이미징에서 '보고보고 믿는'새로운 기본 한계
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.5G 연결을 위해 개발 된 저전력, 저가 네트워크
주제 : 5G 인터넷 밀리미터 파 University Of Waterloo Wireless 으로 워털루 대학 2019년 8월 28일 5G 사물 인터넷 수십억 가지의 밀리미터 파 네트워크.
워털루 대학교 (University of Waterloo)의 연구원들은 사물 인터넷 기기가 고속 무선 연결을 수신 할 수있는보다 저렴하고 효율적인 방법을 개발했습니다. 2025 년까지 750 억 개의 IoT (Internet of Things) 장치가 설치 될 것으로 예상되면서 무선 네트워크의 요구 사항에 대한 부담이 갈수록 커질 것입니다. 현대 WiFi 및 셀룰러 네트워크로는 IoT 장치의 유입을 지원하기에 충분하지 않다고 연구원들은 새로운 연구에서 강조했다. 무허가 대역폭의 다중 기가 헤르츠 (오늘날의 WiFi 및 셀룰러 네트워크에 할당 된 200 배 이상)를 제공하는 네트워크 인 밀리미터 파 (mmWave)를 사용하여 문제를 해결할 수 있습니다. 실제로 5G 네트워크는 mmWave 기술로 구동 될 것입니다. 그러나 mmWave를 사용하는 데 필요한 하드웨어는 비싸고 전력이 많이 소모되므로 많은 IoT 응용 프로그램에 배포하는 데 방해가됩니다. 워털루의 David R. Cheriton School of School of Science의 조교수 인 Omid Abari는“IoT 애플리케이션 용 mmWave를 활용하는 기존의 문제를 해결하기 위해 mmX라는 새로운 mmWave 네트워크를 만들었습니다. "mmX는 mmWave 네트워크의 비용과 전력 소비를 크게 줄여 모든 IoT 애플리케이션에서 사용할 수있게합니다." 많은 IoT 응용 프로그램에서 속도가 느린 WiFi 및 Bluetooth와 비교하여 mmX는 훨씬 높은 비트 전송률을 제공합니다. “mmX는 모든 IoT 장치에 대해 훨씬 빠른 인터넷 연결을 제공 할뿐 아니라 가상 현실, 자율 주행 자동차, 데이터 센터 및 무선 셀룰러 네트워크와 같은 응용 프로그램에서도 사용될 수 있으므로 WiFi 및 무선 환경을 개선 할뿐만 아니라 Cheriton Computer Science School의 박사후 연구원 인 Ali Abedi는 말했다. “전통적으로 WiFi와 저주파를 사용하던 가정에있는 모든 센서는 이제 고속 밀리미터 파 네트워크를 사용하여 통신 할 수 있습니다. “자율 주행 자동차도 와이어를 통해 연결될 수많은 센서를 사용할 것입니다. 이제 무선으로보다 안정적으로 만들 수 있습니다.”
### 연구, 워털루의 학부 수학 연구자 Abari, 아베 디, 연구 보조원 모하메드 마자 헤리 및 Soroush 세열 수류탄 ameli의에 의해 작성된 것들의 수십억 밀리미터 웨이브 네트워크는 최근 ACM의 SIGCOMM 2019 컨퍼런스에서 발표되었다.
추상
사물 인터넷 (IoT)의 출현으로 수십억 개의 새로운 연결된 장치가 온라인으로 제공되어 오늘날의 WiFi 및 셀룰러 스펙트럼에 큰 부담을 안고 있습니다. 이러한 많은 IoT 장치는 저 변조 방식을 사용하는 저전력 장치이므로 스펙트럼을 효율적으로 사용하지 않기 때문에이 문제는 더욱 악화 될 것입니다. 밀리미터 파 (mmWave) 기술은 대량의 고주파 스펙트럼을 사용하여 무선 네트워크를 혁신하고 스펙트럼 부족 문제를 해결할 것을 약속합니다. 그러나이 기술을 적용하면 문제가 발생합니다. 과거의 연구는 5G, 가상 현실 및 데이터 센터와 같은 신흥 애플리케이션에 초 당 수 기가비트 링크를 필요로하는 동시에 상당한 에너지와 컴퓨팅 성능을 제공하는 mmWave를 사용하는 데있어 어려움을 해결했습니다. 대조적으로 이 백서는 저전력, 저비용 IoT 장치를위한 mmWave 네트워크 설계에 중점을 둡니다. 우리는 기존의 mmWave 기술이 그러한 IoT 장치에 사용되지 못하게하는 주요 과제를 해결합니다. 첫째, 현재 mmWave 무전기는 전력이 고갈되고 고가입니다. 둘째, mmWave 라디오는 지향성 안테나를 사용하여 최상의 빔 정렬을 검색합니다. 기존 빔 검색 기술은 복잡하고 액세스 포인트 (AP)의 피드백이 필요하므로 저전력 저비용 IoT 장치에 적합하지 않습니다. IoT 장치 용 mmWave를 이용하는 기존의 문제를 해결하는 새로운 mmWave 네트워크 인 mmX를 소개합니다. mmX를 구현하고 경험적으로 평가했습니다. 현재 mmWave 라디오는 전력이 고갈되고 비싸다. 둘째, mmWave 라디오는 지향성 안테나를 사용하여 최상의 빔 정렬을 검색합니다. 기존 빔 검색 기술은 복잡하고 액세스 포인트 (AP)의 피드백이 필요하므로 저전력 저비용 IoT 장치에 적합하지 않습니다. IoT 장치 용 mmWave를 이용하는 기존의 문제를 해결하는 새로운 mmWave 네트워크 인 mmX를 소개합니다. mmX를 구현하고 경험적으로 평가했습니다. 현재 mmWave 라디오는 전력이 고갈되고 비싸다. 둘째, mmWave 라디오는 지향성 안테나를 사용하여 최상의 빔 정렬을 검색합니다. 기존 빔 검색 기술은 복잡하고 액세스 포인트 (AP)의 피드백이 필요하므로 저전력 저비용 IoT 장치에 적합하지 않습니다. IoT 장치 용 mmWave를 이용하는 기존의 문제를 해결하는 새로운 mmWave 네트워크 인 mmX를 소개합니다. mmX를 구현하고 경험적으로 평가했습니다.
https://scitechdaily.com/low-power-low-cost-network-developed-for-5g-connectivity/
.플랑크톤은 이전에 생각했던 것보다 영양 스트레스에 더 탄력적입니다
에 의해 캘리포니아 대학교 어바인 영양소 이용률의 지역적 차이를 나타내는 고감도 기술을 사용하여 측정 된 표면 인산염의 전체 분포. 크레딧 : 그림은 UC Irvine의 Adam Martiny가 수행했으며 '10 Big Ideas '프로그램의 NSF 지원을 통해 가능해졌습니다. 2019 년 8 월 28 일
지구계 과학자 및 해양학 자로 구성된 국제 팀이 수중 먹이 사슬을 지원하는 주요 광물 인 표면 해양 인산염의 최초의 고해상도 글로벌지도를 만들었습니다. 그렇게하면서 어바인 주도의 캘리포니아 대학 (University of California, Irvine-led group)은 해양 식물성 플랑크톤이 이전에 생각했던 것보다 영양 스트레스에 훨씬 더 탄력적이라는 것을 알게되었습니다. 오늘 사이언스 어드밴스 (Science Advances)에 발표 된 이번 연구 결과 는 기후 변화 예측에 중요한 영향을 미쳤다. 해양 조류는 지구 대기에서 상당한 양의 이산화탄소를 흡수하여 지구 온도를 조절하는 데 유용한 서비스를 제공합니다. UCI 지구 시스템 과학 및 생태 및 진화 생물학 교수 인 아담 마티니 (Adam Martiny)는“ 해양 영양소의 전 세계 분포를 이해하는 것은 해양 물리학과 해양 생물학의 변화 사이의 연관성을 확인하는 데 필수적 ”이라고 말했다. "이지도를 보유한 결과 중 하나는 영양소가 부족한 환경에서도 플랑크톤 커뮤니티가 매우 탄력적이라는 것을 보여줄 수 있다는 것입니다. 낮은 해양 영양소 가용성 은 기후 변화의 예측 결과 중 하나이므로 플랑크톤에게는 희소식이 될 수 있습니다. 우리를 위해. " 용해 된 무기 인산염 은 해양 서식지에서 중요한 생지 화학적 인 역할을하지만 감지하기는 어렵다. 인은 DNA와 아데노신 트리 포스페이트와 같은 생명에 필수적인 분자에서 중요한 요소 로, 세포간에 화학 에너지를 저장하고 전달합니다. 식물 플랑크톤에 유용한 다른 많은 영양소 들과는 달리, 지구는 유한 한 양의 인을 가지고 있으며 바다에서는 거의 없습니다. 과학자들이 해양 먹이 웹의 역학을 이해하고 기후 변화로 인한 해양 화학의 변화에 어떤 영향을 미치는지 이해하는 데 도움이되는 장소와 양을 알고 있습니다. Martiny와 그의 동료들은 지구의 모든 해양 분지를 덮고있는 42 개의 연구 항해에서 수집 된 50,500 개 이상의 해수 샘플을 분석했습니다. 마티니는 광물이 부족한 지역을 식별하는 것 외에도 대서양과 태평양의 주요 해양 유역에서 이전에 알려지지 않은 인산염 수준을 발견 할 수 있다고 말했다. "우리는 오랫동안 위도 가 높은 영양소가 풍부한 바다 와 위도가 낮은 바다 사막에 대한 단순한 견해를 가지고 있었다 "고 말했다. 그러나이 논문에서 우리는 현재 영양소 스트레스에 대한 예측이 너무 심해서 해양 생물이 이전에 생각했던 것보다 제한된 인산 공급을 더 잘 처리 할 수 있다고 주장한다.
더 탐색 해양 미생물은 기후 조절에 점점 더 중요한 역할을 할 수 있습니다 추가 정보 : AC Martiny el al., "표면 양 인산의 생물 지구 화학적 제어", Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/8/eaax0341 저널 정보 : 과학 발전 에 의해 제공 캘리포니아 대학교 어바인
https://phys.org/news/2019-08-plankton-resilient-nutrient-stress-previously.html
.이미징에서 '보고보고 믿는'새로운 기본 한계
세인트루이스 워싱턴 대학교 브랜디 제퍼슨 면내 γ2D 및 3D γ3D 회전 구속 조건의 비교. 크레딧 : Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.198301, 2019 년 8 월 28 일
큰 질문에 대한 답은 점점 더 작은 영역에 대한 접근을 요구합니다. 연구자들이 이미징의 한계를 계속 추진함에 따라, 세인트 루이스에있는 워싱턴 대학의 과학자는 분자의 회전 운동을 측정 할 때 정확도에 대한 근본적인 장벽을 발견했습니다. 맥 켈비 공과 대학의 전기 및 시스템 공학 교수 인 Matthew Lew는이 장벽의 결과를 많은 사람들에게 친숙한 것으로 비유합니다. 미국 물리학 회의 주요 간행물 인 Physical Review Letters 에 발표 된 그의 연구 결과에 따르면 Lew는“차 안에서 사이드 미러를 볼 때 면책 조항이있다 . "우리는 현미경의 물체가 보이는 것보다 제한이 적다는 것을 발견했다. 형광 분자는 항상 실제보다 회전 자유도가 더 제한되어있는 것으로 보인다"고 Lew는 말했다. 이 불일치는 측정 노이즈 의 결과입니다 . 분자가 매끄럽고 둥근 볼을 따라 직선 경로를 따라 움직이고 서로 부딪 히고 서로 달라 붙어 있기 때문에 중요합니다. "화학 및 생물학적 반응에 중요하다 :"포켓과 바인딩 모티프의 올바른 매칭이 필요하다 "고 Lew는 말했다. 퍼즐 조각, 즉 반응이 일어나려면 일치하고 연결해야합니다. 3 차원으로 이동하는 것 외에도 분자는 고르지 않은 표면을 굴러 내리는 공처럼 모든 방향으로 흔들리고 비틀고 회전하는 것처럼 회전합니다. 연구자들은 분자가 어떻게 상호 작용하는지 이해하기 위해 직선 이동 운동과 회전 회전 운동을 모두 볼 필요가있다. 그러나, 무엇이든 보려면 이미징 장치 가 형광 물체에서 방출 된 빛을 포착해야합니다. 이러한 작은 물질의 경우, 상대적으로 적은 수의 광자를 의미 할 수 있습니다. Lew가 빛을 다루는 한계를 발견했습니다. 이미지를 찍는 물체가 너무 어두우면 회전이 제한되어 실제보다 덜 회전하는 것처럼 보입니다. 회전하는 선풍기처럼 회전하는 분자는 흐릿한 칼날처럼 매끄럽게 보입니다. 그러나 해당 팬이 희미하게 켜지면 블레이드가 완벽하게 매끄럽게 보이지 않고 대신 "더듬 거림"으로 나타납니다. 따라서 실제보다 적게 회전하는 것으로 보입니다. (그러나 팬 비유의 기본 물리학은 이미징 분자의 물리학과 다릅니다). Lew는“분자가 완전히 자유롭게 회전한다면 매끄러운 공처럼 보일 것이다. "그 위에 공이 있으면 공을 매끄럽게 할 수 없습니다. 그 소음, 거칠기는 거칠게 회전하지 않는 분자로 구성된 공처럼 보입니다." 그 소음은 빛의 결과입니다. 분자만큼 작은 것을 이미징하면 적은 수의 광자를 처리합니다. 정교하게 소량의 빛인이 광자를 촬영하는 것은 양자 세계의 영역에 속합니다. 이러한 사진은 유한 한 수의 광자로 구성되어 있기 때문에 완벽하게 매끄럽지 않습니다. 몇 광자만으로 사진을 찍으면 밤에 사진을 찍는 것처럼 흐릿하거나 시끄러운 사진이 만들어집니다. 소음이 움직이는 팬 앞의 스트로브 라이트를 깜박이는 것과 유사한 회전 운동을 포착하려고하면 결과적으로 일부 움직임이 누락되어 분자가 실제보다 더 억제 된 것처럼 보입니다.
https://youtu.be/r6wxNr9lmlA
종종 과학자들은 노이즈의 영향을 줄이기 위해 여러 개의 이미지 를 평균화하지만이 경우 노이즈가 많은 이미지를 평균화하면 정확한 결과를 얻을 수 없습니다. "이것은 근본적인 물리 문제이다"라고 Lew는 말했다. 그의 연구는 분자가 가장 희미한 하한선을 연구 한 후 부분적으로 고정 된 것처럼 보이는 물체가 실제로 고정되어 있는지 또는 실제로 자유롭게 회전하지만 방해되고 있는지 판단하는 것은 근본적으로 불가능합니다. 소음. 또한 연구 결과에 따르면 과학자들은 2D 회전 대 3D 회전을 측정하는 방법을 사용하여 신중하게 선택해야합니다. 이러한 기술은 실제로 동일한 회전 운동을 다르게 인식하여 해석이 달라질 수 있기 때문입니다. 그러나 이미징 기술에 관계없이 노이즈로 인한 불확실성이 남아 있습니다. 이 연구는 전적으로 불확실성에 관한 것이 아닙니다. "우리는 시뮬레이션을 사용하여 이러한 한계를 모델링하고 단일 분자 의 이미징에서 그 효과가 무엇인지 알아낼 수 있으며이 지식을 이미지 처리 알고리즘에 통합 할 수 있습니다." 그러나 기본적으로 수학은 특정 시점에서 완전히 회전하는 것과 부분적으로 제한된 것을 구별 할 수있는 방법이 없다고 말합니다. Lew는 "그러나 최소한 그 한계가 어디에 있는지 알게 될 것"이라고 말했다. 이미징 연구가 중요한 이유 많은 질병과의 싸움에서 이미징 연구가 중요합니다. 예를 들어, 알츠하이머와 같은 아밀로이드 질환에서, 아밀로이드 베타 및 타우와 같은 특정 단백질은 덩어리가되어 뇌에서 엉킴을 유발할 수 있습니다. 그 전에 증상이 나타나기 전에 이러한 단백질의 개별 사본이 세포 내에서 움직입니다. "우리는 그들이하는 일을 모른다"고 Lew는 말했다. "때때로 그들은 어떤 종류의 형태를 취하여 응집하게 할 것입니다."이러한 응집은 질병의 가장 초기 단계를 알려줍니다. "우리는 그 개별 단백질이 병이 퍼지는 것에서부터 병의 진행의 첫 단계를 안내하는 형태로 바뀌는 것만으로 이해하고 싶습니다."
더 탐색 얽힌 광자 자이로 스코프는 고전적인 한계를 극복 추가 정보 : Oumeng Zhang et al. 형광 현미경을 사용하여 단일 분자의 회전 구속 조건을 측정하기위한 기본 제한, 물리적 검토 편지 (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.122.198301 저널 정보 : 실제 검토 서한 세인트루이스 워싱턴 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-08-fundamental-limit-believing-imaging.html
2019 년 8 월 28 일 기능
.Organ-on-a-chip : 전기 전자 셀을 전기적으로 조사하기위한 3D 자체롤 바이오 센서 어레이
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 인간 전기 회전 타원체의 전기적 조사를위한 3-D-SR-BA. (A) 3-D-SR-BA는 희생 층 (빨간색 화살표)에 기존의 리소그래피 기술을 사용하여 제작됩니다. 수동형 (마이크로 전극) 또는 능동형 [그래 핀 전계 효과 트랜지스터 (GFET)] 바이오 센서의 마킹 된 검은 점선 박스의 확대 된 확대도. S 및 D는 각각 GFET의 소스 및 드레인을 나타낸다. (B) 금속 인터커넥트 (골드 컬러 트레이스)의 프리스트레스를 활용하여 희생 층을 제거하면 어레이가 자동 롤링됩니다. 표시된 빨간 파선 상자의 삽입 된 확대도. (C) 3-D-SR-BA에 캡슐화 된 심장 스페 로이드는 3-D에서의 전기적 측정을 허용한다. (D) 2-D의 심장 스페 로이드와 어레이 사이의 인터페이스는 스페 로이드의 정점에서만 전기 측정을위한 제한된 인터페이스를 제공합니다. 신용:
세포 간 통신은 생물학적 시스템의 기능을 조정하는 데 중요한 역할을합니다. 3 차원 (3D) 회전 타원체 (세포 응집체)는 생물 학자들이 조직 개발 및 약물 발견 중에 세포 통신을 탐색 할 수있게 해줍니다. 3 차원 구조는 실험실에서 생체 내 미세 환경을 모방 할 수 있기 때문입니다. 세포 전기 생리학은 전기 활성 세포 (심장 세포, 뉴런)를 연구하는 기존의 신호 기술입니다. 그러나이 기술은 아직 3D의 여러 사이트에서 조직에 대한 직접적인 동시 조사를 제공하지 않습니다. Science Advances에 게시 된 새로운 보고서에서, Anna Kalmykov 및 미국과 싱가포르의의 생명 공학, 기계 및 항공 우주 공학, 화학, 재료 과학 및 엔지니어링 부서의 학제 간 연구 팀은 3D, 자동 롤 바이오 센서 어레이 (3-D-SR-BA)를 개발했습니다. ). 그들은 전자기장 세포 행동을 조사하기 위해 캡슐화 된 3-D 인간 심장 스페 로이드와 인터페이스하기 위해 장치 내에 내장 된 능동 장 유효 트랜지스터 또는 수동 미세 전극을 내장하고있다. 이 연구팀은 어레이를 사용하여 동시 칼슘 이미징과 함께 높은 감도 및 시공간 해상도로 필드 전위의 연속적이고 안정적인 다중 기록을 획득했습니다. 이 접근 방식을 통해 과학자들은 전기 생리 학적 조사를 수행하여 전자 온칩 (organ-on-e-e-chip) 플랫폼 (organ-on-e-chip)에서 3 차원 세포 집합 내에서 복잡한 신호 전달을 모니터링 할 수있었습니다. 이 연구는 부정맥과 같은 질병을 치료하기위한 전기 활성 세포 기반 약물 개발 전략을 지원하면서 실험실에서 살아있는 조직 성숙과 세포 분화를 조사하는 방법을 제시 할 것입니다. 다세포 생활은 다양한 조직과 기관에서 고차 기능의 기초를 형성하는 세포 간 통신을 기반으로합니다. 세포는 고유 한 3 차원 미세 환경과 주변 매트릭스에 서로 밀접하게 연결되어 복잡하고 역동적 인 시스템 을 형성 합니다 . Bioscientists는 일반적으로 배양이 세포 의 시험 관내 연구 년간 2 차원 표면 (세포 배양 플레이트). 그러나, 2-D 및 3-D 배양 기술 은 세포 행동의 많은 주요 특성에서 정량적으로 및 정 성적으로 다르다 .
희생 층 에칭으로부터 방출시 3-D 자기 롤링 바이오 센서 어레이 (3-D-SR-BA)의 기하학적 형태. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729
세포 전기 생리학은 췌장 섬의 전기 활성 심근 세포 (CMs), 뉴런 및 α / β 세포를 포함하여 넓은 범위의 세포와 간세포 및 면역 세포를 포함한 비 전기 활성 세포를 통한 세포 통신을 연구하는 데 사용됩니다. organ-on-chip 플랫폼에서 배양 된 3-D 오가 노이드 는 조직 개발 및 약물 발견 전략 을 조사하기위한 새로운 길을 형성했습니다 . 바이오 엔지니어 는 이러한 시스템을 사용하여 조직 공학의 잠재적 응용 분야와 함께 세포-세포 통신의 기본 메커니즘을 연구했습니다 . 본 연구에서, Kalmykov et al. 전자 롤링 된 바이오 센서 어레이 (3-D-SR-BA) 로 organ-on-electronic-chip을 엔지니어링하는 새로운 결합 된 접근법을 제시하고 3D 다세포 시스템을 연구하기 위해 회전 타원체의 전기 생리 학적 측정을 수행했습니다. 재료 과학자들은 현재 빛, pH, 온도 및 전기 또는 자기 트리거에 대한 세포 재료의 움직임 / 작동을 이해하기 위해 살아있는 세포로 자체 롤링 된 고분자 구조 를 조사하면서 흥미롭고 진화하는 생물 활성 고급 재료 를 개발 하고 있습니다.
고도로 제어 된 3-D-SR-BA. (A ~ C) 포토 리소그래피로 제작 된 3 차원 장치의 명 시야 광학 현미경 이미지. (A) 출시 전에 제작 된 3-D-SR-BA. (B) 3-D-SR-BA가 한 번의 턴으로 출시되었습니다. (C) 3-D-SR-BA는 ~ 1.7 턴으로 출시되었습니다. 스케일 바, 100 μm. (D 및 E) 다양한 곡률 반경을 가진 3-D-SR-BA-시뮬레이션 및 실험 결과. (D) 한 번의 회전으로 3-D-SR-BA. (I) 단일 회전 (내부 직경 ~ 160 μm)의 3-D-SR-BA에 대한 유한 요소 분석 (FEA) 시뮬레이션 결과. 컬러 바는 희생 층의 제거시 3-D-SR-BA의 변위의 크기를 나타내고; SU-8 레이어는 시각적으로 표시되지 않습니다. (II) 단일 회전 (n = 9)을 가진 대표적인 3-D-SR-BA의 3-D 공 초점 현미경 이미지. (E) 여러 차례의 3-D-SR-BA. (1) ~ 1.7 회전 (내경, ~ 100 μm)의 3-D-SR-BA에 대한 FEA 시뮬레이션 결과. 컬러 바는 희생 층의 제거시 3-D-SR-BA의 변위의 크기를 나타내고; SU-8 레이어는 시각적으로 표시되지 않습니다. (II) ~ 1.7 회전 (n = 15)을 갖는 대표적인 3-D-SR-BA의 3-D 공 초점 현미경 이미지. 스케일 바, 50 μm. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729.
현재 전략을 위해, 연구팀은 프리스트레스 금속 / 폴리머지지 다층 시스템을 작업 플랫폼으로하여 3 차원 전기 제어식 전기 바이오 센서 어셈블리를 개발했습니다. 연구팀은 평면에서 자동 롤링 플랫폼을 설계했으며, 표면에서 분리 될 때 제어 된 3D 형상을 달성했습니다. 그들은 접근을 사용하여 줄기 세포 유래의 조작 된 심장 세포 어셈블리 내에서 전기 신호의 전파를 연구했습니다. 이 시스템은 3D 스페 로이드 시스템의 셀-셀 통신 프로세스를 이해하는 데 이상적입니다. 3-D 디바이스 (3-D-SR-BA)는 전기 생리 학적 신호를 기록하고 복잡한 셀룰러 어셈블리의 신호 변환을 이해하는 새로운 접근 방식을 제공했습니다. 예를 들어, 심장 스페 로이드에서 전기 정보 전파에 대한 지식은 부정맥과 같은 전기 신호 기반 질병에 비해 복잡한 세포 어셈블리에서 신호 변환의 기초를 향상시킬 수 있습니다. 이 Organ-on-e-chip 플랫폼은 바이오 일렉트로닉스 플랫폼에서 조직 성숙 조사를 통해 향후 새로운 약물 치료 체제의 효능을 테스트 할 수있게합니다.
TOP : 기능성 수동 바이오 센서 (미세 전극)가있는 3-D-SR-BA. (A) 미세 전극이있는 3-D-SR-BA의 3-D 공 초점 현미경 이미지. 색상 막대는 깊이를 마이크로 미터로 나타냅니다. 스케일 바, 50 μm. (B) 600mV / s 전 (청색 트레이스) 및 이후 (적색 트레이스) PEDOT : PSS 전착 (n = 10)에서 1M KCl로 획득 한 대표적인 순환 전압도 (CV). (C) 전기 화학적 임피던스 분광법 (EIS) 플롯 전 (청색 트레이스) 및 이후 (빨간색 트레이스) PEDOT : PSS 전착 (n = 23). 아래 : 캡슐화 된 스페 로이드에서 CM의 생존력에 대한 3-D-SR-BA의 효과. (A) CM 스페 로이드에 대해 수행 된 라이브 / 데드 분석 : 3-D-SR-BA (위)에 의해 캡슐화 된 스페 로이드, 3-D-SR-BA (아래)에 캡슐화되지 않은 스페 로이드, (i)에서 이미지화 시간 (캡슐화 직후), (ii) 1 시간, (iii) 2 시간 및 (iv) 3 시간. 녹색, 적색 및 청색은 각각 살아있는 세포, 죽은 세포 및 세포핵을 나타낸다. 스케일 바, 100 μm. (B) 3-D-SR-BA (파란색)에 의해 캡슐화 된 스페 로이드 및 캡슐화되지 않은 스페 로이드 대조군 (적색)에 의해 3 시간 동안 30 분마다 이미지화 된 스페 로이드의 생존력 분석. 결과는 평균 ± SD (n = 3)로보고됩니다. 캡슐화 된 스페 로이드와 캡슐화되지 않은 대조군 스페 로이드 사이의 생존율에 유의 한 차이는 없었다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729. 캡슐화 된 스페 로이드와 캡슐화되지 않은 대조군 스페 로이드 사이의 생존율에 유의 한 차이는 없었다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729. 캡슐화 된 스페 로이드와 캡슐화되지 않은 대조군 스페 로이드 사이의 생존율에 유의 한 차이는 없었다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729.
연구팀은 전극 배열 및 장치 곡률을 통해 제어 할 수있는 조정 가능한 특성을 사용하여 3D 감지 장치에 전원을 공급했습니다. 자체 롤링 장치를 사용하여 이전에는 2D 칩 표면의 기존 전자 장치로는 접근 할 수 없었던 조직 규모 전기 생리학의 3D 측정 결과를 얻었습니다. 전체 3 차원 구조물의 전기적 활동을 측정하는 능력을 통해 구조물 전체의 신호 전파를 이해할 수있었습니다. Kalmykov et al. 구성 요소 전계 효과 트랜지스터 (FET)에 소스 및 드레인 상호 연결을 제공하기 위해 희생 층에 장치를 설계하고 금속 전극 라인이있는 폴리머 지지대를 설계했습니다 . 3D 소자의 형상 변형을 유도하기 위해 연구팀은 소자의 구성 층 사이의 잔류 불일치 응력을 조사했으며, 최종 필름의 재료 증착 압력, 증착 속도 및 두께를 변경하여 제어했습니다. 디바이스의 자체 롤링 동작을 이해하기 위해 3D 유한 요소 분석 (FEA)으로 프로세스를 모델링했습니다 . 결과를 바탕으로 그들은 건강하고 손상되지 않은 스페 로이드 를 유지 하면서 바이오 센서-셀 인터페이스 상호 작용을 개선하기 위해 50에서 200 µm의 크기 범위에서 다양한 스페 로이드의 전기적 활동을 직접 모니터링하도록 장치를 최적화했습니다 .
왼쪽 : 3 차원 심장 타원체의 전기 기록. (A) 3-D-SR-BA에 의해 캡슐화 된 Ca2 + 지시 염료 (Fluo-4, 녹색 형광)로 표지 된 3-D 심장 스페 로이드의 3-D 공 초점 현미경 이미지. 스케일 바, 50 μm. (B) (A)로 표시된 미세 전극의 2 차원지도. (C) (A) 및 (B)로 표시된 채널에서 기록 된 대표 필드 전위 (FP) 추적. AU, 임의의 단위. (A)에서 핑크 박스로 표시된 ROI의 시간의 함수로서 Ca2 + 형광 강도를 동시에 기록 하였다. (D) 평균 FP 피크 (빨간색 트레이스) 및 원시 데이터 (회색 트레이스, 채널 4에 의해 기록 된 100 개의 피크). 오른쪽 : 3-D-SR-BA를 사용하여 3 차원 전기 신호 전파 매핑. (A) 12 개 채널에서 대표적으로 기록 된 단일 FP 고속 과도. 빨간색과 파란색 화살표는 기록 된 과도의 양과 음의 위상을 나타냅니다. 각기. (B) 모든 12 개 채널에서 빠른 과도 신호 위상의 2D 표현. 휴지 상태는 t = 14.9ms에, 탈분극 파 전파는 t = 22.0ms 및 t = 27.5ms에 제시된다. (C) t = 22.7 ms에서 3-D 렌더링 된 신호 전파. 스케일 바, 50 μm. (D) 시간 지연의 등시성 맵의 2 차원 표현. 스케일 바, 35 μm. (C) 및 (D)의 흰색 화살표는 평균 전도 속도 방향을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729. (D) 시간 지연의 등시성 맵의 2 차원 표현. 스케일 바, 35 μm. (C) 및 (D)의 흰색 화살표는 평균 전도 속도 방향을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729. (D) 시간 지연의 등시성 맵의 2 차원 표현. 스케일 바, 35 μm. (C) 및 (D)의 흰색 화살표는 평균 전도 속도 방향을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax0729.
연구팀은 3 차원 소자의 유연성을 설명하기 위해 그래 핀 FET (GFET)를 능동 바이오 센서로 포함시켰다. 동시에, 여러 장소에서 정확한 전기 자극을위한 셀룰러 네트워크의 전기 생리학을 연구하기 위해 MEA (Microelectrode Array)와 같은 수동 바이오 센서를 설계했습니다. 개념 증명으로서 Kalmykov et al. 셀룰러 분해능에서 회전 타원체의 전기적 활동을 조사하기 위해 3D 장치에서 MEA를 사용했습니다. 그들은 CV (cyclic voltammetry)와 EIS (electrochemical 임피던스)를 사용하여 내장 마이크로 전극의 전기 화학적 특성을 확인하고 전기 기록 개선 과 전기 화학적 활성 향상을 위해 바이오 센서를 수정했습니다 . 능동형 바이오 센서 (GFET)가있는 3 차원 장치연구팀은 탁월한 전기 전도성, 우수한 견고성, 기계적 강도 및 조정 용이성으로 인해 센서를 포함했습니다. 연구팀 은 자발적인 세포 박동 을 억제 하기 위해 blebbistatin 으로 치료 한 5 일 된 심근 세포 (CM) 회전 타원체와 함께 세포 물질 생존력 분석을 사용하여 3-D 장치의 생체 적합성 테스트를 수행했습니다 . 결과는 3-D 장치가 캡슐화 된 스페 로이드의 건강 또는 생존력에 부정적인 영향을 미치지 않았다는 것을 보여 주었다. 추가 실험 동안, 연구팀은 인간 배아 줄기 세포 유래 심근 세포 스페 로이드 로부터 3-D 기록을 얻었 으며, 이는 시딩 3 일까지 자발적인 수축을 나타냈다. 7 일째에, 그들은 전기 생리 학적 기록을 얻기 위해 개선 된 세포 인터페이스 상호 작용을 위해 바이오 센서와 접촉하여 성공적인 캡슐화를 위해 전기 발생 세포를 3-D 장치로 옮겼다. 이 팀은 캡슐화 후 최대 3 시간 동안 동일한 시간에 높은 주파수 해상도의 비트 주파수 정보를 포함하여 동일한 스페 로이드에서 안정적인 레코딩을 발견했습니다. 그들은 전기 기록을 얻었고 회전 타원체 표면의 3 차원 등시성지도 를 만들고 전도 속도를 계산했으며, 이는 이전 보고서와 일치했다 . 이러한 방식으로 Anna Kalmykov와 동료들은 실험적으로 3-D-SR-BA 장치를 사용하여 3D 다세포 시스템의 다중 사이트 동시 측정에 대한 첫 번째 연구를 시연했습니다. 이 팀은 다양한 크기의 센서 맞춤형 스페 로이드 인터페이스를 위해 3D 장치 형상을 제어했습니다. 실험 설정은 3D 스페 로이드의 개별 셀 정보를 뛰어난 기록으로 제공했습니다. Kalmykov 등이 제안한 장치. organ-on-electronic-chip 바이오 일렉트로닉스에 대한 새로운 접근 방식을 도입했습니다. 연구진은 전기 생리 학적 기능을 확장하고 전기 측정 자극과 바이오 센싱을 결합하여보다 복잡한 설정을 통해 3D 전기 조직 구성에 대한 심층적 인 통찰력을 얻는 것을 목표로합니다.
더 탐색 연구자들은 약물 개발을 향상시키기 위해 organ-on-chip 기술을 발전시킵니다 추가 정보 : Anna Kalmykov et al. Organ-on-e-chip : Human electrogenic spheroids, Science Advances (2019) 의 전기 조사를위한 3 차원 자동 롤 바이오 센서 어레이 . DOI : 10.1126 / sciadv.aax0729 Stacey A. Maskarinec et al. 국립 과학원 ( National Academy of Sciences , 2009) 의 3 차원 세포 견인력의 정량화 . DOI : 10.1073 / pnas. 0904565106 Massimo Scanziani et al. 빛의 시대의 전기 생리학, Nature (2009). DOI : 10.1038 / nature08540 저널 정보 : 과학 발전 , 자연 , 국립 과학 아카데미의 절차
https://phys.org/news/2019-08-organ-on-a-chip-d-self-rolled-biosensor-array.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/
.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
.아인슈타인의 일반 상대성 이론은 가장자리에서 싸우기 시작
TOPICS : 천체 물리학 블랙홀 우주론 인기 UCLA 작성자 : STUART WOLPERT, UCLA NEWS 2019 년 7 월 25 일 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의문이 제기되었지만 지금은 여전히 유효합니다 S0-2 (이 아티스트의 렌더링에서 파란색과 녹색 물체)로 알려진 별은 2018 년 은하수 중심의 초 거대 블랙홀에 가장 가깝게 접근했습니다.
UCLA 물리 및 천문학 교수 인 Andrea Ghez는 Albert Einstein이 그의 상징적 상대성 이론을 발표 한 지 100 년이 넘게 끝났다고 말했다. 이제 우리 은하 중심의 괴물 같은 블랙홀 근처에서 가장 포괄적 인 일반 상대성 테스트 에서 Ghez와 그녀의 연구팀은 7 월 25 일 아인슈타인의 이론이 주장하는 Science 저널에보고했다. 이 연구의 공동 저자 인 Ghez는“적어도 지금은 아인슈타인의 권리입니다. “뉴턴의 중력 법칙을 완전히 배제 할 수 있습니다. 우리의 관찰은 아인슈타인의 일반 상대성 이론과 일치합니다. 그러나 그의 이론은 분명히 취약점을 보여주고있다. 블랙홀 내부의 중력을 완전히 설명 할 수는 없으며, 어느 시점에서 우리는 아인슈타인 이론을 넘어 블랙홀이 무엇인지 설명하는보다 포괄적 인 중력 이론으로 넘어 가야합니다.”
아인슈타인의 일반 상대성 이론에 의문 별 궤도를 도는 초 거대 블랙홀. 니콜 풀러 / 국가 과학 재단
아인슈타인의 1915 년 일반 상대성 이론은 우리가 중력이 공간과 시간의 곡률에서 발생한다는 것을 인식한다고 주장합니다. 과학자는 태양과 지구와 같은 물체가이 기하학을 바꾸라고 제안했습니다. UCLA 주도의 천문학 자 팀이 초 거대 블랙홀 근처에서 현상을 직접 측정 한 게슈 박사는 아인슈타인의 이론은 중력의 작용에 대한 가장 좋은 설명이라고 말했다. Andrea Ghez : 중력이 느껴지는 느낌.
https://youtu.be/Xdo0V9HDeRM
Julie Winokur의 비디오
중력을 포함한 물리 법칙은 우주 어디에서나 유효해야한다고 그녀는 연구팀이 S0-2로 알려진 별을 보면서 3 차원으로 완전한 궤도를 만드는 세계에서 단 두 그룹 중 하나라고 덧붙였다. 은하수 중심의 초 거대 블랙홀 주변. 전체 궤도는 16 년이 걸리며 블랙홀의 질량은 태양의 질량보다 약 4 백만 배입니다. 연구원들은 그들의 연구가 초 거대 블랙홀과 아인슈타인의 일반 상대성 이론에 대해 수행 된 가장 상세한 연구라고 밝혔다. 이 연구의 핵심 데이터는 Ghez 팀이 지난 4 월, 5 월 및 9 월에 분석 한 "좋아하는 별"이 엄청난 블랙홀에 가장 근접한 접근을했다고 분석 한 스펙트럼입니다. Ghez가 별의“빛의 무지개”라고 묘사 한 스펙트럼은 빛의 강도를 나타내며 빛이 이동하는 별에 대한 중요한 정보를 제공합니다. 스펙트럼은 또한 별의 구성을 보여줍니다. 이 데이터는 Ghez와 그녀의 팀이 지난 24 년 동안 수행 한 측정치와 결합되었습니다. 동료 제임스 라킨 (James Larkin)이 이끄는 팀이 UCLA에 구축 한 분광기를 사용하여 하와이의 WM eck 천문대 (WM Keck Observatory)에서 수집 한 스펙트럼은 3 차원을 제공하여 별의 움직임을 이전에는 얻을 수 없었던 수준의 정밀도로 나타냅니다. (Keck Observatory에서 연구원들이 찍은 별의 이미지는 두 가지 다른 차원을 제공한다.) Larkin의 기기는 빗방울이 태양으로부터 빛을 분산시켜 무지개를 만드는 방식과 유사하게 별에서 빛을 가져와 분산시킨다. 천체 물리학의 Lauren B. Leichtman과 Arthur E. Levine 의자를 보유하고있는 Ghez는“S0-2의 특별한 점은 3 차원으로 완전한 궤도를 가지고 있다는 점입니다. “이로 인해 우리는 일반 상대성 테스트에 대한 입장권을 얻게됩니다. 우리는 중력이 초 거대 블랙홀 근처에서 어떻게 작용하는지와 아인슈타인의 이론이 우리에게 전체 이야기를 전하고 있는지 물었습니다. 별들이 완전한 궤도를 통과하는 것을 보는 것은이 별들의 움직임을 사용하여 근본적인 물리를 시험 할 수있는 첫 번째 기회를 제공합니다.”
https://youtu.be/RcPHvEnhFP4
Zina Deretsky / National Science Foundation의 애니메이션
Ghez의 연구팀은 초 거대 블랙홀 근처의 공간과 시간의 혼합을 볼 수있었습니다. “뉴턴의 중력 버전에서 공간과 시간은 분리되어 있으며 혼합되지 않습니다. 아인슈타인 하에서는 블랙홀 근처에서 완전히 섞이게됩니다.”라고 그녀는 말했다. 국립 과학 재단 천문 과학부 리차드 그린 (Richard Green) 국장은“이러한 근본적인 중요성을 측정하기 위해서는 최첨단 기술을 통해 수년간 환자를 관찰해야했다”고 말했다. 이 부서는 20 년 이상 연구팀의 발견에 중요한 몇 가지 기술적 요소와 함께 Ghez를 지원했습니다. "그의 엄격한 노력을 통해 Ghez와 그녀의 협력자들은 강력한 중력에 대한 아인슈타인의 아이디어에 대한 중요성을 입증했습니다." Lewis 천문대 소장 힐튼 루이스는 게슈를“가장 열정적이고 강렬한 users 사용자 중 한 명”이라고 말했다. 우리 은하의 중심에 있습니다.” 연구원들은 S0-2에서 지구로 이동하면서 광자 (빛의 입자)를 연구했습니다. S0-2는 가장 가까운 접근 방식에서 시속 1600 만 마일 이상의 물집 속도로 블랙홀 주위를 이동합니다. 아인슈타인은이 지역에서 블랙홀과 가까운 곳에서 광자들이 추가 작업을해야한다고보고했다. 별을 떠날 때의 파장은 별이 얼마나 빨리 움직이는가뿐만 아니라 광자가 블랙홀의 강력한 중력장을 벗어나기 위해 소비하는 에너지의 양에 달려 있습니다. 블랙홀 근처에서는 중력이 지구보다 훨씬 강합니다. 아인슈타인의 일반 상대성 이론은 여전히 유효
푸른 빛
Ghez는 작년 여름에 부분 데이터를 발표 할 기회를 얻었지만 팀이 데이터를 철저히 분석 할 수 없도록 선택했습니다. “우리는 중력이 어떻게 작동하는지 배우고 있습니다. 그것은 4 가지 기본 힘 중 하나이며 우리가 가장 적게 시험 한 것”이라고 그녀는 말했다. “우리가 방금 묻지 않은 많은 지역이 있는데, 여기서 중력은 어떻게 작동합니까? 지나치게 확신하기 쉽고 데이터를 잘못 해석하는 많은 방법이 있으며, 작은 오류가 중대한 실수로 누적 될 수있는 여러 가지 방법이 있기 때문에 분석을 서두르지 않았습니다.” 2008 년 MacArthur "Genius"Fellowship 수상자 인 Ghez는 초 거대 블랙홀을 도는 3,000 개 이상의 별을 연구합니다. 그녀는 천문학 자들이 그들을 볼 것으로 기대하지 않는 지역에서 수백 명이 젊다 고 말했다. S0-2의 광자가 지구에 도달하는 데 26,000 년이 걸립니다. UCLA Galactic Center Group을 지휘하는 Ghez는“우리는 매우 기쁘고 이러한 측정을 위해 수년 동안 준비해 왔습니다. "우리에게는 내장 적이지만 지금은 26,000 년 전에 실제로 일어났습니다!" 이것은 Ghez의 연구팀이 초 거대 블랙홀 근처의 별에 대해 수행 할 일반적인 상대성에 대한 많은 테스트 중 첫 번째입니다. 그녀에게 가장 관심이있는 별 중에는 가장 짧은 궤도를 가진 S0-102가 있으며 블랙홀 주변에서 완전한 궤도를 완성하는 데 11 년 반이 걸린다. Ghez 연구의 대부분의 별은 인간의 수명보다 훨씬 긴 궤도를 가지고 있습니다. Ghez의 팀은 2018 년 중요한 기간 동안 하와이의 휴면 마우나 케아 화산 꼭대기에 위치한 세계 최대의 최고의 광학 및 적외선 망원경 중 하나 인 eck 전망대를 사용하여 4 박마다 측정을 수행했습니다. 또한 Gemini Observatory의 광학 적외선 망원경과 하와이의 Subaru Telescope로 측정합니다. 그녀와 그녀의 팀은 하와이의 현장과 UCLA 물리 및 천문학과의 관측 실에서 원격으로이 망원경을 사용했습니다. 블랙홀은 밀도가 높기 때문에 중력을 잡아 당길 수 없습니다. (직접 볼 수는 없지만 근처의 별에 미치는 영향을 볼 수 있고 시그니처를 제공합니다. 블랙홀의 "이벤트 수평선"을 지나면 탈출 할 수 없습니다. 그러나 S0-2 스타는 여전히 가장 가까운 접근에서도 이벤트의 지평선에서 멀어 지므로 광자가 들어오지 않습니다.) Ghez의 공동 저자로는 과학 논문의 수석 저자 인 Tuan Do, UCLA 연구 과학자 및 UCLA Galactic Center Group의 부국장; 전 UCLA 박사후 연구원 인 Aurelien Hees는 현재 파리 천문대 연구원입니다. UCLA 물리 및 천문학 교수 Mark Morris; Eric Becklin, UCLA 물리 및 천문학 교수; UCLA 물리 및 천문학 조교수 Smadar Naoz; 제시카 루 (Jessica Lu)는 UC 버클리 전 천문학 조교수였던 전 UCLA 대학원생이다. UCLA 대학원생 Devin Chu; UCLA 프로젝트 과학자 Greg Martinez; UCLA 연구 과학자 인 Shoko Sakai; 일본 미야기 교육 대학 부교수 니시야마 쇼고; 스페인의 Instituto de Astrofısica de Andalucıa의 연구원 인 Rainer Schoedel도 있습니다. 국립 과학 재단은 지난 25 년간 Ghez의 연구에 자금을 지원했습니다. 최근에는 WM Keck Foundation, Gordon and Betty Moore Foundation 및 Heising-Simons Foundation에서 연구를 지원했습니다. Lauren Leichtman과 Arthur Levine, Howard와 Astrid Preston도 있습니다. 1998 년에 Ghez는 천문학의 가장 중요한 질문 중 하나에 답하면서 우리 은하의 중심에 초 거대 블랙홀이 있다는 것을 보여주었습니다. 이 문제는 천세기 이상 천문학 자들 사이에서 많은 논쟁의 대상이되어왔다. Ghez가 적응 광학 (adaptive optics)이라고하는 개척자에게 도움을 준 강력한 기술은 지구 대기의 왜곡 효과를 실시간으로 교정합니다. Keck Observatory의 적응 형 광학 장치로 Ghez와 동료들은 초 거대 블랙홀 주변 환경에 대한 많은 놀라움을 밝혀 냈습니다. 예를 들어, 아무도 볼 수 없었던 어린 별과 많은 별이 예상되는 오래된 별이 없음을 발견했습니다. 게스 교수는 S0-2가 젊거나 어린 별처럼 가장하고 있는지 확실하지 않다고 말했다. 2000 년에 그녀와 동료들은 천문학 자들이 처음으로 초 거대 블랙홀 주변에서 별이 가속되는 것을 보았다고보고했다. 2003 년에 Ghez는 은하수의 블랙홀 사건이 실질적으로 강화되었으며 제안 된 대안을 모두 배제 할 수 있다고보고했다. 2005 년에 Ghez와 그녀의 동료들은 Keck Observatory에서 블랙홀 주변 지역을 포함하여 은하수 중심을 명확하게 파악했습니다. 그리고 2017 년 Ghez의 연구 팀은 S0-2에 동반자 별이 없어 다른 신비를 풀 었다고보고했습니다.
출판 : Tuan Do, et al., "은하 중심 초 거대 블랙홀을 공전하는 별 S0-2의 상대 론적 적색 편이", Science 2019 년 8 월 16 일 : eaav8137; DOI : 10.1126 / science.aav8137
https://scitechdaily.com/einsteins-general-relativity-theory-beginning-to-fray-at-the-edges/
https://youtu.be/VCmtgZJl3wM
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