새로운 안정된 형태의 플루토늄 발견
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.초고 에너지 우주 광선의 본질을 이해하는 데 더 가까운 과학자
에 의해 국가 연구 원자력 대학 크레딧 : CC0 Public Domain
다수의 독창적 인 개발을 통해 과학자들은 매우 높은 에너지 감마선의 탄생과 전파 과정을 연구하고 미래에는 물리학자를 피한 신비한 암흑 물질 입자를 찾기를 희망합니다. 국제 과학 공동 연구 인 우주 광선 물리학 및 감마 천문학을위한 Tunka Advanced Instrument (TAIGA)는 세계 최대의 가장 민감한 고 에너지 감마선 관측소 중 하나를 시작하여 천문학자가 처음으로 감마선 및 초음파 를 연구 할 수 있도록합니다. 고 에너지 우주 광선. 과학 팀은 물리학 연구 섹션 A : 가속기, 분광계, 탐지기 및 관련 장비의 핵 계기 및 방법 저널에 기사를 게시했습니다 . 전망대에서 모스크바 주립 대학 (MSU), 국립 연구 원자력 대학 MEPhI (MEPhI), 이르쿠츠크 주립대 응용 물리 연구소 및 러시아와 독일의 다른 주요 대학의 과학자들은 두 개의 TAIGA 관측소에서 TAIGA-HiSCORE 및 새로운 망원경 TAIGA –IACT의 분산 형 탐지 스테이션 배열로, 고 에너지 감마-퀀타와 대기 원자. 관측소의 주요 탐지기 측정은 달이없는 밤에 수행되므로 가을, 겨울 및 봄에 실험이 수행됩니다 (여름에는 러시아의 밤이 너무 짧습니다). 바이칼 호수의 남쪽 끝에서 50km 떨어진 툰카 계곡에 건설 된 독특한 TAIGA 단지는 감마 퀀타에 의해 생성 된 광범위한 공기 샤워 (EAS)를 감지하기 위해 새로운 하이브리드 어레이 기술을 사용합니다. Cherenkov 방사선 외에도 1 차 우주 광선이 대기로 유입 될 때 대기에서 생성 된 모든 주요 EAS 구성 요소를 감지 할 수 있습니다. "복합체는 현재 배치 단계에 있으며, 다양한 시설의 탐지기 수와 등록 영역이 증가하고 있습니다. 이벤트 기록, 처리 및 분석 방법이 개발되고 있으며 정확도가 계획된 수준으로 향상되고 있습니다. MEPhI 원자력 물리 공학 연구소의 교수 인 이고르 야신 (Igor Yashin)은“이것은 모든 대규모 실험 단지에서 불가피한 단계이다. 과학자에 따르면 단기적으로 세 번째 Cherenkov 망원경의 조립이 시작되고 엔지니어는 TAIGA-HiSCORE 어레이의 검출기 스테이션 수를 1 평방 킬로미터 면적의 120 개로 가져갈 것입니다. 겨울에는 암 별자리의 펄서 등의 알려진 감마 소스에서 감마-방사선 플럭스 측정이 수행됩니다. NRNU MEPhI 그룹의 임무에는 TAIGA-HiSCORE 설치, 체렌 코프 망원경 카메라 전자 제품의 작동 성 개발 및 보장, TAIGA 관측소에서의 근무 등을위한 광전자 증 배관 및 관련 전자 장치 테스트가 포함됩니다. 우주 광선 (고 에너지 양성자와 원자핵 ) 의 기원은 현대 과학의 가장 중요한 미스터리 중 하나입니다. 그것을 해결하면 인류는 새로운 초고 에너지 자원을 만드는 데 더 가까이 다가올 수 있습니다. 예를 들어, 우주 기반 입자 가속기는 지구에서 가장 강력한 입자 가속기 인 Large Hadron Collider보다 수십억 배 더 많은 가속 에너지를 제공 할 수 있습니다.
더 탐색 세계 최대의 우주 광선 관측소에서 작업 시작 추가 정보 : N. Budnev et al. TAIGA— 고 에너지 감마 천문학 및 우주 광선 물리학, 원자력 기기 및 물리학 연구 방법 A의 가속 배열 : 가속기, 분광계, 검출기 및 관련 장비 (2019). DOI : 10.1016 / j.nima.2019.04.067 에 의해 제공되는 국가 연구 원자력 대학
https://phys.org/news/2019-10-scientists-closer-nature-ultrahigh-energy-cosmic.html
.이미지 : 허블 은하 별이 빛나는 은하
에 의해 NASA의 고다드 우주 비행 센터 크레딧 : ESA / Hubble & NASA, P. Erwin, 2019 년 10 월 18 일
허블 우주 망원경으로 촬영 한이 이미지에서 은하계 NGC 4380은 공상 과학 소설이나 판타지 영화에서 나오는 특수 효과처럼 보입니다. 그러나 웅장한 계획에서 은하계는 실제로 매우 평범합니다. 우주에서는 NGC 4380과 같은 나선 은하가 일반적입니다. 종종 수억 억에 달하는이 거대한 별 모음은 평평한 원반 모양이며 때로는 중앙에 둥근 돌출부가 있습니다. 불룩한 코어 주변의 먼지 바람의 어두운 차선으로 묘사 된 우아한 나선형 팔은 밝게 빛나고 은하계에서 가장 높은 농도의 별을 가지고 있습니다. 더 탐색 허블이 놀라운 나선 은하를 발견하다 에 의해 제공 NASA의 고다드 우주 비행 센터
.새로운 안정된 형태의 플루토늄 발견
설 크레딧 : CC0 Public Domain,2019 년 10 월 18 일
Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (HZDR)가 이끄는 국제 과학자 팀은 ESRF (European Synchrotron, Grenoble, France)를 사용하여 예상치 못한 5가 산화 상태의 새로운 플루토늄 화합물을 발견했습니다. 이 새로운 플루토늄 단계는 견고하고 안정적이며 방사성 폐기물 저장소에서 일시적인 단계 일 수 있습니다. 결과는 이번 주 Angewandte Chemie에 VIP (Very Important Paper)로 발표되었습니다. 전 세계 국가들은 방사성 핵 종이 환경으로 방출되는 것을 막기 위해 핵 폐기물 저장의 안전성을 개선하기 위해 노력하고 있습니다. 플루토늄은 찰흙, 산화철 또는 천연 유기물과의 상호 작용에 의해 형성되는 콜로이드 형태의 킬로미터 동안 오염 된 현장에서 지하수에 의해 수송되는 것으로 나타났다. HZDR이 이끄는 과학자 팀은 환경 적으로 관련된 조건에서 화합물을 합성 한 다음 실험적으로 이론적으로뿐만 아니라 고급 싱크로트론 X- 선 방법으로 전자 및 구조적 거동을 연구함으로써 환경 관련 조건에서 악티늄 화합물의 화학을 연구합니다. 국제 팀의 최신 논문은 어떻게 실험이 잘못되어 획기적인 결과를 가져 오는지를 보여줍니다. 새로운 안정된 형태의 플루토늄 발견 . HZDR의 물리학자인 크리스티나 크 바시 니나 (Christina Kvashnina)는 HZDR의 물리학 자이자 유럽 싱크로트론 (European Synchrotron, ESZ (HZDR이 소유하고 운영하는 빔라인)의 ROBL 빔라인을 기반으로 시작했을 때 시작했으며, 연구팀은 연구 할 다른 전구체를 사용하여 이산화 플루토늄 나노 입자를 만들려고 노력했다 ROBL. 그들이 Pu (VI) 전구체를 사용했을 때, 그들은 플루토늄 이산화물 나노 입자의 형성 동안 이상한 반응이 일어난다는 것을 깨달았다. Kvashnina는“우리가 다른 전구체 인 Pu (III), (IV) 또는 (V)로부터 나노 입자를 생성 할 때마다 반응이 매우 빠르지 만 여기서 반쯤 이상한 현상을 관찰했다. 그녀는 ROBL의 Pu L3 가장자리에서 고 에너지 분해능 형광 검출 (HERFD) 실험을 수행 한 후에는 절대 관찰되지 않은 형태의 원소 인 Pu (V), 5가 플루토늄이어야한다고 생각했다. 모스크바 주립 대학의 화학자들은 데이터를 살펴보면서 "Pu (V)의 안정적인 단계!-아니오, 불가능하다. "화학자들은 완전히 불신했지만 결과는 분명했다"고 Kvashnina는 덧붙였다. 이 5가 화합물의 존재를 확실하게하는 유일한 방법은 Pu M4 가장자리에서 HERFD를 사용하여이를 확인하는 것이다. Kvashnina는 다음과 같이 설명했다. 실제로 Pu M4 edge HERFD 실험은 ID26에서 처음으로 수행되었습니다. 우리가 아는 한 Pu M4 edge의 HERFD 데이터는 문헌에보고 된 적이 없으며 결코 이용되지 않았습니다. " 실험은 초기 가정을 확인했으며 3 개월 후에 반복해도 위상의 장기 안정성이 입증되었습니다. 동시에 스웨덴의 이론가들은 Pu M4 엣지 스펙트럼 특징에 대한 예측으로 바빴으며 ROBL의 이론가들은 그 새로운 단계의 종을 확인했습니다. 결국 모든 것이 합쳐지고 새로운 Pu (V) 단계가 확인되었습니다. 많은 과학자들이 백만 년 동안 핵 폐기물에 어떤 일이 발생하는지 예측하는 작업을합니다. "어려운 작업이며 이론적 인 예측 만 가능하지만,이 새로운 Pu (V) 고체상의 존재는 이제부터 고려되어야 할 것입니다. Kvashnina는 수백만 년에 걸쳐 환경에서 플루토늄 거동을 예측했습니다.
더 탐색 핵 폐기물을 정화하는 새로운 플루토늄 발견 조명 추가 정보 : Kristina Kvashnina et al., 수성 Pu (VI)에서 PuO2 나노 입자로의 경로에 대한 새로운 메타-안정성 5가 플루토늄 고체상, Angewandte Chemie International Edition (2019). DOI : 10.1002 / anie.201911637 저널 정보 : Angewandte Chemie , Angewandte Chemie International Edition 에 의해 제공 유럽 방사광 시
https://phys.org/news/2019-10-stable-plutonium.html
.호주 생물의 괴로움
뉴 잉글랜드 대학교 (뉴 잉글랜드 대학교 ) Tasmaniolimulus patersoni 화석. 크레딧 : R Bicknell,2019 년 10 월 18 일
에키드나 및 코알라와 같은 호주 생물은 그들의 이상한 것으로 유명합니다. 화석 기록에 따르면 태즈 메니아에서 발견 된 화석 말굽 게 형태로 UNE 고생물학 자 Dr. Russell Bicknell에 의해 이름이 바뀌었기 때문에이 기이함은 선사 시대로 거슬러 올라갑니다. Bicknell 박사는“페르시아 북부 Jackey Shale의 표본은 호주 생물체가 오늘날 오리너구리와 같은 동물에서 볼 수있는 기묘함을 향해 발산 한 순간을 기록한다. "이것은 모든 관련 말굽 게에 알려지지 않은 거꾸로 된 등뼈를 가지고 있으며 오늘날 우리 종 보다 훨씬 작습니다 . 가시는 일방향 담수의 흐름에 적응했을 가능성이 있습니다. 종은 살았습니다. " 태즈 메이 니아 대학교가 소유 한이 표본 은 1989 년 Paleolimulus 속으로 지정되었습니다. Bicknell 박사는 "다른 곳에서는 적합하지 않은 표본에 대한 분류 학적 쓰레기통 분류"라고 설명했습니다. 그의 재평가는 그것이 그 속에 속하지 않았 음을 확인 시켜서, 화석에 새로운 이름 인 Tasmaniolimulus patersoni 를 부여하고 호주 : Austrolimulidae 를 참조하는 분류 학적 패밀리에 배치했다 . Tasmaniolimulus는 화석의 위치를 인정하고 patersoni은 교수 존 패터슨, 박사 학위 동안 박사 빅넬의 상사에게 경의를 지불한다.
"John은 호주의 고생물학 자로, 우리의 무척추 동물 선사 시대에 대한 풍부한 지식을 제공했으며 박사 학위 과정에서 저를 지원해 저를 과학에 최고로 이끌었습니다." Bicknell 박사가 명명 한 세 번째 화석 말굽 게입니다. 첫 번째 그 이름 Sloveniolimulus rudkini를 , 동료 말굽 게 조사 후, 데이브 Rudkin 두 번째는 그 이름 Pickettia를 호주의 다른 최고의 고생물학 자 존 피켓 한 후. 호주의 특이한 동물 군은 지리적으로 긴 격리의 결과 일 가능성이 높으며,이 기간 동안 생물 종은 생태 학적 틈새를 점유하면서 자신의 진화 경로를 취했습니다. Bicknell 박사는 Tasmaniolimulus patersoni 를 호주의 예외주의의 또 다른 예로 간주합니다. 단,이 종은 다른 규범과 다른 지역의 발병 초기에 존재한다는 점을 제외하고 말입니다.
더 탐색 실명의 선사 추가 정보 : Russell DC Bicknell. 태즈 메니아 어퍼 페름기의 Xiphosurid는 Palaeontologia Electronica (2019)의 Austrolimulidae의 Palaeozoic origin을 확인합니다. DOI : 10.26879 / 1005 뉴 잉글랜드 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-10-oddness-australian-creatures.html
.바닥에 빛나는
작성자 : Kim Fulton-Bennett, Monterey Bay Aquarium Research Institute 심해의 거의 모든 해삼은 자신의 빛을 만듭니다. 이 Pannychia-moseleyi는 몸을 가로 질러 움직이는 푸른 빛의 펄싱 밴드를 만듭니다. 크레딧 : 위 이미지 : Dave Wrobel / MBARI; 낮은 이미지 : Steve Haddock / MBARI, 2019 년 10 월 18 일
바다의 어두운 깊이에서 거의 유일한 빛의 근원은 그곳에 사는 동물입니다. 번쩍 거리거나 번쩍 거리거나 반짝이는 액체를 방출하든 많은 심해 동물들은 빛을 발산 할 수 있습니다 (생물 발광). MBARI 연구원들은 최근 해저에 사는 동물들이 "중수"에서 수영하거나 떠도는 동물들보다 빛을 발산 할 가능성이 훨씬 낮다는 것을 발견했습니다. 2017 년 MBARI 연구원 인 Severine Martini와 Steve Haddock은 심해 에있는 약 3/4의 중수 동물 이 자신의 빛 을 만든다는 것을 보여주었습니다 . Martini, Haddock 및 몇몇 공동 연구자들은 최근에 동일한 분석 방법을 적용하여 심해저 또는 그 근처에 사는 동물의 생물 발광을 연구했습니다 . 새로운 논문에서는 과학 보고서 , 그들은 깊이의 약 40 % 것으로 추정 해저 동물이 자신의 빛을합니다. 생물 발광을 연구하는 데있어 한 가지 과제는 대부분의 해양 동물이 지속적으로 빛을 발하지 않고 방해를받을 때만 빛을 발한다는 것입니다. 또 다른 과제는 최첨단 카메라와 특수 장비 만이 많은 심해 동물이 방출하는 희미한 빛을 감지 할 수 있다는 것 입니다. 연구자들은 심해 동물을 표면으로 가져 와서 연구했지만, 많은 사람들은 깨지기 쉬우 며 일단 표면에 도달하면 자연스럽게 행동하지 않을 것입니다. 이러한 장애를 극복하기 위해 Martini와 Haddock은 MBARI의 30 년 동안의 비디오 관찰 데이터베이스 (VARS)를 쿼리하여 중수 및 해저 서식지에서 관찰 된 다양한 동물 그룹을 식별했습니다. 그런 다음 과학 문헌의 자체 관찰 및 데이터를 바탕으로 각 그룹 내에서 생물 발광성으로 알려진 종, 생물 발광성, 확실히 생물 발광성 물질이 아니기 때문에 평가할 수없는 종을 평가했습니다. 데이터. Haddock은“MBARI의 비디오 주석은 심해에 대한 풍부한 정보원입니다. "이것은 데이터베이스에 숨겨져있는 많은 이야기 중 하나 일뿐입니다. Séverine의 연구는이 잘 알려지지 않은 생물의 능력에 대한 많은 통찰력을 제공했습니다." Martini의 최근 데이터베이스 분석은 몇 가지 흥미로운 패턴을 보여주었습니다. 예를 들어, 해삼 , 부서지기 쉬운 별, 바다 펜 및 대나무 산호와 같은 몇몇 해저 동물 그룹 내 에서 테스트를 거친 거의 모든 종들이 빛을 발할 수있었습니다. 반면, 스폰지, 성게 또는 모래 달러는 생물 발광으로 알려져 있지 않습니다. 그러나이 그룹들은 모두 시험 된 적이없는 종을 포함하고있어 과학자들이 생물 발광인지 아닌지를 알 수 없습니다. 중수와 해저에 서식하는 동물 그룹의 경우, 중수에 사는 동물은 해저에 사는 동물보다 빛을 발할 가능성이 훨씬 더 컸습니다. 예를 들어, 미드 워터에서 발견되는 웜 종의 90 % 이상이 빛을 발하는 것으로 알려져 있지만, 해저에 사는 많은 웜 중이 특성을 가진 사람은 거의 없습니다. 마찬가지로, 중수에 사는 심해어와 오징어 종의 약 절반이 빛을 생성하는 것으로 알려져 있지만 해저에 사는 종은 극소수입니다.
바다 펜은 자주 생물 발광을하는 심해저 동물의 또 다른 그룹입니다. 크레딧 : 위 이미지 : MBARI; 낮은 이미지 : Steve Haddock / MBARI
어쨌든 왜 빛을 만들어?
미끼가 빛나는 심해 낚시꾼과 같은 일부 동물의 경우 생물 발광이 동물의 생존에 어떻게 도움이되는지 분명합니다. 그러나 과학자들은 왜 많은 심해 동물들이 자신의 빛을 만들기 위해 필요한 추가 에너지를 소비하는지 확실하지 않습니다. 가장 넓은 의미에서,이 동물들은 서로 의사 소통하고 있으며,이 의사 소통은 먹이를 찾거나 끌거나, 포식자를 피하고, 짝을 찾거나, 알려지지 않은 다른 목적을 위해 도움을 줄 수 있습니다. 그러나 왜이 의사 소통 전략이 해저에서 중역보다 덜 유용할까요? 최근 기사의 저자는 중수는 본질적으로 경계가없는 3 차원 서식지이며 종종 비교적 맑은 물을 가지고 있다고 지적합니다. 반면, 심해 층은 주로 2 차원의 서식지로, 서로의 동물의 시야를 차단할 수있는 암석과 어둡기 쉬운 물이 있습니다. 이 두 가지 요소 모두 해저 동물, 특히 1 미터 이상 떨어진 거리에서 통신하는 데 생물 발광이 덜 유용한 이유를 설명 할 수 있습니다. 반면에 일부 해저 동물은 멀리서 빛을 볼 필요가 없습니다. 예를 들어, 해삼과 바다 펜은 모두 육식 동물을 놀라게하기 위해 화려한 플래시 패턴을 사용합니다. 이러한 방어는 동물이 가까이있는 포식자에 의해 공격 당하거나 방해 당할 때만 필요할 수 있습니다. 해저 심해 동물이 상대적으로 적은 또 다른 이유는 파편이나 조류에 의해 표류하는 동물에 의해 반복적으로 교란 될 수 있기 때문에 위협이되지 않습니다. 고양이가 걸을 때마다 움직이는 동작 탐지기 빛 처럼 이러한 생물 발광은 해저에있는 동물에게 에너지 낭비가 될 수 있습니다. 해저에서 빛나는 생물이 직면 한 문제를 고려할 때 Martini와 Haddock은 석유 및 가스 개발 또는 심해 채굴과 같은 심해에서의 인간 활동은 종종 생물 발광의 유용성을 제한 할 수있는 탁한 물 영역을 생성한다는 점을 지적합니다. 이 경우 인간 활동으로 인해 심해 동물 이 서로 "통신" 하기가 더 어려워 질 수 있습니다. Martini는 이번 연구를 반영하여 MBARI의 원격 운영 차량과 VARS 데이터베이스를 사용하여 해양 생물학에 대한 몇 가지 오랜 질문에 대해 정량적으로 답변 할 수있게되어 매우 기쁩니다. 우리는 여전히 해양 생태계에서 그 중요성에 대해 배울 것이 많다. " 더 탐색 새로운 연구에 따르면 3/4의 심해 동물이 자신의 빛을 만듭니다.
추가 정보 : Séverine Martini et al. 심해 벤 토스의 생태 특성으로 생물 발광의 분포 및 정량, 과학 보고서 (2019). DOI : 10.1038 / s41598-019-50961-z 저널 정보 : 과학 보고서 에 의해 제공 몬트레이 베이 수족관 연구소
https://phys.org/news/2019-10-bottom.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
양자 시뮬레이터에서의 양자 시공간
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 양자 시공간과 사면체. (a) 스핀 네트워크의 진화로 인한 정적 4d 양자 시공간. (b) 월드 시트를 교차 시켜서 5가 정점 (검정색)을 갖는 동적 양자 시공간. 그 중 하나는 S3으로 표시된다. (c) 정점을 둘러싸는 3 구 S3을 고려하여 b로부터의 정점의 국부 구조. 월드 시트와 S3 사이의 교차점은 회전 네트워크를 나타냅니다 (파란색). 각각의 스핀 네트워크는 상태 in을 나타내고, 각각의 링크 l은 지향되고, 이는 반정 수 jl를 전달한다. (d) 양자 기하학적 사면체. 스핀 네트워크의 각 노드는 양자 사면체를 나타낸다. 스핀 네트워크에서 링크로 2 개의 노드를 연결하는 것은 링크의 이중면을 통해 2 면체를 접착하는 것에 해당합니다. 방위 영역은 E (k = 1, ⋯, 4) = (E (k) x, E (k) y, E (k) z)로 표시됩니다. 크레딧 : 커뮤니케이션 물리학, doi : 10.2019 년 10 월 18 일 기능
양자 시뮬레이션은 기존 컴퓨터의 범위를 넘어 다양한 분야에서 대체 할 수없는 역할을합니다. 최근의 연구에서 Keren Li와 양자 컴퓨팅, 양자 과학 및 공학 센터, 중국, 미국 독일 및 캐나다의 물리 및 천문학과의 학제 간 연구 팀. 4 큐 비트 핵 자기 공명 (NMR) 양자 시뮬레이터 에서 양자 시공간 사면체를 시뮬레이션하여 스핀 네트워크 상태를 실험적으로 시뮬레이션했습니다 . 실험 충실도는 95 % 이상이었습니다. 연구팀은 핵 자기 공명에 의해 준비된 양자 사면체를 사용하여 2 차원 (2D) 스포 버넘 정점 을 시뮬레이션했다(모델) 진폭 및 양자 시공간의 국부 역학을 표시합니다. Li et al. 해당 양자 사면체의 기하학적 특성을 측정하여 상호 작용을 시뮬레이션했습니다. 실험 작업은 Spinfoam 공식에서 Feynman 다이어그램 정점 을 표현하고 양자 정보 처리를 사용하여 루프 양자 중력 (LQG) 을 연구하기 위한 초기 시도 및 기본 모듈 입니다. 커뮤니케이션 물리학에서 결과를 볼 수 있습니다. 고전적인 컴퓨터는 다양한 물리적 시스템의 성공적인 시뮬레이션에도 불구하고 큰 양자 시스템을 연구 할 수 없습니다. 양자 컴퓨터 크기의 선형 성장이 양자 역학 의 수학적 기초 인 힐버트 공간 의 지수 성장에 해당 할 때 고전적인 컴퓨터의 체계적인 제약이 발생했다 . 양자 물리학 자들은 본질적으로 또는 양자 역학적으로 정보를 처리하는 양자 컴퓨터를 사용하여 기존의 대응 물을 기하 급수적으로 능가하는 문제를 극복하는 것을 목표로합니다. 1982 년 물리학 자 Richard Feynman은 양자 컴퓨터 를 비교적 덜 접근 가능한 양자 시스템 의 행동이나 속성을 모방하거나 시뮬레이션하도록 제어 할 수있는 양자 시스템으로 정의 했다 . 본 연구에서, Li et al. 양자 시스템에서 높은 제어 성능을 가진 핵 자기 공명 (NMR)을 사용하여 시뮬레이션 방법을 개발했습니다. 이 전략은 NMR 샘플에서 핵 스핀 상태와 양자 중력에서 스핀 네트워크 상태 사이의 유추에 기초하여 공간 및 시공간의 양자 기하학의 표현을 용이하게 하였다. 양자 중력은 아인슈타인 중력 과 양자 역학 을 결합하여 중력 에 대한 이해를 플랑크 스케일 (1.22 x 10 19 GeV) 로 확장 하는 것을 목표로합니다 . 상기 플랑크 규모(공간, 시간 및 에너지의 크기) 아인슈타인 중력 및 시공간 파괴 연속체는 양자 시공간을 통해 대체 될 수 있습니다. 양자 시공간을 이해하기위한 연구 접근법은 현재 스핀 네트워크 (특정 시점에서 공간의 양자 상태를 나타내는 선 및 노드의 그래프)에 뿌리를두고 있으며 , 이는 중력의 중력이 아닌 양자 중력의 틀입니다.
스핀 네트워크 내의 양자 시공간 및 사면체. 크레딧 : Communication Physics, doi : 10.1038 / s42005-019-0218-5
물리학 자 로저 펜로즈 (Roger Penrose) 는 1971 년에 루터 양자 중력 (LQG) 을 반복 하기 위해 뒤틀린 응용 과 함께 비틀기 이론에 의해 유발 된 스핀 네트워크를 제안했다 . 스핀 네트워크는 플랑크 스케일에서 공간의 근본적으로 이산 된 양자 형상을 나타내는 양자 상태였다 . 본 연구에서, 연구팀은 스핀 반으로 색칠 된 링크와 노드가있는 그래프를 사용하여 스핀 네트워크를 나타냈다. 예를 들어, 모서리가있는 노드는 형상에 해당하므로 4가 노드를 포함하는 그래프는 양자 사면체 형상에 해당 합니다 . 연구팀은 다수의 3 차원 월드 시트 (2D 표면)와 그 교차점을 포함하는 "네트워크"를 개발했습니다 . 그들은 표면이 만나는 각 정점이 양자 전이를 일으켜 양자 지오메트리의 국부 역학을 나타내도록 스핀 네트워크를 변경 시켰다는 것을 보여주었습니다. Feynman 도표 (아 원자 입자의 거동을 설명하는 수학적 표현의 도식적 표현) 와 매우 유사하게 , 양자 시공간 은 초기 스핀 네트워크와 최종 스핀 네트워크 사이 의 전이 진폭과 스파인 진폭을 인코딩했습니다.. 본 연구에서 개발 된 양자 시공간 및 스포 버넘 진폭은 양자 중력에 대한 일관되고 유망한 접근법을 제공했다. Li et al. 개별 큐 비트를 높은 정밀도로 제어 할 수있는 기능으로 NMR 시뮬레이션 기능을 갖추고 있습니다. 양자 사면체 및 정점 진폭은 LQG ( 루프 양자 중력 ) 의 빌딩 블록 역할을 하여 양자 실험에 LQG를 포함하는 새 창을 엽니 다. 과학자들은 먼저 스핀 네트워크 내에서 양자 사면체를 설명하는 방정식을 도출했습니다. 도식적 인 3 + 1 차원 동적 양자 시공간 모델에서, 그들은 정점을 둘러싸는 양자 시공간의 일부를 둘러싸는 3 구체로서의 원자를 보여 주었다. 연구팀은 동봉 된 양자 시공간의 경계를 스핀 네트워크로 정확하게 모델링하고 원자를 양자점에 의해 많은 정점으로 큰 양자 시공간을 시뮬레이션 할 가능성을 보여 주었다. 결과 구조 는 4 차원에서 이전에 개발 된 Ooguri의 위상 격자 모델 과 유사한 양자 시공간의 정점 진폭과 유사했다 . 연구원들은 양자 각운동량으로 양자 사면체 형상을 식별하기 위해 LQG를 보여 주었다. 이 식별을 통해 양자 기하학을 시뮬레이션 할 수있었습니다.양자 레지스터 (클래식 프로세서 레지스터의 양자 역학적 아날로그). 일반적으로, 양자 레지스터는 텐서 제품을 사용하여 수학적으로 달성 될 수있다.
TOP : 블로흐 구체와 그에 해당하는 고전 사면체에 대해 실험적으로 준비된 상태. 상태는 cosθ2 | 0⟩L + eiϕsinθ2 | 1⟩L의 형태를 취하며 Ai, Bi, Ci, Di, Ei (i = 0,1)로 표시되며, 그 중에서 C0 및 C1은 규칙적인 4 면체이다. | 0L⟩ 및 1L⟩는 단일 논리 큐 비트를 나타내는 4 큐 비트 시스템의 서브 스페이스에서 기본 상태입니다. 아래 : 양자 사면체에서면 법선 사이의 각도의 코사인 값 (2면 각도의 코사인은 빼기 부호로 다릅니다). 실험 결과 (이론)는 색상이있는 (투명한) 열로 표시됩니다. 핵 자기 공명 (NMR) 스펙트럼을 피팅 할 때 불확실성에서 오차 막대가 발생했습니다. 크레딧 : Communication Physics, doi : 10.1038 / s42005-019-0218-5
실험 동안, Li et al. 상응하는 불 변형 텐서 상태 를 준비함으로써 시뮬레이션 된 10 양자 사면체 . 그들은 블로흐 구체 ( Gloch sphere) 에 10 개의 컬러 포인트를 사용하여 이러한 상태를 표시하고 (기하학적 표현) 실온에서 700MHz DRX Bruker 분광기에서 실험을 수행했습니다. 모든 실험에서, 연구팀 은 4 큐빗 시스템에 적합한 4 개의 13 C 핵을 가진 크로톤 산 분자를 사용했다 . 과학자들은 양자 사면체 를 준비 하고 국소 역학을 세 부분으로 시뮬레이션 하기 위해 실험 시스템을 개발했습니다 . 상태 준비를 위해 먼저 전체 시스템을 의사 순수 상태로 초기화했습니다. 그들은 공간 평균법을 사용하여 99 % 이상의 충실도를 얻었습니다. 그런 다음 시스템을 10 개의 불 변형 텐서 상태 또는 변환으로 전환하여 20ms의 10 개의 펄스 형 펄스를 사용하여 구현했습니다. 다음으로 지오메트리 측정의 경우 3D 히스토그램을 사용하여 측정 된 지오메트리 속성을 제시했습니다. 이 시점의 실험적 불확실성은 NMR 스펙트럼 맞춤 과정에서 비롯되었습니다. 실험과 이론적 시뮬레이션의 일치는 실험에서 준비된 고정 텐서 상태가 빌딩 블록 인 양자 사면체와 일치했음을 암시했습니다. 진폭 시뮬레이션 동안, 스핀-네트워크 상태는 3 + 1 차원 양자 시공간의 경계 데이터로서 작용했다. 본 연구에서 정의 된 정점 진폭은 스포 남 진폭을 결정하고 4-D 양자 시공간에서의 양자 중력의 국부 역학을 기술하여 이들 경계 데이터의 특성을 표시한다.
왼쪽 : 크로톤 산 분자의 구조; 4 개의 13C 핵은 4 개의 큐 비트로 표시되며 왼쪽의 표는 내부 해밀턴을 구성하는 매개 변수를 나타냅니다. 화학적 변이 (Hz), J- 커플 링 강도 (Hz) 및 완화 시간 (T1 및 T2)은 대각선 부분, 비 대각선 요소 및 바닥에 각각 나열됩니다. 모든 파라미터는 실온에서 Bruker DRX 700 MHz 분광계에서 측정되었습니다. RIGHT : 의사 순수 상태를 만들기위한 펄스 시퀀스. 공간 평균 기술을 기반으로, 회로는 로컬 연산, 5 개의 J- 커플 링 진화 및 4 개의 z- 그라디언트 펄스를 포함하여 원치 않는 코 히어 런트 항을 파괴합니다. 1 / 2J 자유 진화의 지속 시간은 관련 스핀들 사이의 J- 커플 링의 강도에 의존한다. 크레딧 : 커뮤니케이션 물리학, doi : 10.
정점 진폭을 얻기 위해 연구원들은 5 개의 다른 양자 사면체 상태 사이의 내부 생성물을 계산했다. 이상적으로, 연구원들은 20 큐 비트 양자 컴퓨터를 사용하여 두 개의 임의의 4 면체 사이에서 최대 2 큐빗 얽힌 상태를 확립 할 수있었습니다. 그러나 현재 이러한 차원의 양자 컴퓨터는 상용화 된 최첨단 기술을 뛰어 넘기 때문에 연구자들은 전체 단층 촬영을 번갈아 수행했습니다.양자 사면체 상태의 정보를 얻기 위해 상태 준비의. 과학자들이 실험적 양자 사면체 상태와 이론 사이의 충실도를 계산할 때 결과는 95 %를 훨씬 상회했습니다. 양자 사면체를 사용하여 연구팀은 정점 진폭을 시뮬레이션했습니다. 그들은 5 면체 모두에서 실험과 수치 시뮬레이션 사이의 결과를 비교했다. 따라서, 실험에서 진폭의 안 장점은 5 개의 상호 작용 사면체가 기하학적 4 단면 을 형성하기 위해 접착 될 때 단순한 기하학적 의미를 나타내는 곳에서 발생했다 . 시뮬레이션 된 정점 진폭 a의 결과는 식의 진폭이다. (3)과 b는 위상 정보를 기술한다. θ 및 ϕ는 Bloch 구의 구 좌표에 해당하는 4 큐빗 불 변형 텐서 상태의 매개 변수입니다. 크레딧 : Communication Physics, doi : 10.1038 / s42005-019-0218-5 이러한 방식으로 Keren Li와 동료들은 NMR 시스템에서 양자 레지스터를 사용하여 10 개의 양자 테트라 헤드를 나타내는 10 개의 불 변형 텐서 상태를 생성했습니다. 그들은 95 % 이상의 충실도를 달성 한 후 모델 의 2 면각 (2면)을 측정했습니다 . 연구에서 양자 사면체 시뮬레이션의 성공을 이해하기 위해 스펙트럼 피팅 오류와 기하학적 식별을 고려했습니다. 새로운 연구 작업은 양자 시뮬레이터를 사용하여 스핀 네트워크 상태와 스포 버넘 진폭을 탐색하는 첫 단계를 제시했다 . 또한 동행 한 연구는 LGQ 연구를위한 유효한 실험을 보여 주었다.
더 탐색 양자와 고전 세계 사이의 연결을 명확히하는 양자 컴퓨터 추가 정보 : Keren Li et al. 퀀텀 시뮬레이터, Communications Physics (2019)의 퀀텀 시공간 . DOI : 10.1038 / s42005-019-0218-5 Richard P. Feynman. 컴퓨터로 물리 시뮬레이션, International Journal of Theorytical Physics (2007). DOI : 10.1007 / BF02650179 로이드 과학 , 보편적 양자 시뮬레이터 (2006). DOI : 10.1126 / science.273.5278.1073 저널 정보 : 커뮤니케이션 물리학 , 과학
https://phys.org/news/2019-10-quantum-spacetime-simulator.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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