과학자들이 최초로 양자 얽힘 이미지 공개
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Nicolas de Angelis - Implora
.과학자들이 최초로 양자 얽힘 이미지 공개
에 의해 글래스고 대학 4 개의 이미지에서 벨 불평등 위반을 기록하는 전체 프레임 이미지. (A) 벨을 수행하는 데 필요한 θ2 = {0 °, 45 °, 90 °, 135 °}의 4 개의 위상 필터로 얻은 위상 원의 이미지에 해당하는 4 개의 일치 카운팅 이미지가 표시됩니다 테스트. 눈금 막대, 1mm (물체의 평면에 있음). (B에서 E) 객체에 따른 위상 스텝의 방향 각 θ1의 함수로서 일치 카운트 그래프가 제시됩니다. 도시 된 바와 같이, 이러한 결과는 적색 링으로 표현 된 ROI를 전개함으로써 얻어지며 (A)에 제시된 이미지로부터 추출된다. 그래프의 파란색 점은 ROI 내의 각 영역 당 일치 개수이며 빨간색 곡선은 코사인 제곱 함수에 의한 실험 데이터의 최적 적합도에 해당합니다. (B) ~ (E)는 각각 0 °, 45 °, 90 ° 및 135 °의 위상 필터 배향 θ2에 대응한다. 신용:과학 전진 (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aaw2563, 2019 년 7 월 13 일
처음으로 물리학 자들은 벨 얽힘 (Bell entanglement)이라는 강한 양자 얽힘의 사진을 찍어 냈습니다. 방해를받은 알버트 아인슈타인이 한 때 '어리석은 행동을 먼 곳에서'라고 부르는 도비적인 현상을 시각적으로 보여주었습니다. 예를 들어 빔 스플리터를 통과하는 두 개의 광자와 같이 서로 상호 작용하는 두 개의 입자가 때로는 서로 분리되어 거리가 멀어도 물리적 상태를 즉각적으로 공유 할 수 있습니다. 이 연결은 양자 얽힘 (quantum entanglement )으로 알려져 있으며 , 양자 역학 의 밑바탕이 됩니다. 아인슈타인은 얽힌 입자들 사이의 명백한 원격 상호 작용이 즉각적이기 때문에 양자 역학이 '유령 스럽다'고 생각했다. 이것은 그의 상대성 이론의 특수한 요소와 양립 할 수없는 것처럼 보였다. 나중에 존 벨 경 (Sir John Bell)은 이러한 어렴풋한 모습을 보여주는 얽히고 설킨 강력한 형태의 비 국지적 상호 작용 개념을 공식화했다. Bell의 얽힘 (entanglement)은 양자 컴퓨팅 및 암호화와 같은 실용적인 응용 분야 에서 활용되고 있지만 오늘날 에는 단일 이미지로 포착 된 적이 없습니다. Science Advances 지에 오늘 발표 된 논문에서 Glasgow 대학의 물리학 자 팀은 아인슈타인의 어색함을 처음으로 이미지에서 볼 수있게 만들었습니다. 그들은 통과하는 광자의 위상을 변화시키는 액정 물질에 표시되는 '비 관례 객체'에서 양자 광원에서 얽힌 광자의 흐름을 발생시키는 시스템을 고안했습니다. 그들은 하나의 광자 와 그것의 얽힌 '쌍둥이' 둘 모두를 발견했을 때 이미지를 찍을 단일 광자를 탐지 할 수있는 초 민감한 카메라 를 설치하여 광자의 얽힘에 대한 가시적 인 기록을 만들었다.
이미지에서 Bell 부등식 테스트를 수행하는 이미징 설정. 자외선 레이저로 펌핑 된 BBO 결정은 얽힌 광자 쌍의 소스로 사용됩니다. 두 광자는 빔 분리기 (BS)에서 분리됩니다. SPAD에 의해 트리거 된 강화 된 카메라는 첫 번째 광자의 경로에 배치 된 위상 객체의 고스트 이미지를 수집하고 다른 팔에 배치 된 SLM (SLM 2)에 표시 할 수있는 4 개의 서로 다른 공간 필터로 비공유 필터링됩니다. SPAD에 의해 트리거 됨으로써, 카메라는 Bell 테스트를 수행하는 데 사용될 수있는 일치 이미지를 획득합니다. 학점 ( Science Advances) (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aaw2563
글래스고 대학의 물리학과 천문학 학교의 Paul-Antoine Moreau 박사는이 논문의 주 저자이다. 모로 박사는 다음과 같이 말했습니다 : "우리가 포착 할 수 있었던 이미지는 이미지의 형태로 처음으로 보여지는 자연의 근본적인 속성에 대한 우아한 데모입니다. "이것은 양자 컴퓨팅의 새로운 영역을 발전시키고 새로운 형태의 이미징을 이끌어내는 데 사용될 수있는 흥미 진진한 결과입니다." '이미징 벨 유형 비 지역 행동'이라는 제목의 논문은 사이언스 어드밴스 (Science Advances )에 발표되었습니다 . 추가 탐색 양자 얽힘을 연구하는 연구원 자세한 정보 : Paul-Antoine Moreau et al. 이미징 벨 타입 비 지역 행동, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aaw2563 저널 정보 : Science Advances 글래스고 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-07-scientists-unveil-first-ever-image-quantum.html
.천문학 자들은 존재하지 말아야 할 블랙홀 디스크를 발견했습니다
토픽 : 천문학 블랙홀 우주론 허블 우주 망원경 으로 클레어 ANDREOLI, NASA의 고다드 우주 비행 센터 2019년 7월 13일 허블은 존재하지 않아야하는 블랙홀 디스크를 밝힙니다. 허블 우주 망원경의 이미지 나선형 은하 NGC 3147은 갤럭시 코어에 존재하는 초대형 블랙홀의 작가의 그림 옆에 나타납니다. 허블 이미지는 은하계의 소용돌이 치는 팔, 젊은 푸른 별, 분홍빛이 도는 성운, 먼지 등을 실루엣으로 보여줍니다. 그러나 NGC 3147의 화려한 핵심 부분에는 태양의 질량이 약 2 억 5 천만에 달하는 괴물 블랙홀이 숨어 있습니다. 허블 관측에 따르면 블랙홀은 아인슈타인의 상대성 이론 중 두 가지를 보여준다. 중심 주위에서 소용돌이 치는 붉은 황색의 특징은 엄청난 블랙홀의 강력한 중력에 의해 갇혀있는 가스로부터 나오는 빛의 빛입니다. 블랙홀은 중력장 깊숙히 묻혀 있으며 뒤틀린 공간을 나타내는 녹색 격자로 표시됩니다. 중력장이 너무 강해서 빛이 등반하기 위해 고생하고 있습니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 설명 된 교장. 또한 블랙홀 주위로 물질이 빠르게 휘몰아 치면서 디스크의 한쪽면에서 지구로 접근 할 때 밝아지며 멀리 떨어지면서 희미 해집니다. 상대 론적 광선으로 불리는이 효과는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 의해 예측되었다. NGC 3147은 북극권 별자리 Draco the Dragon에서 1 억 3 천만 광년 떨어져 있습니다. 학점 : 허블 이미지 : NASA, ESA, S. Bianchi (Università degli Studi Roma Tre 대학), A. Laor (테크니온 - 이스라엘 공과 대학교), M. Chiaberge (ESA, STScI, JHU); 일러스트레이션 : NASA, ESA 및 A. Feild 및 L. Hustak (STScI) 또한 블랙홀 주위로 물질이 빠르게 휘몰아 치면서 디스크의 한쪽면에서 지구로 접근 할 때 밝아지며 멀리 떨어지면서 희미 해집니다. 상대 론적 광선으로 불리는이 효과는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 의해 예측되었다. NGC 3147은 북극권 별자리 Draco the Dragon에서 1 억 3 천만 광년 떨어져 있습니다. 학점 : 허블 이미지 : NASA, ESA, S. Bianchi (Università degli Studi Roma Tre 대학), A. Laor (테크니온 - 이스라엘 공과 대학교), M. Chiaberge (ESA, STScI, JHU); 일러스트레이션 : NASA, ESA 및 A. Feild 및 L. Hustak (STScI) 또한 블랙홀 주위로 물질이 빠르게 휘몰아 치면서 디스크의 한쪽면에서 지구로 접근 할 때 밝아지며 멀리 떨어지면서 희미 해집니다. 상대 론적 광선으로 불리는이 효과는 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 의해 예측되었다. NGC 3147은 북극권 별자리 Draco the Dragon에서 1 억 3 천만 광년 떨어져 있습니다. 학점 : 허블 이미지 : NASA, ESA, S. Bianchi (Università degli Studi Roma Tre 대학), A. Laor (테크니온 - 이스라엘 공과 대학교), M. Chiaberge (ESA, STScI, JHU); 일러스트레이션 : NASA, ESA 및 A. Feild 및 L. Hustak (STScI) NASA, ESA, S. Bianchi (Università degli Studi Roma Tre 대학), A. Laor (Technion-Israel Institute of Technology), M. Chiaberge (ESA, STScI, JHU); 일러스트레이션 : NASA, ESA 및 A. Feild 및 L. Hustak (STScI) NASA, ESA, S. Bianchi (Università degli Studi Roma Tre 대학), A. Laor (Technion-Israel Institute of Technology), M. Chiaberge (ESA, STScI, JHU); 일러스트레이션 : NASA, ESA 및 A. Feild 및 L. Hustak (STScI)
블랙홀이 충분히 신비하지 것처럼, NASA의 허블 우주 망원경을 이용하여 천문학 자들은 물질의 예기치 않은 얇은 디스크가 격렬 초대형 주위에 소용돌이 발견 블랙홀 억 3 천만 광년 떨어져, 웅장한 나선 은하 NGC 3147의 핵심. 수수께끼는 디스크가 현재의 천문학적 이론을 기반으로해서는 안된다는 것입니다. 그러나 블랙홀에 가깝기 때문에 예상치 못한 디스크의 존재는 알버트 아인슈타인의 상대성 이론을 테스트 할 수있는 독특한 기회를 제공합니다. 일반 상대성 이론은 공간의 곡률과 특수 상대성이 시간과 공간의 관계를 묘사 할 때 중력을 묘사합니다. 유럽 메릴랜드 주 볼티모어에있는 유럽 우주국 (European Space Agency)의 마르코 치아 베르 제 (Marco Chiaberge)와 우주 망원경 과학 연구소 (Space Telescope Science Institute)와 존스 홉킨스 대학 (Johns Hopkins University)은 "가시광에서 일반 및 특수 상대성 이론의 영향을 전혀 볼 수 없었습니다. 허블 연구를 수행 한 팀 구성원. "이것은 블랙홀에 매우 가까운 디스크에서의 흥미로운 엿보기이므로, 빛의 광자가 어떻게 보이는지에 따라 속도와 중력의 세기가 영향을 받는다."연구의 첫 저자 인 Università degli Studi의 Stefano Bianchi는 덧붙였다. 이탈리아 로마의 로마 트레. "우리가 상대성 이론을 포함시키지 않으면 데이터를 이해할 수 없다." NGC 3147과 같은 은하계의 특정 종류의 블랙홀은 정기적으로 먹이를 줄만큼 중력에 따라 잡힌 물질이 없기 때문에 영양 실조 상태입니다. 따라서, 팽창하는 재료의 얇은 연무는 팬케이크 모양의 디스크로 평평하게하는 것보다 도넛처럼 부풀어 오른다. 그러므로 NGC 3147의 굶주리는 블랙홀을 둘러싸고있는 얇은 디스크가 왜 놀랍고 괴상한 블랙홀이있는 매우 활동적인 은하계에서 발견되는 훨씬 더 강력한 디스크를 모방 한 것인가하는 것은 매우 수수께끼 스럽습니다. 이스라엘의 하이파 (Haifa)에 위치한 Technion-Israel Institute of Technology의 Ari Laor는 "이것은 우리가 이것이 특정 광도 아래에서 더 이상 존재하지 않는다는 것을 확인하는 가장 좋은 후보라고 생각했다. "우리가 본 것은 전혀 예상치 못한 일이었습니다. 우리는 블랙홀에 매우 가까운 얇은 디스크에서 회전하는 물질에 의해서만 생성되는 것으로 설명 할 수있는 특징을 만들어내는 움직이는 가스를 발견했습니다. " 천문학 자들은 처음에는이 은하를 선택하여 저조도 활성 은하에 대한 허용 모델을 확인했습니다. 즉, 물질의 빈약 한 식단에있는 블랙홀을 가진 것입니다. 모델은 충분한 양의 가스가 블랙홀의 강한 중력에 의해 갇히게되면 부착 디스크가 형성 될 것이라고 예측합니다. 이 물결 치는 물질은 많은 양의 빛을 방출하여 가장 잘 먹이를 먹는 블랙홀의 경우에는 퀘이사라고 불리는 화려한 비콘을 생성합니다. 디스크에 재료가 들어가게되면, 파손되기 시작하고 희미 해지고 구조가 바뀝니다. "우리가 볼 수있는 디스크 유형은 우리가 존재할 것으로 기대하지 않았던 축소 된 퀘이사입니다."라고 Bianchi는 말했습니다. "이것은 1000에서 심지어 100,000 배 더 많은 빛을내는 물체에서 볼 수있는 것과 같은 유형의 디스크입니다. 매우 희미한 활동 은하계의 기체 역학에 대한 현재의 모델에 대한 예측은 분명히 실패했다. " 이 디스크는 블랙홀의 강렬한 중력장에 깊숙이 박혀있어 아인슈타인의 상대성 이론에 따라 가스 디스크의 빛이 변형되어 천문학 자들에게 블랙홀에 가까운 동적 인 과정을 독특한 모습으로 보여줍니다. 빛의 속도의 10 % 이상으로 움직이는 허블 망원경이 블랙홀 주위를 돌고 있습니다. 그 극단적 인 속도에서, 가스는 한쪽면에서 지구를 향해 이동하면서 밝아지는 것처럼 보이고 다른면의 우리 행성에서 멀어 질수록 희미 해집니다 (상대 론적 광선이라고하는 효과). Hubble의 관측에 따르면 가스가 중력 우물에 너무 깊숙이 자리 잡아서 빛이 내 뿜기 힘들어 보이므로 더 붉게 빛나는 파장으로 보입니다. 블랙홀의 질량은 약 2 억 5 천만 태양입니다. 연구진은 Hubble의 우주 망원경 이미징 분광기 (STIS)를 사용하여 디스크 내부 깊은 곳에서 소용돌이 치는 물질을 관찰했습니다. 분광기는 매우 높은 정밀도로 속도, 온도 및 기타 특성을 결정하기 위해 개체의 빛을 많은 개별 파장으로 나누는 진단 도구입니다. 천문학 자들은 블랙홀 영역으로부터 희미한 빛을 격리하고 별빛을 오염시키는 것을 차단하기 위해 STIS의 날카로운 해상도가 필요했습니다. "허블 없이는 블랙 홀 영역의 광도가 낮기 때문에 이것을 볼 수 없었을 것입니다."라고 키아 베르게는 말했다. "은하계의 별의 광도는 핵의 모든 것을 밝게합니다. 그래서 만약 당신이 그것을 지상에서 관찰한다면, 당신은 핵의 미약 한 방출을 빠뜨리는 별들의 밝기에 지배를받는 것입니다. " 팀은 허블을 사용하여 비슷한 활성 은하에서 낮은 와트 당의 블랙홀 주위에 매우 컴팩트 한 다른 디스크를 찾고자합니다.
이 논문 은 Royal Astronomical Society 의 Monthly Notices에 온라인으로 게재됩니다 . 이 학문에있는 천문학 자의 국제적인 팀은 Stefano Bianchi (Università degli Studi Roma Tre, 로마, 이탈리아)로 이루어져 있습니다; Robert Antonucci (University of California, Santa Barbara, California); 알레산드로 카 페티 (INAF - Osservatorio Astrofisico di Torino, 피노 토리 네스, 이탈리아); Marco Chiaberge (우주 망원경 과학 연구소와 존스 홉킨스 대학, 볼티모어, 메릴랜드); Ari Laor (이스라엘 공과 대학교, 이스라엘, Haifa); Loredana Bassani (INAF / IASF 볼로냐, 이탈리아); Francisco Carrera (CSIC- Universidad de Cantabria, Santander, Spain); Fabio La Franca, Andrea Marinucci, Giorgio Matt, Riccardo Middei (로마, 이탈리아 Università degli Studi Roma Tre); 와 Francesca Panessa (INAF Istituto di Astrofisica e Planetologia Spaziali, 로마, 이태리). 허블 우주 망원경은 NASA와 ESA (유럽 우주국) 간의 국제 협력 프로젝트입니다. 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 고다드 우주 비행 센터는 망원경을 관리합니다. 메릴랜드 주 볼티모어에있는 우주 망원경 과학 연구소 (STScI)는 허블 과학 작전을 수행합니다. STScI는 워싱턴 DC의 천문학 연구 대학 협회 (NASA)가 NASA에서 운영하고 있습니다.
https://scitechdaily.com/astronomers-discover-a-black-hole-disk-that-shouldnt-exist/
.결정 구조의 차원 조작에 의한 2 차원 계층화 된 Zintl 위상 생성
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 2 층 ZnSb의 생성. (A) Li 합금 및 에칭 공정을 통한 3D-ZnSb에서 2D-ZnSb 로의 결정 구조의 차원 조작의 개략도. 3D-ZnSb로 합금화되는 Li는 열 및 전기 화학 반응 (ER)에 의해 수행되었다. Li 이온의 선택적 에칭은 극성 용매 용액 반응 (SR)과 반응시켜 수행 하였다. 가역적 인 합금화 및 에칭 프로세스가 전기 화학 반응 (ER)의 평균으로 발생합니다. (B) 3D-ZnSb 및 2D-LiZnSb의 XRD 패턴. 합성 된 3D-ZnSb를 전구체로 사용하여 2D-LiZnSb 다결정과 단결정을 합성 하였다. 모든 패턴은 해당 화합물의 모의 패턴과 잘 매치됩니다. au, 임의 단위. (C) 용액 반응 및 전기 화학 반응 공정에 의해 얻어진 2D-ZnSb 결정의 XRD 패턴. 용액 반응 공정을 위해, DI 물 1 부피 % 및 탈 이온수 1 부피 %를 갖는 헥사 메틸 인산 트리 아미드 (HMPA)를 함유하는 수계 용액 [DI 물 및 디메틸 술폭 시드 (DMSO)]를 사용 하였다. 전기 화학적 반응 공정을 위해 전해액으로 에틸렌 카보네이트와 디 에틸 카보네이트 용액의 1 : 1 혼합물에 용해 된 1M LiPF6를 사용 하였다. 층간 거리는 가장 높은 강도의 각도로부터 계산되었다. (D에서 I) 용액 반응 및 전기 화학 반응 공정에 의해 생성 된 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb의 주사 전자 현미경 (D에서 F) 및 광학 이미지 (G에서 I). 2D-ZnSb의 박편은 3M 테이프를 사용하여 기계적 절단에 의해 박리되었다. 3D-ZnSb, 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb 각각에 대한 Li1S (J), Zn2p (K) 및 Sb3d (L)의 X- 선 광전자 분광학 (XPS) 스펙트럼. Li1s 피크 (54. 6 eV)는 Li1 + 상태를 나타낸다. 3D-ZnSb에서 Zn 2p3 / 2 (1019.8eV) 및 Sb 3d5 / 2 (525.8eV)의 결합 에너지가 Zn 2p3 / 2 (1021.5eV) 및 Sb 3d5 / 2 (527.6eV) 2D-ZnSb의 Zn 2p3 / 2 (1022.1eV)와 Sb 3d5 / 2 (528.2eV)의 결합 에너지는 3D-ZnSb의 결합 에너지보다 약간 높다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390 , 2019 년 7 월 12 일 기능
그라 핀을 넘어 새로운 2 차원 (2 차원) 층상 물질의 발견은 항상 큰 관심을 끌었지 만 육각형 질화 붕소 (hexagonal boron nitride)와 같은 다 성분의 벌집 형 원자 격자 구조를 실험실에서 인위적으로 재창조하는 것은 어려운 일입니다. Science Advances 에 게재 된 새로운 연구 에서 Song Junseong Song과 한국 에너지 과학, 나노 구조 물리, 환경 과학 및 재료 과학과의 동료들은 전례없는 Zintl 위상 구조를 개발했습니다. 그들은 sp 2 - 하이브리드 화 된 벌집 형 ZnSb 층 을 스테이 킹 하고 sp 3 - 혼성화 된 3-D-ZnSb 상태 에서 결정 구조의 차원 조작을 통해 재료를 구성합니다 . 재료 과학자 결합 구조 분석 이론적 인 계산으로는 2-D-ZnSb 안정적이고 강력한 적층 구조를 형성한다. 이 2 차원 다형성 현상은 Zintl 계열의 대기압에서 이전에는 관찰되지 않았다. 따라서이 새로운 연구는 다양한 화합물에서 새로운 2-D 층 재료를 찾고 생성하는 합리적인 설계 전략을 제공합니다. 새로운 결과는 2D 라이브러리와 그에 상응하는 물리적 속성을 무한대로 확장 할 수있게 해줍니다. Dirac 물리학의 출현으로 인해 양자 물리학 분야에서 전자 , 자력 , 에너지 및 화학 분야의 다양한 응용 분야에서 2 차원 (2-D) 재료 연구에 폭발적인 관심이 생겨났습니다 . 현재 2-D 연구는 실리콘과 같은 2-D 원자 결정과 대조적으로 모 화합물에서 박리 된 하나 또는 여러 개의 원자 층을 포함 하는 몇 가지 2-D 물질 에 주로 중점을 둡니다 . 이는 2-D 재료 개발의 방법을 두 가지 방법 인 박리 및 화학 기상 증착으로 제한 할 수 있습니다. 따라서 새로운 합성 접근법을 사용하여 인위적으로 새로운 2 차원 물질을 만들고 다양한 물질 그룹을 형성하기 위해 2 차원 물질 연구를 확장하는 것이 매우 바람직합니다. 새로운 물질 발견에서, 결정 구조의 변형은 널리 인식되는 핵심 요소입니다. 온도 - 압력 및 정전기 - 도핑 유도 된 구조상 전이가 새로운 결정 구조 를 탐구 하거나 2-D 재료 특성 을 전환 하는 핵심 이다. 예를 들어, 대부분의 전이 금속 디칼 코게 나이드 는 초전도 및 위상 상태를 포함하여 본질적으로 다양한 특성에 접근하기 위해 다형성 위상 전이를 나타낸다. 이러한 변화는 전자 동종 접합 , 광 기억 장치 및 촉매 에너지 재료를 포함한 유망한 응용 분야로 이어졌다 .
2 층 ZnSb의 결정 구조 (A 및 B) [110] (A) 및 [001] (B) 영역 축을 따라 2D-LiZnSb의 원자 해상도 STEM-HAADF (고각 환형 암시 야) 이미지. (C) [110] (상단) 및 [001] (하단) 구역 축을 따라 2D-LiZnSb에 대한 원자 분해 STEM-EDS 요소 매핑. (D 및 E) [110] (D) 및 [211] (E) 영역 축을 따라 2D-ZnSb의 원자 분해 STEM-HAADF 이미지. 결정된 2D-ZnSb의 결정 구조. 2D-ZnSb의 원자 거리는 3D-ZnSb 및 2D-LiZnSb의 그것과 비교된다. 2D-ZnSb의 [211] zone 축에서의 관찰로부터 벌집 격자는 약간 기울어 져있다. 리튬의 검출을 위해 STEM-EELS (electron energy-loss spectroscopy) 기술을 사용하여 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb에서 리튬의 존재 및 부재를 명확하게 보여 주었다. (G) 예측 가능한 2D-ZnSb 구조의 응집 에너지 (ΔEcoh) 계산. STEM 관측으로부터 결정된 구조 I은 다른 후보와 비교하여 가장 낮은 에너지를 나타내며, 실험과 계산 사이에 우수한 일치를 나타낸다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390
이러한 다형성 전이는 동일한 2 차원에서 서로 다른 층 구조 사이에서만 발생하고 대기압에서 결정 구조의 다른 차원간에 실현되어야한다. 궁극적 인 결정 공학에 도달하고 다 성분 화합물의 구조적 차원을 변화시키는 것은 탄소 동족체 이상 으로 물질 과학 에서 유망한 다음 국경이다 . 현재 연구에서, Song et al. 많은 수의 화학 성분을 포함하는 Zintl 단계에서 2 차원 층 구조의 발견을 통해 확립 된 2 차원 다형성 . 과학자들은 그래 핀과 육각형 질화 붕소와 같은 벌집 구조의 2-D 원자 결정 의 sp 2 하이브리드 궤도 결합 으로 인해 3 차원 구조의 Zintl 단계 (sp 3 하이브리드 궤도 본딩)가 sp 2 벌집 구조 전자 전달을 통한 2D D 층 재료. 개념 증명으로서, Song et al. 3-D orthorhombic ZnSb (3-D-ZnSb) Zintl 상을 선택하고 전례가없는 ZnSb (2-D-ZnSb)의 2-D 층 구조를 만들었다. 새로운 방법 인 Song et al. 먼저 합성 된 AZnSb (2-D-AZnSb) 삼원 화합물을 합성 ; 여기서 A는 Na, Li 및 K와 같은 알칼리 금속을 의미한다. 상기 물질은 A 상을 통해 3-D-ZnSb를 변형시킴으로써 ZnSb의 층상 구조를 포함하지만,상은 독립적으로 합성 될 수있다 . 송 외. (1) 탈 이온수에 포함 된 용액에서의 화학 반응, (2) 알칼리 기반 전해질에서의 전기 화학적 이온 에칭 반응을 포함하는 두 가지 다른 공정에서 A 이온을 선택적으로 에칭하여 2-D-ZnSb를 생성한다.
2 층 ZnSb의 전자 특성 (A ~ C) 3D-ZnSb, 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb의 전기 저항 (A), 홀 이동도 (B) 및 캐리어 농도 (C)의 온도 의존성. 3D-ZnSb 및 2D-ZnSb의 다차원 다형은 금속 - 절연체 전이를 나타낸다. (D ~ F) 3D-ZnSb (D), 2D-LiZnSb (E), 2D-ZnSb (F)의 전자 밴드 구조. 3D-ZnSb (D)와 2D-LiZnSb (E)의 밴드 구조는 양자가 잘 정의 된 간접 밴드 갭이 0.05와 0.29 eV 인 반도체임을 나타낸다. 낮은 전기 저항 및 2D-LiZnSb의 높은 캐리어 농도는 과도하게 도핑 된 반도체 거동을 나타낸다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390
예를 들어, 먼저 Li를 다결정 3-D-ZnSb로 합금화 한 다음 Li 이온을 식각하여 2-D-ZnSb 결정을 형성함으로써 다결정 및 단결정 2-D-LiZnSb 중간 기판을 합성했다. 과학자들은 2-D 재료에 대해보고 된 것처럼 평평한 표면 을 나타 내기 위해 기계적 쪼개짐과 같은 접착 테이프 박리를 사용하여 Li-etched 2-D-ZnSb 결정을 쉽게 세척 했다 . 제조 공정의 효과를 이해하기 위해 X-ray 광전자 분광법 (XPS) 측정을 사용하여 2-D 및 3-D 결정의 차이를 나타내는 구조 변형에 대한 Li 합금 및 에칭의 역할을 조사했습니다. 그들의 발견을 더 검증하기 위해, Song et al. 2-D-ZnSb의 원자 구조를 확인하기 위해 X-ray 회절 분광기 (XRD) 패턴, 투과 전자 현미경 (TEM) 관측 및 주사 전자 현미경 (STEM) 및 에너지 분산 분광법 (EDS) 결과를 바탕으로 과학자들은 Zn-Zn 및 Sb-Sb 원자 사이의 신축성있는 층간 거리를 약한 층간 결합으로 해석하고 2-D-ZnSb가 층상 물질로 박리 될 수 있음을 확인했습니다. 본 연구에서 새로이 진화 된 2-D-ZnSb의 층 구조는 대기압에서 Zintl 상에 처음으로 2 차원 다형성이 발견되었다.
2D-ZnSb의 2D 계층화 된 거동. 3D-ZnSb의 (A) [100]보기. 2D-ZnSb의 (B) [100]도. (C) 3D-ZnSb, 2D-ZnSb의 응집 에너지 (ΔEcoh) 계산. 응집 에너지 계산으로부터, 3D-ZnSb는보다 안정하지만 2D-ZnSb의 응집 에너지는 충분히 크며, 이는 2D-ZnSb가 안정한 물질로서 존재 함을 나타낸다. (D) 2D-ZnSb 및 3D-ZnSb에서 반응 Li 합금 공정을 나타내는 3D-ZnSb 및 2D-ZnSb의 Li 합금 에너지 (ΔELi 합금) 계산이 활발히 이루어졌다. 2 가지 ΔELi 합금을 비교해 보면, 2D-ZnSb로 합금화 된 Li 이온은 3D-ZnSb보다 유리하다. (E) 3D-ZnSb 및 2D-ZnSb의 층간 결합 에너지 (Einter). 3D-ZnSb와 2DZnSb 사이의 Einter의 큰 차이는 2D-ZnSb에 대한 2D 적층 재료의 특성을 나타냅니다. (F) 2D-ZnSb 및 다른 2D 재료의 박리 에너지 (Eexf) 계산. 2D-ZnSb의 Eexf는 기존의 van der Waals (vdW) 결합 된 2D 재료 인 graphene 및 h-BN보다 훨씬 높으며 2D-ZnSb는 vdW 형 적층 재료가 아님을 나타냅니다. 그러나, 2D-ZnSb의 Eexf는 기존의 2D vdW 층상 물질로서 독립적 인 단층 또는 2D-ZnSb의 수 층이 가능하다는 것을 나타내는 단일 층으로 박리되거나 성장할 수있는 안티몬의 Eexf보다 낮다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390. 이것은 박리되거나 단일 층으로 성장되어 기존의 2D vdW 층상 물질로서 자유 독립 단일 층 또는 2D-ZnSb의 소수 층이 가능하다는 것을 나타낸다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390. 이것은 박리되거나 단일 층으로 성장되어 기존의 2D vdW 층상 물질로서 자유 독립 단일 층 또는 2D-ZnSb의 소수 층이 가능하다는 것을 나타낸다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390.
따라서, Song et al. SP를 조작 (3) 는 SP로 3-D-ZnSb -hybridized에 결합 상태를 2 2-D-ZnSb 벌집 격자 상태. Zintl 단계에서 3-D와 2-D 구조 사이의 다형성 전이에 대한 이전의 연구는 고압 하에서 만 관찰되었다 . 3-D-ZnSb와 2-D-ZnSb 사이의 2 차원 다형성에 대한 현재의 결과는 결정 구조를 변형시키는 그러한 전자 전달의 잠재적이고 광범위한 이용 가능성을 강조했다. 송 외. 다음으로 전자 에너지 밴드 구조 의 첫 번째 원리 계산과 함께 2 차원 ZnSb 다 형체와 2-D-LiZnSb 결정의 전기 수송 특성을 연구했다 . 3-D-ZnSb의 반도체 특성과 달리, 2-D-LiZnSb와 2-D-ZnSb는 모두 금속 전도 거동을 보였다. 그들이 온도를 낮추었을 때, 2-D-LiZnSb와 2-D-ZnSb의 전기 이동도는 3-D-ZnSb보다 높은 값으로 증가했다. 과학자들은 강화 된 sp 2 에 2-D-ZnSb에 대해 관찰 된 확대 대역폭을 기록했다반 금속을 형성하는 층간 상호 작용이 약화 된 벌집 구조의 층의 성질. 그들은 2-D-ZnSb가 2-D 재료로서 에너지 적으로 안정한 형태로 존재하도록 이중층으로 기계적으로 박리 될 수 있고 2-D-ZnSb의 단분자층은 에너지 적으로 바람직하지 않음을 확인하기 위해 이론적 계산을 사용했다.
다차원 다형성 ZnSb에 대한 결정 구조의 차원 조작. (A와 B) 전기 화학 반응을 통해 3D-ZnSb (A)와 2D-ZnSb (B)를 사용하는 원위치 싱크로트론 분말 XRD 패턴. 합금 및 에칭 공정은 각각 전압 포텐셜을 감소시키고 증가시킴으로써 제어되었다. (A)의 삽입 그림 (왼쪽 아래)은 3D-ZnSb에 대한 (002)면의 피크 시프트를 보여줍니다. (A)의 삽입 된 그림은 2D-LiSnSb의 11.1 ° 및 11.7 °에서의 Li 에칭에 의한 회절 피크의 상응하는 (002) 및 (101)면의 소멸을 나타내며 2D-ZnSb 로의 변형을 나타낸다. 삽입 된 그림 (가운데)은 각각 방전 및 충전 반응을 통한 Li1 + xZnSb 부산물의 출현과 소멸을 보여준다. (B)의 인세 트는 (A)의 인세 트 (상단 왼쪽과 가운데)에서 관찰 된 것과 동일한 변화를 보여준다. Li 합금화 및 에칭 공정에 의해 가역적 인 구조 변형 동안 3D-ZnSb의 회절 피크는 관찰되지 않았다. (C) 3D-ZnSb의 sp3에서 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb의 sp2 로의 혼성 결합 특성의 변화와 함께, 결정 구조의 차원 조작의 개략도. Sb 5에서 Zn 4 번째 궤도로 이동하는 파란색 화살표의 변위는 벌집 격자에서 Zn과 Sb 사이의 공유 결합 특성을 나타냅니다. Li에서 sp3- 하이브리드 화 된 3D-ZnSb 로의 전자 이동은 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb에서 벌집 형 ZnSb 격자의 sp2- 하이브리드 화 상태로의 전이를 가능하게한다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390. (C) 3D-ZnSb의 sp3에서 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb의 sp2 로의 혼성 결합 특성의 변화와 함께, 결정 구조의 차원 조작의 개략도. Sb 5에서 Zn 4 번째 궤도로 이동하는 파란색 화살표의 변위는 벌집 격자에서 Zn과 Sb 사이의 공유 결합 특성을 나타냅니다. Li에서 sp3- 하이브리드 화 된 3D-ZnSb 로의 전자 이동은 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb에서 벌집 형 ZnSb 격자의 sp2- 하이브리드 화 상태로의 전이를 가능하게한다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390. (C) 3D-ZnSb의 sp3에서 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb의 sp2 로의 혼성 결합 특성의 변화와 함께, 결정 구조의 차원 조작의 개략도. Sb 5에서 Zn 4 번째 궤도로 이동하는 파란색 화살표의 변위는 벌집 격자에서 Zn과 Sb 사이의 공유 결합 특성을 나타냅니다. Li에서 sp3- 하이브리드 화 된 3D-ZnSb 로의 전자 이동은 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb에서 벌집 형 ZnSb 격자의 sp2- 하이브리드 화 상태로의 전이를 가능하게한다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390. Sb 5에서 Zn 4 번째 궤도로 이동하는 파란색 화살표의 변위는 벌집 격자에서 Zn과 Sb 사이의 공유 결합 특성을 나타냅니다. Li에서 sp3- 하이브리드 화 된 3D-ZnSb 로의 전자 이동은 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb에서 벌집 형 ZnSb 격자의 sp2- 하이브리드 화 상태로의 전이를 가능하게한다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390. Sb 5에서 Zn 4 번째 궤도로 이동하는 파란색 화살표의 변위는 벌집 격자에서 Zn과 Sb 사이의 공유 결합 특성을 나타냅니다. Li에서 sp3- 하이브리드 화 된 3D-ZnSb 로의 전자 이동은 2D-LiZnSb 및 2D-ZnSb에서 벌집 형 ZnSb 격자의 sp2- 하이브리드 화 상태로의 전이를 가능하게한다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0390.
2-D-LiZnSb 형성 동안 2 차원 ZnSb 다 형체의 구조적 변형을 설명하기 위해 과학자들은 전기 화학 반응 동안 싱크로트론 XRD를 수행했다 . 그들은 순수한 2-D-LiZnSb 형성에서 3-D-ZnSb의 리튬 합금에 해당하는 피크를 관찰하고 2-D-ZnSb의 최종 생성물을 따랐다. 전기 화학 반응 동안 Li 원자는 선택적으로 3-D-ZnSb에 침투하여 Zn-Sb 및 Sb-Sb 결합을 파괴한다. 전자 전달 수준에서 하이브 리다이 제이션 된 결합 상태 는 3-D-ZnSb의 sp 3 에서 2-D-LiZnSb의 sp 2 로 변화하여 주름진 허니컴 격자를 형성한다. Li 합금을 기반으로하는 2-D-LiZnSb 변형의 결과는 3-D 형태로 돌아 가지 않는 2-D-ZnSb 생성물을 산출했다. 송 외. 일단 형성되면, 적층 된 2-D-ZnSb는 벌집 구조를 갖는 안정한 물질이며, 안정한 2 차원 다형성 전이를 입증한다. 과학자들은 알칼리 이온 배터리에 새로운 물질을 적용 할 것으로 예상합니다. 이런 방식으로 송성성과 동료들은 구조적 차원을 조작하여 2 차원 계층화 된 Zintl 단계의 생성을 입증하기 위해 엄격한 실험적 및 이론적 연구를 수행했습니다. 이 새로운 방법은 대기압에서 Zintl 단계의 2 차원 다형성 계열을 처음으로 확립하여 새로운 위상 변환을 일반적인 합성 경로로 허용합니다. 이 연구는 2 차원 자성, 강유전성, 열전기 및 추가 응용 분야에 대한 위상 상태와 같은 새로운 2 차원 층 재료를 탐구하고 재료 내에서 관심있는 추가 특성의 잠금을 해제하는 합리적인 설계 전략을 제공합니다 .
추가 탐색 건초 더미에서 바늘 찾기 : TiB 층을 합성하기위한 Ti2InB2 발견 자세한 정보 : Paul F. McMillan. 고압 실험의 새로운 재료, Nature Materials (2003). DOI : 10.1038 / nmat716
Manish Chhowalla 외. 2 차원 층상 전이 금속 dichalcogenide 나노 시트의 화학 , Nature Chemistry (2013). DOI : 10.1038 / nchem.1589 .
Kenneth S. Burch et al. 2 차원 반 데르 발스 재료의 자성, Nature (2018). DOI : 10.1038 / s41586-018-0631-z 송성성 외 결정 구조의 차원 조작에 의한 2 차원 층상 Zintl 상 생성, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aax0390 저널 정보 : 자연 화학 , 과학 진보 , 자연 , 자연 재료
https://phys.org/news/2019-07-two-dimensional-layered-zintl-phase-dimensional.html
.다른 종류의 물질에서 발견 된 Weyl
fermions Laura Hennemann, Paul Scherrer Institute Swiss Light Source SLS의 Junshang Ma, Ming Shi, Jasmin Jandke 3 명의 PSI 연구자들은 상자성 물질로 Weyl fermions의 존재를 입증하는 데 성공했습니다. 크레디트 : Paul Scherrer Institute / Markus Fischer, 2019 년 7 월 12 일
특별한 종류의 기본 입자 인 Weyl fermions은 몇 년 전에 처음 발견되었습니다. 그들의 전문 분야 : 그들은 서로 충돌을 일으키지 않는 매우 잘 정돈 된 방식으로 물질을 이동하므로 매우 에너지 효율적입니다. 이것은 미래의 전자 장치에 대한 흥미로운 가능성을 열어줍니다. 지금까지 Weyl fermions은 특정 비자 성 물질에서만 발견되었습니다. 그러나 처음으로 Paul Scherrer Institute PSI의 과학자들은 본질적으로 느린 자기 변동을 가진 파라 자석 (paramagnet)이라는 물질을 실험적으로 증명했습니다. 이 발견은 또한 작은 자기장을 가진 Weyl fermions을 조작 할 수 있음을 보여 주며, 잠재적으로 소설 컴퓨터 기술을위한 전자 장치의 유망한 개발 인 스핀 트로닉스에서의 사용을 가능하게합니다.과학 진보 . 미래의 에너지 효율적인 전자 장치로가는 길을 개척 할 수있는 접근 방법 중 Weyl fermions 은 흥미로운 역할을 할 수 있습니다. 실험적 으로 소위 準 입자 (quasi-particles)라고 불리는 물질 내부에서만 발견 되어 질량이없는 입자처럼 행동합니다. 수학자 헤르만 웨일 (Hermann Weyl)이 1929 년에 이론적으로 예측 한 바에 따르면 PSI 과학자들의 실험적 발견은 2015 년 뿐이었다. 지금까지 Weyl fermions은 특정 비자 성 물질에서만 관찰되었다. 그러나 PSI의 과학자 팀은 미국, 중국, 독일, 오스트리아의 연구원들과 함께 특정 반 자성 물질로 발견했습니다. 이 발견은 미래의 컴퓨터 기술에서 Weyl fermions의 잠재적 사용을 한 발 더 가까이 가져올 수 있습니다. 느린 자기 변동에 대한 검색 PSI의 박사후 연구원이자 새로운 연구의 저자 인 Junzhang Ma는 "어려운 부분은 이러한 Weyl fermions을 찾을 적절한 자성 재료를 확인하는 것이 었습니다."라고 말합니다. 몇 년 동안 이론적 가정으로는 Weyl fermions 자체가 존재할 수있는 특정 자성 소재에 대해서는 이론적 인 가정이 있었지만 전 세계적으로 여러 연구 그룹의 노력에도 불구하고이 실험 증명이 여전히 누락되었습니다. PSI의 과학자 팀은 자성 물질의 특정 그룹 즉, 느린 자기 변동을 갖는 파라 마그네트에 관심을 돌릴 생각을 가지고있었습니다. "특정 상 상자성 물질에서 이러한 고유 자기 변동은 Weyl fermions 한 쌍을 만드는데 충분할 수 있습니다."Ma와 같은 연구 그룹의 교수 인 Ming Shi는 다음과 같이 말합니다 : 신소재 그룹의 분광학. "그러나 우리는 Weyl fermions가 나타나기 위해서는 그 변동이 충분히 느려야한다는 것을 이해했습니다.이 시점에서 어떤 물질이 자기 변동을 충분히 느리게 할 수 있는지를 확인하는 것이 우리의 주요 과제가되었습니다." 자기 변동의 특징적인 시간은 모든 재료에 대한 참조 작업에서 확인할 수있는 특성이 아니기 때문에 연구자는 실험에 적합한 재료를 찾기 위해 시간과 노력을 들였습니다. PSI에서 행해진 이론 물리학의 모델 분석은 화학적 표기법 EuCd 2 As 2 : Europium-Cadmium- Assenic을 지닌 물질 인 느린 자기 변동을 가진 유망한 후보를 확인하는 데 도움이되었습니다 . 그리고이 상자성 물질에서 과학자들은 Weyl fermions을 실험적으로 증명할 수있었습니다. 뮤온과 엑스레이로 측정 과학자들은 그들의 실험을 위해 PSI의 대규모 연구 시설 중 두 가지를 사용했다. 첫째, 스위스 Muon Source (SμS)를 사용하여 재료의 자기 변동을 측정하고 더 잘 특성화했다. 그 후 그들은 스위스 광원 SLS에서 X- 선 분광법으로 Weyl fermions를 시각화했습니다. "우리가 여기서 입증 한 것은 Weyl fermions이 이전에 생각했던 것보다 더 넓은 범위의 물질에 존재할 수 있다는 것입니다"라고 Junzhang Ma는 말합니다. 따라서 과학자들의 연구는 미래의 전자 기기에 적합한 재료를 찾는 데 필요한 재료의 범위를 상당히 넓혀줍니다. 스핀 트로닉스 (spintronics ) 라는 개발 영역에서 , Weyl fermions는 오늘날의 기술에서 전자가 달성하는 것보다 훨씬 높은 효율로 정보를 전송하는 데 사용될 수 있습니다.
추가 탐색 Weyl 반자동에서 카 이랄 제로 사운드 발견 추가 정보 : "스핀 변동은 EuCd 2 As 2 의 화학 상 (paramagnetic phase)에서 Weyl 반 금속 상태를 유도했다 " Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aaw4718 , https://advances.sciencemag.org/content/5/7/eaaw4718 저널 정보 : Science Advances 에 의해 제공 폴 쉐러 연구소
https://phys.org/news/2019-07-weyl-fermions-class-materials.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
.과학자들은 지구와 다른 행성 주변의 자기장에 대한 이해를 심화시킵니다
Raphael Rosen, Princeton Plasma Physics Laboratory PPPL 물리학 자 김은화. 크레디트 : Elle Starkman / PPPL 통신 사무소,
2019 년 7 월 12 일
방대한 입자의 전기적으로 충전 된 입자들이 지구와 다른 행성들을 둘러싸고 있습니다. 자, 과학자 팀은 지구의 이해와 우리 자신의 행성과의 상호 작용을 깊게하고 자기장을 가로 지르는 다른 행성을 연구 할 수있는 새로운 방법을 열어주는이 자기 적, 전기적으로 충전 된 환경을 통과하는 파도에 대한 연구를 완료했습니다. 은하. 미국 에너지 부 (DOE)의 Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL)의 물리학 자 김은화 (Eun-Hwa Kim)가 이끄는 과학자들은 자기권을 통과하는 파도의 유형을 조사했다 . EMIC (electromagnetic ion cyclotron) 파라고 불리는이 물결은 다른 특성들 중에서도 자기권 내의 플라즈마 입자의 온도와 밀도를 나타냅니다. JGR 우주 물리학 의 발견을보고 한 논문의 주 저자 김 (Kim)은 "파도는 플라즈마로부터의 신호 이다. 따라서 EMIC 파동은 플라즈마의 특성 중 일부를 밝힐 수있는 진단 도구로 사용될 수 있습니다. " Kim and Michigan의 Andrews University와 한국의 경희대 학교의 연구자들은 EMIC 파가 형성되는 방식 인 모드 전환에 대한 연구에 집중했습니다. 이 과정에서 외부 우주에서 이동하는 방향으로 압축하는 다른 파도가 지구의 자기권과 충돌하고 EMIC 파의 형성을 트리거 한 다음 특정 각도와 편광 - 모든 빛의 파도 가 진동 하는 방향으로 축소합니다 . 과학자들은 PPPL 컴퓨터를 사용하여 모드 변환 된 EMIC 파 가 공간이있는 영역의 경계와 관련하여 90도 미만의 정상 각도에서 자기장 선 을 따라 자기권을 통해 전파 될 수 있음을 보여주는 시뮬레이션을 수행했습니다 . 이러한 특성을 알면 물리학 자들은 EMIC 파를 식별하고 제한된 초기 정보로 자기권에 대한 정보를 수집 할 수 있습니다. 자기권에 대한 더 나은 이해는 지구와 다른 행성들이 우주 환경과 어떻게 상호 작용하는지에 대한 상세한 정보를 제공 할 수 있습니다. 예를 들어, 파도는 오로라 보리 얼리스 를 생성하는 태양에서 하전 입자의 흐름에 대해 더 많이 배울뿐만 아니라, 과학자들이 자기권에서 헬륨과 산소와 같은 원소의 밀도를 결정할 수있게 합니다. 또한 엔지니어들은 tokamak으로 알려진 도넛 모양의 자기 융합 장치에서 플라즈마 가열을 돕기 위해 EMIC 파와 유사한 파동을 사용합니다. 따라서 자기권에서 파동의 행동을 연구하면 플라즈마 입자가 충돌하여 더 무거운 입자를 형성 할 때 발생하는 융합 에너지 생성에 대한 통찰력을 심화시킬 수 있습니다. 전 세계의 과학자들은 전기를 생성하는 힘의 사실상 무진장 한 공급을 위해 지구상에서 융합을 재현하려고합니다. 따라서 EMIC 파에 대한 지식은 광범위한 이점을 제공 할 수 있습니다. "우리는 자기권을 이해하는데 정말로 열성적이며 우주 날씨가 우리 행성에 끼치는 영향을 어떻게 중재 하는가?"김 위원장은 말했다. "EMIC 파 를 진단 으로 사용할 수 있다는 것은 매우 도움이 될 것입니다."
추가 탐색 NASA 관측과 함께 플라즈마 공간 토네이도에서 회전 자세한 정보 : 김은화 외, 지구 자기장에서 직류 분극 된 전자기 이온 싸이 크로 트론 파에 대한 전자 관성 효과, 지구 물리학 저널 : 우주 물리학 ( Space Physics , 2019). DOI : 10.1029 / 2019JA026532 에 의해 제공 프린스턴 플라즈마 물리 연구소
https://phys.org/news/2019-07-scientists-deepen-magnetic-fields-earth.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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