미래의 양자 컴퓨터를 양자 네트워크에 연결하기위한 새로운 지평
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.AI코치 트레이닝 받는 '홈트'
(서울=연합뉴스) 강민지 기자 = 리듬체조 국가대표 출신 손연재가 지난 11일 서울 중구 밀레니엄힐튼호텔에서 'LG V50S ThinQ'(5G 스마트폰 씽큐) 출시 기념 초청 고객들과 홈 트레이닝 코칭 서비스를 체험하고 있다. 2019.10.13
.토양의 철분이 비소를 어떻게 고정시킬 수 있는지 보여주는 화학 메커니즘 연구
에 의해 디아 국립 연구소 Sandia National Laboratories의 연구원 Anastasia Ilgen은 혐기성 글러브 박스에서 실험을 진행합니다. 크레딧 : Randy Montoya, 2019 년 10 월 11 일
Sandia National Laboratories의 연구자들은 점토 광물 구조에 상주하는 철을 "전환"하는 메커니즘을 발견하여 무산소 조건에서 철을 반응성으로 만드는 방법을 이해하게되었습니다. 이 연구는 과학자들이 비소, 셀레늄 및 크롬과 같은 오염 물질이 어떻게 환경을 통해 이동하여 수로로 유입되는지 이해하고 예측하는 데 도움이 될 것입니다. 이러한 화학적 원리는 물에서 이러한 오염 물질을 제거하고 반응성 막을 만들기 위해 자연 토양 장벽을 개발하는 데 적용될 수 있으며, 이는 물 여과 과정에서 오염 물질을 변형시킬 수 있습니다. 이 연구는 샌디 아 연구원 아나스타시아 일겐 (Anastasia Ilgen), 케빈 렁 (Kevin Leung)과 레이첼 워싱턴 (Rachel Washington)과 라비 쿠카 다푸 (Ravi Kukkadapu) 퍼시픽 노스 웨스트 (Pacific Northwest National) 연구진 이 최근 발표 한 ' 환경 과학 : 나노 (Solutions : Nano) '라는 제목의 논문에서“점토 광물에서 '철을 바꾸는'철 '이라는 제목의 논문에 실렸다. 실험실. 이 작업은 에너지 부의 기본 에너지 과학 프로그램에 의해 자금이 지원되었습니다. 철 반응 이해 "지구과학에서 우리는 철이 어떻게 반응하고 환경에서 오염 물질이 어떻게 이동하고 변화하는지 이해하기 위해서는 철의 반응을 이해하는 것이 중요하다는 것을 수십 년 동안 인식했습니다." 철은 지각의 주요 구성 요소이며 네 번째로 가장 일반적인 요소입니다. 철분 함유 미네랄은 토양과 퇴적암의 상당 부분을 구성합니다. 철 함유 광물 표면의 흡착 및 화학적 변형은 환경에서 화학 물질의 운명과 수송을 정의합니다. 오염 물질을 미네랄 표면에 부착하는 흡착 및 이러한 미네랄 표면의 화학 반응 은 이러한 화학 물질이 환경을 통과하는 방식을 결정합니다. Ilgen은 토양의 철분이 환원과 산화의 두 가지 산화 상태로 존재할 수 있다고 설명합니다. 이것은 토양 조건의 약간의 변화에 반응하여 철이 이러한 형태들 사이에서 끊임없이 순환하기 때문에 중요합니다. "점토 광물은 토양에서 매우 흔하며 종종 구조에 철을 함유하고있다"고 그녀는 말했다. "산화철 만 함유 한 점토 광물의 표면은 반응성이 없다. 비소를 흡수하지만 화학적으로 변형 시키지는 않는다. 그러나 소량의 환원철이 점토에 도입 되 자마자 이와 동일한 표면이 반응성이된다 광물의 구조. " 지금까지 미량의 철분이 감소 된 점토 광물이 산소가 없을 때 반응하는 방법과 이유는 알려지지 않았습니다.
이 그래픽은 논문에 기술 된 반응성 시스템을 묘사하며, 물과 비소 이온 (보라색)으로 둘러싸인 산화철 (오렌지색)과 환원철 (밝은 녹색)을 모두 갖춘 점토 광물 비철 광의 구조를 보여줍니다. 크레딧 : Tuan Ho
Ilgen 박사는“ 점토 광물 구조 에서 산화 된 철이 산소가없는 조건에서 반응 하는 메커니즘 과 반응이 일어나기 위해 미량의 환원 된 철이 필요한 이유를 발견했다. 팀은 다양한 도구, 방법을 사용하여 작업을 수행합니다. 연구팀은 실험 도구를 사용하여 비소와 반응하는 점토 광물에서 정확한 화학적 위치를 찾아 냈다. 연구팀은 점토 광물 의 가장자리에 위치한 철 원자가 반응성을 보였으며 반응이 일어나기 위해서는 환원 된 철과 산화 된 철을 모두 함유해야한다고 밝혔다. 연구팀은 비소 산화에 필요한 에너지를 계산하기 위해 계산 방법을 사용했으며, 산화 된 철과 산화 된 철을 모두 포함하는 부위에 비해 독점적으로 산화 된 철을 포함하는 부위에 흡착된다. 이러한 계산은 산화 된 철 옆에 하나의 환원 된 철을 열역학적으로 첨가하는 것이 비소의 산화를 더 유리하게 만들지 않음을 보여 주었다. 그렇다면 환경에서 사이트가 반응하는 이유는 무엇입니까? 연구팀은 분광 분석을 이용하여 비소와 같은 오염 물질이 점토 광물 표면에서 산화되기 위해서는 물 분자 를 그 점토 광물 표면에서 옮겨야한다는 것을 증명했다. 물 분자를 분리하는 것은 비소를 부착하는 데 필요한 화학 단계이며, 점토 광물 표면에서 비소를 산화시킬 수 있습니다. 계산 결과, 환원 된 철과 산화 된 철이있는 곳에서 물을 제거하면 산화 된 철만 포함 된 곳에 비해 에너지가 덜 사용됩니다. 에너지를 덜 사용하기 때문에 먼저 점토 광물 표면 에있는 이러한 유형의 화학 사이트에서 비소를 부착 한 다음 산화시키는 것이 더 쉬우 므로 반응이 발생합니다. 이 메카니즘을 이해하면 환경에서 산화 환원에 민감한 영양소와 오염 물질의 운명과 수송, 그리고 왜 이들 중 일부가 용존 산소가없는 경우에도 산화 된 형태로 유지되는지 설명 할 수 있습니다. 다른 천연 미네랄의 철에 대한 지속적인 연구 Ilgen 박사는 다른 천연 광물에서 철의 반응성을 제어 하는 화학 메커니즘을 계속 연구하고 토양과 퇴적암에서 철이 반응하는 데 필요한 조건을 조사 할 것이라고 말했다 . 팀은이 지식을 사용하여 오염 물질과 영양소의 환경 적 운명과 수송을보다 잘 이해하고 오염 물질이 수로로 유입되는 것을 막기 위해 반응성 장벽을 설계 할 것입니다.
더 탐색 원자 프로브 단층 촬영을 사용한 연구에 따르면 '치유'할 수있는 철 결정의 ks 크 추가 정보 : AG Ilgen et al. 찰흙 광물에서 철을 전환하는 것, Environmental Science : Nano (2019). DOI : 10.1039 / C9EN00228F 에 의해 제공 샌디 아 국립 연구소
https://phys.org/news/2019-10-chemical-mechanism-iron-soils-immobilize.html
.미래의 양자 컴퓨터를 양자 네트워크에 연결하기위한 새로운 지평
에 의한 기술의 델프트 대학 예술가들은 마이크로파 광 음향 변환기에 대한 인상을받습니다. 전극 (왼쪽 위, 금)은 광결정 나노 빔 (오른쪽 아래)에서 광학적으로 측정 할 수있는 전파 음파를 발사합니다. 이러한 장치는 양자 노이즈 한계에서 마이크로파 GHz와 광통신 신호 간의 코 히어 런트 변환 프로세스를 시연하는 데 사용됩니다. 크레딧 : Moritz Forsch.2019 년 10 월 9 일
델프트 공과 대학교 나노 과학 연구소 델프트 공과 대학 (Delft University of Technology) 직원이 이끄는 연구원들은 마이크로파와 광학 영역의 신호 사이에서 양자 상태를 변환하는 두 단계를 만들었다. 이것은 미래의 초전도 양자 컴퓨터를 글로벌 양자 네트워크에 연결하는 데 큰 관심이 있습니다. 이번 주에는 Nature Physics 와 Physical Review Letters 에서 발견 한 내용에 대해보고합니다 . 마이크로 웨이브와 광 도메인의 신호 간 변환은 특히 미래의 초전도 양자 컴퓨터를 글로벌 양자 네트워크에 연결하는 데 큰 관심이있다. 초전도 큐 비트 및 양자점을 포함한 양자 기술의 많은 주요 기술은 마이크로파 영역에서 광자를 통해 양자 정보를 공유합니다. 이것은 상당한 양의 양자 제어를 허용하지만, 정보가 단지 몇 센티미터까지 손실되기 전에 현실적으로 이동할 수있는 거리를 제한합니다. 동시에, 광 양자 통신 분야는 이미 실제 어플리케이션을 제공 할 수있는 거리 스케일에 대한 시연을 보았습니다. 광통신 대역에서 정보를 전송함으로써, 수십 또는 수백 킬로미터에 걸친 섬유 기반 양자 네트워크가 구상 될 수있다. 델프트 공과 대학 (Delft University of Technology)의 Simon Groeblacher 교수는“원거리의 여러 양자 컴퓨팅 노드를 양자 인터넷에 연결하기 위해서는 양자 정보를 마이크로파에서 광학 도메인으로 변환 할 수 있어야한다”고 말했다. . "이는 양자 응용 분야뿐만 아니라 기존의 광학 신호 와 전기 신호 간의 고효율, 저잡음 변환에도 매우 흥미로울 것입니다 ." 지상 상태 예를 들어, 신호를 기계 시스템 (오실레이터)을 통해 결합하려고함으로써 마이크로파 대 광학 변환기를 실현하기위한 몇 가지 유망한 접근법이 채택되었다 . 그러나 지금까지는 상당한 열 노이즈 배경으로 작동했습니다. "우리는이 한계를 극복하고 최소한의 열적 배경 잡음으로 GHz 마이크로파 신호와 광통신 대역 간의 일관된 변환을 보여 주었다"고이 간행물의 두 저자 중 한 명인 Moritz Forsch는 설명했다. 이를 달성하기 위해, 기계적 발진기를 양자 그라운드 운동 상태로 냉각시킬 필요가 있었다. 낮은 열 점유는 기계적 상태에 대한 양자 제어의 기초를 형성합니다. "우리는 공진 마이크로파 신호에 의해 구동되는 탄성 표면파를 광역 학적 결정에 결합하는 통합 된 온칩 전기 광학 기계 장치를 사용합니다. 양자 접지에서 기계 모드를 초기화합니다. 기계적 공진기에 매핑 된 마이크로파 광자가 광학 영역으로 효과적으로 상향 변환되는 것을 유지하면서 최소한의 열 잡음을 추가하여 변환 과정을 수행 할 수있게한다. " 압전 재료 Groeblacher의 팀은 최근 새로운 압전 재료의 사용에 중점을 두어이 분야에서 한 단계 더 발전했습니다. 기계적 응력으로 인해 전기장이 생성되는 이러한 물질은 서로 다른 반송파 사이에서 양자 정보를 변환하는 데 큰 관심이 될 수 있습니다. 전자 기계적 결합은 원칙적으로이 물질에서 마이크로파와 광 주파수 영역 사이의 양자 상태의 변환을 허용한다. 따라서 유망한 접근법은 통합 압전 광 기계 장치 를 구축 한 다음 마이크로파 회로에 연결하는 것이다. "우리는 갈륨 인화물로 제조 된 압전 광전자 장치를 설계하고 특성화했으며, 여기에는 2.9GHz 기계 모드가 통신 대역의 고품질 요소 광 공진기에 결합되어 있습니다. 실리콘으로 제조 된 소자와 동등한 재료는 구조의 양자 거동을 보여줄 수있게한다”고 Groeblacher 교수는 말한다. 다음 단계 갈륨 인화물 (GaP)로 제조 된이 장치는 GaAs 또는 유사한 접근법에 일반적으로 사용되는 다른 압전 재료에서 현재의 성과를 훨씬 능가합니다. 연구원들을위한 다음 단계는이 매개 변수 체제에서 GaP 장치의 성공적인 작동을 기반으로하고이 흥미로운 재료의 사용을 추가로 조사하는 것입니다. GaP의 넓은 전자 밴드 갭 및 압전 특성을 고려할 때, 이러한 연구 결과는 새로운 양자 실험을위한 문을 열뿐만 아니라 단일 광자의 마이크로파 -광학 변환에 이러한 장치를 사용할 수있는 가능성을 열어줍니다 . Nature Physics에 실린 출판물 은 Delft University of Technology, Vienna University, Eindhoven University of Technology 및 NIST 간의 공동 작업이었습니다. Physical Review Letters 에 실린 출판물 은 Delft University of Technology, Paris-Sud 대학, Paris-Saclay 대학 및 Paris de Savers 간의 공동 작업이었습니다. 더 탐색 양자 세계에 다리를 구축
추가 정보 : Moritz Forsch et al. 양자 접지 상태 인 Nature Physics (2019) 에서 기계 발진기를 사용한 마이크로파-광학 변환 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0673-7 R. Stockill *, M. Forsch *, G. Beaudoin, K. Pantzas, I. Sagnes, R. Braive 및 S. Gröblacher, Gallium phosphide는 양자 광학을위한 압전 플랫폼으로서 2019 년에 승인 된 Physical Review Letters . aps.org/prl/accepted/… c32cfb0a83f3db60bccc 사전 인쇄 : arxiv.org/abs/1909.07850 저널 정보 : 자연 물리학 , 물리 검토서 에 의해 제공 델프트 공과 대학교
https://phys.org/news/2019-10-horizons-future-quantum-network.html
.백색 LED를 빠르게 설계
에 의해 트벤테 대학교 크레딧 : University of Twente, 2019 년 10 월 9 일
형광체 층을 갖는 청색 LED로 구성된 백색 발광 다이오드 (LED)의 출현은 조명을위한 에너지 소비를 크게 감소시킨다. 빠르게 성장하는 시장에도 불구하고, 백색 LED는 여전히 느린 수치 적 시행 착오 법으로 설계되고 있습니다. 트벤테 대학교 (University of Twente), 아인트호벤 기술 대학교 (Technical University of Eindhoven)의 과학자 팀과 Signify (이전 필립스 조명)는 수치 적 접근 대신 분석 모델을 기반으로하는 완전히 새로운 설계 원칙을 도입했습니다. 이 모델은 모든 설계 매개 변수 조합에 대한 백색 LED의 컬러 포인트를 예측하고 최대 1 백만 배까지 훨씬 더 빠른 설계를 가능하게하여 설계 및 생산 비용을 줄입니다. 결과는 ACS Photonics 에 게시됩니다 . 백색 광원의 주요 특징은 색점과 효율성입니다. 색점은 방출 된 스펙트럼에 의해 정의되며 소위 색 공간에 걸쳐있는 두 개의 매개 변수로 설명됩니다 . 광학 설계자는 현재 수치 시뮬레이션을 사용 합니다, 종종 흰색 광원의 디자인 매개 변수가 주어지면 색상 포인트를 추출하는 Monte-Carlo ray 추적 기술을 기반으로합니다. 특정 색상 포인트를 목표로하기 위해 광학 설계자는 선택된 각 설계 매개 변수 세트에 대해 이러한 시뮬레이션을 사용해야합니다. 불행히도, 시뮬레이션 방법은 매우 느리고 결과적으로 설계 매개 변수 공간의 작은 부분 만 탐색 할 수 있습니다. 따라서, 백색 LED의 설계는 전체 설계 파라미터 공간의 체계적인 탐색보다는 광학 설계자의 경험에 의존한다. 백색 LED는 백열 램프 또는 방전 램프와 같은 기존의 광원보다 많은 장점을 가지고 있습니다. 백색 LED는 가장 에너지 효율적인 소스 중 하나이며, 기계적으로 견고하고 열적으로 안정적이며, 시간 안정성이 우수하며 수명이 길다. 전형적인 백색 LED는 청색 반도체 LED와 형광체 미립자로 구성된 형광체 층으로 구성됩니다 (그림 1 참조).
그림 1 : (왼쪽) 청색 반도체 LED와 인광체 미립자 (노란색 구)가있는 층으로 구성된 백색 LED의 개략도. 청색광의 일부는 형광체 층을 통해 산란되어 투과되고, 일부는 황색, 녹색 및 적색으로 흡수 및 재 발광되어 원하는 백색광을 생성한다. (오른쪽) 청색 LED에서 발생 하는 강도 Iin (λ 1 )의 청색 여기 광 은 두께 L의 형광체 슬래브에서 비췄습니다. 형광체 슬래브는 형광체 미세 입자를 포함하며, 이는 황색 원으로 표시됩니다. I T (λ 1 )는 산란 투과 강도이고, I R (λ 1 )은 산란 반사 강도, I T (λ 2)는 투과 된 재 발광 강도이고, I R (λ 2 )은 반사 된 재 발광 강도이다. 투과 된 적색, 녹색 및 청색 광의 혼합물은 꽃과 같은 물체를 비 춥니 다. 크레딧 : University of Twente
청색 광의 일부는 형광체 층을 통해 투과되고, 일부는 스펙트럼의 적색 및 녹색 부분에서 흡수 및 재 방출되어 원하는 백색광을 생성한다. 산란 및 재발 산 된 빛의 상대적 양 (그림 2)은 백색 LED의 색점을 정의합니다. 색점을 조정하기 위해 형광체 입자 밀도 r (그림 3 참조), 형광체 층 두께 L, 형광체 종류, 청색 LED 유형 및 추가 광학 요소와 같은 여러 가지 설계 매개 변수를 사용할 수 있습니다 . 백색 LED의 색점을 체계적으로 설계하려면 광선 추적 기법보다 훨씬 빠른 알고리즘이 필요합니다. Signify 사의 주요 저자 IJzerman은 "현재까지 조명 산업에는 산란을 설명 할 수있는 좋은 모델이 없습니다. 우리의 모든 모델은 하나 이상의 파라미터가 시뮬레이션과 측정 값을 일치시켜 결정되는 고급 곡선 피팅에 의존합니다. "소모하고 비용이 많이 드는 접근 방식으로, 물리적 측정 가능 매개 변수를 기반으로 한 선험적 모델은 큰 가치를 지니고 큰 발전을 이루었습니다." 이것이 연구원들이 개발 한 것입니다.
그림 2 : 형광체 입자 밀도 (파장 λ 1 = 475 nm) 에 따른 백색 LED의 투과 및 반사 . (a) 점선은 산란 된 빛의 계산 된 총 투과 계수를 나타냅니다. 삼각형은 측정 된 계수를 나타내고, (b) 대시-점 선은 재 발광 된 광의 계산 된 총 투과 계수를 나타냅니다. 정사각형은 측정 된 계수를 나타내고, (c) 점선은 산란 된 광의 계산 된 반사 계수를 나타냅니다. 별은 측정 된 계수를 나타내고, (d) 점선은 다시 방출 된 광의 계산 된 반사 계수를 나타냅니다. 원은 측정 된 계수를 나타냅니다. 실험의 오차 막대가 기호 크기 내에 있습니다. 크레딧 : University of Twente
네덜란드 팀은 복사 전달 방정식에 대한 소위 P3 근사를 기반으로 매우 빠르고 분석적인 계산 도구를 소개합니다. 수석 저자 Vos는 "우리는 선택된 디자인 매개 변수에서 시작하여 백색 LED의 색상 포인트를 예측할 수 있습니다. 반대로, 목표 한 색상 포인트에서 시작하여 백색 LED의 디자인 매개 변수를 얻을 수 있습니다."
그림 3 : 흰색 LED의 색점. 원 (전송)과 사각형 (반사)은 파장 λ 1 = 475 nm에 대한 실험 데이터 포인트입니다 (그림 2 참조). 빨간색과 검은 색 점선은 각각 투과 및 반사광에 대한 형광체 입자 밀도 r (1 wt % ~ 8 wt %)의 함수로 예측 된 색점을 나타냅니다 (그림 2 참조). 녹색 다이아몬드는 가장 널리 사용되는 표준화 된 백색광 스펙트럼 인 D65 스펙트럼을 나타냅니다. 크레딧 : University of Twente
IJzerman은 "이 새로운 상황에서 역 문제는 각각의 새로운 설계주기마다 반복 절차를 요구하지 않습니다. 툴의 속도를 고려하면 엔지니어가 사용할 수있는 전체 파라미터 공간에 대한 룩업 테이블을 생성 할 수 있습니다. "우리는 엄청난 속도와 효율성 이점을 얻습니다." Lagendijk는 "백색 LED가 조명의 빠른 세계화와 전 세계 문해력 및 민주화에 더욱 기여할 수있게되어 기쁩니다. 이는 몇 개의 태양 전지를 쉽게 구할 수 있고 광범위한 전력망이 너무 비싼 지역과 관련이 있습니다. 또는 지루한. "
더 탐색 LED 내부의 빛 추적 추가 정보 : Maryna L. Meretska et al. 백색 LED의 색상 포인트, ACS Photonics (2019)의 체계적인 설계 DOI : 10.1021 / acsphotonics.9b00173 저널 정보 : ACS Photonics 트벤테 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-10-quickly-white.html
.몰래 부유물을 제공하는 비결
에 의해 쓰쿠바 대학 크레딧 : University of Tsukuba, 2019 년 10 월 10 일
쓰쿠바 대학이 이끄는 연구팀은 풍동과 타격 로봇을 사용하여 배구의 공기 역학을 연구했습니다. 그들은 표준 볼의 방향에 관계없이 패널 패턴이 공기 흐름에 비대칭 표면을 나타내어 비행 패턴의 편차를 초래한다는 것을 발견했습니다. 이 작업은 유체 역학 분야에서 해결되지 않은 질문을 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다. 공기가 물체 주위를 흐를 때의 행동 인 공기 역학은 많은 스포츠에서 큰 역할을합니다. 여기에는 골프, 야구, 테니스, 축구 및 배구가 포함 됩니다. 축구 선수는 킥을 골에 구부릴 수 있으며, 야구 투수는 상대 선수의 배트 주위에서 춤을 출 수있는 너클볼을 던집니다. 이 경우 공기 역학적 특성은 경쟁 우위 를 확보하는 데 사용됩니다 . 이 현상을 연구하는 과학자들은 공을 둘러싸고있는 공기의 경계층에 집중하는 경향이 있습니다. 예를 들어 골프 공에 딤플이 있으면 드라이브에서 더 멀리 날아갈 수 있습니다. 이는 딤플이 난류의 공기 경계층을 생성하여 항력을 감소시키기 때문입니다. 그러나 이러한 효과는 공이 이동하는 속도와 표면 거칠기 에 크게 좌우됩니다 . 첫 번째 저자 인 성찬 홍은“구형 공이 공기를 통해 움직일 때, 난기류의 소용돌이가 긴 얽힘이 뒤섞여 속도가 느려지 게된다”고 설명했다. "하지만 공이 충분히 빠르게 움직이면이 깨어 난 소리가 갑자기 줄어들고 항력 은 항력 위기라고 불리는 현상에서 급감합니다." 공 근처의 경계층의 층류가 난류가되기 시작하면 숙련 된 플레이어는 이상한 공기 역학적 효과를 이용하여 공을 예기치 않게 회전시킬 수 있습니다. 특히, 배구 선수는 자신의 플로트에서 이러한 원리를 이해하면서 약간의 속도를 얻을 수 있습니다. 에서 풍동 실험, 연구자들은 표준 배구공에 패널은 예측 불가능한 비행 패턴을 주도 것을 발견했다. 그들은 또한 공의 육각형 패턴이 항력 위기가 발생하는 데 필요한 임계 값을 상당히 줄인 반면 딤플 패턴 공은 그것을 증가시키는 것을 발견했습니다. 따라서 본 연구는 배구의 표면 설계로 항력 위기 조건을 제어 할 수 있음을 시사한다. "가장 일반적으로 사용되는 배구에는 각각 3 개의 평행 한 직사각형 스트립으로 만들어진 6 개의 패널이 있습니다. 이로 인해 궤도는 볼 의 방향에 크게 의존합니다 . 육각형 또는 보조개 패턴을 대신 사용하면 비행의 일관성을 크게 높일 수 있습니다." 아사이 다케시. "이 연구는 스포츠뿐만 아니라보다 효율적이고 안정적인 드론 개발에도 중요한 영향을 미칠 수 있습니다."
더 탐색 조사 질문 : 딤플은 어떻게 골프 공을 더 멀리 여행하게합니까? 추가 정보 : Sungchan Hong et al. 배구, 응용 과학 (2019)의 드래그 수정에 대한 표면 패턴 . DOI : 10.3390 / app9194007
https://phys.org/news/2019-10-secret-sneaky.html
.왜소 은하의 블랙홀 스턴트 성장
에 의해 캘리포니아 대학 - 리버 사이드 NGC1569는 별을 형성하는 은하입니다. 크레딧 : HST / NASA / ESA.2019 년 10 월 12 일
리버 사이드 (Riverside) 캘리포니아 대학의 천문학 자들은 왜소 은하 중심의 초 거대 블랙홀에 의해 구동되는 강력한 바람이 별 형성을 억제함으로써이 은하의 진화에 중대한 영향을 미친다는 것을 발견했다. 왜소은 하는 1 억에서 수십억의 별 을 포함 하는 작은 은하 이다 . 대조적으로, 은하수에는 2 억에서 4 천억 개의 별이 있습니다. 왜소은하는 우주에서 가장 풍부한 은하계이며 종종 더 큰 은하계를 공전합니다. 세 천문학 자 팀은 감지 된 바람의 힘에 놀랐습니다. UC Riverside의 물리 및 천문학 가브리엘라 카날 리조 (Gabriela Canalizo) 교수는“우리는 훨씬 높은 해상도와 감도의 관측이 필요할 것으로 예상했으며, 초기 관측에 대한 후속 조치로이를 얻을 계획을 갖고 있었다”고 말했다. 팀. "그러나 우리는 초기 관측에서 표지판을 강력하고 명확하게 볼 수있었습니다. 바람은 우리가 예상했던 것보다 더 강했습니다." Canalizo는 천문학 자들은 지난 수십 년 동안 큰 은하의 중심에있는 초대형 블랙홀이 큰 은하의 성장과 노화 방식에 중대한 영향을 미칠 수 있다고 의심했다고 설명했다 . 그녀는 “우리의 발견 은 우주의 왜소 은하 에서 그 효과가 더 극적이지는 않지만 극적 일 수 있다는 것을 보여준다”고 말했다. 연구 결과는 천체 물리 저널에 나타납니다 . 물리 및 천문학 조교수 Laura V. Sales를 포함하는 연구원; Canalizo 연구실의 박사 과정 학생 인 Christina M. Manzano-King은 하늘의 35 % 이상을 매핑하는 슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey)의 데이터 일부를 사용하여 50 개의 왜소 은하를 식별했으며 그 중 29 개는 중앙의 블랙홀 과 관련이 있습니다. 이 29 개의 은하 중 6 개는 활동적인 블랙홀에서 나오는 바람, 특히 고속 이온화 가스 유출의 증거를 보여 주었다.
공간적으로 확장 된 유출이있는 활성 은하 핵을 호스팅하는 왜소 은하. 크레딧 : SDSS.
카날 리조는“하와이에서 eck 망원경을 사용하여 운동학, 분포 및 전원과 같은 바람의 특정 특성을 감지 할뿐만 아니라 측정 할 수 있었다”고 말했다. "우리는이 바람이 은하가 별을 형성 할 수있는 속도를 변화시키고 있다는 증거를 발견했다." 연구 논문의 첫 번째 저자 인 만자 노킹 (Manzano-King)은 왜소 은하를 연구함으로써 은하의 진화에 관한 많은 답을 얻을 수 있다고 설명했다. 그녀는“왜소 은하가 합쳐질 때 더 큰 은하가 종종 형성된다”고 말했다. "왜소 은하들은 은하가 어떻게 진화 하는가를 이해하는데 유용하다. 왜소 은하들은 그들이 형성된 후 다른 은하들과의 합병을 피하기 때문에 크기가 작다. 따라서 그들은 초기 우주의 환경이 어떤지 밝혀 냄으로써 화석의 역할을한다. 은하는 우리가 처음으로 바람 (초당 최대 1,000km의 가스 흐름)을 직접 볼 수있는 가장 작은 은하입니다. " Manzano-King은 재료가 블랙홀로 떨어지면 마찰과 강한 중력장으로 인해 가열되어 복사 에너지를 방출한다고 설명했다. 이 에너지는 은하의 중심에서 은하계 공간으로 주변 가스를 밀어냅니다. 그녀는“흥미로운 것은 초신성과 같은 별의 과정보다는 6 개의 왜소 은하에서 활동적인 블랙홀에 의해이 바람이 밀려 나고 있다는 점”이라고 말했다. "일반적으로, 별의 과정에 의해 구동되는 바람은 왜소 은하에서 일반적이며, 왜소 은하에서 별을 형성하기 위해 이용 가능한 가스의 양을 조절하기위한 지배적 인 과정을 구성한다." 천문학 자들은 블랙홀에서 나오는 바람 이 나오면 가스가 바람보다 먼저 압축되어 별이 형성 될 수 있다고 생각합니다 . 그러나 은하 중심에서 모든 바람이 방출되면 가스를 사용할 수 없게되고 별 형성이 줄어들 수 있습니다. 후자는 연구자들이 확인한 6 개의 왜소 은하에서 일어나는 것으로 보인다. "이 6 가지 경우에, 바람은 별 형성에 부정적인 영향을 미친다"고 Sales는 말했다. "은하의 형성과 진화에 대한 이론적 모델은 왜소 은하에서의 블랙홀의 영향을 포함하지 않았다. 그러나 우리는이 은하에서의 별 형성의 억제에 대한 증거를보고있다. 우리의 발견은 은하 형성 모델이 블랙홀을 포함해야한다는 것을 보여준다. 왜소한 은하에서 별의 형성을 지배하는 것은 아니지만 중요하다. " 다음으로, 연구자들은 왜소 은하에서 가스 유출의 질량과 운동량을 연구 할 계획이다. Manzano-King은“이러한 데이터에 의존하여 모델을 구축하는 이론가들에게 더 나은 정보를 제공 할 것”이라고 말했다. "이러한 모델은 관측 천문학 자들에게 바람이 왜소 은하에 영향을 미치는지 알려줍니다. 또한 우리는 더 큰 슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey) 샘플에서 체계적인 검색을 수행하여 활동적인 블랙홀에서 나오는 유출 이있는 왜소 은하 를 식별 할 계획 입니다." 더 탐색 허블은 죽지 않은 이웃을 면밀히 관찰합니다
추가 정보 : Christina M. Manzano-King et al. 드워프 은하에서의 AGN 주도 유출, 천체 물리 저널 (2019). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab4197 저널 정보 : 천체 물리 저널 에서 제공하는 리버 사이드 - 캘리포니아 대학
https://phys.org/news/2019-10-black-holes-stunt-growth-dwarf.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 https://phys.org/news/2019-09-programmable-swarmbots-flexible-biological-tools.html https://phys.org/news/2019-10-hard-ceramic-tough-steel-newly.html
.치명적인 '양면'단백질이 암 성장을 촉진하고 T 세포 어벤져
Delthia Ricks, Medical Xpress 건강한 공여자의 면역계로부터의 인간 T 림프구 (T 세포라고도 함)의 주사 전자 현미경 사진. 크레딧 : NIAID, 2019 년 10 월 11 일 기능
과학자들은 암 세포의 주요 전략을 해독하여 면역 체계를 능가하고 고대 로마 신화의 양면 인물을 연상시키는 치명적인 "양면 단백질"을 사용함으로써 생존 확률을 높입니다. 암이 전이 될 때 너무 자주 그렇듯이 퀘스트가 숙주를 죽이는 것을 의미하더라도 암은 모든 비용으로 생존하도록 유전자 프로그래밍되어있다. 종양의 도구 중에서 가장 중요한 것은 스위스의 면역 생물 학자들이 "양면 단백질 "이라고 불렀던 분자 인 TGF-β1이라는 이름의 사이토 카인 (또는 짧은 TGF-β)입니다 . 이 이름은 TGF-β가 수행하는 복잡한 생물학적 역할에서 유래하며 인간 종양의 성장을 억제하고 촉진 할 수 있습니다. 주요 역할 중 하나는 T 세포의 암을 죽이는 활동을 억제하는 것입니다. 여러면에서 TGF-β는 고대 로마 신 야누스 (Janus)와 매우 흡사하며, 신화에서 극명한 차이를 상징하는 두 얼굴도 가지고 있습니다. 야누스의 한 얼굴은 미래를 바라 보았다. 다른 하나는 과거에 예리한 시선을 가졌습니다. 바젤 대학교의 면역 생물 학자 사라 디 멜로 (Dr. Sarah Dimeloe) 박사와 연구팀은 TGF-β의 세포 특이 적 영향에 대한 새로운 시각을 밝혀냈다. 그것의 이점을 지우지 않고 단백질의. "많은 종양 유형이 TGF-β를 대량으로 생산하며, 이는 전이 및 불량한 환자 예후와 관련이있다"고 Dimeloe는 강조했다. 혈관 신생, 및 가장 중요한 것은 항 종양 T 세포 면역의 억제이다. " Dimeloe와 그녀의 동료들은 이러한 활동들이 보이는 것처럼 TGF-β의 복잡성은 여전히 깊다는 것을 발견했다. 그리고 두 개의 극적으로 다른 "얼굴"을 가진 단백질을 상상하는 것은 어려울 수 있지만 교활함과 속임수와 같은 특성을 나타내는 암 세포 를 생각하는 것은 훨씬 더 어려울 수 있습니다 . 그러나 바젤 대학교 (University of Basel)와 공동 실험실에서 진행된 연구에 따르면 TGF-β는 양면 단백질 일뿐만 아니라 마키아 벨리 안 (Machiavellian)의 활동에서도 거의 같은 것으로 보인다. 단백질은 T 세포 항 종양 활성을 억제 할뿐만 아니라 면역계에 의해 장착 된 다른 항 종양 기능도 억제하여 , TGF-β가 신체의 항 종양 무기질의 한 손으로 패싯을 손상시킬 수있게한다. Dimeloe와 그녀의 동료들은 TGF-β가 암을 억제하기위한 T 세포 노력을 방해하는 강력한 신호 전달 활동을 시작함으로써 이러한 억제를 달성한다는 것을 발견했다. TGF-β의 주요한 종양-구동 역할 중 하나는 혈관의 발아, 혈관 형성 과정을 시작하는 것이다. 새로운 혈관 구조는 종양이 숙주의 혈액 공급을 이용하여 암이 영양분을 모아 성장과 증식을 지원합니다. 그러나 TGF-β가 암의 진행에있어 치명적인 것처럼, 단백질은 Janus의 한쪽면이 다른 쪽면과 극적으로 반대되는 것처럼 건강한 조직에서 완전히 다른“얼굴”을 가지고 있습니다. TGF-β1은 형질 전환 성장 인자 베타 -1, 폴리펩티드 및 광범위한 사이토 카인 수퍼 패밀리의 구성원을 나타낸다. 유익한 생물학적 역할을하는 분비 단백질입니다. 여기에는 세포 분화 및 증식뿐만 아니라 아 t 토 시스 시작 또는 프로그램 된 세포 사멸이 포함됩니다. TGF-β는 신체 전체에서 이러한 유익한 역할을하며 사실상 모든 조직에 존재합니다. 신장, 폐, 뼈 및 태반에 특히 풍부합니다. 그럼에도 불구하고, 사이언스 사이언스 (Science Signaling ) 저널에 연구를 발표 한 디 멜로 (Dimeloe)와 그녀의 팀 은 종양 혈관의 형성을 촉진 할뿐만 아니라 세포의 성장주기를 변화시키기 위해 대량의 TGF-β가 종양에 의해 분비된다는 것을 발견했다. 그들의 연구의 중심에서, Dimeloe와 그녀의 연구자들은 다양한 인간 전이성 종양에 의해 분비 된 체액 샘플을 분석했습니다. 그들은 또한 TGF-β가 풍부한 이러한 유체가 어떻게 CD4 + T 세포에 영향을 미치는지 추적했다. 그들은 종양 분비 된 TGF-β가 CD4 + T 세포의 대사 및 미토콘드리아 활성을 손상 시킨다는 것을 발견했다. TGF-β는 추가로 주요 항 종양 분자 인 인터페론-감마의 생성을 차단 하였다. Dimeloe와 그녀의 팀은 CD4 + T 세포의 미토콘드리아 내에서 SMAD 단백질의 인산화 증가에 대한 해로운 영향을 추적했습니다. SMAD는 TGF-β로부터 세포 외 신호를 전달하여 세포 성장 및 분열을 조절하는 다운 스트림 유전자 전사의 활성화를 유도하는 세포 내 단백질의 서브 패밀리이다. "TGF-β가 CD4 + T 세포의 ATP- 결합 호흡을 실질적으로 손상시키고 특히 미토콘드리아 복합체 5를 억제했기 때문에"미토콘드리아에 미치는 영향은 광범위한 암에 치명적인 것으로 입증되었습니다. ATP 신타 제. 터빈처럼 보이고 기계처럼 기능하는 ATP 신타 제는 주요 세포 에너지 원인 ATP 인 아데노신 트리 포스페이트 형태의 에너지를 생산합니다. ATP가 없으면 CD4 + T 세포는 힘이없는 군대입니다. "인간 항 종양 면역에 영향을 미치는 이들 결과는 TGF-β가 T 세포 대사를 직접 표적으로하여 대사성 마비를 통해 T 세포 기능을 감소 시킨다는 것을 암시한다"고 결론 지었다. Dimeloe와 그녀의 동료들은 또한 TGF-β의 "나쁜"얼굴에 의해 야기되는 유해한 영향이 다양한 암에 걸쳐 일관됨을 발견했습니다. 연구 결과, 연구진은 종양 생성 TGF-β와 CD4 + T 세포 에 미치는 영향을 선택적으로 제로로 만드는 소분자의 개발을 제안하고있다 . Dimeloe에 따르면, "TGF-β에 대한 이러한 발견은 종양 부위에서의 풍부함과 일치하며 T 세포 대사에 대한 마비 효과를 선택적으로 되 돌리는 것이 일부 암에 대한 효과적인 치료법이 될 수 있음을 시사합니다."
더 탐색 연구원은 암에서 T 세포 기능이 실패 할 수있는 한 가지 방법을 식별합니다 추가 정보 : Sarah Dimeloe et al. 종양 유래 TGF-β는 미토콘드리아 호흡을 억제하여 인간 CD4 + T 세포에 의한 IFN-γ 생성을 억제합니다 ( Science Signaling (2019)). DOI : 10.1126 / scisignal.aav3334 저널 정보 : 과학 신호
https://medicalxpress.com/news/2019-10-deadly-two-faced-protein-cancer-growth.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
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