연구원들은 한 종류의 광학 재료에서 새로운 위상을 발견합니다

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.거대한 소행성 충돌로 인한 먼지로 인해 고대 빙하기가 발생했습니다

에 의해 필드 박물관 지구에서 빙하기를 초래하는 먼지를 생성하는 우주 공간에서의 거대한 소행성 충돌의 삽화. 크레딧 : (c) Don Davis, Southwest Research Institute

약 4 억 6 천 6 백만 년 전에 공룡 시대가되기 훨씬 전에 지구가 얼어 붙었습니다. 바다는 지구의 극지방에서 얼어 붙기 시작했고, 지구 주위의 새로운 온도 범위는 새로운 종의 붐을 일으켰습니다. 이 빙하기의 원인은 지금까지 미스터리였다. 사이언스 어드밴스 스 (Science Advances) 의 새로운 연구 는 빙하기가 지구의 냉각으로 인해 발생한다고 주장했다. 우주 공간 에는 항상 많은 먼지가 있습니다지구로 내려 오는 소행성과 혜성이지만,이 먼지는 보통 화산재, 사막 먼지 및 바다 소금과 같은 대기 중의 다른 먼지의 작은 부분 일뿐입니다. 그러나 화성과 목성 사이의 93 마일 폭의 소행성이 4 억 6 천 6 백만 년 전에 부서 졌을 때, 그것은 평소보다 더 많은 먼지를 생성했습니다. "일반적으로 지구는 매년 약 4 만 톤의 외계 재료를 얻습니다."필립 헥 (Philip Heck) 필드 박물관 큐레이터, 시카고 대학 부교수 및 논문 저자 중 한 명은 말합니다. "그것에 1 만 또는 10 만 배를 곱한다고 상상해보십시오." 상황에 따라, 전형적인 해에, 1,000 대의 세미 트럭의 행성 간 먼지가 지구로 떨어집니다. 충돌 후 몇 백만 년 동안, 그것은 천만 개의 세미와 같을 것입니다. "우리의 가설은 2 백만 년 이상의 기간 동안 많은 양의 외계 먼지가 지구의 기후를 변화시키는 데 중요한 역할을하여 냉각에 기여한다는 것입니다."

466 백만 년 된 화석 운석은 같은 소행성 충돌로 생성되어 먼지를 일으켜 빙하기를 초래했습니다. 사진 상단에는 노틸 로이드라고 불리는 오징어 같은 생물의 화석이 있습니다. 크레딧 : (c) 필드 박물관, 존 와인 스타 인

"우리의 결과는 처음으로 그러한 먼지가 때때로 지구를 극적으로 냉각 시켰음을 보여줍니다."연구의 수석 저자이자 필드 박물관의 연구원 인 Birden Schmitz는 말합니다. "우리의 연구는 이것이 어떻게 작동하는지에 대한보다 상세하고 경험적인 기반의 이해를 제공 할 수 있으며, 이는 모델 시뮬레이션이 현실적인지 평가하는 데 사용될 수 있습니다." 이를 알아 내기 위해 연구자들은 466 백만 년 된 암석 에서 미량의 우주 먼지를 찾아 내고 이를 남극 대륙의 작은 미세 석회석과 비교했습니다. "우리는 지구의 퇴적 기록에서 외계 물질, 운석 및 미세한 운석을 연구했는데, 이는 한때 해저였던 암석을 의미합니다." "그리고 나서 우리는 외계 물질을 추출하여 그것이 무엇이고 어디에서 왔는지 발견했습니다." 외계 물질-우주로부터의 작은 운석과 약간의 먼지-을 추출하는 것은 고대의 암석을 가져와 돌을 제거하고 우주 물질을 남기는 산으로 처리하는 것을 포함합니다. 그런 다음 팀은 남은 먼지의 화학적 구성을 분석했습니다. 이 팀은 또한 고대 해저의 암석을 분석하여 지구 암석에는 거의 나타나지 않는 원소와 우주에서 나오는 특징을 나타내는 동위 원소 (다른 원자 형태)를 찾았습니다. 예를 들어, 헬륨 원자에는 일반적으로 두 개의 양성자, 두 개의 중성자 및 두 개의 전자가 있지만 태양에서 우주로 발사 된 일부는 중성자가 없습니다. 소행성에서 종종 발견되는 희귀 금속과 함께 이러한 특수 헬륨 동위 원소의 존재는 먼지가 우주에서 비롯된 것임을 증명합니다.

한때 고대 해저였던 퇴적암으로 만들어진 절벽. 바위의 회색 수평선은 소행성 충돌로 인한 먼지가 떨어진 곳을 보여줍니다. 크레딧 : (c) 필립 헥 필드 박물관

다른 과학자들은 이미 우리 지구가이시기에 빙하기를 겪고 있다는 것을 이미 확립했습니다. 지구 해양의 물의 양은 해저의 암석 형태에 영향을 미치며이시기의 암석은 얕은 바다의 징조를 나타냅니다. 지구의 일부 물이 빙하와 바다 얼음에 갇혀 있음을 암시합니다. 슈미츠 (Schmitz)와 그의 동료들은이 빙하기가 대기의 추가 먼지와 동기화된다는 것을 처음으로 보여 주었다. "타이밍이 완벽 해 보인다"고 그는 말했다. 대기 중 여분의 먼지는 빙하기를 설명하는 데 도움이됩니다. 햇빛을 걸러 내면 먼지가 전 세계적으로 냉각 되었을 것 입니다. 먼지가 최소 2 백만 년 동안 지구로 쏟아 졌기 때문에 냉각은 삶이 적응하고 변화의 혜택을 누릴 수있을만큼 점차적으로 냉각되었습니다. 새로운 종의 폭발은 온도가 다른 지역에서 생존에 적합한 생물로 진화했습니다. Heck은이 지구 냉각 기간이 지구에서의 생활에 유익한 것으로 판명되었지만 빠르게 변화하는 기후 변화는 치명적일 수 있다고 지적했다. "우리가 연구 한 지구 냉각에서 우리는 수백만 년의 시간 규모에 대해 이야기하고 있습니다. 6 천 5 백만 년 전에 공룡을 죽인 운석으로 인한 기후 변화와는 매우 다르며 오늘날 지구 온난화와는 다릅니다. 냉방은 온화한 자극이었다. 스트레스는 줄었다. "

중서부 빙하기 이후 진화 한 삼엽충 화석. 크레딧 : Birger Schmitz

오늘날의 지구 온난화는 4 억 6 천만 년 전에 지구 냉각을 일으킨 먼지 샤워를 복제함으로써 해결할 수 있다고 생각하고 있습니다 . 그러나 Heck은 신중할 것이라고 말했다. Heck은 우리가 기후 변화에 대한 해결책을 찾았 음을 확신하지 못하지만, 우리가 이러한 선을 따라 생각하는 것이 좋습니다. "우리는 지구 온난화를 겪고 있습니다. 부인할 수 없습니다." "그리고 우리는 치명적인 결과를 예방하거나 최소화 할 수있는 방법에 대해 생각할 필요가 있습니다. 합리적인 모든 아이디어를 탐구해야합니다."

더 탐색 화성의 먼지 폭풍 더 많은 정보 : . B. 슈미츠 엘 알, "외계 중부 오르도비스기 빙하기에 대한 트리거 : L 자 콘드 부모 본체의 해체에서 먼지," 과학의 진보 (2019). advances.sciencemag.org/content/5/9/eaax4184 저널 정보 : 과학 발전 Field Museum 제공

https://phys.org/news/2019-09-giant-asteroid-ancient-ice-age.html

 

 

.Gaia를 사용하여 발견 된 새로운 공개 클러스터

 

Tomasz Nowakowski, Phys.org β Lyrae 주위에 반경이 1 도인 Gaia DR2 별의 적절한 동작 벡터 다이어그램. 크레딧 : Bastian et al.,2019 년 9 월 18 일 보고서

독일 천문학 자들은 ESA의 가이아 위성의 데이터를 사용하여 은하계에서 새로운 열린 클러스터를 발견했습니다. Gaia 8로 명명 된 새로 발견 된 클러스터는 약 100 개의별로 구성되며, 대부분 베타 Lyrae 변수를 포함합니다. 이 결과는 9 월 10 일 arXiv 사전 인쇄 서버에 게시 된 논문에보고되어 있습니다. 동일한 거대한 분자 구름으로 형성된 열린 성단은 느슨하게 중력 적으로 서로 묶여 있는 별 그룹입니다 . 지금까지 은하수에서 1,000 개 이상이 발견되었으며, 과학자들은 다양한 항성 그룹을 찾기 위해 더 많은 것을 찾고 있습니다. 알려진 은하계 개방 성단 의 목록을 확대하는 것은 은하수의 형성과 진화에 대한 이해를 향상시키는 데 중요 할 수 있습니다. 이제 독일 하이델베르크 대학의 울리히 바스티안 (Ulrich Bastian)은 새로운 은하계 개방 성단의 발견을보고했다. 그는 Gaia Data Release 2 (DR2)의 데이터를 기반으로 베타 Lyrae 주변에서 변수에 연결될 수있는 수십 개의 별을 식별했습니다. 바스티안은“DR2 에서 관련 데이터 를 확인한 결과 놀랍게도 β Lyrae가 속한 약 100 명의 오픈 스타 클러스터가 공개됐다 ”고 밝혔다. 이 연구에 따르면 Gaia 8은 약 100 개의 별을 포함하며 베타 Lyrae를 중심으로합니다. 결과는 새로 발견 된 클러스터가 더 큰 오래된 별 형성 단지에 속한다는 것을 암시합니다. 이 복합 단지에는 이미 알려진 두 개의 성단 (ASCC 100 및 Stephenson 1)과 확장 된 천체의 별이 포함되어있을 가능성이 높습니다. Bastian은 Beta Lyrae가 Gaia 8의 멤버라고 가정하며이 가정을 확인하는 것으로 보이는 결과는 거의 없습니다. 예를 들어, 클러스터는 하늘의 Beta Lyrae에 완벽하게 집중되어 있으며 이는 가장 무거운 멤버임을 나타냅니다. 또한 Gaia 8의 올바른 동작은 ESA의 Hipparcos 위성이 제공하는 Beta Lyrae의 동작과 완전히 일치하며, 후보 멤버의 시차는이 변수의 Hipparcos 값과 실질적으로 동일한 것으로 나타났습니다. 베타 Lyrae 자체는 관측되지 않은 천체 물리학의 미스터리를 도울 수있는 흥미로운 대상입니다. 이 시스템은 구성 요소의 상호 중력 변형이 강한 진화 된 반 분리 바이너리의 프로토 타입이며, 대량 전송 , 상당한 기간의 진화 및 때때로 수신 동반자 주위에 accretion 디스크가 있습니다. Bastian이 저술 한 것과 같은 연구는 Beta Lyrae의 본질과 이러한 유형의 다른 대상에 대해 더 많은 것을 밝힐 수 있습니다. Gaia 8 군집에 대한 추가 조사도 그러한 변수에 대한 지식을 향상시키는 데 도움이 될 수 있습니다. "한층 더 깊은 연구에 대한 과학적 동기는 β Lyrae 자체에 대한 천체 물리학 적 관심에 의해 주어질 것입니다. 소수의 밝은 단일 별 구성원의 고품질 분광법과 함께 정밀한 다색 광도법을 사용하거나 예를 들어, 단지 한 명 또는 두 명의 밝은 구성원의 별자리는 클러스터 의 연령과 금속성을 확실하게 추정 할 수 있으며, 이는 모델 바이너리 β Lyrae와 그 친척의 천체 물리학 적 해석을 개선하는 데 매우 유용한 자산을 제공 합니다 . "Bastian은 결론을 내렸다. 더 탐색 NGC 4147에서 측광 관측으로 28 개의 새로운 가변 별 탐지

추가 정보 : U. Bastian. Gaia 8 : 베타 Lyrae를 포함하는 스타 클러스터와 그 주변에있는 더 오래된 (멸종 된) 스타 형성 단지의 발견. arXiv : 1909.04612v1 [astro-ph.SR] : arxiv.org/abs/1909.04612

https://phys.org/news/2019-09-cluster-gaia.html

 

 

.초고속 광학 이온화 가스 : 운동 플라즈마 불안정성을 연구하는 실험실 플랫폼

Thamarasee Jeewandara, Phys.org 광학 필드 유도 이온화 (OFI) 헬륨 플라즈마의 초기 전자 속도 분포 (EVD). 3D OSIRIS 시뮬레이션의 원형 편광 (CP) 및 선형 편광 (LP) 레이저 펄스 용 EVD (A). (A)와 (B)의 파란색 실선은 예상 분포를 보여줍니다. CP 사례 (A)에서, 예상 분포는 빨간색 점선으로 표시된 바와 같이 470eV의 동일한 평균-평균-스카 우어 (rms) 온도를 갖는 맥스웰 분포에서 크게 벗어납니다. LP 경우 (B)에서, 투사 분포는 THe1 + = 60eV 및 THe2 + = 60eV = 214eV를 갖는 2 온도 (1D Maxwellian) 분포에 의해 근사화 될 수 있습니다. (C)와 (D)의 파란색 선은 초기에 6.6 × 1017 cm-3의 매우 낮은 플라즈마 밀도에 대해 CP (C)와 LP (D)에 대해 측정 된 TS 스펙트럼을 보여줍니다. (C) 및 (D)의 빨간색 점선은 측정 된 스펙트럼에 맞습니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax4545, 2019 년 9 월 18 일 기능

운동 불안정성은 일반적으로 전리층 내 에서 이방성 (다른 방향의 다른 특성) 전자 속도 분포에서 발생합니다., 우주 및 지상 플라즈마. 그러나 지금까지 소수의 실험 만이 그 이론을 입증했습니다. 원자의 광학 필드 이온화 중에 초고속 레이저 펄스를 사용하여 실제로 이방성 전자 속도 분포를 갖는 플라즈마를 생성하여 실제로 현상을 이해할 수 있습니다. 최근의 연구에서, Chaojie Zhang과 미국의 전기 및 컴퓨터 공학과, 물리 및 천문학과의 학제 간 연구팀은 플라즈마가 이온화 후 2 스트림 필라멘트를 겪었지만 구성 요소의 충돌 기반 열화 이전에 전자. 그들은 전자 분포 를 등방성 (모든 방향으로 비슷한 성질 )하는 Weibel 불안정성 (균일 또는 거의 균일 한 플라즈마에 존재)을 관찰 했다 . 연구원 들은 동역학 이론 및 시뮬레이션과 잘 일치하는 프로브 레이저의 톰슨 산란 (TS)을 사용하여 이러한 동 역학적 불안정성의 분극 의존 주파수와 성장 속도를 측정했습니다 . 연구팀은 플라즈마 내 운동 불안정성을 연구하기 위해 쉽게 배치 할 수있는 실험실 플랫폼을 시연했습니다. 결과는 이제 Science Advances에 게시됩니다 . 플라즈마는 구성 플라즈마 전자, 이온 또는 둘 다의 속도 분포가 비열 적이 될 때 운동 불안정성에 취약하다 . 물리학 자들은 이러한 플라즈마 종의 초기 속도 분포 함수에 대한 직접적인 지식이 있다면 이러한 불안정성 이론을 실험적으로 검증 할 수 있습니다. 강렬한 초단파, 근적외선 레이저의 출현으로 연구원들은 이방성 또는 비열 전자 속도 분포 (EVD) 기능을 생성하기 위해 몇 번의 레이저 주기로 가스의 이온 원자 및 / 또는 분자를 가지고 있습니다. 이 과정은 광학 장 유도 또는 터널 이온화라고합니다(OFI). 속도 분포 기능을 시작할 수있는 능력을 통해 연구자들은 전자-전자 (ee) 충돌 및 이온 열화 전에 초고속 시간 스케일에서 플라즈마의 운동 이론을 정량적으로 테스트 할 수 있습니다. 그러나 플라즈마 전자가 이방성 상태에서 열 상태로 진화 한 메커니즘과 시간 척도는 기본 과학에서 해결되지 않은 실험 문제로 남아있다.

2-D 시뮬레이션은 헬륨 플라즈마에서 OFI 트리거 운동 스트리밍 및 필라멘트 불안정성을 보여줍니다. 플라즈마 (ne = 5 × 1018 cm-3)는 CP 레이저 (τ = 50 fs, w0 = 8 μm, I = 1.6 × 1017 W / cm2)에 의해 이온화된다. 불안정성과 관련된 Ey 필드, Bx 필드 및 밀도 변동은 각각 (A), (B) 및 (C)에 표시됩니다. (D)와 (E)는 (C)의 상자가 표시된 영역을 확대합니다. 이러한 밀도 변동의 해당 k- 공간은 (F)와 (G)로 표시되며, 여기서 두 개의 점은 실험에서 측정되는 파동의 k를 표시하고 400nm (800nm) 프로브가 CP ( LP) 펌프 펄스. (H 및 I) 및 (J 및 K)는 각각 CP 및 LP 레이저에 의해 이온화 된 He1 + 및 He2 + 전자의 횡상 공간을 나타낸다. 이 결과는 더 높은 해상도의 시뮬레이션에서 비롯된 것입니다. 색상 막대는 전자의 밀도를 나타냅니다 [임의의 단위 (au)]. 시뮬레이션 상자의 너비는 y에서 35 μm입니다. 레이저는 He의 중심 20μm 만 이온화하기 때문에이 플롯에 30μm 창이 표시됩니다. 모든 경우에, z = 20 μm에서 Δz = 2-μm 슬래브 내부의 전자는 위상 공간을 나타 내기 위해 사용됩니다. 레이저가 슬래브를 통과 한 후 (J) 및 (K)는 1.9ps 동안 (H) 및 (I)는 0.14ps로 취해진 다. 회색 점선은 얇은 피복의 위치를 ​​표시합니다. 화살표의 방향은 운동량 분포의 이동을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax4545 z = 20 μm에서 Δz = 2-μm 슬래브 내부의 전자는 위상 공간을 표시하는 데 사용됩니다. 레이저가 슬래브를 통과 한 후 (J) 및 (K)는 1.9ps 동안 (H) 및 (I)는 0.14ps로 취해진 다. 회색 점선은 얇은 피복의 위치를 ​​표시합니다. 화살표의 방향은 운동량 분포의 이동을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax4545 z = 20 μm에서 Δz = 2-μm 슬래브 내부의 전자는 위상 공간을 표시하는 데 사용됩니다. 레이저가 슬래브를 통과 한 후 (J) 및 (K)는 1.9ps 동안 (H) 및 (I)는 0.14ps로 취해진 다. 회색 점선은 얇은 피복의 위치를 ​​표시합니다. 화살표의 방향은 운동량 분포의 이동을 나타냅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax4545

감마선 플래시 , 전자 양전자 플라즈마 , 자기장 , 양성자 싱크로트론 , 태양 코로나 및 행성 간 매체를 포함하여 운동 불안정성을 야기하는 매우 광범위한 상황의 결과 . 플라즈마의 운동 이론에 대한 이론적 작업의 방대한 본문이 존재합니다. 이 연구에서, 연구팀은 먼저 실험실에서 정량적 연구를 위해 OFI 플라즈마에 의해 가능해진 가장 빈번하게 연구 된 3 가지 운동 불안정성을 간단히 설명했다. 예를 들어, 플라즈마 전자가 둘 이상의 공동 전파 또는 역 전파 스트림 (빔)으로 구성되면 불안정해질 수 있습니다. 많은 이론적 작업을 하면서혈장의 운동 불안정성에 존재 하며 실험실에서 추가로 확인해야합니다 . 연구팀은 이전에 상대 론적 전자빔을 플라즈마 에 통과 시키거나 두 개의 상호 침투 플라즈마 를 생성 함으로써 이러한 불안정성을 연구했다 . 이 작업에서 Zhang et al. 공지 된 편광-의존적 이방성 전자 속도 분포 (EVD) 를 갖는 초고속 OFI (광장 유도 이온화) 헬륨 플라즈마가 운동 스트리밍, 필라멘트 화 및 Weibel- 유사 필라멘트 불안정성에 취약 하다는 것을 보여 주었다 . 그들은 시간 분해 Thomson 산란을 사용하여 이러한 불안정성의 성장률과 빈도를 측정했습니다 . 그들은 자기 일관성있는 (정확한) PIC (particle-in-cell) 컴퓨터 시뮬레이션과 그 이후의 이론에 대한 측정을 비교하고 좋은 일치를 관찰했습니다.

Thomson Scattering (TS) 다이어그램 및 측정 된 TS 스펙트럼의 예. (A) 50fs, 800nm ​​CP (LP) 펌프 레이저로 생성 된 헬륨 플라즈마가 플라즈마를 통과하는 400nm 프로브 1 (800nm, 프로브 2) 레이저로 진단되는 k- 매칭 다이어그램 가변 지연으로. 측정 된 시간 분해 TS 스펙트럼은 각각 CP 및 LP 펌프에 대한 (B) 및 (C)에 표시됩니다. 두 편광에 대한 시간 척도는 다릅니다. 점선은 플라즈마 밀도에 대응하는 예상 플라즈마 주파수의 위치를 ​​표시한다. 전체 데이터 세트는 타이밍을 50-200-fs 단계로 스캔하여 얻습니다. 각 단계는 평균 20 개의 개별 산란 이벤트입니다. 시간 t = 0은 펌프와 프로브가 서로 겹치는 시간으로 정의됩니다 (프로브 빔과 동일한 위치에서 프로브에 의해 형성된 섀도 그램에서 보이는 이온화 전면의 위치를 ​​결정하여 결정). 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax4545

실험과 시뮬레이션에서이 팀은 원형 편광 (CP) 또는 선형 편광 (LP) Ti- 사파이어 레이저 펄스 를 사용하여 첫 번째와 두 번째 헬륨 (He) 전자를 이온화하여 이방성 EVD (전자 속도 분포) 기능을 초기화했습니다 . 다른 곳에서 개발 된 터널링 메커니즘을 통해 He 원자의 90 % 이상을 이온화하는 데 필요한 레이저 강도로 전자의 이온화 전위를 모니터링했습니다 . 실험 동안, 두 번째 He 전자의 EVD 기능은 첫 번째 He 전자보다 '호터 (hotter)'였다. 장 외. 3 차원 PIC (particle-in-cell) 시뮬레이션에서 선형 펄스를 통과 한 후 결과를 얻었습니다.OSIRIS 코드를. 전자 운동량 분포는 원형 편광 (CP) 레이저의 경우 "이중 도넛"모양과 선형 편광 (LP) 레이저 방향의 2 온도 분포와 유사했습니다. 그들은 이런 방식으로 생산 된 플라즈마가 EVD 기능을 가지고 있음을 확인했다. 연구팀이 측정 한 값은 PIC 시뮬레이션에서 예상되는 값과 매우 일치했습니다. 연구팀은 He 플라즈마에서 OFI (Optical Field Ionization) 트리거 식 운동 스트리밍 및 필라멘트 불안정성의 2-D 시뮬레이션을 사용했습니다. 따라서, 플라즈마 생성 직후 스트리밍 및 필라멘트 불안정성이 모두 커지기 시작했다. 그들은 스트리밍 불안정성이 결국 매우 빠르게 포화되고 감쇠되는 것을 관찰했다. 따라서 유사하게 필라멘트 불안정성이 비슷한 시간적 행동을 가질 것으로 예상했다. 이후 단계에서, 전자의 감소하지만 유한 한 온도 이방성에 의해 유발 된 Weibel 유사 필라멘트 불안정성은 플라즈마에서 지배하기 시작했다.

OFI 플라즈마의 온도 이방성의 진화. (A)에서 상단 (하단) 행은 t = 0, 1 및 6ps에서 전자의 py (pz) 분포 함수를 보여줍니다. 회색 점선은 분포에 대한 가우스 적합입니다. 초기 분포는 빨간색 선과 화살표로 표시된대로 횡단면에서 4 개의 표류하는 Maxwellian 보로 근사 할 수 있습니다. 빨간색 점선은 pz 분포에 대한 가우스 적합입니다. (B) 파란색 선은 (A)와 동일한 시뮬레이션에서 이방성을 나타내며 충돌은 포함되지 않습니다. 빨간색 선은 쿨롱 충돌 만 포함 된 사전 이온 플라즈마의 이방성 진화 시뮬레이션을 보여줍니다. (C) 시간의 함수로서의 평균 자기장 에너지는 각각 필라멘트 및 Weibel 체제에 해당하는 두 가지 뚜렷한 성장 단계를 보여준다. 신용:

운동 불안정성에 대한 추가 정보를 얻기 위해 Zhang et al. 파동 벡터를 조사했습니다. 이를 위해 그들은 5nm 대역폭과 100 펨토초 (fs) 펄스 폭과 플라즈마 불안정성의 프로브 된 정전 성분을 가진 400nm 레이저 또는 800nm ​​레이저를 사용했습니다. 그들은 스펙트럼을 측정하고 두 가지 주목할만한 특징을 관찰했습니다. 처음에, 전자 특징은 전자-전자 충돌 시간보다 훨씬 짧은 시간 프레임 내에서 성장하고 포화되도록 감쇠시켰다. 다음으로, 전자 특성의 스펙트럼 이동은 평소와 다른 이상 행동을 보였다 Langmuir 파(정전기 플라즈마 진동). 전자 특성의 피크 주파수와 영-주파수 특성의 존재는 Zhang et al. 설정에서 스트리밍 및 필라멘트 불안정성을 확증합니다. 연구팀은 실험 시스템 내에서 원형 편광 레이저에 의해 유도 된 추가적인 스트리밍, 필라멘트 및 Weibel 불안정성을 조사했다. 과학자들은 또한 전자 속도 분포의 진화와 2D 시뮬레이션에서 광학 필드 이온화의 온도 이방성을 추적했습니다. 그들은 온도 이방성에 대한 불안정성의 영향을 분리하기 위해 Coulomb 충돌을 배제하면서 시뮬레이션에서 플라즈마의 이온화와 진화를 일관되게 모델링했습니다. 그들은 플라즈마의 이방성이 급격히 떨어졌기 때문에 실험에서 운동 불안정성을 관찰했다.

LP 레이저에 의해 이온화 된 플라즈마의 불안정성. (A) 스트리밍 불안정성의 전자 밀도 변동의 크기의 측정 된 (파란색) 및 시뮬레이션 된 (빨간색) 진화. (B) 시간의 함수로서 영 주파수 모드의 측정 된 크기로서, 대략 이온 음향주기를 갖는 진동 거동을 표시한다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax4545

Weibel 불안정성이 시뮬레이션에서 포화됨에 따라, 자기장 은 다른 곳 에서 예측 된 바와 같이 준-나선 구조로 자체 구성되었습니다 . 추가 시뮬레이션을 사용하여 Zhang et al. 전자 충돌은 플라즈마 형성 후 처음 10 피코 초 동안 중요한 역할을하지 않음을 확인했다. 이 시간 동안, 운동 불안정성은 플라즈마의 등방성 (isotropization)을 지배했지만, 결국 충돌로 인해 플라즈마가 열화 될 것이다. 연구팀은 또한 선형 편광 레이저에 의해 유도 된 운동 불안정성을 조사했는데, 이는 원형 편광 레이저와 대조적 인 결과를 보여 주었다. 이 경우 불안정성은 느리게 움직이는 전자를 통해 전파되는 반사 전자에 의해 구동됩니다. 모드의 주파수 스펙트럼은 CP 레이저보다 좁습니다. 스트리밍 불안정성이 커지고 포화되는 데에도 실험 과정이 더 오래 걸렸습니다. 장 외. 측정과 시뮬레이션 사이의 현저한 일치를 관찰했습니다. 이러한 방식으로 Chaojie Zhang과 동료들은 서로 다른 편광, 파장, 강도 프로파일 및 이온화 매체를 포함한 조건의 조합을 사용하여 "디자이너"EVD를 생성 할 가능성을 보여주었습니다. 연구팀은 스트리밍 타당성 또는 필라멘트 불안정성을 억제하기 위해 편광 타원도를 변경함으로써 스트림의 드리프트 속도 및 횡 온도를 제어했습니다. 연구원들은 초고속 OFI 플라즈마가 큰 속도 이방성을 갖는 비열적임을 보여 주었다. 플라즈마는 스트리밍 및 필라멘트 불안정성을 겪었고,이어서 플라즈마를 등방성 화하기위한 Weibel- 유사 필라멘트 불안정성이 뒤 따랐다. 이 운동 불안정성의 분극-의존 주파수와 성장률을 측정했을 때, 그 결과는 운동 이론과 시뮬레이션과 잘 일치했다.실험실에서 플라즈마 운동 불안정성. 더 탐색 산란광을 측정하여 플라즈마의 에너지 흐름 캡처

추가 정보 : Chaojie Zhang et al. 초고속 광학 이온화 가스 — 동역 플라즈마 불안정성을 연구하기위한 실험실 플랫폼, Science Advances (2019). DOI : 10.1126 / sciadv.aax4545 Alberto Benedetti et al. 거대 시준 된 감마선 플래시, Nature Photonics (2018). DOI : 10.1038 / s41566-018-0139-y CM 헌팅턴 등. 상호 침투 플라즈마 흐름에서 Weibel 불안정성을 통한 자기장 생성 관찰, Nature Physics (2015). DOI : 10.1038 / nphys3178 저널 정보 : 과학 발전 , 자연 포토닉스 , 자연 물리학

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.연구원들은 한 종류의 광학 재료에서 새로운 위상을 발견합니다

펜실베니아 대학교 에리카 K. 브록 마이어 토폴로지의 통찰력을 사용하여 Penn 물리학자는 광학 상호성을 파괴 할 수있는 광학 재료 및 장치를 만드는 새로운 방법을 발견하여 빛을 여행 할 수있는 "일방 통행"시스템을 만들고 미래에보다 효율적인 광학 시스템을 가능하게합니다. 크레딧 : Beverley Zheng, 2019 년 9 월 18 일

광학 장치는 전자기파를 생성, 유도 및 감지하며 레이저, 망원경 및 태양 전지를 포함합니다. 이러한 장치에 사용되는 대부분의 재료는 빛을 양방향으로 이동시키는 고유의 대칭 인 광학 상호성 (optical reciprocity)으로 알려진 현상으로 인해 특정 응용 분야에서 문제가됩니다. 응용 기반 과제의 한 가지 예는 고출력 레이저로, 광학 왕복으로 인한 후방 산란광이 기기를 손상시킬 수 있습니다. Nature Communications에 발표 된 새로운 연구 는 위상 물리학의 통찰력을 사용하여 광학 상호성을 어떻게 파괴 할 수 있는지 설명합니다. 재료에 새로운 특성을 불어 넣는 유도 된 토폴로지 상태는 빛이 이동할 수있는 "단방향"시스템을 만들어 미래에 보다 효율적인 광학 장치 를 만들 수 있습니다. 이 연구는 보진 (Bo Boh) 조교수와 박사후 Li He가 유진 멜 교수 (Eugene Mele) 교수와 대학원생 Zachariah Addison 및 Jicheng Jin, MIT의 Steven Johnson 교수와 공동으로 진행했다. 광학적 상호성을 파괴 할 수있는 자연적으로 존재하는 재료들이 있지만,이 광 자기 효과는 종종 매우 약하며, 재료는 정적 시스템에서만 사용될 수 있습니다. 이러한 제한 사항은 재료가 너무 커서 소형 광전자 칩에 사용하기 어렵다는 것을 의미합니다. 젠은“이것은 존재하는 기술적 장벽이다. "이 광 자기 효과 외에도 다른 과학적 가능성이 유사한 효과를 구현할 수 있는지 묻고 있습니다." Zhen과 He는 박막으로 만들 수 있고 광전자 칩 및 소형 장치의 코팅으로 사용될 수있는 광학 재료 인 LiNbO 3를 연구했습니다 . 물리학 자들이 비선형이라고 부르는 광학 재료의 한 종류로서, LiNbO 3 는 정지 상태에서 정지하지 않고 흔들 리거나 정적 시스템과 같이 동적 설정에 배치 될 때 광학적 상호성을 파괴 할 수 있습니다. 비선형 광학 재료는 매우 일반적입니다. 대부분의 강의실 레이저 포인터에는 보이지 않는 적외선을 가시 광선으로 변환하는 비선형 광학 크리스탈이 있습니다. 연구원들이 직면 한 장애물은 비선형 광학 재료, 특히 동적 환경에있을 때 위상 위상 에 대해 알려진 것이 거의 없다는 것 입니다. 지질 광 자학 및 광전자 응용 분야의 재료 연구에 대한 연구원의 전문 지식을 바탕으로 비선형 광학 재료에서 발생하는 현상을 설명하는 물리 이론을 개발했습니다. 이론을 확인하기 위해, 그는 LiNbO3 광결정 에 대해 시뮬레이션 된 실험을 실행 했으며 재료가 동적 시스템에있을 경우 위상 위상이 유도 될 수 있음을 발견했습니다. 더 중요한 것은 연구원들이이 위상 단계가 전자 시스템에 직접적인 대응 물이없는 것으로 보이며, 이는 미래의 응용 분야에서 고유 한 기능으로 이어질 수 있다고 말합니다. "예를 들어, 잠재적으로 단방향 증폭기 또는 감쇠기를 달성 할 수있다"고 He는 말한다. 젠 박사는 이번 발견의 미묘한 측면은 정적 시스템보다 덜 직관적 인 동적 시스템의 에너지 절약에 대해 더 잘 이해하고 있다는 점이라고 말했다. 예를 들어, 광자 때 빛이 동적 시스템을 통해 이동 광자의 수는 동일하게 유지하지만, 광자 픽업 또는 에너지를 방출로 에너지의 총량은 변경할 수 있습니다. 보존 된 것과 동적 시스템에없는 것을 더 잘 이해하는 것이 Zhen과 그의 팀에 대한이 연구의 하이라이트 중 하나였습니다. 비선형 광학 재료 의 위상 상태에 대한 미래 연구를위한 토대를 제공하는 최초의 논문 중 하나로서 ,이 연구는 향후 실험을위한 출발점을 제공하면서 미래 이론 작업에 대한 지침을 제공 할 수 있습니다. 젠은“이것은 진정으로 매우 흥미로운 분야의 시작이다. "우리는 근본적인 이론적 틀을 세우고 정적 시스템이 사소한 경우에도 올바른 방식으로 흔들면 매우 흥미로운 것이된다는 것을 보여 주었다." 더 탐색 자연을 사용하여 혁신적인 광학 재료 제작 추가 정보 : Li He et al. Floquet Chern 빛의 단열재, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-12231-4 저널 정보 : Nature Communications

https://phys.org/news/2019-09-topological-phases-class-optical-materials.html

 

 

.러시아 과학자들이 초음파를 사용하여 곡물 수확량 늘리기

에 의해 남쪽 우랄 주립 대학크레딧 : South Ural State University, 2019 년 9 월 18 일

사우스 우랄 주립 대학 (South Ural State University)의 과학자들은 아미노산 조성의 균형을 잡고 그 구조에서 합성 된 비타민과 미네랄의 양을 늘리고 밀의 높은 수확량을 보장하는 곡물 가공 방법을 개발 및 특허했습니다. 식물 재료의 특성을 변경하기위한 제안 된 접근법은 효과적이고 안전합니다. "곡물 산업에서 현재 곡물의 품질과 저장 수명의 두 가지 문제가 있습니다. 우리의 목표는 품질이 낮은 곡물 작물을 가공하고 건강에 좋은 음식을 얻을 수있는 새로운 방법을 찾는 것입니다 . 영양 학적 이점이 추가 된 혁신적인 제품입니다. 우리 는 작물 의 발아 과정을 강화하기 위해 초음파의 영향을 사용한다 . 이번 연구는 주로 제빵 산업뿐만 아니라 식품 첨가물 또는 별도의 식품 성분 으로 사용될 수있는 연질 밀 곡물의 발아를 목표 로한다”고 말했다. Natalia Naumenko, SUSU 고등 의료 생물학 학교의 식품 과학 및 생명 공학 부교수, 기술 과학 후보 . 초음파 처리는 곡물 작물의 껍질에 영향을 미치며, 이는 성장 지점 (내 배정자 및 세균)으로 수분이 더 빠르게 침투하는 데 기여합니다. 결과적으로 발아 과정이 강화됩니다. 따라서 전통적인 발아 방법의 지속 시간이 약 24 ~ 26 시간이면 초음파 노출 방법은 16 시간으로 줄일 수 있습니다. 곡물을 가공 할 때 과학자들은 최적의 노출 모드를 사용하여 곡물의 구조적 구성 요소를 변경하지 않고도 가능한 한 발아 과정을 강화할 수 있습니다. 2018 년 과학자들은 첼 랴빈 스크 지역의 파종 지역에서 재배하기 위해 밀 곡물의 종자 재료 가공을 수행했습니다. 실험 장소는 곡물 작물 파종을 위해 준비되지 않은 위기 토지에 위치했다는 점에 유의하는 것이 중요합니다. 그럼에도 불구하고 작물의 좋은 발아와 품질이 주목되었습니다. 곡물은 상당히 많은 양의 단백질과 양질의 글루텐을 함유했습니다. 또한 초음파 노출의 결과 밀 귀 높이가 낮아져 현장에서 곡물의 숙성 시간이 길어집니다. 따라서 새로운 곡물 가공 방법은 밀의 생산성을 높이고 품질을 향상시킵니다. 앞으로 과학자들은 곡물을 소독하는 방법을 개발할 계획입니다. 이 과정은 작물 의 발아에 필요합니다. 건강한 음식을 얻는 기본 원칙은 안전하기 때문입니다.

더 탐색 CO2 수치가 상승하면 밀 수확량은 증가하지만 영양 품질은 약간 떨어질 수 있습니다 에 의해 제공 남부 우랄 주립 대학

https://phys.org/news/2019-09-russian-scientists-ultrasound-grain-harvest.html

 

 

.음, 꼬리가 보인다

 

 

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
Park Soo-jin is a meteorologist. She is Lee Hyun Kyu's friend of the same age.

 

 

.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/ https://phys.org/news/2019-09-black-hole-center-galaxy-hungrier.html

 

 

.고대 기후에 대한 연구는 미래의 온난화가 가속화 될 수 있음을 시사합니다

크레딧 : CC0 Public Domain, 2019 년 9 월 18 일

열 트 랩핑 이산화탄소 가스의 지속적인 축적에 반응하여 지구가 온난화되는 속도는 앞으로 5 천만 년이 넘는 비슷한 따뜻한 기간에 대한 새로운 시뮬레이션에 따르면 앞으로 증가 할 수 있습니다. 미시간 대학교와 애리조나 대학교의 연구원들은 최첨단 기후 모델을 사용하여 지구의 미래 기후에 대한 아날로그로 간주되는 초기 Eocene 시대의 극도의 온난화를 성공적으로 시뮬레이션했습니다 . 그들은 이산화탄소 수준은 지구의 미래 기후에 대한 광범위한 영향과 더불어, 발견 증가로 온난화의 속도가 극적으로 증가 발견, 연구팀은 저널에 9월 18일 게재 예정 논문에보고 과학의 진보 . 이 결과를 나타내는 또 다른 방법은 Early Eocene의 기후가 지구가 따뜻해 짐에 따라 추가 이산화탄소에 점점 더 민감 해졌다는 것입니다. UM 지구 환경 과학부 박사후 연구원 인 지앙 주 (Jiang Zhu)는“이산화탄소 수준이 증가함에 따라 기후 민감도가 증가한 것에 놀랐다 ”고 말했다. "그것은 미래에 이산화탄소의 증가에 온도 반응은 CO의 동일한 증가에 대한 응답보다 클 수 있습니다 나타냅니다 때문에 무서운 찾는 이 지금. 이것은 우리에게 좋은 소식이 아니다." 연구원들은 비슷한 양의 이산화탄소를 사용하여 Early Eocene을 시뮬레이션하려는 이전의 시도에서 볼 수 없었지만 관측 한 기후 감도의 큰 증가는 그들이 사용한 기후 모델에서 구름 과정의 개선 된 표현 때문일 것으로 판단했습니다. Community Earth System Model 버전 1.2 또는 CESM1.2. 지구 온난화는 지구 대기의 구름 분포와 유형을 변화시킬 것으로 예상되며, 구름은 기후에 온난화와 냉각 효과를 둘 수 있습니다. 초기 시신세의 자신의 시뮬레이션에서, Zhu의와 그의 동료들은 CO 증폭 클라우드 범위와 불투명도의 감소 발견 이 유도 된 온난화. 연구원들에 따르면, Eocene 시뮬레이션에서 기후 민감도 증가를 담당하는 동일한 클라우드 프로세스가 현재 활성화되어 있습니다. Science Advances 논문 의 공동 저자 인 크리스토퍼 폴센 (Christopher Poulsen)은“우리의 연구 결과는 대규모 기후 변화를 결정하는 데있어 소규모 클라우드 프로세스의 역할을 강조하고 미래 온난화에 따른 기후 민감도의 잠재적 증가를 제안한다 . 논문의 세 번째 저자 인 애리조나 대학교의 제시카 티어니 (Jessica Tierney)는“오케 인에 대해 우리가 추론하는 감도는 실제로 매우 높지만, 기후 감도가 우리 삶에서 에오 케네 레벨에 도달 할 것 같지는 않다. 초기 에오 케네 (약 4 천 5 백만 ~ 5 천 5 백만 년 전)는 지난 6 천 6 백만 년 중 가장 따뜻한시기였습니다. 그것은 Paleocene-Eocene Thermal Maximum으로 시작되었습니다. PETM은 짧고 강렬한 따뜻한 사건 중 가장 심각합니다. 초기에 오센은 오늘날보다 평균적으로 섭씨 14도 (화씨 25도) 이상 상승한 대기 이산화탄소 농도와 표면 온도 의시기였습니다 . 또한 적도와 극점의 온도 차이는 훨씬 작습니다. 지질 학적 증거에 따르면, 초기 Eocene에서 대기 중 이산화탄소 수준은 현재의 412 ppm보다 두 배 이상 높은 1,000 ppm에 도달했음을 시사합니다. 기후 과학자에 따르면 화석 연료의 연소로 인한 탄소 배출을 제한하기 위해 아무런 조치도 취하지 않으면 2100 년까지 CO 2 수준이 다시 1,000 ppm에 도달 할 수 있다고한다. 지금까지 기후 모델은 대기 CO 2 수준 에만 의존하여 PETM의 급격한 급격한 온도 급상승을 포함하여 Early Eocene의 극도의 표면 온기를 시뮬레이션 할 수 없었습니다 . UM 지구 환경 과학부 교수이자 자연 과학 부교수 인 폴센 (Poulsen)은이 수치가 제대로 작동하려면 모델에 대한 확실한 변화가 필요하다고 말했다. "수십 년 동안 모델은 이러한 온도를 과소 평가했으며, 지역 사회는 오랫동안 지질 데이터에 문제가 있거나 인식되지 않은 온난화 메커니즘이 있다고 가정 해 왔습니다." 그러나 CESM1.2 모델은 지질 학적 기록에서 보듯이 따뜻한 조건과 낮은 적도 대 극점 온도 구배를 모두 시뮬레이션 할 수있었습니다. Tierney는“처음으로 기후 모델이 모델에서 의도적으로 조정되지 않은 상태에서 지질 학적 증거와 일치합니다. 과거의 따뜻한 기후에 대한 우리의 이해를위한 돌파구입니다. CESM1.2는 기후 변화에 관한 정부 간 패널의 권위있는 5 차 평가 보고서에서 2014 년에 마무리 된 기후 모델 중 하나입니다. 조기 Eocene 온난화를 만족스럽게 시뮬레이션하는 이 모델 의 능력은 CESM1.2의 미래 온난화 예측을 강력하게 지원합니다. 평형 기후 민감도라는 주요 기후 매개 변수를 통해 표현됩니다. 평형 기후 민감도라는 용어는 산업화 이전 기준선 285ppm 이상의 이산화탄소 수준이 수십 년에서 수천 년으로 지속되는 두 배의 지구 온도 변화를 의미합니다. 기후 과학자들 사이의 합의는 ECS가 1.5C와 4.5C (2.7F-8.1F) 사이 일 것입니다. CESM1.2의 평형 기후 민감도는 4.2 C (7.7 F)에서 해당 컨센서스 범위의 상단 부근에 있습니다. UM이 주도한 연구의 초기에 오센 (Early Eocene) 시뮬레이션은 온난화에 따른 평형 기후 민감도 가 증가 하는 것으로 나타 났으며, 이는 현재의 값보다 훨씬 큰 6.6C (11.9F) 이상의에 오센 감도를 시사합니다. 더 탐색 더 민감한 기후는 기후 변화가 더 심하다

추가 정보 : "구름 피드백을 통한 Eocene 극한의 따뜻함과 높은 기후 민감도 시뮬레이션" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/9/eaax1874 저널 정보 : 과학 발전 에 의해 제공 미시간 대학

https://phys.org/news/2019-09-ancient-climate-future.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