이종 레이어 2 차원 재료에 걸친 초 고열 절연

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An Affair To Remember Beegie Adair

 

 

.과학자들은 스타 베타 픽 토리 주변에서 두 번째 외계 행성을 발견했습니다

으로 메건 바텔 4 시간 전에 과학 및 천문학 새로 발견 된 행성 베타 Pictoris c에 대한 예술가의 묘사는 태양계에 인접한 Beta Pictoris b와 별 자체에 의해 백라이트로 보이는 왼쪽 상단입니다.새로 발견 된 행성 베타 Pictoris c에 대한 예술가의 묘사는 태양계에 인접한 Beta Pictoris b와 별 자체에 의해 백라이트로 보이는 왼쪽 상단입니다.(이미지 : © P Rubini / AM Lagrange)

베타 Pictoris 라는 별 주위의 태양계 는 이미 꽤 흥미로운 장소였습니다. 대량의 과학자들이 실제로 보았고 엄청난 양의 잔해가 날아 다니고있었습니다. 그러나 그것은 훨씬 더 흥미로워졌습니다. 천문학 자들은 이제 근처 별을 공전하는 두 번째 행성에서 태어 났다고 생각하기 때문입니다. 이 발견은 별과 과학자들이 현재 행성이라고 믿는 것 사이의 중력 적 인 잡아 당김으로 인한 별 궤도의 작은 변화에 관한 10 년 이상의 데이터를 기반으로합니다. 화가 자리 베타 태양계는 약 23 만년에서 특별한은 불과 63.4 광년에서 지구와 비슷한 있기 때문에 과학자 하나, 상대적으로 젊은이다. 그것은 과학자들이 태양계 개발의 소란스러운 청소년기를 더 잘 이해하기 위해 그것을 연구 할 수 있음을 의미합니다.

https://www.space.com/second-giant-exoplanet-around-beta-pictoris-discovery.html?jwsource=cl

새로운 연구 이전에 과학자들이 아는 바에 따르면, 베타 Pictoris의 청소년기는 이미 엉망으로 보였습니다. 행성 잔해의 원반은이 태양계의 바깥 쪽을 어지럽히고있다. 천문학 자들은 서로에게 리 케팅되는 행성 행성이라고 불리는 암석 덩어리가 그 잔해를 계속 만들어 낸다고 생각합니다. 이 천체들은 태양계를 베타 Pictoris에서 100AU까지 50 개의 천문 단위 (또는 지구에서 우리 태양까지의 평균 거리)에서 채 웁니다. 하나의 AU는 약 9,900 만 마일 또는 1 억 5 천만 킬로미터입니다. 더 많은 Space.com 비디오를 보려면 여기를 클릭하십시오 ... 약 10 년 전, 천문학 자들은 목성보다 9 ~ 13 배 더 큰 행성을 발견했으며 베타 Pictoris b 라고 불렀 으며, 별에서 약 9AU 궤도를 돌고있었습니다. 외계 행성에서는 이례적인 모습을 보였습니다. 일반적으로 세계는 별의 디스크를 통과하는 그림자 또는 별의 위치에서 작은 흔들림으로 식별됩니다. 그리고 과학자들은 베타 Pictoris 시스템을 뛰어 넘는 외계인을 발견 하고 천천히 갈 때 증기를 잃었습니다. 그러나 유럽 남부 관측소의 고 정확도 방사 속도 행성 탐사 (HARPS) 프로그램에 의해 수집 된 10 년 간의 데이터를 결합한 천문학 자들은 베타 Pictoris 태양계에 대해 알고있는 것이 여전히 더해지지 않았다는 것을 깨달았습니다.

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HARPS는 중력이 행성의 그것과 상호 작용할 때 별의 약간의 움직임으로 인한 별의 빛의 작은 변화를 측정합니다. 정기적으로 성장하고 축소되는 Beta Pictoris 와 같은 스타의 경우 이러한 작은 변화는 이러한 맥박에서 파싱하기가 매우 어렵지만 새로운 연구의 배후 팀은 정확히 그렇게합니다. 천문학 자들은 목성의 질량의 약 9 배에 달하고 1,200 일 정도에 한 번씩 그 별을 선회하는 두 번째 행성에 의해서만 설명 될 수 있다고 믿는 신호를 남겼습니다. 행성은 별에서 약 2.7AU 떨어져 있으며 태양으로부터 소행성 벨트까지의 거리와 같습니다. 연구원들은 다른 기술들도 베타 Pictoris c라고 불리는 지구를 발견 할 수 있기를 희망한다고 말했다. 이 행성은 별과 지구 사이를 직접 통과 할 수 있습니다. 이는 과학자들이 지구 대기와 지구를 공전하는 고리 나 달을 연구 할 수 있음을 의미합니다. 천문학 자들이 이웃 을 가지고 Beta Pictoris c를 직접 이미지화 할 수 있다면 이 행성들이 어떻게 형성되었는지에 대한 질문에 대답 할 수도 있습니다. 이 연구는 월요일 Nature (8 월 19 일) 저널에 게재 된 논문에 설명되어 있습니다.

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.이종 레이어 2 차원 재료에 걸친 초 고열 절연

Thamarasee Jeewandara, Phys.org 전송 프로세스 및 광학 이미지. (A) SiO2 / Si (이산화 규소 / 실리콘) 기판 상에 새로운 메타 물질 Gr / MoSe2 / MoS2 / WSe2 (그래 핀 / 몰리브덴 디 셀레 나이드 / 몰리브덴 디설파이드 / 텅스텐 디 셀레 나이드) 이종 구조를 제조하기위한 다중 전송 공정 흐름의 개략도. SiO2 / Si 기판상의 (B) Gr / MoS2, (C) Gr / MoS2 / WSe2 및 (D) Gr / MoSe2 / MoS2 / WSe2의 광학 이미지. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax1325, 2019 년 8 월 22 일 기능

이기종 나노 물질은 이제 첨단 전자 제품과 용이하게 할 수 포토닉스 응용 프로그램이 있지만, 이러한 발전으로 인해의 비교적 짧은 파장에 열 애플리케이션을위한 도전 (포논라고도 함) 열 통신사 . 과학 연구, Sam Vaziri 및 Theiss Research의 동료 및 NIST (National Institute of Standards and Technology)의 전기 공학, 재료 과학 및 공학 부서 및 Precourt Institute of Energy에 관한 새로운 연구에서 스탠포드 캘리포니아의 스탠포드 대학교는 초박형 이종 구조에서 비정상적으로 높은 단열을 보여주었습니다. 그들은 원자 적으로 얇은 2 차원 (2-D) 재료를 적층하여 단층 그래 핀 (Gr), 몰리브덴 이황화물 (MoS 2 )의 인공 스택을 형성함으로써이를 달성했습니다.텅스텐 diselenide WSE ( 2 ), 이산화 규소 (그런가보다 내열성 2 ). 효과적인 열 전도성과 함께 실온에서 공기보다 낮습니다. 사용 라만 체온계를 과학자 동시에 열 형성 스택의 모든 2-D 단층 사이의 열 저항을 식별 메타 물질 phononics의 새로운 필드를 예로. 바지 리 (Vaziri) 등. 초박형 단열, 열 에너지 수확 및 초소형 구조 내에서 열을 전달하기 위해 메타 물질의 응용을 제안합니다. 고 전자 이동도 트랜지스터 , 양자 캐스케이드 레이저 및 광 밴드 갭 결정 과 같은 고급 전자 및 광자 장치 는 전압 게이팅 또는 감금 동안 전하 캐리어 의 페로이 온성 을 이용합니다 . 그런 다음 간섭하는 동안 긴 광자 파장을 사용합니다. 그럼에도 불구하고 열 나노 엔지니어링과 새로운 포 닉스 기술 분야 는 기존의 열 관리 응용 분야에 대한 요구에도 불구하고 몇 가지 예만 제공합니다 . 이 불일치 는 보소닉 특성이 있는 고체에서 단파장 열 전달 진동의 결과입니다.의 포논은 또한 전하 운반체와 같이 전압 게이팅 될 수없는 고체에서 열 전달을 능동적으로 제어하는 ​​도전에 기여할 수있다.

vdW 이종 구조의 광학 및 STEM 특성. (A) 입사 라만 레이저로 SiO2 / Si 기판상의 Gr / MoSe2 / MoS2 / WSe2 샌드위치의 단면 개략도. (B) 삽입 된 광학 이미지에서 적색 점으로 표시된 지점에서 이러한 이종 구조의 라만 스펙트럼. 스택에있는 모든 재료의 라만 서명이 동시에 얻어집니다. 그래 핀 라만 스펙트럼은 평탄화되어 MoS2 광 발광 (PL) 효과를 배제한다. arb.u., 임의의 단위. (C 내지 F) SiO2상의 4 층 (C) 및 3 층 (D 내지 F) 헤테로 구조의 STEM 단면 이미지. (D)에서, MoSe2 및 WSe2는 1H [100] 구역 축을 따라 대략 정렬되고, (E 및 F)에서, 층은 1H [100] 구역 축에 대해 ~ 21 °만큼 오정렬된다. 각각의 이종 구조체상의 단층 그래 핀은 훨씬 적은 수의 탄소 원자로 인해 식별하기 어렵다. (G) 어닐링 후 단층 MoS2, 단층 WSe2 및 Gr / MoS2 / WSe2 이종 구조의 PL 스펙트럼. 친밀한 층간 커플 링으로 인해 이종 구조에서 PL이 강하게 ched 칭된다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax1325

물리학 자들은 이전에 비 라미네이트 필름 과 초 격자 를 사용하여 고체의 열 특성을 조작하여 구성 물질 아래의 열전도도를 낮추어 궁극적으로 구조적 장애와 높은 계면 밀도를 통해 열 조작을 달성하여 추가적인 열 저항을 도입 하려고 시도했습니다 . 이들은 강한 포논 경계 산란으로 인해 나노 엔지니어링 된 실리콘 및 게르마늄 나노 와이어 에서 비정상적으로 낮은 열 전도성 을 발견 했으며 , 감소 된 포논 산란을 통해 다이아몬드 , 그래 핀 및 붕소 비소 와 같은 동위 원소 적으로 순수한 물질에서 큰 열 전도성을 달성했습니다 . 따라서 2 차원 (2-D) 재료는 나노 미터 이하의 얇은 단일 단층을 가진 새로운 프론티어를 통해 원자 길이 스케일에서 디바이스 동작을 제어 할 수 있습니다. 기존의 예에는 새로운 터널 전계 효과 트랜지스터 와 초박형 광전지 가 포함됩니다. 본 연구에서, Vaziri et al. 이종 구조 전반에 걸쳐 비정상적으로 높은 열 저항을 달성하기 위해 원자 적으로 얇은 2D 층의 밴더 웨일 (vdW) 어셈블리를 사용했습니다. 그들은 300 nm 두께의 SiO 2 와 동등한 열 저항을 보여주었습니다깨끗하고 잔류 물이없는 인터페이스를 갖춘 2nm 미만의 얇은 vdW 이종 구조에 적용됩니다. 연구팀은 다양한 원자 밀도와 진동 모드로 이종 2 차원 단층을 적층함으로써 원자 규모로 열적 특성을 조정할 수있는 잠재력을 보여주었습니다. 포논 파장의 순서로. 특이한 특성을 가진 새로운 포노 닉 메타 물질의 구조적 기초는 일반적으로 발견되지 않습니다. 본 연구는 열의 흐름을 막거나 유도하기위한 조립을위한 2-D 재료의 독특한 응용 및 그 약한 vdW 상호 작용을 나타냅니다.

전기 및 스캐닝 프로브 특성. (A) 4- 프로브 구성을 보여주는 테스트 구조의 단면 개략도. 그래 핀 상부 층에 전류가 흐르고, 층을 가로 질러 기판으로 열이 소산된다. (B) 4- 프로브 테스트 구조의 광학 이미지. 소자는 100nm SiO2를 통해 Si 기판에 의해 백 게이트된다. (C) 진공 상태에서 테스트 구조 스택 3 개 (Gr / MoS2 / WSe2, Gr / WSe2 및 Gr 전용 제어 장치)의 측정 된 전달 특성 (~ 10-5 torr). 모든 측정은 상단 그래 핀 채널의 앰비 폴라 특성을 표시합니다. (D) 캡핑되지 않은 Gr / MoS2 / WSe2 이종 구조 장치의 KPM. 그래프는 다양한 바이어스 조건에서 채널을 따라 표면 전위 (채널 폭에 걸쳐 평균)를 표시합니다. Pd 전극 근처의 작은 전위 점프는 상대 일 함수 차이 (~ 120mV)를 나타냅니다. KPM 맵은 표면 전위에서 다른 이질성을 나타내지 않으므로 이러한 장치의 공간적으로 균일 한 품질을 확인합니다. 삽입 된 그림은 0 바이어스 KPM 맵입니다. (E) Gr / MoS2 / WSe2 이종 구조의 SThM 열지도 (여기서는 15nm Al2O3로 캡핑되어 채널 전체에 균일 한 가열이 나타남). 이는 스택에서 열 층간 커플 링의 균일 성을 확인한다. 장치 치수는 (D) 삽입과 동일합니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax1325. (E) Gr / MoS2 / WSe2 이종 구조의 SThM 열지도 (여기서는 15nm Al2O3로 캡핑되어 채널 전체에 균일 한 가열이 나타남). 이는 스택에서 열 층간 커플 링의 균일 성을 확인한다. 장치 치수는 (D) 삽입과 동일합니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax1325. (E) Gr / MoS2 / WSe2 이종 구조의 SThM 열지도 (여기서는 15nm Al2O3로 캡핑되어 채널 전체에 균일 한 가열이 나타남). 이는 스택에서 열 층간 커플 링의 균일 성을 확인한다. 장치 치수는 (D) 삽입과 동일합니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax1325.

연구팀 은 SiO 2 / Si 기판 상에서 MoSe 2 (몰리브덴 디 셀레 나이드), MoS 2 (몰리브덴 디설파이드) 및 WSe 2 (텅스텐 디 셀레 나이드)상의 그래 핀 (Gr)을 갖는 4 층 헤테로 구조의 단면을 얻었다 . 그들은 라만 레이저를 사용하여 단일 층 정확도로 스택의 개별 층을 동시에 조사했습니다. 연구팀은 화학 기상 증착법을 사용하여 2 차원 단층 재료를 별도로 성장시켜 고분자와 기타 잔류 물을 피하기 위해 옮겼습니다. 이종 구조의 미세 구조, 열적 및 전기적 특성을 확인하기 위해 Vaziri et al. 주사 투과 전자 현미경 검사법을 포함한 광범위한 재료 특성 분석 기술 사용라만 분광법 및 열 측정 과 함께 (STEM), 광 발광 (PL) 분광법 , 켈빈 프로브 현미경 (KLM) 및 주사 열 현미경 (SThM) . 이 기술을 사용하여 스택의 모든 2D 재료 단층과 Si 기판의 모든 단층의 특징을 밝혀 냈습니다. 연구팀은 여러 개의 STEM 이미지를 사용하여 오염 물질없이 원자 적으로 친밀한 vdW 갭을 발견하여 이종 구조의 총 두께를 관찰 할 수있었습니다. 그런 다음 PL 분광법을 사용하여 넓은 표면적에 걸쳐 층간 결합을 확인했습니다.

이종 구조의 열 저항. (A) Si 기판을 포함하여 Gr / MoS2 / WSe2 이종 구조에서 각각의 개별 층에 대한 측정 된 온도 상승 ΔT 대 전기 입력 전력은 삽입으로 도시되어있다. 그래 핀 (분홍색 원), MoS2 (파란색 다이아몬드), WSe2 (빨간색 삼각형) 및 Si (검은 색 사각형). 모든 측정은 VG <0에서 수행됩니다 (섹션 S6 참조). 선형 피팅 (점선)의 기울기는 각 층과 방열판 사이의 열 저항 Rth를 나타냅니다. (B) 상이한 vdW 이종 구조체에 대한 라만 온도계 및 SThM에 의해 측정 된 총 열 저항 (즉, 상부 그래 핀 층)의 비교. 이 두 가지 기법으로 얻은 Rth 값은 측정의 불확실성 내에서 일치합니다. 모든 장치의 활성 영역은 ~ 40 μm2입니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.

헤테로 구조의 원자 평면에 수직 인 열 흐름을 측정하기 위해, Vaziri et al. 4 프로브 전기 장치의 모양으로 스택을 패턴 화했습니다. 그들은 전기 가열을 사용 하여 입력 전력 을 정확하게 정량하고 상단 그래 핀 층의 전류 전도 및 가열이 MoS 2 및 WSe 2 보다 수십 배 더 큰 것을 확인했습니다 . 이들 장치의 표면 온도 균일 성을 입증하기 위해 KPM 및 SThM 표면 특성화 방법을 사용한 다음 라만 분광법을 사용하여 각 개별 층의 온도를 정량화했습니다. 시스템에서 그래 핀 열 전력 ( P )이 증가함에 따라 Gr / MoS 2 / WSe 2 에서 각 층의 온도가 상승했습니다.이종 구조 설정. 균일 한 가열로 연구원들은 열 저항을 아래에서 위로 쉽게 쉽게 분석했습니다. Raman과 SThM의 두 가지 열 측정 방법 사이의 탁월한 일치는 설정에서 얻은 값을 검증했습니다. 과학자들은 이종 구조에 수직 인 매우 큰 열 저항을 담당하는 층들 사이의 열 경계 저항 (TBR)을 분석했다. 이 연구에서 TBC (Thermal Boundary Conductance) 측정은 2-D / 2-D 단층 사이의 원자 친밀한 계면에 대한 첫 번째였으며 WSe 2 와 SiO 2 단층 사이에 첫 번째보고 된 TBC를 형성했습니다 . 단층 WSe 2 / SiO 2 인터페이스의 TBC 는 비교적 낮았지만 Gr / SiO 2 및 MOSe 2 / SiO 2 인터페이스에 대해 얻은 TBC 는 이전 연구와 동의 한 것으로 나타났습니다.단층에서의 전송에 이용 가능한 비교적 적은 굴곡 포논 모드 로 인해 예상치 못한 것은 아니었다 . 결과에 따르면, 2-D / 2-D 인터페이스의 TBC는 3-D SiO 2 기판 이있는 TBC보다 낮습니다 . 이 작업에서 기록 된 최저 TBC는 Gr / WSe 2에 속했으며 연구팀은 Landauer 공식을 사용하여 관찰 한 내용을 설명했습니다 . 연구팀은 음향 불일치 모델 (AMM)을 두 물질의 질량 밀도 비율 로 사용하여 인터페이스에서 포논 투과율을 얻었다 . 연구원들은 연구에서 개발 된 인터페이스를 가로 지르는 간단한 열 흐름 모델을 사용하여 TBC 트렌드를 포착했습니다.

TBC (열 경계 컨덕턴스) 추세 요약. (A) 왼쪽 위부터 시계 방향으로 그래 핀 (Gr), Gr / MoS2, Gr / WSe2 및 Gr / MoS2 / WSe2로 구성된 이종 구조에 걸쳐 측정 된 모든 TBC의 구조 (MW m-2 K-1) SiO2 / Si 기판. (B) 2D / 2D 및 2D / 3D (SiO2 포함) 인터페이스 (빨간색 다이아몬드, 왼쪽 축)의 측정 된 TBC 값과 포논 상태 밀도 (PDOS), 포논 전송 및 df / dT (파란색 원, 오른쪽 축). 계산 된 값은 Gr / WSe2에 대해 달성 된 최소값으로 정규화됩니다 (표 S2 참조). 시뮬레이션 심볼 사이의 점선은 눈을 안내합니다. 낮은 TBC는 2D / 2D 재료와 질량 밀도의 불일치가 큰 재료 간의 인터페이스에서 나타납니다. 라만 레이저의 둘 이상의 별개의 위치에서 각각의 구조에 대해 3 개의 장치가 측정되었다. 실험적 불확실성 내에서 상이한 층 (미스) 정렬을 갖는 샘플들간에 유의 한 TBC 변화가 보이지 않았다. 모든 값은 실온입니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax1325

이러한 방식으로 Sam Vaziri와 동료들은 원자 맞춤형 열 인터페이스를 실현하는 데 필요한 지식을 얻었으며 극도의 단열 메타 물질을 설계 할 수있는 잠재력을 입증했습니다. 새롭게 설계된 메타 물질은 전례없는 특성을 보여주었습니다. 이종 구조는 포논 파장에 필적하는 길이 스케일에서 고체의 열적 특성을 조작하기 위해 신흥 포 닉스 분야에서 예를 제공한다. 2D 레이어 재질은 유망한 초경량 소형 콤팩트 한 열 차폐를 제공하여 전자 기기의 핫스팟에서 열을 방출합니다. 연구팀은 열전 에너지 수확기 및 상 변화 메모리 와 같은 열적 활성 장치 의 효능을 향상시키기 위해 메타 물질을 번역하는 것을 계획 하고있다. 앞으로.

더 탐색 연구원들은 저전압 LED를 시연 추가 정보 : Sam Vaziri et al. 이종 레이어 2 차원 재료 인 Science Advances (2019) 에서 초 고열 절연 . DOI : 10.1126 / sciadv.aax1325 필립 볼. 컴퓨터 공학 : 열기를 느끼다, 자연 (2012). DOI : 10.1038 / 492174a KS Novoselov et al. 2-D 재료 및 반 데르 발스 이종 구조, 과학 (2016). DOI : 10.1126 / science.aac9439 저널 정보 : 과학 발전 , 자연 , 과학 © 2019 Science X 네트워크

https://phys.org/news/2019-08-ultrahigh-thermal-isolation-heterogeneously-layered.html

 

 

.수십 년 전 테스트를 거쳤으며, 연구원들은 양자 역학을위한 사례를 강화

에 의한 광학 협회 연구원들은 얽힌 광자 쌍을 만들고 각 쌍의 두 광자를 반대 방향으로 두 개의 측정 스테이션에 분배했습니다. 각 측정 스테이션에서 망원경은 선택된 우주 방사선 소스로부터 광자를 받았으며, 이는 지구로부터 최소 11 광년입니다. 우주 광자 검출 신호는 허점없는 벨 테스트를위한 측정 설정 선택을 위해 랜덤 비트를 생성합니다. 이 실험에서 연구자들은 탐지 및 국소 허점을 막고 실험 전 11 년까지 지역의 숨겨진 변수 모델을 배제하기 위해 시간 제약을 가했다. 크레딧 : Ming-Han Li, USTC, Shanghai, 2019 년 8 월 22 일

새로운 연구에서 연구원들은 양자 역학에 대한 오랜 혼란을 안겨준 허점을 제거하기위한 창의적인 전술을 보여줍니다. 연구진은 혁신적인 방법으로 180 미터 (590 피트) 이상 떨어진 두 입자 사이의 양자 상호 작용을 보여 주면서 지난 11 년간 공유 된 사건이 ​​상호 작용에 영향을 줄 가능성을 제거했습니다. 이러한 결과를 설명하는 논문은 미국 워싱턴 DC에서 9 월 15 ~ 19 일에 개최되는 광학 + 레이저 과학 프론티어 + 레이저 과학 (FIO + LS) 컨퍼런스에서 발표됩니다. 양자 현상은 컴퓨팅, 암호화, 감지 등의 응용 분야에서 연구되고 있지만 연구원들은 아직 물리학을 완전히 이해하지 못하고 있습니다. 새로운 연구는 양자 역학 을 조사하는 기술을 개선함으로써 양자 응용을 발전시키는 데 도움을 줄 수있다 . 양자 이론 테스트 물리학 자들은 오랫동안 우리 세계를 지배하는 세력에 대한 여러 가지 아이디어로 고민해 왔습니다. 양자 역학 이론은 점차 고전 역학을 넘어 섰지 만, 양자 역학의 많은 측면은 여전히 ​​미스테리 한 상태입니다. 1960 년대 물리학 자 존 벨 (John Bell)은 벨 불평등으로 알려진 양자 역학을 테스트하는 방법을 제안했습니다. 앨리스와 밥이라는 별명을 가진 두 당사자는 멀리 떨어져 있지만 양자 얽힘을 통해 서로 연결된 입자를 측정합니다. 세계가 실제로 양자 역학에 의해서만 지배된다면,이 원격 입자들은 양자 상호 작용을 통한 비 국소 적 상관 관계에 의해 지배 될 것이며, 따라서 한 입자의 상태를 측정하는 것은 다른 입자의 상태에 영향을 미칩니다. 그러나 일부 대체 이론은 입자가 서로에게만 영향을 미치는 것처럼 보이지만 실제로는 양자 물리학보다는 고전에 따라 다른 숨겨진 변수로 연결되어 있다고 제안합니다. 연구원들은 벨의 불평등을 테스트하기 위해 많은 실험을 수행했습니다. 그러나 실험이 항상 완벽 할 수는 없으며 잘못된 결과를 초래할 수있는 허점이 있습니다. 대부분의 실험에서 양자 상호 작용이 존재한다는 결론을 강력하게 뒷받침 해 주지만, 이러한 허점은 연구원이 실수로 숨겨진 변수에 영향을 미쳐 의심의 여지를 남겨 둘 가능성이 여전히 남아 있습니다. 허점 닫기 새로운 연구에서 Li와 ​​그의 동료들은 이러한 허점을 막고 양자 역학이 두 입자 사이의 상호 작용을 지배한다는 증거를 추가하는 방법을 보여줍니다. "우리는 원격 우주 광자에 의해 결정된 측정 설정으로 허점없는 벨 테스트를 실현했습니다. 따라서 우리는 높은 확률로 양자 역학의 완전성을 검증했습니다."라고 중국 과학 기술 대학의 Ming-Han Li는 말했습니다 논문의 주요 저자입니다. 실험 설정에는 세 가지 주요 구성 요소가 있습니다. 얽힌 광자 쌍을 주기적으로 보내는 장치와 광자를 측정하는 두 개의 스테이션이 있습니다. 이 역들은 벨 불평등의 관점에서 앨리스와 밥입니다. 첫 번째 측정 스테이션은 광자 쌍 소스 에서 93 미터 (305 피트) 이고 두 번째 스테이션은 반대 방향으로 90 미터 (295 피트) 떨어져 있습니다. 얽힌 광자는 단일 모드 광섬유를 통해 측정 스테이션으로 이동하며, 여기에서 편광 상태는 Pockels 셀로 측정되고 광자는 초전도 나노 와이어 단일 광자 검출기로 감지됩니다. 실험을 설계 할 때 연구자들은 손실과 노이즈가 탐지를 신뢰할 수 없다는 아이디어 (감지 허점), Alice와 Bob의 측정 선택에 영향을 미치는 모든 커뮤니케이션이 측정을 가능하게한다는 아이디어 (지역 허점)를 극복하고자했습니다. "정말 자유롭고 임의적 인"측정 설정 선택이 아니라는 결과는 일반적인 과거의 숨겨진 원인 (선택의 자유 허점 )에 의해 제어 될 수 있습니다 . 첫 번째 문제를 해결하기 위해 Li와 그의 동료들은 광자 이동의 시작과 끝에서 수행 된 측정 값을 비교함으로써 설정이 충분히 낮은 수준의 손실과 노이즈를 달성했음을 입증했습니다. 두 번째를 해결하기 위해, 그들은 측정 설정 선택 이벤트 사이에 공간과 같은 분리로 실험 설정을 구축했습니다. 세 번째를 해결하기 위해, 그들은 11 년 전의 우주 광자 거동에 대한 측정 설정 선택을 기반으로했으며, 이는 적어도 지난 11 년 동안 입자의 공유 된 과거의 어떤 것도 결과에 영향을 미치는 숨겨진 변수를 만들었 음을 확신합니다. 이론적으로 계산 된 예측과 실험 결과를 결합하여 연구진은 얽힌 광자 쌍 간의 양자 상호 작용을 높은 신뢰도와 충실도로 보여줄 수있었습니다. 따라서 그들의 실험은 숨겨진 변수보다는 양자 효과가 입자의 행동 뒤에 있다는 강력한 증거를 제공합니다.

더 탐색 양자 얽힘 '루프 홀'디버 킹 및 닫기 더 많은 정보 : " 탐지 및 소재지 허점없이 과거에 지역 리얼리즘의 시험 . 메리어트 Wardman의 방 워싱턴 4 동부 서머 타임 오전 11시 15분에서 명나라 한 리튬, 등, 표시됩니다 2019년 9월 16일 (월요일)에 의해" 워싱턴 DC에 위치한 파크 호텔 에서 제공하는 광학 협회

https://phys.org/news/2019-08-decades-old-bolster-case-quantum-mechanics.html

 

 

.방사상 위치와 모멘트에 의해 얽힌 광자 상관

작성자 : Bob Yirka, Phys.org 크레딧 : L. Chen / Xiamen University, 2019 년 8 월 22 일 보고서

샤먼 대학, 오타와 대학 및 로체스터 대학의 연구팀은 광자와 그들의 방사상 상태와 운동량 상태 사이의 상관 관계를 맺을 수 있음을 보여주었습니다. Physical Review Letters 저널에 실린 논문 에서이 그룹은 그들이 얽힌 광자와 함께 수행 한 실험과 그들이 배운 것을 설명합니다. 과학자들이 계속해서 "섬뜩한"양자 역학적 현상을 연구함에 따라 얽힘은 헤드 라인을 만들었습니다. 이러한 연구는 상이한 유형의 양자 입자가 엉켜 질 수 있고, 특히 광자 (polar)가 편광과 같은 특성 사이의 상관 관계에 얽히게 될 수 있음을 보여 주었다. 이 새로운 노력에서 연구원들은 얽힌 광자 쌍이 그들의 방사상 위치와 방사상 운동량 사이의 상관 관계에 얽혀있을 수 있음을 보여 주었다 . 광자의 경우 반지름 위치는 반지름 상태이고 반지름 운동량은 반지가 수축 또는 팽창하는지 여부를 나타내는 방법입니다. 이 새로운 노력에서 연구원들은이 두 가지 특성을 사용하여 얽힌 광자를 상관시키는 것이 가능한지 배우려고했습니다. 알아 내기 위해 연구진은 레이저를 결정에 발사하여 한 쌍의 얽힌 광자를 만들었습니다. 얽힌 광자는 각각 두 개의 공간 광 변조기가있는 별도의 팔로 향했습니다. 변조기 중 하나는 반지름 사이의 상관 관계를 검사하고 다른 하나는 운동량을 검사했습니다. 변조기는 오직 사전 정의 된 유형의 통과만을 허용했다. 통과 할 수있는 광자는 팔 끝에 위치한 검출기에 의해 측정되었다. 두 광자가 변조기를 통해 그것을 만들었다면, 그들은 얽힌 것으로 간주되었다. 연구자들은 그들의 실험에서 광자가 실제로 방사상 위치 와 운동량에 의해 상관 될 수 있다고 밝혔다 . 그들은 연구 결과에 따라 포획 된 입자를보다 정밀하게 움직이는 것과 같은 응용 분야에 특화된 광학 핀셋 을 만드는 등 새로운 방식으로 얽힌 광자를 사용할 수있는 가능성이 열렸다고 제안합니다 . 또한 이러한 얽힌 광자가 새로운 유형의 암호화 응용 프로그램을 만들거나 물리 이론을 테스트하는 데 사용되는 실험 도구로 사용될 수 있다고 제안합니다. 더 탐색 'Majorana Photons': 새로운 수퍼 클래스의 광자가 다른 파면으로 이동할 수 있습니다

추가 정보 : Lixiang Chen et al. Radial Position 및 Radial Momentum Variables, Physical Review Letters (2019)를 사용한 아인슈타인 포돌스키 로즈 역설의 실현 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 123.060403 저널 정보 : 실제 검토 서한

https://phys.org/news/2019-08-entangled-photons-radial-position-momenta.html

 

 

.새 별은 어디에서 태어 납니까?

 

NASA의 웹 망원경은 조사 앤 젠킨스, NASA의 고다드 우주 비행 센터 은하 SDSS J1226 + 2152의 허블 우주 망원경 이미지로, 은하단의 거대한 중력에 의해 확대되고 왜곡되고있다. TEMPLATES 팀이 Webb과 함께 연구 할 4 개의 먼 별 형성 은하 중 하나입니다. 팀은 먼지가 많지 않은 은하의 예로 그것을 선택했습니다. 학점 : NASA, ESA, STScI 및 H. Ebeling (하와이 대학교)2019 년 8 월 22 일

새로운 별을 만들 때, 당은 오늘날의 우주에서 거의 끝났습니다. 실제로, 그것은 수십억 년 동안 거의 끝났습니다. 우리 은하수는 매년 태양 하나에 해당합니다. 그러나 과거에는 그 비율이 최대 100 배나 높았습니다. 따라서 태양과 같은 별이 우주에서 어떻게 형성되는지 이해하려면 과거에 수십억 년을보아야합니다. NASA의 제임스 웹 우주 망원경 (James Webb Space Telescope)을 일종의 타임머신으로 사용하는 한 연구팀이 바로 그렇게하려고합니다. 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 Goddard 우주 비행 센터의 수석 연구원 인 Jane Rigby와 Champaign에있는 일리노이 대학교의 공동 연구원 인 Joaquin Vieira가 이끄는 연구팀은 중력 렌즈라고 불리는 자연적인 우주 망원경을 활용할 것입니다. 이 큰 천체 는 별 형성의 피크에 있거나 그 근처에있는 먼 은하 에서 나오는 빛을 확대합니다 . 이러한 같은 물질의 거대한 양의 때 중력 렌즈 효과의 현상이 발생 거대한 은하 또는 은하의 클러스터 , 왜곡과 그 뒤에 물체에서 빛을 확대 중력장을 생성하지만 시력의 같은 라인에. 이 효과를 통해 연구원들은 가장 강력한 우주 망원경으로도 볼 수 없었던 초기 은하의 세부 사항을 너무 멀리 연구 할 수 있습니다. "우리는 최대 50 배까지 확대 되었기 때문에 실제보다 훨씬 더 밝게 보이는 4 개의 은하를 연구하고 있습니다. 중력 렌즈 를 사용 하여 은하가 어떻게 별을 형성하고 있는지, 그 별이 어떻게 별을 형성하는지 연구 할 것입니다. 형성은 은하계에 분포되어있다”고 Rigby는 설명했다. 비에이라 박사는“렌즈 소스를 사용하는 것에 대한 좋은 점은 우주의 확대경과 비슷하기 때문에 은하가 펼쳐져 망원경의 해상도를 향상 시킨다는 점이다.

https://youtu.be/vsaiUoJeUIo

이 프로그램을 극도로 확대 된 팬 크로마 틱 렌즈 아크 및 확장 별 형성 (TEMPLATES)이라고합니다. TEMPLATES는 약어이지만 그 의미는 더 깊어집니다. "템플릿"이라는 단어는 유사한 아이템을 디자인하거나 구성하기위한 패턴, 금형 또는 가이드로 사용되는 것을 의미합니다. "우리는이 네 가지 목표를 엄청나게 잘 연구하고 정말로 좋은 데이터를 가지기를 원합니다. 따라서 다른 웹 연구원들은 많은 은하계의 데이터를 이해하려고 할 때 템플릿이나 좋은 예로 사용할 수 있습니다. 더 희미 해졌습니다. " 이 4 개의 은하가 선택된 주된 이유 중 하나는 매우 밝기 때문에 쉽게 연구 할 수 있기 때문입니다. 비에이라 박사는“이 모든 은하들은 미친 듯이 별을 형성하고있다. 이 목표는 또한 얼마나 더럽고, 얼마나 밝고, 이미 별을 몇 개나 만들 었는가하는 점에서 우주의 다양한 은하계를 나타냅니다. 천문학 자들은 은하계가 별빛을 차단하는 먼지에서 나오는 어둡고 종종 퍼지 패치를 보이면 은하계를 '먼지'라고 부릅니다. 은하 중 2 개는 매우 먼지가 많으며 2 개는 전혀 먼지가 없습니다. 두 개의 먼지가 많은 은하들은 각각 다른 하나의 은하에 의해 렌즈로 만들어집니다. 먼지가 많지 않은 두 은하계는 은하단에 의해 렌즈됩니다. 먼지가 많은 은하에서 과학자들은 어떻게 은하가 진화했는지에 대한 그림을 가지고 있습니다. 비 먼지 은하에 대한 조사에서 그들은 다른 그림을 가지고 있습니다. 그 사진이 항상 일치하는 것은 아닙니다. Webb는 먼지가 많지 않은 은하에서도 어린 별에 의해 가열 된 먼지의 빛을 볼 수있는 감도와 가시 광선을 보는 감도를 갖기 때문에보다 완전한 별 형성 이야기를 제공 할 것으로 예상됩니다. 먼지가 많은 은하에서도 TEMPLATES 팀은 Webb에 탑재 된 4 개의 기기 중 3 개와 많은 망원경의 필터 및 설정을 사용하여 이러한 은하계에서 가능한 많은 데이터를 얻습니다. 팀은 사진을 찍는 것 외에도 은하의 화학 성분, 가스가 어떻게 움직이는 지, 가스가 얼마나 조밀하고 뜨거운지를 나타내는 기술인 분광법을 사용합니다. 웹은 팀이 각 은하계에서 그러한 측정을 할 수있게 해줄 것이다. Rigby는“해부와 같습니다. "우리는 단지 하나의 평균 측정 값을 얻는 것이 아니라 모든 은하를 골라 낼 것입니다." 별 형성의 미스터리 잠금 해제 TEMPLATES 팀에는 다음과 같은 네 가지 주요 목표가 있습니다. 얼마나 많은 새로운 별들이 형성되고 있는지를 측정하여 은하가 얼마나 빨리 별을 형성 하는지를 결정하십시오. 4 개의 은하들에 대해 별의 형성 속도를 서로 다른 종류로 측정함으로써, 팀은 그들이 얼마나 잘 동의하는지 동의하지 않는지를 볼 계획이다. 팀은 교차 점검을 통해이 은하들이 활발한 별 형성의 한가운데 있는지 아니면 가끔 별을 형성하고 있는지 판단 할 것입니다. 이 은하의 별 형성 속도를 매핑하십시오. 과학자들은 대부분의 우주 시간 동안 은하에서 별이 어디에서 형성되는지에 대해 잘 모릅니다. 근처 우주에서 은하계의 별 형성은 비교적 쉽지만 멀리있는 은하계에서는 훨씬 더 어렵다. 대부분의 우주 시간을 살펴보면 먼 은하계는 모두 하늘에서 매우 작게 보이고 개별 특징을 해결할 수 없습니다. 따라서 과학자들은 초기 우주에서 은하에서 별이 어떻게 형성되는지에 대해 잘 이해하지 못합니다. 젊고 오래된 별 인구를 비교하십시오. 과학자들은 태양과 같이 수십억 년 동안 사는 별을 측정 할 것입니다. 그들은 그 별들이 은하 내에서 어디에 있는지를 결정하여 과거 별 형성의 역사를 알려줄 것입니다. 그런 다음 그 데이터를 새로운 별 이 형성 되는 위치와 비교할 수 있습니다 . 그것은 시간이 지남에 따라 은하에서 별 형성이 어떻게 변했는지를 밝혀 내고, 은하가 어떻게 자라는 지에 대한 몇 가지 기본적인 질문에 답할 것입니다. 예를 들어, 내부에서 또는 외부에서 축적됩니까? 이 은하 내 가스의 상태를 측정하십시오. 과학자들은이 은하들이 얼마나 많은 주기율표를 형성하는지 (예를 들어, 얼마나 많은 탄소, 산소 및 질소를 포함하는지) 결정할 것입니다. 또한 가스 밀도와 같은 다른 물리적 조건도 측정합니다. 다른 연구원들이 웹을 이해하도록 돕기 이 팀의 관찰은 망원경의 임무 초기에 선택된 프로젝트에 시간을 제공하는 Director 's Discretionary-Early Release Science 프로그램의 일부가 될 것입니다. 이 프로그램을 통해 천문학 커뮤니티는 Webb의 기능을 가장 잘 사용하는 방법을 빠르게 배우면서도 강력한 과학을 얻을 수 있습니다. 이 팀은 또한 다른 연구원들이이 망원경으로 데이터를 가져 오는 가장 좋은 방법을 이해하도록 도와줍니다. Rigby는“템플릿은 실제로 Webb로 할 수있는 작업의 표면을 긁는 것입니다. "이것은 마지막 단어가 아닐 것입니다.이 망원경이 할 수있는 첫 번째 단어 중 하나입니다. 우리는 어떻게 은하계를 이해할 수 있습니다. 우리가 TEMPLATES로하고있는 일은 우리가 Webb의 놀라운 기능을 최대한 활용하는 방법을 실제로 이해하려면 미션 초반에 멋진 데이터로 시작해야합니다. " 이 웹의는, 우리 태양계의 신비를 해결 다른 주위 먼 세계로 넘어 보이는 것 2021 년 발사 때 제임스 웹 우주 망원경은 세계 최고의 우주 과학 전망대 될 것입니다 별 신비 구조와 우주의 기원과 우리의 장소 및 프로브 그 안에. Webb는 NASA가 파트너 인 ESA (European Space Agency) 및 Canadian Space Agency와 함께하는 국제 프로그램입니다.

더 탐색 초기 우주에서 형성된 거대한 은하의 씨앗 추가 정보 : Webb에 대한 자세한 내용은 http://www.nasa.gov/webb를 방문 하십시오 . 에 의해 제공 NASA의 고다드 우주 비행 센터

https://phys.org/news/2019-08-stars-born-nasa-webb-telescope.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

https://scitechdaily.com/harvard-scientist-connects-the-dots-in-fin-to-limb-evolution/

 

 

.나노 온도계, 세포 내부 온도 측정

라이스 대학교 Mike Williams 라이스 대학교 화학자들은 세포 내부의 나노 온도계로 기능하도록 BODIPY 분자를 변형했습니다. 왼쪽의 차트는 온도에 대한 분자의 반응을 보여주는 형광 수명 현미경 사진의 모음입니다. 오른쪽에서 분자의 구조는 아래쪽에 로터를 표시하며 360도 회전을 제한하도록 수정되었습니다. 크레딧 : Meredith Ogle / Rice University 2019 년 8 월 22 일

세포에 열이 있다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 온도를 측정하십시오. 이는 특정 분자 의 발광 특성 을 사용하여 형광 나노 온도계를 생성 한 라이스 대학교 과학자들의 연구 덕분

 

 

.나노 온도계, 세포 내부 온도 측정

라이스 대학교 Mike Williams 라이스 대학교 화학자들은 세포 내부의 나노 온도계로 기능하도록 BODIPY 분자를 변형했습니다. 왼쪽의 차트는 온도에 대한 분자의 반응을 보여주는 형광 수명 현미경 사진의 모음입니다. 오른쪽에서 분자의 구조는 아래쪽에 로터를 표시하며 360도 회전을 제한하도록 수정되었습니다. 크레딧 : Meredith Ogle / Rice University 2019 년 8 월 22 일

세포에 열이 있다는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 온도를 측정하십시오. 이는 특정 분자 의 발광 특성 을 사용하여 형광 나노 온도계를 생성 한 라이스 대학교 과학자들의 연구 덕분에 가능합니다 . Angel Martí의 라이스 연구실은 Journal of Physical Chemistry B 논문에서이 기술이 단일 세포 내부의 온도를 나타 내기 위해 boron dipyrromethene (BODIPY, 짧게)라고 알려진 생체 적합성 분자 로터를 어떻게 수정했는지 기술하고있다 . 분자는 작업에 이상적으로 적합합니다. 그것의 형광은 세포 내부에서 조금만 지속되며, 지속 시간은 온도와 환경의 점도 변화에 크게 좌우됩니다. 그러나 일반적인 세포 의 환경에서 점도가 높으면 형광 수명은 온도에만 의존합니다. 그것은 특정 온도에서 빛이 특정 속도로 꺼지고 형광 수명 이미징 현미경으로 볼 수 있음을 의미합니다. Martí는 Baylor College of Medicine의 동료들이 기술 개발에 도전했다고 말했다. "모두 수은의 팽창에 기반한 오래된 온도계와 디지털 기술에 기반한 최신 온도계를 모두 알고있다"고 그는 말했다. "그러나 그것들을 사용하는 것은 엠파이어 스테이트 빌딩 (Empire State Building) 크기의 온도계를 가진 사람의 온도를 측정하는 것과 같습니다." 이 기술은 로터에 따라 다릅니다. Martí와 Rice 대학원생이자 주 저자 인 Meredith Ogle은 회전자가 바퀴가 완전히 회전하는 대신 플라이휠처럼 앞뒤로 움직 이도록 제한했습니다. Martí는“정말 많이 흔들린다. "우리가 측정하는 것은 분자가 여기 상태에 머무르는 시간이며 , 이것은 얼마나 빨리 흔들리는가에 달려있다"고 그는 말했다. "온도를 높이면 더 빨리 흔들리고 흥분되는 시간이 줄어 듭니다." Martí 박사는이 효과는 세포 내 BODIPY 분자의 농도와 분자의 형광 능력이 파괴되는 지점 인 광표백과는 독립적으로 편리하다고 말했다. 마르티는“환경이 좀 더 점성이 좋으면 분자가 느리게 회전 할 것이다. "그것이 반드시 더 차갑거나 더 덥다는 것을 의미하는 것은 아니며 단지 환경의 점도가 다르다는 것입니다. "우리는이 모터의 회전을 제한하면 고점도에서 내부 분자 (이 분자의 수명)가 점도와 완전히 독립적이라는 것을 알았습니다." "이러한 종류의 프로브에는 특히 흔하지 않습니다." Martí은이 기술이 종양 제거 요법의 효과를 정량화하거나 암 세포를 파괴하기 위해 열을 사용하거나 단순히 암의 존재를 측정하는 데 유용 할 수 있다고 말했다. 그는 다른 세포보다 신진 대사가 높기 때문에 더 많은 열을 생성 할 수 있다고 말했다. "우리는 암세포가 생산하는 열에 의해 암세포 를 식별 하고 정상적인 세포 와 구별 할 수 있는지 알고 싶습니다 ." 논문의 공동 저자는 라이스 대학원생 Ashleigh Smith McWilliams; 샌디에고 Celgene Co.의 과학자 Matthew Ware; Steven Curley, 텍사스 타일러, Christus Mother Frances Hospital의 외과 의사; 그리고 Baylor College of Medicine의 외과 연구 조교수 및 외과 혁신 및 기술 개발 이사 인 Stuart Corr. 더 탐색 실험실은 간단한 형광 계면 활성제를 생산합니다

추가 정보 : Meredith M. Ogle et al. BODIPY 분자 프로브를 사용한 체외 및 세포의 온도 감지, The Journal of Physical Chemistry B (2019). DOI : 10.1021 / acs.jpcb.9b04384 저널 정보 : 물리 화학 저널 B 라이스 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-08-nano-thermometer-temperature-cells.html

에 가능합니다 . Angel Martí의 라이스 연구실은 Journal of Physical Chemistry B 논문에서이 기술이 단일 세포 내부의 온도를 나타 내기 위해 boron dipyrromethene (BODIPY, 짧게)라고 알려진 생체 적합성 분자 로터를 어떻게 수정했는지 기술하고있다 . 분자는 작업에 이상적으로 적합합니다. 그것의 형광은 세포 내부에서 조금만 지속되며, 지속 시간은 온도와 환경의 점도 변화에 크게 좌우됩니다. 그러나 일반적인 세포 의 환경에서 점도가 높으면 형광 수명은 온도에만 의존합니다. 그것은 특정 온도에서 빛이 특정 속도로 꺼지고 형광 수명 이미징 현미경으로 볼 수 있음을 의미합니다. Martí는 Baylor College of Medicine의 동료들이 기술 개발에 도전했다고 말했다. "모두 수은의 팽창에 기반한 오래된 온도계와 디지털 기술에 기반한 최신 온도계를 모두 알고있다"고 그는 말했다. "그러나 그것들을 사용하는 것은 엠파이어 스테이트 빌딩 (Empire State Building) 크기의 온도계를 가진 사람의 온도를 측정하는 것과 같습니다." 이 기술은 로터에 따라 다릅니다. Martí와 Rice 대학원생이자 주 저자 인 Meredith Ogle은 회전자가 바퀴가 완전히 회전하는 대신 플라이휠처럼 앞뒤로 움직 이도록 제한했습니다. Martí는“정말 많이 흔들린다. "우리가 측정하는 것은 분자가 여기 상태에 머무르는 시간이며 , 이것은 얼마나 빨리 흔들리는가에 달려있다"고 그는 말했다. "온도를 높이면 더 빨리 흔들리고 흥분되는 시간이 줄어 듭니다." Martí 박사는이 효과는 세포 내 BODIPY 분자의 농도와 분자의 형광 능력이 파괴되는 지점 인 광표백과는 독립적으로 편리하다고 말했다. 마르티는“환경이 좀 더 점성이 좋으면 분자가 느리게 회전 할 것이다. "그것이 반드시 더 차갑거나 더 덥다는 것을 의미하는 것은 아니며 단지 환경의 점도가 다르다는 것입니다. "우리는이 모터의 회전을 제한하면 고점도에서 내부 분자 (이 분자의 수명)가 점도와 완전히 독립적이라는 것을 알았습니다." "이러한 종류의 프로브에는 특히 흔하지 않습니다." Martí은이 기술이 종양 제거 요법의 효과를 정량화하거나 암 세포를 파괴하기 위해 열을 사용하거나 단순히 암의 존재를 측정하는 데 유용 할 수 있다고 말했다. 그는 다른 세포보다 신진 대사가 높기 때문에 더 많은 열을 생성 할 수 있다고 말했다. "우리는 암세포가 생산하는 열에 의해 암세포 를 식별 하고 정상적인 세포 와 구별 할 수 있는지 알고 싶습니다 ." 논문의 공동 저자는 라이스 대학원생 Ashleigh Smith McWilliams; 샌디에고 Celgene Co.의 과학자 Matthew Ware; Steven Curley, 텍사스 타일러, Christus Mother Frances Hospital의 외과 의사; 그리고 Baylor College of Medicine의 외과 연구 조교수 및 외과 혁신 및 기술 개발 이사 인 Stuart Corr. 더 탐색 실험실은 간단한 형광 계면 활성제를 생산합니다

추가 정보 : Meredith M. Ogle et al. BODIPY 분자 프로브를 사용한 체외 및 세포의 온도 감지, The Journal of Physical Chemistry B (2019). DOI : 10.1021 / acs.jpcb.9b04384 저널 정보 : 물리 화학 저널 B 라이스 대학교 제공

https://phys.org/news/2019-08-nano-thermometer-temperature-cells.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