NASA 위성이 순식간에 사라진 신비를 발견하다

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.NASA 위성이 순식간에 사라진 신비를 발견하다

제트 추진 연구소 칼라 코 필드 불꽃 놀이 은하 (NGC 6946)의이 가시 광선 이미지는 Digital Sky Survey에서 가져온 것이며 NASA의 NuSTAR 천문대 (파란색과 녹색)의 데이터와 겹쳐져 있습니다. 크레딧 : NASA / JPL-Caltech, 2019 년 9 월 5 일

불꽃 놀이 은하 (NGC 6946)의이 이미지에서 밝은 파란색과 녹색의 팝은 NASA의 NuSTAR 우주 관측소에서 캡처 한 매우 밝은 X 선 광원의 위치를 ​​보여줍니다. 우주에서 가장 활발한 과정에 의해 생성 된이 X-ray 소스는 배경 이미지의 많은 가시 광선에 비해 드물다. 천체 물리학 저널에 발표 된 새로운 연구 는 은하 중심 근처에서 녹색 원이 놀라워 보이는 것에 대한 몇 가지 가능한 설명을 제공하며, 몇 주 만에 사라지고 사라졌다. NuSTAR 관측의 주요 목표는 태양보다 훨씬 더 큰 별의 폭발 인 초신성을 연구하는 것이 었으며, 오른쪽 위의 밝은 청록색 점으로 나타납니다. 이 폭력적인 사건 은 수십억의 별들로 구성된 은하계 전체를 밝게 비추기에 충분한 가시 광선 을 잠시 생성 할 수 있습니다 . 그들은 또한 철보다 무거운 우주에서 많은 화학 원소를 생성합니다. 은하 바닥 근처의 녹색 얼룩은 첫 번째 NuSTAR 관측에서는 보이지 않았지만 10 일 후에 두 번째 관측이 시작될 때 밝게 타 올랐습니다. NASA의 찬드라 엑스레이 천문대 (Chandra X-ray Observatory)는 나중에 초 발광 엑스레이 소스 (Ultraluminous X-ray source, ULX)로 알려진 소스가 빨리 사라지는 것을 관찰했다. 이 은하에서 식별 된 네 번째 ULX이기 때문에 그 이후로 개체는 ULX-4로 명명되었습니다. X-ray 소스에서는 가시 광선이 감지되지 않았으며, 이는 또한 초신성 일 가능성을 배제 할 가능성이 높습니다. 캘리포니아 주 파사 데나에 위치한 칼 테크 (Caltech)의 박사후 연구원 인 한나 언쇼 (Hannah Earnshaw)는“10 일은 그런 밝은 물체가 나타나기에는 정말 짧은 시간이다”라고 말했다. "일반적으로 NuSTAR에서는 시간이 지남에 따라 점진적인 변화를 관찰하고 소스를 빠르게 여러 번 연속해서 관찰하지 않습니다.이 경우 매우 빠르게 변화하는 소스를 포착하는 것이 운이 좋았습니다." 가능한 블랙홀 새로운 연구는 빛이 별과 같은 다른 물체를 소비하는 블랙홀에서 나올 가능성을 탐구합니다. 물체가 블랙홀에 너무 가까워지면 중력이 해당 물체를 잡아 당겨 블랙홀 주위의 파편을 이리저리 가져올 수 있습니다. 새로 형성된이 디스크의 안쪽 가장자리에있는 재료는 너무 빨리 움직이기 시작하여 수백만도까지 가열되어 X 선을 방출합니다. (비교하면 태양의 표면은 화씨 약 10,000도, 또는 섭씨 5,500 도입니다.) 대부분의 ULX는 일반적으로 블랙홀과 같이 밀도가 높은 물체에 의해 생성되어 별에 오랫동안 "공급"되므로 수명이 길다. ULX-4와 같이 수명이 짧거나 "일시적인"X-ray 소스는 훨씬 드물기 때문에 작은 별을 빠르게 파괴하는 블랙홀과 같은 단일 한 극적인 사건이 관측을 설명 할 수 있습니다. 그러나 ULX-4는 일회성 이벤트가 아닐 수 있으며이 논문의 저자는이 대상에 대한 다른 잠재적 인 설명을 탐색했습니다. 한 가지 가능성 : ULX-4의 근원은 중성자 별일 수 있습니다. 중성자 별은 블랙홀을 형성하기에 충분히 크지 않은 별의 폭발로 형성된 매우 조밀 한 물체입니다. 중성자 별은 태양과 같은 질량이지만 대도시 크기의 물체에 포장되어 블랙홀과 같이 재료를 끌어 들이고 빠르게 움직이는 파편의 디스크를 만들 수 있습니다. X- 레이 광은 블랙홀에 의해 생성 된 ULX와는 약간 다른 프로세스를 통해 생성되지만 느리게 공급되는 초 발광 X- 레이 소스도 생성 할 수 있습니다. 중성자 별 은 자기장을 너무 강하게 만들어서 "열"을 만들어 표면까지 물질을 전달하여 프로세스에서 강력한 X- 레이를 생성합니다. 그러나 중성자 별이 특히 빠르게 회전하면 이러한 자기장이 장벽을 만들어 물질이 별 표면에 도달 할 수 없게됩니다. Earnshaw는 "시간당 수천 마일로 회전하는 회전식 회전 목마에 뛰어 오르는 것과 같습니다."라고 말합니다. 장벽 효과는 자성 장벽이 잠깐 동안 흔들어 물질이 중성자 별 표면으로 미끄러 져 떨어질 수있는 경우를 제외하고는 별이 밝은 X 선원이되는 것을 방지합니다. 이것은 ULX-4의 갑작스런 출현과 소멸에 대한 또 다른 가능한 설명 일 수 있습니다. 동일한 소스가 다시 점등되면이 가설을 뒷받침 할 수 있습니다. "이 결과는 물질이 블랙홀 이나 중성자 별 에 나타나는 희귀하고 극단적 인 사례를 이해하기위한 단계 "라고 Earnshaw는 말했습니다.

더 탐색 은하 충돌에서 핍스 피크가 밝게 빛납니다 추가 정보 : Hannah P. Earnshaw et al. NGC 6946, The Astrophysical Journal (2019) 의 이전 및 새로운 ULX 광대역보기 . DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab20cd 저널 정보 : 천체 물리 저널 제공자 제트 추진 연구소

https://phys.org/news/2019-09-nasa-satellite-mystery.html

 

 

.연구원들은 몇 초 안에 표면을 효율적으로 제거 할 수있는 기술 개발

토픽 : 일리노이아이스대학교 어 바나 샴페인 작성자 : URBANA-CHAMPAIGN의 일리노이 대학 LOIS YOKSOULIAN 2019 년 9 월 4 일 얼음 형성

비행기 날개, 풍력 터빈 및 실내 난방 시스템은 모두 얼음의 무게와 오한에 시달립니다. 그러나 제상 및 제빙 기술은 에너지 집약적이며 종종 작업하기 위해 완전히 녹기 위해서는 대량의 얼음이 필요합니다. 일리노이 대학과 일본 큐슈 대학의 연구원들은 표면의 경계면에서 얼음이 얇아서 녹아 중력에 의해 미끄러질 수있는 새로운 기술을 개발했습니다. 기존의 제빙 기술에 필요한 에너지의 1 % 미만과 시간의 0.01 % 미만을 사용하는이 방법은 Applied Physics Letters 저널에 발표되었습니다. 기존 시스템의 비 효율성 문제는 서리 또는 얼음을 직접 가열하는 대신 시스템의 다른 구성 요소를 데우는 데 필요한 가열 및 제빙에 사용되는 대부분의 에너지에서 비롯된 것이라고 연구진은 밝혔다. 이것은 에너지 소비와 시스템 다운 타임을 증가시킵니다. "제상을 해제하기 위해 시스템 냉각 기능이 종료되고, 작동 유체가 얼음이나 서리를 녹이기 위해 가열 된 다음, 표면이 깨끗해지면 다시 냉각시켜야합니다." 기계 과학 및 공학 교수 Nenad Miljkovic. "간헐적 인 제상주기를 실행하는 연간 운영 비용을 생각할 때 많은 에너지를 소비합니다."

네나드 밀코 비치 칼리 얀 보이나 야시 라지 구루 무키 기계 공학 및 공학 교수 네나드 밀코 비치 (Nnad Miljkovic), 왼쪽 및 대학원생 인 Kalyan Boyina와 Yashraj Gurumukhi는 일본 큐슈 대학의 연구원들과 협력하여 표면을 몇 초 안에 제빙 할 수있는 시스템을 개발했습니다. 크레딧 : L. Brian Stauffer

연구원들은 얼음과 표면 사이의 계면에 매우 높은 전류의 펄스를 전달하여 물의 층을 생성 할 것을 제안합니다. 맥박이 계면에서 필요한 열을 발생시킬 수 있도록 연구원들은 인듐 주석 산화물이라는 재료의 얇은 코팅 (제상을 위해 종종 사용되는 전도성 필름)을 재료의 표면에 적용합니다. 그런 다음 나머지는 중력에 맡깁니다. 이를 시험하기 위해 연구팀은 -15도에서 -70 도로 냉각 된 수직 유리판을 해동시켰다. 이러한 온도는 각각 난방, 환기 및 공조 응용 분야와 냉장 및 우주 항공 응용 분야를 모델링하기 위해 선택되었습니다. 모든 테스트에서 얼음은 1 초 미만의 펄스로 제거되었습니다. 실제 환경에서 중력은 공기 흐름에 의해 지원 될 것이라고 Miljkovic은 말했다. "이 새로운 접근법은 기존의 방법보다 효율적입니다." 이 그룹은 비행기 구성 요소와 같은 더 복잡한 3D 표면을 아직 연구하지 않았으며, 이는 분명 미래 단계라고 말했다. Miljkovic는“항공기는 빠른 속도로 이동하면서 자연스럽게 확장되므로 얼음의 전단력이 크기 때문에 얼음을 제거하기 위해 인터페이스의 매우 얇은 층만 녹여야합니다. "안전 준수를 유지하면서 곡선 형 구성 요소를 인듐 주석 산화물로 적합하고 비용 효율적인 방식으로 코팅하는 방법을 알아 내기 위해서는 더 많은 작업이 필요합니다." 항공기 날개와 같은 대형 시스템은 매우 많은 양의 순간 전류가 필요하다고 연구원들은 말했다. 일리노이 대학원생 Yashraj Gurumukhi는“펄스 동안의 총 전력은 매우 낮지 만 순시 전력은 높다”고 말했다. "인터페이스를 가열하는 회로에 전력을 공급하는 데 필요한 전자 장치에 대한 추가 작업이 필요합니다."

이 연구는 냉난방 냉장 센터, 국립 과학 재단 및 일본 교육 스포츠 문화 과학 기술부에서 지원했습니다. ### 참조 : S. Chavan, T. Foulkes, Y. Gurumukhi, K. Boyina, KF Rabbi 및 N. Miljkovic, 2019 년 8 월 12 일, " 응용 물리 서신 "의 "펄스 계면 제상" . ( DOI : 10.1063 / 1.5113845 ) 이 연구에 대한 자세한 내용 은 100x 효율로 표면을 몇 초 안에 녹이는 것을 참조하십시오 .

https://scitechdaily.com/researchers-develop-technique-to-efficiently-de-ice-surfaces-in-seconds/

 

 

.팀은 원자가 일반적인 통신 신호를 수신 할 수 있음을 보여줍니다

에 의해 국립 표준 기술 연구소 무선 통신은 종종 위상 시프 팅 또는 위상 변조라는 형식을 사용하는데, 여기서 신호는 시간에 따라 서로 상대적으로 시프 팅됩니다. 이 예에서, 통신 신호 (청색)는 기준 신호 (적색)에 대한 주기적 반전을 포함합니다. 이 반전은 고양이 귀처럼 보이는 입술입니다. 정보 (또는 데이터)는이 변조로 인코딩됩니다. 크레딧 : Holloway / NIST2019 년 9 월 5 일

NIST (National Institute of Standards and Technology)의 연구원들은 원자를 사용하여 일반적으로 사용되는 통신 신호를 수신하는 새로운 유형의 센서를 시연했습니다. 이 원자 기반 수신기는 다른 가능한 장점 중에서도 기존 무선 수신기보다 시끄러운 환경에서 작고 더 잘 작동 할 수 있습니다. NIST 팀은 세슘 원자 를 사용 하여 가장 일반적인 통신 형식의 디지털 비트 (1과 0)를 수신했습니다. 예를 들어 휴대폰, Wi-Fi 및 위성 TV에 사용됩니다. 위상 시프 팅 또는 위상 변조 라 불리는이 포맷에서, 무선 신호 또는 다른 전자기파는 시간에 따라 서로에 대해 시프트된다. 정보 (또는 데이터)는이 변조로 인코딩됩니다. 프로젝트 리더 인 크리스 홀로 웨이는“ 핵심은 변조 된 신호를 수신 하기 위해 원자 를 사용할 수 있다는 것을 보여주는 것이다. "이 방법은 광범위한 주파수 범위에서 작동합니다. 데이터 전송 속도는 아직 가장 빠르지는 않지만 시끄러운 환경의 기존 시스템보다 더 효과적 일 수있는 다른 이점이 있습니다." 새로운 논문 에서 설명한 바와 같이 , 양자 센서는 실제 위상 편이 방법에 기초하여 신호를 수신했습니다. 홀로 웨이는 19.6 기가 헤르츠 전송 주파수가 실험에 편리했기 때문에 선택되었지만 향후 무선 통신 시스템에도 사용될 수 있다고 말했다. NIST 팀은 이전에 이미징 및 측정 어플리케이션에 동일한 기본 기술을 사용했습니다. 연구원들은 두 개의 서로 다른 컬러 레이저를 사용하여 전자기장에 대한 극도의 감도와 같은 새로운 특성을 갖는 고 에너지 ( "Rydberg") 상태로 증기 셀에 포함 된 원자를 제조 합니다 . 전계 신호의 주파수는 원자가 흡수하는 빛의 색상에 영향을 미칩니다. NIST 연구원 Chris Holloway는 디지털 방식으로 변조 된 통신 신호를 위해 원자 기반 수신기에 사용되는 레이저 빔을 정렬하기 위해 미러를 조정합니다. 크레딧 : Burrus / NIST 새로운 실험에서이 팀은 최근 개발 된 원자 기반 믹서를 사용하여 입력 신호를 새로운 주파수로 변환했습니다. 하나의 무선 주파수 (RF) 신호는 기준으로 작용하고, 제 2 RF 신호는 변조 된 신호 반송파로서 기능한다. 두 신호 간의 주파수 차이와 오프셋은 원자를 조사하여 감지하고 측정했습니다. 많은 연구원들이 원자가 다른 형식의 변조 신호를 수신 할 수 있다는 것을 이전에 보여 주었지만 NIST 팀은 위상 변이를 처리 할 수있는 원자 기반 믹서를 최초로 개발했습니다. 인코딩 체계에 따라 원자 기반 시스템은 초당 최대 약 5 메가 비트의 데이터를 수신했습니다. 이는 구형 3 세대 (3G) 휴대 전화의 속도와 비슷합니다. 또한 연구원들은 오류 벡터 크기 (EVM)라고하는 기존의 메트릭을 기반으로 수신 된 비트 스트림의 정확도를 측정했습니다. EVM은 수신 된 신호 위상을 이상적인 상태와 비교하여 변조 품질을 측정합니다. 홀로 웨이는 NIST 실험에서 EVM이 10 % 미만으로 첫 번째 시연에 적합하다고 말했다. 그는 현장에 배치 된 시스템과 비교할 수 있다고 덧붙였다. 초소형 레이저 및 증기 셀은 칩 규모의 원자 시계 와 같은 일부 상용 장치에 이미 사용되어 실제 원자 기반 통신 장비를 구축하는 것이 가능할 수 있음을 시사합니다. 논문에 따르면, 원자력 기반 수신기는 기존의 무선 기술보다 더 많은 발전을 거듭 할 수 있다는 장점이있다. 예를 들어 원자가 자동으로 작동하기 때문에 신호를 전달하기 위해 다른 주파수로 신호를 변환하는 기존 전자 장치가 필요하지 않습니다. 안테나와 수신기는 마이크로 미터 크기로 물리적으로 더 작을 수 있습니다. 또한 원자 기반 시스템은 일부 유형의 간섭 및 소음에 덜 민감 할 수 있습니다. 원자 기반 믹서는 약한 전기장을 정확하게 측정 할 수도 있습니다.

더 탐색 내 귀에 양자 음악 추가 정보 : Christopher L. Holloway et al. Rydberg Atom 기반 수신기, IEEE 안테나 및 무선 전파 문자로 위상 변조 신호 감지 및 수신 (2019). DOI : 10.1109 / LAWP.2019.2931450 저널 정보 : IEEE 안테나 및 무선 전파 편지 국립 표준 기술 연구소에서 제공

https://phys.org/news/2019-09-team-atoms-common.html

 

 

.이국적인 물리 현상이 처음으로 관찰 됨

에 의해 매사 추세 츠 공과 대학 크레딧 : CC0 Public Domain, 2019 년 9 월 5 일

광학 파, 합성 자기장 및 시간 반전과 관련된 이국적인 물리적 현상은 수십 번의 시도 이후 처음으로 직접 관찰되었습니다. 이번 연구 결과는 위상 단계라고 알려진 것을 실현할 수있게했으며 결국 내결함성 양자 컴퓨터를 향한 발전으로 이어질 것이라고 연구진은 말했다. 이 새로운 발견은 비 아벨 Aharonov-대한 Bohm 효과를 포함하고 저널에 오늘보고 과학 MIT 대학원생 이순신 양, MIT 방문 학자 차오 펭 (북경 대학 교수), MIT 대학원생 디 주홍 교수 흐르 보예 Buljan에 의해에서 크로아티아 자그레브 대학교, Francis Wright Davis 물리학과 MIT의 John Joannopoulos 교수, 펜실베이니아 대학교의 Bo Zhen 교수, MIT 물리학 Marin Soljacic 교수. 결과는 입자가받는 변형을 설명하는 게이지 필드와 관련이 있습니다. 게이지 필드는 Abelian과 non-Abelian으로 알려진 두 클래스로 분류됩니다. 1959 년에 이론가들이 예측 한 이론가들의 이름을 딴 Aharonov-Bohm Effect는 순수한 수학적 도움이 아닌 게이지 필드가 물리적 인 결과를 가져 왔다는 것을 확인했습니다. 그러나 관측은 Abelian 시스템 또는 게이지 필드가 정류하는 시스템에서만 작동했습니다. 즉, 앞뒤로 동일한 방식으로 발생합니다. 1975 년, Tai-Tsun Wu와 Chen-Ning Yang은 생각 실험 으로서 비-아벨 리아 정권에 대한 영향을 일반화했다 . 그럼에도 불구하고 비 Abelian 시스템에서 그 효과를 관찰 할 수 있을지 여부는 불분명했습니다. 물리학 자들은 실험실에서 효과를 만들 수있는 방법이 없었으며, 효과를 낼 수있는 경우에도 효과를 탐지 할 수있는 방법이 부족했습니다. 이제이 두 퍼즐이 모두 해결되었으며 관측이 성공적으로 수행되었습니다. 그 효과는 현대 물리학의 이상하고 반 직관적 인 측면 중 하나와 관련이 있습니다. 사실상 모든 근본적인 물리적 현상은 시변이 아닙니다. 즉, 파티클과 힘이 상호 작용하는 방식에 대한 세부 사항은 시간이 지남에 따라 앞뒤로 실행될 수 있으며 이벤트가 전개되는 방식에 대한 영화가 실제 버전인지 알 수있는 방법이 없습니다. 그러나 몇 가지 이국적인 현상이이 시간 대칭을 위반합니다. 아하로 노프-보옴 (Aharonov-Bohm) 효과의 Abelian 버전을 만들려면 시간 역전 대칭을 깨뜨리는 것이 매우 어려운 과제라고 Soljacic은 말합니다. 그러나 비 Abelian 버전의 효과를 달성하려면이 시간 역전을 여러 번 깨고 여러 가지 방법으로 더 큰 도전을해야합니다. 효과를 내기 위해 연구원들은 광자 편광을 사용합니다. 그런 다음 두 가지 종류의 시간 역전 차단을 생성했습니다. 그들은 광섬유를 사용하여 광파의 기하학적 위상에 영향을 미치는 두 가지 유형의 게이지 필드를 생성했습니다. 먼저 강력한 자기장에 의해 바이어스 된 결정을 통해 전송하고 두 번째는 시간이 변하는 전기 신호로 변조하여 두 가지 유형을 모두 파괴합니다. 시간 반전 대칭성. 그런 다음 광섬유 시스템을 통해 반대 방향, 시계 방향 또는 시계 반대 방향으로 빛을 보내는 방식에 차이가있는 간섭 패턴을 생성 할 수있었습니다. 시간-반전 불변성을 깨지 않고, 빔은 동일해야했지만, 대신에 간섭 패턴은 예측 된 특정 세트의 차이를 보여 주어 어려운 효과의 세부 사항을 보여줍니다. Yang은 Aaroian-Bohm 효과의 원래 Abelian 버전은 일련의 실험적 노력으로 관찰되었지만 지금까지 비 Abelian 효과는 관찰되지 않았다고 말했다. 그 발견은 "우리가 많은 일을 할 수있게 해주었다"고 덧붙였다. 그는 고전과 양자 물리 체제를 포함한 다양한 잠재적 실험의 문을 열어 효과의 변형을 탐구했다. 이 팀이 고안 한 실험적 접근은 " 광자, 극성, 양자 가스 및 초전도 큐 비트를 사용하는 양자 시뮬레이션에서 이국적인 위상 의 구현을 고무 할 수있다 "고 Soljacic은 말한다. 광자 자체의 경우 이것은 다양한 광전자 응용에 유용 할 수 있다고 그는 말했다. 또한 그룹이 합성 할 수있는 비 Abelian 게이지 필드는 비 Abelian Berry 단계를 생성했으며, "상호 작용과 결합하면 언젠가 내결함성 토폴로지 양자 계산을위한 플랫폼으로 사용될 수 있습니다"라고 말합니다. . 이 시점에서 실험은 기본 물리 연구에 주로 관심이 있으며, 현대 물리 이론의 기본 토대를 더 잘 이해하기위한 것입니다. Soljacic은“실제로 많은 응용 분야에서 추가적인 발전이 필요할 것입니다. 우선 양자 계산을 위해서는 실험을 하나의 단일 장치에서 전체 격자로 확대해야합니다. 그리고 실험에 사용 된 레이저 광선 대신 단일 광자 소스로 작업해야합니다. 그러나 현재의 형태에서도이 시스템은 현재 물리학의 매우 활발한 영역 인 위상 물리학의 문제를 탐구하는 데 사용될 수 있다고 Soljacic은 말합니다.

더 탐색 연구에 따르면 이중층 그래 핀의 이국적인 양자 상태 추가 정보 : "실제 공간에서 비 Abelian 게이지 필드의 합성 및 관찰" Science (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aay3183 저널 정보 : 과학 매사추세츠 공과 대학 제공

https://phys.org/news/2019-09-exotic-physics-phenomenon.html

 

 

.과학자들은 정확한 양성자 반경을 측정하여 수십 년 된 퍼즐을 해결합니다

에 의해 뉴욕 대학 York University의 물리 실험실에서 Eric Hessels의 저명한 연구 교수. 크레딧 : York University, 2019 년 9 월 5 일

York University의 연구원들은 양성자의 크기를 정확하게 측정했습니다. 지난 10 년 동안 전 세계 과학자들을 괴롭힌 미스터리를 해결하기위한 중요한 단계입니다. 과학자들은 그들이 양성자의 크기를 알고 있다고 생각했지만, 물리학 자 팀이 양성자 반경 값을 예상보다 4 % 작게 측정하여 과학계를 혼란스럽게했던 2010 년에 바뀌 었습니다. 그 이후로 세계 물리학 자들은 양성자 반경 퍼즐, 즉이 두 양성자 반경 값의 불일치 문제를 해결하기 위해 노력하고 있습니다. 이 퍼즐은 오늘날 기본 물리학에서 해결되지 않은 중요한 문제입니다. 이제 사이언스 저널에 실릴 연구 는 0.833 펨토 미터에서 양자의 크기에 대한 새로운 측정을 발견했는데, 이는 1 조 밀리미터 미만입니다. 이 측정 값은 2010 년 이전의 이전에 허용 된 반경 값보다 약 5 % 작습니다. York University의 과학 학부의 연구자들이 이끄는이 연구는 양성자의 양전하 가 어느 정도까지 확장 되는지에 대한 새로운 전자 기반 측정을 제시하며 , 양성자가 이전에 생각한 것보다 작다는 것을 2010 년에 확인시켜줍니다. 이 연구를 주도한 물리 및 천문학 부장 인 에릭 헤 셀스 (Eric Hessels) 교수는“양자 크기를 결정하는 데 필요한 정밀성 수준은 실험실에서 시도한 것 중 가장 어려운 측정이었다”고 말했다. Hessels 박사는“이 실험을 8 년 동안 진행 한 후, 어려운 양성자 반경 퍼즐을 해결하는 데 도움이되는 고정밀 측정 값을 기록하게되어 기쁘다. 양성자 반경 퍼즐을 해결하려는 노력은 빛과 물질이 어떻게 상호 작용 하는지를 설명하는 양자 전기 역학 이론과 같은 물리 법칙을 이해하는 데 큰 영향을 미칩니다. 국제적으로 인정받는 물리학 자이자 원자 물리학 전문가 인 Hessels는 3 개의 이전 연구가 전자 기반과 뮤온 기반의 양자 크기 결정 사이의 불일치를 해결하려는 시도에서 중추적이라고 밝혔다. 뮤온 수소 를 사용한 최초의 2010 년 연구 일반적인 수소를 사용한 이전 실험과 비교하여 양성자 크기를 결정 . 당시 과학자들은 전자가 전자의 더 무거운 사촌 인 뮤온으로 대체되는 이국적인 원자를 연구했습니다. 수소를 사용한 2017 년 연구는 양성자 전하 반경에 대한 2010 년 뮤온 기반 결정에 동의했지만, 수소를 사용한 2018 년 실험은 2010 년 이전의 가치를지지했습니다. Hessels와 그의 과학자 팀은 8 년 동안 양성자 반경 퍼즐을 풀고 전자가 아닌 뮤온으로 측정 할 때 양성자 반경이 다른 값을 갖는 이유를 이해하는 데 집중했습니다. York University 팀은 원자 수소를 연구하여 뮤온 수소에서 얻은 이탈 값을 이해했습니다. 그들은이 측정을 위해 개발 한 주파수 오프셋 분리 진동 필드 (FOSOF) 기술을 사용하여 고정밀 측정을 수행했습니다. 이 기술은 거의 70 년 동안 존재 해 왔으며 Norman F. Ramsey가 노벨상을 수상한 분리 된 진동 장 기술의 변형입니다. 그들의 측정은 분자 수소 가스 표적을 통해 양성자를 통과시킴으로써 생성 된 빠른 수소 원자 빔을 사용했다. 이 방법을 통해 전자 기반 측정을 수행 할 수있었습니다. 양성자2010 연구의 뮤온 기반 측정과 직접적으로 유사한 반경. 그들의 결과는 2010 년 연구에서 발견 된 더 작은 가치에 동의합니다.

더 탐색 중수소 핵을 이용한 새로운 측정으로 양성자 반경 퍼즐이 실제임을 확인 추가 정보 : "원자 수소 램 시프트 및 양자 전하 반경의 측정" 과학 (2019). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.aau7807 저널 정보 : 과학 York University 제공

https://phys.org/news/2019-09-scientists-precise-proton-radius-decade-old.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/

 

 

.합성 생물 학자들은 미생물의 암 퇴치 회로의 기능 수명을 연장시킵니다

에 의해 샌디에고 - 캘리포니아 대학 E. coli의 3 변형 공동 배양 실험에서 얻은 UC San Diego 비디오의 스틸 이미지. 이미지의 비디오는 임계 인구 밀도에 도달하면 미생물 집단 용해를 유발하는 연구원의 동기화 된 용해 회로 (SLC)의 자율 순환을 보여줍니다. 10 배율로 촬영 한 이미지. 미세 유체 장치에 로딩하기 전에 3 개의 균주를 혼합한다. 스트레인은 각 트랩에 단일 스트레인이 남아있을 때까지 경쟁합니다. 이 이미지는 MJ Liao et al.의 9 월 6 일자 Science 지에 발표 된 "바위 가위 : 공학적 인구 역학으로 유전 적 안정성을 증가시킨다"라는 논문과 관련이있다. 이 이미지는 미생물을 약물 생산 및 전달, 화학 물질 분해 및 환경 센서 역할을하도록 미생물에 지시하는 데 사용되는 유전자 회로의 수명을 크게 연장하는 방법을 개발 한 캘리포니아 샌디에고 대학의 생명 공학자들의 연구에서 얻은 것입니다. . 크레딧 : University of California San Diego / Michael Liao, 2019 년 9 월 5 일

캘리포니아 대학교 샌디에고 대학의 생명 공학자들은 미생물이 약물을 생산 및 전달하고 약물을 분해하고 화학 물질을 분해하며 환경 센서 역할을하도록 지시하는 데 사용되는 유전자 회로의 수명을 크게 연장하는 방법을 개발했습니다. 합성 생물 학자들이 미생물에 삽입하는 대부분의 회로는 다양한 돌연변이로 인해 특정 기간 (일반적으로 며칠에서 몇 주) 후에 미생물에서 완전히 파괴되거나 사라집니다. 그러나 사이언스 (Science ) 저널 2019 년 9 월 6 일호 에서 UC 샌디에고 연구원들은 유전자 회로가 훨씬 더 오래 지속될 수 있음을 보여주었습니다. 이 접근법의 핵심은 회로를 계속 작동시키면서 돌연변이 클록을 리셋하기 위해 한 유전자 회로를 가진 하위 집단을 다른 유전자 회로를 가진 하위 집단으로 완전히 대체하는 연구원의 능력이다. UC San Diego의 생명 공학 및 생물학 교수 인 Jeff Hasty는“우리는 진화와 싸우는 사업에 들어 가지 않고도 유전자 회로를 안정화시킬 수 있다는 것을 보여 주었다. "우리가 개별 세포 수준에서 진화와의 싸움을 중단하자마자, 우리는 원하는만큼 대사 적으로 비싼 유전자 회로를 유지할 수 있다는 것을 보여 주었다." 과학 연구 에서 UC 샌디에고 연구원들이 사용한 회로는 이 팀과 다른 사람들이 새로운 종류의 암 치료법을 개발하기 위해 적극적으로 사용하고있는 회로입니다. "합성 생물 학자로서 우리의 목표는 광범위한 응용 분야에서 미생물을 이용할 수있는 유전자 회로를 개발하는 것입니다. 그러나 오늘날 현실은 우리가 미생물에 삽입하는 유전자 회로가 진화로 인해 실패하기 쉽다는 것입니다. UCS San Michael Michael은 며칠, 몇 주, 몇 달, 최상의 회로 안정화 방식을 사용하더라도 시간 문제 일뿐입니다. 일단 유전자 회로의 기능을 잃어 버리면 다시 시작할 수밖에 없습니다. 디에고 생명 공학 박사 학생과 과학 논문 의 첫 번째 저자 . "우리의 연구는 이론뿐만 아니라 실제로는 또 다른 진전이 있음을 보여줍니다. 우리는 회로 파괴 돌연변이를 막을 수 있다는 것을 보여주었습니다. 우리는 돌연변이 시계에 계속해서 타격을 가하는 방법을 찾았습니다." 팀의 방법이 살아있는 시스템에 최적화 될 수 있다면 암 치료 , 생물학적 치료 , 유용한 단백질 및 화학 성분의 생체 생산 등 많은 분야에서 의미가있을 수 있습니다 .

https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/syntheticbio.mp4

Science 지 9 월 6 일자에 발표 된 'Rock-paper-scissors : 공학적 인구 역학은 유전자 안정성을 증가시킨다'에 기술 된 연구 개요 비디오MJ Liao et al. 캘리포니아 대학교 샌디에고 대학의 생명 공학자들은 미생물이 약물을 생산 및 전달하고 약물을 분해하고 화학 물질을 분해하며 환경 센서 역할을하도록 지시하는 데 사용되는 유전자 회로의 수명을 크게 연장하는 방법을 개발했습니다. 합성 생물 학자들이 미생물에 삽입하는 대부분의 회로는 다양한 돌연변이로 인해 특정 기간 (일반적으로 며칠에서 몇 주) 후에 미생물에서 완전히 파괴되거나 사라집니다. 그러나 사이언스 (Science) 저널 2019 년 9 월 6 일호에서 UC 샌디에고 연구원들은 유전자 회로가 훨씬 더 오래 지속될 수 있음을 보여주었습니다. 이 접근법의 핵심은 회로를 계속 작동시키면서 돌연변이 클록을 리셋하기 위해 한 유전자 회로를 가진 하위 집단을 다른 유전자 회로를 가진 하위 집단으로 완전히 대체하는 연구원의 능력이다. 신용: 가위 바위 보 돌연변이 시계에 대한 "재설정 버튼"을 실제로 구축하기 위해 연구진은 개별 세포 수준에서 선택적 압력을 유지하려고 시도하기보다는 미생물 균주 사이의 역학에 초점을 맞추었다. 연구원들은 "바위 보위"힘 역학을 가진 E. coli의 세 하위 집단을 사용하여 그들의 공동체 수준의 엔지니어링 시스템을 시연했다. 이는 "바위"균주가 "가위"균주를 죽일 수 있지만 "종이"균주에 의해 죽임을 의미합니다. 대부분의 출판 된 연구는 단일 세포 수준에서 작용하는 안정화 전략에 초점을 맞추는 경향이 있습니다. 이러한 치료법 중 일부는 주어진 치료 적 맥락에서 충분할 수 있지만, 진화는 단일 세포 접근법이 자연적으로 어떤 시점에서 작동을 멈추는 경향이 있다고 지시합니다. 그러나 RPS ( rock-paper-scissors ) 안정화는 커뮤니티 수준에서 작동하므로 단일 셀 수준에서 작동하는 시스템과 결합하여 수명을 크게 연장 할 수도 있습니다. 암 치료제를 만들어 종양에 전달 2016 년 Nature 에서 Hasty가 이끄는 UC San Diego 연구자들은 MIT의 동료들과 함께 종양 내부 및 주변에 박테리아가 생성하는 암을 죽이는 약물을 전달하는 데 사용될 수있는 "동기화 된 용해 회로"에 대해 설명했습니다. 이로 인해 UC San Diego 그룹은 Science에 발표 된 실험을위한 동기화 된 용해 플랫폼에 중점을 두었습니다 . 이러한 조정 된 폭발은 유전 회로에 구운 "쿼럼 감지"기능 덕분에 미리 정해진 밀도의 세포에 도달 한 후에 만 ​​발생합니다. 폭발 후, 폭발하지 않은 박테리아 개체군의 약 10 %가 다시 자라기 시작합니다. 모집단 밀도가 다시 한 번 미리 결정된 밀도 (더 "쿼럼 감지")에 도달하면 다른 약물 전달 폭발이 시작되고 연구원의 동기화 된 용해 회로에 의해 인코딩 된 프로세스가 다시 시작됩니다. 그러나이 암을 유발하는이 암은 유전 회로와 합성 생물 학자들에 의해 생성 된 다른 유전자 회로 가 결국 박테리아에서 작동을 멈춘다는 것입니다. 그 범인. 진화 과정에 의해 유발 된 돌연변이. Hasty 박사는“일부 버그는 자연적으로 종양에서 자라며 체내에서 치료법을 생산하고 전달하도록 설계 할 수 있다는 사실은 합성 생물학의 게임 체인저”라고 말했다. "그러나 우리는 유전자 회로 를 계속 작동시키는 방법을 찾아야한다 . 아직해야 할 일이 있지만 인구를 교환하고 회로를 계속 작동시킬 수 있다는 것을 보여주고있다. 이것은 합성 생물학의 큰 발전이다." 

https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/1-syntheticbio.mp4

캘리포니아 대학 샌디에고 대학의 생명 공학자들의 연구 비디오는 미생물에게 약물 생산 및 전달, 화학 물질 분해 및 환경 센서 역할을하는 등의 일을하는 데 사용되는 유전자 회로의 수명을 크게 연장하는 방법을 개발했습니다. 특정 비디오에서, 가위-가위 균주는 임계 집단 밀도에 도달하면 집단 용해를 야기하는 동기화 된 용해 회로 (SLC)에 결합된다. 동기화 된 용해 회로는 생체 내에서 암 종양에 치료제를 전달하는데 사용되어왔다. 여기, 우리는 동기화 된 용해를 방해하지 않고 균주를 순환하는 능력을 보여줍니다. 이 경우 치료제를 생산하는 대신 SLC와화물 방출의 역학을 시각화하기 위해 균주가 형광 단백질을 생성합니다. 이 비디오는 " 의 생명 연구 발전 동기화 된 용해 회로를 더욱 발전시키고 구현하기 위해 노력하고있는 연구팀 중 한 명이 현재 콜롬비아 대학의 교수 인 탈 다니 노 (Tal Danino)가 운영하고 있으며, 박사 학위의 일환으로 합성 생물학을위한 정족수 감지 개발에 관한 연구를 발표했습니다. UC San Diego에서 "Tal은 최근에 동기화 된 용해 기술이 생쥐의 종양에 면역 요법을 전달하는데 사용될 수 있음을 보여 주었다. 내 지식으로는, 치료 된 종양 내에서 박테리아 약물 생산 및 전달이 면역계를 변형하여 치료되지 않은 종양을 공격 할 수 있음을 보여준 것은 처음이다. 결과는 매혹적입니다. 또한 용해 회로를 가능한 한 오래 가동시키는 방법을 알아내는 것이 얼마나 중요한지 강조합니다.”라고 Hasty는 말했습니다. 현재의 접근 방식은 3 변형 시스템으로 제한되지 않습니다. 예를 들어, 미생물의 개별 보충 집단은 각각 다른 약물을 생산하도록 프로그램 될 수 있으며, 예를 들어 암을 치료하기위한 정확한 조합 약물 요법의 가능성을 제공합니다. 연구원들은 서로 다른 하위 집단들 사이의 통제 된 상호 작용을 허용하는 미세 유체 장치를 사용하여 인구의 역학을 연구했습니다. 또한 더 큰 우물에서 테스트 할 때 시스템이 견고하다는 것을 보여주었습니다. 다음 단계는 접근법을 표준 안정화 접근법과 결합하고 시스템이 살아있는 동물 모델에서 작동하는 것을 보여줄 것입니다. Hasty 박사는“박테리아 요법에 광범위하게 적용 할 수있는 매우 안정적인 약물 전달 플랫폼을 모색하고있다. Hasty, Din 및 Danino는 GenCirq의 공동 설립자로서이 작업과 관련 작업을 클리닉으로 이전하려고합니다.

더 탐색 박테리아 성장을 제한하고 약물 방출을 조정하는 데 사용되는 합성 생물학 더 많은 정보 : "가위 바위 보 : 공학 인구 역학은 유전 적 안정성을 증가시킨다" 과학 (2019). science.sciencemag.org/lookup/… 1126 / science.aaw0542 저널 정보 : 과학 , 자연 에 의해 제공 캘리포니아 대학 - 샌디에고

https://phys.org/news/2019-09-synthetic-biologists-functional-life-cancer.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