실리카 에어로젤로 화성을 거주 가능하게 만들 수있다

.실리카 에어로젤로 화성을 거주 가능하게 만들 수있다

에 의한 엔지니어링 및 응용 과학의 하버드 존 A. 폴슨 학교 화성의 극지방 얼음 대는 물의 얼음과 얼어 붙은 이산화탄소의 혼합물입니다. 그것의 기체 형태와 마찬가지로, 얼어 붙은 이산화탄소는 열을 가두어 두면서 햇빛을 투과시킵니다. 여름에는이 고체 상태의 온실 효과로 얼음 아래에서 온난화의 주머니가 만들어지며 얼음 속에 검은 점이 표시됩니다. 신용 : 하버드 대양, 2019 년 7 월 15 일

사람들은 인간이 살기 좋은 화성 기후를 만들기 위해 오랫동안 꿈꿔왔다. 칼 세이건 (Carl Sagan)은 테라포밍 (terraforming)을 제안한 공상 과학 소설의 영역 밖에 첫 번째로 존재했습니다. Sagan은 1971 년의 논문에서 북극의 얼음 덩어리를 기화시키는 것이 "행성에 10 센티미터 (cm2)의 대기를 생성시키고, 온실 효과를 통해 지구의 기온을 올리며, 액체 수의 가능성을 크게 증가시킬 것"이라고 제안했다. Sagan의 연구는 다른 연구자들과 미래파들에게 테라포밍의 생각을 진지하게 받아 들일 것을 촉구했습니다. 중요한 질문은 화성에 지구 온난화를 일으키는 충분한 온실 가스와 물이 있는가하는 것입니다. 콜로라도 대학의 볼더 (Boulder) 대학과 북부 애리조나 대학 (Northern Arizona University)의 NASA가 자금을 지원 한 한 쌍의 연구원은 화성에서 이용할 수있는 모든 자원을 처리 하는 것이 지구의 압력 을 지구의 약 7 % 까지만 증가시킬 것이라고 2018 년에보고 했습니다. 행성을 거주 가능하게 만드십시오. Terraforming Mars는 실현 불가능한 꿈이었습니다. 이제 하버드 대학 (Harvard University), NASA의 제트 추진 연구소 (Jet Propulsion Lab) 및 에딘버러 대학교 (University of Edinburgh)의 연구원들이 새로운 아이디어를 얻었습니다. 행성 전체를 바꾸려고하는 것이 아니라 좀 더 지역적 접근법을 채택한다면 어떨까요? 연구자들은 지구의 대기 온실 효과 를 모방 한 화성 실리카 에어로젤로 화성 표면의 지역을 거주 가능하게 만들 수 있다고 제안했다 . 연구자들은 모델링과 실험을 통해 2 ~ 3 센티미터 두께의 실리카 에어로젤 실드가 광합성을 위해 충분한 가시 광선 을 전달하고 유해한 자외선 방사를 차단하며 물의 녹는 점보다 영구적으로 온도를 상승시킬 수 있음을 보여줍니다. 모든 내부 열원. 이 논문은 Nature Astronomy에 게재됩니다 . 하버드 존 A. 폴슨 (John A. Paulson) 공학 기술 응용 과학 학교 (SEAS)의 환경 과학 및 공학 조교수 인 로빈 워드 워스 (Robin Wordsworth)는 "화성을 거주 가능하게 만드는이 지역적 접근법은 지구 대기의 개조보다 훨씬 더 달성 가능하다. 및 행성 과학. "화성을 거주 가능하게 만드는 이전의 아이디어와 달리 이것은 우리가 이미 가지고있는 재료와 기술로 체계적으로 개발되고 테스트 될 수있는 것입니다." NASA의 제트 추진 연구소 (Jet Propulsion Laboratory) 연구 과학자 인 로라 커버 (Laura Kerber) 는 "화성은 지구 외에 우리 태양계에서 가장 거주 가능한 행성 이다. 그러나 습지의 작은 섬을 만드는 시스템은 우리가 화성을 통제되고 확장 가능한 방식으로 변형시킬 수있게 해줄 것 "이라고 말했다. 연구진은 이미 화성에서 일어난 현상으로부터 영감을 얻었다. 얼어 붙은 물로 만들어진 지구의 극지방과는 달리, 화성에있는 극지방 얼음은 물의 얼음과 얼어 붙은 이산화탄소의 혼합물입니다. 그것의 기체 형태와 마찬가지로, 얼어 붙은 이산화탄소는 열을 가두어 두면서 햇빛을 투과시킵니다. 여름에는이 고체 상태의 온실 효과가 얼음 밑으로 온난화의 주머니를 만듭니다. "우리는이 고체 상태의 온실 효과에 대해 생각해 보았고 미래에 화성에 거주 환경을 조성하기 위해 어떻게 그것을 불러 낼 수 있었는지를 알아 냈습니다."라고 Wordsworth는 말했습니다. "우리는 열전도도를 최소화 할 수있는 물질의 종류를 생각하기 시작했지만 최대한 많은 빛을 전달합니다." 연구원들은 지금까지 만들어진 가장 보온 물질 중 하나 인 실리카 에어로젤에 착륙했습니다. 실리카 에어로젤은 97 %의 다공성을 가지므로 재료를 통해 빛이 이동하지만 이산화 규소 적외선 복사선이 상호 연결되어 열의 전도가 크게 지연됩니다. 이 에어로젤은 오늘날 NASA의 화성 탐사 로버스 (Mars Exploration Rovers)를 비롯한 여러 엔지니어링 분야에서 사용되고 있습니다. "실리카 에어로젤은 그 효과가 수동적이기 때문에 유망한 재료"라고 Kerber는 말했다. "오랜 기간 동안 지역을 따뜻하게 유지하기 위해 많은 양의 에너지 나 움직이는 부품의 유지 보수가 필요하지 않습니다." 연구진은 화성 표면을 모방 한 모델링과 실험을 통해이 물질의 얇은 층이 화성에서 지구 온난화와 같은 중간 위도의 평균 기온을 높인다고 증명했다. Wordsworth는 "충분히 넓은 지역을 가로 질러 퍼져 나 가면서 다른 기술이나 물리학은 필요하지 않을 것입니다. 표면 위에 이러한 물질의 층이 필요할 것이며 영구적 인 액체 물을 가질 것입니다. 이 물질은 화성에 화성에 거주 용 돔 또는 자체 내장 생물권을 구축하는 데 사용될 수 있습니다. Wordsworth는 "이 분야에서 제기되는 많은 공학적 질문이 있습니다. 다음으로이 팀은 남극 대륙이나 칠레의 건조한 계곡과 같이 지구의 화성과 같은 기후에서 물질을 시험하는 것을 목표로합니다. Wordsworth는 인간과 지구의 생명체에 화성을 거주 가능하게하는 것에 대한 논의가 행성 보호에 관한 중요한 철학적 및 윤리적 문제를 제기한다고 지적합니다. "화성 표면에 생명을 불어 넣으려고한다면, 이미 생명체가 없다는 것을 확신합니까? 만약 존재한다면, 어떻게 탐색 할 것인가?"라고 Wordsworth는 물었다. "우리가 화성에 인간을 가지기로 결심 한 순간, 이러한 질문은 불가피합니다."

추가 탐색 화성의 메스 폭발로 화성이 더워질 수도 있습니다. 추가 정보 : 고체 온실 효과, 자연 천문학을 통해 실리카 에어로젤로 화성 거주 가능 . DOI : 10.1038 / s41550-019-0813-0 저널 정보 : 자연 천문학 에 의해 제공 엔지니어링 및 응용 과학의 하버드 존 A. 폴슨 학교

https://phys.org/news/2019-07-silica-aerogel-mars-habitable.html

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Nicolas de Angelis - Voyage

 

 

.NIST의 양자 로직 클럭이 최고 성능으로 복귀

에 의해 국립 표준 기술 연구소 NIST의 양자 논리 시계의 심장을 형성하는 이온 트랩의 그림. 트랩은 십자형의 컷 아웃이있는 금 구조입니다. 삽화는 시계의 "진드기"의 근원 인 알루미늄 이온 (파란색)과 파트너 마그네슘 이온 (황색)을 보여줍니다. 크레딧 : S. Burrows / JILA, 2019 년 7 월 15 일

네가 의자에 서면 나이를 더 빨리 보여주는 가장 잘 알려진 양자 논리 시계는 세계의 실험용 원자 시계의 주요 성능 단계로 올라 갔다. NIST (National Institute of Standards and Technology)의 물리학 자들은 주로 클럭 "틱 (ticks)"을 제공하는 단일 알루미늄 이온 (전기적으로 충전 된 원자)의 원하지 않는 동작으로 인한 오류를 줄이기 위해 지난 8 년간 양자 로직 디자인을 조용히 업그레이드 해 왔습니다. . " Physical Review Letters에 설명 된대로 , 양자 논리 시계의 체계적인 불확실성 (시계가 이온의 자연 진동 또는 주파수를 얼마나 가깝게 표현하는지)은 전세계 모든 시계 중에서 가장 우수한 9.5 × 10-19입니다. 이것은 논리 시계가 330 억 년 동안 1 초를 얻거나 잃지 않는다는 것을 의미합니다. 이것은 우주의 추정 연령의 약 2.5 배입니다. 이 측정 기준에서는 이제 레이저 빔 격자에 포획 된 중성 원자, 이터 븀 격자 시계 및 스트론튬 격자 시계를 사용하여 두 NIST 시계를 모두 능가합니다 . "로직 클럭의 성능은 나에게는 놀라운 것이 아닙니다."라고 프로젝트 리더 인 David Leibrandt가 말했습니다. "원자 시계는 원자 시계의 부정확성의 근원 인 환경에서 자연적으로 분리 된 것이 더 좋다.이 시점에서 정밀도와 안정성을 구별하는 것이 중요하다. 사람들은 격자 시계가 안정성, 우리의 최신 양자 논리 시계는 정밀도는 세계 표준이지만 안정성은 아닙니다. " 로직 클록의 안정성 (시간 측정에 걸리는 시간)은 1 초 측정의 경우 1.2 × 10-15 이며 단일 이온 클록으로는 가장 근접하지만 NIST 격자 클럭보다 약 10 배 정도 더 나쁩니다. 양자 논리 클럭은 실험 양자 컴퓨팅에서 논리적 의사 결정 기술을 빌려주기 때문에 별명을 얻었습니다. 알루미늄은 초당 백만 번 이상 두 가지 에너지 레벨 사이에서 진동하는 매우 안정적인 시계 틱 (clock tick) 소스이지만 그 특성은 레이저로 쉽게 조작되거나 감지되지 않습니다. 따라서 파트너 마그네슘 이온을 이용한 논리 연산을 통해 알루미늄을 냉각시키고 진드기를 알려줍니다. 2010 년으로 거슬러 올라가면, NIST의 양자 논리 시계는 실험적 원자 시계 중 최고의 성능을 보였습니다. 시계는 또한 Einstein의 상대성 이론의 "시간 팽창"측면에 대한 2010 시위에서 주목을 받았습니다. 즉, 상승 시간은 더 빨라지 지만 더 빨리 움직일 때는 더 천천히 지나갑니다 . 그 이후로 NIST의 격자 시계 (lattice clocks)는 성능면에서 서로 도약하면서 지속적으로 하나의 승자를 식별하는 경쟁의 인상을주고 있습니다. 사실, 모든 시계는 연구 목적으로 유용하며 미래의 표준 또는 다른 응용 프로그램에 대해 가능한 경쟁자입니다. 국제 단위계 (International System of Units, SI)의 국제 정의는 1967 년 이래 세슘 원자에 기초한 것이므로 세슘은 공식 계시를위한 "통치자"로 남아있다. 논리 시계는 국제 과학 공동체가 선택할 미래 표준에 대한 하나의 경쟁자입니다. NIST의 과학자들은 각각 다른 원자를 기반으로하고 자체 장점을 제공하는 몇 가지 다른 유형의 실험용 시계를 연구하고 있습니다. 이 모든 실험용 시계는 세슘 기반의 오늘날 계시 표준에서 사용되는 마이크로파 주파수보다 높은 광 주파수를 기반으로합니다. 몇몇 기술적 진보는 열 유도 이온 운동을 감소시키는 새로운 이온 트랩 설계를 포함 하여 로직 시계 의 향상된 성능을 가능하게하여 바람직한 바닥 상태 또는 최저 운동 에너지 수준 근처에서의 작동을 가능하게했습니다. 또한, 이온을 트랩하는 데 사용되는 전기장으로 인한 원하지 않는 이온 운동을 줄이기 위해 이온 트랩을 작동시키기 위해 더 낮은 주파수가 사용되었습니다. 마지막으로, 개선 된 양자 제어는 이온 이동으로 인한 주파수 이동의 측정의 불확실성을 감소시켰다. 클록의 정밀도는 9 가지 다른 효과로 인한 주파수 이동을 측정하고 합산하여 결정됩니다. 안정성은 NIST의 ytterbium lattice clock과 비교하여 측정되었습니다. 트랩 디자인 및 기타 기능의 추가 개선은 성능을 더욱 향상시킬 계획입니다. 이미 NIST의 세 실험 시계는 자연의 근본적인 "상수"의 가능한 변화에 대한 측정을 향상시키기 위해 비교 될 수 있습니다. 우주론에 대한 중요한 함의와 물리학 법칙의 테스트와 같은 Einstein의 특수 이론 및 이론 일반 상대성 이론. 추가 탐색 새로운 초정밀 광학 원자 시계가 중요한 테스트를 통과했습니다.

더 자세한 정보 : SM Brewer et al. 체계적인 불확실성이 10-18 이하인 Al + 27 양자 논리 시계, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.033201 저널 정보 : Physical Review Letters 국립 표준 기술 연구소에서 제공

https://phys.org/news/2019-07-nist-quantum-logic-clock.html

 

 

.자연 식물 검토는 작물의 CRISPR 기술의 현재 상태와 미래를 탐구합니다

로 메릴랜드 대학 CRISPR은 종종 특정 형질을 제거, 교체 또는 편집 할 수 있도록 DNA를 자르기위한 정밀 육종에 사용되는 '분자 가위'로 생각되지만 Yiping Qi, 메릴랜드 대학의 식물 과학 및 조경 건축 조교수는 Nature Plants의 최신 저서에서 이러한 전통적 응용을 훨씬 뛰어 넘는 것으로 나타났습니다 . 크레딧 : 국립 보건원, 퍼블릭 도메인, 2019 년 7 월 15 일

CRISPR은 종종 특정 형질을 제거, 교체 또는 편집 할 수 있도록 DNA를 자르기위한 정밀 육종에 사용되는 "분자 가위"로 생각되지만, Yiping Qi, 메릴랜드 대학의 식물 과학 및 조경 건축 조교수는 Nature Plants의 최신 저서에서 이러한 전통적 응용을 훨씬 뛰어 넘는 것으로 나타났습니다 . 이 종합적인 리뷰에서 Qi와 그의 연구실의 공동 저자는 작물의 현재 CRISPR 상태와 과학자들이 전 세계적으로 식량과 영양 보전을 보장하고 인구 증가를 목표로 전통적 육종 기술을 비 전통적 방식으로 향상시키는 방법을 탐구한다 기후 변화, 질병 및 해충에 직면 해 있습니다. 이 새로운 논문을 통해 Qi는 작물 육종에 CRISPR을 적용한 최근 성과와 과거에는 가능하지 않았던 목표를 달성하기 위해 다른 육종 방법과 결합 된 방식을 강조합니다. 그는 기본 유전자 편집의 범위를 넘어서서 CRISPR이 미래를 위해 보유하고있는 것을 엿볼 것을 목표로합니다. "사람들이 CRISPR에 대해 생각할 때, 그들은 게놈 편집을 생각하지만, 사실 CRISPR은 실제로 DNA에있는 특정 측면을 표적으로하거나, 모집하거나, 홍보하기 위해 많은 것들을 집에 넣을 수있는 다목적 시스템입니다."라고 Qi는 말합니다 . "절삭 공구가 아닌 CRISPR을 사용하여 특정 유전자의 활성화 또는 억제를 조절할 수 있지만, 대신 활성화 자나 억제자를 끌어 당겨 특성을 유도하는 구속력있는 도구로 사용할 수 있습니다." 또한, Qi는 DNA 서열을 시각화하는 데 도움이되는 단백질을 모집하고 게놈에서 원하는 특성을 함께 그룹화 할 수있는 잠재력에 대해 논의합니다. "나는이 유전자를 뒤섞기라고 부른다. "이것은 매우 중요한 형질 유전자를 서로 가깝게 이동시켜 육체적으로 그리고 유 전적으로 연결시킴으로써 항상 전통적인 교배 방식으로 서로 연결되어 원하는 모든 특성을 가진 작물을 선택하는 것이 훨씬 쉽습니다." 이것들은 Qi가이 논문을 통해 더 많은 관심을 갖기를 희망하는 미래의 방향에 대한 몇 가지 예일뿐입니다. " Nature Plants 의이 리뷰 가 현재의 게놈 편집 상태를 넘어서서 CRISPR에 의해 제공 될 것이 많다는 것을 보여주기 위해 눈을 뜨고, 편집 만하는 것 이외에도 전체 분야가 어디로 이끌어 갈 수 있는지를 알기를 희망 합니다. 도로. " 여기에는 동물과 인간에서 CRISPR 응용 프로그램을 사용하여 이전에 수행되지 않은 방식으로 작물에 적용하는 과정이 포함됩니다. 예를 들어, CRISPR 기술은 게놈 규모에서 선택된 유전자 세트를 표적으로하기 위해 맞춤 설정된 수만 개의 가이드 분자 라이브러리를 사용하여 인간 건강의 유전자와 형질에 대한 스크리닝을 이미 강화했습니다 . 이 시스템은 질병 및 해충 저항, 탄력성 및 작물 수확량에 기여하는 형질을 선별하기 위해 잠재적으로 식물 에서 사용될 수 있습니다 . "이것은 번식에 도움이 될뿐 아니라 유전자 기능을 훨씬 쉽게 분류하는 데 도움이됩니다."라고 Qi는 말합니다. "대부분이 연구는 인간의 세포에서 이루어졌으며 작물은 뒤처지고 있습니다. 식물 과학 의 한 미래의 측면으로 볼 수 있습니다. 이 응용 프로그램 중 일부를 활용할 수 있으며 내 실험실에서는 이미이 작업 중 일부를 수행하고 있습니다. " Qi의 연구실은 올해 인간과 식물 세포에서 CRISPR 응용 프로그램의 차이점 중 일부를 강조하는 여러 원본 연구 논문을 출간했습니다. 올해 초 Molecular Plant, Qi에서 그의 대학원생, 인턴 및 공동 연구자는 여러 CRISPR Cas9 변이 형의 표적 범위 및 특이성을 테스트 한 결과를 발표했습니다. Qi 팀은 쌀에서 이러한 도구의 충실도와 특이성에 대한 인간의 주장을 입증하거나 반증하려고했습니다. "인간과 동물의 CRISPR 기능에 대한 모든 주장이 식물에 적용되거나 적용될 수있는 것은 아니므로 작물에 대해 이러한 도구를 최적화하기 위해 무엇이 효과적인지, 무엇을 할 수 있는지 살펴보고 있습니다." 공동 연구 노력의 일환으로 BMC Biology에서 최근 발표 된 또 다른 논문은 쌀, 옥수수 및 Arabidopsis에서 CRISPR Cas12a 게놈 편집의 효율성을 향상시키는 방법으로 온도를 조사한 것으로 편집 효율성을 높이기 위해 주위 온도보다 높은 온도를 필요로한다고합니다. "인간의 세포는 항상 CRISPR이 작동하기에 최적 일 수있는 더 높은 온도로 유지되지만 식물에게는 매우 뜨겁습니다."라고 Qi는 말합니다. "우리는 온도가 다른 종의 CRISPR 응용 프로그램에 어떤 역할을하는지 탐구해야합니다." Qi는 또한 다양한 작물에서 CRISPR을 사용하기위한 최첨단 방법과 프로토콜을 강조한 CRISPR Systems의 Plant Genome Editing에 전적으로 헌신 한 최초의 책을 출간했습니다. "이 책은 쌀, 옥수수, 콩, 토마토, 감자, 양상추, 당근과 같은 여러 가지 식물 시스템에 대한 특정 응용 프로그램을 실제로 모아 놓은 것입니다. 따라서 자신의 관심 공장에서 일하는 사람들이 꽤 많은 챕터를 찾을 수 있습니다 실험실에서 사용하기위한 프로토콜 서적으로 설계되었으므로이 분야에 익숙하지 않은 누구라도 특정 공장에서 CRISPR을 사용하는 방법을 파악할 수 있어야합니다. " 제나라는 영국의 출판사 Humana Press와 접촉하여 책을 제작하고 편집했습니다. 그것은 올해 초 분자 생물학적 방법의 책 시리즈의 일환으로이 분야에서 유명하고 존경받는 시리즈로 발표되었습니다. "세상을 길 아래로 길들이게하는 방법 - 그것은 매일 내가 일하기 위해 동기를 부여하는 것"이라고 Qi는 말합니다. "2050 년까지 100 억 명의 인구가 생겨나 고 기후 변화와 토지 감소로 더 많은 사람들에게 지속 가능한 식량을 제공하기 위해 농작물 개선을 어떻게 지속 할 수있을 것인가?

추가 탐색 맞춤 유전자를 절단하지 않고 DNA에 삽입 할 수있는 CRISPR 관련 트랜스포존 추가 정보 : 식물 과학, 자연 식물 (2019) 에서 CRISPR 기술의 신흥 미개발 잠재력 . DOI : 10.1038 / s41477-019-0461-5 저널 정보 : 자연 식물 Maryland 대학 제공

https://phys.org/news/2019-07-nature-explores-current-state-future.html

 

 

.물리학 자들은 가능한 최초의 3-D 양자 스핀 액체를 찾는다

에 의해 라이스 대학 (Rice University) Oak Ridge 국립 연구소 (ORNL)에서 세륨 지르코늄 파이로 클로 어의 단결정 시료에서 관찰 된 스핀 여기 연속체의 3 차원 표현 - 양자 스핀 액체의 가능한 특징. ORNL의 Spallation Neutron Source에서의 비탄성 중성자 산란 실험은 35 밀리 케빈으로 냉각 된 세륨 지르코늄 파이로 클로 어 (zirconium pyrochlore) 샘플에서 스핀 여기 연속을 나타냈다. (Tong Chen / Rice University의 이미지) Credit : Tong Chen / Rice University

입체적 인 "양자 스핀 액 (quantum spin liquid)"이 존재한다는 것을 알 수있는 방법이 없으므로 라이스 대학교 (Rice University) 물리학 자들과 그들의 협력자들이 다음으로 가장 좋은 것을했습니다 : 그들은 세륨 지르코늄 파이로 클로 어 (cerium zirconium pyrochlore)의 단결정이 첫 번째 가능한 것으로 3 물질의 오래 추구 된 상태의 -D 버전. 그 이름에도 불구하고, 양자 스핀 액 은 양자 역학 의 이상한 성질 - 얽힘 (entanglement)이 액체와 같은 자기 상태를 보장하는 견고한 물질 이다 . 이번 주 Nature Physics 지에 발표 된 논문 에서 연구자들은 오크 리지 국립 연구소 (ORNL)에서의 중성자 산란 실험과 스위스의 폴 쉐러 연구소 (PSI)에서의 뮤온 스핀 완화 실험과 같은 많은 실험적 증거를 제시했다. 세륨 지르코늄 파이로 클로 어 (seium zirconium pyrochlore)는 단결정 형태로 3-D 양자 스핀 액체의 첫 번째 물질입니다. "양자 스핀 액체는 당신이 보지 못하는 것을 기반으로 과학자들이 정의하는 것"이라고이 연구의 저자 인 Pengcheng Dai와 Rice의 양자 재료 센터 (RCQM) 회원이 말했다. "당신은 볼 수 없습니다 장거리 순서를 스핀의 배열. 당신은 장애. 그리고 여러 가지 다른 일을 볼 수 없습니다. 그것은이 아니다. 그것은이 아니다. 결정적인 긍정적 식별이 없습니다." 연구팀의 샘플은 그 종류 중 첫 번째로 믿어진다. Pyrochlores는 세륨, 지르코늄 및 산소의 2 대 2 대 7 비율과 단결정 때문에 내부의 원자가 연속적이고 깨지지 않는 격자. 다이 박사는 "우리는이 화합물에 대해 생각할 수있는 모든 실험을 수행했다"고 말했다. "(연구 공동 저자) 에밀리아 모로 산 (Emilia Morosan)의 라이스 (Rice) 연구진은 물질이 50 밀리 케빈까지 상전이가 일어나지 않았 음을 보여주기 위해 열용량 작업을 수행했다. 우리는 결정에 무질서가 없음을 보여주기 위해 매우주의 깊은 결정학을 수행했다. 장거리 자기장이 20 밀리켈 이하로 떨어지는 실험이 있었고 샘플에 산소 결손이나 기타 알려진 결점이 없음을 보여주는 회절 실험을 수행했습니다. 마지막으로 우리는 스핀 - 여기의 존재를 보여주는 비탄성 중성자 산란을 수행했습니다 35 밀리 켈빈 이하의 양자 스핀 액체 특징이 될 것 "이라고 말했다. 물리학과 천문학 교수 인 다이 (Dai)는 연구의 성공을 동료들, 특히 빈 가오 (Bin Gao)와 텅첸 (Tong Chen)과 공동 저자 데이비드 탐 (David Tam)과 함께 공동으로 발표했다. 라이스 박사후 연구원 인 Gao는 Rutgers University의 공동 저자 인 Sang-Wook Cheong의 실험실에서 레이저 플로팅 존 퍼니스에서 단결정 샘플을 만들었다. 통, 쌀 박사 학생, Bin은 ORNL에서 단거리 질서를 생성하는 스핀 얽힘의 존재를 나타내는 스핀 여기 연속체를 생성하는 실험을 수행했으며 탐 (Tam)은 또한 쌀 박사였습니다. 학생, PSI에서 muon 회전 회전 실험을 이끌었다. 팀의 노력에도 불구하고 Dai는 세륨 - 지르코늄 227이 스핀 액체라고 확실히 말할 수는 없다고 말했다. 그 이유 중 하나는 물리학자가 아직 실험 증명이 필요하다는 것을 아직 동의하지 않았기 때문이며 부분적으로는 양자 스핀 액체는 절대 온도가 0에 존재하는 상태로 실험의 범위를 넘어서는 이상입니다. 양자 스핀 액체는 특정 결정 배열에서 자기 원자로 구성된 고체 물질에서 발생한다고 여겨집니다. 자성에 이르게하는 전자의 본질적인 특성은 스핀이며, 전자 스핀은 위 또는 아래를 가리킬뿐입니다. 대부분의 자료에서 카드는 갑판처럼 무작위로 섞여 있지만 자성 재료는 다릅니다. 냉장고 및 내부 MRI 장비의 자석에서 회전은 이웃을 감지하고 공동으로 한 방향으로 배열합니다. 물리학 자들은이 "장거리 강자성 질서 (long-range ferromagnetic order)"라고 부르며, 장거리 자성 질서의 또 다른 중요한 예는 반 강자성 (반 강자성)이다. 반 강자성 (반 강자성)은 반복적 인 업 - 다운, 업 - 다운 패턴으로 배열된다. "주기적으로 스핀을 배열 한 고체에서 스핀이 여기에서 무엇을하는지 알게되면 스핀이 장거리 명령으로 인해 많은 것을 반복하는지 알 수 있습니다"라고 Rice의 이론 물리학 자 이자 연구 공동 - 물리학 및 천문학 부교수 Andry Nevidomskyy, RCQM 회원. 다른 한편, 액체에서는 장거리 발주가 없다. 예를 들어 밀리미터 간격으로 두 분자의 물 분자를 관찰하면 상관 관계가 없다. 그럼에도 불구하고 수소 - 수소 결합으로 인해 단거리 질서의 한 예가 될 수있는 가까운 분자들과 매우 가까운 거리에 정렬 된 정렬을 가질 수있다 "고 말했다. 1973 년 노벨상 수상자 인 필립 앤더슨 (Philip Anderson)은 몇몇 결정에서 원자의 기하학적 배치가 얽혀있는 스핀이 집단적으로 안정된 배열을 할 수 없게 만들 수 있다는 사실을 바탕으로 양자 스핀 액체에 대한 아이디어를 제안했다. 과학 필자 필립 볼 (Philip Ball)은 2017 년에 다음과 같이 설명했다 : "삼각 격자 상에 인접한 스핀들이 반대 방향으로 향하게하는 반 강자성을 상상해 보라. 각 스핀은 삼각형에 가장 가까운 두 개의 이웃을 가지고 있지만, 반 평행 정렬은 모든 사람들에게 만족 될 수 없다. 하나의 가능성은 스핀 격자가 무질서 한 '유리질'상태로 얼어 붙는 것이지만, 앤더슨은 양자 역학이 절대 영 (온도)에서도 스핀을 변동시킬 수 있음을 보여 주었다.이 상태를 양자 스핀 액체라고하며, 앤더슨은 나중에 그것이 고온 초전도와 관련이있을 것이라고 제안했다. 1980 년대 이후로 양자 스핀 액체가 고온 초전도 현상을 설명 할 수있는 가능성은 응축 물질 물리학 자들 사이에서 널리 보급되었다. Nevidomskyy는 소위 위상 위상 양자 스핀 액체의 몇 가지 예가 빌딩에 적용될 수 있다고 제안하면서 큐 비트 (qubits) "라고 부른다. "그러나 양자 스핀 액체에 대한 호기심의 일부는 많은 구체화와 이론적 인 제안에서 재 등장했다고 믿습니다." "그리고 우리가 알고있는 이론 모델을 가지고 있지만 사실 그 결과는 스핀 액체 일 것이고 그 특성을 충족시킬 실제 물리적 물질을 찾는 것은 지금까지 매우 어려운 것으로 입증되었습니다. 현장에서 합의가 없습니다 지금까지 2-D 또는 3-D의 모든 물질이 양자 스핀 액체 인 것으로 나타났습니다. "

추가 탐색 장애가있는 양자 스핀 액체를 교반 함 자세한 정보 : 효과적인 스핀 -1 / 2 Ce 2 Zr 2 O 7 pyrochlore, Nature Physics (2019) 에서 3 차원 양자 스핀 액체의 실험적 특성 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0577-6 저널 정보 : 자연 물리학 Rice University 제공

https://phys.org/news/2019-07-physicists-d-quantum-liquid.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

 

 

.Ramanujan 기계는 기본 상수에 대한 추측을 자동으로 생성합니다

Bob Yirka, Phys.org 작성 크레딧 : CC0 공개 도메인, 2019 년 7 월 15 일 보고서

이스라엘 공과대 (Institute of Technology)의 연구원 팀은 Ramanujan machine으로 묘사 된 것을 구축했습니다. Ramanujan machine은 근본적인 상수에 대한 추측 (수학적 진술)을 자동으로 생성하는 장치입니다. 그들은 자신의 장치를 설명하는 종이를 작성하여 arXiv 사전 인쇄 서버에 업로드했습니다 . 또한 네트워크가 컴퓨터의 프로세스 사이클을 사용하고, 새로운 수학적 구조에 대한 증거를 제시하거나 코드를 개발하도록 허용하려는 사람들을위한 웹 페이지를 만들었습니다. Ramanujan 기계는 유명한 인도의 수학자 Srinivasa Ramanujan (인도에서 자랐고 동료 수학자 GH Hardy에 의해 "발견"된 독학 수학자 )의 이름을 따 왔습니다 . 영국으로 이주한 후, 그는 캠브리지에서 정통으로 자리 잡았으며, 수학 교정을 두드리는 대신 직관을 통해 유명한 문제에 대한 결과를 얻은 다음 다른 사람들이 교정을 찾을 수 있도록 정통 수학과 함께 수학 세계를 움직였습니다. 이 때문에 그는 때로는 꿈속에서 더 높은 존재로부터받은 것처럼 얇은 공기에서 수식을 끌어내어 추측 장치 로 묘사되었습니다 . 이 새로운 노력에서 이스라엘의 연구자들은 컴퓨팅 파워를 사용하여 이러한 접근 방식을 재현하고자했습니다. 에 Ramanujan 기계는보다 개념의 더 실제 기계는 계속의 형태로 기본 상수에 대한 추측을 찾는 전용 알고리즘을 실행하는 컴퓨터의 네트워크로 존재 분수를- 이들은 분모가 특정 양 + 분수 인 무한 길이의 분수로 정의되며, 분수가 비슷한 분모를 갖는 분수로 정의됩니다.) 기계의 목적은 추측 (수학 공식 ) 인간이 분석 할 수 있고, 수학적으로 사실임을 알 수 있습니다. 기계를 만든 팀은 그들의 생각이 미래 세대의 수학자에게 영감을 불어 넣기를 바라고 있습니다. 결국 참가자가 개발 한 새로운 알고리즘, 증명 또는 추측은 이름을 따서 명명됩니다. 연구자들은 그들의 기계가 이미 수십개의 새로운 추측을 발견했다고 언급했다.

추가 탐색 수학적 천재 라마누잔 축하 자세한 정보 : Gal Raayoni 외. Ramanujan 머신 : 기본 상수에 대한 자동 생성 된 예측 arXiv : 1907.00205v1 [cs.LG] : arxiv.org/abs/1907.00205 저널 정보 : arXiv

https://phys.org/news/2019-07-ramanujan-machine-automatically-conjectures-fundamental.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