초당 백만 펄스 : 입자 가속기가 X- 레이 레이저에 전력을 공급하는 방법
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An Affair To Remember Beegie Adair
.은하수의 블랙홀이 터져 몇 시간 동안 75 배나 밝아짐
오늘의 우주 , Evan Gough 종이에서 4 개의 이미지. 약 2 시간에 걸쳐, Sgr A *는 정상의 75 배로 플레어되고 다른 관찰 된 피크보다 2 배 더 밝았다. 처음에 천문학 자들은 S star SO-2를보고 있다고 생각했습니다. 크레딧 : Do et al; 2019.2019 년 8 월 14 일
은하수 중심의 블랙홀이 괴물이지만 여전히 조용합니다. 궁수 자리 A라고 불리는 태양보다 약 460 만 배 더 큽니다. 보통, 거센 거인입니다. 그러나 과학자들은 Sgr을 관찰했습니다. Keck Telescope의 A *는 밝기가 몇 시간 동안 정상의 75 배 이상으로 피는 것을 관찰했습니다. 플레어는 광학 광에서 보이지 않습니다. 모든 것이 근적외선에서 일어나고 있는데, 광학 스펙트럼에 가장 가까운 적외선 스펙트럼의 일부입니다. 천문학 자들은 Sgr을보고 있습니다. A *는 20 년 동안, 블랙홀의 출력에는 약간의 차이가 있지만,이 타오르는 사건은 천문학 자들이 전에 본 적이없는 것과 같습니다. 이 피크는 이전 피크 플럭스 레벨보다 두 배 이상 밝았습니다. 이러한 결과는 "NIR에서 전례없는 Sgr A *의 변동성"이라는 제목의 논문에서 천체 물리학 저널 서신 에 보고되었으며 시험 인쇄 사이트 arXiv.org에서 볼 수 있습니다. 주 저자는 UCLA의 천문학자인 Tuan Do입니다. 팀은 Sgr을 보았습니다. A * 5 월 13 일에 2 시간 동안 정상의 75 배로 타오르는 경우. 처음에 천문학 자 투안도는 그들이 Sgr보다는 SO-2라는 별을보고 있다고 생각했다. 에이*. SO-2는 블랙홀을 밀접하게 공전하는 S- 별 이라고 불리는 별 그룹 중 하나입니다 . 천문학 자들은 블랙홀의 궤도를 돌면서 눈을 계속 지켜보고 있습니다.
https://twitter.com/i/status/1160368687590727680
Doo 는 ScienceAlert 와의 인터뷰 에서 "블랙홀은 너무 밝아서 처음에는 S0-2 용으로 착각했습니다. 왜냐하면 Sgr A *가 그렇게 밝게 보지 않았기 때문입니다. "소스는 가변적이며 블랙홀이어야했습니다. 블랙홀과 관련하여 흥미로운 일이있을 것입니다."
이것은 실제 블랙홀의 이미지입니다. 그것은 은하 M87의 중심에있는 초대형 블랙홀이며, 사건 수평선 망원경 (EHT)에 의해 포착되었습니다. 블랙홀 자체를 실제로 볼 수 없으므로이 이미지는 실제로 이벤트의 지평선입니다. EHT의 다음 목표는 Sgr입니다. 에이*. 크레딧 : Event Horizon Telescope Collaboration
문제는 Sgr을 만든 것입니다. A * 이렇게 플레어? 이 시점에서 천문학 자들은 타오르는 원인을 확신하지 못합니다. Sgr. A *는 이전처럼 밝게 빛나지 않았습니다. 따라서 타오르는 자체는 전례가 없습니다. 블랙홀의 조용한 지역을 방해하는 것이있을 가능성이 있으며, 적어도 두 가지 가능성이 있습니다. 첫 번째는 실제로 중단이 아니라 블랙홀을 이해하는 데 사용되는 통계 모델의 부정확성입니다. 이 경우 Sgr에 대해 이러한 변형을 "정상"으로 포함하도록 모델을 업데이트해야합니다. 에이*.
Sgr 근처에서 공전하는 별 그룹. A *를 S 별이라고합니다. SO-2는 2019 년 5 월에 플레어 현상이 관찰되기 약 1 년 전에 가장 근접한 접근 방식을 만들었습니다. 크레딧 : Cmglee – 자체 작업, CC BY-SA 3.0
두 번째 가능성은 상황이 흥미로워지는 곳입니다. 블랙홀 인근에서 무언가가 바뀌 었습니다. 앞서 언급 한 별 SO-2가 주요 후보입니다. Sgr에 매우 근접한 2 개의 별 중 하나입니다. 타원형 궤도의 A *. 16 년마다 가장 가깝습니다. 2018 년 중반에는 블랙홀에서 단 17 시간 거리에있는 가장 가까운 마지막 접근 방식이었습니다. SO-2의 긴밀한 접근은 재료가 Sgr로 유입되는 방식을 방해했을 수 있습니다. 에이*. 그것은 천문학 자들이 별의 근접한 접근 후 약 1 년 후에 5 월에 보인 종류의 다양성과 밝은 플레어를 생성 할 것이다.
https://youtu.be/cpKqZxdP5j4
유럽 남부 전망대 (European Southern Observatory)는 Sgr에 의해 G2에 대한 이러한 시뮬레이션을 분리시켰다. 에이*. 크레딧 : ESO
그러나 천문학 자들은 확실하지 않다. SO-2는 별이 크지 않으므로 이러한 유형의 중단을 일으킬 가능성이 거의 없습니다. 뿐만 아니라 Sgr에 가까워지는 가장 큰 S 스타입니다. A *, 다른 별들 중 하나가 원인이 될 가능성은 낮습니다. 또 다른 가능성은 가스 구름 입니다. 2002 년 천문학 자들은 Sgr의 중심에 접근하는 수소 가스 구름이 될 것으로 생각되는 것을 보았습니다. 에이*. 2012 년까지 천문학 자들은 구름이라고 확신하고 G2로 명명했습니다. 그들은 구름의 온도를 10,000도 켈빈으로 측정하고 궤적을 측정 할 수있었습니다. 처음에 천문학 자들은 G2의 가스가 Sgr로 유입 될 수 있다고 생각했습니다. A *의 accretion 디스크이며 가열 될 때 밝게 빛날 것입니다. 그러나 그런 일은 없었습니다. 그러나 블랙홀에 가까워지면서 2019 년 5 월 불타 오르는 원인이 된 일련의 사건이 발생할 수 있습니다.
Sgr을 만나는 수소 가스 구름 (G2)의 컴퓨터 시뮬레이션 이미지. A와 뻗어있다. 이 만남은 블랙홀로 유입되는 물질의 유입을 방해하고 2019 년 5 월에 관측 된 변동성과 플레어 현상을 일으켰습니다. 피지 크
최종 분석에서 (과학에 존재하는 경우),이 플레어 링은 Sgr으로의 다양한 재료 흐름의 자연스러운 결과 일 수 있습니다. A *, 울퉁불퉁 한 것으로 예상됩니다. 이 경우 블랙홀의 변동성을 설명하는 데 사용되는 통계 모델을 다시 업데이트합니다 . 아는 유일한 방법은 Keck뿐만 아니라 밤에 은하 중심이 여전히 보이는 반면 다른 망원경으로 더 많은 데이터를 수집하는 것입니다. 지난 몇 달 동안 은하 중심 이 보였으며 '스피처, 찬드라, 스위프트, ALMA와 같은 망원경이보고있었습니다. 여러 파장에 걸친 이러한 관찰은 이용 가능한 상황을 명확히하는 데 도움이됩니다.
더 탐색 이미지 : 은하수 중심에있는 블랙홀 현상금 추가 정보 : NIR, arXiv에서 Sgr A *의 전례없는 변동성 : 1908.01777 [astro-ph.GA] arxiv.org/abs/1908.01777 저널 정보 : 천체 물리학 저널
https://phys.org/news/2019-08-milky-black-hole-flared-bright.html
.자기 모노폴에 대한 이해의 획기적인 발전은 새로운 기술을 신호 할 수 있습니다
에 의해 켄트의 대학 크레딧 : Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 123.067204, 2019 년 8 월 14 일
자기 모노폴로 알려진 준 입자가 어떻게 작용하는지 이해하는 돌파구는 전하를 대체하는 새로운 기술의 개발로 이어질 수 있습니다. 켄트 대학 (University of Kent)의 연구원들은 양자와 고전 물리학의 조합을 적용하여 자성 원자가 서로 상호 작용하여 '자기 모노폴 (magnetic monopoles)'이라는 복합 물체를 형성하는 방법을 조사했습니다. 스핀 아이스 (Spin Ices)로 알려진 물질에 대한 연구를 바탕으로 연구팀은 스핀 아이스의 결정 격자에있는 한 사이트에서 다음 사이트로 단극의 '홉'이 단일 자성 원자의 방향을 뒤집어 어떻게 달성 될 수 있는지를 보여 주었다. 낮은 온도 에서 이론적으로 자성 원자는이를 수행하기에 충분한 에너지를 갖지 않지만, 단극이 격자 위치에 도달함에 따라, 자기장이 주변에있는 자성 원자에 작용하는 필드의 변화를 유도하여 ' 에너지 장벽을 통해 . 대학교 물리 과학부 Quintanilla 박사는 다음과 같이 말했습니다 : '우리는이 신비한 저온 호핑이 양자 터널링 (quantum tunnelling)을 통해 달성된다는 증거를 발견했습니다. 시스템이 사용할 수있는 것보다 더 많은 에너지가 필요합니다. '우리는 자기 것으로 나타났다 원자 차례로 터널링을 유도하는 자신에 가로 있습니다 모노폴 경험 필드를 형성한다. 우리는이 시나리오에서 발생하는 모노폴 호핑 속도를 계산하여 이용 가능한 관측치와 광범위하게 일치한다는 것을 발견했습니다. ' 연구진 은 스핀 아이스 물질에서 모노폴 운동에 대한 이러한 더 나은 이해는 전하가 아닌 움직이는 자기 모노폴 에 기반한 미래 기술을 가능하게 할 수 있다고 제안했다 .
더 탐색 자기 모노폴로 음향 데뷔 더 많은 정보 : Bruno Tomasello et al., Spin Ice의 Monopole의 상관 양자 터널링, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 123.067204 저널 정보 : 실제 검토 서한 에 의해 제공 켄트의 대학
https://phys.org/news/2019-08-breakthrough-magnetic-monopoles-technologies.html
.연구원들은 '광자 skyrmions'를 호스팅하는 원자 물질의 새로운 위상 단계를 제안합니다
에밀 베네 레 spin-1 광자 skyrmion의 묘사. 화살표는 에너지-운동량 공간의 광자 스핀과 관련이 있습니다. 크레딧 : Purdue University image / Todd van Mechelen, 2019 년 8 월 14 일
토폴로지 분야 또는 표면이 다른 차원에서 어떻게 작동하는지에 대한 연구는 물질의 현재 이해에 크게 영향을 미쳤습니다. 가장 대표적인 예는 표면 내에서만 전기를 전도하면서 벌크 내부를 완전히 절연시키는 토폴로지 절연체입니다. 토폴로지 절연체는 표면에서은과 같이 금속처럼 작동하지만 내부에서는 유리처럼 작동합니다. 이러한 특성은 움직임에 대한 고속도로 또는 도로 블록이 있는지 여부를 나타내는 전자의 전도도 또는 흐름을 사용하여 정의됩니다. 토폴로지 절연체에 대한 미래의 응용의 한 가지 주요 동인은 스핀 전자 장치 분야에 있으며, 이들 전자는 모두 표면에 흐르면서 서로 정렬되어 동시에 회전하기 때문이다. 이제 전기 및 컴퓨터 공학 연구자들은이 같은 전자 전도성이 원자 물질 내부의 빛의 위상 특성에 영향을 준다고 제안했습니다. "우리는 빛이 원자 물질의 가장자리에만 흐르지 만 그 안에는없는 물질의 새로운 위상이 존재할 수 있음을 보여주었습니다.이 독특한 광자 특성을 가진 매우 특별한 물질이 존재할 수 있습니다. 우리는 이것을 양자라고합니다. 퍼듀 대학의 전기 및 컴퓨터 공학 부교수 인 주빈 제이콥 (Zubin Jacob)은 말했다. 이 물질 단계의 속성을 정의하는 또 다른 핵심 요소는 "photonic skyrmion"으로 알려진 토폴로지 여기입니다. 종래의 자석에서, 전자 스핀은 서로 정렬되거나 안티-정렬되는 작은 화살표로 생각 될 수있다. 대조적으로, skyrmions는 스핀의 독특한 텀블링 동작을 보여주는 스핀 자극입니다 (이미지 참조). 이들은 자극에 매우 안정적이며 스핀 트로닉 스위치 및 메모리에 활용 될 수 있습니다. 양자 자이로 전 위상은 광파의 에너지-운동량 공간에서 천공을 호스팅하고이 물질 단계의 흡연 총 표시로 사용될 수 있습니다. 이러한 물질은 기존 물질의 "도핑"또는 원자 구조를 변경함으로써 합성 될 수있다. 이 단계를 검색하기에 좋은 곳은 그래 핀과 같은 2 차원 재료입니다. 야곱과 박사 과정생 토드 반 메 첼렌 (Todd Van Mechelen)은이 문제에 대한 이론을 제시하는 연구 저널에 4 개의 논문을 발표했습니다. 이 연구는 국방 과학 연구소 (National Advanced Foundation Project Agency)의 초기 라이트-매터 상호 작용 프로그램 (Nascent Light-Matter Interactions Program)과 국립 과학 재단 (National Science Foundation)이 자금을 지원했다. 미래의 연구는 양자 자이로 상을 달성하기 위해 2 차원 물질을 도핑하는 방법을 연구하고 물질의 가장자리에서 광파가 어떻게 이동하는지 조사 할 것이다. 더 탐색 물리학 자들은 그래 핀 기반 토폴로지 절연체 제작에 한 걸음 더 다 가서 추가 정보 : Todd Van Mechelen et al. Photonic Dirac monopoles 및 skyrmions : spin-1 양자화 [초대], Optical Materials Express (2018). DOI : 10.1364 / OME.9.000095 저널 정보 : Optical Materials Express
https://phys.org/news/2019-08-topological-phase-atomic-hosting-photonic.html
.생물학적 시계가 동기화되는 방식
Ecole Polytechnique Federale de Lausanne의 Nik Papageorgiou 작성 크레딧 : iStock 사진, 2019 년 8 월 13 일
EPFL의 생명 공학 연구소 (Institute of Bioengineering)의 과학자들은 24 시간주기 시계와 세포주기가 실제로 동기화되어 있음을 발견했습니다. 생물학에는 정적 인 것이 없습니다. 모든 것이 유동적이고 역동적이며 끊임없이 움직입니다. 이러한 움직임은 종종 "시계"처럼 똑딱 거리는 규칙적이고 측정 가능한주기 인 반복되는 패턴에서 발생합니다. 이러한 가장 중요한주기 중 두 가지는 수면 / 깨어 리듬을 조절 하는 24 시간주기 시계 와 신체의 거의 모든 세포의 성장, 수명 및 사망을 조절하는 세포주기 입니다. 수면 이상, 암, 노화 및 기타 관련 문제와 같은 것들을 고려할 때, 왜이 두주기가 연구원들로부터 엄청난 관심을 얻었는지 알기가 어렵지 않습니다. 이 분야에서 가장 큰 의문점 중 하나는 동기화에 관한 문제 인데, 네덜란드 물리학 자와 시계 제작자 인 크리스티안 후이 겐 (Christian Huygens)이 처음 관찰 한 현상입니다. 동기화시, 두 발진기의 리듬 (위상)이 잠금 단계에서 일치합니다. 당연히 일주기 시계는 매일 리듬을 취하지 만 많은 시스템의 세포주기에도 비슷한 시간 척도가 포함되어 있습니다. 또한 두 시계가 실제로 서로 영향을 줄 수 있다는 증거가 있습니다. 현재 Felix Naef 연구소의 과학자들은 일주기 및 세포주기 시계가 실제로 동기화되어 있음을 발견했습니다. 획기적인 연구는 Nature Physics 에 게재되었으며 저널의 뉴스 및보기 섹션에도 실려 있습니다. 연구를 수행하기 위해 과학자들은 "작은 데이터"방법론을 개발 하여 생쥐와 인간으로부터 수천 개의 단일 세포의 시간 경과 영화에서 결합 된 시계 의 수학적 모델 을 구축하고 식별했습니다 . 이 모델을 통해 두 클록이 1 : 1 및 1 : 2 패턴으로 동기화 될 때 위상 편이를 예측 및 측정 한 다음 시스템 노이즈가이 동기화에 어떤 영향을 미치는지 살펴볼 수있었습니다. 마지막으로, 연구원들은 어떻게 무작위 방식으로 모델링 될 수 있는지 ( "stochastically") 조사하여 실제 세포 에서 일어나는 일을 더 잘 포착 할 수 있었습니다. 동기화는 또한 온도 변화에 대해 현저하게 강건한 것으로 밝혀졌으며, 이는 온도 변화에 대해 매우 강하며, 이는 세포 분열의 리듬을 변화시켜 세포주기 시계에 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 연구팀은이 24 시간주기주기 동기화가 인간을 포함한 여러 종에서 공통적이라는 사실을 발견했으며 그 뒤에 기본적인 생물학적 메커니즘을 제안했다. "이러한 상호 작용은 생리 학적 역할을 할 수 있습니다"라고 Felix Naef는 말합니다. "이것은 왜 다른 신체 조직이 공항의 세계 시간대 벽시계와 약간 다른 시간에 시계를 약간 다르게 설정했는지 설명 할 수 있습니다." 이 연구의 의미는 중요하며 Nature 의 News & Views는이를 "비선형 커플 링 메커니즘이 살아있는 시스템에 대한 우리의 이해에 어떻게 근본적으로 중요 할 수 있는지에 대한 새로운 장"이라고 설명합니다. 더 탐색 세포 분열 발견은 화학 요법의 타이밍을 최적화하고 일부 암을 설명 할 수 있습니다
추가 정보 : Colas Droin et al. 두 개의 결합 된 생물학적 발진기, Nature Physics (2019) 의 저 차원 역학 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0598-1 저널 정보 : 자연 물리학 , 자연 에 의해 제공 로잔 연방 공과 대학교
https://phys.org/news/2019-08-biological-clocks-sync.html
.초당 백만 펄스 : 입자 가속기가 X- 레이 레이저에 전력을 공급하는 방법
작성자 : Caitlyn Buongiorno, Fermi National Accelerator Laboratory SLAC National Accelerator Laboratory는 X- 레이 레이저 인 Linac Coherent 광원을 과학을위한보다 강력한 도구로 업그레이드하고 있습니다. Fermilab과 Thomas Jefferson National Accelerator Facility는 모두 다이어그램의 왼쪽 부분에서 볼 수있는이 시스템의 초전도 가속기에 기여하고 있습니다. 크레딧 : SLAC ,2019 년 8 월 13 일
약 10 년 전, 세계에서 가장 강력한 X 선 레이저 인 Linac Coherent 광원이 SLAC National Accelerator Laboratory에서 데뷔했습니다. 이제 자체 LCLS-II 등급의 차세대 혁신적인 X-ray 레이저가 SLAC에서 건설 중이며 다른 4 개의 DOE 국립 연구소의 지원을 받고 있습니다. 생물학, 화학 및 물리학 연구원은 LCLS-II를 사용하여 기본적인 물질 조각을 조사하여 복잡한 분자의 3D 영화를 제작함으로써 LCLS-II를 발견의 최전선에서 강력하고 다재다능한 도구로 만듭니다. 이 프로젝트는 초전도 가속기 기술인 입자 및 핵 물리 분야의 중요한 발전 덕분에 함께 모여 있습니다. DOE의 Fermilab과 Thomas Jefferson National Accelerator Facility는 LCLS-II의 가속기 업그레이드에 필요한 초전도 모듈을 구축하고 있습니다. 발견을위한 강력한 도구 오늘날 SLAC의 선형 입자 가속기 내에서, 전자 버스트는 LCLS가 초당 120 X- 레이 펄스를 발사 할 수있는 에너지로 가속됩니다. 이 펄스는 과학자들에게 분자 과정에 대한 플립 북과 같은 모습을 제공하는 펨토초라고 알려진 시간 규모의 1 조분의 1 초 동안 지속됩니다. LCLS 책임자 인 SLAC 과학자 인 Mike Dunne은“시간이 지남에 따라 다양한 시스템이 어떻게 진화하는지에 대한 분자 영화를 만들 수있다. "이것은 상당히 놀라운 것으로 입증되었지만 많은 한계가 있습니다.
LCLS-II가 등장합니다." SLAC LCLS-II X-ray 레이저의 전자 가속기 그림입니다. 구리 가속기의 첫 번째 1/3은 초전도체로 대체됩니다. 빨간색 튜브는 냉동 모듈을 나타내며 Fermilab과 Jefferson Lab에서 제공합니다. 크레딧 : SLAC
LCLS-II는 최첨단 입자 가속기 기술을 사용하여 초당 백만 개의 펄스를 제공합니다. 이러한 발전은 화학, 물질 및 생물학적 시스템 이 화학 결합이 이루어지고 끊어지는 시간 규모 에 따라 어떻게 진화하는지에 대한보다 자세한 정보를 제공 할 것입니다 . 차이점을 실제로 이해하려면 지구를 방문하는 외계인이라고 가정하십시오. 한 도시에서 하루에 한 장의 이미지를 찍으면 도로와 도로를 운전하는 차를 볼 수 있지만 차의 속도 나 차의 위치는 알 수 없습니다. 그러나 몇 초마다 스냅 샷을 찍으면 자동차가 도로를 통과하는 방식에 대한 매우 상세한 그림을 볼 수 있으며 교통 체증과 같은 현상을 알 수 있습니다. LCLS-II는 화학, 생물학적 및 재료 공정에 적용되는 이러한 유형의 단계 변경 정보를 제공합니다. 이 세부 수준에 도달하기 위해 SLAC는 LCLS-II 자유 전자 레이저 또는 XFEL에 전력을 공급하기 위해 입자 물리학 (초전도 가속 공동)을 위해 개발 된 기술을 구현해야합니다. 과학 가속화 공동은 입자 빔에 에너지를 부여하여 그 내부의 입자를 가속시키는 구조입니다. LCLS-II는 최신 입자 가속기와 마찬가지로 SRF 기술이라고도하는 초전도 고주파 공동 기술을 이용할 것입니다. 2Kelvin으로 냉각되면 초전도 공동으로 인해 저항없이 전기가 자유롭게 흐릅니다. 무거운 물체와지면 사이의 마찰을 줄이는 것과 같이 전기 저항이 적 으면 에너지가 절약되므로 가속기가 적은 비용으로 더 높은 전력에 도달 할 수 있습니다.
Fermilab에서 절반, Jefferson Lab에서 절반으로 줄어든 31 개의 크라이 오 모듈이 LCLS-II 액셀러레이터를 구성합니다. 크레딧 : Reidar Hahn
던은“SRF 기술은 LCLS-II의 초당 백만 펄스를 가능하게하는 단계”라고 말했다. "Jefferson Lab과 Fermilab은 수년간이 기술을 개발해 왔습니다. LCLS-II가이 실험실에서 살 수 있도록하는 핵심 전문 기술입니다." Fermilab은 독일의 DESY에서 cryomodule 디자인을 수정했으며 LCLS-II에 사용될 공동 및 cryomodule에서 레코드 설정 성능을 끌어 내기 위해 공동을 특별히 준비했습니다. 직경이 약 1 미터 인 원통 모양의 냉동 모듈은 공동을 수용하기위한 특수 용기 역할을합니다. 초저온 액체 헬륨은 캐비티 주변에서 연속적으로 흘러 초전도에 필수적인 흔들림없는 2Kelvin을 유지합니다. 엔드-투-엔드 방식으로 37 개의 cryomodule이 LCLS-II XFEL에 전원을 공급합니다. Fermilab과 Jefferson Lab은 cryomodule을 SLAC에 제작, 테스트 및 제공하는 책임을 공유합니다. 두 연구소는 공동을 수용 할 모든 cryomodule을 구축 할 것입니다. Fermilab은 19 개의 cryomodule을 제공하고 Jefferson Lab은 다른 18 개를 제공 할 것입니다.이 실린더 중 가장 큰 실린더의 길이는 12 미터 (40 피트) 정도이며 학교 버스 길이에 해당합니다. 각 실습은 또한 몇 가지 스페어를 SLAC에 보냅니다. 캐비티와 그 cryomodules는 SRF 기술의 혁신을 대표하여 이전보다 훨씬 더 높은 에너지 빔을 제공합니다. 연구원들은 빔이 특정 에너지를 얼마나 빨리 달성 할 수 있는지에 대한 측정 값 인 레코드 그래디언트를 달성하기 위해 SRF 공동을 개선했습니다. 캐비티는 최근 에너지 효율면에서 전례없는 결과를 달성하여 이전의 최첨단 설계를 두 배로 늘리고 비용을 절감했습니다. 각 냉동 모듈에는 이와 같은 일련의 가속 공동이 있습니다. 공동은 입자가 입자를 통해 이동할 때 입자를 추진합니다.
LCLS-II에서 전자는 한 캐비티를 통해 차례로 충전되어 에너지를 흡수합니다. 여기에 1.3 기가 헤르츠 공동이 있습니다. 크레딧 : Reidar Hahn
과학자들과 엔지니어들은 LCLS-II의 가속기 부품 개발에 세심한주의를 기울였습니다. 예를 들어, 냉동 모듈과 공동을 만들기 위해 Fermilab은 지진 감지 장비를 사용하여 공동의 효율성에 영향을 미치는 진동이 내부 또는 외부인지 확인했습니다. 일단 원인을 파악한 후에는 액체-헬륨 파이프의 구성을 변경하여 진동을 줄였습니다. Fermilab과 Jefferson Lab은 LCLS-II가 처음 cryomodule에 전원을 공급할 때 SLAC를 돕기 위해 과학자와 엔지니어를 파견 할 것입니다. Jefferson Lab은 SRF 캐비티를 2 켈빈으로 냉각하기 위해 액체 헬륨을 공급하는 극저온 냉동 설비의 설계 및 조달을 제공하고 있으며, Fermilab은 액체 헬륨을 이들로부터 이동시키는 극저온 분배 시스템을위한 구성 요소의 설계 및 조달을 제공하고 있습니다. cryomodules에 식물. Berkeley Lab과 Argonne National Laboratory는 또한 전자 빔을 제공하는 소스와 빔을 X 선 광을 생성하는 파도 같은 움직임으로 강제하는 자석을 포함하여 LCLS-II의 구성 요소를 제공하고 있습니다. Cornell University는 LCLS-II 공동 프로토 타입에 대한 R & D를 지원하고 공동 을 처리하는 데 도움을주었습니다. LCLS-II Fermilab의 선임 팀장 인 Rich Stanek은“우리 모두는이 일에 함께 있습니다. "국립 실험실의이 긴밀한 협력은 미래의 프로젝트에 적합합니다. 프로젝트 자체 이상의 이점이 있습니다." 이러한 이점 덕분에 LCLS-II는 DOE의 Office of Science의 최우선 과제 프로젝트 중 하나가되었으며 파트너 연구소의 관심을 넘어 확장되었습니다. LCLS-II는 선조를 기반으로 생물학과 화학에서 재료 과학 및 천체 물리학에 이르기까지 다양한 분야로 뛰어들 것입니다.
Fermilab에서 3.9- 기가 헤르츠 공동의 스트링은 SLAC에서 LCLS-II를 위해 준비된다. 크레딧 : Reidar Hahn
깊숙이 다이빙
Carnegie Institute for Science의 회장이자 SLAC 과학 정책위원회 위원장 인 Eric Isaacs는 LCLS-II에 대한 여러 가지 제안을 이미 검토했습니다. "매우 짧은 시간 단위로 발생하는 수많은 프로세스가있다"고 Isaacs는 훈련에 의한 응축 물리학 자이다. "그리고 LCLS-II는 완전히 새로운 과학 분야를 연구 할 수있게 해줍니다." 그러한 질문 중 하나는 X- 레이 레이저를 사용하여 지구 중심과 유사한 조건에서 물질을 조사하고 지구가 어떻게 형성되었는지에 대한 통찰력을 얻습니다. 그러면 천체 물리학 자들은 외계 행성의 생명체를 찾기 위해 그 정보를 적용 할 수있을 것입니다. LCLS-II를 사용하면 과학자들은 그 어느 때보 다 더 깊은 수준에서 광합성을 연구 할 수 있습니다. 희망은 인간이 언젠가 광합성을 역 엔지니어링하고 에너지를 생성하기위한 새로운 생물학적 도구를 활용할 수 있기를 희망합니다.
완전히 cryomodules입니다. LCLS-II는 2021 년에 시작될 예정입니다. 크레딧 : SLAC
LCLS-II가 생물학 연구를 발전시키는 방법 중 하나는 정상적인 환경과 유사한 조건에서 단백질과 효소를 매핑하는 것입니다. 이 깊은 이해는 과학자들이 더 나은 약을 만들 수있는 길을 열어 줄 것입니다. 과학자들은 또한 초전도체를 연구하기 위해 LCLS-II를 사용할 계획이며,이 기계의 가속기 기술 사용을 완전하게 만듭니다. 현재 초전도체는 특정 저온에 대한 요구로 인해 제한됩니다. 초전도의 원자 현상을 이해함으로써 연구자들은 상온 초전도체를 만들 수있을 것이다. Isaacs는“입자와 핵 물리학은 LCLS-II가 사용할 초전도 기술과 기능을 개발했다. "이러한 발전은 LCLS-II가 많은 과학 분야에서 가장 중요한 몇 가지 질문을 볼 수있게 할 것입니다." 모든 주요 발전과 마찬가지로 LCLS-II의 진정한 변형 능력은 X-ray가 처음으로 샘플을 비추면 드러납니다. LCLS-II는 2021 년에 시작될 예정입니다. 더 탐색 새로운 입자 가속기의 비용을 낮추는 기록 품질 계수 에 의해 제공 페르미 국립 가속기 연구소
.과학자들은 사마륨 코발트 자석을 개선하기위한 잠재적 인 길을 발견합니다
하여 에임스 연구소 크레딧 : Ames Laboratory, 2019 년 8 월 13 일
과학자들은 자화 및 자기 이방성을 향상시켜 사마륨 코발트 자석의 성능을 향상시킬 수있는 잠재적 도구를 발견했습니다. 미국 에임즈 실험실의 미국 에너지 부 중요 물질 연구소의 과학자들은 네브래스카 재료 및 나노 과학 센터 및 네브래스카 대학의 물리 및 천문학과와 협력하여 궤도-모멘트 담금질이 가능한 도구임을 확인했다. 사마륨 원자에서 전하 분포의 의존성 측면에서 ching 칭을 합리화했다. Sm-Co 자석은 최초의 희토류 영구 자석이었으며, 자기 저항 (보자력)과 고온 성능이 중요한 응용 분야에서 여전히 최고의 성능을 발휘합니다. 과학자들은 처음에는 코발트 일부에 철을 대입하는 한계를 테스트하고, Sm-Co 자석을 네오디뮴 철 붕소 (Nd-Fe-B) 자석과 비슷한 강도로 만들려고했는데, 이는 자기 모멘트가 더 높습니다. 에임스의 실험실 과학자이자 프로젝트 책임자 인 Durga Paudyal은 "CMI (Critical Materials Institute)는 네오디뮴 자석과 강도가 비슷하지만 사마륨 자석의 고온 내구성을 갖춘 물질을 발견 한 것으로 알려져있다"고 말했다. CMI에서 자기 이방성을 예측합니다. "우리는 표준 Sm-Co 자석의 자기 모멘트를 증가 시키려고했습니다." 연구 협력은 그대로 자석의 보자력을 유지, 철의 대체가 높은 20 %의 범위 수 발견되었다. 전산 이론 및 모델링 결과는 물질에서 사마륨의 전자 구조가 전자가 원자 구조에서 이용 가능한 궤도를 차지하는 방식을 예측하는 Hund의 규칙을 위반할 수 있음을 보여주었습니다. 연구 결과는 과학자들이 희토류 물질에서 자기 의 매개 변수를 분류하는 데 도움이 될 것이며 미래에 잠재적으로 유용한 자석의 발견을 가속화하는 데 도움이 될 것입니다. 이 연구는 "Sm-Co 영구 자석의 이방성 및 궤도 모멘트"에서 더 논의된다.
더 탐색 기존의 사마륨 및 네오디뮴 자석이없는 새로운 자석 추가 정보 : Bhaskar Das et al. Sm-Co 영구 자석의 이방성 및 궤도 모멘트, Physical Review B (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevB.100.024419 저널 정보 : 신체적 검토 B Ames Laboratory에서 제공
https://phys.org/news/2019-08-scientists-potential-path-samarium-cobalt-magnets.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
.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
.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/
.두 팀이 수자원 적용을위한 투명 망토를 구축
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 크레딧 : J. Park et al., Phys. 레트 개정 . (2019)2019 년 8 월 14 일 보고서
한국과 다른 중국에있는 두 연구팀은 물 응용을위한 두 가지 유형의 투명 망토를 고안했다. 두 팀 모두 저널 < Physical Review Letters> 에 그들의 작업을 설명하는 논문을 발표했습니다 . 최근 과학자들은 메타 물질을 바탕으로 보이지 않는 망토 를 만들었습니다. 이러한 물질은 물체를 감추는 방식으로 빛을 구부립니다. 다른 연구에 따르면 적외선, 열, 소리 및 전자 레인지를 포함한 다른 유형의 파장도 숨길 수 있습니다. 흥미롭게도 올해 초 프랑스의 한 팀은 고대 로마 건축물이 비슷한 은폐 속성으로 지어진다는 증거를 발견하여 수년 동안 지진이 살아남은 방법을 설명 할 수있었습니다. 수성 응용 분야에서 유사한 작업을 수행하려는 노력은 성공적이지 못했습니다. 대부분 외부 전원이 필요하고 점도 문제가있는 펌프에 의존했습니다. 이 두 가지 새로운 노력에서 두 팀은 실제 응용 프로그램이 가능한 수동 망토를 만들었습니다. 첫 번째 노력으로 서울 대학교와 단국대 학교의 멤버들로 구성된 팀은 특별히 설계된 작은 기둥 523 개 안에 기둥을 배치 하여 망토 를 만들었습니다. 기둥의 배열은 유입되는 유체 흐름을 편향시켜 물체를 끌지 못하게했습니다. 숨겨져있었습니다. 이 그룹은 중앙에 실린더가있는 물이 채워진 탱크에서 망토를 보여줌으로써 그들의 개념을 증명했습니다. 실린더와 관련된 여파는 없었습니다. 그들은 그들의 망토가 언젠가 배나 다른 선박의 항력을 줄이기 위해 사용될 수 있다고 제안합니다. 두 번째 노력에서 베이징 대학교와 샤먼 대학교의 멤버들로 구성된 팀은 다른 목표를 가졌습니다. 그들은 특정 채널에서 파고 를 줄이려고했습니다 . 그들의 망토 (도파관 망토를 기반으로 함)는 구석의 탱크 바닥에 길고 얇은 철 플랫폼을 설치하는 것으로 구성되었습니다. 플랫폼은 탱크 중앙의 물체 주위에서 파도를 조종 할 수 있도록 설계되었습니다. 연구원들은 그들의 망토가 항구의 선박에 대한 파동 피해를 완화하는 데 사용될 수 있다고 제안합니다. 다음에는 실제 환경에서 플랫폼을 실험 할 계획입니다. 더 탐색 하나의 크기 망토
추가 정보 : 물결 파용 광대역 도파관 망토, 물리적 검토 편지 (2019). journals.aps.org/prl/abstract/… ysRevLett.123.074501 드래그없는 흐름을위한 유체 역학적 메타 물질 망토, 물리적 검토 서한 (2019). journals.aps.org/prl/abstract/… ysRevLett.123.074502 저널 정보 : 실제 검토 서한
https://phys.org/news/2019-08-teams-invisibility-cloaks-applications.html
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