NASA Europa 미션, 잠재적으로 외계 생명체의 징후 발견
.NASA Europa 미션, 잠재적으로 외계 생명체의 징후 발견
으로 마이크 벽 15 시간 전 과학 및 천문학 그러나 그것은 길다. NASA의 갈릴레오 (Galileo) 우주선이 촬영 한 목성의 바다를 떠오르는 달 유로파.NASA의 갈릴레오 (Galileo) 우주선이 촬영 한 목성의 바다를 떠오르는 달 유로파.(이미지 : © NASA / JPL-Caltech / SETI Institute)
목성 달 유로파 의 어둡고 차가운 바다에서 수영하는 삶이 있다면 , 곧 나올 NASA 임무가 스니핑을 할 수 있습니다. 이 에이전시의 유로파 클리퍼 (Europa Clipper) 우주선 은 2020 년 중반에 얼음 달의 해면과 생명을 유지하는 잠재력을 특징 짓는 임무를 수행하기 위해 발사 될 예정입니다. 그러나 Clipper는 모든 것이 제자리에 들어가면 더 큰 발견을 할 수 있습니다. "우리는 거주 가능 임무입니다. 유로파는 거주 가능 환경입니까?" 캘리포니아 패서 디나에있는 NASA의 제트 추진 연구소 (JPL)의 유로파 클리퍼 (Europa Clipper) 프로젝트 과학자 로버트 파 팔도 (Robert Pappalardo)는 워싱턴 DC에서 열린 제 70 회 국제 우주 우주 회의 (IAC)에서 수요일 (10 월 23 일)을 밝혔다. Pappalardo는 덧붙였다.“우리는 생명을 찾는 임무가 아닙니다. 그러나 만약 유로파의 내부가 유기 미생물이 풍부하게 쏟아져 나온다면 우리는 질량 스펙트럼에서 아마도 우리가 생명을 감지하고 있다고 말할 수있을 것입니다. 그것은 오래 걸리지 만 불가능하지는 않습니다.”
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Pappalardo는 탐침이 운반 할 9 개의 과학기구 중 하나 인 Clipper의 질량 분석기로 측정 한 것을 언급하고있었습니다. 질량 분석기는 시료에서 이온의 질량 (충전 된 원자와 분자)을 결정하여 과학자들이 그 이온이 무엇인지 식별하는 데 도움을줍니다. Clipper는 수십 번의 Europa 비행 중에이 샘플을 수집하며,이 탐사선은 3.5 년의 작동 수명 동안 목성 궤도에서 만들어집니다. 달 주위의 강렬한 방사 환경을 고려할 때 유로파 자체를 돌 수있는 것은 실용적인 옵션이 아니라고 미션 팀 멤버들은 말했다. 샘플은 유로파의 전경이 많은 대기에서 나오고, 수증기 기둥과 얼음 달 표면에서 떠오르는 다른 물질에서 나온다. 과학자들은 여러 차례 그러한 깃털의 증거를 발견 했지만 그들의 존재는 아직 확인되지 않았다. "초기 임무에서 우리는 깃털을 찾고 이해하려고 노력할 것입니다. 그들이 실제입니까? 어디에 있습니까? 어디에 있습니까? 그들은 산발적이거나 지속적으로 활동하고 있습니까?" Pappalardo는 말했다. "그리고 아마도 우연히 깃털을 통과 할 수도 있고, 또는 깃털을 통과하기 위해 궤도를 약간 조정할 수도있을 것"이라고 덧붙였다. "우리가 그렇게한다면, 우리의 현장 장비, 특히 질량 분석기와 먼지 감지기는 유기 물질을 검색하고 유로파 내부의 세부 화학을 이해하기 위해 그 물질을 극도로 자세하게 샘플링 할 수있을 것입니다." Pappalardo는 유로파의 깃털이 실제로 존재한다면 토성의 얼음 달 Enceladus의 남극 지역에서 나오는 확인 된 것과 매우 다를 수 있다고 경고했다. 엔 켈라 두스의 깃털은 지속적으로 공간에 토성 위성의 지하 바다에서 물질을 폭파하는 강력한 간헐천에 의해 생성됩니다. 유로파 소재는 대양에서 나올 수 있지만, 그 근원은 달의 얼음 껍질 안에 액체 물의 호수 일 수도 있다고 Pappalardo는 말했다. 그리고 그는 깃털 샘플링이 클리퍼의 사명을 만들거나 파괴하지 않을 것이라고 강조했다. Pappalardo는“이것은 본질적으로 보너스 과학이며 임무에는 필요하지 않습니다. "그러나 나는 그것이 일어나기를 바랍니다."
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총 임무 비용이 약 40 억 달러 로 추정되는 태양열 클리퍼가 보유한 다른 장비 에는 자력계와 레이더 장비가 포함되어있어 팀이 유로파의 대양과 얼음 껍질을 각각 상세하게 특성화 할 수 있습니다. 과학자들은 바다의 깊이가 약 80 킬로미터이고 얼음 껍질의 두께가 약 20 킬로미터 정도라고 생각하지만, 이는 추정치이며 지역에 따라 차이가있을 것입니다. 마지막 문장을 막 넘어간 경우 : 50m 깊이의 바다는 지구의 해저 에서 가장 깊은 지점 이 파도 아래 11km 거리 에 있다는 점을 고려하면 매우 놀랍 습니다. 3,000km (1,900 마일) 너비의 유로파는 지구의 달보다 작지만 지구 표면의 두 배에 달하는 액체 수를 보유한 것으로 생각됩니다. 유로파의 바다는 또한 달의 암석과 접촉하는 것으로 생각되어 잠재적으로 광범위한 흥미롭고 복잡한 화학 반응을 가능하게합니다. 결과적으로 유로파는 외계 생명체 를 보유하기위한 태양계 최고의 베팅 중 하나로 널리 알려져 있습니다. 짧은 목록에있는 다른 사람들로는 Enceladus와 토성의 거대한 달 타이탄이 있는데, 표면에 탄화수소 바다가 있고 액체 물이 묻혀있을 가능성이 있습니다. 클리퍼는 또한 강력한 카메라를 장착하여 픽셀 당 약 1.6 피트 (0.5 미터)의 해상도로 사진을 찍습니다. Pappalardo는 NASA의 갈릴레오 (Galileo) 우주선이 포착 한 유로파 표면의 기존 이미지보다 10 배 더 선명하다고 말했다. 갈릴레오는 1995 년부터 2003 년까지 목성을 선회했습니다. Clipper의 사진은 그 자체로는 충분히 계시 적이지만, Europa 탐험의 다음 단계를위한 길을 여는 데 도움 이 될 것입니다. 의회가 NASA에게 개발을 지시 한 생명 사냥꾼 . 클리퍼의 데이터는 연구원들이 착륙선 임무를 수행하기에 좋은 장소를 찾는 데 도움이 될 것이라고 NASA 관계자는 말했다. 그러나 착륙선 임무는 현재로서는 개념으로 남아 있지만 공식적으로 NASA의 임무는 아닙니다. 더 많은 Space.com 비디오를 보려면 여기를 클릭하십시오 ... NASA는 오랫동안 유로파 클리퍼 (Europa Clipper)의 2023 년 이륙을 목표로 해왔다. 의회는 NASA의 강력한 우주 발사 시스템 (SLS) 메가 로켓을 사용하여 임무를 시작 한다고 클리퍼는 2.4 년의 비행 후 클리퍼가 목성으로 직접 여행 할 수있게했습니다. 그러나 SLS는 아직 개발 중이며 여러 지연 및 비용 초과가 발생했습니다. 또한 NASA는 Artemis 음력 탐사 프로그램에 처음 3 대의 SLS 차량을 사용할 계획 입니다. 결과적으로 Clipper가 사용할 수있는 최초의 SLS는 2025 년 초까지 NASA의 OIG (Office of Inspector General)가 결론을 내릴 때까지 준비가되지 않습니다. 따라서 OIG 는 NASA가 SpaceX의 Falcon Heavy 또는 United Launch Alliance의 Delta IV Heavy와 같은 상업용 로켓에서 Clipper를 시작하는 것을 고려할 것을 권장 했습니다. 이 차량들은 SLS가 예상하는 것만 큼 강력하지 않기 때문에 상업적 경로를 이용하려면 Clipper의 다른 궤도가 필요합니다. OIG 보고서.
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.화성의 산사태는 결빙의 증거를 결정하지 못함 – 최첨단 위성 데이터 분석 결과 공개
TOPICS : 지질학화성행성 과학대중대학 런던 으로 런던 대학 2019년 10월 24일 화성 조경 Coprates Labes 발레 Marineris
화성의 산사태 표면에 거대한 산마루가 얼음없이 형성되어 붉은 행성의 과거 얼음에 대한 명백한 증거로 사용하기에 어려움을 겪을 수 있다고 최첨단 위성 데이터를 사용한 새로운 UCL 주도 연구를 발견했습니다. 폭이 55km 이상인 화성 에서 발생한 산사태에 대한 상세한 3 차원 이미지를 분석하여 약 4 억 년 전에 비정상적으로 크고 긴 산마루와 고랑이 어떻게 형성되었는지 이해했습니다. 연구 결과 , 출판 오늘 (2019 년 10 월 24 일) 자연 커뮤니케이션 , 수 킬로미터 높은 산에서 화성 산사태의 독특한 구조 때문에의 기본 층에 시속 360km의 고속으로 형성 한 수 처음으로 쇼 불안정하고 조각난 바위. 이것은 미끄러운 얼음의 기초 층이 태양계 전체의 산사태에서 발견되는 길고 광대 한 융기 부분 만 설명 할 수 있다는 생각에 도전합니다. 첫 번째 저자, 박사 학생 Giulia Magnarini (UCL 지구 과학)는 다음과 같이 말했습니다 :“지구의 산사태, 특히 빙하 위의 산사태는 비슷한 모양의 산마루와 고랑을 보여주기 때문에 과학자들이 화성인의 대리자로 연구하여 화성 산사태가 얼음 기판에. 그러나 우리는 얼음이 거친 바위 표면에 형성 될 수있는 화성의 지질 구조에 대한 전제 조건이 아니라는 것을 보여 주었다. 이것은 화성의 풍경 형성을 더 잘 이해하는 데 도움이되며 지구와 달을 포함한 다른 행성에 산사태가 어떻게 형성되는지에 영향을 미칩니다.” UCL, 자연사 박물관 (런던), 벤 구리온 대학교 (이스라엘) 및 위스콘신 매디슨 (미국)의 팀은 NASA의 화성 정찰 궤도 (Mars Reconnaissance Orbiter)가 촬영 한 이미지를 사용하여 원격에서 가장 잘 정의 된 산사태를 분석했습니다. Valles Marineris의 Coprates Chasma에서 화성 표면의 단면을 분석하여 산사태 퇴적물의 두께와 비교하여 융기 부의 높이와 고랑의 너비 사이의 관계를 조사했습니다. 구조는 모래를 사용한 유체 역학 실험에서 일반적으로 볼 수있는 것과 동일한 비율을 나타내는 것으로 나타 났으며, 이는 불안정하고 건조한 암석 기저층이 광대 한 층을 형성 할 때 얼음 층만큼이나 가능하다는 것을 시사합니다. 산사태 퇴적물이 가장 두꺼운 곳의 경우 능선의 높이는 60 미터이고 고랑의 길이는 8 개의 올림픽 규모의 수영장입니다. 산사태의 가장자리쪽으로 퇴적물이 얇아 짐에 따라 구조가 변한다. 능선은 높이가 10 미터로 얕고 서로 가까이 앉아 있습니다.
화성의 글로벌 컬러 뷰 화성의 글로벌 컬러 뷰. 크레딧 : NASA / JPL-Caltech / USGS
UCL Earth Sciences의 지진 지질 및 암석 물리학 부교수 인 Tom Mitchell 박사는 공동 저자 인“우리가 연구 한 화성 산사태는 그레이터 런던보다 큰 지역을 다루며 그 내부의 구조는 엄청납니다. 지구는 비슷한 구조를 가지고 있지만,보기가 더 어려우며 비 때문에 지형이 화성보다 훨씬 빨리 침식됩니다. “우리는 얼음의 존재를 배제하지는 않지만, 우리가 화성에서 분석 한 장기 유출을 형성하기 위해 얼음이 필요하지 않다는 것을 알고 있습니다. 암석 입자의 진동은 대류 과정을 시작하여 라미네이터 위로 따뜻하고 밀도가 낮은 공기가 가정에서 발생하는 것과 유사하게, 밀도가 높고 무거운 암석층이 떨어지고 가벼운 암석이 상승합니다. 이 메커니즘은 퇴적물의 흐름을 산에서 멀어지고 엄청나게 빠른 속도로 40km까지 끌어 올렸습니다.” 이 연구팀에는 1972 년 12 월 달을 걸으며 달 표면에서 지질학 현장 작업을 마친 해리슨 슈미트 (University of Wisconsin Madison) 교수 인 아폴로 17 호 우주 비행사가 포함됩니다. 슈미트 교수는“화성의 산사태에 관한이 연구는 아폴로 17 호 탐사 동안 황소 자리-리트로의 계곡에서 연구 한 가벼운 맨틀 눈사태와 같은 달의 산사태에 대한 추가 이해와 관련이 있으며, 달 궤도. 달의 흐름 시작과 메커니즘은 화성과 매우 다를 수 있습니다. 그러나 비교는 종종 지질학자가 비슷한 기능을 이해하는 데 도움이됩니다. “지구에서와 마찬가지로, 달의 유성 충돌 환경은 발생한 이후 75 만 년이 넘는 가벼운 맨틀 눈사태의 표면 특징을 수정했습니다. 음력 환경에서 재료의 재분배는 궁극적으로 화성 산사태 연구에 기록 된 것과 유사한 특징을 수정했습니다. “Light Mantle Avalanche 예금과 관련하여 추가적인 관심은 Apollo 17 탐사 과정에서 얻은 예금의 70cm 상부에서 코어의 향후 검사가 될 것입니다. 이전에 보호 된이 핵심은 NASA의 대규모 컨소시엄과 외부 과학자들에 의해 개방되고 검사되는 과정에 있습니다. 화성 산사태에 대한이 중요한 연구는 적어도 당분간은 원격으로 감지 된 정보에 국한되어 있습니다.” ### 참조 : Giulia Magnarini, Thomas M. Mitchell, Peter M. Grindrod, Liran Goren 및 Harrison H. Schmitt, 2019 년 10 월 24 일, Nature Communications의 "화성 산사태에서 고속 세분화 흐름 메커니즘에 의해 전달되는 긴 능선" . DOI : 10.1038 / s41467-019-12734-0 이 연구는 영국 과학 기술 시설 협의회에서 자금을 지원 받았다.
.웜홀을 발견하는 방법 – 물리학 자들은 시공간 교량을 탐지하는 기법을 설명합니다
TOPICS : 버팔로웜홀에서천체 물리학블랙홀인기대학 작성자 : CHARLOTTE HSU, UNIVERSITY AT BUFFALO 2019 년 10 월 23 일 웜홀 그림
이론 연구에서 물리학 자들은 초 거대 블랙홀 근처의 별 궤도에서 섭동이 웜홀을 탐지하는 데 사용될 수 있다고 제안했다. 새로운 연구는 공상 과학 팬의 상상력을 오랫동안 포착 한 투기 현상을 탐지하는 방법을 설명합니다. 그러한 경로는 우주의 한 영역을 우주의 다른 시간 및 / 또는 장소, 또는 다른 우주에 연결시킬 수 있습니다. 웜홀의 존재 여부는 논쟁의 여지가 있습니다. 그러나 2019 년 10 월 10 일자 Physical Review D 에 게재 된 논문에서 에서 물리학 자들은 이러한 다리를 탐지하는 기술을 설명합니다. 방법은 궁수 자리 A *, 초대형 것으로 생각이야 물체 주위에 웜홀 안보에 초점을 맞추고 블랙홀 의 중심에 은하수 은하. 웜홀에 대한 증거는 없지만 웜홀은 초 거대 블랙홀에 존재하는 것과 같은 극단적 인 중력 조건이 필요할 것으로 예상되므로 웜홀을 찾는 것이 좋습니다. 새 논문에서 과학자들은 궁수 자리 A *에 웜홀이 존재하면 근처의 별들이 통로의 다른 쪽 끝에있는 별들의 중력에 영향을받을 것이라고 썼습니다. 결과적으로, 궁수 자리 A * 근처의 별의 예상 궤도에서 작은 편차를 검색하여 웜홀의 존재를 감지 할 수 있습니다. 초 거대 블랙홀 아티스트 컨셉 예술가의 개념은 초 거대 블랙홀을 보여줍니다.
새로운 이론적 연구는 초 거대 블랙홀의 배경에서 웜홀 (추론 적 현상)을 검색하는 데 사용할 수있는 방법을 설명합니다. 이미지 크레디트 : NASA / JPL-Caltech
“벌레 구멍의 양쪽에 하나씩 두 개의 별이 있다면, 우리 쪽의 별은 다른쪽에있는 별의 중력 영향을 느껴야합니다. 중력 플럭스가 웜홀을 통과 할 것입니다.”라고 버팔로 대학 의 우주 학자이자 물리학 교수 인 Dejan Stojkovic 예술 과학 대학 ( of College of Arts and Sciences) . "궁수 자리 A * 주위에 별의 예상 궤도를 매핑하면 반대쪽에 별이있는 웜홀이있는 경우 해당 궤도와의 편차를 볼 수 있습니다." 스토 코비 치는 중국 양저우 대학의 첫 저자 인 De-Chang Dai 박사와 Case Western Reserve University와 함께 연구를 수행했습니다. 별 궤도 궁수 자리 A * 인 S2 자세히 살펴보기 스토이코비치 (Stojkovic)는 웜홀이 발견되면 공상 과학 소설에서 흔히 볼 수있는 종류가되지 않을 것이라고 지적했다. "웜홀을 통과 할 수 있더라도 사람과 우주선은 통과하지 못할 가능성이 높습니다." “실제로, 웜홀을 열어 두려면 부정적인 에너지 원이 필요할 것입니다. 우리는 그 방법을 모릅니다. 안정적인 거대한 웜홀을 만들려면 마법이 필요합니다.” 그럼에도 불구하고, 통과 할 수 있거나없는 웜홀은 흥미로운 이론적 현상입니다. 이러한 통로가 존재한다는 실험적 증거는 없지만 이론에 따르면 가능합니다. 스토이코비치 (Stojkovic)가 설명 하듯이 웜홀은“아인슈타인 방정식에 대한 합법적 인 해결책”입니다. Physical Review D 의 연구 는 천문학 자들이 궁수 자리 A *의 궤도를 돌고있는 별인 S2의 경로에서 섭동을 찾아 과학자들이 어떻게 웜홀을 사냥 할 수 있는지에 초점을 맞추고 있습니다. 현재의 감시 기술은 아직 웜홀의 존재를 밝힐만큼 정확하지는 않지만, Stojkovic는 S2에 대한 데이터를 장기간 수집하거나 움직임을보다 정확하게 추적하는 기술을 개발하면 그러한 결정이 가능할 것이라고 말합니다. 그는 이러한 발전이 그리 멀지 않았으며 1-2 년 안에 일어날 수 있다고 말했다. 그러나 Stojkovic는 웜홀이있는 경우 새로운 방법을 사용하여 웜홀을 탐지 할 수 있지만 웜홀이 존재한다는 것을 엄격하게 증명하지는 않습니다. “우리가 관측에 필요한 정밀도에 도달했을 때, 우리는 S2의 궤도에서 섭동을 감지하면 웜홀이 가장 가능성있는 설명이라고 말할 수 있습니다. 그러나 우리는 '그렇습니다. 이것은 분명히 웜홀입니다.'라고 말할 수는 없습니다. 이 별의 움직임을 교란시키는 또 다른 설명이있을 수 있습니다.” 이 논문은 통과 가능한 웜홀에 중점을두고 있지만,이 기술의 개요는 통과 가능한 또는 비 이동 가능한 웜홀의 존재를 나타낼 수 있다고 Stojkovic는 말합니다. 중력은 시공간의 곡률이기 때문에 물체가 통과 할 수 있는지 여부에 관계없이 중력의 영향이 웜홀의 양쪽에서 느껴진다 고 설명합니다.
### 참조 : 드 - 장 다이 및 데얀 스토이코비치 10 년 10 월 2019에 의해 '웜홀 관찰 " 물리적 검토 D를 . DOI : 10.1103 / PhysRevD.100.083513 Dai의 작업은 중국 국립 과학 재단, 중국의 국가 기본 연구 프로그램 및 상하이 학술 / 기술 연구 리더 프로그램 및 Stojkovic의 미국 국립 과학 재단의 작업으로 지원되었습니다.
.게는 복잡한 미로를 풀고 나중에 그들의 경로 주를 기억할 수 있습니다
[비디오] TOPICS : 해양 생물학인기스완 지 대학교 작성자 SWANSEA UNIVERSITY 2019 년 10 월 23 일 스완 지 대학교 에드 포프 에드 포프 박사가 해안 게를 들고 있습니다. 크레딧 : Swansea University
독창적 인 연구는 게가 음식을 찾기 위해 복잡한 미로를 통과하는 방법을 보여주고 심지어 2 주 후에 그것을 기억할 수 있음을 보여줍니다. 새로운 스완 지 대학교 (Swansea University)의 연구에 따르면 일반적인 해안 게가 어떻게 복잡한 미로를 돌아 다니며 음식을 찾기 위해 경로를 기억할 수 있는지가 밝혀졌습니다. 해양 생물학자인 에드 포프 박사와 석사 학생 인 로스 데이비스 (Ross Davies)가 이끄는 과학자 팀은 일반 해안 게가 갑각류의 공간 학습에 대한 이해를 높이기 위해 특별히 설계된 미로의 길을 배울 수 있는지 알고 싶어했습니다. 교황 박사는“과학자들이 '공간 학습'이라고 부르는 길을 배우는 것은 동물에게 중요한 능력입니다. 우리는이 능력을 많은 동물에서 잘 이해하지만 게와 같은 해양 생물에서는 그 능력을 잘 이해하지 못합니다. 공간 학습은 상당히 복잡하므로 갑각류에서 어떻게 작용하는지 파악하면이 능력과 일반적인 학습이 동물계에 얼마나 널리 퍼져 있는지 더 잘 이해할 수 있습니다.”
https://youtu.be/Le08n4pFR3Y
연구원들은 매주 미로 끝에 음식을 놓아 4 주에 걸쳐 12 개의 게를 테스트했습니다. 미로 끝까지가는 길에는 방향을 5 번 바꾸어야했고 3 개의 막 다른 골목이있었습니다.
4 주 동안 팀은 게가 미로의 끝에서 음식을 찾는 데 걸리는 시간과 결정적으로 잘못된 회전 횟수가 꾸준히 개선되는 것을 보았습니다. 더 놀랍게도, 2 주 후에 미로로 돌아 왔지만 마지막에 음식이 제공되지 않으면 8 분 안에 미로의 끝에 도달했습니다. 이전에 미로에 없었던 새로운 게는 끝까지 도달하는 데 훨씬 오래 걸렸으며 일부는 1 시간의 연구 기간 동안 미로의 끝까지 전혀 만들지 않았습니다. 게 미로
이것은 출발 챔버에서 개별 해안 게와 종점에서 단일 분쇄 홍합을 보여주는 실험 미로의 규모입니다. 크레딧 : Swansea University
교황 박사 는 오늘 Biology Letters 에 발표 된 연구 결과 (2019 년 10 월 23 일)에 대해 다음과 같이 언급했습니다.“이 연구는 곤충, 특히 개미와 꿀벌이 인상적인 정신적 능력을 가지고 있기 때문에 중요하지만 그들의 수생에서 실제로 그들을 찾지 못했습니다. 게가 곤충과 비슷한 능력을 보인다는 사실은 놀랍지 않지만 분명하게 보여줄 수 있다는 점이 좋습니다. 이 연구는 해양 조건의 변화가 미래의 음식을 찾기 위해 배우고 적응하는 게의 능력에 어떤 영향을 미치는지에 대해보다 정교한 실험의 문을 열어줍니다.” 공동 저자이자 기후 변화 전문가 인 Mary Gagen 교수는 다음과 같이 덧붙였습니다. 미래의 해양 변화에 의해 실제로 영향을받을 동물의 삶에 대한 기준을 이해하는 것이 정말로 중요합니다. 그것은 단지 큰 카리스마 넘치는 동물을 의미하는 것이 아니라 먹이 사슬에 매우 중요한 게와 같은 것을 의미합니다.”
참고 자료 : Ross Davies, Mary H. Gagen, James C. Bull, Edward C. Pope, 2019 년 10 월 23 일, Biology Letters . DOI : 10.1098 / rsbl.2019.0407
https://scitechdaily.com/crabs-can-solve-a-complex-maze-and-remember-their-route-weeks-later-video/
.광합성을 모방 한 생물학적 물질에 의해 강화 된 태양 전지 성능
주제 : 바이오소재녹색 에너지재료 과학Penn State인기있는태양 전지 작성자 PENN STATE 2019 년 10 월 23 일 Congcong Wu는 페 로브 스카이 트 태양 전지와 함께 작동 펜 스테이트 (Penn State)의 부교수 인 콩콩 우 (Congcong Wu)는 차세대 태양 전지에 삽입되어 효율성을 향상시킬 수있는 재료를 연구하고있다. 페 로브 스카이 트 태양 전지는 전통적인 실리콘 기반 태양 광 기술에 대한보다 효율적이고 저렴한 대안을 제공 할 수있는 잠재력으로 인해 강렬한 연구 분야입니다. 크레딧 : David Kubarek, Penn State
생물학적 물질과 광합성을 모방 한 차세대 태양 전지는“녹색 기술”이라는 용어에 새로운 의미를 부여 할 수 있습니다. 국제 연구팀. Penn State의 재료 과학 부교수 Shashank Priya는“이러한 연구 결과는보다 저렴하고 환경 친화적 인 바이오 페 로브 스카이 트 태양 전지 기술의 개발을위한 문을 열었다”고 말했다. "앞으로, 우리는 본질적으로 태양 전지 내부의 고가의 일부 화학 물질을 비교적 저렴한 천연 재료로 대체 할 수 있습니다." 가시 광선 흡수에 탁월한 고유 한 결정 구조로 명명 된 페 로브 스카이 트 태양 전지는 전통적인 실리콘 기반 태양 광 기술보다 더 효율적이고 저렴한 대안을 제공하기 때문에 집중적 인 연구 분야입니다. 가장 효율적인 페 로브 스카이 트 태양 전지는 태양의 22-23 %를 전기로 변환 할 수 있습니다. 연구원들은 페 로브 스카이 트 태양 전지에 bR 단백질을 첨가하면 소자의 효율이 14.5에서 17 %로 향상되었음을 발견했다. 그들은 미국 화학 협회 저널 ACS Applied Materials and Interfaces에 그 결과 를 보고 했습니다 . 이 연구는 과학자들이 페 로브 스카이 트 태양 전지에 첨가 된 생물학적 물질이 고효율을 제공 할 수 있다는 것을 처음으로 보여 주었다. 미래의 연구는 훨씬 더 효율적인 바이오 페 로브 스카이 트 재료를 만들 수 있다고 연구원들은 말했다. 이 연구의 공동 저자 프리 야는“이전 연구는 태양 전지 구조 내부에 특정 단백질을 혼합함으로써 8 ~ 9 %의 효율을 달성했다. “그러나 17 %에 가까운 것은 없습니다. 이러한 결과는 매우 중요합니다.” 상업용 태양 전지 어레이는 수백 또는 수천 개의 개별 태양 전지로 구성되므로 효율성을 조금만 개선해도 실질적인 절약 효과를 얻을 수 있다고 연구원들은 말합니다. 자연 흉내 내기 연구진은 자연을 바탕으로 한 쌍의 감광성 분자 사이의 에너지 전달 메커니즘 인 FRET (Förster Resonance Energy Transfer)를 통해 페 로브 스카이 트 태양 전지의 성능을 더욱 향상 시키려고 노력했다. 노스 이스턴 대학 (Northeastern University)의 교수 인 Renugopalakrishnan Venkatesan과 하버드 대학교 (Harvard University)의 보스턴 어린이 병원 (Boston Children 's Hospital) 교수이자이 연구의 공동 저자 인 Renugopalakrishnan Venkatesan은“FRET 메커니즘은 오랫동안 존재 해왔다. “이것은 광합성의 기초 인 것처럼 보이며 무선 에너지 전송과 같은 기술에서나 심지어 동물의 세계에서도 의사 소통의 메커니즘으로 찾을 수 있습니다. 우리는이 메커니즘을 사용하여 무기 또는 유기 분자를 능가 할 수있는 바이오 영감 시스템의 세계를 만들려고 노력하고 있습니다.” bR 단백질 및 페 로브 스카이 트 물질은 유사한 전기적 특성 또는 밴드 갭을 갖는다. 이러한 차이를 조정함으로써 과학자들은 FRET 메커니즘을 통해 페 로브 스카이 트 태양 전지에서 더 나은 성능을 달성 할 수 있다고 가정했다. 컬럼비아 대학 의 박사 과정생으로이 연구에 참여한 Subhabrata Das는“태양 전지는 빛 에너지 또는 광자 분자를 흡수하고 전자-정공 쌍을 생성함으로써 작용한다 . "전자와 정공을 반대 방향으로 보내면 태양 전지가 전류를 만들어 전기로 바뀝니다." 그러나 일정 비율의 전자-정공 쌍이 재결합하여 생성되는 전류의 양을 줄입니다. bR 단백질을 페 로브 스카이 트 태양 전지에 혼합하면 전자-정공 쌍이 소자를 통해 더 잘 이동하여 재조합 손실을 줄이고 효율을 높일 수 있었다고 과학자들은 말했다. 이번 연구 결과는 잠재적으로 더 큰 결과를 초래할 수 있으며 인공 및 생물학적 물질이 함께 작용하는 다른 하이브리드 장치의 설계로 이어질 수 있다고 연구원들은 밝혔다.
### 참조 :“바 바로 포도 신은 페 로브 스카이 트 태양 전지의 효율을 향상시킨다”, Subhabrata Das, Congcong Wu, Zhaoning Song, Yuchen Hou, Rainer Koch, Ponisseril Somasundaran, Shashank Priya, Bernardo Barbiellini 및 Renugopalakrishnan Venkatesan, 2019 년 7 월 23 일 DOI : 10.1021 / acsami.9b06372 핀란드 라펜 란타 대학교 (University of Lappeenranta)의 Bernardo Barbiellini 교수는이 연구의 공동 저자로도 활동했다. 또한 펜실베니아 주에서 공동 연구 교수 인 콩콩 우 (Congcong Wu)와 재료 과학 및 공학 대학원생 인 Yuchen Hou가 참여했습니다. 이 연구에 대한 다른 연구자들은 University of Toledo의 Zhaoning Song; 독일 올덴 부르크 대학교 Rainer Koch; 컬럼비아 대학교 포니 세릴 소마 순 다란. 공군 과학 연구실과 미국 에너지 부는이 연구에 자금을 지원했다.
. NASA와 Google이 달성 한 양자 우월
주제 : GoogleNASA인기있는양자 컴퓨팅양자 정보 과학양자 물리슈퍼 컴퓨팅 작성자 : NASA의 AMES RESEARCH CENTER FRANK TAVARES 2019 년 10 월 23 일 NASA Ames Pleiades 슈퍼 컴퓨터 NASA Ames의 Pleiades 수퍼 컴퓨터는 양자 우월의 한계를 찾는 데 사용되는 많은 수퍼 컴퓨터 중 하나입니다. 크레딧 : NASA Ames
NASA 및 Oak Ridge National Laboratory와의 파트너십을 통해 Google은 수천 년 동안 가장 크고 가장 진보 된 슈퍼 컴퓨터까지 걸리는 시간을 몇 초 안에 계산하여 양자 우월성으로 알려진 이정표를 달성하는 능력을 보여주었습니다. 캘리포니아 실리콘 밸리에있는 NASA의 Ames Research Center의 센터 디렉터 인 유진 투 (Eugene Tu)는“Quantum Computing은 아직 초기 단계에 있지만이 혁신적인 성과는 우리를 앞당기 고 있습니다. "수십 년 동안 달, 화성 등을 향한 우리의 임무 는 모두 이와 같은 혁신에 힘을 얻었습니다." 양자 컴퓨팅은 양자 역학의 고유 한 특성을 활용하여 기존 컴퓨터보다 훨씬 빠르게 특정 유형의 문제를 해결하는 방법에 대한 연구입니다. 잠재적으로 NASA는 언젠가 이러한 기술을 사용하여 우주 임무를 지원할 수 있으며, 양자 최적화를 통해 임무 일정을보다 효율적으로 만들고 양자 우주선 시뮬레이션을 통해 현대 우주선을위한 가볍고 견고한 재료의 설계를 지원할 수 있습니다. 이 이정표는 그 미래를 향한 첫 걸음입니다. "양자 패권을 달성하는 것은 우리가 할 수 있었던 의미 한 빨리, 빨리하지 모든 일을,"엘레 Rieffel,이 결과에 대한 논문에 공동 저자 말했다 오늘 발표 에서 자연, 그리고 에임스에서 양자 인공 지능 연구소의 리드. "그리고 그 한 가지가별로 유용하지는 않지만 전혀 이루어지지 않았다"고 그는 덧붙였다. 이 백서는 Google의 Sycamore 양자 프로세서가 양자 우월성을 입증하기 위해 수행 한 실험에 대해 설명합니다. 양자 컴퓨터의 계산을 "양자 회로"라고합니다.이 컴퓨터 과학 추상화는 양자 프로세서가 실행될 일련의 동작을 지정하는 프로그램처럼 작동합니다. 테스트 자체에는 기존 슈퍼 컴퓨터뿐만 아니라 양자 프로세서에서 임의의 양자 회로를 실행하는 것이 포함되었습니다. 퀀텀 프로세서가 없으면 랜덤 퀀텀 회로에서 결과를 얻는 것이 어려우며 이론 상으로는 상상할 수있는 가장 큰 슈퍼 컴퓨터에서도 특정 크기를 초과하는 작업은 불가능할 수 있습니다. 우주에있는 원자보다 더 많은 단위의 데이터가 필요합니다. 그것은 불가능한 일에 가까워서 양자 우위를위한 완벽한 시험이 될 것입니다. NASA Electra 슈퍼 컴퓨터
NASA의 강력한 모듈 형 슈퍼 컴퓨터 인 일렉트라 (Electra)도 구글과의 협력에 사용되었다. 페타 스케일 슈퍼 컴퓨터는 매년 상당한 양의 물과 전력을 절약합니다. 크레딧 : NASA Ames
양자 프로세서와 슈퍼 컴퓨터는 슈퍼 컴퓨터가 처리 할 수 없을 때까지 계산하기 위해 점점 더 복잡하고 무작위적인 회로를 제공 받았다. 이러한 한계를 찾기 위해 Ames의 연구원들은 NASA의 슈퍼 컴퓨팅 기능을 사용하여 이러한 랜덤 양자 회로 계산을 시뮬레이션하는 고급 기술을 개발했습니다. NASA의 양자 컴퓨팅 및 수퍼 컴퓨팅 전문가들이 모든 트릭을 겨냥 했지만이 시뮬레이션 된 "컴퓨터 내 컴퓨터"는 주어진 임의의 회로를 처리 할 수 없었습니다. 이길 컴퓨터. Google의 양자 컴퓨터는 이러한 임의 회로를 가져와 결과를 얻어이 벤치 마크에 도달 할 수있었습니다. 그러나이 결과가 올 바르고 양자 우위가 실제로 달성되었는지 어떻게 아는 사람이 있었습니까? 전통적인 슈퍼 컴퓨터를 사용하여 수학을 확인하는 것은 불가능합니다.이 이정표의 요점은 양자 프로세서가 다른 기계로는 할 수없는 일을한다는 것입니다. 이 이정표가 실제로 충족되도록 NASA와 Google은 세계에서 가장 강력한 슈퍼 컴퓨터 인 Summit의 본거지 인 테네시 주 오크 리지에있는 Oak Ridge National Laboratory로 향했습니다. 그곳에서 그들은 양자 컴퓨터의 결과가 Summit의 결과와 양자 우월한도까지 일치하는지 테스트했으며, 그 결과를 발견했습니다. "2013 년 이후 Google과의 협력은 양자 세계에서 컴퓨팅의 가능성을 더욱 확실하게하기 위해 노력해 왔습니다."라고 Ames의 탐사 기술 이사 및 논문 공동 저자 인 Rupak Biswas는 말했습니다. "현재 양자 우월의 성취는 흥미로운 이정표입니다. Ames는 매우 자랑스럽게 생각합니다." 양자 세계를 풀다 "양자"는 일반적으로 가장 작은 단위의 에너지 또는 물질을 언급하여 다른 것과 상호 작용하는 데 필요한 물리적 인 것의 최소량입니다. 양자 세계는 우리에게 보이지 않는 자연의 이상하고 아름다운 부분입니다. 개미의 크기를 훨씬 넘어서서 아 원자 크기까지 축소 할 수 있더라도 양자 규모로 무언가를 관찰하는 행위는 그것이 행동하는 방식을 변화시킵니다. 관찰하기 어려울지라도 양자 역학의 작동 원리에 대한 수학은 왜 이해가 안 되더라도 잘 이해되고 일관성이 있습니다. 이러한 일관성 때문에 컴퓨터 과학자, 물리학 자 및 엔지니어는 이러한 고유 한 특성을 활용하도록 설계된 컴퓨터를 만들 수 있습니다. 양자 중첩이라고하는 것은 양자 컴퓨터의 데이터 단위 인 단일 큐 비트가 동시에 다양한 양으로 존재할 수있게합니다. 양자 얽힘은 거리에 관계없이 두 입자를 분리 할 수 없게 연결하는 또 다른 속성으로, 고전 역학 세계에서는 찾을 수없는 상관 관계를 제공합니다. 마치 두 입자가 엉덩이에서 합쳐 지든 광년 떨어져 있든 상관없이 동 기적으로 춤추는 것과 같습니다. Quantum 컴퓨터는 이러한 상관 관계를 사용하여 기존 컴퓨터에서는 불가능한 방식으로 정보를 저장, 전송 및 계산할 수 있습니다. 양자 우월에 도달하면 전반적으로 훨씬 빠른 속도로 양자 처리 기술을 실험하고 개발할 수있는 능력이 열리게됩니다. 이는 구글의 하드웨어에서 가능한 양자 작업에 대한 전례없는 수준의 제어 덕분입니다. 양자 우월성을 달성한다는 것은 이제 과학자들이 자신의 코드를 자신있게 실행하고 슈퍼 컴퓨터에서 수행 할 수있는 한계를 넘어서 어떤 일이 일어나는지 확인할 수있는 처리 능력 및 제어 메커니즘이 존재한다는 것을 의미합니다. 양자 컴퓨팅 실험은 지금까지 없었던 방식으로 가능합니다. Rieffel은“1996 년에이 분야에 들어 왔을 때 우리가이 시점에 도달 할 때까지 살아 있을지 확신하지 못했습니다. “이제 우리가 전에는 할 수 없었던 양자 알고리즘을 가지고 놀 수 있습니다. 양자 컴퓨팅에는 이러한 모든 미지의 것들이 있으며, 우리가 그 미지의 것을 탐색하고 우리가 찾은 것을 볼 수있는 시대에 들어가는 것은 매우 흥미로울 것입니다.”
### 참조 : Frank Arute, Kunal Arya, Ryan Babbush, Dave Bacon, Joseph C. Bardin, Rami Barends, Rupak Biswas, Sergio Boixo, Fernando GSL Brandao, David A. Buell, Brian Burkett의“프로그램 가능한 초전도 프로세서를 사용한 퀀텀 우위” Yu Chen, Zijun Chen, Ben Chiaro, Roberto Collins, William Courtney, Andrew Dunsworth, Edward Farhi, Brooks Foxen, Austin Fowler, Craig Gidney, Marissa Giustina, Rob Graff, Keith Guerin, Steve Habegger, Matthew P. Harrigan, Michael J. Hartmann, Alan Ho, Markus Hoffmann, Trent Huang, Travis S. Humble, Sergei V. Isakov, Evan Jeffrey, Zhang Jiang, Dvir Kafri, Kostyantyn Kechedzhi, Julian Kelly, Paul V. Klimov, Sergey Knysh, Alexander Korotkov, Fedor Kostritsa, David Landhuis, Mike Lindmark, Erik Lucero, Dmitry Lyakh, Salvatore Mandrà, Jarrod R. McClean, Matthew McEwen, Anthony Megrant, Xiao Mi,Kristel Michielsen, Masoud Mohseni, Josh Mutus, Ofer Naaman, Matthew Neeley, Charles Neill, Murphy Yuezhen Niu, Eric Ostby, Andre Petukhov, John C. Platt, Chris Quintana, Eleanor G. Rieffel, Pedram Roushan, Nicholas C. Rubin, Daniel Sank, Kevin J. Satzinger, Vadim Smelyanskiy, Kevin J. Sung, Matthew D. Trevithick, Amit Vainsencher, Benjamin Villalonga, Theodore White, Z. Jamie Yao, Ping Yeh, Adam Zalcman, Hartmut Neven 및 John M. Martinis, 10 월 23 일 2019 년2019 년 10 월 23 일, Hartmut Neven 및 John M. Martinis,2019 년 10 월 23 일, Hartmut Neven 및 John M. Martinis,자연 . DOI : 10.1038 / s41586-019-1666-5 QuAIL로 알려진 NASA의 Quantum 인공 지능 연구소는 공군 연구 연구소 정보국과 NASA Advanced Exploration Systems Division을 통해 Ames에 의해 지원됩니다. NASA Advanced Supercomputing Division은 Ames의 탐사 기술국 (Exploration Technology Directorate)의 일원으로, 에이전시의 하이 엔드 컴퓨팅 프로그램이 관리하고 NASA의 과학 미션 디렉터가 관리하는 NASA의 하이 엔드 컴퓨팅 기능 프로젝트를 운영합니다.
https://scitechdaily.com/quantum-supremacy-achieved-by-nasa-and-google/
.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
.이색적인 분석 기법으로 암흑 물질 퍼즐의 또 다른 조각
주제 : 천체 물리학암흑요하네스 구텐베르크 대학 MainzParticle Physics 작성자 JOHANNES GUTENBERG UNIVERSITAET MAINZ 2019 년 10 월 26 일 암흑 물질 퍼즐 조각 그림 PRISMA + 및 HIM 과학자들은 Science Advances에서 CASPEr 연구 프로그램의 최신 결과를보고합니다.
Dmitry Budker 교수가 이끄는 팀은“Cosmic Axion Spin Precession Experiment”(또는“CASPEr”) 의 틀 안에서 암흑 물질을 계속해서 탐색했습니다 . CASPEr 그룹은 Johannes Gutenberg University Mainz (JGU)와 Helmholtz Institute Mainz (HIM)의 PRISMA + 우수 클러스터에서 실험을 수행합니다. CASPEr는 핵 자기 공명 기술을 사용하여 암흑 물질을 식별하고 분석하는 국제 연구 프로그램입니다. 암흑 물질의 정확한 성질에 대해서는 알려진 바가 거의 없습니다. 현재, 가장 유망한 암흑 물질 후보 물질은 액시온, 액시온 유사 입자 또는 심지어 어두운 광자와 같은 매우 가벼운 붕소 입자이다. “이것들은 또한 특정 주파수에서 진동하는 고전적인 장으로 간주 될 수 있습니다. 그러나 우리는 아직이 주파수를 파악할 수 없으며 따라서 입자의 질량을 파악할 수 없습니다.”라고 Dmitry Budker는 설명합니다. "그래서 CASPEr 연구 프로그램에서 암흑 물질의 힌트를 찾기 위해 다양한 주파수 범위를 체계적으로 조사하고 있습니다." 이를 위해 CASPEr 팀은 각각 특정 주파수 범위와 특정 범위의 암흑 물질 입자 질량을 목표로하는 다양한 특수 핵 자기 공명 (NMR) 기술을 개발하고 있습니다. NMR은 일반적으로 핵 스핀이 특정“공명 주파수”에서 진동하는 자기장에 반응한다는 사실에 의존합니다. 공명 주파수는 일반적으로 정적 자기장을 통해 조정됩니다. CASPEr 연구 프로그램의 기본 아이디어는 암흑 물질이 핵 방사에 동일한 방식으로 영향을 줄 수 있다는 것입니다. 지구가이 장을 통과 할 때, 핵 스핀은 마치 자기장이 진동하는 것처럼 행동하여 암흑 물질로 인한 NMR 스펙트럼을 생성합니다. 현재의 작업에서 첫 번째 저자 인 Antoine Garcon과 그의 동료들은 ZULF (제로에서 초 저장) NMR과 같은보다 이국적인 기술을 사용했습니다. “ZULF NMR은 핵 스핀이 외부 자기장보다 서로 더 강력하게 상호 작용하는 체제를 제공합니다.”라고 해당 저자 인 John W Blanchard 박사는 말합니다. "암흑 물질에 민감한 스핀을하기 위해, 우리는 안정 훨씬 용이 매우 작은 외부 자기장을 적용해야한다."또한, 처음으로, 연구자는 13C-포름산의 ZULF NMR 스펙트럼 조사 산 암흑 물질로 인한 측 파대와 관련하여 여러 측정에서 임의 주파수의 측 파대를 코 히어 런트하게 평균화하는 새로운 분석 기법을 사용합니다. 이 특정 형태의 측 파대 분석을 통해 과학자들은 새로운 주파수 범위에서 암흑 물질을 검색 할 수있었습니다. CASPEr 팀 이 최신 사이언스 어드밴스드 ( Science Advances) 최신판에서 보고 한 것처럼 암흑 물질 신호는 감지되지 않아서 저자는 특정 임계 값 이상의 커플 링으로 초경량 암흑 물질을 배제 할 수 있습니다. 동시에,이 결과는 암흑 물질 퍼즐의 또 다른 조각을 제공하고 과학자들이“comagnetometry”라고하는 또 다른 특수한 NMR 방법을 사용하여 더 낮은 주파수를 탐색했을 때 6 월에보고 된 CASPEr 프로그램의 이전 결과를 보완합니다. "지그 소 퍼즐처럼 CASPEr 프로그램 내에 다양한 조각을 결합하여 암흑 물질 검색 범위를 더욱 좁 힙니다"라고 Dmitry Budker는 말합니다. John Blanchard는 다음과 같이 덧붙입니다.“이것은 첫 단계 일뿐입니다. 우리는 현재 실험의 감도를 높이기 위해 매우 유망한 몇 가지 수정을 시행하고 있습니다.”
참고 자료 : Antoine Garcon, John W. Blanchard, Gary P. Centers, Nataniel L. Figueroa, Peter W. Graham, Derek F. Jackson Kimball, Surjeet Rajendran, Alexander O. Sushkov, Yevgeny V. Stadnik, Arne Wickenbrock, Teng Wu 및 Dmitry Budker, 2019 년 10 월 25 일, Science Advances . DOI : 10.1126 / sciadv.aax4539
.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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