가열되면 수축하는 결정의 비밀

.'M87' 은하 중심부에서 실제 관측된 블랙홀

(서울=연합뉴스) 엄남석 기자 = 블랙홀은 태양보다 훨씬 큰 별이 진화의 마지막 단계에서 초신성으로 폭발하면서 중성자별을 거쳐 생긴다. 빛조차 빠져나오질 못할 정도로 막강한 중력을 갖는 블랙홀은 대체로 태양의 5~15배의 질량을 갖는 것으로 알려져 있다. 'M87' 은하 중심부에서 실제 관측된 블랙홀

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.NASA, 더 오래 머무르면서 명왕성으로 돌아올 수있다

으로 마이크 벽 8 시간 전 우주 비행 그러나 이것은 예비 연구이며 사명을 발전시키려는 의지가 아닙니다. NASA의 뉴 호라이즌 (New Horizons) 우주선이 2015 년 7 월에 드워프 행성의 역사적인 비행을하는 동안 명왕성. NASA의 뉴 호라이즌 (New Horizons) 우주선이 2015 년 7 월에 드워프 행성의 역사적인 비행을하는 동안 명왕성. (이미지 : © NASA / JHUAPL / SwRI)

NASA는 이번에 잠시 동안 머물기 위해 명왕성으로 돌아가는 것을 생각하고 있습니다. 우주국은 사우스 웨스트 리서치 인스티튜트 (SwRI)에 자금을 지원해 가능한 명왕성 궤도 임무 에 대한 광범위한 연구를 수행했다. 이번 연구는 설계 및 기기 요구 사항을 제시하고 잠재적 인 프로젝트의 타당성 및 비용을 조사 할 것이라고 SwRI 담당자는 말했다. SwRI는 NASA의 New Horizons 미션을 이끌며 2015 년 7 월 명왕성을지나 확대 된 최초의 드워프 행성 사진을 찍었습니다. 역사적인 플라이 비는 Pluto가 놀랍게도 다양하고 복잡한 세계로 밝혀졌으며, 그 중에서도 3.2km 높이의 수빙 산과 광대 한 질소 얼음 평원이 특징입니다.

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올해 1 월 1 일, 뉴 호라이즌은 이번에는 작은 카이퍼 벨트 (KBO) 2014 MU69 (두 번째로 비공식 울티마 툴레 )로 두 번째 비행을 실시했습니다 . (Kuiper Belt는 Neptune의 궤도를 뛰어 넘는 리지드 바디 링이며 Pluto는 벨트의 가장 유명한 거주자입니다.) SwRI의 연구팀 장인 Carly Howett 는 성명서에서 "이번 연구를 통해 10 년 측량 심의에 정보를 제공 할 수있는 기회를 갖게되어 기쁩니다 . 최소한 하나의 KBO와 다른 하나의 KBO 난쟁이 행성을 방문하려고합니다. " 이 팀은 잠시 동안 궤도 개념 을 연구하고 있습니다. SwRI의 Alan Stern 수석 연구원은“이 새로운 NASA 자금 지원 연구에 앞서 SwRI 자금 지원 연구에서 Pluto 시스템 궤도 투어를 개발하여 계획된 능력의 발사 차량과 기존 전기 추진 시스템으로 임무를 수행 할 수 있음을 보여주었습니다. 뉴 호라이즌의 사명과 초기 SwRI 자금 지원 연구도 같은 성명에서 밝혔다. "우리는 또한 Pluto의 가장 큰 달인 Charon 의 중력 어시스트를 사용 하여 Pluto 궤도를 탈출하고 MU69와 같은 더 많은 KBO와 Pluto와 비교할 수있는 하나 이상의 난쟁이 행성을 탐험하기 위해 Kuiper Belt로 돌아갈 수 있음을 보여주었습니다. "선미가 추가되었습니다. 더 많은 Space.com 비디오를 보려면 여기를 클릭하십시오 ... 새로 발표 된 NASA 자금은 명왕성이 궤도에 오르는 것을 의미하지는 않습니다. NASA는 다음 행성 과학 10 년 조사에 대비하기 위해 9 개의 다른 선교 연구도 후원했습니다. 10 년마다 10 년마다 NASA의 로봇 탐사 우선 순위 설정을 돕기 위해 미국 국립 연구위원회 (National Research Council)가 10 년마다 실시하는 설문 조사를 실시했습니다. 다음 설문에 대한 연구는 2020 년에 시작될 예정입니다. (가장 최근의 행성 과학 10 년 설문은 2013 년에서 2022 년까지 포함됩니다.) NASA가 또 다른 임무 확장을 승인한다면 뉴 호라이즌은 건강 상태가 좋으며 또 다른 KBO로 비행하기에 충분한 연료를 가지고 있다고 Stern은 말했다. Ultima Thule 플라이 비는 현재 확장 된 미션의 중심이었습니다.

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.고대의 가스 구름은 첫 번째 별이 매우 빠르게 형성되었음을 보여줍니다

하여 막스 플랑크 협회 천문학 자들은 빅뱅 (우주 현재 시대의 1/14) 이후에 8 억 5 천만에 달하는 것으로 알려진 가장 먼 퀘이사 중 하나에서 깨끗한 가스 구름을 발견했습니다. 가스 구름은 배경 퀘이사에서 빛의 일부를 흡수하여 천문학 자들이 화학 성분을 연구 할 수있는 특징을 남깁니다. 이것은 천문학 자들이 현재까지 금속성을 측정 할 수있는 가장 먼 가스 구름입니다. 이 시스템은 가스 구름에서 가장 적은 양의 금속 중 하나를 가지고 있지만 화학 원소의 비율은 여전히 ​​진화 된 시스템에서 관찰되는 것과 유사합니다. 크레딧 : Max Planck Society, 2019 년 11 월 1 일

막스 플랑크 천문학 연구소의 에두아르도 바냐도 (Eduardo Bañados)가 이끄는 천문학 자들은 빅뱅 이후 약 8 억 8 천만 년 전에 은하와 별 형성의 초기 단계에 대한 정보를 담고있는 가스 구름을 발견했다. 구름은 먼 퀘이사를 관찰하는 동안 무의식적으로 발견되었으며, 천문학 자들은 현대의 왜소 은하의 선구자에게서 기대하는 특성을 가지고 있습니다. 상대적 풍부에 관해서는, 구름의 화학은 놀랍도록 현대적이며, 우주에서 첫 번째 별이 빅뱅 이후 매우 빠르게 형성되었음을 보여줍니다. 결과는 천체 물리 저널 에 발표되었다 . 천문학 자들은 먼 물체를 볼 때 반드시 시간을 거슬러 올라갑니다. 가스 구름 Bañados 등의 알에 의해 발견. 빛이 우리에게 도달하는데 거의 130 억 년이 걸렸습니다. 반대로, 우리에게 도달하는 빛은 이제 빅뱅 이후 약 850 억 년이 넘지 않은 약 130 억 년 전에 가스 구름이 어떻게 보였는지를 알려줍니다. 천문학 자들에게 이것은 매우 흥미로운 신기원입니다. 빅뱅 이후 첫 수억 년 동안 첫 번째 별 과 은하가 형성되었지만 그 복잡한 진화의 세부 사항은 여전히 ​​알려져 있지 않습니다. 이 매우 먼 가스 구름은 우연한 발견이었습니다. 카나 기 과학 연구소의 Bañados와 그의 동료들은 Chiara Mazzucchelli가 박사의 일환으로 준비한 가장 먼 퀘이사 15 개 (z³6.5)를 조사한 결과 몇 가지 퀘이사를 추적하고있었습니다. . 막스 플랑크 천문 연구소에서 연구. 처음에 연구원들은 퀘이사 P183 + 05가 다소 특이한 스펙트럼을 가지고 있다고 언급했습니다. 그러나 바냐도는 칠레의 라스 캄파 나스 천문대 (Las Campanas Observatory)에있는 마젤란 망원경 (Magellan Telescopes)으로 얻은 좀 더 자세한 스펙트럼을 분석했을 때, 다른 일이 있다는 것을 인식했다. 가장 먼 가스 구름 천문학 자 중 한 명은 아직 식별 할 수 없었다. 먼 퀘이사에 의해 점화 퀘이사는 먼 은하의 매우 밝은 활성 핵입니다. 광도의 원동력은 은하의 중심 초 거대 블랙홀입니다. 블랙홀 주위로 소용돌이 치는 물질 (들어 오기 전에)은 수십만도에 이르는 온도까지 가열되어 엄청난 양의 방사선을 방출합니다. 이것은 천문학 자들이 흡수에서 수소와 다른 화학 원소 를 탐지하기 위해 배경 소스로 퀘이사를 사용할 수있게 한다 : 가스 구름이 관찰자와 먼 퀘이사 사이에 직접 있다면, 쿼 사의 빛의 일부가 흡수 될 것이다. 천문학 자들은 퀘이사의 스펙트럼, 즉 퀘이사의 빛이 다른 파장 영역으로 무지개처럼 분해됨을 연구함으로써이 흡수를 감지 할 수 있습니다. 흡수 패턴에는 가스 구름의 화학 성분, 온도, 밀도 및 심지어 우리와 (및 퀘이사)의 구름 거리에 대한 정보가 포함됩니다. 그 뒤에는 각 화학 원소가 스펙트럼 선의 "지문"을 가지고 있다는 사실이 있습니다. 그 원소의 원자가 특히 빛을 잘 방출하거나 흡수 할 수있는 좁은 파장 영역입니다. 특징적인 지문의 존재는 특정 화학 원소의 존재와 풍부함을 나타냅니다. 그들이 찾고 있던 구름이 아닌 가스 구름의 스펙트럼에서 연구자들은 구름의 거리를 즉시 알 수 있었고, 그들은 10 억 년의 우주 역사를 되돌아보고 있었다. 그들은 또한 탄소, 산소, 철 및 마그네슘을 포함한 여러 가지 화학 원소를 발견했습니다. 그러나이 원소들의 양은 우리 태양의 대기 중 풍부도의 약 1/800 배로 작습니다. 천문학 자들은 요약하면 헬륨보다 무거운 모든 원소를 "금속"이라고 부릅니다. 이 측정은 가스 구름을 우주에서 알려진 가장 빈약 한 (그리고 먼) 시스템 중 하나로 만듭니다. 새로운 연구의 공동 저자 인 Carnegie Institute of Science의 Michael Rauch는 다음과 같이 말합니다. 소위 "인구 III"별이라는이 1 세대를 찾는 것이 우주의 역사를 재구성하는 데 가장 중요한 목표 중 하나입니다. 후기 우주에서, 수소보다 무거운 화학 원소는 가스 구름이 붕괴되어 별을 형성하게하는 데 중요한 역할을합니다. 그러나 탄소와 같은 화학 원소는 별 자체로 생성되어 초신성 폭발로 우주로 빠져 들었습니다. 첫 번째 별의 경우, 빅뱅 단계 직후에 수소와 헬륨 원자 만 있었기 때문에 화학 촉진제가 단순히 거기에 없었을 것입니다. 이것이 첫 번째 별이 모든 이후 별과 근본적으로 다른 이유입니다. 분석 결과, 구름의 화학적 구성은 화학적으로 원시적이지 않았지만, 상대적 풍부는 오늘날의 은하계 구름 사이에서 관찰되는 화학적 풍부와 놀랍게도 유사했다. 더 무거운 원소의 풍부함의 비율은 현대 우주의 비율에 매우 가깝습니다. 초기 우주에있는이 가스 구름은 이미 현대의 상대적 화학 풍부가있는 금속을 포함하고 있다는 사실은 1 세대 별 형성에 주요 과제를 제기합니다. 너무 많은 별, 너무 적은 시간 이 연구는이 시스템에서 첫 번째 별의 형성이 훨씬 더 일찍 시작되었다는 것을 암시한다. 첫 번째 별에서 기대되는 화학 수율은 적어도 하나 이상의 별의 폭발로 이미 지워졌다. 특정한 시간 제약은 Ia 형의 초신성, 관측 된 상대 존재비를 가진 금속을 생성하는 데 필요한 우주 폭발에서 비롯됩니다. 이러한 초신성은 일반적으로 발생하는데 약 10 억 년이 필요하기 때문에 첫 번째 별이 어떻게 형성되는지에 대한 시나리오에는 심각한 제약이 따릅니다. 천문학 자들은이 초기 구름을 발견 했으므로 체계적으로 추가 예를 찾고 있습니다. 에두아르도 바냐도 (Eduardo Bañados)는 "우주 역사 초기에 금속성 및 화학적 풍부도를 측정 할 수 있다는 것은 매우 신나는 일이지만, 첫 번째 별의 시그니처를 식별하려면 우주 역사 초기에도 조사해야합니다. 훨씬 더 먼 가스 구름을 발견하게되는데, 이로 인해 첫 번째 별 이 어떻게 태어 났는지 이해할 수 있습니다. " 여기에 기술 된 결과는 Bañados et al., "빨간 변이 6.4에서 금속이 약한 감쇠 Lyαsystem"에 게재되었다 .

더 탐색 희귀 유물은 우주에서 알려진 세 가지 화석 구름 중 하나입니다 추가 정보 : Eduardo Banados, et al. 적색 편이에서 금속이 약한 감쇠 된 Ly- 알파 시스템 6.4. arXiv : 1903.06186v1 [astro-ph.GA] : arxiv.org/abs/1903.06186 저널 정보 : 천체 물리 저널 제공자 막스 플랑크 협회

https://phys.org/news/2019-11-ancient-gas-cloud-stars-quickly.html

 

 

.가열되면 수축하는 결정의 비밀

에 의해 브룩 헤이븐 국립 연구소 이 애니메이션은 가열시 스칸듐 불화물의 고체 결정이 어떻게 수축하는지 보여줍니다. 스칸듐 (녹색)과 불소 원자 (파란색) 사이의 결합은 비교적 단단하게 유지되지만, 입방 결정의 측면을 따라 불소 원자는 독립적으로 진동하여 인접한 불소 원자 사이의 넓은 거리를 초래합니다. 온도가 높을수록 결정 측면의 좌굴이 커져 전체 수축 (음의 열 팽창) 효과가 발생합니다. 크레딧 : Brookhaven National Laboratory, 2019 년 11 월 1 일

미국 에너지 부의 브룩 헤이븐 국립 연구소 (Brookhaven National Laboratory)의 과학자들은 오랜 실험 재료 과학의 미스터리를 해결하는 새로운 실험적 증거와 예측 이론을 가지고 있습니다. Science Advances에 방금 출판 된 이들의 연구 는 의약, 전자 및 기타 분야의 특정 응용 분야와 재료 특성을 일치시키는 데 널리 적용되며 기존의 초전도체 (에너지 손실없이 전류를 전달하는 재료)에 대한 새로운 통찰력을 제공 할 수도 있습니다. 증거는 고온에서 특이한 수축 ( " 음의 열팽창 "이라고도 함)으로 알려진 스칸듐 플루오 라이드 (ScF 3 ) 결정의 원자 간 거리를 정밀하게 측정 한 결과입니다 . 과학자들이 발견 한 새로운 형태의 진동 운동은 입방체 모양의 고체 결정체 의 측면이 가열 될 때 구부러져 서 모서리를 더 가깝게 잡아 당깁니다. 이 프로젝트를 주도한 Brookhaven 물리학 자 Igor Zaliznyak은“일반적으로 무언가가 가열되면서 팽창한다”고 말했다. "무엇을 데우면 원자 진동의 크기가 커지고 전체 재료 크기가 커져 큰 진동을 수용합니다." 그러나 이러한 관계는 플라스틱 및 고무와 같은 사슬 형 폴리머를 포함한 특정 유연한 재료에는 적용되지 않습니다. 이러한 재료에서 열을 증가 시키면 체인의 길이에 직각으로 만 진동이 증가합니다 (뽑아 낸 기타 줄의 옆쪽 진동 사진). 이러한 횡 방향 진동은 체인의 끝을 더 가깝게 잡아 당겨 전체적으로 수축됩니다. 그러나 불화 스칸듐은 어떻습니까? 견고하고 입방정 인 결정 구조로, 적어도 한 눈에 볼 때 폴리머처럼 보이지 않습니다. 또한, 고체 결정의 원자가 결정 크기에 상관없이 상대 방향을 유지해야한다는 광범위한 가정은 좌 물리학 자들이이 물질이 가열 될 때 어떻게 수축하는지 설명하기 위해 혼란 스러웠다. 중성자와 구조에 전념하는 학생 캘리포니아 공과 대학 (Caltech)의 한 그룹은 Oak Ridge National Laboratory의 DOE Science of Office 사용자 시설 인 Spallation Neutron Source (SNS) 에서이 수수께끼를 탐색하는 방법을 사용했습니다 . 아 원자 입자의 한 유형 인 중성자 빔이 어떻게 결정에서 원자를 흩어지게하는지 측정하면 원자 규모 배열에 대한 유용한 정보를 얻을 수 있습니다. Zaliznyak 박사는 X-ray에는 보이지 않는 불소와 같은 가벼운 물질에 특히 유용하다고 말했다. Zaliznyak은이 연구에 대해 다른 중성자 산란 분석 기술의 전문가 인 Emil Bozin이이 문제에 대한 이해를 증진시킬 수 있다고 말했다. "쌍 분포 함수"로 알려진 Bozin의 방법은 재료에서 특정 거리로 분리 된 두 개의 원자를 찾을 확률을 설명합니다. 계산 알고리즘은 확률을 정렬하여 데이터에 가장 적합한 구조 모델을 찾습니다. Zaliznyak과 Bozin은 Caltech의 ScF 3 샘플을 사용하여 SNS에서 데이터를 수집하기 위해 Caltech 팀과 협력하여 주변 원자 사이의 거리가 온도가 증가함에 따라 어떻게 변했는지 추적했습니다. 고등학교 2 학년 (현재 Stanford University의 신입생)에 이어 Zaliznyak의 실험실에서 Brookhaven Lab High School Research Program 인턴쉽을 시작한 David Wendt는 많은 데이터 분석을 처리했습니다. 그는 고등학교 시절 내내 프로젝트 작업을 계속하여 논문의 첫 번째 저자의 지위를 얻었습니다. "David는 기본적으로 데이터를 알고리즘을 사용하여 분석 할 수있는 형태로 축소하고, 데이터를 피팅하고, 불소 원자의 위치를 ​​모델링하는 모델을 구성했으며, 실험 결과를 모델과 비교하기 위해 통계 분석을 수행했습니다. 그가 한 일은 훌륭한 박사후 과정과 똑같습니다! " Zaliznyak가 말했다. Wendt는“Brookhaven Lab이 고등학교 연구 프로그램을 통해 독창적 인 연구에 기여할 수 있었던 기회에 매우 감사합니다.

이 연구에 대한 추가 공동 저자는 (오른쪽부터) Oak Ridge National Laboratory, Brookhaven Lab 물리학 자 Emil Bozin 및 ORNL기구 과학자 Joerg Neuefeind의 Kate Page를 포함했습니다. 크레딧 : Genevieve Martin / Oak Ridge National Laboratory

결과 : 솔리드에서 "소프트"모션 측정 결과 스칸듐과 불소의 결합은 가열에 따라 실제로 변하지 않습니다. Zaliznyak은 "사실, 그들은 약간 팽창하지만 대부분의 고체가 팽창하는 이유와 일치한다"고 말했다. 그러나 인접한 불소 원자 사이의 거리는 온도가 증가함에 따라 매우 가변적이었다. "우리는 항상 가정했던 것처럼 불소 원자가 고정 된 형태로 머물고 있다는 증거를 찾고 있었고, 우리는 그 반대의 결과를 얻었다!" Zaliznyak가 말했다. Brookhaven Lab의 기능성 나노 재료 센터 (다른 과학 사무실 사용자 시설)의 연질 응축 물질 이론 전문가 인 Alexei Tkachenko는이 예기치 않은 데이터에 대한 설명에 필수적인 기여를했습니다. 불소 원자는 딱딱한 위치에 국한되지 않은 것으로 보였기 때문에, 설명은 원래 개별 원자를 개별적으로 고려하여 원자 운동을 설명하기 위해 Albert Einstein이 개발 한 훨씬 오래된 이론에 근거 할 수 있습니다. 그리고 놀랍게도, 최종 설명은 ScF 3 에서의 열-유도 수축 이 연질 중합체의 거동과 현저한 유사성을 나타냄을 보여준다 . Zaliznyak은“모든 스칸듐 원자는 불소와 단단한 결합을 갖기 때문에, 결정 입방체의 측면을 형성하는 스칸듐 플루오 라이드의 '사슬 (chains)'은 폴리머의 단단한 부분과 유사하게 작용한다. 그러나, 큐브의 각 측면의 중심에있는 불소 원자는 다른 결합에 의해 구속되지 않는다. 따라서, 온도가 증가함에 따라 , "제한되지 않은"불소 원자는 강성 Sc-F 결합에 수직 인 방향으로 독립적으로 자유롭게 진동한다. 이러한 횡 열 진동은 입방 격자의 모서리에서 Sc 원자를 더 가깝게 잡아 당겨 중합체에서 관찰되는 것과 유사한 수축을 일으킨다.

 

Brookhaven Lab의 Condensed Matter Physics and Materials Science 부문 물리학자인 Igor Zaliznyak (오른쪽)는 실험실 기능성 나노 재료 센터 (왼쪽)의 Alexei Tkachenko를 포함한 과학자 팀을 이끌면서 스칸듐 플루오 라이드의 가열에 따른 수축 능력의 기본 메커니즘을 해독했습니다. 크레딧 : Brookhaven National Laboratory

어플리케이션을위한 열 매칭 이 새로운 이해는 온도 변화가 예상되는 응용 분야에 대한 재료의 열 반응을 예측하거나 전략적으로 설계하는 과학자의 능력을 향상시킵니다. 예를 들어, 정밀 가공에 사용되는 소재는 모든 조건에서 동일한 정밀도를 유지하기 위해 가열 및 냉각에 대한 반응이 거의없는 것이 이상적입니다. 치과 용 충전재 또는 뼈 대체재와 같은 의료 응용 분야에 사용되는 재료는 내장 된 생물학적 구조의 재료와 거의 일치하는 열팽창 특성을 가져야합니다 (뜨거운 음료를 마실 때 치아가 수축되는 동안 충전물이 팽창하면 얼마나 고통 스러울 지 생각해보십시오) 커피!). 반도체 나 해저 광섬유 전송 라인에서 Zaliznyak은 ScF 3 에서와 같이 제약이없는 개방형 프레임 워크 아키텍처 는 산화 구리 및 철 기반 초전도체에도 존재하며, 결정 격자 진동은 저항없이 전류를 전달하는 이러한 물질의 능력에 중요한 역할을하는 것으로 생각된다. Zaliznyak은“이 오픈 프레임 워크 구조에서 원자의 독립적 인 진동은 우리가 지금 계산하고 이해할 수있는 방식으로 이러한 물질의 특성에 기여할 수있다”고 말했다. "그들은 실제로 이러한 초전도체에서 여전히 미스터리 인 우리 자신의 실험적 관찰을 설명 할 수있다"고 덧붙였다. Zaliznyak은“이번 연구는 독특한 DOE 시설과 오랜 기간에 걸친 프로젝트를 수행 할 수있는 오랜 기간의 프로젝트를 수행 할 수있는 능력을 포함하여 DOE 국가 실험실의 중요한 이점으로부터 큰 혜택을 얻었습니다. "이 프로젝트를 위해 시너지 효과적으로 통합 할 수있는 전용 고등학생 인턴을 포함하여 공동 저자들 사이에 서로 다른 전문 지식의 고유 한 합류를 나타냅니다. 모든 팀원들. "

더 탐색 스칸듐 불화물의 구조적 신비 추가 정보 : "간단한 입방 결정의 엔트로피 탄성 및 음의 열 팽창" Science Advances (2019). advances.sciencemag.org/content/5/11/eaay2748 저널 정보 : 과학 발전 에 의해 제공 브룩 헤이븐 국립 연구소

https://phys.org/news/2019-11-secret-crystals.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

 

 

.이진 블랙홀 내부 MOTS 합병에 대한 수치 적 증거

작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org Erik Schnetter가 만든 연구의 아이디어를 간략하게 설명하는 초기 스케치.2019 년 11 월 1 일 기능

맥스 플랑크 중력 물리 연구소, 로체스터 기술 연구소 및 경계 물리 이론 연구소의 연구원들은 최근 이진 블랙홀 내부에서 발생하는 새로운 현상에 대한 강력한 수치 증거를 수집했습니다. Physical Review Letters에 발표 된 그들의 연구에서 그들은 근접 궤도 주위에 2 개의 블랙홀로 구성된 2 진 블랙홀 (BBH)의 한계 외부 트 랩핑 표면 (MOTS)의 합병에 대한 흥미 진진한 새로운 통찰력을 제공 할 수있는 관측치를 수집했습니다. 서로. 연구원들은 블랙홀 합병의 천체 물리학 적 특성을 연구하는 데 이벤트 지평이 그다지 유용하지 않다는 사실을 과소 평가했다”고 연구원들은 이메일을 통해 Phys.org에 말했다. "가장 유용한 것은 거의 바깥쪽에 갇힌 표면 (마진 표면 또는 짧은 MOTS)의 지루한 이름으로 사용되는 표면입니다.이 흥미로운 이름은 블랙홀 을 이해하는 데 중요하지 않습니다 ." 최근 15 ~ 20 년 동안 최근 논문의 저자 인 Badri Krishnan과 Erik Schnetter는 한계 표면을 사용하여 블랙홀 질량과 각 운동량을 계산하는 방법을 개발했습니다. 이 분야에서의 성과에도 불구하고, 그들은 주요 질문에 대답 할 수 없었습니다. MOTS는 BBH 유착에서 합쳐 지는가? 그렇다면 어떻게 정확히? 연구자들은이 합병 에 대해 더 많은 것을 알아 내고 그 안에 숨겨져있는 흥미로운 지형적 특징을 공개하고자했다. 논문의 다른 저자이자 박사 학위 인 Daniel Pook-Kolb. Max Planck Institute의 학생은 그의 주제에서이 주제를 더 조사하기로 결정했습니다. "이 합병을 이해하기 위해서는 이전의 모든 연구를 무너 뜨린 수치 적으로 어려운 과제 인 매우 왜곡 된 가장자리 표면을 찾아야합니다." "우리는이 작업을위한 새로운 수치 기술을 개발하고 합병 지점에 가까워졌습니다. 그러나 우리의 방법조차도 교합이있는 표면이 나타나는 합병에 매우 가깝게 작동하지 않습니다." 연구원들은 이전 연구에서 찾고 있던 통찰력을 얻을 수 없었기 때문에 BBH 시스템에서 MOTS의 합병을 조사하기 위해 다른 경로를 계속 찾고있었습니다. 결국 Schnetter는이 주제에 접근하기위한 새로운 아이디어를 내놓았습니다.이 아이디어는 교차 루프가있는 표면을 찾아야했습니다. 

https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2019/numericalevi.mp4

크레딧 : Pook-Kolb et al.

그가 다른 팀에게 이것을 제안했을 때, Krishnan은 이전의 어떤 문헌도 이전에이 아이디어를 탐구하지 않았기 때문에 다소 회의적이었습니다. 결국 그러한 지형적 특징이 존재하고 실제로 블랙홀 합병의 일반적인 특징이 될 수 있음이 밝혀졌습니다. 본질적으로, 연구원들은 질량이 다른 두 개의 비 회전 블랙홀의 정면 충돌을 시뮬레이션했습니다. 이 시뮬레이션에서 그들은 BBH 합병으로 인한 최종 블랙홀과 관련된 MOTS가 시스템의 두 초기 블랙홀에 해당하는 두 개의 초기 분리 표면과 결합한다는 것을 관찰했습니다. 이로 인해 두 블랙홀 사이의 합병이 일어날 때까지 BBH의 초기 상태와 최종 상태 사이에 연결된 일련의 MOTS가 생성됩니다. 궁극적으로 그들의 발견은 한계 표면의 병합에서 토폴로지 변화를 강조합니다. 그들의 시뮬레이션에서 수집 된 관찰은 또한 합병 직후에 자체 교차로가있는 MOTS의 존재를 암시합니다. 그러나 연구진은 또 다른 연구 결과가 향후 중력파 관측에 훨씬 더 큰 영향을 미칠 것으로 기대하고있다. 연구진은“이제 초기에 분리 된 두 개의 블랙홀에서 최종 블랙홀로 이동하는 일련의 한계 표면을 가지기 때문에 합병 과정에서 물리적 인 블랙홀의 양이 어떻게 동작하는지 자세히 계산할 수있다. "관찰 된 중력파 신호에서 유사한 특징을 찾는 것이 특히 흥미로울 것입니다. 그런 다음 블랙홀 사건 지평 내에서 일어나는 일을 관찰 적으로 이해한다고 정당하게 주장 할 수 있습니다." Pook-Kolb, Schnetter, Krishnan 및 그들의 동료 Ofek Birnholtz가 수집 한 수치 증거는 BBH 합병에 대한 매혹적인 새로운 통찰력을 제공합니다. 미래에, 그들의 관측은 일반적인 천체 물리학 BBH 구성에 대한 펜로즈 불평등을 수학적으로 증명하려는 시도를 포함하여 새로운 연구의 길을 열어 줄 수 있습니다. 연구원들은 이제 LIGO 협력에서 관찰 된 것과 같은 다른 블랙홀 합병에 대한 아이디어를 일반화하려고 시도하고 있습니다. 이것은 그들이 만든 이론을 훨씬 더 큰 연구 공동체가 사용할 수있게 만들 수 있습니다. "우리의 아이디어를 일반 합병으로 일반화하는 작업이 진행 중이며, 동일한 이론을 바탕으로 한 첫 번째 결과가 나올 것"이라고 연구원들은 말했다. "완전히 현실적인 현실적인 합병 시뮬레이션에서 우리를 기다리고있는 것을 보게되어 매우 기쁩니다!"

더 탐색 우주 어디에서 블랙홀 종묘장을 찾을 수 있습니까? 추가 정보 : Daniel Pook-Kolb et al. 이진 블랙홀 합병 내부, 실제 검토 서한 (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.171102

https://phys.org/news/2019-11-numerical-evidence-merger-motss-binary.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