양자 진공 : 제로 에너지 미만
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.양자 진공 : 제로 에너지 미만
에 의한 기술의 비엔나 대학 크레딧 : CC0 Public Domain,2019 년 10 월 2 일
에너지는 항상 긍정적이어야하는 양입니다. 적어도 그것은 직관이 우리에게 알려주는 것입니다. 에너지를 운반 할 수있는 것이 남아있을 때까지 모든 단일 입자가 특정 부피에서 제거되면 한계에 도달 한 것입니다. 아니면? 빈 공간에서도 에너지를 추출 할 수 있습니까? 양자 물리학은 우리의 직관과 모순되는 것을 반복해서 보여 주었으며,이 경우에도 마찬가지입니다. 특정 조건 하에서, 적어도 특정 공간 및 시간 범위에서 부정적인 에너지가 허용됩니다. TU 비엔나의 국제 연구팀 인 벨기에 리브르 드 브뤼셀 (BrUniversity libre de Bruxelles)과 인도의 IIT 칸 푸르 (Init Kanpur)는 부정적인 에너지 가 가능한지 조사했다 . 어떤 양자 이론이 고려 되든지, 우주에서 어떤 대칭이 가정 되는가에 상관없이, 에너지를 "차용"하는 데에는 항상 일정한 한계가 있다는 것이 밝혀졌다. 지역적으로 에너지는 0보다 작을 수 있지만 은행에서 빌린 돈과 같이이 에너지는 결국 "환급"되어야합니다. 반력 중력 TU 빈 (Vienna)의 이론 물리 연구소 (University of Theorytical Physics)의 다니엘 그루 밀러 (Daniel Grumiller) 교수는“일반 상대성 이론에서 우리는 일반적으로 세계 어느 곳에서나 에너지가 항상 0보다 크다고 가정한다. 이것은 중력에 매우 중요한 영향을 미칩니다. 에너지는 공식 E = mc²를 통해 질량과 연결됩니다. 따라서 부정적인 에너지는 또한 부정적인 질량을 의미합니다. 양의 질량은 서로를 끌지 만, 음의 질량으로 중력은 갑자기 반발력이 될 수 있습니다. 그러나 양자 이론은 음의 에너지를 허용합니다. 다니엘 그루 밀러 (Daniel Grumiller)는“양자 물리학에 따르면 은행의 돈과 같은 특정 위치에서 진공에서 에너지를 빌릴 수있다. "오랫 동안, 우리는 지금 이러한 종류의 에너지 신용의 최대 금액과 지불해야 할 이자율에 대해 이야기하지 않았습니다.이"이자 "(문헌에서"Quantum Interest "로 알려진)에 대한 다양한 가정은 게시되었지만 포괄적 인 결과는 합의되지 않았습니다. 2017 년에 입증 된 소위 "퀀텀 널 에너지 조건"(QNEC)은 상대성 이론과 양자 물리를 연결하여 에너지 "빌리기"에 대한 특정 제한을 규정합니다. 따라서 0보다 작은 에너지는 허용되지만 특정 범위 및 특정 시간 동안 만. 에너지 크레딧 한계가 소진되기 전에 진공에서 빌려 올 수있는 에너지의 양은 소위 얽힘 엔트로피 (quantum 물리량)에 달려 있습니다. 다니엘 그루 밀러 (Daniel Grumiller)는“ 어떤 의미에서 얽힘 엔트로피 (entanglement entropy)는 시스템의 행동이 양자 물리학 에 의해 얼마나 강력하게 지배되는지에 대한 척도이다 . 만약 양자 얽힘이 공간의 어떤 지점에서, 예를 들어 블랙홀의 가장자리 근처에서 결정적인 역할을한다면, 일정 시간 동안 음의 에너지 흐름이 발생할 수 있고, 그 지역에서 음의 에너지가 가능해진다”고 말했다. Grumiller는 이제 Max Riegler 및 Pulastya Parekh와 함께 이러한 특수 계산을 일반화 할 수있었습니다. Max Riegler는 TU Wien의 Daniel Grumiller 연구 그룹에서 논문을 마쳤으며 현재 하버드에서 박사후 연구원으로 일하고 있습니다. 칸 푸르 (인도)의 IIT에서 온 Pulastya Parekh는 Erwin Schrödinger Institute와 TU Wien의 손님이었습니다. Grumiller는“이전의 모든 고려 사항은 항상 특수 상대성 이론의 대칭을 따르는 양자 이론을 언급했지만, 우리는 이제 부정적인 에너지와 양자 얽힘 사이의 이러한 연결이 훨씬 더 일반적인 현상임을 보여줄 수있었습니다. 진공에서 무한한 양의 에너지를 추출하지 못하게하는 에너지 조건은 대칭에 관계없이 매우 다른 양자 이론에 유효합니다. 에너지 절약의 법칙은 무시할 수 없습니다 물론 이것은 반복적으로 밀집된 원으로 표시되기 때문에 아무것도 아닌 것으로 에너지를 생성하는 신비한 "단일 기계"와는 아무런 관련이 없습니다. 다니엘 그루 밀러는“자연이 특정 장소에서 특정 시간 동안 0보다 작은 에너지를 허용한다는 사실이 에너지 보존 법칙을 위반한다는 것을 의미하지는 않는다. "특정 위치에서 부정적인 에너지 흐름을 가능하게하려면 바로 근처에 긍정적 인 에너지 흐름이 있어야합니다." 물질이 이전에 생각했던 것보다 다소 복잡하더라도, 에너지는 음이 될 수 있지만 아무것도 얻을 수 없습니다. 새로운 연구 결과는 이제 네거티브 에너지에 밀접한 경계를 두어 양자 역학의 정수 속성과 연결합니다. 더 탐색 우주는 홀로그램입니까?
추가 정보 : Daniel Grumiller et al. 비 로렌츠 불변량 양자 필드 이론의 국부 양자 에너지 조건, 물리적 검토 편지 (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.121602 저널 정보 : 실제 검토 서한 비엔나 공과 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-10-quantum-vacuum-energy.html
.세계에서 가장 강한 은을 발명
에 의해 버몬트 대학 은 입자 안에는 구리 원자 불순물 (녹색)이 입자 경계 (왼쪽)와 내부 결함 (긴 줄, 아래쪽으로 흐르는)으로 선택적으로 분리되어 있습니다. "나노 결정질-나노 윈 금속 (nanocrystalline-nanotwinned metals)"이라 불리는 새로운 종류의 초강력-여전히 전도성 물질을 생성하기 위해 불순물이 어떻게 사용될 수 있는지를 보여주는 최근 연구. 이러한 형태의 구리 도핑 된 은은 너무 강해서 오랫동안 이론적 인 한계를 뛰어 넘어 이상적인 홀-페치 강도로 알려져 있습니다. 크레딧 : Frederic Sansoz, UVM, 2019 년 10 월 2 일
한 과학자 팀이 전 세계 기록보다 42 % 더 강한은을 만들었습니다. 그러나 그것은 중요한 요점이 아닙니다. "우리는 나노 스케일에서 작동하는 새로운 메커니즘을 발견하여 전기 전도성을 잃지 않으면 서 이전보다 훨씬 강한 금속을 만들 수있게되었습니다."라고 재료 과학자이자 기계 공학 교수 인 Frederic Sansoz는 말합니다. 새로운 발견을 함께 진행 한 버몬트 대학교. 이러한 획기적인 발전은 전류 를 전달하는 힘과 능력 사이에서 산업 및 상업용 재료의 전통적인 균형을 극복 할 수있는 새로운 범주의 재료를 약속합니다 . 이 팀의 결과는 9 월 23 일 Nature Materials 저널에 발표되었다 . 결함 재검토 모든 금속에는 결함이 있습니다. 종종 이러한 결함은 취성 또는 연화와 같은 바람직하지 않은 특성을 초래합니다. 이로 인해 과학자들은 다양한 합금 또는 재료의 무거운 혼합물을 만들어 강하게 만들었습니다. 그러나 강해지면 전기 전도성이 떨어집니다. 로렌스 리버모어 국립 연구소의 수석 과학자이자 새로운 연구의 공동 저자 인 모리스 왕은“결함이있는 재료를 만드는 방법과 전기 전도성을 유지하면서 연화를 극복하는 방법을 스스로에게 물었다”고 말했다. 연구진은 미량의 구리를은에 혼합함으로써 두 가지 유형의 고유 한 나노 규모 결함을 강력한 내부 구조로 변환 할 수 있음을 보여 주었다. Sansoz는“이것은 불순물이 이러한 결함에 직접적으로 끌리기 때문이다. 다시 말해, 과학자들은 과학자들이 스타일에 따라 구리 불순물 (도핑 또는 "미세 합금"의 형태)을 사용하여 은의 결함 행동을 제어했습니다. 원자 규모의 Jiu-jitsu와 마찬가지로 과학자들은 결함을 유리로 뒤집어 금속을 강화 하고 전기 전도성을 유지 하는 데 사용했습니다 . UVM, Lawrence Livermore National Lab, Ames Laboratory, Los Alamos National Laboratory 및 UCLA의 전문가를 포함한 팀은 발견을 위해 재료의 결정 또는 입자 크기와 같은 재료 공학의 기초 아이디어로 시작했습니다. 작아 질수록 강해집니다. 과학자들은 이것을 홀-페치 관계라고 부릅니다. 이 일반적인 설계 원칙을 통해 과학자와 엔지니어는 70 년 이상 더 강력한 합금과 고급 세라믹을 만들 수있었습니다. 잘 작동합니다.
버몬트 대학교 과학자 프레데릭 산소 즈는 세계에서 가장 강한 은의 조각을 가지고 있습니다. 새로운 형태의 금속은 더 가벼운 비행기에서 더 나은 태양 전지판으로 기술 발전을 시작할 수있는 발견의 일부입니다. 크레딧 : Joshua Brown
그렇지 않을 때까지. 결국, 금속 입자가 수십 나노 미터 미만의 무한히 작은 크기에 도달하면 입자 사이의 경계가 불안정 해지고 움직이기 시작합니다. 따라서,은과 같은 금속을 강화하기위한 또 다른 알려진 접근법은 특별한 유형의 입자 경계인 나노 스케일 "일관성 트윈 경계"를 사용한다. 대칭 거울과 같은 결정질 계면을 형성하는 이들 한쌍의 원자 구조는 변형에 매우 강하다. 이러한 트윈 경계도 간결함으로 인해 간격이 몇 나노 미터의 임계 크기 아래로 떨어질 때 부드러워집니다. 전례없는 속성 대략적으로 말하면, 나노 결정은 천의 패치와 같고 나노 쌍은 천의 강력하지만 작은 실과 같습니다. 그것들이 원자 규모에 있다는 것을 제외하고. 이 새로운 연구는 두 가지 접근법을 결합하여 과학자들이 "전례없는 기계적 및 물리적 특성을 가진"나노 결정질-나노 와인 (nanocrystalline-nanotwinned metal) "이라고 부르고있다. 은 원자보다 약간 작은 구리 원자가 입자 경계와 쌍 경계에서 결함으로 이동하기 때문입니다. 이를 통해 팀은 원자의 컴퓨터 시뮬레이션을 시작점으로 삼은 다음 National Laboratories의 고급 기기를 사용하여 실제 금속으로 이동하여 새로운 초강력은을 만들 수있었습니다. 은 내의 작은 구리 불순물은 결함의 이동을 방해하지만, 은의 풍부한 전기 전도성 이 유지 되는 총량의 1 % 미만의 적은 양의 금속 이다. Sansoz는“구리 원자 불순물은 각각의 계면을 따라 가고 그 사이에는 있지 않다. "따라서 그들은 전파되는 전자를 방해하지 않습니다." 이 금속은 입자와 트윈 경계가 너무 작아 소위 "홀-페치 분해 (Hall-Petch breakdown)"로 인해 이전에 관찰 된 연화를 극복 할뿐만 아니라 오랜 이론적 홀-페치 한계를 초과합니다. 연구팀은 7 개의 나노 미터 이하, 몇 개의 원자만으로 트윈 경계를 갖는 금속에서 "이상적인 최대 강도"를 찾을 수 있다고보고했다. 그리고 팀의 구리 레이싱 된 은의 열처리 된 버전은 이론상 최대 값으로 생각되었던 것보다 경도 측정이 가능합니다. Sansoz는“이 연구 과정에서 한 번이 아니라 여러 번 Hall-Petch 한계를 넘어 세계 기록을 깨뜨렸다”고 말했다. Sansoz는 강력하고 전도성이 높은 은 을 제조하는 팀의 접근 방식이 다른 많은 금속에도 적용될 수 있다고 확신합니다 . "이것은 새로운 종류의 재료이며 우리는 재료의 작동 방식을 이해하기 시작했습니다."라고 그는 말합니다. 그리고 그는 새로운 연구에서 밝혀진 기본 과학이보다 효율적인 태양 전지에서 더 가벼운 비행기, 더 안전한 원자력 발전소에 이르기까지 기술의 발전으로 이어질 것으로 예상합니다. "재료를 더 강하게 만들면 재료를 적게 사용할 수 있으며 오래 지속되며 전기 전도성은 많은 응용 분야에서 매우 중요합니다."
더 탐색 나노 스케일의 꼬임과 곡선 추가 정보 : 나노 결정 - 금속 nanotwinned에 싱 케 등의 문헌 이상적인 최대의 장점과 결점 유도 연화, 자연 재료 (2019). DOI : 10.1038 / s41563-019-0484-3 저널 정보 : Nature Materials 에 의해 제공 버몬트 대학
https://phys.org/news/2019-10-world-strongest-silver.html
.새로운 연구는 신비한 저 질량 X 선 이진 RX1804에 대한 통찰력을 제공합니다
Tomasz Nowakowski, Phys.org 단단한 상태에서 RX1804의 에너지 스펙트럼 및 잔류 물. 크레딧 : Marino et al., 2019.2019 년 10 월 2 일
유럽의 천문학 자들은 RX1804 (또는 1RXS J180408.9-342058)로 알려진 저 질량 X- 선 이진에 대한 포괄적 인 연구를 수행했습니다. 이 연구를 통해 과학자들은이 신비한 물체의 본질에 대한 중요한 통찰력을 공개 할 수있었습니다. 그 결과는 9 월 23 일 arXiv.org에 게재 된 논문에 자세히 나와 있습니다. 일반적으로 X-ray 바이너리는 일반 중성 또는 백색 중성으로 질량을 소형 중성자 별 또는 블랙홀로 전달합니다. 동반자 별의 질량을 기준으로 천문학자는 저 질량 X 선 이진 (LMXB)과 고 질량 X 선 이진 (HMXB)으로 나눕니다. RX1804는 1990 년 ROSAT 위성에 의해 분류되지 않은 엑스레이 소스로 처음 식별되었습니다. 이 소스에 대한 추가 관찰 결과는 매우 희미한 지속적인 광도로 인해 버스트 전용 동작을 나타내는 중성자 별이있는 LMXB로 분류되었습니다. 그때 시스템은 31,600 광년 이상 떨어져 있지 않은 것으로 추정되었다. 천문학 자들을 괴롭히는 것은 RX1804가 몇 년 동안 아주 희미한 것에서 거의에 딩턴 광도에 이르기까지 매우 다른 질량-수정 체제에서 X- 선 활성을 나타낸다는 사실입니다. 또한, 한 연구는 RX1804의 스펙트럼에서 헬륨 방출 라인 (He II)을 발견했는데, 이는 시스템에서 동반자의 헬륨 백색 왜성에 관련 될 수 있습니다. 이것은 물체가 초소형 X 선 이진 (UCXB) 일 수 있음을 시사합니다. 이러한 불확실성을 해결하기 위해 이탈리아 팔레르모 대학의 Alessio Marino가 이끄는 천문학 자 팀은 Neil Gehrels Swift Observatory, Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) 우주선, 국제 국제 감마선 천체 물리학 연구소 (INTEGRAL) 우주 망원경. "현재 연구에서 우리는 Swift / XRT, Swift / BAT 및 NuSTAR와 같은 여러 X- 선 망원경의 데이터를 사용하여 2015 년 폭발 및 INTEGRAL / JEM-X, NuSTAR 및 Swift / XRT의 진화를 연구했습니다. 천문학 자들은 논문에 썼다. 연구원들은 RX1804에서 딱딱하고 부드러운 X- 레이 상태를 구별 할 수있었습니다. 특히,이 연구는이 출처에서 처음으로 중간 상태를 확인했습니다. 이러한 상태는 중성자 별 LMXB에서는 거의 관찰되지 않습니다. 중간 상태에서 30 keV 이상의 하드 테일 발생이 전력 법칙으로 모델링되었습니다. 이는 RX1804의 상태 전환 중에 비열 프로세스가 발생하고 있음을 나타냅니다. 또한이 상태에서는 약 4,000 초의 반복 시간을 가진 "클럭 버스트"동작도 확인되었습니다. 더욱이, 단단한 상태에서, 천문학 자들은 결과가 동일한 열전자 플라즈마를 갖는 2 개의 상이한 광자 소스에 의한 스펙트럼의 상호 작용으로부터 발생하는 이중 종자 양자화 스펙트럼에 의해 설명 될 수 있음을 발견 하였다. 이것은 RX1804가 중성자 별 LMXB의 소위 "2 광자"집단에 속한다는 것을 나타낸다. 연구자들은 또한 RX1804가 지구에서 약 32,600 광년 떨어져있을 것으로 추정했다. 또한 그들은 소스에서 표시되는 1 형 X- 레이 버스트를 분석하여 시스템이 UCXB 일 가능성을 배제했습니다. 이 논문의 저자들은“중간 상태에서 관찰 된 클럭킹 거동과 결합 된 그들의 특성은 동반 된 물질에 대한 H / He 조성을 지적하며, 이는 동반자의 헬륨 왜 소성이 거의 없을 것”이라고 결론 지었다.
더 탐색 MAXI J1621–501은 저 질량 X 선 이진입니다. 추가 정보 : A. Marino, et al. 수수께끼 인 LMXB 1RXS J180408.9-342058에 대한 새로운 통찰력 : 중간 상태, 클럭킹 된 I 형 X- 레이 버스트 등. [astro-ph.HE] : arXiv : 1909.10359v1
https://phys.org/news/2019-10-insights-mysterious-low-mass-x-ray-binary.html
.공진의 게놈 서명 이해
로 콘 스탄 츠 대학 크레딧 : CC0 Public Domain, 2019 년 10 월 2 일
콘 스탄 츠 대학 (University of Konstanz)의 limmologists를 포함한 국제 연구팀은 길항 종 상호 작용 동안의 빠른 게놈 변화가 생태와 진화의 상호 영향에 의해 형성됨을 보여줍니다. 2019 년 10 월 2 일 Science Advances 에 게재 될 예정인 " 선택과 인구 통계학 사이의 피드백은 공진화 동안 게놈 다양성을 형성한다"라는 제목의 최근 연구에서 독일, 스위스, 중국 및 영국의 연구원들은 종 상호 작용 동안 분자 진화가 생태 진화 적 피드백 역학과 유전자 다양성이 생성되고 유지되는 방식에있어서의 상호 특이 적 차이에 의해 형성됩니다. "특정 상호 작용과 공진화는 생태 공동체에 없어서는 안될 요소입니다."Konstanz 대학의 Limnology 교수 인 Lutz Becks 교수와 스위스 연방 수생 과학 기술 연구소의 Philine Feulner 박사와 함께이 연구의 주요 저자를 설명합니다. "호스트-바이러스 시스템에서의 분자 진화에 대한 최근의 실험 연구에 따르면 공진화는 분자 진화, 숙주 적응 및 다양 화 및 종 분화에 상당한 영향을 미친다는 것이 밝혀졌다. 숙주와 바이러스가 교대로 서로 적응한다는 생각은 Lutz Becks는 다음과 같이 설명합니다. "일반적으로 한 라운드의 저항 진화 후에 – 즉 숙주가 돌연변이를 통해 기생충에 대한 내성을 진화시키고 기생충이 더 이상 감염 및 번식 할 수없는 시점 – 숙주 집단은 저항성 유형만으로 구성 될 것으로 예상 할 수 있습니다. 돌연변이가 드물기 때문에, 우리는 항상 저항의 진화 이후에 다양성이 거의없는 기간이 있다고 가정했다. 그러나이 연구에서 찾은 것은 그보다 훨씬 더 복잡하다는 것입니다. 실제로 다양성은 매우 짧은 기간 내에 눈에 띄는 복귀를 만듭니다. " 이 연구에서 발견 한 것은 사물이 그보다 훨씬 복잡하다는 것입니다. 실제로 다양성은 매우 짧은 기간 내에 눈에 띄는 복귀를 만듭니다. " 이 연구에서 발견 한 것은 사물이 그보다 훨씬 복잡하다는 것입니다. 실제로 다양성은 매우 짧은 기간 내에 눈에 띄는 복귀를 만듭니다. " 연구자들은 이것이 선택의 변화 (호스트가 바이러스에 대한 저항을 진화시키고 바이러스가 더 이상 선택 압력을 가할 수 없음)와 인구 증가 사이의 상호 작용에 의한 것이라고 생각합니다. 저항 진화 후 각각의 새로운 돌연변이는 효과가 없더라도 숙주 집단의 크기가 급격히 증가하여 지속 가능한 다양성을 생성하기 때문에 빈도가 증가합니다. Lutz Becks는“이것은 새로운 것입니다. "이러한 프로세스의 속도와 프로세스를 얼마나 잘 추적 할 수 있는지에 놀랐습니다." Lutz Becks는 다음과 같이 설명하면서이 연구에서 채택 된 접근 방식은 실험적 진화라고 설명 할 수 있습니다. 즉, 특정 시점을 연구 할 수있을뿐만 아니라 오랜 시간 동안 전체 프로세스를 추적하고 서로 상태를 비교하기 위해 되돌아 갈 수도 있습니다. 미래의 바이러스 상태로 인해 숙주에서의 저항 진화 또는 바이러스에서의 적응과 같은 진화 적 변화를 식별 할 수있는 환상적인 기회를 제공 할 것입니다. "이 연구를 위해 수행 된 실험은 100 일 동안 약 100 세대의 숙주를 대상으로했으며, 연구원들은 둘 다에 대한 일시적인 정보를 얻음으로써 호스트와 바이러스 집단의 게놈, 표현형 및 인구 규모 변화를 추적 할 수있었습니다. 사용 된 모델 시스템은 클로렐라 바리 아 빌리 스 조류 (숙주) 및 거대 바이러스 파라 메슘 부르사 리아 클로렐라 바이러스 1 (PBCV-1)을 포함하며,이 둘은 독점적으로 무성 생식을한다. Lutz Becks : "일반적으로 샘플을 채취하여 다양성이 얼마나 있는지 또는 적은지 살펴본 후 전통적으로 두 개 사이의 스펙트럼에 배치 된 공진화에 대해 잘 확립 된 패턴 중 하나에 따라 결과를 해석합니다. 극단 : 이른바 "Arms Race dynamics"및 "Fluctuating-Selection dynamics". 연구 목적으로 연구원들은 여러 시점을 조사했다. "저항 진화 직후의 시점을 살펴보면 바이러스 카운터가 적응할 때까지 아무 일도 일어나지 않아야한다.인구 규모의 변화에 대한 유전 적 다양성 과 저항과 감염성 진화에 대해 연구자들은 다양성의 축적이 빠른 진화와 생태 학적 변화가 서로 직접적으로 영향을 미치는 생태 진화 피드백의 결과라는 것을 증명할 수 있었다. 그러나이 연구에서도 명확하게 알 수 있듯이, 바이러스에 대해서도 마찬가지라고 말할 수는 없다.이 바이러스에 대해 연구자 들은 일련의 전염성 진화 후에 낮은 다양성 의 예상 패턴을 관찰했다 . Lutz Becks는 다음과 같이 설명합니다. " 호스트 는 상대적으로 큰 46Mbps의 게놈을 가지고 있으며 이는 아마도 바이러스의 작은 게놈보다 훨씬 더 유연합니다. 바이러스의 돌연변이 가 부정적인 영향을 미칠 수있는 한, 크기는 330 킬로베이스 쌍 (kbp)으로 구성됩니다 . 이것은 게놈 아키텍처의 차이가 분자 진화 의 뚜렷한 다른 역학을 초래한다는 것을 암시한다 이 두 가지 진화하는 종 사이에 연구원들은 생태와 진화의 변화가 서로에게 영향을 줄 수있는 다양한 방법에 대한 폭 넓은 인식이 종 상호 작용 동안 진화의 게놈 신호를 풀고 자연 공동체에서 진화 의 모드, 페이스 및 예측 가능성을 이해하는 데 필수적이라고 기대합니다 .
더 탐색 기생충의 세계 추가 정보 : Cas Retel et al. 선택과 인구 통계학 간의 피드백은 공진화 동안 게놈 다양성을 형성합니다. Science Advances , 2019 년 10 월 2 일 advances.sciencemag.org/content/5/10/eaax0530 저널 정보 : 과학 발전 Konstanz 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-10-genomic-signature-coevolution.html
.'매직 각도'를 찾아서 새로운 초전도체 만들기
주제 : 그래 핀오하이오 주립대초전도체 작성자 OHIO STATE UNIVERSITY 2019 년 10 월 2 일 그래 핀 전위 초전도체 연구원들은 그래 핀이 전기 초전도체가 될 수있는 잠재력에 대해 더 많이 배웠다. 크레딧 : Ohio State University
연구는 전기를 움직이는 데있어 그래 핀의 잠재적 인 역할을 제안합니다. 오하이오 주립 대학의 연구원들은 전 세계 과학자들과 협력하여 초전도체가 어떻게 가정, 산업 및 차량에 전력을 효율적으로 공급할 수 있는지에 대한 새로운 통찰력을 제공 할 수 있다는 사실을 발견했습니다. 지난주 사이언스 어드밴스 (Science Advances ) 저널에 발표 된 그들의 연구 결과에 따르면 그래 핀 (단일 탄소 원자 층으로 구성된 물질)은 원래 생각했던 것보다 초전도체가 될 가능성이 더 높았다. “일반 금속이 전도성이기 때문에 그래 핀 자체가 에너지를 전도 할 수 있지만, 최근에는 소위 '매직 앵글'을 만들어 초전도체가 될 수 있다는 사실을 알게되었습니다. 첫 번째”라고 오하이오 주 물리학과 교수 인 지니 라우 (Jieie Lau)는 말했다. "그리고 그것은 우리가이 물질이 현실 세계에서 작동 할 수 있는지를 알아볼 수있는 추가적인 연구의 가능성을 열어줍니다." 대부분의 기존 도체와 달리 초전도체는 저항없이 전기를 전도 할 수있는 금속이므로 에너지 손실이 없습니다. 그래 핀은 완벽하게 평평한 탄소 조각 인 2 차원 결정이며 단일 층으로서 초전도체가 아닙니다. 그러나 올해 초 매사추세츠 공과 대학 (Massachusetts Institute of Technology)의 과학자들은 그래 핀 한 조각이 다른 조각 위에 놓이고 층이 특정 각도로 꼬인 경우 그래 핀이 초전도체가 될 수 있다는 연구 결과를 발표했다. ” 과학자들은이 마법 각도는 1도에서 1.2도 사이에 있으며 매우 정확한 각도라고 생각했습니다. Lau의 실험실에서 대학원생이자 논문의 공동 저자 인 Emilio Codecido는“문제는 마법의 각도, 마법이 얼마나 필요한가?”라고 말했다. 오하이오 주립 팀은 마법의 각도가 원래 생각했던 것보다 덜 마술처럼 보인다는 것을 발견했습니다. 연구진은 그래 핀 층이 여전히 약 0.9 도의 작은 각도로 초전도 된 것을 발견했다. 작은 차이이지만 그래 핀을 실제 초전도체로 사용할 수있는 새로운 실험의 가능성을 열 수 있습니다. 지금까지 초전도는 과학 실험실 밖에서 제한되어 있습니다. 전기를 초전도하기 위해서는 전선을 극저온으로 유지해야하기 때문입니다. "이 연구는 이론과 이전 실험이 예상했던 것보다 초전도체와 마법의 각도에 대한 우리의 이해를 조금 더 진전시켰다"고 Ohio State의 물리학과 교수 인 Marc Bockrath는 말했다. Codecido는“초전도성은 송전선, 통신선, 운송, 열차 등 많은 산업에 혁명을 가져올 수있다. 트위스트 이중층 그래 핀의 초전도성은 실제 응용 분야에 유용한 온도, 훨씬 높은 온도에서의 초전도에 대해 알려줍니다. 미래의 작업이 집중 될 것입니다.”
### 이 연구를 위해 오하이오 주립 연구원들은 달라스 텍사스 대학과 일본 소재 과학 연구소의 연구원들과 협력했습니다. 참조 : Emilio Codecido, Qiyue Wang, Ryan Koester, Shi Che, Haidong Tian, Rui Lv, Son Tran, Kenji Watanabe, Taniguchi Takashichi, Fan Zhang, Marc Bockrath 및 Chun Ning Lau, 2019 년 9 월 27 일, Science Advances . DOI : 10.1126 / sciadv.aaw9770
https://scitechdaily.com/creating-a-new-superconductor-by-finding-the-magic-angle/
.대기 오염으로 인한 폐에 대한 유해 사례를 방지 할 수있는 놀랍도록 간단한 방법 발견
주제 : Columbia UniversityColumbia University Mailman 공중 보건폐 질환오염학교 작성자 : COLUMBIA UNIVERSITY의 MAILMAN SCHOOL OF PUBLIC HEALTH 2019 년 10 월 3 일 의사는 폐를 검사
아스피린과 같은 비 스테로이드 성 항염증제 (NSAID)가 폐 기능에 미치는 대기 오염 노출의 부작용을 줄일 수 있다는 증거를 최초로보고 한 새로운 연구가 있습니다. 보스턴 대학교 의과 대학, 하버드 찬 공중 보건 대학 컬럼비아 메일 맨 공중 보건 연구팀은 미국 호흡기 및 중환자 의학 저널에 그 결과를 발표했습니다 . 연구진은 폐 기능을 검사하기위한 검사를받은 보스턴 지역에서 온 2,280 명의 재향 군인 코호트에서 수집 한 데이터의 일부를 분석했습니다. 참가자의 평균 연령은 73 세였습니다. 연구자들은 시험 전 달에 시험 결과, 자체보고 된 NSAID 사용, PM (PM) 및 검은 탄소와의 관계를 조사하면서 피험자의 건강 상태 및 여부와 같은 다양한 요인을 설명했습니다. 그는 흡연자가 아니었다. 그들은 NSAID를 폐 기능에 미치는 PM의 영향을 거의 절반으로 줄였으며, 폐 기능 검사 전날부터 28 일 전까지 4 주간의 모든 대기 오염 측정에서 일관성이 있음을 발견했습니다. NSAID를 복용 한 연구 코호트의 대부분의 사람들이 아스피린을 사용했기 때문에, 연구자들은 그들이 관찰 한 수정 효과는 주로 아스피린에서 비롯된 것으로 비 아스피린 NSAID의 효과는 더 연구 할 가치가 있다고 덧붙였다. 메커니즘은 알려져 있지 않지만, 연구원들은 NSAID가 대기 오염으로 인한 염증을 완화한다고 추측합니다. 컬럼비아 메일 먼 환경 과학과의 박사후 연구원 인 Xu Gao 박사는“우리의 연구 결과는 아스피린과 다른 NSAID가 대기 오염의 단기 스파이크로부터 폐를 보호 할 수 있음을 시사한다. 학교. "물론 암에서 심혈관 질환에 이르기까지 수많은 건강에 악영향을 미치는 대기 오염에 대한 노출을 최소화하는 것이 여전히 중요합니다." 대기 오염 수준이 낮은 곳에서도 대기 오염에 대한 전반적인 노출을 줄이기 위해 환경 정책이 상당한 진전을 이루었지만 단기 스파이크는 여전히 흔합니다. Columbia Mailman School의 환경 건강 과학 전공. "이러한 이유로 이러한 피해를 최소화 할 수있는 수단을 찾는 것이 중요합니다." Baccarelli의 초기 연구에 따르면 B 비타민은 대기 오염의 건강 영향을 줄이는 데 역할을 할 수 있습니다. ### 공동 저자로는 하버드의 브렌트 콜, 시홍 린, 조엘 슈워츠; 보스턴 대학교 의과 대학의 판텔 보 코나스 (Pantel Vokonas). 이번 연구는 국립 환경 보건 과학원 (ES009089, ES021733, ES025225, ES027747)의 보조금으로 지원되었다. VA Normative Aging Study는 미국 재향 군인 부 (Department of Veterans Affairs)의 Cooperative Studies Program / Epidemiology Research and Information Center에서 지원하며 보스턴의 Massachusetts Veterans Epidemiology Research and Information Center의 구성 요소입니다.
참고 : "비 스테로이드 성 항염증제는 폐 기능에 대한 단기 대기 오염의 영향을 수정합니다"Xu Gao, Brent Coull, Xihong Lin, Pantel Vokonas, Joel Schwartz 및 Andrea A Baccarelli, 2019 년 9 월 25 일, American Respiratory and 중환자 치료 의학 . DOI : 10.1164 / rccm. 201905-1003LE
.음, 꼬리가 보인다
https://youtu.be/okWqGBKNE4c
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
.환자 암 세포가 새로운 3D 발판에서 안정적으로 성장하여 정밀 의학에 대한 가능성
에 의한 미시간 대학 단일 인간 림프구의 전자 현미경 이미지. 크레딧 : Dr. Triche National Cancer Institute, 2019 년 10 월 2 일
미시간 대학 (University of Michigan)의 엔지니어 및 암 연구팀의 결과에 따르면, 세포 배양을위한 새로운 3D 구조는 의사가 환자 자신의 세포에서 성장한 모델 종양에 대한 약물을 테스트 할 수있게한다. 기존 장치와 달리 새로운 구조는 세포가 수정하는 방법을 알고있는 단백질 섬유 로 만들어졌습니다 . "우리는 잠재적으로 약물 검사 또는 단일 세포 분석 과 같은 일을 수행하기 위해 배양을 사용할 수 있으며 , 이는 환자의 암에 대한 최상의 치료법을 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다 "라고 UM 방사선과의 개리 루커 (Gary Luker)는 말했다. 현재 일부 환자들은 약물 검사 및 분석을 위해 생쥐에서 암세포 샘플을 채취 했지만 암세포가 항상 성장하는 것은 아니며 과정은 수개월이 걸린다고 Luker은 말했다. 의사는 3D 발판으로 알려진 고급 페트리 접시를 사용하여 며칠 또는 몇 주 안에 약물의 효과에 대한 답변을 얻을 수 있습니다. 그러나 세포의 집합체를 조직으로 묶는 젤과 같은 네트워크의 구조와 구성을 모방하려는 초기의 스캐 폴드도 혼합 된 기록을 가지고있다. 최근 화학 공학 박사 인 Stacy Jordahl은“ 종양 세포 의 미세 환경이 무엇인지 추측하려고하기보다는 신체에서와 같이 세포 틈새를 만들 수있는 공간을 만들었습니다. 디. UM을 졸업하고 Advanced Materials 의 논문에서 첫 번째 저자 . 연구팀은 세포를 연결 젤에 부착시키는 단백질 인 피브로넥틴 네트워크를 만들었다. 조직의 세포는 피브로넥틴을 뻗어 집 프레임의 2-4 개 정도를 사용합니다. 그러나, 피브로넥틴이 개방되어 있지 않으면 권취되는 경향이 있습니다. 연구자들은 세포가 이전 스캐 폴드에 부착하는 것을 돕기 위해 볼드 업 피브로넥틴 층을 사용했지만 단백질은 완전히 유리하게 사용되지 않았습니다. 이전에는 피브로넥틴과 같은 피브로넥틴 스트랜드를 늘리는 데 어려움이 있었지만 UM 팀이 발견 한 새로운 방법은 어려운 작업없이 스트레치 아웃 피브로넥틴 코팅을 생성합니다. Wolfgang Pauli Collegiate 교수 인 Joerg Lahann, UM의 Biointerfaces Institute 소장 인 Joerg Lahann이 이끄는 엔지니어들은 각각 0.5mm 씩 측면에 마이크로 스케일 큐비클 그리드를 구축했습니다. 그런 다음, 피브로넥틴을 함유 한 용액을 끝까지 천천히 뒤집은 튜브를 사용하여 그 표면에 반복적으로 붓습니다. 움직이는 액체의 예인선은 피브로넥틴을 전체 구조에 걸쳐 인터레이스 된 섬유 네트워크로 끌어 당기기에 충분했다. Lahann 박사는“ 이 공학적으로 단백질을 섬유 네트워크로 끌어들이는 방법으로 우리는 암 세포 배양 을 위한 더 자연적인 환경을 만들어 약물을 테스트하거나 암 생물학을 이해할 수있게되었다”고 말했다. Lahann의 팀은 구조를 두 명의 암 연구원, Luker와 Max Wicha, 매들린과 시드니 포브스 종양학 교수로 넘겼습니다. 그들은 질병이 진행됨에 따라 복부와 가슴에 축적 될 수있는 체액 주머니를 배출하여 유방암 환자에서 제거 된 세포를 배양하는 구조를 사용했습니다. 암세포는 이러한 체액에서 세포의 약 5 %만을 차지하지만, 피브로넥틴 네트워크에서 며칠에서 일주일 후에 세포 집단을 지배했습니다. 그리고 암 연구자들은 깊은 인상을 받았습니다. 루크 박사는“잘 작동하지 않는 배양액에서 암세포를 성장 시키려고 고안된 많은 기술과 접근법이 있었다. 대부분의 암세포는 인공 조건에서 배양되면 죽는다. "이 시스템에서 우리는 적어도 짧은 기간 동안 문화를 꾸준히 성장시킬 수있었습니다." 또한, 세포는 피브로넥틴 네트워크에서 자라면서 암이 신체의 다른 부위로 퍼지는 것으로 여겨지는 세포의 종류와 같이 변하는 것처럼 보였습니다. 이는 암 세포를 죽이는 것이 가장 중요하기 때문에 암 약물 검사에 유리할 수 있습니다. 그러나 이러한 편견은 암 생물학을 탐구하는 실험을 방해합니다 . 예를 들어, 세포 가 더 공격적이거나 양성이 되는 영향을 확인하는 것 입니다. 미래에, 팀은 피브로넥틴 네트워크의 구성 방식의 변화가 이러한 편견을 제거 할 수 있는지 여부를 조사 할 수 있습니다. 이 연구는 Advanced Materials 저널에 발표되었다 .
더 탐색 유방암 성장 신호는 세포 외부의 단백질에 의해 향상됩니다 추가 정보 : Stacy Jordahl et al., 3 차원 조직 스캐 폴드로서의 고급 섬유소 피브로넥틴 네트워크 (2019). DOI : 10.1002 / adma.201904580 저널 정보 : 고급 재료 에 의해 제공 미시간 대학
https://phys.org/news/2019-10-patient-cancer-cells-reliably-d.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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