신뢰할 수있는 양자 계산의 새로운 길을 보여줍니다

.아름다운 경치 배경으로 요가를

(베이징 AFP=연합뉴스) '세계 요가의 날'을 하루 앞둔 20일(현지시간) 중국 후난성 장자제(張家界)의 한 산촌에서 애호가들이 요가 동작 시연을 하고 있다. jelee@yna.co.kr

 

 

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La Esperanza - Nicolas de Angelis

 

 

.신뢰할 수있는 양자 계산의 새로운 길을 보여줍니다

에 의해 시카고 대학 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 6 월 21 일 연구원,

시카고 대학교 (University of Chicago)의 연구원은 전통적으로 고려한 것보다 높은 에너지 수준에 액세스하여 양자 컴퓨터의 신뢰성을 향상시키는 새로운 기술을 발표했습니다. 양자 계산에서의 대부분의 이전 연구는 0 또는 1을 인코딩하는 2 진 비트의 양자 아날로그 인 "큐 비트 (qubits)"를 다룹니다. 새로운 연구는 0, 1 또는 2를 나타낼 수있는 3 단계 트릿의 양자 유사어 인 "qutrits"를 활용합니다. UChicago 그룹은 Duke University의 연구원들과 함께 일했습니다. 두 그룹은 컴퓨팅 분야의 NSF 원정대 인 EPiQC (Enabling Practical-Scale Quantum Computation) 협업의 일부입니다. EPiQC의 학제 간 연구는 알고리즘 및 소프트웨어 개발부터 아키텍처 및 하드웨어 설계 에 이르기까지 과학적 발견 및 컴퓨팅 혁신을위한 양자 컴퓨팅 의 엄청난 잠재력을보다 신속하게 실현하는 궁극적 인 목표를 가지고 있습니다. 높은 에너지 수준에 접근 컴퓨터 과학 에서 흔히있는 시공간적 트레이드 오프의 맥락에서 작품을 볼 수 있습니다 . 더 많은 메모리를 사용하여 프로그램 속도를 높이거나 프로그램을 실행 시간이 길어 지므로 메모리 요구량을 줄일 수 있습니다. 그러나 가까운 장래의 기계가 지원되는 메모리 및 런타임에서 심하게 제약되는 양자 컴퓨팅과 관련하여 이러한 상충 관계는 용인 할 수 없습니다. EPiQC 팀이 발견 한 솔루션은 이진 큐 비트 (binary qubit) 사용의 추상화를 깨기위한 것이 었습니다. "이진 논리는 기존 컴퓨터의 기초가되는 온 - 오프 물리학에 대해 의미가 있지만, 양자 하드웨어는 본질적으로 바이너리가 아닙니다."라고 시카고 대학의 대학원생 인 Pranav Gokhale은 설명합니다. 사실, 양자 컴퓨터의 상태 는 무한대의 스펙트럼에 속하므로 큐 비트는 두 가지 상태 만 사용하는 인위적으로 설계된 선택 일뿐입니다.

https://youtu.be/lhqUJ3oeMFc

학점 : 시카고

대학 팀은 qutrits를 통해 세 가지 상태를 사용할 수있게함으로써 양자 계산의 기본 작업 중 하나가 추가 메모리가 필요없이 기하 급수적으로 빨라진다는 사실을 발견했습니다. 팀은 현실적인 소음 조건에서 시뮬레이션을 실행하여 검증을 검증했습니다. "Qutrits는 추가적인 상태의 존재가 더 많은 오류의 원천을 내포하기 때문에 비용을 지불해야합니다."라고 Gokhale이 말했습니다. "그럼에도 불구하고, 우리의 시뮬레이션에 따르면 qutrits는 가까운 미래의 벤치 마크를위한 큐 비트 전용 알고리즘보다 2 ~ 10 배 높은 신뢰성으로 확실한 이점을 제공합니다."

하드웨어와 소프트웨어 간의 격차를 해소

이 팀의 발견은 퀀텀 하드웨어와 소프트웨어 간의 격차를 줄이기위한 EPiQC의 학제 간 초점과 잘 맞는다. 이 작품의 초기 단계는 올 1 월 퀀텀 정보 처리 회의 (Quantum Information Processing Conference)에서 발표되어 최고의 포스터 상을 수상했습니다 . 그 이후로 연구는 초전도 및 트랩 된 이온 양자 컴퓨터로 작업하는 전문가와 협력하여 개발 된 정교한 하드웨어 모델과 일치하도록 미세 조정되었습니다. "양자 하드웨어의 고유 한 기능을 활용하는 알고리즘을 맞춤화함으로써 우리는 하드웨어와 소프트웨어 간의 추상화 장벽 뒤에 숨어있는 효율성 향상을 실현할 수 있습니다."라고 UChicago의 컴퓨터 과학 교수이자 EPiQC의 수석 PI 인 프레드 notes (Fred Chong) . "이 경우 하드웨어 모델링을 통해 바이너리 연산이 계산에 가장 적합하다는 기존의 인식을 재검토하고 도전하게되었습니다." "Qutrits를 통한 양자 회로의 점근선 개선"이라는 전체 논문이 arXiv에 게시되었습니다 .

추가 탐색 양자 컴퓨터에 속도 향상을 제공하는 연구 더 많은 정보 : Pranav Gokhale et al. qutrits를 통한 양자 회로의 점근선 개선 , 제 46 회 국제 컴퓨터 심포지엄 - ISCA '19 (2019). DOI : 10.1145 / 3307650.3322253 시카고 대학 제공

https://phys.org/news/2019-06-path-reliable-quantum.html

 

 

.Enceladus의 바다에있는 풍부한 가스는 잠재적 인 연료입니다

워싱턴 대학 (University of Washington)의 피터 켈리 (Peter Kelley) 이 그림은 NASA의 카시니 (Cassini) 우주선이 2015 년 토성 달의 엔 셀라 두스 (Enceladus) 기둥을 통해 다이빙을하고 있음을 보여줍니다. 오는 AbsciCon2019 회의에서 발표 될 워싱턴 대학 (University of Washington)의 새로운 연구에 따르면 달의 지하 표면은 이전에 알려진 탄소 농도 이산화탄소와 수소 그리고 지구상의 pH 수준이 더 높아짐으로써 삶에 호의적 인 조건을 제공 할 수 있습니다. 크레딧 : NASA2019 년 6 월 20 일

토성 달의 지하 해양 엔셀라두스 (Enceladus)는 아마도 이전에 알려진 농도의 이산화탄소와 수소보다 더 높고 지구의 pH 수준이 더 높아서 아마도 워싱턴 대학의 행성 과학자들의 새로운 연구에 따르면 생명에 유리한 조건을 제공 할 가능성이있다. 이러한 고농축의 존재는 연료를 공급할 수 있는데, 이것은 살아있는 미생물을위한 일종의 화학 프리 "점심 식사"라고지도 연구원 인 루카스 피퍼 (Lucas Fifer)는 지구와 우주 과학에있는 UW 박사 과정 학생이라고 말했다. 또는 "먹는 사람이 거의 없다"는 의미 일 수 있습니다. Enceladus의 해양 구성에 관한 새로운 정보 는 행성계 과학자들에게 해양 세계의 생명 수용 능력에 대한 더 나은 이해를 제공합니다 . Fifer가 말했다. 엔셀라두스 (Enceladus)는 310 마일 (500km)에 걸쳐 펼쳐지는 작은 바다입니다. 그것의 소금기있는 지하 표면은 지구의 해양으로의 pH, 염분 및 온도의 유사성 때문에 흥미가 있습니다. 카시니 우주선에 의해 발견되고 연구 된 수증기와 얼음 입자가 수백 킬로미터 나되는 우주에서 엔 셀라 두의 얼음으로 덮인 표면의 균열을 통해 달의 표면 아래 바다가 포함 할 수있는 것을 엿볼 수 있습니다. 그러나 Fifer와 동료들은 그 기둥들이 화학적으로 그들이 시간당 800 마일에서 분출 한 바다와 같지 않다는 것을 발견했다. 분출 과정 자체가 성분을 변화시킨다. 그는 ESS 교수진 David Catling과 Jonathan Toner와 함께 일하고 있습니다. 그들은 Bellevue에서 열린 Astrobbiology Conference AbSciCon2019에서 6 월 24 일 그들의 작품을 발표 할 것입니다. Fifer와 동료들은 기상이 엔셀라두스의 지구 표면 하부의 해양 ​​구성에 "불완전한 창"을 제공하고 기둥의 조성과 해양 구성이 크게 다를 수 있다고 말한다. 즉, 깃털 분획 화 또는 가스의 분리로 인해 깃털의 일부 성분이 분출되고 나머지는 남게되는 것입니다. 이를 염두에두고 팀은 분광의 영향을 설명하는 컴퓨터 시뮬레이션을 통해 카시니 (Cassini) 사명의 데이터로 돌아와 엔셀라두스 (Enceladus)의 내부 해양 구성에 대한 명확한 아이디어를 얻었습니다. 그들은 엔켈 라두 스의 깃털과 해양 화학 사이에 "중요한 차이"를 발견했습니다. 이전의 해석에 따르면, 바다의 수소, 메탄 및 이산화탄소의 존재를 과소 평가했다. "아무 것도없는 것보다 높은 가스 농도를 찾는 것이 낫습니다."라고 Fifer가 말했습니다. "가스가 바다에 풍부하지 않으면이 화학 자유 점심을 먹기 위해 삶이 진화 할 것 같지 않습니다." 이러한 높은 수준의 이산화탄소는 Enceladus 대양에서 이전에 연구 한 것보다 더 낮고 지구의 pH 수준을 암시합니다. 이것은 가능한 삶에 좋은 징조 다. "예외는 있지만, 지구상의 대부분의 생명체는 중성에 가까운 pH로 생활하거나 물을 섭취하는 것이 가장 뛰어나므로 Enceladus와 비슷한 환경이 조성 될 수있다"고 그는 말했다. "그리고 그들은이 이상한 바다 세계를 더 친숙한 환경과 비교하는 것을 훨씬 더 쉽게 만듭니다." 높은 농도의 암모늄도 존재할 수 있으며 이는 또한 잠재적 인 삶의 연료입니다. 그리고 고농도의 가스가 살아있는 유기체가 부족하다는 것을 나타낼 수도 있지만, 반드시 그것이 엔 셀라 두스에 생명이 없다는 것을 의미하는 것은 아닙니다. 그것은 미생물이 모든 이용 가능한 화학 에너지를 소비 할 정도로 풍부하지 않다는 것을 의미 할 수 있습니다. 연구자들은 Enceladus의 얼음이 많은 바다에 존재할 수있는 특정 유형의 가능한 생명에 대한 상한선을 결정하기 위해 가스 농도를 사용할 수 있습니다. 다른 말로 표현하자면, "너무 많은 무료 점심 식사가 있다는 것을 감안할 때 인생이 먹을 수있는 가장 큰 금액은 무엇인가? 카시 니 덕분에 우리는 엔켈 라두 스의 바다와 그곳에 존재하는 가스, 소금 및 유기 화합물의 종류에 대해 알게되었다고 말했습니다. 깃털 조성이 어떻게 변하는지를 연구하면이 바다와 그 안의 모든 것에 관해서 우리에게 더욱 많은 것을 가르쳐 줄 수 있습니다. "미래의 우주선 임무는 많은 사람들이 분출 과정에 의해 영향을받을 삶의 징후를 찾는 깃털을 샘플링 할 것"이라고 Fifer는 말했다. "따라서 바다와 깃털 의 차이를 이해하는 것은 이제 막대한 도움이 될 것입니다."

추가 탐색 과학자들은 엔 켈라 두스 (Enceladus)의 복잡한 유기 분자의 증거를 발견합니다. Washington 대학 제공

https://phys.org/news/2019-06-abundance-gases-enceladus-ocean-potential.html ​ 

 

 

.거미가 사랑에 대한 모든 것을 위험에 빠뜨린다

마이클 밀러 ( 신시네티 대학교) 이처럼 남성 늑대 거미는 구혼하는 동안 육식 동물에게 눈에 띄는 것으로 나타났습니다. 크레디트 : Andrew Higley / UC Creative 서비스, 2019 년 6 월 20 일

신시내티 대학의 생물 학자 George Uetz는 오랫동안 늑대 거미의 과도한 구애 댄스가 조류와 다른 육식 동물에게 쉬운 표식이라고 주장했다. 그러나 앨마 칼리지의 동료 데이브 클라크 (Dave Clark)와 미네소타 전 연구원 트리시아 루비 (Tricia Rubi)와 그의 포로 식민지 인 블루 제이스 (Blue Jays)가 팀을 증명할 수 있었다. 저널 Behavioral Processes 에서 5 월에 출간 된 연구를 위해 루비는 푸른 색 제이의 포로 식민지를 훈련시켜 비디오 화면에서 늑대 거미 (Schizocosa ocreata)를 보았는지 여부를 나타내는 버튼을 쳤다. 클라크 (Clark)는 잎 깔짚 배경에 구애하는 남성의 거미와 걷기, 정지 한 남성 거미의 이미지를 겹쳐서 만들었습니다. 루비 (Rubi)는 지상에서 평평한 디스플레이 화면을 통해 블루 제이스 (Blue Jays)에게 비디오를 발표했습니다. 위에서 보았을 때, 짙은 검은 색과 갈색 거미는 죽은 잎 속에서 사라집니다. jays는 동영상에 움직이지 않는 거미를 찾는 데 어려움이있었습니다. 이것은 반감멸자 "동결"행동의 적응 가치를 확인시켜주었습니다. jays는 동영상을 보던 거미를 보는 것이 어려웠습니다. 그리고이 제이스는 특히 구식 구애 행동에 종사하는 남성 거미를 찾기가 쉽습니다. 그 곳에서 그들은 지나치게 질투심 많은 오케스트라 지휘자처럼 공중에서 모피 앞모퉁이를 흔들었습니다. "그들이하는 길을 구걸함으로써, 그들은 조류 포식의 위험에 처해있다."UC의 Uetz는 말했다. 그의 연구실은 거미가 서로 의사 소통하는 데 사용하는 보완 방법을 연구합니다. 암컷 거미는 실크로 그들 뒤에 페로몬 흔적을 남기고 땅 위에서 복부를 문질러 닦을 때 웨 쯔는 말했다. 그리고 수컷 거미 가 시각적 인 범위에 올 때 , 그들은 잠재적 인 동료의 다리에 어떤 상당한 거리를 여행 할 수있는 진동을 창조하기 위하여 잎 쓰레기에 그들의 다리를 튀고 젖 힙니다. 수컷은 앞다리를 독특한 패턴으로 흔들어 암컷을 사로 잡습니다. 종의 수컷은 까만 모직의 다리 온열 장치처럼 보이는 특히 모피 앞 다리를 가지고 있습니다. 두꺼운 모피와 격렬한 춤의 조합은 남성이 건강하고 건강하다는 지표입니다. "디스플레이와 장식은 남성의 품질을 보여줍니다."라고 Uetz는 말했습니다. "활발한 구혼과 견고한 다리 술을 보여주는 남성은 면역 능력과 전반적인 건강을 과시하고 있으며, 차례 차례로 자질을 갖춘 아들을 갖게 될 것입니다." 그들이 너무 오래 산다면. 블루 제이스를 비롯한 많은 새들은 거미가 맛있는 것을 찾습니다. 거미에서 발견되는 타우린 (taurine)이라는 화학 물질은 아기 새의 신경 학적 발달에 특히 중요하다고 그는 말했다. 거미를 발견 할 수 있습니까? 블루 제이가 그들을 발견 할 수 있는지보기 위해 잎 쓰레기 배경에 늑대 거미의 이미지를 겹쳐 놓은 연구원. 신용 : UC 거미는 본능적으로 육식 동물을 두려워합니다. 이전 연구에서 Uetz, Clark 및 UC 학생 인 Anne Lohrey는 블루 제이, 추기경 및 다른 곤충을 먹는 새들의 날카 롭고 시끄러운 전화를 발견했을 때 늑대 거미가 고정 될 것이라고 결정했습니다. 비교해 보면, 그들은 katydids의 삐걱 거리는 소리와 같은 배경 숲 소리와 함께 애도 비둘기와 같은 씨앗을 먹는 새들의 부름을 무시했습니다. "그들은이 새들을 일종의 위협으로 분명히 인식했다"고 Uetz 씨는 말했다. "울새들이 땅에서 그들을 사냥 할 것이고 , 다른 많은 조류도 그렇게 할 것입니다. 칠면조가 그들을 태울 것입니다." Uetz가 거미 실험을 제안했을 때, 루비는 블루 제인의 식민지를 훈련하는 것이 어렵지 않다고 말했다. Jays는 스파이더 를 관찰 하거나 비디오 화면에서 보지 못했을 때 다른 버튼으로 빠르게 튕기는 법을 배웠습니다 . "새들은 뛰어난 시각 효과를 가지고 있으며 우수한 색각과 시력이 뛰어나 거미가 움직이는 것을 보는데 별 어려움이 없을 것"이라고 말했다. Rubi는 현재 브리티시 컬럼비아 빅토리아 대학교 (Victoria of Victoria)에서 유전 적 진화 를 연구 합니다. 자연 선택 이 가장 열렬한 구애 거미가 가장 먹기 쉽다는 것을 의미 한다면 , 왜이 행동은 여러 세대에 걸쳐 지속됩니까? meeker 거미는 그들의 유전자를 따라 가기 위해 살아남지 않을까요? Rubi는 설명이 또 다른 선택적인 힘에 있다고 말했다. "자연 선택은 생존을위한 선택이며, 이는 포식자에게 덜 눈에 거슬리는 거미로 이어질 것입니다."라고 그녀는 말했습니다. "그러나 성 선택은 여성에 의해 주도되며, 더 눈에 띄는 전시물을 선택합니다." 유전 적 측면에서 볼 때, 체력은 생산 된 건강한 자손의 수로 측정된다. 그러므로 위험을 최소화하여 살아 남는 것은 개인에게 좋은 전략이지만, 종을위한 실행 가능한 전략은 아닙니다. "가장 오래 살아남은 남성은 결코 짝을 지우지 않으면 '0'의 적합성을 가질 수 있습니다."루비는 말했다. 따라서 안전하고 섹시한 것 사이에는 절충점이있는 것으로 보이며, 이러한 균형은 이러한 구애가 표시되는 모양입니다. " Uetz는 여성 늑대 거미가 동료에서 가치있는 자질에 대해 매우 까다로워 할 수 있다고 말했다. "앞다리의 털은 매우 중요합니다. 크기와 대칭이 큰 역할을합니다"라고 그는 말했습니다. "그들은 아주 작아서 양귀비 씨만한 크기의 두뇌를 가지고 있습니다. 그들은 차별 할 수 있다고 생각하지 않지만, 그렇습니다." 적어도 적대적인 세계에서 살아가는 남성 늑대의 성공적인 성공을 위해서는 사랑이 두려움을이기는 것을 의미합니다.

추가 탐색 거미는 짝 지어주는 경쟁에 대한 근거를 얻기 위해 신속하게 도청을 배웁니다. 더 많은 정보 : Tricia L. Rubi 등, 구혼 행동과 착색은 늑대 거미 (Schizocosa ocreata (Hentz))의 조류 포식자, 행동 과정 (2019)에 대한 분명한 영향을 미친다 . DOI : 10.1016 / j.beproc.2018.12.023 저널 정보 : 행동 프로세스 신시내티 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-06-spiders.html ​ 

 

 

.비틀어 진 결정체 : 과학자들은 새로운 물질을 나선형으로 성장시킵니다

Kara Manke, 캘리포니아 대학교 - 버클리 UC Berkeley와 Berkeley Lab의 연구원은 원자 적으로 얇은 게르마늄 황화물 시트의 나선형 스택으로 제작 된 새로운 결정체를 만들었습니다. 신용 : Yin Liu의 UC Berkeley 이미지, 2019 년 6 월 20 일

손가락의 간단한 비틀기로, 카드 갑판에서 아름다운 나선형을 만들 수 있습니다. 같은 방법으로, 캘리포니아 대학, 버클리 대학 및 로렌스 버클리 국립 연구소 (버클리 연구소)의 과학자들은 갑자기 나노 크기의 카드 갑판처럼 나선형 인 원자 적으로 얇은 시트로 만들어진 새로운 무기 결정체를 만들었습니다. Nature 지에 6 월 20 일 수요일 온라인에 게재 된 새로운 연구에서보고 된 놀라운 구조 는 초전도성을 비롯한 고유 한 광학적, 전자적 및 열적 특성을 나타낼 수 있다고 연구진은 전했다. 이 나선형 결정은 게르마늄 황화물 ( graphene과 같이 단 몇 개의 원자 또는 심지어 단일 원자 두께의 시트를 쉽게 형성 하는 반도체 물질) 의 스택 레이어로 만들어집니다 . 이러한 "나노 시트"는 일반적으로 "2-D 재료 "라고합니다 . UC Berkeley 소재 재료 과학 및 조교수 Jie Yao 교수는 "아무도 그런 식으로 2-D 재료를 성장시킬 것을 기대하지 않았습니다. "우리는 재료 연구에 큰 기회를 가져올 수 있다고 생각합니다." 크리스털의 모양이 헬리컬 구조 가 유전 정보를 운반하는 데 중요한 역할을 하는 DNA의 모양과 비슷할 수 있지만 , 그 기본 구조는 실제로 매우 다릅니다. 탄소, 산소 및 수소와 같은 친숙한 원자로 주로 만들어진 "유기"DNA와는 달리이 "무기"결정은 주기율표의 멀리 떨어진 원소들 (이 경우 유황과 게르마늄)으로 만들어집니다. 그리고 유기 분자는 종종 탄소, 탄소의 고유 한 특성으로 인해 모든 종류의 잔 모양을 가지지 만 무기 분자는 직선과 좁은 방향으로 더 많이 이동합니다. 꼬인 구조를 만들기 위해서, 팀은 스크류 전위라고 불리는 수정 결함을 이용했습니다.이 결함은 질서 정연한 크리스털 구조에서 "실수"로 인해 약간의 비틀림이 발생합니다. 과학자 John D. Eshelby의 이름을 따서 명명 된이 "Eshelby Twist"는 소나무처럼 나선형 인 나노 와이어를 만드는 데 사용되었습니다. 그러나이 연구는 Eshelby Twist를 사용하여 원자 적으로 얇은 반도체의 2 차원 적 층으로 구성된 결정체를 만드는 데 처음 사용되었습니다.

 

나선형 결정은 초전도성과 같은 놀라운 새로운 특성을 나타낼 수 있습니다. 신용 : Yin Liu의 UC Berkeley 이미지

버클리 연구소 (University of Berkeley Lab)의 교수 과학자이기도 한 야오 (Yao) 연구원은 "보통 사람들은 물질의 결함을 싫어한다. 그들은 완전한 결정체를 갖고 싶어한다. "그러나 이번에는 결함에 대해 감사해야하며 물질 층 사이에 자연스러운 왜곡을 만들 수있었습니다." 작년의 주요 발견에서 과학자들은 물질의 두 개의 얇은 시트가 쌓여서 "매직 앵글 (magic angle)"이라고 불리는 곳에서 겹쳐지면서 그라 핀이 초전도가된다는 것을 보도했다. 다른 연구자들이 한 번에 두 개의 레이어를 쌓는 데 성공했지만이 새로운 종이는 수십만 또는 수백만 개의 레이어가 연속적으로 비틀어지는 방식으로 스택 된 구조를 합성하는 방법을 제공합니다. "우리는 트위스티드 크리스털에서 분리 된 단계의 형성을 관찰했다.이 트위스트 크리스탈은 Eshelby Twist 메커니즘과 관련된 새로운 현상 인 원형 계단으로 부드럽게 비틀어 진 결정을 변형시킨다"고이 신문의 공동 저자이자 대학원생 인 Yin Liu는 말했다. UC Berkeley의 재료 과학 및 공학 "재료의 상호 작용이 어떻게 서로 다른 여러 가지 모양을 만들어 낼 수 있는지 정말 놀랍습니다." 재료 합성 조건과 길이를 조정함으로써 연구원들은 층 사이의 각도를 바꿀 수있어 단단한, 꼬인 구조의 스프링처럼 느슨한 구조를 만들 수 있습니다. 그리고 연구팀은 황화 게르마늄의 나선형 결정 을 성장시켜이 기술을 시연 하였지만 유사한 원자 적으로 얇은 층을 형성하는 다른 물질의 층을 성장시키는 데 사용될 수 있었다. "이 꼬인 구조는 저장된 에너지와 서로 다른 두 물질 층을 미끄러지는 에너지 비용 간의 경쟁에서 비롯된다"고 논문의 수석 이론가 인 Daryl Chrzan은 말했다. "이 경쟁은 게르마늄 황화물에 국한 되어질 것으로 기대할만한 이유가 없으며 유사한 2-D 재료 시스템에서도 비슷한 구조가 가능해야합니다." "서로 다른 각도로 꼬인 2 개의 레이어만으로 이루어진 이러한 레이어드 소재의 비틀림 거동은 이미 큰 잠재력을 보여 주었고 물리학 및 화학 커뮤니티에서 많은 관심을 받았다. 이러한 트위스트 층은 이들 재료의 규칙적인 스태킹보다 상당히 다른 재료 특성을 나타내지 만, 우리의 새로운 재료와 결합된다 "고 말했다. "그러나이 순간에 우리는 이러한 물질의 형태가 매우 새롭기 때문에 이러한 속성이 무엇인지에 대해 매우 제한적으로 이해하고 있습니다. 새로운 기회가 우리를 기다리고 있습니다."

추가 탐색 연구팀, 나노 와이어 성장에 완벽하게 불완전한 비틀림 발견 자세한 정보 : Yin Liu 외. 분리 된 Eshelby 꼬임을 지닌 나선형 반 데르 발스 크리스탈, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1308-y 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 버클리 - 캘리포니아 대학

https://phys.org/news/2019-06-crystal-scientists-spiraling-material.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

 

 

.자기 특이점에 접근하기

에 의해 매사 추세 츠 공과 대학 도메인 벽 (중앙의 회색 패널)은 서로 다른 스핀 방향 (녹색 화살표와 파란색 화살표)이있는 영역을 구분합니다. MIT의 연구자들은 새로운 자성 양자 재료의 단결정을 통해 특정 각도에서인가 된 자기장이 전자가이 자벽을 통과하는 것을 더욱 어렵게한다는 것을 발견했다. 크레디트 : Leon Balents, 2019 년 6 월 21 일

많은 재료에서, 자기장이있을 때 전기 저항과 전압이 변화하며, 일반적으로 자기장이 회전하면서 부드럽게 변합니다. 이 간단한 자기 응답은 비접촉 전류 감지, 동작 감지 및 데이터 저장을 비롯한 많은 애플리케이션의 기초를 둡니다. 크리스탈에서는 전자의 전하와 스핀이 정렬되고 상호 작용하는 방식이 이러한 효과의 근원입니다. 대칭 (symmetry)이라고 불리는 정렬의 특성을 이용하여 전자 및 기능성 스핀 - 기반 전자 공학 (스핀 트로닉스) 분야의 기능 재료를 설계하는 핵심 요소입니다. 최근 프랑스 국립 과학 연구 센터 (CNRS)와 산타 바바라에있는 캘리포니아 대학 (UCSB)의 리옹 대학 (ENS), 프랑스 과학 기술 대학 (HKUST) Joseph G. Checkelsky, MIT의 물리학 조교수 인 Joseph G. Neutron Research의 NIST Center는 세륨, 알루미늄, 게르마늄 및 실리콘으로 구성된 결정에서 새로운 종류의 자기 적으로 유도 된 전기적 응답을 발견했습니다. 5.6kelvins (화씨 -449.6도에 해당) 이하의 온도에서 결정 의 높은 대칭 방향을 따라 1도 각도 내에서 정확하게 자기장을 정렬 하면 전기 결정성이 급격히 향상됩니다 . 연구원들이 "단 각형 자기 저항 ( anular angular magnetoresistance )" 이라고 명명 한이 효과 는 대칭, 특히 세륨 원자의 자성 모멘트의 정렬에 기인 할 수있다. 그들의 연구 결과는 Science 지에 오늘 게재 됩니다. 소설 응답 및 대칭 12:00에 차임을하도록 고안된 구식 시계와 같이 손의 다른 위치에서는 새로 발견 된 자기 저항은 자기장의 방향 또는 벡터가 높은 대칭 축과 직선을 이루는 경우에만 발생합니다 물질의 결정 구조 에서 자기장을 그 축으로부터 1도 이상 떨어지면 저항이 급격히 떨어진다. "전통적인 소재와 같은 자기장의 개별 구성 요소에 응답하는 것이 아니라 여기에서 소재가 절대 벡터 방향에 응답합니다."Checkelsky 그룹의 연구원 인 Takehito Suzuki는 이러한 재료를 합성하고 그 효과를 발견 한 사람이라고 설명합니다. "우리는 단 각형 자기 저항 (angular magnetic resistance)이라고 부르는 관찰 된 날카로운 향상은 그 조건에서만 실현되는 별개의 상태를 의미합니다." 자기 저항은 인가 된 자기장에 대한 재료 의 전기 저항 의 변화입니다 . 거대 자기 저항으로 알려진 관련 효과는 최신 컴퓨터 하드 드라이브의 기초이며 발견 자들은 2007 년 노벨상을 수상했습니다. ENS de Lyon의 영구 CNRS 연구원 인 Lucile Savary는 "관찰 된 향상은 대칭이 중요한 역할을한다는 것을 강하게 암시하는이 물질의 결정 축을 따른 자기장과 매우 ​​밀접한 관계가있다. Savary는 팀이 공동 작업을 시작한 2014-17 년 MIT의 Betty와 Gordon Moore 박사후 연구원이었습니다. 대칭의 역할을 밝히기 위해서는 스즈키와 제프리 린 (NIST 동료)이 중성자 연구를위한 NIST 센터에서 BT-7 3 축 분광계에 대한 분말 중성자 회절 연구를 수행 한 자기 모멘트 의 정렬을 보는 것이 중요합니다 (NCNR). 연구팀은 NCNR의 중성자 회절 기능을 사용하여 자기 도메인의 위상 특성 및 특성을 파악하는 데 필수적인 역할을하는 자기 구조를 결정했습니다. "토폴로지 상태"는 일반적인 장애로부터 보호됩니다. 이것은 단수 응답의 메커니즘을 푸는 핵심 요소였습니다. UCSB의 이론 물리학 연구소의 Kavli Institute의 교수이자 영구 회원 인 Savary and Leon Balents는 관찰 된 순서 패턴을 바탕으로 자기장과 자기장을 결합시키는 자발적 대칭 파괴가 이론적 인 모델을 구성했다 전자 구조. 커플 링의 결과로서 균일하게 정렬 된 낮은 저항 상태와 높은 저항 상태 사이의 전환은 자기장 방향의 정확한 제어에 의해 조작 될 수 있습니다. "이 실험 모델과 실험 결과의 일치는 뛰어 났고, 신비한 실험 관찰이 무엇인지를 이해하는 열쇠였습니다"고 수석 연구자 인 Checkelsky는 말합니다. 현상의 보편성 "여기서 흥미로운 질문은 자성 재료에서 단 각형 자기 저항이 광범위하게 관찰 될 수 있는지 여부입니다.이 특성이 보편적으로 관찰 될 수 있다면이 효과를 가진 재료를 엔지니어링하기위한 핵심 요소는 무엇입니까?"라고 스즈키는 말합니다. 이론적 인 모델은 단수 응답이 실제로 다른 재료에서 발견 될 수 있으며이 특성을 실현하는 데 유리한 재료 특성을 예측합니다. 중요한 성분 중 하나는 적은 수의 프리 차지 (free charge)가있는 전자 구조입니다.이 전자 구조는 노드라고 불리는 점과 같은 전자 구조에서 발생합니다. 이 연구의 자료에는 이것을 달성하는 소위 Weyl 포인트가 있습니다. 그러한 물질에서, 허용 된 전자 모멘텀은 자기 순서의 구성에 의존한다. 자기 자유도에 의한 이러한 전하의 모멘텀의 제어는 시스템이 다른 자기 순서의 도메인들 사이의 모멘트가 일치하지 않는 스위칭 가능한 인터페이스 영역을 지원할 수있게한다. 이러한 불일치로 인해 본 연구에서 관찰 된 저항이 크게 증가합니다. 이 분석은 HKUST의 연구 조교수 인 Jianpeng Liu와 Balents가 수행 한 첫 번째 원칙 전자 구조 계산에 의해 뒷받침됩니다. 희토류 세륨보다는 철 또는 코발트와 같은 전통적인 자성 원소를 사용하면 단 각형 자기 저항 효과의 고온 관찰에 대한 잠재적 인 경로를 제공 할 수 있습니다. 이 연구는 또한 세륨 기반 물질의 저항률 변화의 원인으로 구조상 전이 (structural phase transition)라고 불리는 원자 배열의 변화를 배제했다. "Weyl 재료를 연구하는 Boston 대학의 대학원 프로그램 디렉터 겸 물리학 교수 인 Kenneth Burch는 다음과 같이 말합니다 :"자기 각에 대한 현저한 감도의 발견은이 새로운 종류의 재료 에서 완전히 예상치 못한 현상입니다 .이 결과는 새로운 자기 센싱 분야에서 Weyl 반 금속의 응용이 가능하지만 전자 수송, 키랄성 및 자력의 결합은 독특 합니다. " 키랄성 (Chirality)은 스핀과 관련된 전자의 한 측면으로 왼손잡이 또는 오른 손잡이 방향을 제공합니다. 이 날카롭지 만 제한적으로 좁은 저항 피크의 발견은 결국 엔지니어들에 의해 자기 센서의 새로운 패러다임으로 사용될 수 있습니다. Notes Checkelsky, "자력의 근본적인 발견에 대한 흥미로운 사실 ​​중 하나는 신기술에 대한 빠른 채택 가능성입니다. 현재 설계 원리가 갖추어져 있기 때문에이 현상을보다 견고한 시스템에서 발견하여 광범위한 잠재력을 발휘할 수 있습니다. . "

추가 탐색 호이 클러 - 기반 합금의 자기 저항 비율 향상 자세한 정보 : T. Suzuki et al. 자기 마디 반 금속에서의 특이 각도 자기 저항, Science (2019). DOI : 10.1126 / science.aat0348 저널 정보 : Science 메사추세츠 공과 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-06-approaching-magnetic-singularity.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