천문학에 생명을 불어 넣는 3-D 홀로그램
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Edgar Tuniyants ~ Rain Behind My Window
.'Oumuamua는 외계 우주선이 아닙니다 : 연구
로 메릴랜드 대학 이 아티스트의 개념에서, 성간 물체 'Oumuamua는 시가 모양의 몸체로 묘사됩니다. 새로운 분석은 강력하게 'Oumuamua는 자연적인 기원을 가지고 있으며 외계 우주선이 아닙니다. 신용 : ESO / M. 코른 메서, 2019 년 7 월 1 일
2017 년 10 월 19 일, 천문학 자들은 태양계를 방문하는 최초의 성간 물질을 발견했습니다. 하와이 대학 Haleakala Observatory에 위치한 Panoramic Survey Telescope 및 Rapid Response System 1 (PanSTARRS1) 망원경으로 처음 발견 된이 물체는 쉽게 설명 할 수 없었고 혜성과 소행성의 특성을 동시에 나타 냈습니다. 천문학 자들은 공식적으로 객체 1I / 2017 U1을 명명하고 일반 이름 'Oumuamua'를 추가했으며, 이는 하와이에서 대략 "스카우트"로 번역됩니다. 오우 무아 무아 (Oumuamua)는 지구의 망원경을 넘어 여행하기 전에 전 세계의 연구원들이 최대한 많은 데이터를 수집하기 위해 경쟁했습니다. 결국, 그들은 이상한 방문자를 관찰하는 데 불과 몇 주 밖에 걸리지 않았습니다. 'Oumuamua'의 이상한 특성에 대한 초기보고에 의하면 일부 사람들은 멀리있는 문명에서 보내져 별의 시스템을 검사하기 위해 그 물체가 외계 우주선이 될 수 있다고 추측했다. 그러나 메릴랜드 대학 (University of Maryland University of Astronomy)의 부 연구 과학자 인 매튜 나이트 (Matthew Knight)가 공동 연구 한 새로운 분석은 '오우 무아 무아 (Oumuamua)는 순전히 자연적 기원을 가지고 있다고 강력하게 제안했다. 연구팀은 2019 년 7 월 1 일 자연 천문학 저널에 발표 한 연구 결과를 발표했다 . "우리 태양계에서 'Oumuamua'와 같은 것을 본 적이 없으며 여전히 수수께끼입니다. "그러나 우주선의 가설은 재미있는 아이디어이지만 우리의 분석은 그것을 설명 할 수있는 자연 현상이 많이 있음을 시사한다"고 말했다. 나이트 (Knight)와 그의 동료들이 그들의 연구에서 요약 한 바와 같이, '오우 무아 무아 (Oumuamua)는 우리 태양계에서 관찰되는 많은 작은 물체와 유사하게 붉은 색을 띠고있다. 그러나 그것이 친숙 함이 끝나는 곳입니다. '오 우무 무아 (Oumuamua)는 가늘고 긴 시가 형태와 이상한 회전 패턴을 가지고있을 가능성이 높습니다. 기사에 따르면, 태양계를 통한 그 움직임은 특히 수수께끼 인 것입니다. 혜성의 전형적인 특징 인 궤적을 따라 가속화되는 것처럼 보이지만 천문학 자들은 일반적으로 가속을 일으키는 기체 방출에 대한 어떠한 증거도 찾을 수 없습니다. "오우 무아 무아 운동은 우리가 소행성에서 기대하는 것처럼 포물선 궤도를 따라 중력을 따르는 것이 아닙니다. "시각적으로는 우리가 기대할 수있는 혜성 같은 특성을 보여주지 못했다. 활성 혜성을 둘러싸고있는 얼음, 먼지, 가스의 구름, 먼지 꼬리 나 가스 제트기는 없다." 나이트는 북 아일랜드의 벨파스트 퀸즈 대학교 (Queen 's University Belfast) 천문학자인 앨런 피츠 시몬스 (Alan Fitzsimmons)와 함께 미국과 유럽에서 온 14 명의 천문학 자 팀을 구성했다. 스위스 베른에 소재한 국제 우주 과학 연구소 (International Space Science Institute)는 협력을위한 가상의 거점 기지 역할을 수행했다. 오우 무아 무아 (Oumuamua)는 다양한 분야의 전문가들로 구성된 강력한 팀을 구성했습니다.이 교차 수분은 최초의 포괄적 인 분석과 지금까지 우리가 그 대상에 대해 알고있는 가장 큰 그림 요약을 이끌었습니다. "우리는 여기서 우리가 여기에서 관찰 한 물리적 과정이 보편적이라고 가정하는 경향이 있습니다. 우리는 태양계에서 '오우 무아 무아'와 같은 것을 아직 보지 못했습니다. 이것은 이상하고 인정하기 어려운 설명이지만, 그것을 설명 할 수있는 다른 자연 현상을 배제한다. " 새로운 연구 논문은 주로 2017 년 12 월의 'Oumuamua의 모양과 기사가 공동 저술 한 스핀 패턴과 UMD 천문학 자 팀을 포함하여 기존 데이터를 분석 한 것입니다. Astrophysical Journal Letters에 실린이 논문 은 Arizona의 Lowell Observatory의 Discovery Channel Telescope (DCT)의 데이터에 의존했습니다. UMD는 Boston University, Toledo 대학 및 Northern Arizona University와 함께 DCT의 과학 파트너입니다. Knight, Fitzsimmons 및 동료들은 Oumuamua가 가정 시스템에서 탈출 할 수있는 여러 메커니즘을 고려했습니다. 예를 들어, 다른 별 주위를 도는 거대한 가스 행성에 의해 물체가 방출되었을 수 있습니다. 이론에 따르면, 목성은 이런 방식으로 우리 태양계 바깥 쪽 가장자리에있는 작은 물체들의 거대한 껍데기 인 Oort 구름을 만들었을 것입니다. 그 중 일부는 태양의 중력의 영향을 받아 미끄러 져서 성간 여행자가 될 수도 있습니다. 연구팀은 '오우 무아 무아 (Oumuamua)가 많은 성 간 방문자 중 첫 번째가 될 수 있다고 의심한다. Knight는 2022 년에 가동 될 예정인 Large Synoptic Survey Telescope (LSST)의 데이터를 기대하고 있습니다. "향후 10 년 동안 우리는 'Oumuamua'와 같은 물체를 더 많이 보게 될 것으로 기대하고 있으며, 작은 간서 방문자를 발견 할 수있는 다른 조사를 뛰어 넘는 LSST가 도약 할 것"이라고 기사는 말했다. "우리는 매년 새로운 물체를 보게 될 것 입니다. 그 때 우리는 'Oumuamua가 이상하고 일반적인 것인지 알기 시작할 것입니다. 우리가 이러한 것들 중 10-20을 발견하고 Oumuamua가 여전히 이상하게 보일 경우 우리는 재검사해야합니다. 우리의 설명. "
추가 탐색 'Oumuamua'의 세 가지 놀라움 자세한 정보 : 자연의 역사 'Oumuamua, 자연 천문학 (2019). DOI : 10.1038 / s41550-019-0816-x , https://nature.com/articles/s41550-019-0816-x 저널 정보 : 자연 천문학 , 천체 물리학 저널 편지 Maryland 대학 제공
https://phys.org/news/2019-07-oumuamua-alien-spacecraft.html
.동역학과 열역학이 함께 작용할 때
브랜디 제퍼슨, 워싱턴 대학, 세인트 루이스 McKelvey 공과 대학 (McKelvey School of Engineering)의 연구에 따르면 연구진은 특정 요인을 고려하지 않고 식염수 환경에서 탄산 칼슘이 얼마나 빨리 형성되는지를 과대 평가할 수 있다고 제안합니다. 제공 : 그래픽 : McKelvey 공과 대학, 2019 년 7 월 1 일
물에서 탄산 칼슘 (CaCO3)의 형성은 음식과 에너지 생산에서 인체 건강 및 음료수 사용 가능성에 이르기까지 모든면에서 파급 효과가 있습니다. 그러나 오늘날 환경의 맥락에서 단순히 탄산 칼슘이 순수한 물에서 어떻게 형성되는지 연구하는 것은 도움이되지 않습니다. 세인트루이스의 McKelvey 공과 대학의 Washington University의 연구자들은 식염수에서 탄산 칼슘의 형성을 연구하기위한 최첨단 방법을 개척했습니다. 최근 Journal of Physical Chemistry C 에 발표 된 그들의 결과 는 운동 학적 요인을 고려하지 않고 식염수 환경에서 탄산 칼슘의 형성 속도를 과대 평가했을 수도 있음을 시사합니다. 에너지 환경 화학 공학과의 영영 신 (Young-Shin Jun) 교수는 "이제는 그 어느 때보다도 미네랄이 염분이 많은 환경에서 어떻게 형성되는지 이해하는 것이 중요합니다. 도시 지역이 퍼짐에 따라 점점 더 많은 담수 가 유출로 유출됩니다. 담수화 의 증가 된 생산은 담수화 및 수력 파쇄와 같은 산업 및 에너지 수확 과정 에서도 나타납니다 . 6 월의 연구 그룹은 철학적 인 질문으로 시작했다 : 다가오는 칼슘과 탄산 이온의 어느 시점에서 탄산 칼슘은 실제로 "형성"하는가? "고형물의 '성장'을 언급 할 때 사람들은 종종 '형성'이라고 자연스럽게 말하지만 실제로 형성은 핵 형성 단계 에서 일찍 시작됩니다 ." "핵 생성은 모든 전구체 부품이 제자리에 들어가고 탄산 칼슘 고형물로 계속 성장하기에 충분히 크고 안정된 핵을 만드는 임계 질량에 도달하는 순간부터 시작됩니다." 핵 형성은 나노 스케일에서 발생하기 때문에 관찰하기가 어렵지 않다. 따라서이 과정은 종종 단순히 일어난 것으로 가정됩니다. 연구자들은 별도의 현상으로 핵 생성에주의를 기울이기보다는 전통적으로 성장을 이해하는 데 더 많은 노력을 기울였습니다. 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)의 고급 광자 소스 (Advanced Photon Source)에서 북부 일리노이 주에서 거친 입사각 X 선 산란 (GISAXS)으로 알려진 매우 강력한 싱크로트론 기반 X 선 산란 법을 사용하여 Jun의 실험실은 독특한 환경 반응 셀을 생성하고 관찰했습니다 수성 환경에서의 실시간 핵 형성 이벤트. 그들은 핵 생성의 순간을 볼 수 있습니다. 핵 형성의 순간을 통해 서로 다른 염도의 물에서 핵 생성 속도를 면밀히 비교할 수 있습니다.
McKelvey 공과 대학 에너지 · 환경 · 화학 공학과 교수 인 영신 신 크레디트 : St. Louis의 Washington University
물의 소금 농도는 매우 다양합니다. 바닷물은 리터당 약 35g의 소금을 함유하고 수력 파열 (또는 파쇄)에 사용되는 물은 훨씬 높은 농도의 소금을 함유하고 있습니다. 그러나 염분을 고려하지 않고, 대부분의 연구는 미네랄이 어떻게 자라는 기질과 상호 작용하는지 탐구했다. 예를 들어 수관이나 막이 무엇인지, 그리고 그 물질이 칼슘 비늘의 형성에 어떻게 영향을 미치는가? 그러나 그것들은 유일한 중요한 상호 작용이 아닙니다. "우리는이 매트릭스에 염분을 추가 할 필요가있다"고 준씨는 말했다. "식염수 화학은 어떻게 핵 생성에 영향을 미칩니 까? 그것은 진공 상태에서 일어나지 않는다." 핵 형성의 가능성을 결정하는 중요한 관계는 열역학과 특정 시스템의 동력학 사이의 균형이다. 열역학 적으로, 특정 양의 에너지가 핵 생성을 유도하는 데 필요합니다. 그 에너지 (계면 에너지로 알려짐)가 충분히 낮 으면 핵 생성이 자발적으로 일어날 수 있습니다. Kinetics는 임계 질량에 도달하거나 도달하지 않을 수도 있는 (임계 핵 크기라고 불리는 ) 하부 및 나노 미터 크기의 빌딩 블록 (전구체)의 운동을 말하며 탄산 칼슘으로 성장합니다. 핵 형성 그 자체와 마찬가지로, 이들 입자의 동역학을 관찰하는 것은 어렵다. 역사적으로 운동 동역학 인자는 열역학 변수보다 중요하지 않은 것으로 간주되어 상수로 가정되었다. 그러나 염분이 많은 물에 대해서도 마찬가지입니까? "사람들은 동역학이 무엇이든간에 동일해야하기 때문에 중요하지 않다고 생각했다"고 준씨는 말했다. 그러나 현재 GISAXS를 사용하여 스탠포드 대학의 전 박사 과정 학생이었던 Qingyun Li는 탄산 칼슘 핵 생성의 운동 역학 변수 (J0)와 열역학 변수 (계면 에너지, α) 사이의 관계를 정량적으로 기술 할 수있었습니다. 기판. 비판적으로, 그들은 다양한 염분으로 물에서 시험 할 수있었습니다. 염분이 높은 물에서는 계면 에너지가 순수한 물보다 낮아 핵 생성이 더 쉬워 질 수 있음을 알 수 있습니다. 그러나 빌딩 블록이 얼마나 빨리 전달되는지와 관련된 키네틱 팩터는 느립니다. "우리가 시스템을 예측할 때 열역학 만 고려한다면, 핵 생성 속도를 과대 평가하고 있으며, 운동 학적 요인의 영향도 포함되어야한다"고 말했다. 이러한 영향은 미네랄 형성에 대한 기본적인 이해를 단순히 넘어서는 여러 가지 이유로 중요합니다. "전례없는 사회 경제적 발전으로 우리의 담수 수요가 가속화되었습니다."라고 준씨는 말했다. "또한 담수화 플랜트와 수력 파쇄를 이용한 재래식 / 비 전통적인 석유 및 가스 회수와 같은 물과 에너지 회수 장소에서 많은 양의 과염소수가 생성됩니다 . 따라서 지속 가능한 물과 에너지 생산 시스템 을 설계하기 위해 우리는 식염수가 탄산 칼슘 핵 생성 에 얼마나 영향을 미칠 수 있는지 잘 이해할 필요가 있어 프로세스 효율을 떨어 뜨릴 수 있다고 Jun은 말했다. 키네틱스와 열역학을 변화시킴으로써 우리는 핵 생성을 방지 할 수있는 표면을 설계 할 수 있습니다. 핵 생성이 언제 어디서 일어나는지를 안다면 파이프 라인이나 정수 정제 의 수명을 연장 할 수 있습니다 . "반대로, 우리는 또한 지질 학적 CO2 저장과 같이 우리가 필요로하는 곳에 핵 생성을 증가시킬 수있다"고 말했다. "이 기본적인 이해는 우리에게 힘과 통제력을줍니다."
추가 탐색 핵 형성은 지속 가능한 나노 제조에 보탬이된다. 더 자세한 정보 : Qingyun Li 외, Quartz 탄산 칼슘 핵 형성 동안의 계면 에너지와 운동 에너지의 염분 - 유도 환원, The Physical of Chemistry , The Journal of Physical Chemistry, C (2019). DOI : 10.1021 / acs.jpcc.9b00378 저널 정보 : Journal of Physical Chemistry C 세인트루이스 워싱턴 대학 제공
https://phys.org/news/2019-07-kinetics-thermodynamics.html
.연구는 superconformal 양자 장 이론의 새로운 supersymmetry anomalies를 발표했다
Ingrid Fadelli, Phys.org 연구자가 수행 한 계산의 도식적 표현. 4 개의 외부 선은 대칭 전류를 나타내며 루프는 양자 효과를 나타냅니다. 크레디트 : Katsianis et al. 2019 년 7 월 1 일 기능
사우 샘프 턴 대학 (University of Southampton)과 한국 고등 연구원 (University of Advanced Study)의 연구원은 최근 대칭성이 비정상적인 R 대칭을 가진 N = 1 초 컨 포어 양자 필드 이론 (SCFTs)에서 변칙적이라는 것을 보여 주었다. Physical Review Letters에 게재 된 논문에서 설명한 예외는 강한 커플 링에서 홀로그램 SCFT에서 이전에 관찰되었지만 아직 작업이 이미 가장 간단한 무료 STFC에 있음을 확인합니다. "Supersymmetry는 입자를 정수 및 반 정수 스핀과 관련시키는 대칭 기술이며 발견 이후 이론 물리학의 많은 발전에 핵심적인 역할을 수행했습니다 ."연구를 수행 한 연구원 중 하나 인 Kostas Skenderis는 Phys.org . "이것은 우리의 일반적인 이론적 도구 ( 섭동 이론 )가 적용될 수없는 강하게 상호 작용하는 양자 시스템 의 행동을 이해하는 수단으로 사용되었으며 , 표준 모델 물리학을 능가하는 주요 후보들 중 일부에서도 적용되었습니다." Supersymmetry는 지금까지 제안 된 양자 중력 의 가장 완벽한 이론 인 문자열 이론의 수학적 일관성에 기초합니다 . 연구자들이 관찰 한 것과 같은 양자 변칙은 근본적으로 대칭이 양자 수준에서 보존되지 못하는 것이다. 이 예외는 전형적으로 문자열 이론을 수학적으로 모순이되게하는 "나쁜"것과 이론의 중요한 양자 속성을 포착하는 "건강한"두 가지 유형으로 나뉩니다. "70 년대 초반부터 90 년대 초반까지 supersymmetry의 변이 가능성에 대해 논의되었지만, 이전의 경우 supersymmetry anomaly가있는 이론은 다른 '나쁜'이론에 의해 부여 되었기 때문에 비 물리적 성질을 가졌거나 아프다. 양자 이변 "이라고 Skenderis는 말했다. " 우리 중 한 명이 2 년 전에 새로운 supersymmetry anomaly를 발견 했을 때 큰 놀람이었습니다. 이번에는 '건강한'이론이었습니다." Skenderis의 동료 중 한 명인 Ioannis Papadimitriou가 수행 한 이전의 연구는 SCFTs에서 supersymmetry anomalies를 탐구하기 위해 연구자들에게 영감을주었습니다. 이전의 연구에서 Papadimitriou는 이전의 연구에서 영감을 얻었습니다. 이전의 연구에서 영감을 얻었습니다. 이전의 연구에서는 동일한 기술을 사용하여 동일한 물리적 관측 값을 계산하고 상반되는 결과를 얻었습니다. 그의 연구에서 증명 된 예외는 궁극적으로 이전 연구에서 관찰 된 불일치를 설명했다. "최근의 PRL 기사의 주된 목적은 50 년 전에 네 차원의 일관된 N = 1 초 컨 포멀 필드 이론의 간단한 예에서 양자 변칙 발견과 동일한 방법을 사용하여 새로운 변종의 존재를 확립하는 것이 었습니다. "Papadimitriou가 설명했다. "4 차원에서 일관된 N = 1 초 컨 포멀 이론에 대한 새로운 supersymmetry anomaly의 존재는 이전 연구 에서 입증 되었고 이후에 고전적으로 동등하게 불변하지 않는 훨씬 더 일반적인 이론에 존재하는 것으로 나타났습니다 ." 그들의 연구에서 Papadimitriou, Skenderis 및 그들의 동료 인 Georgios Katsianis와 Marika Taylor는 60 년대 후반에 양자 변이를 발견하는 데 사용 된 것과 동일한 방법을 사용했습니다. 그들은 특정 양자 관측 가능 (대칭 전류의 4 점 함수)을 계산했으며, 이상이 없으면 0이어야합니다. 흥미롭게도, 그들은 그것이 0이 아닌 것을 발견했다. "이 계산은 가능한 가장 단순한 이론 (실제로는 최초의 4 차원 대칭 모델)을 사용하여 이루어졌으며, 이것은 오래 전에 개발 된 모델에 이미 이상이 있음을 보여주었습니다."라고 Skenderis는 말했습니다. "우리가 계산 한 양자 관측치가 이전의 초 대칭 변이 연구에서 관찰 된 관측치와 달랐습니다." 연구자들에 의해 입증 된 대칭 분석의 일반적인 형태는 소위 Wess-Zumino 일관성 조건을 사용하는 Papadimitriou 에 의한 이전 의 연구에서 처음 제시되었다 . 이 조건은 양자 이항이 수학적으로 일관성을 유지하기 위해 유지해야하는 방정식의 집합입니다. "우리의 가장 중요한 관찰은 4 차원의 초 대칭 양자장 이론의 매우 광범위한 클래스가 어떤 종류의 초 대칭 이상을 가지고 있다는 것이었다"라고 Skenderis는 말했다. "이 예외는 표준 모델 물리를 넘어서는 많은 이론적 모델에 잠재적 인 함의를 지니고 있으며, 그 중 일부는 새로운 대칭 분석의 결과로 양자 수준에서 수학적으로 모순이 될 수 있습니다." 그것의 이론적 함의 이외에, Skenderis, Papadimitriou 및 그들의 동료에 의해 관찰 된 예외는 끈 이론에서 발생하는 특정한 블랙홀의 현미경 적 이해에 핵심적인 역할을 할 수있다. 궁극적으로, 문자열 이론 내의 예외에 대한 더 나은 이해는 이론 자체의 수학적 일관성에 대한 매우 사소한 테스트를 제공 할 수 있습니다. 향후 연구에서 연구원은 이러한 이상을 더 자세히 조사 할 계획이다. 파벨 디 미트 리우는 "초 대칭 해부학이 저 차원 또는 고 차원 이론에 더 일반화되는 것은 다른 상황에서 그러한 예외적 현상의 결과를 완전히 탐구하기위한 필수 단계이다"라고 말했다. "또한, supersymmetry anomaly 와 다르지만 동등한 공식을 식별하는 것은 표준 모델 물리학 및 초 대칭 블랙홀에 대한 예외의 함의를 더 잘 이해하기 위해 도움이됩니다. 현재 우리 중 일부 연구 방향입니다 추구. "
추가 탐색 supersymmetry 깨기 자세한 정보 : Georgios Katsianis 외. 이상한 Supersymmetry, 물리적 검토 편지 (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.231602
4d SCFT의 과전류 이상. arXiv : 1703.04299
[hep-th]. arxiv.org/abs/1703.04299 N = 1 공진 supergravity에서 Supersymmetry 이형. arXiv : 1902.06717 [hep-th]. arxiv.org/abs/1902.06717
새롭고 최소한의 초 중력에서 Supersymmetry 이형. arXiv : 1904.00347
[hep-th]. arxiv.org/abs/1904.00347 대칭 분할 함수의 기하학. arXiv : 1309.5876 [hep-th]. arxiv.org/abs/1309.5876
딱딱한 supersymmetry에서 twisted holomorphic 이론에 이르기까지. arXiv : 1407.2598 [hep-th]. arxiv.org/abs/1407.2598
홀로 그래픽 재 정규화 및 초 대칭. arXiv : 1612.06761
[hep-th]. arxiv.org/abs/1612.06761 저널 정보 : Physical Review Letters
https://phys.org/news/2019-07-unveils-supersymmetry-anomalies-superconformal-quantum.html
.새로운 기술은 연구원들이 동시에 세포 내 신호를 기록 할 수있는 수천 개의 나노 와이어를 만들 수있게 해준다
로 하버드 대학 U 형 나노 와이어는 손상을 일으키지 않고 뇌 또는 심장 세포 내부에 전기 채터를 기록 할 수 있습니다. 이 디바이스는 레코딩 후 셀을 죽이는 가장 큰 경쟁사보다 100 배 작습니다. Credit : Lieber Group, Harvard University, 2019 년 7 월 1 일
기계가 우리 세포에 익숙해지고 있습니다. Embeddable 센서는 뉴런이 언제 어떻게 발사되는지 기록합니다. 전극은 심장 세포를 발사하여 두들겨 맞 춥니 다. 뉴런과 같은 장치는 심지어 뇌에 이식 된 후 빠른 재성장을 촉진 할 수 있습니다. 머지 않아 소위 뇌 - 기계 인터페이스 는 파킨슨 병과 같은 신경계 질환의 증상을 모니터하고 치료하며 인공 지능을 설계하기위한 청사진을 제공하거나 뇌간 커뮤니케이션을 가능하게합니다. 도달 가능하고 궁극적으로 달성하기 위해, 장치는 문자 그대로 정찰을 수행하기 위해 세포로 더 깊이 들어가는 방법을 필요로합니다. 뉴런의 작동 방식에 대해 더 많이 알수록 우리 머신을 에뮬레이트하고 복제하고 치료할 수 있습니다. 이제 Nature Nanotechnology 지에 게재 된 논문 에서 Joshua와 Beth Friedman 대학교의 Charles M. Lieber 교수는 생체 내에서 전기 채터를 기록하기 위해 개발 된 최초의 나노 기술로 세포 내 기록을위한 최초의 나노 스케일 장치에 대한 업데이트를 제공합니다. 9 년 후, Lieber와 그의 팀은 수천 개의 장치를 한 번에 만들 수있는 방법을 고안하여 세포 내부에서 일어나는 일을 찾기위한 노력을 가속화 할 수있는 나노 규모의 군대를 만들었습니다. Lieber의 연구 이전에는 유사한 장치가 Goldilocks 수수께끼에 직면했습니다. 너무 컸습니다. 내부 신호를 기록하지만 셀을 죽입니다. 너무 작 으면서 셀의 멤브레인 레코딩을 통과하지 못하면 시끄 럽고 부정확 해집니다. Lieber의 새로운 나노 와이어가 옳았습니다. 2010 년에 디자인되고보고 된 원본은 "V"바닥에 트랜지스터가있는 나노 스케일 "V"모양의 팁을 가지고 있습니다. 이 디자인은 세포막을 관통하고 세포를 파괴하지 않고 정확한 데이터를 팀으로 되돌려 보낼 수 있습니다. 그러나 문제가있었습니다. 실리콘 나노 와이어 들이 휘청과 다툰 열심히하고, 훨씬 더 오래 폭보다 있습니다. Lieber Lab의 대학원생 인 Anqi Zhang은 "요리 된 국수만큼 융통성이 뛰어납니다."라고 말하면서 팀의 최근 연구에 대한 저자 중 한 명입니다. 원래 장치를 만들기 위해 실험실 구성원은 한 번에 하나의 나노 와이어 국수를 포착하고 "V"의 각 암을 찾은 다음 와이어를 기록 장치에 직조해야했습니다. 몇 대의 기기가 제작하는 데 2 ~ 3 주가 걸렸습니다. "매우 지루한 작업이었습니다. 그러나 나노 와이어는 한 번에 하나씩 만들어지지 않습니다. 그들은 마치 스파게티처럼 닮은 것처럼 대량으로 만들어집니다. Lieber가 최초의 나노 와이어를 만드는데 사용했던 나노 클러스터 촉매 화 된 증기 - 액체 - 고체 방법을 사용하여 팀은 와이어가 스스로 발아 할 수있는 환경을 조성합니다. 그들은 각 전선의 지름과 길이를 미리 결정할 수 있지만 전선의 준비 상태는 미리 결정할 수 없습니다. 그들이 한 번에 수천 또는 심지어 수백만 개의 나노 와이어를 성장시킬지라도, 최종 결과는 보이지 않는 스파게티의 혼란입니다. 엉망진창을 풀기 위해 리버 (Lieber)와 그의 팀은 느슨하게 조리 된 국수에 대한 함정을 설계했습니다. 그들은 실리콘 웨이퍼에 U 자 모양의 트렌치를 만들고 표면에 나노 와이어를 빗어냅니다. 이 "빗질 (combing)"과정은 혼란을 풀고 각 나노 와이어를 깔끔한 U 자 모양의 구멍에 쌓습니다. 그러면 각각의 "U"커브는 "V"형 장치의 바닥과 비슷한 작은 트랜지스터를 얻습니다. "빗질 (combing)"방법으로 리버 (Lieber)와 그의 팀은 커플을 만들기 위해 사용했던 시간과 동일한 시간에 수백 개의 나노 와이어 디바이스를 완성합니다. "그것들은 매우 잘 조화되어있어 통제하기가 매우 쉽습니다."라고 Zhang은 말합니다. 지금까지 Zhang과 그녀의 동료들은 배양 된 신경 세포와 심장 세포 모두에서 세포 내 신호를 기록하기 위해 "U"모양의 나노 크기 장치를 사용했다. 세포막의 느낌을 모방 한 물질로 코팅 된 나노 와이어는 최소한의 노력이나 세포 손상으로이 장벽을 넘을 수 있습니다. 그리고, 그들은 가장 큰 경쟁자 인 패치 클램프 전극과 동일한 정밀도로 세포 내 채터를 기록 할 수 있습니다. 패치 클램프 전극은 나노 와이어보다 약 100 배 더 큽니다. 이름에서 알 수 있듯이이 도구는 세포의 멤브레인을 클램프하여 돌이킬 수없는 손상을 일으 킵니다. 패치 클램프 전극은 셀 내부의 전기 신호를 안정적으로 기록 할 수 있습니다. 그러나 Zhang은 "녹음이 끝나면 세포가 죽는다"고 말한다. 리버 (Lieber) 팀의 "U"형 나노 스케일 장치는 세포 숙주에게 더 친숙합니다. "손상을 일으키지 않고 병렬로 여러 셀에 삽입 할 수 있습니다."라고 Zhang은 말합니다. 바로 지금, 장치는 약 10 분간 녹음 한 후에 세포막이 그들을 부드럽게 움직일 정도로 부드럽습니다. 이 창을 다음 디자인으로 확장하려면 팀이 팁에 생화학 접착제를 조금 추가하거나 모서리를 거칠게하여 와이어가 멤브레인에 걸릴 수 있습니다. 나노 크기 장치는 패치 클램프에 비해 다른 장점이 있습니다. 더 많은 셀을 동시에 기록 할 수 있습니다. 클램프를 사용하여 연구원은 한 번에 몇 개의 세포 기록을 수집 할 수 있습니다. 이 연구에서 장은 한 번에 최대 10 개의 세포를 기록했다. "잠재적으로 훨씬 더 클 수 있습니다."라고 그녀는 말합니다. 한 번에 기록 할 수있는 세포가 많을수록 살아있는 생물 에서처럼 세포 네트워크가 어떻게 상호 작용 하는지를 더 많이 볼 수 있습니다. 나노 와이어 디자인을 확장하는 과정에서 팀은 또한 곡률 가설 (curvature hypothesis)이라고하는 오랜 이론을 확인했습니다. Lieber가 최초의 나노 와이어를 발명 한 후에 연구자들은 나노 와이어의 팁 ( "V"또는 "U"의 바닥)의 너비가 와이어에 대한 셀의 반응에 영향을 미칠 수 있다고 추측했다. 이 연구에서 팀은 여러 "U"곡선과 트랜지스터 크기로 실험했습니다. 결과는 원래의 가설을 확인했다 : 세포는 좁은 팁과 작은 트랜지스터와 같다. Lieber는 "많은 사람들에게 과학의 아름다움이 포함되어있어 가설을 세우는 데 어려움을 겪고 있습니다. 배후의 확장 성 문제로 팀은 세포 내 구조 내에서보다 정확한 기록을 캡처 하고 살아있는 생명체에 세포 를 기록하기를 희망합니다 . 그러나 리버에게는 뇌 기능에 관한 한 가지 도전이 다른 모든 것보다 더 유혹적입니다. "사이보그를 현실로 가져 오십시오." 추가 탐색 새로운 나노 스케일 트랜지스터로 세포 내부의 민감한 탐침 가능
추가 정보 : 세포 내 기록을위한 확장 가능한 초소형 3 차원 나노 와이어 트랜지스터 프로브, Nature Nanotechnology (2019). DOI : 10.1038 / s41565-019-0478-y , https://nature.com/articles/s41565-019-0478-y 저널 정보 : Nature Nanotechnology 하버드 대학교에서 제공
https://phys.org/news/2019-07-technique-thousands-nanowires-capable-intracellular.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
.천문학에 생명을 불어 넣는 3-D 홀로그램
에 의해 왕립 천문 학회 특별한 비디오와 Perspex 피라미드로 Anne Bucker 박사 팀은 수백만 년 동안 거대한 별의 진화를 학생들과 일반 대중에게 보여줄 수 있습니다. 신용 : Dr. Anne Buckner, 2019 년 7 월 1 일
스타 클러스터 형성의 신비를 풀기 위해 노력하는 과학자들은 그들의 일을 일반 대중과 공유하는 혁신적인 방법을 발견했습니다. 리즈 대학 (University of Leeds)의 연구원은 19 세기 마법의 트릭에서 영감을 얻은 후 사람들이 눈 앞에서 거대한 별을 볼 수있게하는 3 차원 홀로그램을 개발했습니다. 앤 버크 너 (Anne Buckner) 박사는 2019 년 7 월 1 일부터 4 일까지 랭커스터 (Rancaster)에서 열리는 천문학 협회 (Royal Astronomical Society) 국립 천문학 회의 (National Astronomy Meeting)에서 홀로그램을 시연 할 예정입니다. "우리의 연구는 거대한 별이 어떻게 형성 되는지에 초점을 맞 춥니 다. "이것은 비전문가에게 본질적으로 추상적이고 복잡한 주제이므로 우리는 이해하기 쉽고 시각적으로 매력적인 방식으로 설명하기 위해 3 차원 홀로그램을 개발했습니다. " 팀은 2 년간의 STFC Public Engagement SPARKS 상을 후원하여 스타 형성 (프레젠테이션 슬라이드와 홀로그램의 조합 사용) 이야기를 통해 참가자들에게 홀로그램 기술의 작동 방식을 설명하는 1 시간 워크샵을 개발했습니다 . 홀로그램은 특수 포맷 된 비디오를 재생하는 65 인치 모니터에 놓인 거꾸로 된 Perspex 피라미드를 사용하여 만듭니다. 리즈 대학 (Leeds University)의 65 인치 모니터 외에도 "여행용"버전의 키트 (32 인치 모니터 포함)를 통해 팀은 학교, 회의 및 공개 행사에 대한 조사를 할 수 있습니다. 축제로. 참가자들은 그들과 함께 집에 가져갈 수있는 스마트 폰 크기의 홀로그램 제작자를 만들 기회를 얻습니다. 수천 광년 떨어져있는 진화하는 별 모양의 클러스터를 상상하는 시도는 (심지어 현장의 전문가들조차도) 어려운 일이며, 망원경이나 컴퓨터 시뮬레이션의 2 차원 이미지가 시각 보조 장치로 정기적으로 사용 되더라도 StarFormMapper 팀은 3-D에서 별 형성을 입증하는 방법. StarFormMapper 프로젝트의 연구원은 거대한 별과 별 모양의 클러스터를 형성하는 메커니즘을 이해하기 위해 관찰 데이터와 이론 데이터를 결합하여 사용합니다. ESA의 가이아 (Gaia)와 허셸 (Herschel) 임무가 도래함에 따라 과학자들의 결과 가 모든 은하가 어떻게 진화하는지 연구를 뒷받침 할 것으로 기대되는 연구자들에게 점점 더 많은 양의 데이터가 제공되고있다 . Buckner는 "우리는 천체 물리학에 대해 학교 아이들에게 흥미를 느끼고 싶었습니다. 버추얼 리얼리티 헤드셋은 확실한 선택 이었지만 너무 비싸서 많은 관중에게는 비실용적이었을 것입니다. 그래서 버크 너는 19 세기의 마법 쇼에서 영감을 얻었습니다. "마법의 팬으로서 나는 1800 년대부터 주변에 있었던 '고추의 유령'이라고 불리는 환상을 알고있었습니다."라고 그녀는 말합니다. "우리는 천문학 분야에서 이와 비슷한 것을 적용 할 수 있을지 궁금해했으며 결과적으로 수백만 년의 항성 진화를 실현하는 3 차원 홀로그램을 투사 할 수있는 능력을 갖추게되었습니다." 초기 청중의 피드백은 긍정적이었으며, 홀로그램이 사람들로 하여금 연구를 더 잘 이해할 수 있도록 돕고있는 것으로 보입니다. Buckner는 워크샵을 진행하여 West Yorkshire의 중등 학교 학생들에게 전달할 계획이며, 스마트 폰이나 태블릿에서 3 차원으로 수백만 년의 별 을 만들고 진화 하는 앱을 개발할 수있는 앱이 개발 될 예정 입니다. 추가 탐색 초기 우주에서 억제 된 별 형성 에 의해 제공 왕립 천문 학회
https://phys.org/news/2019-07-d-holograms-astronomy-life.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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