편심, 근접 궤도로 거대한 외계 행성을 설명하는 시뮬레이션
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.인간의 장에서 생존하기 위해서는 박테리아에 유전적인 '암호'가 필요합니다
에 의해 하워드 휴즈 의학 연구소 많은 박 테로이 데스 종 (이 색상이 강화 된 현미경 사진에 표시된 5 가지 혼합물)은 인간의 내장에 존재하며 박테리아가 생존하기 위해 중화해야하는 독소를 분비합니다. 크레딧 : Kevin Cutler / Mougous Lab / UW / HHMI , 2019 년 10 월 30 일
인간의 내장은 위험한 곳입니다. 사람들의 내장에 서식하는 박테리아는 미생물 침입자를 막기 위해 독소를 제거합니다. 그러나 각 개인의 장에는 자체 독소 세트가 있습니다. 개별화 된 "암호"미생물이 생존하기 위해 해결해야한다고 과학자들은 2019 년 10 월 30 일자 Nature 지에 발표했습니다 . 이번 연구 결과에 따르면 건강한 박테리아의 성장을 촉진하는 미생물 보조제 인 프로바이오틱스 또는 생 바이오 치료제에 대한 단일 접근 방식이 하나도 없다고 연구 공동 저자 인 조셉 모우 구스 (Joseph Mougous) 교수는 말했다. 워싱턴 (UW). 그의 팀의 연구는 과학자들이 어떻게 다른 사람들에게 유익한 미생물을 대신 할 수 있는지 알아 내기위한 초기 단계입니다. " 건강을 증진시키기 위해 장내 미생물 을 조작하는 것은 많은 가능성을 가지고 있지만 장을 식민지로 만드는 규칙은 불분명합니다." 이제 과학자들은 박테리아가 거주하는 데 필요한 것이 무엇인지 더 잘 알고 있습니다. 인간의 내장은 박테리아로 가득합니다. 대변은 그램 당 약 1000 억 개의 박테리아 세포를 함유 하고 있으며 장내 박테리아는 인간 세포보다 10에서 1 개를 능가합니다. 총괄적으로 장내 미생물 이라고하는이 미생물 은 모든 종류의 유지 보수 작업을 수행합니다. 그들은 음식을 소화하고 내장 표면을 손상시키지 않고 비타민을 공급하며 나쁜 박테리아를 쫓아냅니다. "장내 미생물 군집은 인간 건강에 매우 중요합니다. 지난 10 년 동안 Mougous의 팀은 VI 형 분비 시스템이라는 박테리아 방어 메커니즘의 세부 사항을 연구했습니다. 그것은 독소를 이웃 세포로 내뿜는 분자 주사기와 같습니다. 독소는 세포벽을 분해하고 막을 절단하며 세포의 에너지 원을 씹습니다. "그들은 꽤 교활하다"고 말했다.
다른 박 테로이 데스 종 (표시된 5 개)은 많은 다른 종의 박테리아와 함께 인간의 내장을 식민지화합니다. 총괄적으로 장 미생물 군으로 알려진이 미생물은 사람들의 건강에 중요한 역할을합니다. 크레딧 : Kevin Cutler / Mougous Lab / UW / HHMI
박테리아는 면역 유전자 를 사용하여 이러한 독소를 중화시키고 스스로를 보호합니다. 올바른 유전자가없는 침입자는 장에서 부팅됩니다. Mougous의 연구팀은 독소와 면역 유전자가 자물쇠와 열쇠처럼 짝을 이루었다 고 생각했다. 그러나 1,000 개가 넘는 인간 분변 샘플의 데이터를 분석 한 결과 놀라운 결과가있었습니다. 장내 세균 Bacteroides fragilis 의 면역 유전자는 독소 유전자보다 훨씬 많았습니다. 연구팀은 발견 한 모든 추가 면역 유전자는 실제로 다른 박테리아에 속한다고 밝혔다. 그 박테리아는 독소로부터 스스로를 보호하기 위해 B. fragilis 의 유전자를 훔쳤 습니다. Mougous는 과학자들이 이전에 알려지지 않았던 것으로 박테리아가 장에서 생존하기 위해서는 유전자가 매우 중요하다는 것을 의미한다고 말했다. 미생물 학자 Benjamin Ross를 포함한 Mougous의 팀은 게놈 분석을 위해 UW의 Elhanan Borenstein과 협력했습니다. 보렌 슈타인은 텔 아비브 대학교로 이사했으며 로스는 현재 다트머스 대학에 있습니다. "이 공동 작업은 두 그룹을 모두 새로운 영역으로 끌어 들였기 때문에 매우 재미있었습니다"라고 Mougous는 말합니다. 실험실에서의 실험은 면역성 유전자가 박테리아 균주에서 박테리아 균주로 점프 할 수있는 DNA 스트레치에서 함께 군집 함을 보여 주었다. 실험실 접시와 살아있는 생쥐에서, 이러한 유전자가 주어진 박테리아는 즉시 B. fragilis 독소에 저항성을 갖게되었습니다 . 또한 인간 배설물 샘플에는 독소 와 면역 유전자 의 독특한 조합이 있었다고 연구팀은 밝혔다. Mougous는“따라서 한 사람의 미생물 군집에서 생존하기 위해 필요한 것은 다른 사람의 미생물 군집에서 동일하지 않을 수 있습니다. 그 결과는 사람들이 왜 자신의 미생물 군계 구성에 어려움을 겪는지를 설명하는 데 도움이 될 수 있다고 그는 말했다. "특정 박테리아로 장을 집락화하기위한 일반화 된 접근법 은 결코 성공할 수 없으며 개별화해야 할 수도 있습니다." 더 탐색 동물은 박테리아로부터 방어를 훔칩니다 : 미생물 독소 유전자가 진드기, 진드기 및 다른 동물로 뛰어 넘었습니다.
추가 정보 : 인간 장내 박테리아에는 획득 한 세균 방어 시스템 인 Nature (2019)가 포함되어 있습니다. DOI : 10.1038 / s41586-019-1708-z , https://nature.com/articles/s41586-019-1708-z 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 하워드 휴즈 의학 연구소
https://phys.org/news/2019-10-survive-human-gut-bacteria-genetic.html
.실패 예후 : 데이터 과학은 어떤 실패가 궁극적으로 성공할지 예측
에 의해 노스 웨스턴 대학 크레딧 : CC0 Public Domain, 2019 년 10 월 30 일
오프라 윈프리는 텔레비전에서 첫 직장에서 해고 당했다. Steven Spielberg는 영화 학교에서 여러 번 거부 당했고 Michael Jordan은 고등학교 대표팀 농구 팀을 만들지 않았습니다. 이러한 실패와 같은 이야기는 실패로부터 배우고 다른 쪽에서 더 강하게 나오는 것에 대한 동기 부여가됩니다. 그러나 이러한 일화를 뒷받침하기위한 연구는 거의 수행되지 않았으며, 지금까지 실패가 어떻게 성공으로 이어지는 지에 대한 메커니즘을 조사한 사례는 거의 없습니다. 노스 웨스턴 대학교와 시카고 대학교의 데이터 과학자들은 과학, 기업가 정신, 테러와 같은 세 가지 영역에서 실패의 역학을 살펴보면서 실패하는 방식이 중요하다는 것을 발견했습니다. 본 연구는 10 월 30 일 Nature에 출판 될 켈로그 경영 대학원 및 McCormick 공학부 노스 웨스턴 과학 및 혁신 센터 (CSSI)의 팀이 주도했습니다. 초기 실패 후 경로가 다양해 졌다고 연구는 밝혔다. 어떤 사람들은 결국 성공을 거두고 어떤 사람들은 실패 할 때까지 계속 실패합니다. 이 발산은 두 번째 시도만큼 일찍 나타났습니다. 연구에 따르면 궁극적으로 개인이 어느 길을 택했는지 결정한 요인은 이전 실패에서 배운 정도와 앞으로 그 지식을 어떻게 적용했는지였습니다. 켈로그의 CSSI 이사 겸 부교수 인 저자 다순 왕 (Dass Wang)은“성공적인 시도의 속성 만 살펴보면 이야기의 절반이 빠졌다”고 말했다. "여기서 빅 데이터 가 도움이 될 수 있습니다. 데이터의 모든 사례를 성공과 실패로 분석하면 편견을 피할 수 있습니다." 연구원에 따르면이 모델은 개인과 조직이 과거의 실패한 경험을 더 잘 활용하여 성공을 달성하는 데 도움이 될 수 있습니다. 또한 관리자와 정책 입안자가 승진, 프로젝트 리더십 역할 등에 대한 결정을 내리는 데 도움이 될 수 있습니다. 성공에 대한 기존의 설명은 개인의 직업 윤리에 대한 운이나 가정을 중심으로하는 경향이 있지만, 연구자들은 그렇게 간단하지 않다는 것을 발견했습니다. 연속적인 반복마다 개인과 조직은 미래의 시도를 개선하기 위해 과거의 경험 을 고려할 수 있습니다. 이는 다양한 결과를 예측하는 데 도움이되는 패턴입니다. 연구원들에 따르면 주요 통찰력은 고려해야 할 과거 시도 횟수에 대한 임계 값이 있다는 것입니다. 개인이 해당 임계 값을 초과하여 더 많은 교훈을 얻으면 후속 시도의 효율성과 품질이 향상되어 결국 성공합니다. 개인이 너무 적은 실패 시도에서 얻은 교훈을 통합하면 영구적 인 실패로가는 길을 찾게됩니다. 선임 저자 Yian Yin은 임계 값 근처의 작은 변화가 큰 차이를 만든다고 설명했습니다. Yin은 "그것은 섭씨 0도에서 물과 얼음 사이의 전이와 유사하다"고 말했다. "이 임계 값 근처에서 소량 만 온도를 높이거나 낮추면 근본적인 변화가 발생합니다." 노스 웨스턴의 양왕 공동 저자는“이 발견은 실패가 교훈을 가르 칠 수 있다는 기존의 지혜와 일치한다. "실제로 시도를 시작하지 않고 반복적으로 반복하면서 실수를 배운 후 다음 시도에서이를 수정합니다.이를 통해 더 빠르고 똑똑하게 실패 할 수 있습니다." 연구원들은 과학 연구, 기업가 정신 및 테러와 같은 세 가지 분야에 대한 데이터 세트를 활용했으며 기업가가 최초의 공모 또는 고 가치 인수 합병을 달성하는 등 각 분야에 대한 표준 성공 정의를 적용 했습니다. 개인의 연속적인 시도를 추적함으로써 연구원은 개인이 이전 학습을 다음 반복에 통합 한 정도와 각 개인이 결국 성공 또는 영구적 인 실패를 달성하기 위해 얼마나 많은 시도를했는지 평가할 수있었습니다. 그들은 각 분야에 대해 성공 또는 실패로가는 경로가 다른 동일한 패턴의 결과를 발견하여 모델이 다른 산업 및 주제에도 적용될 수 있음을 나타냅니다. UChicago의 사회학자인 James Evans 교수는“강렬한 경쟁의 세계에서 실패는 성공의 필수 요소”라고 말했다. "우리의 결과는 당신이 어떻게 실패하는지에 대한 첫 번째 증거를 제공합니다." 이 연구의 제목은 "과학, 스타트 업 및 보안 전반에 걸친 실패의 정량화 역학"입니다.
더 탐색 과학은 당신을 죽이지 않는 것이 당신을 더 강하게 만든다는 것을 증명합니다 추가 정보 : 과학, 스타트 업 및 보안 전반의 장애 역학 정량화, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1725-y , https://nature.com/articles/s41586-019-1725-y 저널 정보 : 자연 노스 웨스턴 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-10-failure-prognosis-science-failures-ultimately.html
.가시광 및 나노 입자 촉매는 바람직한 생물 활성 분자를 생성
작성자 : 노스 웨스턴 대학교 메간 펠먼 분자는 매우 특정한 형태의 반도체 나노 입자 표면에 흡착됩니다. 나노 입자는 입사광으로부터의 에너지를 사용하여 분자를 활성화시키고 이들을 융합시켜 생물학적 응용에 유용한 구성으로 더 큰 분자를 형성한다. 학점 : 노스 웨스턴 대학교 Yishu Jiang, 2019 년 10 월 30 일
노스 웨스턴 대학교 화학자들은 가시광 선과 초소형 나노 입자를 사용하여 약물 개발을위한 많은 납 화합물과 같은 종류의 분자를 빠르고 간단하게 만들었습니다. 빛에 의해 구동되는 나노 입자 촉매 는 매우 특정한 화학 제품 , 즉 올바른 화학식을 가질뿐만 아니라 공간에서 원자의 특정 배열을 갖는 분자 와 화학 반응 을 수행 합니다. 그리고 추가 화학 반응에 촉매를 재사용 할 수 있습니다. 반도체 나노 입자는 양자점 (Quantum Dot) 으로 알려져 있으며, 그 크기는 단지 몇 나노 미터에 불과합니다. 그러나 작은 크기 는 파워로, 더 큰 길이의 스케일로는 불가능한 매력적인 광학 및 전자적 특성을 가진 재료를 제공합니다 . 이 연구를 주도한 Emily A. Weiss는 “Quantum dot 은 금속 나노 입자보다 유기 분자 처럼 행동한다 . "전자는 양자 역학의 규칙에 따라 그들의 반응성이 작은 공간으로 압착된다. 우리는 나노 입자 표면의 템플릿 힘과 함께 이것을 이용할 수있다." 최근 Nature Chemistry 저널에 의해 발표 된이 연구 는 나노 입자 표면을 초 첨가 (cycloaddition) 라 불리는 광구 동 반응의 주형으로 사용하는 첫 번째 용도로, 매우 복잡하고 잠재적으로 생물 활성 화합물을 만드는 간단한 메커니즘이다. Weiss 박사는“우리는 나노 입자 촉매를 사용하여 분자를 고 수율로 생산할뿐만 아니라 약물 개발에 가장 관련이있는 원자 배열을 갖는 간단한 1 단계 반응을 통해 4가 치환 된 시클로 부탄이라고하는이 분자의 바람직한 분자에 접근한다”고 말했다. . "이러한 분자는 다른 방법으로 만들기가 어렵습니다." 와이즈는 와인버그 예술 과학 대학의 마크 및 낸시 라트 너 화학 교수입니다. 그녀는 양자점에서 광 구동 전자 프로세스를 제어하고 전례없는 선택성으로 광 구동 화학을 수행하는 데 사용합니다. 나노 입자 촉매는 가시광 선의 에너지를 사용 하여 표면의 분자를 활성화하고 이들을 융합시켜 생물학적 응용에 유용한 구성으로 더 큰 분자를 형성한다. 그러면 더 큰 분자가 나노 입자로부터 쉽게 분리되어 다른 반응 사이클에서 나노 입자가 다시 사용될 수있게된다. Weiss와 그녀의 연구팀은 반도체 카드뮴 셀레 나이드와 알켄 (alkenes)이라는 다양한 스타터 분자로 만들어진 3 나노 미터 나노 입자를 사용했다. 알켄은 시클로 부탄을 형성하는데 필요한 코어 탄소-탄소 이중 결합을 갖는다. 이 연구의 제목은 "양자점에 의해 광촉매 된 위치 및 부분 입체 선택적 분자간 [2 + 2] 고리 첨가"입니다.
더 탐색 나노 입자가 빛 기반 탐지를 향상시킬 수있는 오버랩 추가 정보 : Yishu Jiang et al, 양자점에 의해 광촉매 된 Regio- 및 diastereoselective 분자간 [2 + 2] 고리 첨가 법, Nature Chemistry (2019). DOI : 10.1038 / s41557-019-0344-4 저널 정보 : Nature Chemistry 노스 웨스턴 대학교 제공
https://phys.org/news/2019-10-visible-nanoparticle-catalysts-desirable-bioactive.html
.꼬인 물리학 : 매직 앵글 그래 핀으로 전환 가능한 초전도 패턴
에 의해 텍사스 오스틴 대학 2 층의 이중층 그래 핀이 "매직 각도"라고 불리는 1.1도 서로 비 틀릴 때 전자는 이상하고 특별한 방식으로 작동하여 갑자기 100 배 이상 느리게 움직입니다. 이 효과는 Austin 물리학 교수 Allan MacDonald와 박사후 연구원 인 Rafi Bistritzer의 Texas University에 의해 처음 이론화되었습니다. 일러스트 크레디트 : Austin의 Texas의 David Steadman / University. 크레딧 : David Steadman / 오스틴 텍사스 대학교, 2019 년 10 월 30 일
작년에 과학자들은 약간의 비틀림을 가진 두 개의 원자-박판 탄소 시트로 만들어진 꼬인 이중층 그래 핀 이 번갈아가는 초전도 및 절연 영역을 나타낼 수 있음을 보여 주었습니다 . 이제 스페인, 미국, 중국 및 일본의 과학자들이 Nature 저널에 발표 한 새로운 연구에 따르면 작은 전압 변화로 초전도성을 켜거나 끌 수있어 전자 장치에 대한 유용성이 증가합니다. 오스틴 물리학 자 앨런 맥도날드 텍사스 대 (University of Texas) 오스틴 물리학 자 앨런 맥도날드 (Allan MacDonald)는“상온에서 초전도성을 가진 물질을 만드는 것은 일종의 물리학의 성배”라고 말했다. "이것은이 연구의 동기 중 하나입니다. 고온 초전도를 더 잘 이해하는 것입니다." 이 발견은 Twistronics라는 신흥 분야에서 상당한 발전을 이루 었으며, 그 선구자에는 MacDonald 및 엔지니어 인 Emanuel Tutuc도 포함됩니다. MacDonald의 독창적 인 통찰력을 이러한 이상한 특성을 가진 재료로 바꾸는 데는 전 세계의 연구자들이 수년간의 노력을 기울 였지만 기다릴만한 가치가있었습니다. 이상한 장소에서 초전도 찾기 2011 년, 양자 수학과 컴퓨터 모델링을 사용하여 2 차원 재료를 연구하는 이론 물리학자인 맥도날드는 예상치 못한 발견을했습니다. 박사후 연구원 인 Rafi Bistritzer와 함께 그는 한 층이 다른 층에 비해 약간 꼬여있을 때 한 원자 두께의 물질 인 적층 된 2D 물질에서 전자가 어떻게 작용하는지에 대한 단순하지만 정확한 모델을 구축하는 작업을하고있었습니다. 맥도날드 (MacDonald)는 계산 불가능한 겉보기 계산 문제는 시스템의 하나의 주요 매개 변수에 집중함으로써 크게 단순화 될 수 있다고 생각했다. MacDonald와 Bistritzer가 사용한 전략은 성공적이었습니다. 놀람은 나중에 왔습니다. 그들은 탄소 원자의 두 층으로 구성된 시스템 인 꼬인 이중층 그래 핀에 그들의 방법을 적용했을 때, 그들은 약 1.1 도의 매우 특정한 각도 (“마법 각도”라고 불렀음)에서 전자가 이상하고 특별한 것으로 행동한다는 것을 발견했다. 갑자기 100 배 이상 천천히 움직입니다. 이것이 사실 인 이유와 과학이 발견하는 데 몇 년이 걸렸 을까. 단기적으로, 그 발견은 대체로 무시되거나 무시되었다. 결과는 믿기 어려워 보였다. 더욱이, 2 차원 시트의 이러한 정확한 배치로 그러한 시스템의 물리적 예를 생성하는 것이 물리적으로 달성 가능하다는 것은 명백하지 않았다. 그러나 모든 사람이 결과에 놀라거나 겁을 먹은 것은 아닙니다. 전 세계의 몇몇 실험가들은 National Academy of Sciences Proceedings에 발표 된 예측에 주목 하고 "매직 각도"를 추구하기로 결정했습니다. 매사추세츠 공과 대학의 물리학 자들이 2018 년 처음으로 1.1도 꼬인 층상 그래 핀 시스템을 만들었을 때, 맥도날드가 예측했듯이 놀라운 특성, 특히 놀랍도록 높은 온도에서의 초전도성을 나타냈다 . 맥도날드는 "전자가 갑자기 느려지는 이유에 대한 간단한 설명은 없다"고 말했다. 하버드의 이론가들에 의한 최근의 연구 덕분에 이제는 기본 입자 물리학에서 종종 연구되는 모델과 관련된 부분적인 설명이 있습니다. 그러나 이제는 다른 층의 2 차원 물질에서 관련 효과의 전 세계가 있습니다. 꼬인 이중층 그래 핀은 그것의 한 부분. " 초전도 물질은 전기 저항이 없으므로 전자가 에너지를 낭비하지 않고 끝없이 이동할 수 있습니다. 그것들은 양자 컴퓨팅에 사용되며 고가의 냉장을 필요로하지 않으면 전기 전송을위한 게임 체인저가 될 수 있습니다. 1911 년에 처음 발견 된 초전도는 여러 재료에 기록되어 있습니다. 그러나 모두 고유 한 특성을 유지하기 위해 매우 낮은 온도가 필요합니다. 적층형 2D 재료의 출현은이를 변화시킬 수 있습니다. 뒤틀린 이중층 그래 핀 에서 초전도성의 발견은 번성하는 서브 필드에 연료 (Twistronics)라는 이름을 부여했으며 기술을 더욱 발전시키기 위해 서두르고 있습니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/twistedphysi.mp4
이 비디오는 twistronics에 대한 아이디어가 처음 개발 된 방법, "매직 앵글"이 초전도성 및 가능한 응용 프로그램을 생성하는 방법을 보여줍니다. 크레딧 : David Steadman / 오스틴 텍사스 대학교
10 년간의 전담 연구
2004 년 맨체스터 대학에서 Andre Geim과 Konstantin Novoselov가 그래 핀을 발견 한 이후 (2010 년에 노벨 물리학상을 수상한 이후) MacDonald는이 이상한 2 차원 시스템과 새로운 물리학에 매료되었습니다 포함하고있을 것이다. 그는 재료를 거의 즉시 연구하기 시작했으며 2004 년부터 Texas Advanced Computing Center (TACC)의 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 그래 핀 및 기타 2D 재료의 전자 구조를 탐색했습니다. 맥도날드는 "이번 연구는 이전에는 볼 수 없었던 비정상적인 현상을 예측하거나 잘 이해하지 못한 현상을 이해하려는 것"이라고 말했다. "나는 실제로 일어나는 일들과 직접적으로 연결되는 이론에 끌 리며, 실제 세계를 묘사하는 수학과 이론의 힘에 관심이 있습니다." 층상 2 차원 물질의 이상한 특성은 상호 작용과 관련이있는 것으로 보입니다. 상호 작용은 전자가 느려지면 개별 전자 사이에 강한 상관 관계를 유발할 때 훨씬 더 중요해집니다. 일반적으로 전자는 원자 궤도에서 핵 주위에 거의 별도로 원을 그리며 가용 에너지가 가장 낮은 양자 상태로 정착합니다. 매직 앵글 그래 핀에서는 그렇지 않은 것 같습니다. 맥도날드 박사는“기본적으로 전자가 가장 낮은 에너지 궤도를 차지함으로써 전자가 원자에서하는 방식대로 조직 될 때 훨씬 흥미로운 일이 일어날 수 없다”고 말했다. 그러나 일단 전자의 상호 작용에 의해 운명이 결정되면 흥미로운 일이 일어날 수있다”고 말했다. 기술적으로 반 데르 발스 (Van der Waals) 이종 구조로 알려진 2D 시스템에서 발생하는 일에 대해 연구하는 방법은 무엇입니까? 움직이는 전자를 보는 것은 불가능한 일입니다. 측정은 실마리를 제공하지만 결과는 비스듬하고 반 직관적입니다. 맥도날드에 따르면 컴퓨터 모델은 갇힌 전자의 새로운 그림에 도움을 줄 수 있다고 믿는다. 고전적인 전자 구조를 나타내는 컴퓨터 모델은 대부분의 경우 잘 개발되고 매우 정확하지만 이종 접합의 이상한 물리학에 맞서 조정해야합니다. 이러한 요소를 변경한다는 것은 MacDonald와 그의 실험실 연구원들이 TACC의 Stampede2 슈퍼 컴퓨터 (세계에서 가장 강력한 것 중 하나)를 사용하여 모델을 테스트하고 실행하는 강력한 상호 작용 전자의 행동을 반영하기 위해 일반적인 모델을 다시 작성하는 것을 의미합니다. 시뮬레이션. 또한 전 세계 실험실에서 나오는 결과를 정확하게 복제하기 위해 더 많은 수의 전자가 포함되어야합니다. 맥도날드는 "실제 시스템에는 수십억 개의 전자가있다"고 설명했다. "전자 수를 늘리면 모든 컴퓨터의 기능을 빠르게 능가 할 수 있습니다. 따라서 폴란드의 방문객 인 Pawel Potasz가 이끄는 작업에서 우리가 사용하고있는 접근 방법 중 하나는 소수의 전자 문제를 해결하는 것입니다. "전자의 행동과 많은 행동을 외삽." 전혀 볼 수없는 시스템에 이론 적용 전자 구조 모델을 재 설계하고 더 많은 수의 전자로 확장하는 동안 MacDonald는 여전히 전 세계 실험 그룹과 협력 할 시간을 찾고 있으며, 그의 이론적 및 계산적 통찰력을 연구 결과에 추가했습니다.
초소형 재료가 마법의 각도를 만나면 어떻게됩니까? 크레딧 : David Steadman / 오스틴 텍사스 대학교
매직 앵글이 발견 된 후 몇 년 동안, 정확한 회전 각도를 가진 순수한 형태의 2D 레이어 재료를 생성하는 데 실질적인 어려움이 현장을 제한했습니다. 그러나 2016 년에 또 다른 UT 연구원 인 Emanuel Tutuc와 그의 대학원생 인 김경환은 그래 핀뿐만 아니라 여러 가지 2D 재료를 사용하여 그러한 시스템을 만드는 신뢰할 수있는 방법을 개발했습니다. Tutuc는“혁신은 실제로 제 학생이 도입 한 기술이었습니다. 이전에 구현되지 않은 이유는 미크론 크기의 원자 두께 물질을 집어 올리는 것이 매우 어렵 기 때문입니다. Kim은 끈적 끈적한 반구형 핸들을 개발하여 개별 플레이크를 들어 올려 근접한 다른 모든 것을 그대로 두었습니다. "그런 일이 끝나면 가능성은 끝이 없어졌습니다." 얼마 후, 같은 학생이 말했다. '좋아요. 이제 우리는 그것들을 매우 높은 정확도로 정렬 할 수있게되었습니다. 이것이 다음 단계였습니다. " 최근 몇 년 동안, 맥도날드와 그의 팀은 3, 4 또는 5 개의 그래 핀 층뿐만 아니라 다른 유망한 물질, 특히 전이 금속 칼 코게 나이드를 발견하여 특이하고 잠재적으로 유용한 현상을 탐색했다. 에 쓰기 자연 2019 년 2 월, 맥도날드, Tutuc, UT 오스틴 물리학 일레인 리에서 큰 국제 팀은 작은 비틀림 각과 (MoSe2 / WSE2) heterobilayer 몰리브덴 diselenide / 텅스텐 diselenide에 간접 여기자의 관찰을 설명했다. 엑시톤은 전자와 정공이 서로를 끌어 당기고 홀로 구성되는 준 입자입니다. 이들은 일반적으로 단일 계층 내에 존재합니다. 그러나 특정 2D 재료의 경우 다른 레이어에 존재할 수 있으므로 재료의 길이가 크게 늘어납니다. 이는 액체 유동의 방해가되지 않는 초 유체 (이전에 액체 헬륨에서만 볼 수있는 특성)를 가능하게 할 수 있습니다.
발견 된 다양한 물질 상태의 이중층 및 동물원의 예술적 삽화. 크레딧 : © ICFO / F. Vialla
이제 MacDonald와 스페인, 중국 및 일본의 팀은 Nature angle magic angle graphene 에 대한 연구를 발표했습니다. 집적 회로에 사용되어 전자 장치의 유용성을 높입니다. 이 결과를 달성하기 위해 카탈로니아 광학 물리 연구소 (Catalan Institute for Optical Physics)의 팀원들은 이전보다 더 균일 한 꼬임으로 그래 핀 초 격자를 생산했습니다. 그렇게함으로써 인터리브 절연 및 초전도 상태의 패턴이 예측보다 훨씬 복잡하다는 것을 발견했습니다. TACC 슈퍼 컴퓨터는 MacDonald의 연구에서 중요한 도구이며 최근 Nature 논문 에서 데이터의 이론적 모델링에 사용되었습니다 .
나중에 실험 설정에 맞게 조정 된 조각 위에 놓인 장치의 확대 © ICFO 크레디트 : ICFO "
우리가하는 많은 것들, 고성능 컴퓨터 없이는 할 수 없었습니다."그가 주장했다. "우리는 데스크톱에서 실행을 시작한 후 빠르게 혼란에 빠졌습니다. 따라서 슈퍼 컴퓨터를 사용하는 것은 만족스러운 답변을 얻는 것과 만족스러운 답변을 얻을 수없는 것의 차이입니다." MacDonald가 보여 주듯이, 계산 실험의 결과는 실험실의 결과보다 덜 즉각적이거나 "실제적인"것처럼 보일 수 있지만, 그 결과는 새로운 탐험의 길을 노출시키고 우주의 신비를 밝히는 데 도움이 될 수 있습니다. 맥도날드 대변인은“저의 작업에 활력을 불어 넣은 것은 자연이 항상 새로운 문제를 제기하고 있다는 것입니다. 그리고 새로운 유형의 질문을 할 때는 그 답이 무엇인지 미리 알 수 없습니다. "연구는 지식이 전진하는 모험, 공동체 모험, 집단 무작위 걷기입니다." 더 탐색 연구원들은 매직 앵글 트위스트 그래 핀 시트를 직접 촬영합니다
추가 정보 : 초전도체, 궤도 자석 및 매직 앵글 이중층 그래 핀의 상관 상태, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1695-0 , https://nature.com/articles/s41586-019-1695-0 저널 정보 : 자연 , 국립 과학 아카데미의 절차 에 의해 제공 텍사스 오스틴 대학
https://phys.org/news/2019-10-physics-magic-angle-graphene-switchable.html
.편심, 근접 궤도로 거대한 외계 행성을 설명하는 시뮬레이션
에 의해 산타 크루즈 - 캘리포니아 대학 크레딧 : CC0 Public Domain ,2019 년 10 월 30 일
행성계가 진화함에 따라, 행성들 사이의 중력 상호 작용은 이들 중 일부를 호스트 스타 주변의 편심 타원형 궤도로, 또는 심지어는 시스템 전체에서 벗어나게 할 수 있습니다. 더 작은 행성은이 중력 산란에 더 취약해야하지만, 우리 자신의 태양계에있는 행성의 대략 원형 궤도와는 매우 다른 편심 궤도에서 많은 가스 거대한 외계 행성이 관찰되었습니다. 놀랍게도, 질량이 큰 행성 은 질량이 큰 관성으로 인해 초기 궤도 에서 물러나는 것이 더 어려워 지더라도 편심 률이 가장 높은 행성 인 경향이 있습니다 . 이 반 직관적 인 관찰은 UC Santa Cruz의 천문학 자들이 컴퓨터 시뮬레이션을 사용하여 행성계 의 진화를 탐구하도록 자극했습니다 . Astrophysical Journal Letters에 발표 된 논문에보고 된 그들의 결과 는 고 질량 행성 시스템의 진화에서 거대 영향 단계에 결정적인 역할을함으로써, 근접 궤도를 가진 여러 거대 행성의 충돌 성장을 초래한다. 첫 번째 저자 인 Renata Frelikh는 "거대한 행성은 작은 행성만큼 편심 궤도에 쉽게 흩어져 있지 않지만, 호스트 스타에 가까운 여러 개의 거대 행성이 있다면 중력 상호 작용이 편심 궤도에 흩어질 가능성이 높다"고 설명했다. UC Santa Cruz의 천문학과 천체 물리학 대학원생. Frelikh는 수백 개의 행성계 시뮬레이션을 수행했는데, 각 행성은 원형 궤도에서 10 개의 행성으로 시작하고 시스템의 초기 총 질량과 개별 행성의 질량을 변화시킵니다. 시스템이 2 천만년 동안 시뮬레이션되면서 동적 불안정성은 충돌과 합병으로 인해 더 큰 행성을 형성 할뿐만 아니라 일부 행성을 방출하고 다른 행성을 편심 궤도에 흩어지게하는 중력 상호 작용을 초래했습니다. 이러한 시뮬레이션 결과를 종합적으로 분석 한 결과, 연구원들은 총 질량이 가장 큰 행성 시스템이 가장 큰 행성과 가장 높은 편심을 가진 행성을 생산한다는 것을 발견했습니다. Frelikh는“우리 모델은 질량과 편심의 반 직관적 인 상관 관계를 자연스럽게 설명한다. UC 산타 크루즈의 이론 천체 물리학 교수 인 Mur 머레이-클레이 공동 저자 인 루스 머레이-클레이 (Ruth Murray-Clay)는이 모델에서 유일하게 비표준 가정은 행성계 내부에 여러 개의 거대한 기체 행성이있을 수 있다고 전했다. "그러한 가정을하면 다른 모든 행동이 이어진다"고 그녀는 말했다. 우리 자신의 태양계를 기반으로 한 고전적인 행성 형성 모델에 따르면, 별 주위의 원형 행성 디스크 내부에는 가스 거대한 행성을 만들기에 충분한 재료가 없기 때문에 작은 바위 행성만이 내부에 형성됩니다. 시스템과 거대한 행성이 더 멀리 형성됩니다. 그러나 천문학 자들은 호스트 스타 근처에서 공전하는 많은 가스 거인을 발견했습니다. 그것들은 상대적으로 탐지하기 쉽기 때문에,이 "열성 목성"은 초기 외계 행성 발견의 대부분을 설명했지만, 행성 형성의 드문 결과 일 수 있습니다. 머레이 클레이 (Murray-Clay)는“이는 비정상적인 과정 일 수있다. "우리는 디스크의 초기 질량이 높을 때 일어날 가능성이 더 높고, 거대한 충격 단계에서 대량의 거대한 행성이 생성 될 것이라고 제안했다." 이 거대한 충돌 단계는 지구와 다른 행성 사이의 충돌 후 달이 형성되었을 때 우리 태양계 조립의 마지막 단계와 유사합니다. 머레이 클레이는“우리의 태양계 편향 때문에 바위 같은 행성에서 발생하는 영향과 거대한 행성에서 발생하는 방출을 생각하는 경향이 있지만, 행성계의 진화에서 가능한 모든 결과가있다”고 말했다. Frelikh에 따르면, 시스템 외부의 행성들 사이의 만남은 합병보다 방출로 이어질 가능성이 높기 때문에 대량의 거대 행성의 충돌 성장은 내부 영역에서 가장 효율적이어야합니다. 대량의 행성을 생산하는 합병 은 약 3 개의 천문 단위 (AU, 지구에서 태양 까지의 거리)의 호스트 스타 에서 떨어진 거리에서 정점에 도달해야한다고 그녀는 말했다. Frelikh는 "우리는 가장 큰 거대한 행성 들이 그들의 호스트 스타들로부터 1에서 8 AU 사이의 작은 가스 자이언트의 합병에 의해 생성 될 것으로 예상한다"고 Frelikh 씨는 말했다. "외계 행성 측량은 목성의 질량의 20 배에 이르는 매우 큰 외계 행성을 발견했다.이를 생성하기 위해서는 많은 충돌이 필요할 수있다. 따라서 우리는 시뮬레이션에서이 거대한 영향 단계를 보는 것이 흥미 롭다."
더 탐색 외계 행성 발견은 큰 행성과 작은 별 사이의 경계를 흐리게합니다 추가 정보 : Renata Frelikh et al, 거대 행성을 호스팅하는 외계 행성 시스템의 행성-행성 영향 단계 서명, The Astrophysical Journal (2019). DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ab4a7b 저널 정보 : 천체 물리학 저널 , 천체 물리학 저널 에 의해 제공 캘리포니아 대학 - 산타 크루즈
https://phys.org/news/2019-10-simulations-giant-exoplanets-eccentric-close-in.html
.자폐증 환자의 뇌는 더 대칭 적입니다
주제 : 자폐 스펙트럼 장애뇌맥스 플랑크 연구소 으로 심리를위한 막스 플랑크 연구소 2019년 10월 31일 인간의 두뇌 그림
각 반구가 특정 기능을 '전문화'함에 따라 뇌의 좌우 절반이 다르게 발달합니다. 예를 들어, 대부분의 사람들의 경우, 왼쪽 반구 (오른손을 제어)는 언어에 지배적입니다. 그러나 뇌의 비대칭 성은 자폐증과 같은 발달 또는 정신 장애를 가진 사람들에게 영향을 미칩니다. 이는 사회적인지 장애, 반복적 인 행동 및 제한된 관심으로 특징 지워집니다. 박사 학생 Merel Postema는 다음과 같이 설명합니다. 그러나 뇌의 해부학 적 비대칭이 자폐증에 영향을 미치는지 여부는 명확하지 않았다. 자폐증을 가진 사람들이 더 대칭적인 뇌를 가지고 있습니까? 이 문제를 해결하기 위해 국제 뇌 연구자 ENIGMA 컨소시엄의 과학자들은 20 년 넘게 여러 나라에서 수집 된 뇌 스캔을 기반으로 대규모 연구를하기로 결정했습니다. 자폐증이있는 1,774 명과 건강한 대조군이 1,809 명인 뇌 스캔 데이터를 사용하여이 질문에 대해 지금까지 가장 큰 연구입니다. 자폐 스펙트럼 장애에서 대뇌 피 질 두께의 비대칭을 변경
자폐 스펙트럼 장애에서 대뇌 피질 두께의 비대칭이 변경되었습니다. 별은 영향을받은 뇌 영역을 보여줍니다. 크레딧 : Clyde Francks, MPI Nijmegen
연구팀은 뇌의 왼쪽과 오른쪽 대뇌 반구가 자폐증이있는 사람들에서 실제로 더 비슷하다는 것을 발견했다. 다시 말해, ASD를 가진 사람들은 뇌의 비대칭 성이 적습니다. 감소 된 비대칭 성은 뇌 표면의 다양한 위치에서 대뇌 피질 두께에 대해 주로 발견되었다. 건강한 뇌에서는 대뇌 피질의 두께 (뇌를 덮는 회백질의 얇은 층)가 왼쪽과 오른쪽 반구에서 다릅니다. 중요하게도, 해부학 적 차이는 연령, 성별, IQ, 증상의 중증도 또는 약물 사용에 의존하지 않았다. 연구자 인 Clyde Francks는“영향을받은 사람과 대조군 간의 뇌 비대칭의 평균 차이가 매우 적다는 것은 뇌 비대칭의 변화가 임상 예측의 관점에서 유용하지 않다는 것을 의미합니다. "그러나 이번 발견은 자폐 스펙트럼 장애의 신경 생물학에 대한 이해에 도움이 될 것입니다." 데이터의 대부분이 어린이들로부터 나온 것이기 때문에, 뇌의 좌우 축의 변화된 발달은 자폐증에 관여하며, 다양한 기능을 가진 광범위한 뇌 영역에 영향을 미친다는 것을 시사합니다. 예를 들어, 영향을받는 많은 뇌 영역은 특정 작업을 수행 할 때가 아니라 수동적 휴식과 마음을 방황하는 동안 특히 활성화되는 상호 연결된 뇌 영역의 네트워크 인 기본 모드 네트워크와 겹칩니다. 이것이 ASD와 관련이있는 이유는 미래의 연구 주제 일 수 있습니다.
### 출판 Postema, MC, Van Rooij, D., Anagnostou, E., Arango, C., Auzias, G., Behrmann, M.,… Francks, C. (2019). 54 데이터 세트의 연구에서 자폐 스펙트럼 장애의 구조적 뇌 비대칭을 변경했습니다. 자연 커뮤니케이션 . DOI : 10.1038 / s41467-019-13005-8
https://scitechdaily.com/brains-in-people-with-autism-are-more-symmetrical/
.고온 초전도체의 향상된 열 홀 응답에 대한 이론적 설명
작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 열 홀 효과. 열 홀 전도도는 제 3 수직 방향을 따라 자기장의 존재에서 수직 온도 구배로 인한 열 전류와 관련된다. 시스템의 충전 중성 캐리어에 액세스 할 수있는 강력한 실험 도구입니다. 크레딧 : Samajdar et al. Phys에서 수정 한 수치. 개정 B 99, 165126 (2019).2019 년 10 월 31 일 기능
몇 달 전, Sherbrooke 대학의 Louis Taillefer가 이끄는 연구팀은 구리, 산소 및 기타 성분의 구리, 산소 및 기타 성분의 '열량'으로 알려진 열 초전도체에서 열 홀 전도도를 측정했습니다. 물리에서 열 홀 효과는 온도 구배를 가로 지르는 방향으로 열 흐름을 나타냅니다. 일반적으로 열은 온도 구배와 같은 방향으로 흐르지 만 자기장이있는 경우 일부는 가로 방향으로도 흐릅니다. 이것을 열 홀 효과라고합니다. 그들의 연구에서 Taillefer와 그의 공동 연구자들은 cuprates에서이 횡류가 때때로 매우 클 수 있다는 것을 관찰했다. 이러한 관찰에서 영감을 얻은 하버드 대학교 (Harvard University)와 캘리포니아 대학교 (University of California)의 연구팀은 최근 조사를 시작했습니다. Nature Physics에 발표 된 그들의 논문에서 , 그들은 실험에 적용된 자기장이 큰 열전도율 전도율로 물질을 이국적인 단계에 가깝게 만들 수 있다는 가능성을 고려하여 이러한 놀라운 결과를 설명 할 수있었습니다. 본질적으로 Taillefer와 그의 동료들이 관찰 한 큰 신호는 일반적인 전자와 달리 전하를 운반하지 않고 열 홀 전도도에 기여하는 다른 이동 자유도의 존재를 나타냅니다. 이러한 추가 자유도는 Néel 상태와 소위 'pseudogap'상태에만있는 것으로 보입니다. Nel 상태는 정사각 격자 사이트 당 하나의 전자가 존재하고 전자 스핀 이 체스 판의 검은 색과 흰색 사각형과 반대 방향으로 배열 된 상태입니다. 반면, pseudogap 상태는 고온 초전도체 의 위상 다이어그램에서 가장 신비한 상태 중 하나이며 , 시스템에 구멍을 도핑하여 Néel 명령이 파괴 될 때 발생합니다 (즉, 전자 밀도를 제곱 당 하나의 전자에서 줄임) 격자 위치). "이러한 관찰은 즉시부터 우리의 관심을 끌었 이전 이론적 시도 마티아스 SCHEURER을 자연스럽게, 아주 다른 측정 및 수치 시뮬레이션의 집합에 의해 좌우 된 큐 프레이트의 위상 다이어그램을 이해 pseudogap 상 내부 이동 '스핀 온'기진를 포함하는" 연구를 수행 한 두 연구원 인 Subir Sachdev는 Phys.org에 말했다. "스핀들은 스핀을 가지지 만 전하는 없다. 따라서 관측 된 큰 열 홀 반응의 자연적인 근원을 나타낸다. 따라서 우리는 이러한 이론적 설명이 Taillefer 그룹의 열 홀 데이터를 정량적으로 재현 할 수 있는지 여부를 분석하고자했다." 그들이 고안 한 이론적 구성물이 Taillefer와 그의 동료들에 의해 수집 된 데이터와 일치하는지 조사하기 위해, 연구원들은 우선 사이트 당 하나의 전자와 Néel 순서로 도핑되지 않은 컵 레이트에 대한 이론적 조사에 초점을 맞췄습니다. 그들은 도핑되지 않은 실험 샘플이 가장 깨끗하기 때문에이 특정 시스템을 연구하기로 결정했으며, 따라서 Taillefer 데이터의 실험 서명은 시스템의 비균질성 때문에 도핑되지 않은 샘플에 내재적 일 가능성이 높습니다. 또한 도핑되지 않은 시스템에 대한 Taillefer와 그의 팀이 수집 한 관찰은 Néel 단계에 대한 이전의 이해를 손상 시켰기 때문에 가장 놀랍습니다. "모두 우리 와 P. 리 그룹은 기존의 스핀 파동 이론이 실험에서 볼 수있는 대형 열 홀 응답을 재현 할 수있는 상세한 조사 후 결론을 내렸다"SCHEURER 및 Sachdev 말했다. "따라서 우리는 최근 Nature Physics 기사 에서 다루는 Néel 단계에서 관찰 된 향상된 열 홀 효과에 대한 메커니즘을 찾는 문제에 직면하고있다 ."
도핑되지 않은 큐 레이트에서 실현 된 Néel 상태와 두 번째 단계 (원자가 결합 고체를 나타내는 VBS로 표시) 사이의 임계점 (빨간색 점) 근처에서 시스템을 작은 궤도 결합만으로 구동 할 수 있습니다. 키랄 스핀 액체 (CSL) 상. 수평축은 가장 가까운 이웃 구리 사이트에 위치한 스핀 사이의 커플 링 상수를 나타냅니다. 빨간색 화살표는 실험적으로 적용된 자기장의 영향을 나타내며 Néel 상태와 CSL이 공존하는 위상으로의 전환에 근접하여 Néel 상태를 구동합니다. 크레딧 : Samajdar et al. Samajdar 등의 Nature Physics (2019) 에서 수정 된 수치 .
SCHEURER, Sachdev 및 동료들에 의해 제공된 열 홀 효과에 대한 설명의 한 가지 중요한 측면은 궤도의 결합 J이고 χ 자기장. Cuprates와 같이 매우 강한 상호 작용을하는 재료에서,이 궤도 결합은 스핀을 자기장에 직접 결합하는 것보다 훨씬 약할 것으로 예상되기 때문에 종종 무시되는데, 이는 Zeeman 결합입니다. 그러나 임계점에 근접하면 효과가 크게 향상 될 수 있습니다. "우리의 이론은 작은 Jx 가 임계점 부근에서 키랄 스핀 액체 (CSL) 단계로 시스템을 구동 할 수 있다는 것입니다. 이는 스핀-궤도 커플 링이있을 경우 더욱 향상 될 것으로 예상됩니다." 사흐 데프가 말했다. "CSL은 양자 자유 상과 관련이 있는데, 이동 자유도는 전자가 아니라 스핀만을 가지고 전기를 전달하지 않는 스피 온이라는 결정적인 차이가 있습니다. 따라서 양자화 된 전기 홀 응답을 나타내지 않고 운반 에너지 덕분에 양자화 된 열 홀 응답을 얻을 수 있습니다. " Scheurer, Sachdev와 그 동료들이 고안 한 이론은 열 홀 효과를 조사하는 실험에 적용된 자기장이 Néel order와 공존하는 CSL에 근접하여 Néel 위상을 구동한다고 제안합니다. 그들의 연구에서 그들은 도핑되지 않은 시스템이 Néel 단계에 남아 있음에도 불구하고이 근접성은 Taillefer 팀의 데이터에서 관찰 된 것보다 유사하지만 다소 작은 큰 열 홀 응답을 생성한다는 것을 발견했다. 또한 연구원들은 온도와 자기장 모두에서 열 홀 전도도에 대해 예측 한 의존성이 측정 값과 잘 일치한다는 것을 관찰했습니다. 따라서 연구자들이 제안한 이론은 Taillefer와 그의 동료에 대한 인상적인 관찰에 대한 자연스러운 설명을 나타냅니다. 이러한 열 홀 전도도는 이전에 도핑되지 않은 화합물의 물리를 매우 잘 포획하는 것으로 여겨지는 Nel 상태의 스핀파 이론에 의해 설명 될 수 없다. Scheurer와 Sachdev는“우리의 연구는 심지어 Néel 단계에서도 spinon excitation을 고려해야한다는 것을 보여준다. "우리의 연구는 또한 자기장의 궤도 결합이 Zeeman 결합에 비해 약할 것으로 예상되지만 중요한 역할을 할 수 있음을 보여줍니다." Taillefer와 그의 동료들에 의해 수집 된 결과들에 대한 가능한 설명을 제공하는 것 외에도 Scheurer, Sachdev와 그들의 동료들은 Néel 국가와 CSL 사이의 전환에 대한 효과적인 이론을 생각해 냈습니다. 이 이론에는 4 가지의 '이중'공식이 있습니다. 다시 말해, 첫눈에 매우 다르게 보이는 (예를 들어, 다른 유형의 기본 자유도를 포함하는) 4 가지 이론이 있지만 본질적으로 동일한 물리학을 설명합니다. Scheurer와 Sachdev는“우리 연구에서 4 가지 이론을 도핑되지 않은 큐 레이트의 미세한 자유 도와 관련시킬 수있다”고 설명했다. "이론 사이의 '이중성'에 대한 추상적 인 진술이 응축 물질 실험에 직접적인 결과를 가져와 실제 물질로 구체적으로 표현되는 방법을 보는 것은 매우 흥미 롭습니다. 최근 연구의 통찰력이 도핑 된 물질의 확장에 도움이되기를 바랍니다. 체계." 지금까지 하버드 대학교와 캘리포니아 대학교의 연구팀은 도핑되지 않은 큐 레이트 화합물이 향상된 열 홀 반응을 나타내는 이유에 대한 실용적인 이론적 설명을 제공 할 수있었습니다. 향후 연구에서 열 홀 효과의 강화 메커니즘에 대해 제안한 4 가지 다른 '이중 이론'을 자세히 설명하여이 주제를 추가로 조사 할 계획입니다. "우리의 이전 계산은 하나의 설명만을 기반으로하기 때문에, 우리는 세 가지 다른 이론에서 열 홀 전도도에 대한 각각의 예측을 조사 할 계획입니다; 이것은 또한 기초적인 이중성 뒤에 물리학에 대한 우리의 이해를 발전시킬 것으로 기대됩니다." 사흐 데프가 말했다. "미래 연구를위한 또 다른 중요한 문제는 우리의 분석을 도핑 된 시스템으로 확장하는 것입니다. 이것은 pseudogap 단계의 특성을 밝힐 것입니다."
더 탐색 연구원은 처음으로 입체 양자 홀 효과를 시연 더 많은 정보 : Rhine Samajdar et al. 정사각형 격자 Néel State, Nature Physics (2019) 에서 열 홀 효과가 향상되었습니다 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0669-3 G. Grissonnanche et al. Cuprate 초전도체의 pseudogap 단계에서 거대한 열 홀 전도도, Nature (2019). DOI : 10.1038 / s41586-019-1375-0 Mathias S. Scheurer et al. pseudogap 금속의 토폴로지 순서 , 국립 과학 아카데미의 절차 (2018). DOI : 10.1073 / pnas.1720580115 라인 사마 자르 등. 정사각형 스핀 액체의 열 홀 효과 : A Schwinger boson mean-field study, Physical Review B (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevB.99.165126 정훈 한 외 도핑되지 않은 컵 레이트의 열 홀 효과 고려, Physical Review B (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevB.99.205157 저널 정보 : 자연 물리학 , 자연 , 국립 과학 아카데미 절차 , 신체 검토 B
https://phys.org/news/2019-10-theoretical-explanation-thermal-hall-response.html
.할로윈이야! NASA 우주 망원경, 유령 우주의 잭 오 랜턴 발견
으로 사만다 매튜슨 5 시간 전에 과학 및 천문학 이 성운에는 거대한 O 형 별에서 나오는 방사선과 입자가 튀어 나와 가스와 먼지 구름이 유령 같은 잭오 랜턴처럼 보입니다. 이 성운에는 거대한 O 형 별에서 나오는 방사선과 입자가 튀어 나와 가스와 먼지 구름이 유령 같은 잭오 랜턴처럼 보입니다. (이미지 : © NASA / JPL-Caltech)
NASA의 Spitzer Space Telescope는 우주의 jack-o'-lantern을 발견했습니다 . 연구원 들은 은하의 바깥 지역에서 별 형성 을 매핑 하면서 찡그린 호박을 발견했습니다 . 성운의 새로운 애니메이션은 공간에 비명을 지르는 것처럼 보이는 속이 빈 호박을 묘사합니다. NASA의 성명에 따르면 , 가스와 먼지의 조각난 구름은 태양보다 15 ~ 20 배 더 큰 거대한 O 형 별에서 나오는 방사선과 입자의 유출로 인해 발생합니다 .
https://www.space.com/nasa-telescope-captures-glowing-cosmic-pumpkin.html?utm_source=notification&jwsource=cl
스피처 우주 망원경은 적외선을 감지하고 또한 성운으로 알려져 클라우드의 중심에있는 거대한 빛나는 별을 밝힐 수 있었다. 과학자들은 Jack-o'-lantern Nebula라는 별명을 가진 구름 속 깊은 곳을 파고 들어 주변의 먼지와 가스를 바깥쪽으로 쓸어 버렸을 것이다. NASA 이미지에서 캡처 된 색상은 다른 파장의 적외선을 나타냅니다. 녹색과 적색 영역은 서로 다른 온도에서 먼지가 방출하여 방출되는 빛을 나타냅니다. O 형 스타 잭 - 달성 할 - 랜턴을 조각 한 성명에 따르면, 성운의 중심 근처에 흰색 반점으로 표시됩니다. 새로운 GIF는 고 대비 버전의 Spitzer 이미지로, 빨간색 파장을 더욱 뚜렷하게하고 할로윈을위한 완벽한 주황색 배경을 만듭니다. 잭 - 달성 할 - 랜턴 성운의 관측이 있었다 게시 된 외부 은하의 연구의 일환으로, 천체 물리학 저널 년 7 월 (18).
https://www.space.com/nasa-telescope-captures-glowing-cosmic-pumpkin.html?utm_source=notification
.음, 꼬리가 보인다
The life is beautiful !
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.
.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
.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 프로토콜에서 구조 광을 사용하여보다 빠르고 안전한 통신
주제 : 물리학의 미국 연구소광학양자 역학양자 물리학통신 으로 물리학의 미국 학회 2019년 10월 30일 하이브리드 얽힌 광자 생성 양자 역학은 지난 100 년 동안 먼 길을 왔지만 여전히 갈 길이 멀다. AVS Quantum Science에서 남아프리카 Witwatersrand 대학의 연구원들은 더 큰 인코딩 알파벳, 더 강력한 보안 및 노이즈에 대한 더 나은 저항을 만들기 위해 양자 프로토콜에서 구조화 된 빛을 사용하는 과정을 검토합니다. 이 이미지는 오비탈 각 운동량을 전달하는 "트위스트 된"패턴과 편광을 결합하여 하이브리드 얽힌 광자를 만드는 것을 보여줍니다. 크레딧 : Forbes and Nape
양자 역학은 빛 기반의 양자 네트워크를 구축하기 위해 활용할 수있는 알파벳을 만들기 위해 빛의 패턴을 수용하고 있습니다. 구조적 빛은 빛의 패턴이나 그림을 묘사 할 수있는 멋진 방법이지만 더 빠르고 더 안전한 미래의 통신을 약속 할만큼 당연합니다. 양자 역학은 지난 100 년 동안 먼 길을 왔지만 여전히 갈 길이 멀다. 에서 AVS 양자 과학 , AIP 출판에서, 남아프리카 공화국 위트 워터스 랜드 대학의 연구진은 진행이 소음에 큰 인코딩 알파벳, 강력한 보안과 더 나은 저항을 만들 양자 프로토콜에 구조화 된 빛을 사용하여 만들어지고 검토합니다. 앤드류 포브스 (Andrew Forbes) 저자는“우리가 정말로 원하는 것은 빛의 패턴으로 양자 역학을 수행하는 것입니다. "이것은 빛이 얼굴처럼 독특하게 만들어 질 수있는 다양한 패턴으로 들어온다는 것을 의미합니다." 빛의 패턴은 서로 구별 될 수 있기 때문에 알파벳의 형태로 사용될 수 있습니다. "멋진 점은 원칙적으로 최소한 무한한 패턴이 있으므로 무한한 알파벳을 사용할 수 있다는 것입니다." 전통적으로, 양자 프로토콜은 빛의 편광으로 구현되어 왔는데,이 값은 단지 1 비트의 광자 당 최대 정보 용량을 갖는 2 단계 시스템 인 2 개의 값만 가지고 있습니다. 그러나 빛의 패턴을 알파벳으로 사용하면 정보 용량이 훨씬 높아집니다. 또한 보안이 강화되고 노이즈에 대한 견고성 (예 : 배경 조명 변동)이 향상되었습니다. 포브스는“빛의 패턴은 우리가 고차원의 상태로 향하는 길이다. “양자 프로세스에는 많은 패턴이 관련되어 있기 때문에 차원이 높습니다. 불행히도 이러한 패턴을 관리하는 툴킷은 아직 개발되지 않았으며 많은 작업이 필요합니다.” 양자 과학 커뮤니티는 과학과 파생 기술 모두에서 최근 주목할만한 발전을 이루었습니다. 예를 들어, 이제 퀀텀 리피터의 핵심 구성 요소 인 공간 모드의 빛으로 얽힘 스와핑이 시연되었으며, 노드 간 안전하게 통신하는 방법은 이제 고차원 양자 키 분배 프로토콜을 통해 가능합니다. 이들은 함께 빠르고 안전한 양자 네트워크에 조금 더 가까이 다가갑니다. 비슷한 맥락에서, 고스트 이미징의 해상도가 향상됨에 따라 (두 광 검출기의 광을 결합하여 생성 된) 양자 컴퓨터를위한 이국적인 다자 고차원 상태의 구성이 실현되었습니다. 그러나, 높은 차원으로 얽힌 다수의 광자를 완전히 제어하기 위해 2 차원에서 유비쿼터스 2 광자를 뛰어 넘는 것은 여전히 어려운 일이다. 포브스는“우리는 패턴에 얽힌 광자를 만들고 감지하는 방법을 알고있다. “하지만 대기와 광섬유에서 왜곡되기 때문에 한 지점에서 다른 지점으로 가져 오는 것을 실제로 제대로 제어 할 수는 없습니다. 우리는 정보를 효율적으로 추출하는 방법을 모릅니다. 현재 너무 많은 측정이 필요합니다.” 포브스와 그의 공동 저자 인 아이작 네이프 (Isaac Nape)는 또 다른 큰 발전 인 하이브리드 국가의 사용을 개척하도록 도왔습니다. 오래된 교과서 양자 역학은 편광으로 수행되었습니다. 포브스 부사장은“양쪽의 장점을 위해 패턴을 편광과 결합함으로써 더 간단한 툴로 많은 프로토콜을 효율적으로 구현할 수 있다는 것이 밝혀졌다. “2 차원 패턴이 아닌 하이브리드 상태는 다차원 상태, 예를 들어 무한한 2 차원 시스템에 액세스 할 수 있습니다. 이것은 빛의 패턴에 기초한 양자 네트워크를 진정으로 실현시키는 유망한 방법처럼 보인다”고 말했다.
참조 :“빛의 패턴을 가진 양자 역학 : 구조화 된 빛을 특징으로하는 고차원 및 다차원 얽힘의 진행”, Andrew Forbesa와 Isaac Nape, 2019 년 10 월 29 일, AVS Quantum Science . DOI : 10.1116 / 1.5112027
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