연구원은 좀비 같은 세포를 통해 약물 발견 방법을 촉진시킨다
.일본은 세계에서 가장 빠른 열차을 테스트합니다
Rob Picheta, CNN • 2019 년 5 월 10 일 업데이트 됨
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해바라기 - 슬픔만은 아니겠죠
.광학 응용을위한 더 나은 microring 센서
미시간 과학 기술 대학교 켈리 크리스텐센 (Kelley Christensen) 탁월한 표면 기반 센서. 마이크로 링 공진기는 광을 부분적으로 반사하는 엔드 미러 (end mirror)로 도파관에 연결되며, 이는 감도를 향상시킨다. 신용 : Ramy El-Ganainy와 Qi Zhong, 2019 년 5 월 10 일
마이크로 링 센서의 디자인을 조정하면 구현 복잡성을 추가하지 않고도 감도를 향상시킬 수 있습니다. 광학 감지는 빛 과학의 가장 중요한 응용 분야 중 하나입니다. 그것은 천문학, 환경 과학, 산업 및 의학 진단에서 중요한 역할을합니다. 광학 감지에 사용되는 다양한 방식에도 불구하고 동일한 원리를 공유합니다. 측정되는 양은 시스템의 광학 응답에 "지문"을 남겨 두어야합니다. 지문은 전송, 반사 또는 흡수 될 수 있습니다. 이러한 효과가 강할수록 시스템의 반응은 강해집니다. 이것은 육안 차원에서 잘 작동하지만 약한 반응을 유도하는 미세하고 미세한 양을 측정하는 것은 어려운 작업입니다. 연구원은이 어려움을 극복하고 장치의 감도를 향상시키는 기술을 개발했습니다. 복잡한 양자 광학 개념과 구현에 의존하는 이러한 기술 중 일부는 실제로 LIGO 프로젝트 의 중력파 감지와 같이 유용함이 입증되었습니다 . 광 공진기 라 불리는 작은 상자에 빛을 갇히는 것에 기반을 둔 다른 것들은 미세 입자와 비교적 큰 생물학적 성분을 검출하는데 성공했다. 그럼에도 불구하고, 작은 나노 입자 및 결국 단일 분자를 검출하는 능력은 여전히 도전 과제이다. 현재의 시도는 마이크로 링 (microring) 또는 마이크로 토 로이드 (microtoroid) 공진기라고 불리는 특수 유형의 광 트래핑 장치에 중점을두고 있으며, 이는 빛과 검출되는 분자 사이의 상호 작용을 향상시킵니다. 그러나 이러한 장치의 감도는 기본 물리학에 의해 제한됩니다 . Physical Review Letters에 게재 된 "민감성과 견고성을 결합하기 위해 탁월한 표면으로 감지하기" 기사에서 펜실베이니아 주립 대학 (University of Central Florida)과 Michigan Technological University의 물리학 자 및 엔지니어가 새로운 유형의 센서를 제안합니다. 예외적 인 표면의 새로운 개념, 즉 예외적 인 점으로 구성된 표면을 기반으로합니다.
예외적 탐지를위한 탁월한 포인트
예외적 인 의미의 의미를 이해하기 위해서는 단지 두 개의 현이있는 상상의 바이올린을 고려하십시오. 일반적으로 이러한 바이올린은 단지 두 가지 다른 톤을 생성 할 수 있습니다. 이는 기존의 광 공진기에 해당하는 상황입니다. 한 스트링의 진동으로 인해 다른 스트링의 진동이 사운드 및 탄성 진동이 하나의 톤과 하나의 집단적인 스트링 운동을 생성하는 방식으로 변경 될 수있는 경우 시스템에는 예외적 인 포인트가 있습니다. 예외적 인 지점을 보여주는 물리적 시스템은 매우 약합니다. 다른 말로하면, 작은 섭동은 그 행동을 극적으로 바꿀 것입니다. 이 기능을 통해 시스템은 매우 작은 신호에 매우 민감합니다. "이 약속에도 불구하고 탁월한 포인트 기반 센서의 동일한 향상된 감도는 아킬레스 건들입니다. 이러한 장치는 피할 수없는 제조 오류 및 원하지 않는 환경 변화에 매우 민감합니다."라고 물리학 부교수 인 Ramy El-Ganainy는 말하면서 다음과 같이 덧붙였습니다. 민감성은 이전 실험 시연에서 똑똑한 튜닝 트릭을 필요로했습니다. "우리의 현재 제안 은 이전 연구에서보고 된 것과 동일한 향상된 감도 를 갖는 새로운 시스템을 도입 함으로서 이러한 문제의 대부분을 경감 시키면서 동시에 도달 할 수없는 실험적 불확실성의 대다수에 대해 견고합니다."라고 Qi Zhong Michigan Tech에서 박사 학위를 받고있는 대학원생입니다. 마이크로 링 센서의 디자인은 계속 개선되고 있지만, 연구진은 장치를 개선함으로써 작은 광학 관찰이 큰 영향을 줄 것으로 기대합니다. 추가 탐색 엔지니어는 나노 입자를 검출하는 더 좋은 방법을 찾습니다.
추가 정보 : Q. Zhong et al. 감도와 강건 함을 결합하기 위해 예외적 인 표면으로 감지, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.153902 저널 정보 : Physical Review Letters 에 의해 제공 미시간 기술 대학
https://phys.org/news/2019-05-microring-sensors-optical-applications.html
.연구원은 좀비 같은 세포를 통해 약물 발견 방법을 촉진시킨다
에 의해 투스 칼루 사에서 알라바마의 대학 Jessica Irvin, Galloway, New Jersey의 학부 연구원 조교는 연구에 사용될 식물 추출물을 만들기위한 준비로 식물을 갈아서 만듭니다. 학점 : Tuscaloosa의 University of Alabama, 2019 년 5 월 10 일
연구원들은 일반적으로 바깥 쪽에서 행동하는 좀비 같은 세포를 사용하지만 내부에 자성 입자가 채워져있어 천연물의 잠재적 인 약물을 선별합니다. 알라바마 대학에서 발견 된이 방법은 나노 스케일 저널에 발표 된 논문에서 발견 한 바에 따르면 신약 발견을 늦추는 힘든 작업을 빠르게 할 수 있다고한다 . 이 방법은 생물학적 세포막으로 코팅 된 자성 나노 입자를 미끼로 사용 하여 식물과 곰팡이와 같은 다른 자연 생물체의 약리학 적 활성 화합물 을 낚시질합니다 . 그것은 며칠 안에 수백 가지, 아마도 수천 가지의 천연물에서 발견되는 화합물을 신속하게 분류하며, 전통적인 스크리닝 방법을 사용하여 몇 주 또는 몇 달이 걸릴 수있는 과정입니다. 이 작업은 UA 생물 과학 교수 조교수 Lukasz M. Ciesla 박사와 UA 화학 생물 공학 부교수 Yuping Bao의 실험실에서 이루어졌습니다 . 주 저자는 2018 년 UA에서 박사 학위를 취득한 바오 (Bao) 연구소의 전 연구원 Jennifer Sherwood 박사입니다. "이것은의 주요 문제와 병목 현상 중 하나가 해결 약물 발견 천연 제품에서,"Ciesla 말했다. "그것은 신약 선도의 신원 확인 과정을 획기적으로 가속화합니다." 연방 식품 의약품 안전청 (FDA)의 승인을받은 약물 중 약 70 %는 자연에서 처음 발견되었지만 식물의 풍부함으로부터 가능한 화학 물질을 괴롭히는 데는 많은 시간이 소요됩니다. 제약 연구는 주로 특정 목적을 위해 조정 된 합성 화학 물질의 라이브러리로 바뀌 었습니다. 그러나 자연은 그것이 만드는 화합물에서 더 다양하고 식물은 생물학적 반응을 위해 고안된 화합물을 생산합니다. 화학 물질이 곤충을 피하는 데 사용하는 동일한 경로는 예를 들어 인간과 상호 작용할 수 있습니다. "식물은 우리가 상상할 수없는 구조의 화학 물질을 생산합니다."라고 Ciesla는 말했다.
Lukasz Ciesla 박사는 UA 캠퍼스의 실험실에서 식물 추출물을 검사합니다. 학점 : Tuscaloosa의 University of Alabama
자연 샘플은 복잡합니다. 식물의 추출물은 수많은 화합물을 생산하며, 약리학 적 약속을 보이는 것은 개별적으로 분리하여 스크리닝함으로써 이루어진다. 새로운 방법은 이온 성 용매를 사용하여 세포의 내부를 거머 쥐고 산화철 나노 입자 주위로 세포 껍질을 감싼다. 그들은 식물 추출물에 삽입됩니다. 산화 철의 자성 비드를 세포막으로 캡슐화하면 코팅 된 나노 입자에 결합하는 활성 화합물의 수용체 역할을하는 막 변이 단백질의 기능이 유지됩니다. 죽었음에도 불구하고 움직이는 좀비처럼, 세포는 더 이상 활동적인 인간 세포가 아니지만 그 막은 계속 기능을합니다. 이 장점은 하나의 정적 상태에서 화학적 상호 작용을 시뮬레이션하는 계산 방법과 구별된다고 Ciesla는 말했다. "우리는 자연 환경에서 수용체가 정상적으로 세포에서 행동하는 방식으로 행동한다"고 그는 말했다. 수용체와 상호 작용할 수있는 천연 추출물에 화합물이 있으면 나노 입자의 표면에 달라 붙을 것입니다. 자석은 추출물로부터 나노 입자를 분리하는데 사용될 수 있으며, 용매는 이들을 분리하여 가능한 약리학 적 활성 화합물을 생성 할 수있다. UA 팀은 니코틴 성 수용체를 가진 세포막을 코팅제로 사용했으나 어떠한 막 투과성 수용체도 화합물을 찾기위한 방법으로 사용될 수 있다고 Ciesla는 말했다. "이 프로젝트의 멋진 점은 제한이 없다는 것"이라고 Bao 씨는 말했다. "세포 유형을 전환하는 것만으로도 다른 종류의 약물 후보 물질을 섭취 할 수 있습니다 ." Ciesla는이 방법이 질병을 치료하기위한 약물을 만드는 오랜 과정의 첫 번째 단계 일뿐 아니라 천연 제품 에서 의약 용도를 찾는 데 도움이된다는 것을 보여줍니다 .
추가 탐색 화학 빌딩 블록을 합성하는 비용 효율적인 방법 자세한 정보 : Jennifer Sherwood 외. 약물의 분리 및 특정 확인을위한 세포막으로 코팅 된 산화철 나노 입자는 복잡한 매트릭스, Nanoscale (2019) 에서 유도됩니다 . DOI : 10.1039 / C9NR01292C 저널 정보 : 나노 스케일 에 의해 제공 투스 칼루 사에서 알라바마의 대학
https://phys.org/news/2019-05-quicken-drug-discovery-method-zombie-like.html
.준 입자로 더 빠르게 컴퓨팅
에 의해 율리우스 막시밀리안 Universität 뷔르츠부르크 2 차원 조셉슨 접합의 계획 : 2 개의 초전도체 S (회색) 사이에 샌드위치 된 정상적인 전도 2 차원 전자 가스. 면내 자기장이 가해지면 Majorana fermions가 정상 영역의 끝에 나타날 것으로 예상됩니다. 신용 : Ewelina Hankiewicz, 2019 년 5 월 10 일
Majorana 입자는 초미립자 계열의 매우 특이한 구성원입니다. 이탈리아 물리학 자 Ettore Majorana가 1937 년 처음 예측 한이 입자들은 전자, 중성자 및 양성자를 포함하는 소위 페르미온 (fermions) 그룹에 속합니다. Majorana fermions는 전기적으로 중립이며 또한 자체 안티 입자입니다. 이러한 이국적인 입자는 예를 들어 토폴로지상의 초전도체에서 준 입자 (quasi-particle)로 나타날 수 있으며 위상 학적 양자 컴퓨터를위한 이상적인 빌딩 블록을 나타낼 수 있습니다. 2 차원으로 이동 Majorana 유사 입자를 기반으로하는 그러한 위상 양자 컴퓨터로가는 길에, Würzburg 대학의 물리학 자들과 Harvard University (미국)의 동료들도 중요한 단계를 밟았습니다.이 분야의 이전 실험은 대부분 1 차원 시스템에 초점을 맞추었지만 Würzburg와 Harvard의 팀은 2 차원 시스템에 성공했습니다. 이 협력에서 Würzburg 대학의 Ewelina Hankiewicz (Theoretische Physik IV)와 Laurens Molenkamp (Experimentelle Physik III) 그룹은 Harvard University의 Amir Yacoby와 Bertrand Halperin 그룹과 팀을 구성했습니다. 그들의 발견은 과학 저널 Nature 의 현재 호에 발표되었습니다 . 두 개의 초전도체가 문제를 단순화 할 수 있습니다. "Majorana fermions의 실현 은 응축 물질 물리에서 가장 많이 연구 된 주제 중 하나입니다."라고 Ewelina Hankiewicz는 말합니다. 그녀에 따르면, 이전의 실현은 대개 나노 와이어와 같은 1 차원 시스템에 집중되어있었습니다. 그녀는 이러한 설정에서 Majorana fermions의 조작이 매우 어렵다고 설명합니다. 그러므로 양자 셋업에서 마요나나 페르미온을 만들기 위해서는 상당한 노력이 필요하다. 이러한 어려움을 피하기 위해 연구진은 스핀 - 궤도 결합이 강한 2 차원 시스템에서 Majorana fermions를 연구했습니다. Laurens Molenkamp는 "우리가 조사하는 시스템은 이른바 위상 제어 조셉슨 접합부, 즉 정상 영역으로 분리 된 두 개의 초전도체라고 설명합니다. 2 개의 초전도체 사이의 초전도 위상차는 추가 노브를 제공하여, 다른 시스템 파라미터를 적어도 부분적으로 불필요하게 미세 조정할 수있게한다.
향상된 컨트롤을 향한 중요한 단계
연구 된 물질에서 수은 텔루 라이드 양자 우물은 초전도 박막 알루미늄과 결합되어 물리학 자들은 위상 제어 조셉슨 접합에서 Majorana fermions의 출현을 의미하는 위상 위상 전이를 처음으로 관찰했다. 실험적으로 실현 된 설정은 Majorana fermions의 생성, 조작 및 제어를위한 다용도 플랫폼으로 이전의 1 차원 플랫폼에 비해 몇 가지 장점을 제공합니다. Hankiewicz에 따르면, 이것은 Majoria fermions의 개선 된 통제에 대한 중요한 단계입니다. " 2 차원 조셉슨 접합부를 기반으로하는 위상 학적 초전도체의 개념 증명은 응축 물질 물리에서의 Majorana fermions에 대한 연구의 새로운 가능성을 열어 준다. 특히, Majorana fermions의 이전 실현에 대한 몇 가지 제약을 피할 수있다.
컴퓨터 기술의 잠재적 혁명
동시에, Majorana fermions의 향상된 제어는 위상 양자 컴퓨터를 향한 중요한 단계를 나타냅니다 . 이론적으로 이러한 컴퓨터는 기존 컴퓨터보다 훨씬 강력 할 수 있습니다. 따라서 그들은 컴퓨터 기술 에 혁명을 일으킬 잠재력이 있습니다. 다음으로 연구자들은 조셉슨 접합점을 개선하고 더 좁은 정상 영역이있는 접합점으로 이동할 계획이다. 여기에서보다 지역화 된 Majorana fermions가 예상됩니다. 그들은 다른 반도체를 사용하여 Majorana fermions를 조작하는 추가적인 가능성을 연구합니다. 추가 탐색 chiral Majorana fermions의 수송을 제어하는 자기 적 방법
추가 정보 : Hechen Ren et al. 위상 제어 된 조셉슨 접합부의 위상 학적 초전도, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1148-9 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 율리우스 막시밀리안 Universität 뷔르츠부르크
https://phys.org/news/2019-05-faster-quasi-particles.html
.중력파 데이터로부터 블랙홀 특성을 계산하기위한 수학적 방법
Bob Yirka, Phys.org 작성 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 5 월 10 일 보도
웨스트 버지니아 대학 (West Virginia University)의 조교수 인 Sean McWilliams는 중력파 데이터로부터 블랙홀 특성을 계산하기위한 수학적 방법을 개발했습니다. 그는 자신의 방법을 설명하는 논문을 작성하여 arXiv 사전 인쇄 서버 에 게시했습니다 . 이 논문은 Physical Review Letters 에 게재 될 수 있도록 승인되었습니다 . LIGO 탐지기를 연구하는 팀이 중력파를 감지했다고 발표함으로써 전세계 헤드 라인을 장식 한 지 2 년이되었습니다. 그 시간 이후로, 그곳의 노동자들과 다른 곳에서는 블랙 홀을 더 잘 이해하고, 중성자 별을 합병하고 궁극적으로 중력 자체를 이해하기 위해 작업을 계속했습니다. 그러나 이러한 작업은 한 가지 측면에서 방해받습니다. 중력파의 원인 인 블랙홀의 합병은 너무 복잡하여 생성되는 신호가 수학적으로 해석 될 수 없다고 생각되었습니다. 대신 과학자들은 신호를 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 생성 된 신호와 비교함으로써 신호를 해석하고 있습니다. 이 새로운 노력에서 McWilliams (LIGO 과학 협업위원회 회원)는 신호를 계산하는 데 사용할 수있는 수학 공식을 개발했다고 주장합니다. 그의 계산에는 물체가 떨어지지 않고 블랙홀의 궤도를 돌 수있는 이벤트 지평선의 약 3 배에 해당하는 블랙홀 주변의 가장 안쪽에있는 안정된 원 궤도 (ISCO)를 사용하는 것이 포함됩니다. ISCO는 역사적으로 천체 물리학 자들에게는 도전적이었습니다 문제에 대한 수학적 해결책을 모색합니다. McWilliams는 병합 된 블랙홀의 최종 상태를 단순히 떠나서 문제를 피했다고 설명합니다. 대신에 일반 상대성 이론 을 사용 하여 작은 질량에 어떤 일이 일어날지를 계산했습니다. 결과적으로 발생하는 최종 블랙홀에 침투하여 궁극적으로 혼란스럽게 만들었습니다. 그는 ISCO와 내부의 신호를 계산할 수있게했다. 그의 분석 방법은 충돌하는 블랙홀 에서 나오는 중력파 를 연구하기 위해 만든 두 가지 공식을 사용합니다.. 그는 결과가 시뮬레이션에 의해 제공되는 것만 큼 정확하다고 주장한다. 그는 또한 연구원들이 블랙홀 충돌을 더 많이 관찰함에 따라 향후 일반 상대성 이론의 테스트와 LIGO의 데이터 분석에 사용될 수 있다고 제안했다. 맥 윌리엄스 (McWilliams)의 주장이 입증되기 전에 다른 분야의 많은 연구가 필요합니다. 추
가 탐색 블랙홀 : 어둠의 심장을 묘사 추가 정보 : Sean T. McWilliams. 분석 블랙 홀 이진 합병 파형, arXiv : 1810.00040 [gr-qc]. arxiv.org/abs/1810.00040 저널 정보 : arXiv , Physical Review Letters
https://phys.org/news/2019-05-mathematical-method-black-hole-properties-gravitational-wave.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
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