 열립니다. 개요 : meetings.aps.org/Meeting/APR19/Session/B02.2 미국 물리학 연구소 제공

https://phys.org/news/2019-04-wormholes.html

 

.SLAC의 고속 '전자 카메라'영화 분자 영화 HD

에 의해 SLAC 국립 가속기 연구소 연구자들은 UED라고 불리는 '전자 카메라'와 1,3- 시클로 헥사 디엔 (CHD)의 개환 반응에 대한 최초의 원자 분해능 영화를 제작했다. 아래 : UED 전자 빔은 반응이 진행됨에 따라 CHD 분자 내의 원자 쌍 사이의 거리를 정확하게 측정합니다. 각 쌍 사이의 거리는 그래프의 컬러 선으로 표시됩니다. 분자의 모양이 변함에 따라 거리의 변화는 분자 영화를 대표합니다. Top : 반응에 약 380 펨토초에서 측정 한 거리 분포에 해당하는 분자 구조의 가시화 (하단 점선). Credit : David Sanchez / Stanford University

에너지 부의 SLAC 국립 가속기 연구소 (Energy Accelerator Laboratory)에서 매우 빠른 "전자 카메라 (electron camera)"를 사용하여 연구자들은 빛에 반응하여 열리는 고리 모양 분자의 첫 번째 고선명 ​​"영화"를 만들었습니다. 결과는 우리 몸에서 비타민 D의 생성과 같은 화학에서 중요한 역할을 가진 비슷한 반응에 대한 우리의 이해를 더할 수 있습니다. SLAC의 Linac Coherent Light Source (LCAC) X 선 레이저로 처음 제조 된 동일한 반응 의 이전 분자 영화는 반응 중 큰 구조적 변화를 기록했습니다. 이제 실험실의 초고속 전자 회절 (UED) 장비를 사용하여 이러한 새로운 결과는 고해상도 세부 정보를 제공합니다. 예를 들어 반지의 결합이 어떻게 끊어지며 장시간 동안 원자가 흔들리는지를 보여줍니다. 스탠포드 대학의 스탠포드 펄스 연구소 (Stanford Pulse Institute)의 과학자이자 스탠포드 대학 (Stanford University)의 연구원 인 토마스 울프 (Thomas Wolf)는 "이 개환 반응의 세부 사항은 이제 해결됐다. " 화학 반응 동안 결합 ​​거리의 변화를 직접 측정 할 수 있다는 사실은 빛으로 자극되는 근본적인 과정에 대해 새로운 질문을 할 수있게 해줍니다." 두 연구에 참여한 SLAC 과학자 Mike Minitti는 "이 결과는 초고속 공정을 연구하는 독창적 인 도구가 서로 보완하는 방식을 보여줍니다 .LCLS는 매우 빠른 셔터 속도 (수십 펨토초 또는 100 만 분의 1 초)로 스냅 샷을 캡처하는 데 탁월합니다. UED는 이러한 스냅 샷의 공간 해상도를 높여 주며 결과는 서로의 결과를 검증하는 것으로서 완전히 새로운 측정 도구를 사용할 때 중요합니다 "라고 말했습니다. LCLS의 마이크 던 (Mike Dunne) 디렉터는 "우리는 현재 광범위한 과학 공동체에 SLAC의 UED 장비를 제공하고 있으며, 에너지 범위를 두 배로 늘리고 반복 속도를 바꾸어 LCLS의 탁월한 성능을 향상시키고 있습니다. 초소형 및 초고속 스케일의 기본 프로세스에 대한 최상의 연구를 가능하게합니다. " 연구진은 Nature Chemistry 에서 결과를 발표했다 . 

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

SLAC의 전자 카메라로 만든 분자 영화의 시각화. 연구원은 레이저 플래시에 맞은 후 1 억 8000 만 초 만에 반지 모양의 분자가 어떻게 열리게되는지 원자 구조로 자세하게 포착했습니다. 이 같은 고리 열림 반응은 우리 몸에서 비타민 D의 빛에 의한 합성과 같은 화학에서 중요한 역할을합니다. 크레디트 : Thomas Wolf / PULSE Institute

HD의 분자 영화

이 특별한 반응은 전에 여러 번 연구되었습니다. 1,3- 시클로 헥사 디엔 (CHD)이라고 불리는 고리 모양의 분자가 빛을 흡수하면 결합이 끊어지며 분자가 펼쳐져 1,3,5- 헥사 트리 엔 (HT). 이 과정은 개환 반응의 교과서적인 예이며 비타민 D 합성 동안 빛에 의해 유도되는 과정을 연구하기위한 단순화 된 모델의 역할을합니다. 연구자들은 2015 년에 LCLS와의 반응을 연구했는데, 그 종류의 최초의 상세한 분자 영화를 만들었고, 분자가 반지에서 시가 같은 모양으로 바뀌 었는지를 레이저 플래시로 확인했다. 처음에는 공간 해상도가 제한적인 스냅 샷은 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 더욱 집중되었습니다 . 이 새로운 연구는 UED를 사용하여 연구원들이 샘플을 통해 수백만 개의 전자 볼트 (MeV)로 측정 한 고 에너지 전자빔을 전송하여 원자 쌍 사이의 거리를 정확하게 측정하는 기술입니다. 초기 레이저 플래시 후 다른 간격으로이 거리의 스냅 샷을 찍고 변화하는 방식을 추적하면 과학자가 샘플에서 빛으로 유발 된 구조적 변화의 스톱 모션 동영상을 만들 수 있습니다. MeV-UED 장비 실장 인 SLAC 과학자 Xijie Wang은 전자빔은 연구에 사용 된 CHD 가스와 같이 매우 희석 된 샘플에 대해서도 강한 신호를 생성한다고 말했다. "이것은 우리가 이전보다 훨씬 더 오랜 기간 동안 개환 반응을 수행 할 수있게 해주었습니다."

놀라운 세부 사항

새로운 데이터는 반응에 대한 몇 가지 놀라운 세부 사항을 밝혀 냈습니다. 이 그림은 링 모양의 1,3- 시클로 헥사 디엔 (CHD) 분자 (배경)가 펼쳐진 1,3,5- 헥사 트리 엔 (HT) 형태 (전경)로 빛에 의해 유발 된 전환의 스냅 샷을 보여줍니다. 스냅 샷은 SLAC의 초고속 전자 회절 (UED)을위한 고속 "전자 카메라"로 촬영되었습니다. 크레딧 : Greg Stewart / SLAC 국립 가속기 연구소 그들은 CHD 링이 파열됨에 따라 원자의 움직임이 가속되어 분자가 과도한 에너지를 없애고 펼쳐진 HT 형태로의 전환을 가속화하는 것을 돕는다. 이 영화는 또한 분자가 점점 더 선형이되어 감에 따라 HT 분자의 두 끝이 어떻게 움직이는지를 포착했다. 이러한 회전 동작은 최소 1 피코 초 또는 1 초에 1 조 이상 계속되었습니다. 울프 대변인은 "이런 움직임이 그리 오래 지속될 것이라고는 생각하지 못했다. "그것은 반응이 고리 개방 자체로 끝나지 않고, 이전에 생각했던 것보다 빛에 의해 유발 된 과정에서 훨씬 오래 지속되는 움직임이 있음을 보여줍니다." 잠재력을 지닌 방법 과학자들은 또한 화학적 인 과정의 시뮬레이션에서 원자핵의 움직임을 포함하기 위해 새로 개발 된 컴퓨터 접근법을 검증하기 위해 그들의 실험 데이터를 사용했다. "UED는 이러한 방법을 테스트하는 데 필요한 높은 공간 분해능을 가진 데이터를 제공했습니다."라고 스탠포드 (Stanford)의 화학 교수이자 전산 분석을 주도한 PULSE 연구원 Todd Martinez가 말했습니다. "이 논문은 우리의 방법에 대한 가장 직접적인 테스트이며 우리의 결과는 실험과 잘 일치합니다." 울프 교수는 컴퓨터 시뮬레이션의 예측 능력을 향상시키는 것 외에도이 결과가 삶의 근본적인 화학 반응에 대한 이해를 깊게하는 데 도움이 될 것이라고 말하면서 "우리는 우리의 방법이 훨씬 더 복잡한 분자의 연구를위한 길을 열어 줄 것으로 매우 희망한다. 인생 과정에 사용되는 것들. "

추가 탐색 새로운 '분자 영화'로 모션의 초고속 화학을 보여줌 추가 정보 : 1,3- 시클로 헥사 디엔의 광 화학적 개환은 초고속 전자 회절에 의해 이미징 된 Nature Chemistry (2019). DOI : 10.1038 / s41557-019-0252-7 , https://www.nature.com/articles/s41557-019-0252-7 저널 정보 : 자연 화학 에 의해 제공 SLAC 국립 가속기 연구소

https://phys.org/news/2019-04-slac-high-speed-electron-camera-molecular.html

 

 

.CRISPR 정확도를 높이는 엔지니어링 '헤어핀'

에 의해 듀크 대학 CRISPR / Cas9 유전자 시퀀스의 아티스트 표현으로 시스템의 왼쪽에 "머리핀"자물쇠가 추가되어 정밀도가 평균 50 배 향상됩니다. 크레딧 : Ella Maru Duke, 2019 년 4 월 15 일 

University의 생물 의학 엔지니어는 CRISPR 게놈 편집 기술의 정확성을 평균 50 배 향상시키는 방법을 개발했습니다. 그들은 편집 기술이 지속적으로 확장하는 형식으로 쉽게 변환 될 수 있다고 생각합니다. 이 접근법은 가이드 RNA에 짧은 꼬리를 추가하여 편집을 위해 DNA 서열을 식별하는 데 사용됩니다. 이렇게 추가 된 꼬리가 접혀서 그 자체에 바인딩되어 대상 DNA 시퀀스에 의해서만 되돌릴 수있는 "잠금 장치"를 만듭니다. 이 연구는 Nature Biotechnology 저널에 4 월 15 일 온라인으로 게재 됩니다. "CRISPR은 일반적으로 매우 정확하지만 목표를 벗어난 활동을 보여주는 사례가 있기 때문에 특이성을 높이기 위해이 분야 전반에 광범위한 관심이있었습니다"라고 Duke 대학의 생명 공학 공학 부교수 인 Charles Gersbach는 말했습니다. "그러나 지금까지 제안 된 솔루션은 다른 CRISPR 시스템간에 쉽게 변환 될 수 없습니다." CRISPR / Cas9는 박테리아가 침입하는 바이러스의 DNA를 표적으로하고 쪼개는 데 사용 하는 방어 시스템 입니다. 인간 세포 에서 작동하도록 설계된 CRISPR 기술의 첫 번째 버전은 Streptococcus pyogenes라는 박테리아에서 기인 한 반면 더 많은 박테리아 종은 다른 버전을 포함합니다. 이 분야의 과학자들은 수년간 바람직한 특성을 지닌 새로운 CRISPR 시스템을 찾고 있으며 CRISPR 병기고에 지속적으로 추가되고 있습니다. 예를 들어, 일부 시스템은 유전자 치료를 위해 인간 세포에 전달하기 위해 바이러스 벡터 내부에 더 작고 잘 맞을 수 있습니다. 그러나 개개인의 능력에 상관없이 모두가 때때로 원치 않는 유전자 변형을 일으켰습니다. CRISPR 시스템의 보편적 인 특성은 게놈에서 표적화 된 DNA 서열을 도입하는 가이드로서 RNA 분자를 사용한다는 것이다. 일단 가이드 RNA가 상보 적 유전자 서열을 발견하면, Cas9 효소는 DNA를 잘라내 게놈 서열의 변화를 촉진하는 가위 역할을한다. 그러나 각각의 원점 서열은 겨우 20 개의 뉴클레오티드이고 인간 게놈은 약 30 억 개의 염기쌍을 가지고 있기 때문에 정렬이 많이 필요하며 CRISPR은 때로는 1-2 개의 염기쌍 이 완벽 하지 못한 서열로 실수를 범할 수 있습니다 . CRISPR의 정확성을 향상시키는 한 가지 방법은 2 개의 Cas9 분자가 완전한 절단을 위해 동일한 DNA 서열의 반대편에 결합하도록 요구하는 것입니다. 이 방법이 효과가 있지만 시스템에 더 많은 부품을 추가하여 복잡성을 높이고 전달하기가 더 어려워집니다.

Charles Gersbach, Duke University의 루니 패밀리 생명 공학 부교수. 신용 : Les Todd

또 다른 접근법은 Cas9 단백질을 유전 적으로 만들어서 에너지를 덜 사용하기 때문에 총을 쏘아 실수를하는 일이 거의 없습니다. 이것은 또한 유망한 결과를 보여 주었지만 이러한 유형의 단백질 공학은 힘들며 이러한 노력은 각 CRISPR 시스템에 따라 다릅니다. Gersbach는 "매주 거의 새로운 CRISPR 시스템이 발견되어 특정 애플리케이션에 유용하게 사용할 수있는 고유 한 특성을 지닌 것으로 보입니다. "새로운 CRISPR 단백질을 발견 할 때마다보다 광범위한 리엔지니어링을 통해 정확성을 높이는 것은 쉬운 해결책이 아닙니다." "우리는 더 많은 부품을 추가하지 않고 모든 종류의 CRISPR 시스템에 일반적으로 사용되는 솔루션에 중점을 둡니다."라고 Dewran Kocak 박사는 말합니다. 이 프로젝트를 주도한 Gersbach의 실험실에서 일하는 학생. "모든 CRISPR 시스템에는 공통적으로 가이드 RNA가 있으며이 짧은 RNA는 엔지니어가 훨씬 쉽습니다." Gersbach와 Kocak의 솔루션은 가이드 RNA를 20 뉴클레오타이드만큼 연장하여 원래의 가이드 RNA의 끝에 붙어 머리핀 모양을 형성하는 방식입니다. 잠재적 절단을 조사하기 위해 조사되는 DNA 서열에서 단일 염기쌍조차 부정확하면 치환하기가 매우 어려운 종류의 자물쇠가 생깁니다. 그러나 가이드 RNA가 그 자체보다는 DNA에 결합하기를 선호하기 때문에 정확한 DNA 조합이 여전히 자물쇠를 깨뜨릴 수 있습니다. Kocak 교수는 "가이드 RNA가 정확하게 일치 할 때 작동하도록 잠금 장치의 강도를 충분히 미세 조정할 수 있습니다. 이 논문에서 Kocak과 Gersbach는이 방법이 네 가지 세균 균주에서 유래 한 다섯 가지 CRISPR 시스템에 대해 인간 세포에서 만들어진 절단의 정확도를 평균 50 배 증가시킬 수 있음을 보여줍니다. 그리고 한 경우에는 개선이 200 배 이상으로 증가했습니다. "듀란 (Dewran)은 우리가 생각하는 방식대로 작동한다는 것을 보여주기 위해 수년간의 연구를 완료 했음에도 불구하고 꽤 간단한 생각이다"라고 게르 스 바흐는 말했다. "목표를 벗어난 활동을 없애기위한 멋지고 우아한 솔루션입니다." 앞으로 연구원들은 CRISPR 변종에 얼마나 많은 차이점이 있는지를 확인하기 위해 잠금 메커니즘이 어떻게 작동하는지에 대한 심층적 인 특성을 완성 할뿐만 아니라이 접근법이 얼마나 많은 다른 CRISPR 변종을 사용할 수 있는지 알기를 희망합니다. 그리고이 실험은 배양 된 세포에서 수행 되었기 때문에 연구자들은이 접근법이 질병의 실제 동물 모델 내에서 CRISPR 정확도를 얼마나 잘 증가시킬 수 있는지 열망합니다.

추가 탐색 새로운 전략으로 CRISPR-Cas9 게놈 편집의 효율성 향상 자세한 정보 : RNA RNA 2 차 구조를 갖는 CRISPR 시스템의 특이성 증가, Nature Biotechnology (2019). DOI : 10.1038 / s41587-019-0095-1 , https://www.nature.com/articles/s41587-019-0095-1 저널 정보 : Nature Biotechnology Duke University 제공

https://phys.org/news/2019-04-hairpins-crispr-accuracy.html

 

 

.소행성은 먼 별을 측정하는 과학자 도움

Tracey Bryant, 델라웨어 대학교 소행성이 별의 앞을 지나갈 때, 결과적인 회절 패턴 (여기에서는 크게 과장 됨)이 별의 각 크기를 나타낼 수 있습니다. 신용 : DESY, Lucid Berlin ,2019 년 4 월 15 일

맑은 밤 하늘을 올려다 보면 많은 별들이 보일 것입니다. 때로는 거의 도달 할 수 있거나 적어도 짧은 로켓을 타는 듯합니다. 그러나 지구에 가장 가까운 별은 태양을 세지 않고 25 조 마일 떨어진 거리에서 4 광년 이상 떨어져 있습니다. 우리 은하계에는 천억 개가 넘는 별이 있습니다. 우리가 많이 배웠지 만 크기가 너무 멀기 때문에 직접 측정 된 크기는 상대적으로 적습니다. 별의 크기는 정보에 대한 많은 다른 수수께끼를 열어주는 중요한 정보입니다. 별의 크기를 측정하기 위해 몇 가지 방법이 사용되었지만 각각의 한계가 있습니다. 그러나 델라웨어 대 (University of Delaware)의 연구원을 비롯한 국제 팀은 별의 크기를 결정하는 새로운 방법을 발견했습니다. 그들의 방법은 애리조나의 Fred Lawrence Whipple Observatory에서 VERITAS (Very Energetic Radiation Imaging Telescope Array System)의 고유 한 기능과 적합한 장소와 시간에 지나가는 소행성을 사용합니다. 이 기법을 사용하여 Deutsches Elektronen-Synchrotron (DESY)의 Tarek Hassan과 Smithsonian Astrophysical Observatory의 Michael Daniel이 이끄는 23 개 대학 및 연구 기관의 협력으로 거대한 별의 직경이 2,674 광년 떨어져 있음을 밝혀 냈습니다. 현재까지의 밤하늘에서 측정 된 가장 작은 별인 700 광년 떨어진 태양과 같은 별. 이 연구는 Nature Astronomy 저널에 4 월 15 일 월요일에보고되었다 . 별 크기 조정 "별의 크기를 아는 것이 전반적으로 중요합니다."라고 UD 물리학 및 천문학 부교수이자 본 연구의 공동 저자 인 Jamie Holder는 말했습니다. "얼마나 크고 얼마나 뜨거운 별이 태어 났는지, 얼마나 오랫동안 빛을 낼지, 결국 어떻게 죽을 지 알려주고 있습니다." 그러나 하늘에있는 거의 모든 별이 너무 멀리 떨어져있어 최고의 광학 망원경으로도 정확하게 측정 할 수 없습니다. "별의 점과 같은 이미지를 해결할 수 없다"고 Holder는 말했다. "망원경으로는 퍼지가 나올 것입니다." 이 한계를 극복하기 위해 과학자들은 회절이라는 광학 현상을 사용하여 별 직경을 측정합니다. 물체가 별 앞에서 지나갈 때, "occultation"이라고 불리는 이벤트가 빛의 그림자와 주변 패턴을 사용하여 별의 크기를 계산할 수 있습니다. 이 파일럿 연구에서, 별 앞에서 지나가는 물체는 소행성이었습니다. 약 46 억년 전에 행성이 형성되었을 때부터 우주 유적이 남을 가능성이 있습니다. 소행성은 초당 15 마일의 평균 속도로 여행하며 팀의 도전 과제에 추가됩니다. 일반적으로 VERITAS 망원경은 지구의 대기를 통해 경주 할 때 고 에너지 우주 입자와 감마선이 생성하는 희미한 푸른 빛을 보게됩니다. 망원경은 최상의 광학 이미지를 생성하지는 않지만, 파리의 눈처럼 육각형으로 그려진 거대한 거울 표면 덕분에 별빛을 포함한 빠른 빛의 변화에 ​​매우 민감합니다. Holder는 2006 년에 망원경의 건설 및 시운전에 관여했으며 4 대의 망원경의 모든 광 센서 모듈은 UD에서 조립되었습니다. 박사 과정 학생이 개척적인 관찰을한다. 2018 년 2 월 22 일에 4 대의 대형 VERITAS 망원경을 사용하여, 팀은 Imprinetta가 통과 한 60 킬로미터 (37 마일)의 소행성 TYC 5517-227-1의 회절 패턴을 명확하게 감지 할 수있었습니다. UD 박사 과정 학생 타일러 윌리엄슨 (Tyler Williamson)이 관찰을 위해 거기에있었습니다. "우리가 처음으로 이런 종류의 측정을 수행 한 것이므로, 우리는 준비하고 정확하게 절차를 따르는 데 많은 시간을 할애해야했습니다."그날 밤 세 명의 과학자 중 한 명인 Williamson은 말했다. "오컬트 자체는 불과 몇 초 밖에 걸리지 않지만 우리는 망원경을 별의 앞쪽으로 향하게하여 약 15 분 정도 시간을두고 이벤트 전후의 모습을 추정합니다. 그 물건을 막지 않고 그 물건이 어떻게 생겼는지 알아. " 대개 승무원이 데이터를 가져 오면 컴퓨터가 수집하는 내용을 실시간으로 볼 수 있지만, 이러한 일시적인 현상이 발생하는 것을 볼 방법이 없습니다. 그들은 단순히 망원경을 가리켜 기다려야했습니다. "처음에는 우리의 위치에서 오컬트가 눈에 보일 수도 있습니다." "우리가 밤에 들어간 가장 최근의 추측은 그림자가 우리의 관측소 위에 던져 질 가능성이 약 50 %였습니다. 소행성은 작고 크기와 궤적에 불확실성이있어 그림자가 떨어지는 곳을 확인하십시오. " 승무원은 데이터를 가져 와서 프로젝트의 수석 수사관에게 이메일로 보내 밤늦게했습니다. 윌리암슨은 "다음날 오후에 PI의 전자 메일에 깨어나 그림자가 선명하게 보이는 멋진 음모를 연상케했다"고 전했다. "우리는 모두 매우 흥분했고, 관찰자 ​​들로서 우리는 그 결과의 일부가되어 매우 기뻤습니다."

UD 교수 제이미 홀더 (왼쪽)와 박사 과정 학생 타일러 윌리암슨 (Tyler Williamson)은 별의 크기를 측정하는 새로운 방법을 개발 한 국제 팀의 일원입니다. 이 기술은 애리조나 사막의 VERITAS 망원경 (배경에 표시됨)과 올바른 장소와 시간에 지나가는 소행성의 고유 한 기능에 달려 있습니다. 크레딧 : Evan Krape 및 NASA

VERITAS 망원경으로 팀은 매초 300 회의 스냅 샷을 찍을 수있었습니다. 이러한 데이터를 통해 회절 패턴의 밝기 프로파일을 높은 정확도로 재구성 할 수 있었으며, 0.125 밀리 초당 별의 각 또는 겉보기 직경이 산출되었습니다. 과학자들은 그것의 거리가 2,674 광년이라는 것과 함께, 그 별의 실제 지름이 태양의 11 배이며, 적색 거성의 별이라고 분류했다. Holder에 따르면,이 별은 태양보다 약 2 억 배나 더 멀리 떨어져 있습니다. 그러나 그것은 은하계의 은하계 내에 있습니다. 이는 은하수가 10 만 광년에 이릅니다. 연구자들은 직경이 88 킬로미터 인 소행성 페넬로페가 별 TYC 278-748-1을 오컬트했을 때 2018 년 5 월 22 일에 3 개월 후 위업을 반복했다. 측정 결과, 0.094 밀리 초의 각도 크기와 태양의 2.17 배의 실제 지름 (가장 작은 별)이 직접 측정되었습니다. 그러나 "작은"것은 상대적입니다. "이 별은 우리의 가장 가까운 별보다 우리로부터 약 700 배 더 멀리 태양의 2 배 크기 인 G 왜성입니다."Holder가 말했다. 새로운 기술은 천문학 자들이 음력 소거를 기반으로하는 표준 방법보다 10 배 더 좋은 해상도를 제공하지만, 간섭계 기법을 사용하는 크기 측정보다 두 배 가파르다 고 Holder는 팀이 훨씬 정확한 정확성을 위해이를 개선하기 위해 노력하고 있다고 말했다. "소행성은 매일 지구로 지나간다"고 Holder 씨는 말했다. "베리타스는 관측치를 높이고 관측 범위를 넓히기 위해 준비하고 있으며, 완전히 새로운 인구의 별에 대한 데이터를 구축하고 있습니다."

추가 탐색 중력 렌즈 효과로 ​​별 무게를 재는 법 추가 정보 : VERITAS Cherenkov 망원경, Nature Astronomy (2019)에 의한 별 각 직경의 직접 측정 . DOI : 10.1038 / s41550-019-0741-z , https://www.nature.com/articles/s41550-019-0741-z 저널 정보 : 자연 천문학 제공 : University of Delaware

https://phys.org/news/2019-04-asteroids-scientists-diameters-faraway-stars.html

 

 

.과학 커뮤니케이션에서 틈을 메울 수있는 방법을 모색하는 연구

2019 년 4 월 15 일, 에 의해 카네기 멜론 대학 크레딧 : CC0 공개 도메인

"나 좀 쉬어 라!" "가짜 뉴스!" "어쩌구 저쩌구 ..."이러한 말투는 과학 커뮤니케이션에서 근본적인 문제의 증상입니다. Tepper School of Business의 새로운 연구에 따르면 우리에게 이해가되지 않는 것을 들었을 때 비웃음으로 반응하는 것이 훨씬 쉽습니다. 무엇이 말하고 있는지 이해하는 것보다. 가치, 원근법 및 지식 기반의 근본적인 차이에 의해 주도되기 때문에 이러한 이해의 틈을 메우는 것은 어렵습니다. 그것은 사람들이 신뢰, 존경 및 공통의 기반을 구축하지 않으면 논쟁이 논의로 확대된다는 것을 의미합니다. "Representational Gapss 간 충돌 : 개선 된 의사 소통을위한 위협과 기회"라는 제목의 논문은 Laurie Weingart, Richard M. and Margaret S. Cyert 교수 조직 행동론 및 교수, Matthew Cronin (Ph.D. 2004)에 의해 작성되었습니다. ), 현재 George Mason University의 부교수입니다. 웨인 아트 (Weingart)와 크로닌 (Cronin)은 이러한 갈등의 근원을 설명하기 위해 표상적인 갭 (gap)에 대해 "rGaps"라는 용어를 사용했다. RGaps는 사람들이 자신의 지식 과 경험을 바탕으로 가정을 자동으로 작성하기 때문에 발생 합니다. 사람들의 가정이 맞지 않을 때, 양측은 문자 그대로, 그리고 종종 모르는 사이에 같은 문제를 너무 다르게보고 서로 말하고 말을 듣고 배우지 못한다고 Weingart는 설명한다. 과학 커뮤니케이션 의 경우 주제에 대한 기술적 인 이해를 공유하지 않으면 의사 소통 에 대한 노력이 더욱 어려워 질 수 있습니다. 열쇠는 다른 사람을 무지한 사람으로 대우하는 대신에 공통의 근거를 찾으려 노력하는 것입니다. 전문가들은 기술 지식을 당연한 것으로 받아들이지 만, 그 지식이없는 사람에게는 명백한 결론이 어땠는지를 깨닫지 못합니다. 자녀에게 예방 접종을 걱정하는 부모는 그 반응을 무지하고 무책임한 것으로 보는 의사에게 부정적 반응을 유발할 수 있습니다. 기후 변화 가 거짓말 이라고 생각하는 사람 은 그렇지 않다는 것을 알고있는 과학자로부터 비판의 대상이 될 수 있습니다. "이러한 논쟁은 상당한 격차를 나타냅니다."라고 Weingart는 설명합니다. "각 측은 그들이 훌륭한 증거, 신념 체계, 가치를 가지고 있다고 믿지만, 서로의 증거를 모색하는 대신 사람들은 자신의 지식을 지키려고 노력합니다. 결과적으로 대화는 논쟁과 공격으로 확대 될 것입니다. 증거 란 무엇인지, 사실은 무엇인지에 대한 논쟁. " 학부모와 기후 변화 회의론자가 사실에 틀린 것이지만, 그들의 동기와 관심은 합법적입니다. 보다 효과적인 과학 커뮤니케이터는 평신도들이 왜 두려운가를 배우면서 그러한 관점에 대한 존경심을 표하며, 그래서 그들은 직접적으로 그 문제를 해결할 수 있습니다. rGap을 닫으려면 양쪽이 공유하고 청취해야합니다. 그리고이 과정은 양 당사자 모두에게 학습이 필요하기 때문에 시간과 인내가 필요합니다. 타인의 관점에 대한 존경심을 표하면 다른 사람이 공유하는 정보에 대한 신뢰가 높아질 가능성이 높습니다. 의심하는 사람의 관점을 그들의 메시지에 통합시키는 과학자는 의심 할 바없이 사람들이 전문가 일뿐만 아니라 옳은 것이 무엇인지를 권고하기 위해 의지 할 수 있다는 사실을 가슴 깊이 알 수 있습니다. 따라서 rGap을 연결하는 것은 새로운 지식을 배우는 것에 열중하고 있다고 Cronin은 말합니다. 그러나 사람들은 자신의 가치관이 비판 받고 불이익을당하는 것을 두려워한다면 배우려고하지 않습니다. "사람들의 시각은 현실입니다." "다른 사람들의 우려에 더 존경하고 합법성을 부여하고, '내가 거기에 동의 할 것이 무엇입니까?'라고 묻는다."라고 Weingart는 덧붙입니다. "그리고 이것이 일어나지 않고 사람들이 모욕을 당하면 그들은 그들의 의견을 두 번 또는 완전히 중단하십시오. " 국가의 담론은 "더 많은 인내라는 생각으로 시작할 수 있다면 이해하기 전에 이해하려고 노력할 수 있다면 개선 할 것"이라고 크론은 말했다. "그러나 우리는 다른 사람들에게서 기꺼이 배울 필요가있다. 그래서 신뢰와 존중이 중요한 이유이기도하다. 우리가 동의하지 않을 때에도 신뢰하고 존중하는 사람들의 말을 들어야한다.

추가 탐색 세 건전한 관계 해킹 더 많은 정보 : Matthew A. Cronin el al., "표현상의 차이를 넘어서는 갈등 : 개선 된 의사 소통을위한 위협과 기회", PNAS (2019). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1805866116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미 회보 에 의해 제공 카네기 멜론 대학

https://phys.org/news/2019-04-explores-ways-bridge-gaps-science.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