경계가없는 제안을 안정화 시키면 우주의 양자 기원을 밝혀줍니다
.이 호기심 탐험가 비디오에서 화성에서 구름을 보며 활공하십시오
으로 마이크 벽 6 시간 전 과학 및 천문학 바위를 연구하는 로버는 때때로 보입니다. 닫기 나머지 우리들과 마찬가지로, NASA의 호기심 화성 탐사선 은 때때로 구름 이 구불 구불 움직이는 것을 보는 것을 좋아합니다. 자동차 크기의 로봇은 5 월 7 일과 5 월 12 일에 목을 하늘로 날 았으며 붉은 행성의 대기를 가로 지르는 가끔씩은 구름의 화려한 이미지를 포착했습니다 . 구름은 약 31 킬로미터 (31 킬로미터) 위로 올라가고 물 얼음으로 구성 될 가능성이 있다고 NASA 관리는 말했다. 여기 지구의 권운 (Cirrus) 구름도 물의 얼음으로 이루어져 있습니다. 그렇다고해서 두 행성의 대기가 비슷하지는 않습니다. 화성의 공기는 지구의 100 배 더 얇고 산소가 거의 없으므로 이산화탄소가 지배합니다. ( 대기의 대기 는 78 %의 질소, 21 %의 산소 및 미량의 다양한 다른 물질입니다.) 관련 : NASA의 호기심 탐사가의 놀라운 화성 사진 (최신 이미지) 호기심은 단지 시간을 죽이거나 은유 적 배터리를 여기에 충전하는 것이 아닙니다. 선교 과학자들은 호기심의 관찰을 약 373 마일 (600km) 떨어진 캠프에있는 NASA의 InSight 착륙선 이 수집 한 것들과 비교하여 화성의 대기 역학에 대해 한두 가지를 배우기를 희망한다 . 미 항공 우주국 (NASA) 관계자는 새로 발표 된 이미지 에 대한 설명 에서 수요일 (5 월 29 일)에 "두 개의 유리한 지점에서 같은 구름을 포착하면 고도를 계산하는 데 도움이 될 것"이라고 밝혔다 . NASA의 호기심 화성 탐사선은 2019 년 5 월 12 일 (2404 번째 화성의 날 또는 임무 수행)이 셀카를 사용했습니다. 로버의 왼쪽 하단에는 "Aberlady"와 "Kilmarie"라고 불리는 두 개의 최근 드릴 구멍이 있습니다. NASA의 호기심 화성 탐사선은 2019 년 5 월 12 일 (2404 번째 화성의 날 또는 임무 수행)이 셀카를 사용했습니다. 로버의 왼쪽 하단에는 "Aberlady"와 "Kilmarie"라고 불리는 두 개의 최근 드릴 구멍이 있습니다. (이미지 : © NASA / JPL-Caltech / MSSS) 호기심은 2012 년 8 월에 화성의 96 마일 너비 (154km)의 게일 분화구 (Gale Crater)에 착륙하여 미생물의 생명을 지탱할 수 있는지 여부를 결정했습니다. 그 질문에 대한 대답은 '예'입니다. 호기심의 연구는 게일 (Gale) 이 고대의 과거에는 오래 살 수있는 잠재적으로 거주 가능한 호수 및 하천 시스템을 호스팅했다는 것을 보여주었습니다 . 2014 년 9 월부터 Gale의 중심에서 상승하는 3.4 마일 높이의 산 (5.5km) 인 샤프 산 (Mount Sharp) 산기슭을 통해 호기심이 커지고 있습니다. 목표는 화성이 비교적 따뜻하고 습한 세계에서 오늘날 우리가 알고있는 차가운 사막 행성으로의 오래 전의 전환에 대해 배우기에 충분히 높게 올라가는 것입니다. 화성 탐사선들이 점토 광물의 증거를 발견했기 때문에 선교 팀 구성원들이 "흙을 지닌 부대"라고 부르는 호기심이 최근에 탐구되고 있습니다. 그리고 로버는 확실한 근거 진실을 제공했습니다. "NASA 관계자는 사진에서 'Aberlady'와 'Kilmarie'라고 불리는 암석 표본에서 최근 탐사 한 두 개의 표본이 점토 광물 중 가장 많은 양의 광물을 발견했다고 밝혔다. 점토 광물은 액체 물과 관련되어 있으므로 새로운 관측은 게일 크레이터의 거주 가능 내역을 육체화하는 데 도움이됩니다. "그 지역의 암석들은 고대 호수에서 진흙 층으로 형성되었을 가능성이 높습니다. 호기심도 샤프 산에서 더 낮은 것으로 나타났습니다."라고 NASA 관계자는 썼다. "물은 시간이 지남에 따라 퇴적물과 상호 작용하여 거기에 풍부한 암석을 남겼습니다."
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해바라기 - 슬픔만은 아니겠죠
.처음으로 과학자들은 세포 외부 - 세포 외부에서 세포 분열을 재현합니다
루이즈 러너 (Louise Lerner), 시카고 대학교 심장 근육 세포는 액틴 필라멘트와 myosin의 띠를 보여줍니다. 크레딧 : Barbara Hissa, 2019 년 5 월 30 일
모든 생물은 포식자, 개미, 부스러기, 햇빛을 향한 먹이로 움직입니다. 그러나 가장 근본적인 수준에서 과학자들은 우리 자신의 세포가 어떻게 만들어지고, 이동하고, 이동하고, 분열하는지에 대한 물리학을 파악하기 위해 여전히 고심하고 있습니다. 시카고 대학교의 물리학 교수 인 마가렛 가델 (Margaret Gardel)은 "생물체가 움직이고 형태를 바꿀 수있게 해주는 메커니즘은 생명체에 내재되어 있으며 물리학에 기초하고있다. "그러나 생물학에 대한 우리의 이해가 얼마나 중요한지에도 불구하고 이들 중 상당수는 제대로 이해되지 않고있다." Gardel은 세포 외부 의 메커니즘을 처음으로 재현 한 혁신적인 새로운 연구를 이끌었습니다 . 박사후 연구원 인 Kim Weirich가 이끄는 실험과 국립 과학 아카데미 회보 5 월 21 일에 발표 된 실험을 통해 과학자들은 세포 가 일상적인 활동을 수행 하는 물리학을 이해할 수 있었고 언젠가 의학적 돌파구, 새로운 종류의 아이디어 물질 또는 심지어 인공 세포의. "세포 분열이 어떻게 생명을 창조하려는 가장 기본적인 측면 중 하나이며, 그것은 수백 년 동안 우리가 이해하려고 노력해온 것"이라고 연구의 수석 저자 인 Gardel은 말했다. Gardel은 물리학과 생물학을 결합하여 세포가 스스로를 변형시킨다. 세포는 몸을 통과하지만 가장 복잡한 움직임은 세포 내부에서 일어난다. 장소와 장소에서 재료와 공급 물을 공급하고, 평평하게하거나 팽창 시키며, 분할하여 스스로를 재현한다. 이 댄스의 핵심 플레이어 중 하나는 악틴 (actin)입니다. 액틴 (actin)은 막대와 구조로 조립 된 단백질 입니다. Gardel 팀은 액틴의 행동 뒤에 숨어있는 물리학을 이해하고자했습니다. 그래서 Weirich는 과학자들이이 질문에 대해 가지고있는 주된 방법 중 하나에 초점을 맞추 었습니다 : 재료를 가지고 세포 밖에서 그들을 만들려고 노력하십시오.
미오신 분자 (흰색)는 막대 같은 액틴 분자 (빨간색)의 중앙에 모입니다. 신용 : Weinrich 외
Weirich는 액틴 단백질을 분리하고, 그들이 아몬드 형태를 취한 물방울을 형성하는 것을 지켜 보았습니다. Weirich가 myosin (근육에서 공통적 인 "모터"단백질)을 첨가했을 때, 그들은 방울의 두 끝 사이의 중심을 자연스럽게 발견하고 방울을 두 개로 꼬집어 냈습니다. Gardel은 프로세스를보기 위해 완전히 충격을 받았습니다. "이것은 전례가 없으며 세포 분열을 일으키는 스핀들과 정확히 같습니다." 동료 UChicago 물리학자인 Thomas Witten과 화학자 Suriyanarayanan Vaikuntanathan과 함께, 박사후 연구원 인 Kinjal Disbaswas는 물리학 을 연극으로 모델링했습니다 . 물방울에있을 때 막대 같은 액틴 분자는 갈등을 최소화하기 위해 평행하게 정렬되어 아몬드 모양을 형성합니다. 더 긴 myosin 분자는 중심에 모여서 액틴 과 평행을 유지할 수 있습니다 . 그러나 더 많은 myosins가 모이면, 그들은 서로 붙어서 평행을 유지하는 것보다는 기울기를 선호하는 cluster를 형성하기 때문에 두 개로 꼬집어 있습니다. 이것은 세포가 이러한 작업을 어떻게 수행 할 수 있는지에 대한 첫 번째 상세한 묘사입니다. 생명체가 더 많은 생명을 형성하기 위해 물방울의 구조를 어떻게 활용하는지에 대한이 과정을 보는 것은 매혹적이지만 유용 할뿐입니다. 단백질의 유형은 세포 분열에서 다르지만, 근본적인 원리는 유사 할 것 같다. "이것은 인공 상처와 같은 것을 만드는 것을 상상하기 위해 알아야 할 것입니다."라고 그녀는 말했다. "궁극적으로 생물학의 많은 문제는 분자들의 앙상블이 어떻게 작용하는지에 관한 것"이라고 그녀는 말했다. "이 물질들은 종종 내부에서 화학 반응을 일으키는 물질이기 때문에 모델링하기가 매우 어렵습니다. 우리는 플레이에서의 세력의 기본 원칙을 탐구 할 수있는 기회를 얻었습니다. "
추가 탐색 물리학 자들은 생물학적 물질의 기본 법칙을 탐구한다. 자세한 정보 : Kimberly L. Weirich et al. 자기 조직 모터는 액티브 액 적을 나눕니다 ( National Academy of Sciences (2019) , Proceeding of the National Academy of Sciences ). DOI : 10.1073 / pnas.1814854116 저널 정보 : 국립 과학 아카데미 회보 시카고 대학 제공
https://phys.org/news/2019-05-scientists-recreate-cell-divisionoutside.html
.전기 조사 원자 공학
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 원자 공학용 의사 결정 트리. π → k는 초기 구성 i에서 최종 구성 k까지 동적 프로세스의 확률을 나타냅니다. 물리학 자들은 전자 입사각 θe와 φe가 전체 동작에 걸쳐 고정되어 있다고 가정했다. 빨간색으로 표시된 상태는 최종 원하는 상태를 나타냅니다. 빨간색 원은 전자 조사의 목표 원자를 나타냅니다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav2252, 2019 년 5 월 29 일
원자 공학은 단일 원자에 특정 역학을 선택적으로 유도 한 다음 결합 된 단계를 거쳐 대규모 어셈블리를 형성 할 수 있습니다. Materials Science, Electronics, Physics, Nanoscience 및 Optoelectronic 기술 부서의 과학자들로 구성된 Science Advances , Cong Su 및 국제 학제 간 팀에 게시 된 새로운 연구에서 ; 그라 핀 도판 트 의 단일 단계 동역학을 처음으로 조사했습니다.. 그런 다음 실험 설정에서 주 노크 온 원자 충돌 후 모멘텀을 기반으로 구성 결과의 확률을 설명하는 이론을 개발했습니다. Su 등 는 구성 변환의 예측 된 분기율이 단일 원자 실험과 잘 일치 함을 보였다. 그 결과는 단일 원자 동력학을 관심 결과에 편향시키는 방법을 제시하고 전자 조사를 사용하여 원자 공학 을 설계하고 확대하는 길을 열어 줄 것 입니다. 재료의 정확한 원자 구조를 제어하는 것은 원자 공학 의 궁극적 인 형태입니다 . 원자 조작과 원자 단위 어셈블리는 탄소 나노 튜브와 그래 핀 의 특성을 변경하기 위해 원자 도판 트를 정확히 위치시킴으로써 실현하기가 어려운 합성 구조를 만들 수 있습니다 . 예를 들어, 양자 정보학에서 질소 (N) 또는 인 (P) 도펀트는 0이 아닌 핵 스핀 으로 인해 통합 될 수 있습니다. 실험 원자 공학을 성공적으로 수행하기 위해서 과학자들은 (1) 제어의 속도와 성공률을 높이기 위해 바람직한 국부적 인 구성 변화가 유도 될 수있는 방법을 이해하고 (2) 기본 단위 공정을 1에서 1000을 포함한 가능한 구조 어셈블리로 확장해야합니다 원자는 원하는 기능을 생성한다. 연구자들은 이전에 물리적 터널링 현미경 을 사용 하여 물리 화학적 통찰력과 기술적 진보 를 얻기 위해 단일 원자를 단계적으로 제어하는 좋은 방법을 보여주었습니다 . 그러나이 기법의 확장 성과 처리량은 기계적 프로브 이동에 의해 크게 제한되었으며, 따라서 연구원들은 수차 보정 주사 전자 현미경 (STEM) 을 재료 의 정확한 원자 구조 를 특성화하기위한 다양한 도구로 소개했습니다 . 아직 개발 초기 단계에 있지만이 기술은 원자 수준에서 물질을 제어 할 수 있다는 큰 가능성을 보여줍니다. 예를 들어, 2 차원 (2-D) 그래 핀에서, 실리콘 도펀트는 단계적으로 제어 될 수있다높은 처리량으로 장거리 이동 을 허용하는 기본 단계를 반복합니다 . 3-D 실리콘 결정에서도 비슷한 결과가 관찰되었습니다. STEM 기반 원자 공학을 통해 과학자들은 전자 빔을 사용하여 원하는 구성 변경을 달성하는 것을 목표로 삼습니다. 이 방법의 단점은 상대 론적 전자 - 핵 충돌 , 전자 여기 및 이완, 동적 이온 궤도 및 불확실성에 대한 부정확 한 이해를 포함 합니다.
그라 핀 및 그 제어에서의 경쟁적인 실험 P 도판 트 다이나믹스의 예. 프레임은 중각 환형 암시 야 이미지이며 각 도판 트의 화학적 동일성은 전자 에너지 손실 분광법 (EELS)에 의해 확인되었습니다. (A) 초기 (프레임 1), 전이 (프레임 2) 및 최종 구성 (프레임 3)이 밝은 (더 큰 산란 대비로 인하여) P 원자와 C 이웃 사이의 직접 교환을 보여주는 세 개의 프레임. 흰색과 검정색 점선은 교환이 발생할 때 스캔 빔의 행을 나타냅니다. 스캔 속도, 프레임 당 8.4 초. 후 처리가 수행되지 않았습니다. (B) 직접 교환 (프레임 1과 2)과 SW 전이 (프레임 2 ~ 4)를 모두 보여주는 4 개의 프레임. 스케일 바, 2Å. 스캔 속도, 프레임 당 0.07 초. 명확성을 위해 2 픽셀 × 2 픽셀 커널의 중간 값 필터가 적용되었습니다. 소량의 부스 윈도우에서 EELS를 수집하는 동안 SW 전이가 포착되어 도펀트를 식별하고 원자 역학을보다 잘 포착 할 수있는 빠른 스캔 속도 프레임을 달성하는 데 사용되는 스펙트럼의 신호 대 잡음비를 향상 시켰습니다. (C) 인접한 C 원자가 전자 빔에 의해 녹슬어서 3 중 배위 된 P를 4 배로 조정 된 P. 주사 속도, 프레임 당 8 초. 후 처리가 수행되지 않았습니다. (D) P 도펀트가 C 원자로 치환 됨. 스캔 속도, 프레임 당 4 초. 다른 이미지 색상 코딩은 서로 다른 범주를 나타냅니다. 회색은 원자 보존 프로세스를 나타내고 마젠타는 원자 비 보존 프로세스를 나타냅니다. (A)와 (B)의 파란색과 빨간색 파선은 그라 핀의 부등가 격자 위치를 나타내며, (C)와 (D)의 녹색 점선 원은 보존되지 않은 원자의 위치를 나타냅니다. (E와 F) P 원자의 직접 교환에 대한 의도적 제어. 노란색 십자가는 1 개의 격자 사이트에 의해 P 원자를 의도적으로 이동시키기 위해 10 초 동안 전자 빔이 주차 된 위치를 나타냅니다. 녹색과 파란색 파선 원은 그라 핀의 2 개의 비평 탄 격자 사이트를 나타냅니다. 삽입 (Insets) : Gaussian 필터를 적용한 후 관심 영역, (G) 전자 빔이 인접한 C 원자에 초점을 맞춘 녹색 원뿔로 표시되는 제어 프로세스의 도식 플롯. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav2252 가우시안 필터 적용 후의 관심 영역, (G) 전자 빔이 인접한 C 원자에 초점을 맞춘 녹색 원뿔로 표시되는 제어 프로세스의 개략도. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav2252 가우시안 필터 적용 후의 관심 영역, (G) 전자 빔이 인접한 C 원자에 초점을 맞춘 녹색 원뿔로 표시되는 제어 프로세스의 개략도. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav2252
현재 연구에서 Su 등 STEM을 사용하여 그래 핀 내의 개별 인 (P) 도판 트에서 원자의 움직임을 유도하고 확인했습니다. 전자 에너지와 운동량 검출에 비해 도판 트의 상대 확률을 테스트하기위한 이론적 인 계획을 세우는 방법이 뒤 따른다. 그들은 다이내믹을 네 그룹으로 분류했습니다.
1.직접 원자 교환
2.원자를 보존 한 돌 - 웨일즈 전이 (원자 재배치로 인해 중요한 화학적, 전기적 및 기계적 특성 변화를 일으킴)
3.탄소 C 이웃의 넉 아웃
4.물질의 국부적 인 성분을 보존하지 않은 탄소 C에 의한 도펀트 원자의 치환.
abMD로 계산 된 그라 핀에서 P 도판 트 역학의 메커니즘. (A ~ C) P 불순물의 C 이웃에 초기 평면 외 운동량이 주어질 때 얻어지는 가능한 다양한 격자 변형의 각도 분포도. 탄소 상응하는 초기 운동 에너지 E는 (A) 15.0, (B) 16.0, (C) 17.0 eV이다. 이 극좌표의 기호는 동적 결과를 나타냅니다. 빨간색 삼각형으로 C 녹아웃, 파란색 사각형으로 직접 교환, 마젠타 색 원으로 SW 전환, 검은 십자가로 변경되지 않은 격자. 예로서, (D) SW 전이 (θ = 20 °, φ = 75 °, E = 15.0 eV), (E) C 녹아웃 (θ = 20 °, φ = 180 °, E = 17.0 eV) F) 직접 교환 (θ = 0 °, E = 17.0 eV) 및 (G) 변화가없는 구조 (θ = 25 °, φ = 285 °, E = 15.0 eV) 빨간색 화살표는 (G)에 표시된 구 좌표 각 θ 및 φ의 정의와 함께 평면 및 법선 대 평면 방향 (축척이 아닌 길이)에 따른 C 운동량의 방향을 나타냅니다. (H) C에 의한 P 도펀트 치환 메커니즘에 대한 cNEB 장벽. 삽입물 : 초기, 안장 점 및 최종 구성. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav2252
과학자들은 60eV 전자 에너지 빔을 사용하여 전자 원자 충돌 동안 직접 교환 및 SW 전이 속도를 극대화했습니다. Su 등 실험에서 1 차 노크 온 원자 (primary knock-on atom, PKA)로서 탄소를 사용하였고, 10eV 정도의 PKA의 포스트 전자 충돌 에너지를 유지 하였다. 실험에서, 그들은 도펀트 자체에 전자빔을 직접 겨냥하지 않고 대신 도펀트의 탄소 이웃을 겨냥했다. Su 등 다양한 전자 유도 동역학의 상대적 산란 단면을 평가하기위한 "일차 노크 온 공간"(PKS)
으로 알려진 연구에서 이론적 인 계획을 개발했다. 결과는 원하는 결과를 선택적으로 활성화하기 위해 샘플 또는 전자빔 기울기로 인해 달라질 수 있습니다. 과학자들은 집중적 인 전자 조사로 원자력 공학을위한 새로운 길을 열어 계산에 대한 추가적인 실험적 검증을 제공했다 .
다른 불순물 요소의 동역학 비교. (A) 정면 충돌 (θ = 0 °)을위한 Al, Si 및 P 사이의 직접 교환 에너지 범위의 비교. (B) 실험적으로, (A)에서 예측 된 낮은 변위 임계 값에 상응하는, 60 keV에서 7 분간의 연속 복사 후에 Al 도판 트와 근처의 2 개의 탄소 원자의 녹아웃이 관찰되었다. 빨간색 원은 두 번째 프레임에서 변위 된 표시 원자입니다. (C, 4.6 eV, N, 3.6 eV, B, 2.4 eV, P, 1.6 eV, Si, Si, Si)에 대한 55-77 구조에서 초기 격자로의 구성 변화의 에너지 장벽 (Ea) 0.8 eV, Al, 0.2 eV). Inset : SW transition의 에너지 프로파일에서의 Ea의 정의. 원래의 곡선이 그림에서 발견 될 수있다. S4. (D) 60keV에서 N 도펀트의 실험적으로 관찰 된 SW 천이. 신용:
실제로 과학자들은 원자 시계 와 원자 메모리 장치 에서 원자 와 전자 또는 핵 상태를 정확하게 제어하는 것을 목표로 합니다. 원자 공학의 장기적인 비전은 원하는 내부 상태의 개별 원자를 핵 스핀을 포함하도록 정확하게 배치 한 다음 1 ~ 1000 개의 원자 집합을 이미지화하고 제어하는 것입니다. Su 등 원자력 보존 (원자력 보존) 역학 (원자력 보존) 또는 원자력 비 보존 역학 (원하지 않음)으로 분류 된 현재 작업에서 몇 가지 원자 역학을 실현했습니다. 원자 보존 동역학을 위해, 그들은 (A) 인 (도펀트)과 탄소 간의 직접적인 교환을 포함했다. (B) PC 결합의 90도 회전을 갖는 SW 전이. 여기에서 원자 보존 동력은 탄소 녹아웃을 포함한다 . 그리고 원자 비 보존 동역학을 위해 과학자들은 전자 빔을 이용한 PKA의 녹아웃 (D)과 도판 트 원자의 대체 (D)를 포함했다. 원자 프로세스를 설명하기 위해 과학자들은 광범위한 ab-initio 분자 동역학 (abMD) 시뮬레이션과 등반 이미지 용 nudged elastic band (cNEB) 계산을 수행했습니다. 그들은 그라 핀에서 PKA의 초기 충돌 후 운동 에너지에 상응하는 다양한 P 도판 트 역동의 분포를 시각화했다. 과학자들은 시뮬레이션을 통해 집중된 전자 와 일련의 충돌을 유도 했으며 상대적으로 쉽게 원자 구성 진화를 위해 전자 빔을 제어함으로써 미리 설계된 구성에 실험적으로 도달 할 것으로 예상했습니다.
PKS : 서로 다른 동적 과정의 횡단면을 평가하기위한 체계. (A) PKS (운동량의 방향을 정의하는 θ와 φ 및 C 인접점의 충돌 전 운동 에너지 E를 정의하는 반경)을 설명하는 데 사용되는 구 좌표계. (B) 이동하는 PKA와 상호 작용하는 상향 60keV 전자빔 (θ ~ e = 0 °)에 대한 함수 f (이후 "난형"이라고 함)의 분포를 보여주는 PKS의 수직 단면 (E ~ = 0 ~ 1 eV). (C) 진동 PKA (여기에서 증폭 된 그림을 위해 E ~ = 0.5eV를 사용)의 난상은 (D)에서 교차점이 극좌표로 투영되는 다른 결과 영역과 교차합니다. a 및 c로 표시된 마젠타 색 영역은 SW 전환 (각각 시계 방향 및 반 시계 방향)을 나타내며 b로 표시된 파란색 영역은 직접 교환을 나타냅니다. (E) 각 경로를 통과 할 확률이 횡단면에 비례하는 원자 - 전자 상호 작용의 가능한 결과를 보여주는 결정 트리. (F) 진동 PKA (E ~ = 0.5eV)에 작용하는 기울어 진 전자빔 (θ ~ e = 17.2 °, φ ~ e = 15 °)의 PKS와 난상, (G) 극지 음모에. 여기서 마젠타 영역에서 시계 방향 SW 전환 만 활성화되고 d로 표시됩니다. (H) (F)와 (G)에서와 같이 기울어 진 샘플에서 활성화 된 Si 도펀트의 실험적으로 관찰 된 시계 방향 SW 전이. 세 개의 해당 단계가 (E)의 결정 트리 옆에 배치되며 실험 상태는 검정색 사각형으로 표시되고 관찰 된 경로는 두꺼운 가지로 표시됩니다. 시야 : 1 nm × 1 nm. (I) 그라 핀면에 대하여 기울어 진 전자빔의 측면 사시도. 샘플은 (H)의 모든 프레임에 걸쳐 이와 같이 기울어졌습니다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aav2252
연구에서 과학자들은 내가 초기 구성적인 상태로 시작 iniital 이 정확하게 마침내에 도달하기 위해 중간 구성의 원하는 궤도에 이미지화 된 최종 ; 루빅 큐브와 비슷하지만 확률이 큽니다. Su 등 핵 시스템이 최종적 으로 원자 구성의 도착을 지연 시키 거나 그 성취를 불가능하게 만들 수있는 함정 ( 트랩 )을 원자 시스템이 포함 할 수 있기 때문에 게임을 할 때 "위험"과 "속도"가 균형 을 이루었습니다. 과학자들은 또한 프로세스의 확률 적 특성을 축구 게임과 비교했다. 실험에서 전체 위험 / 속도 저하를 최적으로 처리하기 위해 전산 예측 및 절대 전이 률을 사용했습니다. 동적 공정의 산란 단면을 예측하고 비교하는 과정은 원자 공학에서 필수적이므로 Su 등 PKS (일차 노크 온 공간) 형식론을 개발했다. 이를 기반으로 과학자들은 PKA의 운동량 분포가 전자 충돌 후 난형 프로파일을 가지는데,이 전자기 충돌의 형태는 유입되는 전자의 에너지와 방향 및 원자의 충돌 전 운동량에 따라 변한다는 것을 보여 주었다. 과학자들은 기계 학습 및 인공 지능 의 사용을 제안합니다.향후 단위 및 어셈블리 프로세스를 이해할 수 있습니다. 현재 연구에서, 과학자들은 루트 노드가 초기 구조를 표시하고 자식 노드가 다음 가능한 결과를 유추하는 원자 공학 과정에서 가능한 진화 경로를 예측하기 위해 의사 결정 트리를 사용했습니다. 이런 식으로 Su 등 원자 공학의 물리학을 공개하고 3 차원 소재의 단일 원자 동역학 을 제어하기위한 추가 기술을 개발하기위한 기초로 전산 / 분석 프레임 워크를 사용했습니다 . 과학자들은 궁극적으로 하나의 원자에서부터 시작하여 다수의 원자를 스케일링하여 1-1000 개의 원자를 원하는 구성으로 빠르고 효율적으로 조립하는 것을 목표로한다. 추가 탐색 전자빔으로 한 번에 하나씩 원자 조작
추가 정보 : Cong Su, et al. 전자 조사를 이용한 단일 원자 역학의 공학, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aav2252 Jani Kotakoski, et al. graphene의 점 결함에 대한 원자 수준의 랜덤 워크 이미징, Nature Communications (2014). DOI : 10.1038 / ncomms4991 A. Ajoy, et al. 다이아몬드에서 양자 지원 센서를 사용한 원자 규모 핵 스핀 이미징, Physical Review X (2015). DOI : 10.1103 / PhysRevX.5.011001 저널 정보 : 과학 진보 , 자연 커뮤니케이션 , 물리적 검토 X
https://phys.org/news/2019-05-atomic-electric-irradiation.html
.분리 된 이온 사이의 물리학 자의 텔레포트 논리 연산
에 의해 국립 표준 기술 연구소 게이트 순간 이동이 작동하는 방법을 설명하는 Infographic. 신용 : NIST, 2019 년 5 월 30 일
국립 표준 기술 연구소 (NIST)의 물리학 자들은 두 개의 분리 된 이온 (전기적으로 대전 된 원자) 사이에서 양자 논리 연산으로 알려진 컴퓨터 회로 명령을 순간 이동시켜 양자 컴퓨터 프로그램이 미래의 대규모 양자 네트워크에서 작업을 수행 할 수있는 방법을 보여 주었다 . 양자 텔레 포트 (quantum teleportation)는 별도의 건물 지하실에있는 두 권의 책과 같이 양자가 완전히 분리되어 있더라도 이온과 같은 한 양자 시스템의 데이터를 다른 이온 (예 : 두 번째 이온)으로 전송합니다. 이 실재 형태의 순간 이동에서는 우주선에서부터 행성에 이르기까지 전 인간을 '빛나는'Star Trek 버전과 반대로, 중요하지 않은 양자 정보 만 전송됩니다. 양자 데이터의 순간 이동은 이전에 이온 및 다양한 다른 양자 시스템으로 증명되었습니다. 그러나이 새로운 연구는 양자 컴퓨터의 아키텍처를 선도하는 후보 물질 인 이온을 사용하여 완전한 양자 논리 연산 을 순간 이동시킨 최초의 연구입니다 . 실험은 과학 5 월 31 일호에 설명되어 있습니다. "NIST의 물리학자인 Dietrich Leibfried는 논리 연산이 85-87 %의 확률로 2 개의 양자 비트의 모든 입력 상태에서 완벽하게 작동한다는 것을 확인했지만 출발점이라고 말했습니다. 본격적인 양자 컴퓨터 가 구축 될 수 있다면 현재 해결하기 어려울 수있는 특정 문제를 해결할 수 있습니다. NIST는 양자 컴퓨터 구축 노력을 포함하여 실제 기술에 대한 양자 행동을 활용하기위한 글로벌 연구 노력에 기여 했습니다. 양자 컴퓨터가 원하는대로 작동하려면 대용량 기계와 네트워크에 분산 된 큐 비트간에 작업을 수행하는 방법뿐만 아니라 수백만 비트의 양자 비트 또는 "큐 비트 (qubits)"가 필요할 것입니다. 논리 연산의 순간 이동 (teleportation)은 직접적인 양자 기계적 연결 (고전적인 정보 교환을위한 물리적 인 연결이 여전히 필요합니다) 없이는 불가능합니다. NIST 팀은 이온 트랩의 별도 영역에 340 마이크로 미터 (백만 분의 1 미터) 이상 떨어져있는 두 개의 베릴륨 이온 큐 비트 사이에서 양자 제어 NOT (CNOT) 논리 연산 또는 논리 게이트를 순간 이동 시켰으며, 실질적인 직접 상호 작용. CNOT 연산은 첫 번째 큐 비트가 1 인 경우에만 두 번째 큐 비트를 0에서 1로 또는 그 반대로 플립합니다. 첫 번째 큐 비트가 0이면 아무 일도 발생하지 않습니다. 일반적인 양자 패션에서 두 큐 비트는 동시에 "1"과 "0"의 값을 갖는 "중첩"에있을 수 있습니다. NIST 순간 이동 과정은 얽히고 설킨 것에 달려 있습니다. 얽힘은 입자가 분리되어 있어도 입자의 양자 성질을 연결합니다. 얽힌 마그네슘 이온의 "메신저"쌍이 베릴륨 이온 사이의 정보를 전달하는 데 사용됩니다 (인포 그래픽 참조). NIST 팀은 텔레포트 된 CNOT 공정이 두 단계의 마그네슘 이온 - 중요한 초기 단계 -와 95 %의 성공률을 얽히게하는 반면 전체 논리 연산은 85 %에서 87 %까지 성공한 것으로 나타났습니다. Leibfried는 "게이트 순간 이동을 통해 우리는 이전에 상호 작용하지 않았던 공간적으로 분리 된 두 개의 이온 사이에서 양자 논리 게이트를 수행 할 수있었습니다. "트릭은 각기 다른 얽힌 쌍의 이온을 하나씩 가지고 있으며 게이트 앞쪽에 배치 된이 얽힘 자원을 통해 고전적인 기법이없는 양자 트릭을 수행 할 수 있습니다." "얽혀있는 메신저 쌍은 컴퓨터의 전용 부분에서 생산 될 수 있으며 논리 게이트와 연결되어야하지만 원격 위치에있는 큐 비트에 개별적으로 제공 될 수 있습니다."Leibfried가 덧붙였습니다. NIST의 연구는 처음으로 하나의 실험으로 통합되었는데, 여러 유형의 이온 제어, 이온 수송 및 선택된 하위 집합에 대한 얽힘 작업을 포함하여 이온 기반의 대규모 양자 컴퓨터를 구축하는 데 필수적인 여러 가지 작업이 처음으로 통합되었습니다. 시스템. 그들이 CNOT 게이트를 수행했는지 확인하기 위해 연구자들은 입력 상태의 16 가지 조합에서 첫 번째 큐 비트를 준비한 다음 두 번째 큐 비트 에서 출력을 측정했습니다 . 이것은 작업 된 프로세스를 보여주는 일반화 된 양자 "진리표"를 만들었습니다. 연구원은 진리표를 생성하는 것 외에도 실험 실행시 오류 소스를 식별하는 데 도움이되도록 확장 된 실행 시간 동안 데이터의 일관성을 검사했습니다. 이 기술은 향후 실험에서 양자 정보 프로세스를 특성화하는 데 중요한 도구가 될 것으로 기대됩니다 .
추가 탐색 팀, 혼합 원자 논리 연산을 이용한 양자 컴퓨팅 툴킷 추가 추가 정보 : "트랩 된 이온 프로세서에서 분리 된 큐 비트 간의 양자 게이트 순간 이동" Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi ... 1126 / science.aaw9415 저널 정보 : Science 국립 표준 기술 연구소에서 제공
https://phys.org/news/2019-05-physicists-teleport-logic-ions.html
.경계가없는 제안을 안정화 시키면 우주의 양자 기원을 밝혀줍니다
Lisa Zyga, Phys.org 주황색 점선은 시간의 흐름에 따른 우주의 상태를 나타내는 경로 적분이 안정적인 하나의 안장을 통과한다는 것을 보여줍니다. 크레딧 : Di Tucci와 Lehners. © 2019 미국 물리 학회, 2019 년 5 월 30 일
우주가 시작된 방법에 대한 한 가지 아이디어는 우주가 양자 터널링과 같은 일부 양자 효과로 인해 아무 것도 나타나지 않을 수도 있다는 것입니다. 1980 년대에 스티븐 호킹 (Stephen Hawking)과 제임스 하트 (James Hartle)는 우주가 시작되기 전에 시간이 존재하지 않는다는 것을 제안함으로써이 아이디어를 더욱 상세히 설명함으로써 우주가 시간이나 공간에서 초기 경계 조건을 갖지 않는다고 결론 내렸다. 이 아이디어는 "경계없는 제안"또는 "호킹 - 하틀 주 (Hawking-Hartle state)"라고 불립니다. 그러나 물리적 시스템이 어떻게 0 크기에서 유한 크기로 전환 할 수 있는지 정확하게 설명하는 것은 어려운 일이었습니다. 관련된 양자 효과를 설명하기 위해 물리학 자들은 하나의 고전적인 궤도를 가능한 많은 궤적에 대해 정수로 재 작성하여 양자 진폭을 산출하는 경로 적분 공식을 사용합니다. 경로 적분 공식은 무언가가 무로부터 어떻게 출현 할 수 있는지를 설명하는데 성공적이지만, 우주가 매우 불균일하고 비 등방성임을 의미하는 불안정한 섭동을 예측한다는 것이 주요한 문제이다. 우주가 거의 균질하고 등방성 인 것으로 알려져 있기 때문에 (우주와 모든 방향에서 동일하게 보임을 의미 함), 우주의 원리에 의해 기술 된 것처럼, 경로 적분 공식은 관측 된 우주를 정확하게 묘사하지 못한다. 이로 인해 일부 과학자들은 경계없는 제안이 우주의 기원에 대한 정확한 설명을 제공 할 수 없다고 결론 내렸다. 현재 독일의 포츠담 (Potsdam)에있는 맥스 플랑크 중력 물리학 연구소 (Albert Einstein Institute)의 물리학 자 앨리스 디 투치 (Alice Di Tucci)와 장 Le 레너 (Jean-Luc Lehner)는 경로 통합 공식이 불안정성, 동시에 경계가없는 제안에 대한 일관된 정의를 제공합니다. Lehner는 Phys.org에 "우리의 새로운 정의가 우주와 시간의 완전한 부재로부터 우주의 출현을 묘사하지 않는다는 것이 가장 큰 의미라고 생각합니다 . "오히려 불안정을 피하기 위해 부과해야했던 새로운 수학적 조건은 이미 공간과 시간의 변동이 존재했다는 의미로 해석 될 수 있습니다. 이것은 양자 이론 에서 기대할 수있는 사실입니다. 불확실성 원칙은 언제나 우주와 시간의 변동이 항상 존재해야 함을 의미한다. " 새로운 제안은 이전에 불안정성 문제를 극복하기 위해 제안 된 몇 가지 아이디어를 결합합니다. 그들의 작업은 기본적으로 경로 적분이 정의 된 공간의 기하 구조를 변경합니다. 특정 시간에 우주의 상태를 나타내는 경로 적분은 가능한 Hawking-Hartle 상태에 해당하는 안장 점이라고하는 특정 임계 지점을 통과합니다. 그러나 이러한 안장 지점의 대부분은 불안정합니다. 물리학자가 새로운 논문에서 만든 가장 중요한 변화 중 하나는 경로 통합의 경로에서 불안정한 새들 포인트를 제거하기 위해 (로빈 경계 조건을 사용하여) 전체 지오메트리에 대한 경계 조건 을 수정하는 것이 었습니다 . 새로운 지오메트리에서 경로 적분은 안정적인 하나의 새들 포인트 만 통과하므로 불안정성 문제를 피할 수 있습니다. 이 안정된 안장 지점에는 경계없는 제안을 충족시키는 Hawking-Hartle 상태가 존재합니다. 무경계 제안을 공식화하기위한 안정적인 방법을 시연함으로써 결과는 우주 의 기원에 대한 설명으로 아이디어를 다시 생각하게 만들 수 있습니다 . 아직도 남아있는 많은 질문이 있습니다. "미래에는 양자 중력 의 완전한 이론에서 가장 진보 된 시도 인 문자열 이론의 측면을 통합 할 때 우리의 새로운 정의가 얼마나 강력한지를 볼 계획입니다 "라고 Lehner는 말했습니다. "또한 우리는 경계가없는 제안에 대한 다른 안정적인 정의가 존재할 수 있는지, 아니면 새로운 것이 어느 정도 의미가 있는지 여부를 조사 할 계획이다. 그리고 남아있는 큰 의문점은 우리가 시험 가능 / 관찰 가능한 결과를 추론 할 수 있는지 여부이다."
추가 탐색 빅뱅없는 우주는 없다. 자세한 정보 : Alice Di Tucci 및 Jean-Luc Lehners. "로빈 경계 조건과 통합 된 경로로서의 경계없는 제안." 물리적 검토 편지 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.201302 저널 정보 : Physical Review Letters
https://phys.org/news/2019-05-stabilizing-no-boundary-universe-quantum.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
.Scanning Doppler Lidar를 이용한 행성 경계층 바람의 측정
박수진 1, 제1저자 연구원
박수진 1, 김상우 1 세 *OrcID, 박문수 2OrcID과 송창근 3 1 서울 대학교 지구 환경 과학부 08826 2 한국 외국어 대학교 대기 과학 연구소, 용인 17035 삼 울산 국립 기술 대학교 도시 환경 공학부 울산 44919 * 서신을 처리해야하는 작성자. 접수 : 2018 년 6 월 19 일 / 개정 : 2018 년 8 월 7 일 / 수락 : 2018 년 8 월 8 일 / 게시일 : 2018 년 8 월 10 일 (이 기사는 대기 경계층 특집 원격 감지 (Remote Sensing of Atmospheric Boundary Layer )에 속한다. 전체 텍스트 | PDF [4697 KB, 2018 년 8 월 11 일 업로드 됨] | 피규어
추상
유성 경계층 (PBL)에서 바람 프로파일의 정확한 측정은 수치 기상 예측뿐만 아니라 대기 품질 모델링에서도 중요합니다. 스캐닝 도플러 광 검출 및 거리 측정 (라이더) 측정을 사용하는 두 가지 바람 검색 방법을 비교하고 동시 라디오 존데 음향으로 검증했습니다. 17 개의 라디오 존데 (radiosonde) 사운드 프로파일을 비교해 보면 사인 피팅 방법이 더 많은 수의 데이터 포인트를 검색 할 수 있다는 것을 보여 주었지만 특이 값 분해 방법은 바이어스 (0.57 ms -1 )와 평균 제곱근 오차 (1.75 ms -1)와 라디오 존데 soundings. 속도 방위각 디스플레이 스캔을 얻기 위해 방사 속도의 평균 시간 간격을 15 분으로 늘리면 소음에 대한 평균 신호 효과로 인해 라디오 존데 소리와 더 잘 일치하게됩니다. 나란히 놓인 윈드 도플러 라이더와 에어러솔 미사 산란 라이저에서 동시에 측정 한 결과 PBL 바람의 시간적 변화와 PBL 내 에어러솔의 수직 분포가 나타났다.
https://www.mdpi.com/2072-4292/10/8/1261
.레이저 기술로 차세대 전자 기기의 까다로운 소재 사용을 막을 수 있습니다
Kayla Wiles, Purdue University Graphene은 자체적으로 전류를 전달하지 않기 때문에 아직 전자 기기에 넣지 않았습니다. 연구진은 레이저 기술을 사용하여 그라 핀을 전류의 흐름을 허용하는 구조로 영구적으로 스트레스를 가했다. 크레디트 : Purdue University / Gary Cheng, 2019 년 5 월 30 일
2004 년 연구원들은 강철보다 적어도 100 배 강한 초박막 물질과 가장 잘 알려진 열과 전기 도체를 발견했습니다. 이것은 물질 인 그래 핀 이 오늘날 실리콘보다 빠른 전자 장치를 가져올 수 있음을 의미합니다 . 그러나 실제로 유용하려면 그라 핀은 실리콘이 컴퓨터 칩에 수십억 개의 트랜지스터 형태로 존재하는 것과 같이 스위치를 켜고 끌 수있는 전류를 전달해야합니다. 이 전환은 컴퓨터가 정보 처리에 사용하는 0과 1의 문자열을 만듭니다. Purdue University 연구원은 University of Michigan과 Huazhong University of Science and Technology와 협력하여 레이저 기술 이 그래 핀을 전류 흐름을 허용하는 구조로 영구히 스트레스를 가할 수 있는 방법을 보여줍니다 . 이 구조는 소위 말하는 "밴드 갭 (band gap)"입니다. 전자는 전도 전자가되기 위해이 틈을 뛰어 넘어 전류를 운반 할 수 있어야합니다. 그러나 그래 핀은 자연적으로 밴드 갭을 가지고 있지 않습니다. Purdue 연구진은 그라 핀의 밴드 갭을 생성하고 2.1 전자 볼트 (electronvolts)로 넓혔다. 실리콘과 같은 반도체로서 기능하려면, 밴드 갭은 적어도 0.5 전자 볼트의 이전 기록 일 필요가있다. "화학 도핑을 통해 그래 핀 자체에 영향을주지 않으면 서 높은 밴드 갭을 달성 한 것은 이번이 처음이다. 우리는 재료를 완전히 변형시켰다"고 퍼듀 대학의 산업 공학 교수 인 게리 쳉 (Gary Cheng)은 말했다. 그래 핀을 상업적 용도로 더 유용하게 만드는 방법. 밴드 갭의 존재는 반도체 허용 물질은 절연성 또는 전도성을 전환하는 전류를 자신의 전자 밴드 갭을 가로 질러 밀거나하지 여부에 따라. 연구진은 0.5 전자 볼트를 넘어서서 차세대 전자 장치에서 그래 핀의 잠재력을 열었다 고 말한다. 그들의 연구는 Advanced Materials 의 쟁점에 등장 합니다. "과거의 연구원들은 단순히 그라 핀을 펴서 밴드 갭을 열었지 만 스트레칭만으로 밴드 갭을 크게 넓히지는 않았다. 밴드 갭을 열어 놓기 위해 그라 핀의 모양을 영구적으로 변경해야한다"고 쳉 교수는 말했다. 쳉과 그의 공동 연구자들은 그라 핀에 밴드 갭을 개방 할뿐만 아니라 갭 폭을 0에서 2.1 전자 볼트로 조정할 수있는 곳으로 만들었으며, 과학자와 제조업체는 원하는대로 그라 핀의 특정 속성을 사용할 수있는 옵션을 제공했습니다 할 자료. 연구진은 2014 년 하버드 대학, 마드리드 학술원, 캘리포니아 대학, 샌디에고의 과학자들과 함께 쳉이 개발 한 레이저 쇼트 각인 기술을 사용하여 그라 핀에서 밴드 갭 구조를 영구화했다 . 이 연구에서 연구자들은 레이저를 사용하여 그라 핀 시트를 관통 한 충격파 충격을 발생 시켰습니다. 레이저 충격은 그라 핀을 트렌치와 같은 형태로 변형시켜 영구적으로 성형합니다. 레이저 파워를 조정하면 밴드 갭이 조정 됩니다. 아직까지 반도체 소자에 그래 핀을 넣지는 못했지만,이 기술은 재료의 광학, 자기 및 열 특성을 활용할 때 더 많은 유연성을 부여한다고 쳉 교수는 말했다.
추가 탐색 홀리 그래 플 대신 홀리 그래 핀 실리콘 칩 대체품 더 자세한 정보 : Maithilee Motlag 외, Advanced Materials (2019) , Laser Shocking에 의한 Monolayer Graphene의 비대칭 3D 탄성 - 플라스틱 변형 - 전자 에너지 구조 . DOI : 10.1002 / adma.201900597 저널 정보 : 고급 자료 퍼듀 대학 제공
https://phys.org/news/2019-05-laser-technique-tough-material-next-generation.html
.3 차원 종양 클러스터를 구축하는 노화 종양 세포
논문저자 이현규1, 논문저자 고려대 이현규 Hyun-Gyu Lee1,
June Hoan Kim 2, Woong Sun 2, Sung-Gil Chi3, WonshikChoi 1,4 & Kyoung J. Lee1 ,Scientific Reports volume 8 , 문서 번호 : 10503 ( 2018 ) | 인용문 다운로드 추상 세포 노화 (영구적 인 세포주기 정지)는 생물학적 유기체에 대한 유익한 중요성이 아직 탐구되기 시작한 공통적 인 흥미로운 현상입니다. 다른 한편으로는, 노화 세포는 그들 주위의 조직 구조를 변형시킬 수있다. 무한히 증식 할 수있는 능력을 가진 종양 세포는 그 현상으로부터 자유롭지 못합니다. 여기에 우리는 유방암 식민지의 고밀도 단일 층에있는 노화 세포가 주변에있는 비 노화 세포의 집합 센터 역할을하는 놀라운 관찰을보고합니다. 결과적으로, 노화 세포는 융합 성인 2D 종양 층에서 국소화 된 3D 세포 - 클러스터를 활발히 형성한다. 놀라운 현상을 뒷받침하는 생물 리 학적 메커니즘은 주로 유사 분열 세포 반올림, 동적 및 차동 세포 부착 및 세포 주 화성을 포함한다. 이러한 몇 가지 생물 물리학 적 요소를 통합함으로써 우리는 세포 Potts 모델을 통해 실험 관측을 재현 할 수있었습니다.
소개
세포 노화는 증식하는 세포가 완전한 성장 억제에 들어가고 그 체적을 극적으로 팽창시키는 (일반적으로, 2 차원 기질에서 튀긴 알 의 형태로) 생물체에서 공통적 인 현상이다 . 이 세포 상태의 근원은 강하게 연구되어왔다. 그러나 그 기본 메커니즘은 명확하지 않다. 1 , 2. 중요하게 노화 세포는 노화 관련 분비 표현형 (SASPs)으로 총체적으로 분류되는 다수의 분비물을 통해 그 이웃과 상호 작용한다. 이러한 분비 표현형은 생물에 부정적인 영향을 미치는 다양한 생물학적 과정에 관여하는 것으로 알려져있다. 예를 들어, 주위의 악성 종양 세포의 성장을 자극하는 친 염증성 사이토 카인과 케모카인이 그 중 3 개 , 4 개 입니다. 노화 세포의 축적은 또한 나이 - 관련 질환과 같은 더 많은 유기체 레벨 부작용과 연관된 5. 특히 조직 개조를 촉진 할 수도 있습니다. 예를 들어, 일부 세포 노화 따라서 암세포의 침윤 촉진 소프 주변 조직 구조를 만드는 세포 외 매트릭스 저하 프로테아제를 분비 6 , 7 , 8 . 한편, 노화 세포에 대한 유익한 효과에 대해서도 최근 논의된다. SASP는 배아 패터닝 9 , 10 및 상처 치료 11에 기여하는 단백질을 포함 합니다. 그럼에도 불구하고 이러한 조직 재생 효과가 SASP에 의해 생물 물리학 적으로 조율되는 방법의 정확한 성격은 특히 조직에 대한 개별 세포의 규모에서 많이 연구되어야합니다. 이 논문에서는 단일 클론 세포주 인 MDA-MB-231 (널리 사용되는 악성 유방암 세포주)의 시험 관내 배양을 바탕으로 초기 시딩 및 이웃 노화 방지와의 상호 작용에서 신생 세포의 출현을 신중하게 분석합니다 세포. 놀랍게도, 불멸화 된 종양 세포조차도 노화를 일으키는 것으로 나타났습니다 12 . 더 흥미 진진한 것은 노화 된 MDA-MB-231 세포가 인접한 종양 세포에 대한 인력의 중심 역할을하여 처음에 2 층 (2D) 콜로니의 단층에서 3 차원 (3D ) 세포 클러스터. 우리는 전환 이 시험 관내 에서 명확한 것으로 나타남을 본다.예를 들어 노화 세포가 조직 개질에 관여 할 수있는 사례. 또한 몇 가지 필수 메커니즘만으로 통합 된 컴퓨터 모델을 통한 관찰에 대한 경험적 설명을 제공합니다. Metropolis kinetics에서 작동하는 셀룰러 Potts 모델 (CPM)은 세포 부피의 보존, 유사 분열 세포 반올림 (결과적으로 세포 - 환경 유착의 동적 강도)과 같은 생물 물리학 적 과정을 재현하는 것을 목표로하며, 세포의 주 화성 운동. 실험 결과 MDA-MB-231 세포 배양 물 (처음에는 직경 2mm의 디스크 영역에 균일하게 도금 된 합류 단일 층 (confluent mono layer),도 1a 참조, 방법에 대한 자세한 내용 참조)은 다수의 노화 세포가 전체 집단으로 무작위로 출현한다 시간이 지남에 따라 증가한다 (그림 1b ). 그들은 '튀긴 계란'형태로 쉽게 식별 할 수 있습니다 (그림 1c ). 노화 된 상태로 들어가는 세포의 몸체는 꽤 합류하는 인구 내에서도 거대한 지역을 차지하기 위해 며칠 동안 측면으로 팽창합니다 (그림 1c ). 완전히 개발 노화 세포의 점유 면적이 현저하게 다른 하나에서 다를 수 있지만, 일반적으로 1.4 × 10 종종 크고 매우 큰 수 5 μ m (2) (도. 참조 1D를) - 전형적인 비 노화 세포보다 약 3 배 더 크다. 반면에 노화 세포의 몸은 ~ 2 μ m 만큼 얇 습니다 (그림 1e 의 두 측면보기 참조 ). 신체는 f-actin의 조밀 한 네트워크에 의해 구조적으로 잘 유지됩니다 (그림 1e 의 상단 그림 참조 ). 세포가 갑자기 파열되어 대사 과정을 끝낼 때까지 끊임없는 시공간 파동이 몸 전체에 나타나며 핵쪽으로 향하게됩니다.
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0
https://www.nature.com/articles/s41598-018-28963-0.pdf
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