오래된 이론의 확인은 초전도 과학의 새로운 돌파구로 이어진다
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Sirocco - Szentpéteri Csilla & Band
.새로운 장치로 초당 16 억 대기압의 샘플 압축
에 의해 독일 연구 센터의 헬름홀츠 협회 운석 충돌에 대한 작가의 인상. 크레딧 : NASA, 2019 년 6 월 28 일
DESY의 X 선 광원 인 PETRA III의 새로운 초고압 고압 장치를 사용하여 과학자들은 실험실에서 지진과 운석 충돌을보다 사실적으로 시뮬레이션하고 연구 할 수 있습니다. 로렌스 리버모어 국립 연구소 (LLNL), DESY, 유럽 싱크로트론 방사 소스 ESRF, 옥스포드, 바이로이트 및 프랑크푸르트 / 메인의 대학의 과학자들이 개발 한 차세대 다이나믹 다이아몬드 앤빌 셀 (dDAC) 전에 비슷한 장치. 이 장비는 초당 160 억 기압 (초당 160 테라 파스칼, TPa / s)의 기록 속도로 압력을 높일 수 있으며 다양한 동적 고압 연구에 사용할 수 있습니다. 개발자는 다양한 재료 실험에서 이미 입증 된 새로운 장치를 저널에 제시합니다.과학적 인스 트루먼 트의 검토 . "반세기 이상 동안 다이아몬드 앤빌 셀 또는 DAC는 극한 조건 하에서 재료의 물리 화학적 성질을 연구하기 위해 정적 고압을 생성하는 주요 도구 였습니다. 예를 들어, 중심부에서 재료의 물리적 특성을 탐구하는 것이 었습니다. 지구는 350 만 대기에있다 "고 LLNL의 수석 저자 인 Zsolt Jenei는 말했다. Jenei의 팀은 DESY 과학자들과 공동으로 지진 및 소행성 충돌과 같은 빠른 동적 과정을 실험실에서 높은 압축률로보다 사실적으로 시뮬레이션하기 위해 선구적인 오리지널 LLNL에서 영감을 얻은 새로운 세대의 다이내믹 드라 이브 드 앤빌 셀 (dDAC)을 개발했습니다 PETRA III에서 극한 조건 빔라인 P02.2의 새로운 고속 X- 선 회절 설정과 결합했습니다. 새로운 다이나믹 다이아몬드 앤빌 셀 은 두 개의 작은 수정 된 브릴리언트 다이아몬드로 구성되어 있습니다.이 다이아몬드는 강력한 압전 드라이브에 의해 함께 밀려납니다. 훨씬 강력한 피에조 엑추에이터 및 고속, 고 전류 전류 증폭기와 같은 개선 덕분에이 새로운 장치는 다이아몬드 인빌 사이의 작은 샘플을 이전 인스트루먼트보다 천 배 이상 빠르게 압축 할 수 있습니다. 고압 하에서 물질의 물리적 특성의 변화를 연구하기 위해 과학자들은 작은 샘플에 X 선을 조사하고 X 선이 물질에 의해 회절되는 방식을 기록합니다. 이 회절 패턴을 사용하여 재료의 내부 구조를 계산할 수 있습니다. 그러나 고속 동적 공정의 스냅 샷을 찍으려면 X- 레이 플래시가 충분히 밝아야하고 카메라, 감지기는 충분히 빠를 수 있어야합니다.
DESY의 X-ray source PETRA III에있는 Extreme Conditions Beamline (ECB)에서의 새로운 다이나믹 다이아몬드 앤빌 셀 (dDAC). 크레디트 : DESY, Hanns-Peter Liermann "
우리 연구소의 dDAC의 첫 번째 발명 이후로 거의 10 년 동안 광자 플럭스가 없으며보다 빠르고 중요한 고 에너지 X 선 회절 검출기가 없어 빠른 회절 실험을 수행하는 것이 매우 어려웠습니다. "라고 Jenei는 설명했다. PETRA III와 같은 매우 밝은 3 세대 X 선 소스의 출현과 DESY 감지기 그룹에 의해 개발 된 갈륨 비소 (GaAs) 람다 (Lambda) 감지기와 같은 고감도 카메라의 개발 만이 회절 이미지를 수집 할 수있게되었습니다 적절한 짧은 노출 시간 및 시간 해상도. DESY의 극한 조건 빔라인 (ECB)은 세계 최초로 2 개의 GaAs 람다 검출기를 보유하고 있습니다. ECB 담당 빔라인 과학자 한스 - 피터 리만 (Hanns-Peter Liermann)은 "0.25 밀리 초의 지연으로 이들을 트리거함으로써 초당 최대 4000 프레임을 수집 할 수있다. 이 탐지기는 독일 교육부 교육 연구부 (BMBF)가 독일 괴테 (Goethe) 대학 프랑크푸르트 (Frankfurt)로 공동 연구 프로젝트를 통해 자금을 조달 한 곳으로, Björn Winkler가 주요 연구원입니다. 이 프로젝트에 참여한 연구자들은 금과 비스무스와 같은 중금속뿐만 아니라 얼음 (H2O)와 같은 가벼운 화합물과 철근 유리 (ferropericlase)와 같은 행성 물질 (Mg0.8Fe0 .2) O). 금에 대한 고속 회절 실험을 수행하는 동안 팀은 2.5 밀리 초 (천분의 1 초) 만에 1000 기압에서 1,400,000 기압으로 압력을 증가시켜 최대 압축률을 160 TPa / s로 나타 냈습니다. 이 극히 짧은 시간 동안 탐지기는 완전한 압축 경로에서 8 개의 회절 패턴을 수집했습니다. "우리는 기존 설정으로 초당 수천 테라피의 압축률을 향상시킬 수 있다고 생각합니다."라고 Liermann은 말했습니다. 그러나 PETRA III를 차세대 X 선 광원 인 PETRA IV 및 고 에너지 밀도 실험실 (HED)으로 업그레이드하는 등보다 밝은 X 선 플래시와 더욱 빠른 카메라가 필요합니다. 유럽 X-ray 레이저 European XFEL에서 DESY는 Helmholtz International Beamline for Extreme Fields (HIBEF) 컨소시엄의 일환으로 dDAC 설정을 구축하는 데 참여하고 있습니다. 추가 탐색 실험실에서의 운석 충돌 시뮬레이션
추가 정보 : Zs. Jenei et al. 테라 - 파스칼 초당 빠른 압축 X 선 회절 실험을위한 새로운 다이나믹 다이아몬드 앤빌 셀, Review of Scientific Instruments (2019). DOI : 10.1063 / 1.5098993 저널 정보 : Scientific Instruments의 검토 독일 연구 센터 헬름홀츠 협회 제공
https://phys.org/news/2019-06-device-samples-billion-atmospheres.html
.크기 문제 : 전자 현미경에서 유전자 발현의 컬러 이미징
에 의해 헬름홀츠 젠트 뮌헨 크기 문제 : 전자 현미경 검사를 위해 유 전적으로 표현되고 다중화 된 유전자 리포터와 같은 EM 캡슐 린. 신용 : Barth 반 Rossum,2019 년 6 월 28 일
Helmholtz Zentrum Muenchen의 연구원은 전자 현미경으로 세포의 유전자 발현을 시각화하는 방법을 개발했다. 현재 전자 현미경으로 세포를 가장 자세히 관찰 할 수 있지만 개별 세포 내에서 실행되는 유전 프로그램을 구분할 수는 없습니다. 새로운 방법은 다양한 크기의 유 전적으로 프로그래밍 된 나노 구체를 "멀티 컬러"마커로 사용함으로써 더 자세히 볼 수 있으며, 이는 기억이 어떻게 신경 네트워크에 저장되는지를 조사하는 데 도움이 될 수 있습니다. 세포 에서 정확히 무슨 일이 일어나고 있습니까? 이 질문은 과학자들이 수십 년 동안 바쁘게 해왔다. 작은 구조물에 라벨을 붙이기 위해 과학자들은 형광 단백질을 사용 해왔다. 이 방법은 잘 작동하지만 광학 현미경의 해상도가 비교적 낮기 때문에 단점이 있습니다. Gil Gregor Westmeyer 교수는 " 전자 현미경을 사용하면 더 자세히 볼 수 있지만 이 기술에 대한 세포의 다색 유전자 라벨링을위한 솔루션은 거의 없으므로 서로 다른 세포를 직접 구분할 수 있습니다." Helmholtz Zentrum München의 생물학 및 의료 이미징 연구소 (IBMI)의 연구 그룹을 이끌고 있으며 TUM School of Molecular Imaging의 교수이기도합니다. 전자 현미경 용 다중 색상 라벨로서의 나노 컴 파트먼트 Westmeyer와 동료들은 소위 캡슐화 (encapsulins)로 얼마 동안 노력해 왔습니다. 이들은 박테리아의 작고 독성이없는 단백질입니다. 캡슐 린은 화학 반응이 세포의 신진 대사를 방해하지 않고 작동 할 수있는 나노 콤 파트먼트로 자동 조립됩니다. 실험 조건에 따라, 직경이 다른 나노 복합체가 유전 프로그래밍을 통해 살아있는 세포 내에 형성됩니다. " 형광 현미경 의 색상 팔레트와 유사하게 , 우리의 방법은 전자 현미경 검사 를위한 라벨로 형상을 바꿉니다 ."Westmeyer의 연구 그룹에서 Felix Sigmund가 덧붙였다. 연구진은 전자 현미경으로 얻은 이미지에서 강한 대조를 이루기 위해 캡슐화 내부에 캡슐화 할 수있는 효소 ferroxidase를 사용했다. 철분 이온이 나노 구획의 기공을 통해 내부 루멘으로 들어가면 2가 철 이온 은 효소에 의해 3가 형태로 산화됩니다. 이것은 내부에 남아있는 불용성 산화철을 생성합니다. 금속은 전자를 "삼키기"때문에 X 선을 강하게 흡수하는 X 선 이미지의 빽빽한 뼈와 비교하여 좋은 대비를 만듭니다. 캡슐화의이 특별한 물성은 이미지에서 명확하게 볼 수있게합니다. 연결 통로 다음 그들의 새로운 방법으로, 연구자들은 이제 신경 회로를 조사 할 것이다. 전자 현미경 의 인상적인 해상도에도 불구하고이 방법은 뇌 내의 특정 유형의 뉴런을 확실하게 구별 할 수 없습니다. Westmeyer는 "우리의 새로운 리포터 유전자를 사용하여 특정 세포에 라벨을 붙이고 어떤 유형의 신경 세포가 어떤 연결을 만들고 어떤 세포가 존재 하는지를 읽을 수있다"고 덧붙였다. 이 새로운 기자 기술은 또한 뇌의 정확한 배선도를 밝혀 내고 추억이 어떻게 신경 네트워크에 저장되는지를 조사하는 데 도움이 될 수 있습니다.
추가 탐색 분자 워크샵으로 인공 세포 구획을 만드는 연구원 자세한 정보 : Felix Sigmund 외. Multiplexed Electron Microscopy Gene Reporters, ACS Nano (2019) 로서 철 - 격리 된 나노 복합체 . DOI : 10.1021 / acsnano.9b03140 Felix Sigmund et al. 포유류 세포 공학을위한 직교 구획으로 세균 encapsulins, 자연 통신 (2018). DOI : 10.1038 / s41467-018-04227-3 저널 정보 : ACS Nano , Nature Communications 에 의해 제공 헬름홀츠 젠트 뮌헨
https://phys.org/news/2019-06-size-imaging-gene-electron-microscopy.html
.오래된 이론의 확인은 초전도 과학의 새로운 돌파구로 이어진다
Savannah Mitchem, Argonne 국립 연구소 판 데르 Waals BSCCO 장치를 보여주는 그래픽. (a) 홀 바 장치의 광학 이미지, (b) TEM 스캐닝의 일반적인 장치 단면도. 원자의 열은 어두운 점으로 볼 수 있습니다. 검은 색 화살표는 비스무스 산화물 층 (가장 어두운 점)을 가리키고, 회색 화살표는 외삽 된 위치를 나타냅니다. (c) 다른 두께의 소자에 대한 온도의 함수로서의 비저항. 크레디트 : 아르곤 국립 연구소, 2019 년 6 월 28 일
상 전이는 물질이 고체, 액체 또는 기체 상태에서 얼음 상태 또는 얼음 응축과 같은 상태로 바뀌면 발생합니다. 이러한 상전이 중에는 시스템이 두 가지 상태의 속성을 동시에 표시 할 수있는 지점이 있습니다. 비슷한 효과는 정상적인 금속이 초전도체로 전이 할 때 발생합니다. 즉, 특성이 변동하고 한 상태에 속할 것으로 예상되는 특성이 다른 상태로 들어갈 때 발생합니다. 하버드 대학의 과학자들은 단지 1 나노 미터 두께의 비스무트 기반의 2 차원 초전도체를 개발했다. 이 초박형 물질이 초전도로 변할 때의 변동을 연구함으로써 과학자들은 초전도성을 유도하는 과정에 대한 통찰력을 얻게되었습니다. 그들은 거의 제로 저항으로 전류 를 흐르게 할 수 있기 때문에 개선 된 초전도 재료 는 사실상 전기를 사용하는 모든 기술에 응용할 수 있습니다. 하버드 과학자들은 새로운 기술을 사용하여 미 에너지 부 (DOE) Argonne National Laboratory의 과학자 Valerii Vinokur가 개발 한 23 세의 초전도체 이론을 실험적으로 확인했다. 과학자들이 관심을 갖는 현상 중 하나는 물질이 초전도체로 전이 될 때 잘 연구 된 홀 효과의 완전한 반전이다. 정상적인 비 - 초전도 재료가인가 된 전류를 전달하고 자기장을 받으면 재료에 전압이 유도됩니다. 이 일반 홀 효과는 필드 및 전류의 방향에 따라 특정 방향을 지시하는 전압을가집니다. 흥미롭게도, 물질이 초전도체가되면, 홀 전압의 부호가 반전됩니다. 자료의 "긍정적 인"끝은 "부정적인 것"이됩니다. 이것은 잘 알려진 현상입니다. 그러나 Hall 효과는 과학자들이 재료를 우수한 초전도체로 만드는 전자 특성의 유형을 연구하는 데 중요한 도구 였지만이 역 홀 효과의 원인은 수십 년 동안 과학자들에게 신비로 남아있었습니다. 특히, 그 효과가 강한 고온 초전도체. 1996 년 이론가 인 Vinokur, Argonne Distinguished Fellow와 그의 동료들은 고온 초전도체에서이 효과에 대해 포괄적으로 설명했다. 이 이론은 관련된 모든 추진력을 고려하였으며, 많은 변수가 포함되어있어 실험적으로 테스트가 비현실적으로 보였습니다. Vinokur는 "우리는 이러한 문제를 실제로 해결했다고 믿었지만 그 당시 존재했던 기술을 사용한 실험과 비교하기 어려운 많은 매개 변수가 포함 되었기 때문에 그 당시 쓸모가 없었습니다." 과학자들은 역전 효과가 자기장에 놓여있는 초전도 재료에서 자라는 자기 소용돌이 로부터 발생 한다는 것을 알고있었습니다 . 소용돌이는 초전도 전자의 액체에서 특이점을 나타냅니다 - 쿠퍼 쌍 - 쿠퍼 쌍이 흐르면서 순환하는 초전도 미세 전류가 만들어져 물질의 홀 효과의 물리에 새로운 특징을 가져옵니다. 일반적으로 물질 내의 전자의 분포는 홀 전압을 유발하지만 초전도체에서는인가 된 전류에 따라 와류가 움직이므로 전자 압력 차이가 수학적으로 비행기를 비행하는 것과 유사합니다. 이러한 압력 차는 항공기의 날개가 지나가는 공기의 진행 방향을 바꿔 비행기를 들어 올리는 것과 같이 적용된 전류의 경로를 변경합니다. 와류 운동은 전자를 다르게 재분배하여 홀 전압의 방향을 일반적인 전자 홀 전압의 반대 방향으로 변경합니다. 1996 년 이론은 질적으로 만 이해 된 이러한 와류의 효과를 정량적으로 묘사했다. 이제 하버드 과학자들이 5 년 동안 개발 한 새로운 재료로이 이론을 테스트하고 확인했습니다. 비스무트 기반의 얇은 물질은 실질적으로 원자 층이 두껍기 때문에 본질적으로 2 차원입니다. 이 소재는 유일하게 박막형 고온 초전도체 중 하나입니다. 물질 자체의 생산은 초전도 과학에서의 획기적인 기술입니다. 하버드 대학의 수석 과학자 인 필립 김 (Philip Kim)은 "치수를 3 개에서 2 개로 줄이면 소재의 물성이 훨씬 더 분명하고 연구하기 쉬워진다. "우리는 1996 년 이론을 정량적으로 다룰 수있는 극단적 인 형식의 자료를 만들었습니다." 이론의 한 예측은 비정상적인 역 홀 효과가 물질이 초전도체 인 온도의 외부에 존재할 수 있다는 것이었다. 이 연구는 이론적 인 예측과 완벽하게 일치하는 효과에 대한 정량적 인 설명을 제공했습니다. "역 홀 효과에서 소용돌이 치는 역할에 대해 확실히 알기 전에는이를 신뢰할 수있는 측정 도구로 사용할 수 없었습니다."라고 Vinokur는 말했습니다. "이제 우리는 우리가 정확하다는 것을 알았으므로,이 이론을 사용하여 전이 단계의 다른 변동을 연구하고 궁극적으로는 초전도체에 대한 더 나은 이해를 이끌어 낼 수 있습니다." 이 연구의 재료는 2 차원이지만 과학자들은이 이론 이 모든 초전도체에 적용 된다고 믿는다 . 미래 연구는 물질 에 대한 더 깊은 연구를 포함 할 것입니다 - 와류의 거동은 심지어 수학 연구에 응용할 수 있습니다. 소용돌이는 토폴로지 객체 또는 고유 한 기하학적 속성을 가진 객체의 예입니다. 그들은 현재 그들이 형성하고 변형시키는 방법과 재료의 속성을 변경하는 방법 때문에 수학에서 인기있는 주제입니다. 1996 년 이론은 소용돌이의 거동을 기술하기 위해 토폴로지를 사용했으며, 물질의 위상 학적 특성은 새로운 물리학을 많이 수행 할 수있었습니다. "때로는 새롭고 이국적인 것을 발견 할 수 있습니다."라고 Vinokur는 말했다. 그러나 때때로 당신은 단지 당신 앞에서 매일 일어나는 일의 행동을 이해한다는 것을 확인하는 것입니다. 연구 결과를 기술 한 논문, "원자 현미경으로 고온 초전도체 에서 홀 효과 반전 "이 6 월 21 일 Physical Review Letters 에 발표되었다 .
추가 탐색 2-D 초전도체에 대한 특유의 기저 상태 상 더 자세한 정보 : SY Frank Zhao 외, 원자 적으로 얇은 고온 Bi2.1Sr1.9CaCu2.0O8 + δ 초전도체에서의 Sign-Reversing Hall 효과, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.247001 저널 정보 : Physical Review Letters 에 의해 제공 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)
https://phys.org/news/2019-06-theory-breakthrough-superconductor-science.html
.다이아몬드 내의 정보를 텔레포트하는 연구원
요코하마 국립 대학교 다이아몬드의 격자 구조는 탄소를 둘러싼 질소 결원 센터를 포함합니다. 탄소 동위 원소 (녹색)는 처음에 공극에서 전자 (파란색)와 얽히게되고 광자 (적색)가 흡수되어 광전자가 탄소 메모리로 양자 - 순간 이동 상태가된다. 학점 : 요코하마 국립 대학교, 2019 년 6 월 28 일
요코하마 국립 대학의 연구원은 다이아몬드의 경계 내에서 양자 정보를 안전하게 텔레포트했다. 이 연구는 민감한 정보를 공유하고 저장하는 미래의 양자 정보 기술에 큰 영향을 미칩니다. 연구자들은 2019 년 6 월 28 일 Communications Physics 에서 결과를 발표했습니다 . "양자 이동은 양자 정보 를 다른 접근 할 수없는 공간으로 옮길 수있게한다 "고 요코하마 국립 대학교의 공학 교수 인 히데오 코사카 (Hideo Kosaka)는 말했다. 또한 저장된 양자 정보를 공개하거나 파괴하지 않고 정보를 양자 메모리로 전송할 수 있습니다. " 이 경우 접근 할 수없는 공간 은 다이아몬드 의 탄소 원자로 구성 됩니다. 연결되어 있지만 개별적으로 함유 된 탄소 원자로 제조 된 다이아몬드는 양자 순간 이동에 완벽한 조건을 갖추고 있습니다. 탄소 원자는 핵 안에 6 개의 양성자와 6 개의 중성자를 가지고 있으며, 6 개의 방사 전자로 둘러싸여있다. 원자가 다이아몬드에 결합함에 따라, 그들은 강하게 격자를 형성한다. 그러나 다이아몬드 는 질소 원자가 탄소 원자가 있어야하는 두 인접한 공극 중 하나에 존재하는 경우와 같이 복잡한 결함을 가질 수 있습니다. 이 결함을 질소 결원 센터라고합니다. 탄소 원자에 둘러싸여있는 질소 원자 의 핵 구조는 코사카가 나노 자석이라고 부르는 것을 만듭니다. 공석에서 전자와 탄소 동위 원소를 조작하기 위해 Kosaka와 팀은 인간의 머리카락의 너비를 다이아몬드 표면에 4 분의 1 정도 줄였습니다. 그들은 마이크로 웨이브와 전파를 와이어에 적용하여 다이아몬드 주변에 진동 자기장을 형성했습니다. 그들은 다이아몬드 내부의 양자 정보 전달을위한 최적의 제어 된 조건을 만들기 위해 전자 레인지를 형성했습니다. 그런 다음 Kosaka는 질소 나노 자석을 사용하여 전자를 고정시켰다. 마이크로파와 전파를 사용하여 Kosaka는 전자 스핀 을 탄소 핵 스핀 (전자의 각운동량과 탄소 원자의 핵)과 얽히게했습니다. 전자 스핀 은 나노 자석에 의해 생성 된 자기장 아래에서 부서 지기 때문에 얽히게된다. 두 조각이 얽히고, 물리적 특성이 너무 얽혀있어 개별적으로 설명 할 수 없으면 양자 정보를 보유한 광자가 도입되고 전자는 광자를 흡수합니다. 흡수는 광자의 편광 상태가 얽힌 전자에 의해 매개되는 탄소로 전달되어 양자 레벨에서 정보의 순간 이동을 시연한다. "다른 노드에서의 광자 저장의 성공은 인접한 두 노드 사이의 얽힘을 수립합니다."라고 Kosaka는 말했습니다. 양자 중계기라고하는이 프로세스는 양자 필드를 통해 노드에서 노드로 개별 청크 정보를 취할 수 있습니다. "우리의 궁극적 인 목표는 장거리 양자 통신을위한 확장 가능한 양자 중계기와 대규모 양자 계산 및 계측을위한 분산 형 양자 컴퓨터를 실현하는 것"이라고 Kosaka는 말했다. 추가 탐색 양자 영역에서 대칭을 깨기
자세한 정보 : Kazuya Tsurumoto 외. 다이아몬드의 탄소 스핀으로 광자 편광의 양자 텔레포트 기반 상태 전달, Communications Physics (2019). DOI : 10.1038 / s42005-019-0158-0 저널 정보 : 통신 물리학 요코하마 국립 대학 제공
https://phys.org/news/2019-06-teleport-diamond.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
.거리를 가다 : 3 차원 시력에 대한 뇌 세포 발견
에 의해 뉴캐슬 대학 3D 뉴런 현미경에서 캡처 된. 학점 : 뉴캐슬 대학교, 영국, 2019 년 6 월 28 일
처음으로 현미경으로 찍은 멋진 이미지에서, 뉴런은 사마귀에서 발견되었습니다. 이 연구 결과는 Nature Communications에 오늘 발표되었다 . 특별히 설계된 곤충 영화관에서, mantises는 3D 안경을 장착하고 뇌 활동 을 모니터 하는 동안 시뮬레이션 된 버그의 3D 영화를 보여주었습니다 . 버그의 이미지가 약탈 공격에 대한 공격 범위에 들어갔을 때, 과학자 Dr. Ronny Rosner는 개별 뉴런 의 활동을 기록 할 수있었습니다 . 뉴캐슬 대학교의 신경 과학 연구소의 연구원 인 Rosner 박사는이 논문의 주 저자입니다. 그는 이렇게 말하면서 : "우리는 곤충이 그러한 작은 두뇌와 놀랍게도 복잡한 행동을 어떻게 달성하는지에 대한 답을 얻고이를 이해하면 더 나은 로봇 및 머신 비전 을 개발하는 간단한 알고리즘을 개발할 수 있습니다 ." "3-D 뉴런" 기도 사냥은 과학적으로 입체시 (stereopsis)라고 알려진 3 차원 지각을 사냥을 위해 사용합니다. 두 망막 사이의 불일치를 사용하여 거리를 계산하고 먹이가 도달 할 때 앞다리의 파업을 유발할 수 있습니다. 기록 된 뉴런은 염색되어 형태를 나타내어 팀이 4 가지 종류의 뉴런 사마귀 입체시. 강력한 현미경을 사용하여 캡처 한 이미지는 신경 세포의 돌기 나무를 보여주는데, 여기에서 신경 세포는 나머지 뇌 에서 입력을받습니다 .이 행동을 가능하게하기 위해 신빙성이 있습니다.
작은 3D 안경을 쓰고 사마귀를기도합니다. 학점 : 뉴캐슬 대학교,
영국 박사 로즈 너가는 설명한다 : "자신의 작은 크기에도 불구하고, 사마귀 뇌는 3-D에 대한 전문 보인다 뉴런의 놀라운 숫자가 포함 비전을 ..이 사마귀 깊이 인식이 우리가 생각했던 것보다 더 복잡하다 그리고 이러한 뉴런의 거리를 계산하는 동안, 우리는 여전히 제안 얼마나 정확하게 몰라. "그렇다고해도, 우리의 두뇌보다 훨씬 작기 때문에, mantises가 우리가 머신 비전을위한 간단한 알고리즘을 개발하는 것을 도울 수 있기를 바랍니다." Leverhulme Trust가 자금을 지원하는 광범위한 연구 프로그램은 Newcastle University의 Vision Science 교수 인 Jenny Read 교수가 주도합니다. 그녀는 다음과 같이 말합니다 : "어떤면에서, 사마귀의 특성은 우리가 영장류의 시각 피질에서 보는 것과 유사합니다. 아주 다른 두 종의 독성이 이와 비슷한 비슷한 해결책을 독자적으로 진화 시켰을 때 , 우리는 이것이 정말로 좋은 방법이라고 생각합니다. 3 차원 시각을 해결하는 방법 "그러나 우리는 척추 동물에서 이전에보고되지 않은 3 차원 시각 회로 내에서 몇 가지 피드백 루프를 발견했습니다. 우리의 3 차원 시각도 유사한 피드백 루프를 포함 할 수 있지만 덜 복잡한 것에서 식별하는 것이 훨씬 쉽습니다 곤충의 두뇌와 이것은 우리에게 탐험 할 새로운 길을 제공합니다. " 누구나 3 차원 공간에서 위치를 조정하는 무척추 동물의 뇌에서 특정 뉴런 유형을 확인한 것은 이번이 처음입니다. 뉴캐슬 팀은 기계 및 로봇 비전을위한 간단한 알고리즘을 개발하기 위해 사마귀의 상대적으로 간단한 두뇌 계산을 더 잘 이해하기 위해 연구를 더욱 발전시킬 계획입니다. 추가 탐색 뉴런의 '안테나'는 예기치 않게 신경 계산에 활발하다.
더 자세한 정보 : 곤충 입체의 연관성. Ronny Rosner, Joss von Hadeln, Ghaith Tarawneh, Jenny CA Read. 네이처 커뮤니케이션즈 . DOI : 10.1038 / s41467-019-10721-z 저널 정보 : Nature Communications 뉴캐슬 대학 제공
https://medicalxpress.com/news/2019-06-distance-brain-cells-d-vision.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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