새로운 물리학을 찾고, 과학자들은 소셜 네트워크에서 빌린다

.위성조차도 유럽의 엄청난 열풍을 볼 수있다

으로 엘리자베스 하웰 1 일 전 과학 및 천문학 열파가 대륙을 휩쓸었던 2019 년 6 월 말과 2019 년 7 월 말 유럽 전역의 기온의 위성 데이터.열파가 대륙을 휩쓸었던 2019 년 6 월 말과 2019 년 7 월 말 유럽 전역의 기온의 위성 데이터.(이미지 : © 코페르니쿠스 센티넬 / ESA, CC BY-SA 3.0 IGO )

유럽의 적색 신호는 6 월에 극심한 기온이 뒤 따랐던 7 월에 대륙을 휩쓸고 지나가는 열파 의 영향을 보여줍니다 . 유럽 ​​연합 (EU)의 코페르니쿠스 (Copernicus) 프로그램 의 데이터를 기반으로 한이 이미지 는 특히 네덜란드, 벨기에, 독일 지역에서 높은 기온을 나타냅니다. 파리는 최근 유럽 ​​우주국 (EPA)이 발표 한 성명서 에 따라 1947 년에 기록을 세운 화씨 105도 (섭씨 41도)를 기록 했다. 애니메이션은 목요일 (7 월 25 일)의 따뜻한 기온을 2019 년 6 월 26 일에 있었던 이전 열파의 최고 기온과 비교하여 보여줍니다. 기상 이변도 기록을 깨 버렸습니다. 이미지에 표시된 데이터 는 지구에서 방사되는 에너지를 측정하는 Copernicus Sentinel-3의 해수 및 지표 온도 복사계에 의해 수집되었습니다 . ESA에 따르면 이러한 접근 방식은 기온을 예측하는 기존의 일기 예보보다 더 정확한 토지 온도를 나타냅니다. 먹는 것은 붉은 색으로 표시됩니다. 알프스 와 같은 얼음, 파란색; 흰색 패치는 구름입니다. 현재의 열파에 대응하여 많은 국가들이 주민들이 많은 양의 물을 마시고 여행하는 것을 권장하면서 경고를 발행했습니다. 지구는 온난화와 냉각의 자연 순환을 거치며, 개별적인 기상 현상은 일반적으로 기후 변화에 기인 할 수 없습니다. 그러나 현재의 온난화 추세와 다른 기후의 혼란은 차량과 산업 활동에 의해 일반적으로 배출되는 온실 가스 인 이산화탄소 의 전례없는 인위적 대기 농도 증가로 인해 발생 합니다. 오늘날의 온난화는 과거 Paleo-Eocene Thermal Maximum로 알려진 특히 빠른 온난화 기간 동안 수만 년에 비해 약 150 년 밖에 걸리지 않았습니다.

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Nicolas de Angelis - Voyage

 

 

.물리학 자들은 양자 마이크로 소리 입자를 계산합니다

에 의해 스탠포드 대학 음향 입자 또는 포논을 생성 및 포착하도록 설계된 나노 기계 공진기 배열에 대한 예술가의 인상. 트랩 된 포논의 기계적 움직임은 공진기 내의 포논의 수에 따라 주파수를 이동시키는 퀴 비트 검출기에 의해 감지됩니다. 서로 다른 포논 수는 qubit 스펙트럼에서 뚜렷한 피크로 볼 수 있습니다.이 피크는 공진기 뒤에 도식적으로 표시됩니다. 신용 : Wentao Jiang, 2019 년 7 월 27 일

스탠포드 물리학 자들은 포논이라고 불리는 개별적인 소리 입자를 측정 할 수 있도록 매우 민감한 "양자 마이크로폰"을 개발했습니다. Nature 지에 7 월 24 일자로 상세히 설명 된이 장치는 빛보다는 소리를 조작함으로써 작동하는 보다 작고 효율적인 양자 컴퓨터 로 이어질 수있다 . "우리는이 장치가 미래의 양자 기계를위한 새로운 유형의 양자 센서, 트랜스 듀서 및 저장 장치를 허용 할 것으로 기대한다 "고 스탠포드 인문 과학 학교의 응용 물리학 조교수 인 아미르 사파비 - 나 이니 (Amir Safavi-Naeini) 연구원은 말했다. 모션 퀀텀 1907 년 알버트 아인슈타인 (Albert Einstein)에 의해 처음 제안 된 포논은 지저분한 원자에 의해 방출되는 진동 에너지의 패킷이다. 이러한 분할 할 수없는 패킷 또는 동작의 퀀텀은 주파수에 따라 소리 또는 열로 나타납니다. 빛의 양자 캐리어 인 광자와 마찬가지로, 포논은 양자화되어 있습니다. 즉, 진동 에너지가 이산 값으로 제한된다는 것을 의미합니다. 계단이 뚜렷한 단계로 구성되는 것과 유사합니다. Safavi-Naeini는 "소리에는 우리가 일반적으로 경험하지 못하는이 세분성이 있습니다. "소리가 양자 수준에서 딱딱 거리는 소리." 기계 시스템의 에너지는 발생하는 포논의 수를 기반으로 0, 1, 2 등 다른 "Fock"상태로 나타낼 수 있습니다. 예를 들어, "1 Fock 상태"는 특정 에너지의 하나의 포논으로 구성되며, "2 Fock 상태"는 동일한 에너지를 갖는 두 포논으로 구성됩니다. 더 높은 포논 상태는 더 큰 소리에 해당합니다. 지금까지 과학자들은 계단식 유추, 계단 사이의 간격에서 국가 간의 에너지 차이가 ​​사라지기 때문에 엔지니어링 구조에서 포논 상태를 직접 측정 할 수 없었습니다. "하나의 포논은 1 초 동안 전구를 켜기 위해 필요한 에너지보다 10 조 배 더 작은 에너지에 해당합니다."라고 연구의 공동 저자 인 Patricio Arrangoiz-Arriola는 말했다. 이 문제를 해결하기 위해 Stanford 팀은 원자의 속삭임을 도청하기 위해 양자 원리를 이용하는 세계에서 가장 민감한 마이크를 설계했습니다. 일반적인 마이크에서 들어오는 음파는 내부 멤브레인을 흔들 리게되며이 물리적 변위는 측정 가능한 전압으로 변환됩니다. Heisenberg의 불확정성 원리에 따르면, 양자 오브젝트의 위치는 그것을 변경하지 않고서는 정확히 알 수 없기 때문에, 개별 포논을 검출하는 데는이 방법이 적합하지 않습니다. "일반 마이크로 포논의 수를 측정하려했다면, 측정 작업으로 측정하려고하는 바로 그 에너지를 감추는 시스템에 에너지가 주입됩니다."라고 Safavi-Naeini가 말했습니다. 대신, 물리학 자들은 직접 음파에서 포크 (Fock) 상태, 즉 포논의 수를 측정하는 방법을 고안했습니다. "양자 역학은 위치와 운동량을 정확히 알 수는 없지만 에너지에 대해서는 그러한 것이 없다고 말합니다."라고 사파 비 나 에니는 말했다. "에너지는 무한 정밀도로 알려질 수 있습니다." 노래하는 큐 비트 그룹이 개발 한 양자 마이크로는 일련의 과냉 된 나노 기계 공진기로 구성되어 전자 현미경을 통해서만 볼 수 있습니다. 공진기는 저항없이 움직이는 전자쌍을 포함하는 초전도 회로에 연결됩니다. 이 회로는 한 번에 두 가지 상태로 존재할 수 있고 전기적으로 읽을 수있는 고유 주파수를 갖는 양자 비트 또는 큐 비트를 형성합니다. 기계적 공진기가 드럼 헤드처럼 진동하면 여러 상태에서 포논을 생성합니다. Arrangoiz-Arriola는 "이 공진기는 소리의 거울처럼 작용하는주기적인 구조로 이루어져 있으며 인공 격자에 결함을 삽입함으로써 구조의 중간에 포논을 포획 할 수있다"고 말했다. 다루기 힘든 수감자들처럼, 갇혀있는 포논들이 감옥의 벽을 흔들어 대고,이 기계적 움직임은 초박막 와이어에 의해 큐빗으로 전달됩니다. 스탠포드의 대학원생 인 알렉스 울락 (Alex Wollack)은 "큐빗과 공진기의 주파수가 거의 같을 때, 변위에 대한 큐빗의 민감성은 특히 강하다. 그러나 큐 비트와 공진기가 매우 다른 주파수에서 진동하도록 시스템을 디 튜닝함으로써 연구자들은이 기계적 연결을 약화시키고 큐빗을 포논에 직접 연결시키는 분산 상호 작용 (dispersive interaction)이라고하는 일종의 양자 상호 작용을 촉발시켰다. 이 결합으로 인해 큐빗의 주파수는 공진기의 포논의 수에 비례하여 이동합니다. 큐 비트의 음조 변화를 측정함으로써, 연구원들은 진동 공진기의 양자화 된 에너지 레벨을 결정할 수 있었는데, 효과적으로 포논 자체를 해결할 수있었습니다. "다른 포논 에너지 준위는 큐 비트 스펙트럼에서 뚜렷한 피크로 나타난다."라고 사파 비 나 에니 (Safavi-Naeini)는 말했다. "이러한 피크는 0, 1, 2 등의 Fock 상태에 해당합니다. 이러한 다중 피크는 이전에는 볼 수 없었습니다." 기계 양자 역학 포논을 정확하게 생성하고 탐지하는 능력을 습득하면 소리의 입자로 인코딩 된 정보를 저장하고 검색 할 수 있거나 광학 및 기계 신호간에 완벽하게 변환 할 수있는 새로운 종류의 양자 장치를 개발할 수 있습니다. 그러한 장치는 포논이 조작하기 쉽고 빛 입자보다 수천 배 작은 파장을 가지므로 광자를 사용하는 양자 기계보다 더 작고 효율적으로 만들 수 있습니다. Safavi-Naeini는 "지금 사람들은 광자를 사용하여 이러한 상태를 인코딩하고 있습니다. 우리는 포논을 사용하여 많은 이점을 얻고 싶습니다. "우리 디바이스는 '기계 양자 기계'를 만드는 중요한 단계입니다."

추가 탐색 멀티 모드 캐비티에서 소리를 내기위한 커플 링 큐 비트 추가 정보 : Patricio Arrangoiz-Arriola et al. 나노 기계 발진기의 에너지 레벨 해석, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1386-x 저널 정보 : 자연 Stanford University 제공

https://phys.org/news/2019-07-physicists-particles-quantum-microphone.html

 

 

.물리학 자, 그래 핀의 새로운 양자 트릭 발견

Ker Than, 스탠포드 대학 Aaron Sharpe는 Stanford Nano Shared Facilities 클린 룸에서 제작 된 완성 된 연선 이중층 그래 핀 장치를 보유하고 있습니다. 크레딧 : Ker Than, 2019 년 7 월 26 일

때때로 과학자들이 그것을 가장 기대하지 않을 때 최고의 발견이 일어나는 경우가 있습니다. 스탠포드 물리학 자들은 또 다른 팀의 발견을 재현하는 동안, 두 개의 벌집 모양의 카본 격자를 신중하게 쌓아서 특별한 각도로 회전 시켰을 때 생성되는 새로운 형태의 자력에 직면했다. 저자는 궤도 강자성 (궤도 강자성)이라고 불리는 자력이 양자 컴퓨팅과 같은 특정 응용 분야에 유용 할 수 있음을 제시합니다. 이 그룹은 과학 저널 7 월 25 일호에서 발견 한 내용을 설명합니다 . 스탠포드 대학 인류 과학부 물리학 교수 데이비드 골드 하버 고든 (David Goldhaber-Gordon) 연구원은 "우리는 자력을 목표로하지는 않았다. 우리는 부분적으로 목표를 세우거나 부분적으로 우발적 인 탐사를 통해 내 경력에서 가장 흥미로운 것을 발견했다" . "우리의 발견은 때로는 가장 흥미로운 것들이 놀라움으로 밝혀지는 것을 보여줍니다." 스탠포드 연구자들은 실수로 물리학 공동체를 통해 충격파를 보내는 발견을 재현하려고 시도하면서 발견했습니다. 2017 년 초에 MIT의 Pablo Jarillo-Herrero 그룹은 초전도체로 알려진 특성 인 저항없이 전기를 전도하기 위해 두 개의 미묘하게 정렬 된 탄소 원자 시트 (twisted bilayer graphene) 의 스택을 감아 서 발표했다고 발표했습니다 . 이 발견은 그라 핀 시트가 매우 특별한 각으로 회전하여 흥미로운 현상을 보여야한다는 거의 10 년 전에 일어난 놀라운 예측의 놀라운 확인이었다. 겹쳐서 꼬여지면 그라 핀은 반복되는 간섭 또는 므아 레 패턴을 가진 초 격자를 형성합니다. 골드 하버 고든 (Goldhaber-Gordon)은 "약간 다른 주파수의 두 가지 음색을 연주 할 때와 비슷합니다. "두 주파수 사이의 차이와 관련된 두 가지 비트를 얻게 될 것입니다. 두 격자를 서로 겹치게하고 서로 꼬아서 완벽하게 정렬하지 않으면 얻을 수있는 것과 비슷합니다." 물리학 자들은 그라 핀이 1.1 도로 회전 할 때 형성된 특정 초 격자가 물질 내의 전자의 정상적으로 변화된 에너지 상태를 붕괴시켜 전자가 거의 제로로 떨어지는 속도를 갖는 평면 밴드라고 부르는 것을 생성한다고 이론화했다. 따라서 한 전자의 운동은 주변의 다른 전자의 운동에 크게 의존하게된다. 이러한 상호 작용은 물질의 많은 이국적인 양자 상태의 핵심에 놓여 있습니다. Goldhaber-Gordon은 "이 시스템의 초전도성 발견은 놀랍습니다. 누구보다 기대할 수있는 것 이상이었습니다. "그러나 나는 탐구해야 할 것이 많고 대답해야 할 질문이 더 많았 기 때문에 작업을 재현하고 어떻게 구축 할 수 있는지 알아보기로했다."

육각형 질화 붕소로 만들어진 2 개의 보호 층 사이에 끼인 두 개의 그래 핀 시트로 구성된 조립 된 적층 구조의 광학 현미경 사진. 크레디트 : Aaron Sharpe

일련의 행운아 이벤트 Goldhaber-Gordon과 그의 그룹은 MIT 팀의 결과를 복제하려고 시도하면서 중요한 변경 사항을 두 가지로 소개했습니다. 첫째로, 육각형 질화 붕소의 얇은 층에 벌집 모양의 탄소 격자를 캡슐화하는 동안, 연구자들은 우연히 트위스트 된 이중층 그래 핀과 거의 정렬되도록 보호 층 중 하나를 돌렸다. "붕소 질화물 격자를 그래 핀의 격자와 거의 정렬 시키면 트위스트 된 이중층 그래 핀의 전기적 특성을 극적으로 변화시킬 수 있습니다"라고 Goldhaber-Gordon 연구실의 대학원생 인 연구 공동 저자 인 Aaron Sharpe는 말했습니다. . 두 번째로,이 그룹은 의도적으로 두 개의 그래 핀 시트 사이의 회전 각도를 초과합니다. 1.1 도가 아닌 1.17도를 목표로했다. 다른 사람들은 최근 트위스트 된 그래 핀 시트가 제조 공정 중에 더 작은 각으로 정착하는 경향이 있다는 것을 보여 주었기 때문이다. "우리가 1.17도를 목표로한다면 우리는 1.1도로 돌아갈 것이고 우리는 행복 할 것"이라고 Goldhaber-Gordon은 말했다. "대신, 우리는 1.2도를 얻었다." 비정상적인 신호 이러한 작은 변화의 결과는 Stanford 연구자가 트위스트 그래 핀 샘플의 특성을 테스트하기 전까지는 분명하지 않았습니다. 특히, 그들은 그것의 방법을 연구하고 싶었 자기 특성이 거의 느린 전자 제로-된 채워지거나 전자의 비운 상태의 평평한 밴드 그 컬렉션으로 변경되었습니다.

 

왼쪽에서 오른쪽으로, Aaron Sharpe, David Goldhaber-Gordon 및 Eli Fox가 집에서 만든 트랜스퍼 스테이지를 사용하여 그래 핀 헤테로 구조를 조립합니다. 크레딧 : Ker Than

샤프 (Sharpe)는 절대 온도가 0에 가깝게 냉각 된 샘플에 전자를 펌핑하는 동안 플랫 밴드가 4 분의 3이 넘었을 때 전류의 흐름에 수직 인 큰 전압을 감지했습니다. 홀 전압으로 알려진 이러한 전압은 일반적으로 외부 자기장 이있는 경우 에만 나타납니다. 그러나이 경우에는 외부 자기장이 꺼진 후에도 전압이 지속됩니다. 이 비정상적인 홀 효과는 그래 핀 샘플이 자체 자기장을 생성하는 경우에만 설명 될 수 있습니다. 또한,이 자기장은 일반적으로 자성 재료의 경우와 같이 전자의 위 또는 아래 스핀 상태를 정렬 한 결과 일 수는 없지만 대신 좌표가 지정된 궤도 운동에서 발생해야합니다. Goldhaber-Gordon은 "우리가 알기로 이것은 물질 안의 궤도 강자성에 대한 최초의 알려진 예"라고 말했다. "자성이 스핀 분극으로 인한 것이라면 홀 효과를 볼 수는 없을 것입니다. 홀 효과 만 볼 수는 없지만 거대한 홀 효과를 볼 수 있습니다." 약점의 강점 연구진은 트위스트 그래 핀 샘플 표면 근처의 자기장이 기존의 냉장고 자석보다 약 백만 배 더 약하지만, 이러한 약점은 양자 컴퓨터의 메모리 구축과 같은 특정 시나리오에서 장점이 될 수 있다고 추정했다. Goldhaber-Gordon은 "우리의 자기 이중층 그래 핀은 매우 낮은 전력으로 스위치를 켜고 전자식으로 쉽게 읽을 수 있습니다. "물질에서 바깥쪽으로 확장되는 큰 자기장이 없다는 사실은 간섭에 대한 걱정없이 자기 비트를 매우 가깝게 포장 할 수 있음을 의미합니다." Goldhaber-Gordon의 실험실은 twisted bilayer graphene을 아직 탐색하지 않았습니다. 그룹은 궤도 자기를 더 자세히 조사하기 위해 최근 향상된 제조 기술을 사용하여 더 많은 샘플을 만들 계획입니다. 추가 탐색 물리학 자들은 '매직 앵글 (magic angle)'에서 트위스트 그래 핀 이중층 (twisted graphene bilayers)

추가 정보 : Aaron L. Sharpe et al. 꼬인 이중층 그래 핀을 4 분의 3 가까이 배치하는 강자성 강자성 현상, Science (2019). DOI : 10.1126 / science.aaw3780 저널 정보 : Science Stanford University 제공

https://phys.org/news/2019-07-physicists-quantum-graphene-magnetism.html

 

 

.2-D 반도체에서 거대 게이트 - 튜너 블 밴드 갭 재 정규화 및 여기자 효과

Thamarasee Jeewandara, Phys.org 단일 층 ReSe2의 두께를 확인하십시오. (A) G / h-BN에서 전사 된 단층 ReSe2 (파선 사각형 내부)의 광학 이미지. 삽입 된 이미지는 ReSe2 플레이크의 암시 야 광학 이미지입니다. (B) 단일 층 ReSe2의 AFM 이미지. 삽입 : 박리 된 ReSe2 박편의 단계 높이는 ~ 0.8 ± 0.1 nm로 측정되어 단층 두께를 제안합니다. 학점 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aaw2347, 2019 년 7 월 25 일 기능

2 차원 (2-D) 반도체에서 현저한 여기자 효과를 조사 하고 여기자 결합 에너지를 제어하면 광 소자 및 광전자 소자 에서 미래의 응용 분야를위한 2-D 물질의 잠재력을 완전히 발휘할 수 있습니다 . 최근의 한 연구에서 싱가포르, 일본 및 미국의 화학, 공학, 고급 2-D 재료, 물리 및 재료 과학의 학제 간 부서의 Zhizhan Qiu와 동료는 단일 층에서 큰 여기 광 효과 및 게이트 - 튜닝 가능 엑시톤 결합 에너지를 보여주었습니다 백 게이트 (backgated ) 그라 핀 디바이스상의 이레 멘 디늄 레늄 (ReSe 2 ). 그들은 스캐닝 터널링 분광법 (STS)과단일 층 ReSe 2 의 준 광학 입자 (quartiparticle, QP) 전자 및 광학 밴드 갭 (Eopt)을 측정하여 520 meV의 큰 엑시톤 결합 에너지를 산출하는 차동 반사 분광법 . 이 연구진은 단층 ReSe 2 의 전자 밴드 갭과 엑시톤 (exciton) 결합 에너지 를 정전 게이트를 통해 수백 밀리 - 전자 볼트만큼 연속적으로 조정했다 . Qiu et al. 이 현상을 그라 핀의 게이트 제어 자유 캐리어로부터 발생하는 조정 가능한 쿨롱 상호 작용에 대입했다. 새로운 발견은 이제 Science Advances에 발표되었으며 다양한 기술 응용을위한 2 차원 반도체의 밴드 갭 재 정규화와 여기자 결합 에너지를 제어하는 ​​새로운 방법을 열게 될 것이다. 원자 적으로 얇은 2 차원 (2-D) 반도체는 대개 밴드 갭 재 정규화 (물리적 특성의 변화)와 양자 구속 및 유전체 스크리닝 으로 인한 탁월한 여기자 효과를 나타 냅니다. 이러한 시스템에서의 가벼운 물질 상호 작용 은 실온에서 엑시톤 기반 장치 를 개발하기 위해 연구 된 향상된 엑시톤 효과에 의해 결정됩니다 . 2-D 반도체의 독특한 특징은 도핑 및 환경 스크리닝 으로 인한 전기적 및 광학적 특성 과 관련한 전례없는 튜닝 가능성 입니다.

모노 레이어 ReSe2 / graphene에서의 므아 레 패턴의 STM 이미지. (A ~ C) 실험에서 관찰 된 대표적인 무아레 패턴. (D에서 F) 기하학적 분석으로 얻은 모아레 패턴을 계산합니다. θ는 ReSe2와 graphene 사이의 적층 각이다. 학점 : Science Advances , doi : 10.1126 / sciadv.aaw2347

연구진은 화학적 도핑 , 정전 게팅 및 엔지니어링 환경 검사 와 같은 방법을 사용하여 시료의 준 입자 밴드 갭 (Eg) 및 여기자 결합 에너지 (Eb)를 조정하기 위해 이론적으로 2 차원 반도체에서 쿨롱 상호 작용을 예측하고 실험적으로 증명할 수 있었습니다. 보고 된 기술 중에서 정전 게이팅은 지속적인 튜닝 가능성 및 최신 장치 통합을위한 뛰어난 호환성과 같은 추가 이점을 제공합니다. 그러나 강한 여기자 공명과 밴드 엣지 흡수 단계가 겹쳐지면 2-D 반도체의 Eg를 광 흡수 스펙트럼만으로 정확하게 결정하는 것이 어려워집니다. 따라서 과학자들은 2 차원 반도체의 Eb를 직접 조사하고 Eg 및 광학 밴드 갭 (Eopt)을 측정 하기 위해 주사 터널링 분광기 및 광학 분광기를 사용했습니다 . 현재 연구에서 Qiu et al. 백 게이트 GPP ( graphene field-effect transistor ) 소자의 단층 ReSe 2 에서 게이트 - 튜닝 가능 Eg 및 여기자 효과를 입증하기 위해이 방법을 유사하게 사용했다 . 그들은 단일 층 ReSe 2에 대해 520 meV의 큰 Eb를 관찰했다graphene에서 게이트 제어 자유 캐리어로 인한 정전 게이팅을 통해 460에서 680 meV까지 연속적으로 튜닝 한 다음, 2-D 그래 핀 반도체의 밴드 갭 및 엑시톤 효과를 정밀하게 조정하는 능력은 계면 전하 수송 또는 광 수확 효율을 최적화하는 새로운 경로를 제공 할 것입니다. Qui et al. 인체 공학적으로 설계된 van der Waals 헤테로 구조 에 기반을 둔 새로운 전자 및 광전자 장치에 큰 영향을 미칠 것으로 기대된다 . Qui et al. 제 단층 ReSe 묘화 2 왜곡 1 개 보여 T를 가진 구조를 트리 클리닉 대칭. 4 개의 Re 원자는 전하 결합 해제로 인해 그들의 규칙적인 팔면체 자리로부터 미끄러 져서 상호 연결된 다이아몬드 모양의 단위를 갖는 1D 사슬 형 구조를 형성한다. 토폴로지 특징으로 인해 단층 ReSe 2 는 근적외선 편광 감응 광전자 응용 분야에 유용한 고유 한 면내 이방성 전자 및 광학 특성을 나타 냈습니다 .

graphene상의 단일 층 ReSe2의 게이트 의존적 인 dI / dV 및 차동 반사율 스펙트럼. (A) 계산 된 LDOS (점선 적색 선)와 함께 Vg = 0V에서 단층 ReSe2 (청색 선)의 dI / dV 스펙트럼. (B) 게이트 전압의 함수로서 VB 최대 (VBM; 적색 점) 및 CB 최소 (CBM; 진청색 점)의 에너지 위치. (C) 4.5 K에서 측정 된 graphene / h-BN에서 단층 ReSe2의 게이트 의존적 인 dI / dV 스펙트럼.인가 된 게이트 전압은 각 STS 곡선 위에 표시됩니다. VBM과 CBM은 밝은 적색과 밝은 청색 점으로 각각 나타냈다. (D) 5K에서 측정 된 그라 핀 / h-BN상의 단일 층 ReSe2의 게이트 - 의존적 미분 반사 스펙트럼. 대응하는 게이트 전압은 각 차동 반사 스펙트럼 측면에 표시된다. 노트 : 배경 차감 (원) 후의 원래 차동 반사 스펙트럼; Lorentzian 함수 (실선)를 사용하여 적합한 곡선을 만듭니다. au, 임의 단위. 신용:Science Advances , doi : 10.1126 / sciadv.aaw2347.

캐리어 의존성 엑시톤 효과를 조사하기 위해 과학자들은 먼저 단일 층 ReSe 2 플레이크를 깨끗한 백 게이트 형 그래 핀 FET (전계 효과 트랜지스터) 소자로 옮겼다 . 에 따라 여러 구성 요소로 구성되는 장치에 미리 설정된 레시피 그런가 포함하는 2 의 구성과는 반대로 기판 육각형 질화 붕소 (HBN 원자 평탄 현저 그라의 표면 거칠기와 대전 불균일성을 감소). 그래 핀을 사용하여 단 일단 ReSe 2에 대한 직접 접촉 식 터널링 현미경 (STM) 측정을 허용 하면서 단층 ReSe 2에 대한 전기 접촉 을 개선했습니다 . STM 이미징 후 원자 적으로 분해 된 이미지 는 왜곡 된 1T 원자 구조 를 갖는 단일 층 ReSe 2에 대해 예상 된 바와 같이 다이아몬드 체인과 같은 구조 를 나타 냈습니다 . 과학자들은 벌집 격자가있는 그라 핀 위에 3가 격자 격자 대칭을 포함하는 단층 ReSe 2 가 놓인 무아레 패턴 으로 두 결정 학적 방향을 따라 물질의 스태킹 정렬을 관찰했습니다 . graphene상의 단일 층 ReSe2의 게이트 조정 가능한 밴드 갭 재 정규화 및 여기자 결합 에너지. (A) 게이트 전압의 함수로서 QP 밴드 갭 Eg (흑점), 광학 밴드 갭 Eopt (적색 점) 및 엑시톤 결합 에너지 Eb (청색 점)의 플롯. 참고 : 게이트 전압이 -40에서 40V로 증가하면 Eopt = 1.47 ± 0.01 eV가 일정하게 유지됩니다. 참고 : 게이트 전압이 -63, -60, -50 및 -50에서 Eb의 계산에 동일한 Eopt가 사용됩니다. +45 V입니다. 실선은 이론적으로 예상 한 Eb를 게이트 전압의 함수로 나타냅니다 (자세한 내용은 섹션 S8 참조). (B) 그라 핀의 게이트 제어 자유 캐리어에 의한 단일 층 ReSe2에서 전자 - 정공 상호 작용의 스크리닝 그림. (C) -63 및 +45 V의 게이트 전압에서의 단일 층 ReSe2의 게이트 - 튜닝 가능 Eg 및 Eb의 개략도. 그들이 STS (scanning tunneling spectroscopy)를 사용하여 ReSe 2 의 국부적 인 전자 특성을 조사했을 때 , 과학자들은 모아레 (moire) 영역에서 미분 컨덕턴스 (differential conductance, dI / dV) 스펙트럼을 관찰하여 비슷한 특징 을 보였다 . 이 연구의 독특한 특징으로, Qiu et al. quasiparticle (QP) 밴드 구조를 게이트 전압의 함수로 조사했다. 광학 밴드 갭 (Eopt)은 이전의 실험 연구 와 일치하여 Eg의 단조 감소와 대조적으로 모든 게이트 전압에서 거의 일정하게 유지되었다 . 이를 확인하기 위해 그들은 실온 (RT)에서 상이한 게이트 전압에서 단일 층 ReSe 2 / graphene / h-BN 샘플 의 광 발광 측정을 수행했습니다 . 게이트 의존 광 발광 스펙트럼은 단일 층 ReSe 2 의 거의 일정한 Eopt를 나타냈다 . 과학자들은 그 다음에 엑시톤 결합 에너지를 결정 하고 하이브리드 소자에서 ReSe 2 를 위한 게이트 - 튜너 블 밴드 갭 재 정규화를 유도 했다. 그들은 평면 외장에 기인 한 분극 파 함수로부터의 기여를 배제하고 그라 핀의 게이트 유도 된 자유 캐리어로부터 기원을 입증 함으로써 게이트 조절 가능 QP 밴드 갭 재 정규화와 단일 층 ReSe 2 에서의 엑시톤 결합 에너지를 찾았다 . 연구의 이론적 결과는 그래파인의 자유 캐리어 농도가 증가함에 따라 그래 핀의 적절한 도핑이 엑시톤 결합 에너지 (Eb)를 수백 밀리 볼트로 감소시킬 수 있음을 보여 주었다. 또한 Qiu et al. 이론을 실험 결과와 직접 비교했습니다. 이 방법으로 Zhizhan Qiu와 동료 연구자는 정전기 게이팅으로 기본 그래 핀의 도핑을 제어함으로써 2 차원 반도체에서 QP 밴드 갭 및 여기자 결합 에너지를 성공적으로 조정했습니다. 그 결과, 전자 밴드 갭과 엑시톤 (exciton) 결합 에너지의 넓은 조정 가능성을 유도하는 쿨롱 상호 작용에 그라 핀 기판으로부터의 스크리닝이 큰 영향을 미친다는 것을 보여 주었다. 이 발견 은 하이브리드 2-D 반도체 또는 그래 핀 시스템 에서 많은 전자 물리 를 보여주었습니다 . 이 연구는 excitonic effects를 제어하고 2 차원 반도체의 exciton 결합 에너지를 정밀하게 조정하여 다양한 기술적 인 응용 분야에 적용 할 수있는 길을 열어 줄 것입니다.

graphene 기판의 캐리어 밀도의 함수로서 단층 ReSe2에서의 Eb 계산. graphene에서 전자 농도 (n)의 함수로서 exciton binding energy (Eb)와 Thomas-Fermi screening radius (rs). (A)에 대한 캐리어 종속적 인 Eb

추가 탐색 가벼운 물질 상호 작용에 대한 연구는 전자 및 광전자 장치를 향상시킬 수 있습니다 자세한 정보 : Zhizhan Qiu 외. 거대 게이트 - 튜너 블 밴드 갭 재 정규화 및 2-D 반도체에서의 여기자 효과, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aaw2347

Miguel M. Ugeda et al. 거대 밴드 갭 재 정규화와 단일 층 전이 금속 디칼 코게 나이드 반도체 Nature Materials (2014) 에서의 여기자 효과 . DOI : 10.1038 / nmat4061

Dmitrii Unuchek et al. van der Waals 헤테로 구조에서의 exciton flux의 실내 온도 전기 제어, Nature (2018). DOI : 10.1038 / s41586-018-0357-y

Jyoti Katoch et al. 단일 층 WS2 / h-BN 헤테로 구조, Nature Physics (2018) 에 의해 주도되는 거대한 스핀 분열 및 갭 재 정규화 . DOI : 10.1038 / s41567-017-0033-4

저널 정보 : 과학 진보 , 자연 재료 , 자연 , 자연 물리학

https://phys.org/news/2019-07-giant-gate-tunable-bandgap-renormalization-excitonic.html

 

 

.화학자들은 나노 메디신을 더 안전하고 효율적으로 만드는 데있어 갭을 좁 힙니다

에 의해 달라스 텍사스 대학 왼쪽부터 : Drs. Xingya Jiang, Jie Zheng 및 Bujie Du는 UT 달라스 캠퍼스의 자연 과학 및 공학 연구소의 몸에서 나노 입자의 거동에 관한 연구를 수행합니다. 연구원은 간에서 자연적인 독소 제거 과정 중 하나가 나노 메디신의 전달을 어떻게 향상시킬 수 있는지에 대한 새로운 연구를 발표했다. 학점 : 달라스의 텍사스 대학 Jie, 2019 년 7 월 25 일

Zheng 박사는 나노 의약 구현에있어 장애물을 다리로 만들었다 고 생각합니다. 텍사스 대학의 화학 교수이자 텍사스 대학의 연구팀은 잠재적 인 부작용을 최소화하면서 질병 표적을 개선하기 위해 간 에서 자연 해독 과정과 상호 작용하도록 나노 메디신을 설계 할 수 있음을 입증했다 . Nature Nanotechnology 에서 7 월 15 일 발표 한 그들의 연구 는 나노 의약을 보다 안전하고 효율적 으로 만드는 길을 제시 합니다. UT 달라스 (UT Dallas)의 화학 및 생화학 분야 시스템 생물학 교수 인 세실 (Cecil H.) 및 아이다 (Ida Green) 교수는 "사람들은 수십 년 동안 나노 의학에 종사해 왔으며 암 치료 및 검출을 발전시킬 수있는 큰 가능성을 가지고있다" "그러나 잠재적 인 위험 요소도있다." 나노 의학은 광범위하게 다양한 건강 관련 목적을 위해 현미경으로 정의 된 공학적 나노 입자의 사용을 의미합니다. 그 역할 중 가장 중요한 것은 약물의 정확한 전달과 다양한 질병의 탐지입니다. 몸 에서 가장 큰 해독 기관인 간은 체내 및 체외에서 비롯된 많은 물질을 포획하고 제거합니다. "간은 우리가 이물로 인한 손상으로부터 우리를 보호 해줍니다"라고 Zheng은 말했습니다. "그러나 그것은 또한 환자가 사용할 수있는 안전하고 효과적인 나노 메디신을 만들기위한 오랜 장벽이다." 많은 나노 메디신이 전임상 연구에서 질병을 효과적으로 표적화하고 있지만, 청 (Zheng)은 그 중 일부가 임상 적 사용에 도달하지 못했다고 말했다 . 이것은 간에서 대 식세포 - 일종의 백혈구 -를 포획하여 장기간 보관하여 효과를 감소시키고 독성을 증가시키기 때문입니다. "문제는 부작용을 최소화하면서 치료 가능성을 극대화하는 것"이라고 그는 말했다. "두 가지 문제를 해결할 때만이 사실을 클리닉에 가져올 수 있습니다." 마우스 모델 에서 수행 된 연구자의 핵심 발견 은 간을 자연적으로 독소를 제거하는 과정 중 하나가 나노 메디신의 전달을 향상시키는 동시에 그것들을 안전하게하는 데 사용될 수 있다는 것이다. 이 과정 - 글루타티온 중재 생물 변형 (biotransformation)은 오프 타겟 나노 메디신을 제거하여 신체에 해를 끼치 지 않도록 진행합니다. "우리는 순환하는 나노 메디신을 변형시켜 대 식세 흡수가 감소 될 수있는 방법으로이 간 바이오 변환을 사용한다"고이 연구의 주 저자 인 싱아 지앙 (Xingya Jiang) 박사는 말했다. "이 간 바이오 변환으로, 표적을 놓친 나노 메디신은 장기간의 축적없이 효과적으로 제거 될 수 있습니다." 이 생체 변형은 이전에는 중금속과 같은 작은 분자와 작은 독성 물질을 제거하는 것으로 알려졌습니다. 그러나 나노 메디신과의 상호 작용은이 연구 전에 불분명했다. 간 세포는 간에서 모세 혈관 인 정현파로 글루타티온을 끊임없이 배출한다.이 글루타티온 배설물은 유출 (efflux)이라고 불리며, 나노 입자의 표면 화학을 변형시켜 신체가 더 쉽게 제거 할 수있게한다 "고 말했다. "다른 생리 학적 과정과 결합하여,이 유출은 신체 내의 나노 메디신의 수송을 정확하게 조절할 수 있으며, 그 동안 종양에 대한 표적화를 개선하고 건강한 조직에서의 비특이적 축적을 감소시킬 수 있습니다." Bujie Du 박사와 함께 Zheng and Jiang은 유기 색소를 사용하는 나노 탐침 (nanoprobe)을 설계하여 생체 변화가 나노 입자를 변화시키는 방법을보고하고 타깃 및 클리어런스를 더 잘 이해할 수 있도록보고했습니다. 일단 나노 프로브가 간으로 전달되면 염료의 형광이 빠르게 활성화되어 염료가 간에서 나노 입자로부터 해리되었음을 나타냅니다. "나노 프로브가 간으로 들어갔을 때 무슨 일이 일어나기 전에 확신하지 못했습니다." "우리는 간에서 해리를 유발 한 일부 상호 작용이 있다고 가정했지만 우리는 실제로 알지 못했습니다. 이제 어떻게 작동하는지 보았습니다." 팀은 정확한 크기와 잘 정의 된 구조의 나노 입자를 사용하여 간에서 일어나는 일을 검증했다. 이 경우 입자는 각각 25 개의 금 원자와 4 개의 염료 분자를 함유하고있다. 이 나노 입자가 신체에 들어갔을 때 어떻게 구조화되었는지 정확하게 알면 신체에서 제거되었을 때의 차이점을 정확하게 해석 할 수있었습니다. "우리가 모니터링 한 결과, 정상적인 조직의 잔여 나노 메디신은 최소화되는 반면, 나노 메디신의 종양 표적화는 대조군에 비해 유의하게 증가하는 것으로 나타났다"고 말했다. "이 원자 적으로 정밀한 디자인 때문에 우리는 아미노산 시스테인이 생체 내에서 이러한 나노 입자를 변형시키는 데 도움이되는 생체 전환 과정에도 관여한다는 사실을 발견 할 수있었습니다." Zheng 교수는이 연구가 신체의 자연적 반응을 이용하여 나노 약제를 설계하는 새로운 방법을 보여준다고 강조했다. "대부분의 사람들은 간 흡수가 나노 의약 전달의 장벽이라고 생각합니다. 즉, 간은 장기간 복용하고 몸 속에 오래 보관할 수있는 새로운 전략입니다. "우리는 한때 나노 메디신의 임상 적 번역에 대한 단점을 고려하여 간 행동을 만들었습니다. "새로운 전략을 제공하는 것 이상으로 우리는 이것이 우리가 창의적인 사고를하도록 고무 시켜서 우리의 연구에서 많은 장벽이 더 큰 과학적 발견에 다리가 될 수 있기를 바랍니다." 추가 탐색 일부 사람들은 나노 입자 기반 의약품에 대한 부작용을 일으킬 가능성이 더 높습니까?

더 자세한 정보 : Xingya Jiang 외. 간에서 글루타티온이 매개하는 생물학적 변형은 나노 입자 수송을 조절한다 ( Nature Nanotechnology , 2019). DOI : 10.1038 / s41565-019-0499-6 저널 정보 : Nature Nanotechnology Texas Dallas에서 제공

https://phys.org/news/2019-07-chemists-gap-nanomedicines-safer-efficient.html

 

 

Magic sum theory

The planet revolves around a star. If coins are planets, stars are vertical centerlines. If a coin moves horizontally, it will never strike another coin. Even if there are more coins, I believe that this operation is possible in the universe order. This sample is a magic sum theory. It is theoretically possible to sample a 12x12 sample, but a power of 120 billion samples.

This sample is called oms, and any material that has been gathered has spread to form an orderly magic island. It's like the current universe in Big Bang. I've shown this as a 12x12 sample, but I can show even more samples. Furthermore, it is possible to explain the magical island oms state which unfolds the particle of the whole universe in the universe size. The universe is like a coin on the premise that matter is a particle unit. This is the universe that I saw as my Magic Island theory. It's mathematics. We are describing the physical world as oms of mathematics.

When you see the red vertical line of the magicsum oms in the size of the stars, the universe explains the present universe in the big bang. And it explains the entanglement phenomenon in the material world by the space or the dark energy of the different distance of the sides of A and B of the magicsum oms. It's a totally harmonious material world, but it's hard to predict the A side and the B side. This is similar to the uncertainty principle.

행성은 별을 중심으로 회전한다죠. 동전들은 행성이라 한다면 별은 세로 중심선입니다. 동전이 가로로 원운동을 한다면 결코 다른 동전과 부딪히지 않겠죠. 동전이 더 많아도 이 운행이 가능하는 것이 우주질서 이라 봅니다. 이 샘플이 매직섬 이론이죠. 12x12 샘플이지만 1200억의 거듭제곱 샘플도 이론적으로 가능합니다.

이 샘플은 oms이라 불리며 , 뭉쳐진 그 어떤 물질이 퍼져서 질서정연한 매직 섬을 이룬 겁니다. 마치 빅뱅에서 현재의 우주처럼 말입니다. 이를 12x12샘플로 나타냈지만 더큰 샘플을 보여줄수도 있습니다. 더나아가 우주전체의 소립자들을 우주크기로 펼쳐놓은 매직섬 oms state도 설명이 가능합니다. 우주는 물질이 소립자 단위이라는 전제에서 보면 마치 동전과 같은거죠. 이것이 저의 매직섬이론으로 바라 본 우주관입니다. 수학이죠. 물리세계를 수학의 oms로 설명하는 겁니다.

매직섬 oms의 빨간 세로선을 별들의 크기로 보면 우주가 빅뱅에서 현존우주를 설명하게 됩니다. 그리고 매직섬 oms의 A와B 양쪽 면을 서로 다른 거리의 공간 내지는 암흑에너지.물질세계로 보면 얽힘현상을 설명합니다. 전체적으로 조화를 이룬 물질세계이지만 A면으로 B면을 예측하기 어렵죠. 이것이 불확정성원리와 비슷한겁니다.

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

 

 

.새로운 물리학을 찾고, 과학자들은 소셜 네트워크에서 빌린다

Jennifer Chu, Massachusetts Institute of Technology MIT의 물리학 자들은 소셜 네트워크와 마찬가지로 수십만 개의 입자 충돌을 관련시키는 방법을 찾습니다. 신용 : Chelsea Turner, MIT, 2019 년 7 월 26 일

두 개의 양성자가 충돌하면 입자의 불꽃 발사가 시작됩니다.이 입자의 세부 사항은 물리학의 본질과 우주를 지배하는 근본적인 힘에 대해 과학자들에게 말할 수 있습니다. Large Hadron Collider와 같은 거대한 입자 가속기는 빛의 속도에 가까운 양성자 빔을 부수어 분당 10 억 개의 충돌을 생성 할 수 있습니다. 그런 다음 과학자들은 표준 모델이라고 알려진 확립 된 물리학 플레이 북을 넘어 이상하고 예측할 수없는 행동을 발견하기 위해 이러한 충돌에 대한 측정을 검색합니다. 이제 MIT 물리학 자들은 충돌 이벤트 쌍 사이의 유사성 정도를 결정하는 기술을 사용하여 이상하고 잠재적으로 새로운 물리학 검색을 자동화하는 방법을 발견했습니다 . 이런 식으로 양성자 빔 스매쉬 업에서 수십만 번의 충돌 사이의 관계를 추정하고 유사성 정도에 따라 이벤트의 기하학적 맵을 생성 할 수 있습니다. 연구자들은 소셜 네트워크와 마찬가지로 입자 충돌의 많은 부분을 서로 처음으로 연관시키는 새로운 기술 이라고 말합니다 . MIT의 물리학 부교수 인 Jesse Thaler는 "소셜 네트워크의 맵은 사람들 간의 연결 정도에 기반을두고 있습니다. 예를 들어, 한 친구에서 다른 친구에게 다가 가기 전에 얼마나 많은 이웃이 필요한지 등을 기준으로합니다. "여기 같은 생각입니다." Thaler는 입자 충돌의 사회적 네트워킹 이 연구원들에게 양성자가 충돌 할 때 발생하는 더 많은 연결성, 따라서보다 전형적인 사건에 대한 감각을 줄 수 있다고 말한다 . 그들은 잠재적으로 새로운 물리학에 대해 더 조사 할 수있는 충돌 네트워크의 외곽에서 다른 이벤트를 빠르게 발견 할 수 있습니다. 그와 그의 공동 연구자 인 대학원생 Patrick Komiske와 Eric Metodiev는 MIT의 이론 물리학 센터와 MIT의 핵 과학 연구소에서 연구를 수행했습니다. 그들은 Physical Review Letters 지 에서 새로운 기술을 이번 주에 자세히 설명합니다 . 놀랍도록 데이터보기 Thaler의 그룹은 부분적으로 다른 사람들이 처음에는 놓친 재미있는 물리학을 파헤 치기 위해 LHC 및 다른 입자 충돌 장치의 공개 데이터 를 분석하는 기술 개발에 중점을 둡니다 . "이 공개 데이터에 대한 액세스 권한은 훌륭했습니다."라고 Thaler는 말합니다. "그러나 무슨 일이 일어나는지 알아 내기 위해이 데이터 산을 둘러보기가 어렵습니다." 물리학 자들은 일반적으로 이론적 인 예측을 기반으로하는 특정 패턴 또는 충돌 에너지에 대해 충돌 자 데이터를 조사합니다. 표준 모델에 의해 예측 된 어려운 입자 들인 Higgs 보손 (higgs boson)의 발견에 대한 경우였다. 입자의 성질은 이론적으로 자세히 설명되어 있었지만 물리학 자들은 대략 무엇을 찾아야 할지를 알아내어 수십억 개의 양성자 충돌로 인해 숨겨진 힉스 보존 (Higgs boson)의 흔적을 발견 한 2012 년까지는 관찰되지 않았다. 그러나 입자가 표준 모델이 예측하는 것 이상의 행동을 보일 경우, 물리학 자들은 예상 할 이론이 없다면 어떨까요?

CMS Open Data에서 얻은 3 개의 입자 충돌 이벤트는 추상적 인 "이벤트 공간"을 표현하는 삼각형을 이룹니다. 애니메이션은 하나의 제트가 최적으로 다른 비행기로 재 배열 될 수있는 방법을 보여줍니다. 신용 : 매사추세츠 공과 대학

Thaler, Komiske 및 Metodiev는 검색 대상을 미리 알지 못해서 충돌 자 데이터를 탐색하는 새로운 방법에 착수했습니다. 한 번에 하나의 충돌 이벤트를 고려하기보다는 여러 이벤트를 서로 비교하는 방법을 찾았습니다. 어떤 이벤트가 더 일반적인 것인지, 덜 전형적인지를 판단하여 잠재적으로 흥미롭고, 예기치 않은 행동. Metodiev는 "우리가하려고하는 것은 우리가 새로운 물리학이라고 생각하는 것에 대해 불가지론자인 것입니다. "우리는 데이터가 스스로 말하도록하고 싶다." 움직이는 먼지 입자 충돌 자 데이터에는 수십억 개의 양성자 충돌이 있습니다. 각 입자 충돌은 입자의 개별 스프레이로 구성됩니다. 이 팀은이 스프레이는 본질적으로 실현 구름을 가리 컴퓨터 비전의 장면과 개체를 나타내는 점 구름과 비슷한 점의 -collections을. 이 분야의 연구원은 예를 들어 로봇이 자신의 환경에서 물체와 장애물을 정확하게 식별 할 수 있도록 점 구름을 비교하는 기법을 개발했습니다. Metodiev와 Komiske는 유사한 기법을 사용하여 입자 충돌 자 데이터에서 충돌 쌍 사이의 점 구름을 비교했습니다. 특히, 그들은 최적의 에너지 양을 계산하도록 설계된 기존의 알고리즘을 적용하거나 하나의 포인트 클라우드를 다른 포인트 클라우드로 변환하는 데 필요한 "작업"을 채택했습니다. 알고리즘의 핵심은 "지구의 발동기 거리"로 알려진 추상적 인 아이디어에 기반합니다. Thaler는 다음과 같이 설명합니다. "먼지가 쌓이는 것을 상상할 수 있습니다. 먼지를 한 곳에서 다른 곳으로 옮겨야하는 지구 운동가입니다. "한 구성에서 다른 구성으로 이동하는 데 소비하는 땀의 양은 계산할 거리 개념입니다." 다시 말해, 하나의 점군을 다른 점군과 유사하게 재배치하는 데 필요한 에너지가 많을수록 그 유사성 측면에서 더 멀리 떨어져 있습니다. 이 아이디어를 입자 충돌 자 데이터에 적용하여 팀은 주어진 점 구름을 한 번에 한 쌍씩 다른 점 구름으로 변환하는 데 필요한 최적의 에너지를 계산할 수있었습니다. 각 쌍에 대해, 그들은 "거리"또는 그들이 두 사람 사이에서 계산 한 유사성의 정도에 따라 숫자를 할당했습니다. 그런 다음 각 포인트 클라우드를 단일 지점으로 간주하여 이러한 유형의 소셜 네트워크를 구성했습니다. 팀은 기술을 사용하여 LHC에서 제공하는 공개 데이터에서 10 만 쌍의 충돌 이벤트로 구성된 소셜 네트워크를 구성 할 수있었습니다. 연구자들은 충돌 데이터 집합을 네트워크로 보아서 과학자들이 특정 네트워크의 가장자리에서 잠재적으로 흥미로운 사건을 신속하게 표시 할 수 있기를 희망합니다. "우리는 주어진 하루에 LHC가 기록한 모든 미친 사건이나 점 구름에 대한 Instagram 페이지를 원합니다."Komiske는 말합니다. "이 기술은 이미지를 결정하는 이상적인 방법입니다. 다른 모든 것들과 가장 멀리 떨어져있는 것을 발견하기 때문에." 공식적으로 공개적으로 사용할 수있는 일반적인 충돌 데이터 집합은 일반적으로 입자 가속기의 특정 순간에 발생한 수십억 충돌의 원래 혼돈으로부터 미리 선택된 수백만 개의 이벤트를 포함합니다. Thaler는 팀이 큰 네트워크를 구성하고 입자 충돌의 전체 데이터 세트 내에서 "모양"또는 일반적인 관계를 시각화 할 수있는 기술을 확장하는 방법을 연구하고 있다고 말합니다. 가까운 장래에, 그는 물리학 자들이 1995 년에 발견 된 최초의 쿼크 (모든 알려진 기본 입자들 중 가장 방대한)와 같은 이정표 발견을 포함하고 있다는 것을 알고있는 역사적 데이터에 대한 기술을 시험 할 것을 계획하고있다 . "톱 쿼크는 이러한 우스꽝스런 3 스프레이의 방사선 스프레이를 발생시키는 물체이며, 이는 하나 또는 두 개의 갈퀴 모양의 전형적 스프레이와는 매우 다르다"라고 탈 레르는 말한다. "우리가이 아카이브 데이터에서 최고의 쿼크를 재발견 할 수 있다면, 새로운 물리학이 무엇인지를 알 필요가없는이 기법을 사용하면 매우 흥미롭고 현재의 데이터 세트에이를 적용하고, 더 많은 이국적인 물건. "

추가 탐색 뜨거운 핵 물질 사냥 저널 정보 : Physical Review Letters 메사추세츠 공과 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-07-physics-scientists-social-networks.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