중성미자 질량에 대한 새로운 상한선 설정
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.중성미자 질량에 대한 새로운 상한선 설정
작성자 : Bob Yirka, Phys.org KATRIN이 사용하는 전자 분광계 사진. 크레딧 : KATRIN, 2019 년 11 월 26 일 보고서
국제 연구팀이 새로운 분광계를 사용하여 중성미자 질량의 상한을 찾아 설정했습니다. Physical Review Letters 저널에 실린 논문 에서이 그룹은 그들이 새로운 한계를 제시 한 방법과 그것이 중요하다고 생각하는 이유를 설명합니다. 뉴트리노 스는 신비 롭다. 과학자들은 그들의 존재에 대한 증거를 발견했지만 여전히 그들의 속성을 이해하려고 애 쓰고있다. 그들은 입자가 풍부하기 때문에 입자에 대해 더 많이 알고 싶어합니다. 과학자들은 우주에 원자보다 10 억 배나 더 많은 입자가 있다고 생각합니다. 또한 많은 사람들은 초기 우주를 이해하고 물리학을 가장 작은 수준으로 이해하는 데 열쇠가 있다고 생각합니다. 중성미자의 한 가지 특성은 특히 과학자들이 정리하고 싶어하는 질량이다. 최근까지 작은 입자에는 질량이 전혀 없다고 생각되었다. 그러나 최근의 연구는 그렇지 않은 것으로 밝혀졌습니다. 다음 단계는 질량을 결정하는 것입니다. 지금까지 과학자들은 답을 찾는 데 세 가지 접근 방식을 취했습니다. 첫 번째는 우주 마이크로파 배경을 연구하는 것입니다. 두 번째는 극히 드문 이벤트 인 중성미자 이중 베타 붕괴 사례에 대한 검색을 수행하는 것입니다. 세 번째 방법은 이론적 모델에 의존하지 않는 방식으로 중성미자의 질량을 직접 측정하는 것입니다. 이 새로운 노력에서 연구원들은 세 번째 접근 방식을 취했습니다. 연구원들은 독일의 Karlsruhe 공과 대학 캠퍼스 에서 Karlsruhe Tritium Neutrino Experiment ( KATRIN )의 일환으로 연구를 수행했습니다 . 현장에서 사용되는 핵심 장비는 200 톤 전자 분광계입니다. 연구원들은 이것을 방사성 유형의 수소 인 삼중 수소의 붕괴를 연구하는데 사용했다. 그것이 부패 할 때, 그것은 단일 전자 와 중성미자를 동시에 방출합니다 . 분광계를 사용하여 방출 된 전자의 에너지를 측정함으로써 중성미자 질량 의 추정치를 이전보다 더 정밀 하게 계산할 수있었습니다 . 그들은 상한이 1.1 전자 볼트 인 것으로 나타 났으며, 이는 이전에 결정된 상한 의 대략 절반. 또한 전자보다 약 50 만 배 더 작습니다. 더 탐색 과학자들은 중성미자의 질량을 절반으로 줄였습니다.
추가 정보 : M. Aker et al. KATRIN, Physical Review Letters (2019) 의 직접 운동 학적 방법으로 중성미자 질량의 상한을 개선했습니다 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.221802 . 에 Arxiv : https://arxiv.org/abs/1909.06048 저널 정보 : 물리적 검토 서신 , arXiv
https://phys.org/news/2019-11-upper-limit-neutrino-mass.html
.에셔의 천사와 악마 목판화는 물질이 어떻게 변형되는지?
예측 에 의해 Politecnico di milano 네덜란드 예술가 MC Escher의 가장 유명한 그림 인 'Circle Limit IV (Heaven and Hell)'는 빈 공간없이 원을 채우는 공간 분할에서 천사와 악마를 보여줍니다. 이 훌륭한 목판화는 Politecnico di Milano Physics Department를 포함한 연구자들의 국제적인 파트너십에 영감을 주어 Physical Review Letters (*)에 실린 표지 기사를 작성했습니다 . 크레딧 : PRL Politecnico di Milano 네덜란드 예술가 MC Escher의 가장 유명한 그림 인 "Circle Limit IV (Heaven and Hell)"는 빈 공간없이 원을 채우는 공간 분할에서 천사와 악마를 보여줍니다. 이 훌륭한 목판화는 Politecnico di Milano Physics Department를 포함한 연구자들의 국제적인 파트너십에 영감을 주어 Physical Review Letters에 실린 표지 기사를 작성했습니다 . 이 자유롭고 비 전통적인 기술은 과학에 귀중한 도움을 제공했습니다. 발견 Paolo Biscari 교수의 연구진은 동료들과 함께 유명한 목판화에 천사와 악마의 배열이 외부 작용을받을 때 결정체의 모양 이 어떻게 변할 것인지 예측할 수 있음을 발견했습니다 . 에셔의 목판화는 지난 세기 중반에 쌍곡선 공간의 특성을 탐구했던 수학자들의 연구와 관련이있다. 연구의 주제는이 공간과 물질의 영구적 인 소성 변형과 같은 일상적인 현상 사이의 연관성을 보여 주었다 . 이 기술은 복잡한 재료 변형 현상 문제의 수학적 설명에 대한 새로운 접근 방식을 촉발 시켰습니다. 연구자들에 의해 매끄럽게 된 새로운 접근법은 결정 격자 모양이 쌍곡선 공간의 점들과 어떻게 연관 될 수 있는지를 나타낸다 . 변형 중에 재료는 모양이 바뀌어 에셔의 천사 이미지에서 다음 천사의 모양으로 전달됩니다. 결정 소성은 가해진 힘의 영향으로 미끄러지는 격자 결함의 상호 작용에 기인합니다. 이 모델은 미세한 플라스틱 현상의 연구 및 수치 시뮬레이션을위한 새로운 유용한 도구가 될 것을 약속합니다. 종래의 이론은 기계적 강도 및 예측할 수없는 변동과 같은 많은 특성을 정확하게 설명 할 수 없으며 , 이는 실제 소성 애벌 런치를 생성 할 수 있습니다. 이러한 현상을 제어하면 새로운 재료의 설계 및 개발 (이론 및 시뮬레이션에 따라)을 통해 미세 제조 공정을 최적화 할 수있는 새로운 경로가 열립니다.
더 탐색 이상한 워핑 지오메트리로 과학적 경계를 넓히는 데 도움 더 많은 정보 : R. Baggio et al., Landau-Type Planar of Planar Crystal Plasticity, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.205501 저널 정보 : 실제 검토 서한 Politecnico di milano 제공
https://phys.org/news/2019-11-escher-angels-demons-woodcut-deforms.html
.블랙홀과 중성자 별이 밝게 빛나는 방법에 대한 새로운 이론
에 의해 컬럼비아 대학 여기에서 대규모 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션은 블랙홀과 중성자 별을 호스팅하는 극한의 난류 환경에서 발생하는 강력한 입자 밀도 변동을 보여줍니다. 진한 파란색 영역은 입자 밀도가 낮은 영역 인 반면, 노란색 영역은 과도하게 밀집된 영역입니다. 이 환경에서 격렬한 난류 변동과의 상호 작용으로 인해 입자가 매우 빠른 속도로 가속됩니다. 크레딧 : 출판 된 연구의 이미지 2019 년 11 월 27 일
수십 년 동안 과학자들은 우주에서 가장 신비한 물체 인 블랙홀과 중성자 별이있는 천구에서 방출되는 전자기 방사선의 기원에 대해 추측 해 왔습니다. 천체 물리학 자들은 중성자 별 과 블랙홀을 밝게 비추는 이 고 에너지 방사선 은 거의 빛의 속도로 움직이는 전자에 의해 생성되지만 이러한 입자를 가속시키는 과정은 미스터리로 남아 있다고 믿고있다 . 이제 Columbia University의 연구자들은 이러한 에너지 입자의 가속을 기본으로하는 물리학에 대한 새로운 설명을 발표했습니다. 천체 물리학 저널 12 월호에 발표 된 한 연구에서 천체 물리학자인 Luca Comisso와 Lorenzo Sironi는이 슈퍼 입자를 가속시키는 메커니즘을 계산하기 위해 대규모 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션을 사용했습니다. 그들은 그들의 에너지가 혼란스러운 움직임과 초강력 자기장의 재 연결 사이의 상호 작용의 결과라고 결론 지었다 . 컬럼비아의 박사후 연구원이자 최초의 저자 인 루카 코 미소 (Luca Comisso)는“자기 선이 찢어지고 빠르게 재 연결되는 과정 인 난류와 자기 재 연결은 입자를 가속시키기 위해 함께 공모하여 입자를 가속시킨다. 연구. "블랙홀과 중성자 별이있는 지역은 매우 뜨거운 하전 입자의 가스에 의해 침투되며 가스의 혼란스러운 움직임에 의해 끌려 오는 자기장 선 은 활발한 자기 재 연결을 유발한다"고 덧붙였다. "재연 결과 난기류에 의해 유도 된 전기장 덕분에 CERN의 Large Hadron Collider와 같이 지구상에서 가장 강력한 가속기보다 입자가 가장 극단적 인 에너지로 가속됩니다." 난류 가스를 연구 할 때 과학자들은 혼란스러운 움직임을 정확하게 예측할 수 없습니다. 난기류의 수학을 다루는 것은 어렵고 7 개의 "밀레니엄 상"수학 문제 중 하나를 구성합니다. 천체 물리학 적 관점에서이 과제를 해결하기 위해 Comisso와 Sironi 는이 연구 분야에서 세계 최대 규모의 광범위한 슈퍼 컴퓨터 시뮬레이션을 설계 하여 하전 입자 가스의 난류를 설명하는 방정식을 해결했습니다.
게 성운의 중앙에 박힌 빠르게 회전하는 중성자 별은 성운의 섬뜩한 내부의 푸른 빛을 발하는 다이나모입니다. 파란 빛은 중성자 별의 자기장 선 주위에서 거의 빛의 속도로 소용돌이 치는 전자에서 나옵니다. 등대와 같이 폭발 한 별의 으깬 초 고밀도 핵자 인 중성자 별은 1 초에 30 번씩 펄럭이는 것처럼 보이는 쌍둥이 광선을 방출합니다. 학점 : NASA, ESA, J. Hester (Arizona State University)
"우리는 전자기장을 일관되게 지시하는 수억 억 개의 하 전입자의 궤적을 계산하기 위해 가장 정확한 기술인 입자 내 방법 (cell-in-cell method)을 사용했습니다 . 그리고이 전자기장이 이동 방법을 알려줍니다." 컬럼비아 천문학 조교수이자 연구 책임자 인 시로 니 (Sironi)는 말했다. 시로 니는 이번 연구의 핵심은 난류 환경 내에서 자기 재 연결의 역할을 확인하는 것이라고 말했다. 시뮬레이션은 재 연결이 난류 자기장에 의해 최대 에너지까지 가속 될 입자를 선택하는 핵심 메커니즘임을 보여 주었다. 시뮬레이션은 또한 입자가 난류 변동에서 극도로 빠른 속도로 무작위로 튀어 나와서 대부분의 에너지를 얻었음을 보여 주었다. 자기장이 강하면이 가속 메커니즘이 매우 빠릅니다. 그러나 강한 장은 또한 입자가 곡선 경로를 따라 이동하도록하고, 그렇게함으로써 전자기 방사선을 방출합니다. 시로 니 박사는“이것은 블랙홀과 중성자 별 주변에서 방출되는 방사선으로 지구를 관측 할 수있는 현상”이라고 말했다. 연구자들은 궁극적 인 목표는 블랙홀 과 중성자 별과 같은 극한 환경에서 실제로 일어나고있는 것을 아는 것인데, 이는 근본적인 물리학에 대한 추가적인 빛을 비추고 우주가 어떻게 작동하는지에 대한 이해를 향상시킬 수있다. 그들은 그들의 예측을 초강력 (1054 년에 격렬하게 폭발 한 별)의 가장 강렬하게 연구 된 크랩 성운에서 방출 된 전자기 스펙트럼과 비교함으로써 그들의 관측과 관측을 더욱 견고하게 연결할 계획이다. 이것은 그들의 이론적 설명에 대한 엄격한 테스트가 될 것입니다. Comisso는 “우리는 입자 가속을위한 난류와 자기 재 연결 사이의 중요한 연결을 알아 냈지만 여전히해야 할 일이 너무 많다”고 말했다. "이 연구 분야의 발전은 소수의 과학자들의 기여는 거의 없지만, 많은 공동 노력의 결과입니다." 콜로라도 볼더 대학의 플라즈마 천체 물리학 그룹과 같은 다른 연구자들도이 방향에 중요한 기여를하고 있다고 Comisso는 말했다.
더 탐색 믹스 마스터 : 부분적으로 이온화 된 플라즈마에서 자기 재 연결 모델링 추가 정보 : Luca Comisso et al., Nonthermal Particles 생성에서 자기 지배 난류와 자기 재 연결의 상호 작용, The Astrophysical Journal (2019). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab4c33 저널 정보 : 천체 물리 저널 Columbia University 제공
https://phys.org/news/2019-11-theory-black-holes-neutron-stars.html
.단백질 치료제의 개발을 가속화하는 새로운 방법
노스 웨스턴 대학교 Emily Ayshford 빠른 시험 관내 혼합 및 발현 (GlycoPRIME)에 의한 당화 경로 조립을위한 플랫폼. GlycoPRIME은 생합성 경로를 구축하고 스크리닝하여 다양한 N- 연결 글리 칸을 생성하도록 확립되었다. 무 세포 단백질 합성 (CFPS)에 의해 표적 단백질 또는 개별 글리코 실 트랜스퍼 라제 (GTs)로 농축 된 조 대장균 용 해물을 다양한 조합으로 혼합하여 다양한 N- 연결 글리 칸의 구축을위한 생합성 경로를 확인 하였다. 모델 수용체 단백질 (Im7-6), A. pleuropneumoniae (ApNGT)의 N- 연결 글리코 실 트랜스퍼 라제 및 23 개의 정교한 GT를 CFPS에서 생산 한 다음 활성화 된 당 공여체와 조립하여 23 개의 생합성 경로를 확인하여 독특한 글리코 실화 구조를 산출합니다. 치료 관련성. 시험 관내에서 발견 된 경로를 무 세포 또는 세포-기반 생산 플랫폼으로 옮겨 치료 적으로 관련된 당 단백질을 생성시켰다. 신용:자연 커뮤니케이션 (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-12024-9 , 2019 년 11 월 27 일
단백질에 당을 부착시키는 글리코 실화는 세포 기능과 백신과 같은 치료제 개발에 중요한 역할을합니다. 그러나 연구자들은 이러한 당 구조 를 구축하고 연구하기 위해 생합성 경로 (효소 촉매 세트) 를 만들기 위해 포유류 세포 를 사용했기 때문에이 과정은 오랜 시간이 걸렸으며 특수한 실험실 장비가 필요했습니다. 노스 웨스턴 엔지니어링 연구원들은 이제 이러한 경로를 구축하고 연구 할 수있는 빠르고 무 세포 시스템을 개발했습니다. 글리코 프리메 (GlycoPRIME)라고 불리는이 시스템은 치료법의 빠른 개발과 자원이 제한된 환경에서 필요에 따라 의약품을 제조 할 수있는 새로운 모듈 식 방법으로 이어질 수 있습니다. "이것은 글리코 실화를 사용하여 잠재적 인 의약품 및 백신의 설계 및 엔지니어링을 가속화하는 흥미 진진한 새로운 방법"이라고 Charles Deering McCormick 교수, 화학 및 생물학 공학 교수 및 노스 웨스턴의 합성 생물학 센터 소장 인 Michael Jewett은 말했다. 연구를 주도했습니다. "특정 응용으로 자연에서 볼 수없는 단백질을 조작하기위한 새로운 책을 열었습니다." 결과는 11 월 27 일 Nature Communications 저널에 발표되었다 . 노스 웨스턴 맥코믹 엔지니어링 스쿨 (McCormick School of Engineering)의 생의학 공학, 화학 및 세포 및 분자 생물학의 헨리 웨이드 로저스 교수 인 밀란 Mrksich는이 논문의 공동 저자이다. 또한 노스 웨스턴의 연구 담당 임시 부사장입니다. 글리코 실화 경로를 발견하는 새로운 접근법 글리코 실화는 단백질 의약품 개발에 중요하며, 여기에는 허셉틴과 같은 항암제 에서 독감 및 파상풍 백신에 이르기까지 모든 것이 포함됩니다 . 당 구조는 이들 단백질이 안정적으로 유지되면서 암 세포를 공격하거나 면역계를 재 훈련하는 것과 같은 작업을 수행 할 수있게한다. 이 약을 개발하려면 일반적으로 포유류 세포 를 성장시키기 위해 고도로 전문화 된 장비를 갖춘 실험실과 실험실이 필요했습니다 . 이들 포유 동물 세포는 당화 단백질을 자연적으로 생성하지만, 느리게 성장하고 조작하기가 어려워서 구축 및 시험 될 수있는 글리코 실화 구조의 수 및 다양성을 제한한다. Jewett의 연구실은 특정 단백질을 생성하는 데 필요한 효소를 생성하는 무 세포 시스템을 개발했지만 지금까지 이러한 공정은 살아있는 세포를 리엔지니어링 할 필요없이 글리코 실화 된 제품을 생성 할 수 없었습니다. 웨스턴 카틀 링거 박사 Jewett 연구소의 학생은 단백질 치료제를 위해 설탕을 모듈 식으로 만들 수있는 효소 세트를 구축, 테스트 및 평가하는 새로운 접근 방식을 개발했습니다. 이 공정에는 원하는 설탕 구조를 만드는 데 필요한 효소를 발견하고 이해하기 위해 테스트 튜브에서 효소를 생성 한 다음 혼합 및 매칭하는 과정이 포함됩니다. Kightlinger는 프로세스를 플라잉 머신 구축에 비유합니다. 복잡하고 만들기 어려운 새를 만드는 대신, 인간은 새보다 훨씬 간단하지만 같은 비행을 할 수있는 비행기를 만듭니다. 그는“세포를 재건하는 대신 액체를 피펫 팅하고있다”고 말했다. "이 작업을 수행하면 몇 주가 아니라 몇 시간 안에 DNA에서 당 단백질로 갈 수 있습니다." 단 몇 달 만에 Kightlinger는이 시스템을 사용하여 37 개의 경로를 구성하여 23 개의 고유 한 설탕 구조를 만들었으며 그 중 18 개는 단백질에서 합성 된 적이 없습니다. Jewett 박사는“우리는 생합성 경로를 만들어 기존의 방법보다 훨씬 빠르게 혼합하고 일치시킬 수있다. "꿈은 새로운 유형의 단백질 의약품을 개발하기 위해 주문형으로 만들 수있는 새로운 자연 당 단백질을 만드는 것입니다." 치료제 및 백신 개발을위한 새로운 방법 연구원들은이 과정을 이용 하여 면역계를 유발할 수 있는 당 구조로 변형 된 단백질 백신 후보 물질 뿐만 아니라 단백질이 체내에서 순환 할 때 단백질을 안정화시킬 수있는 당을 가진 치료 용 항체 단편을 개발했습니다. 향후 연구는이 논문에서 개발 된 다른 경로를 사용 하여 신체의 특정 영역을 대상으로하는 글리코 실화 단백질 백신 및 치료제 를 만듭니다 . 이 시스템은 또한 자원이 제한된 환경에서 의약품이나 백신을 제공하는 모듈 식 주문형 바이오 제조 플랫폼을 제공하는 데 사용될 수 있습니다. Kightlinger는“이 시스템은 매우 강력하고 단순하기 때문에 이러한 당 구조가 실제로 어떻게 작용하는지에 대해 더 많이 배울 수있다. "이러한 구조 중 어떤 구조를 더 잘 이해하도록 최적화 할 수있을 것입니다."
더 탐색 단백질 치료 연구를 가속화하는 새로운 생명 공학 기술 추가 정보 : Weston Kightlinger et al., 단백질 글리코 실화 경로의 모듈 식 구성을위한 무 세포 생합성 플랫폼, Nature Communications (2019). DOI : 10.1038 / s41467-019-12024-9 저널 정보 : Nature Communications 노스 웨스턴 대학교 제공
https://youtu.be/YeKD_dHnKfQ
.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
.과학자들은 spintronics의 토폴로지 금속을 식별하고 조작하는 새로운 방법을 찾습니다
작성자 : Jared Sagoff, 아르곤 국립 연구소 일반 금속으로부터 Weyl 반 금속에 입사되는 전자는 운동량, 에너지 및 스핀을 보존하는 반사와 함께 Weyl 반 금속의 특정 상태로 전달됩니다. 순 전자 흐름이없는 순 스핀 전류는 Weyl 반 금속에서 충전 전류를 발생시킬 수 있습니다. 크레딧 : Argonne National Laboratory / Ellen Weiss 2019 년 11 월 27 일
양자 재료 및 스핀 트로닉스에 대한 잠재적 인 응용을 가지므로, 토폴로지 재료는 양자 재료 연구에서 뜨거운 주제가되었다. 이는 토폴로지 물질이 전자의 운동량을 스핀 방향에 연결하는 이상한 전자 상태를 가지기 때문에 새로운 방식으로 정보를 인코딩하고 전송하는 데 이용 될 수 있기 때문입니다. 자기 Weyl 반 금속이라고하는 한 가지 유형의 토폴로지 재료는 자기장으로 조작 할 수있는 잠재력 때문에 관심을 끌고 있습니다. 그러나 이러한 재료는 매우 새롭기 때문에 과학자들이 Weyl 반 금속을 식별하고 특성화하기가 어렵습니다. 미국 에너지 부 (DOE) Argonne National Laboratory의 과학자들의 최근 이론 및 모델링 연구는 연구원들에게 Weyl semimetals를 더 쉽게 찾을 수있을뿐만 아니라 잠재적 스핀 트로닉스 장치를보다 쉽게 조작 할 수있는 방법을 제공 할 수 있습니다. Weyl 반 금속을 조사하기위한 이전의 시도는 X- 레이 또는 레이저 소스와 신중하게 준비된 샘플을 요구하는 복잡한 기술에 의존했습니다. 반 금속의 관찰을 단순화하기 위해 Argonne 연구원은 대신 전자 재료 와 전하의 두 가지 속성 사이의 관계를 사용 하여 위상 재료 의 특성을 밝히고 과학자들에게 새로운 재료 사용 방법을 제안했습니다. 아르곤 소재 재료 과학자 올레 헤이노 넨 (Olele Heinonen)은“반 금속에 전류가 흐르고 있는지를 확인할 수있는 반 금속에 어떤 서명이 있는지 알고 싶다. Weyl semimetal에서 충전 전류를 생성하기 위해 Heinonen은 먼저 일반 금속과 Weyl semimetal 사이의 계면에 스핀 전류를 주입 할 것을 제안했습니다. 스핀 전류가 특정 방향을 향한 스핀을 갖는 전자의 유입을 수반했지만, 반대 스핀의 전자가 다른 방식으로 당겨지기 때문에 주입 된 순 전하는 없었다. "수영장이 수영장에서 반대 방향으로 가고, 하나는 자유형을하고 다른 하나는 배영을하는 것처럼 생각할 수 있습니다." "순 수영 방향은 없지만, 순수한 자유형이 있습니다." 스핀은 우선적으로 일반 금속에서 Weyl 반 금속으로 스핀을 이동시킴으로써 반 금속이 전자 구조에서 특정 스핀으로 전자를 수용 할 수있는 방법을 찾아야한다는 것을 발견했습니다. Heinonen 박사는“원하는 곳에 전자를 붙일 수는 없다”고 말했다. 대신에, 연구자들은 전자가 스핀을 이용 가능하고 에너지 적으로 유리한 장소로 재분배하는 경향이 있음을 발견했다. Heinonen 박사는“모든 스핀을 특정 전자 상태에 맞추지 못할 수도 있지만 같은 양에 달하는 다른 상태에서 분수의 스핀을 맞출 수있다. "바위에 치는 파도가 있고 다른 방향으로 같은 양의 물이 움직이고 있다고 상상해보십시오." 전자가 Weyl 반 금속을 만났을 때 이러한 방식으로 전자가 "파괴"할 때, 다른 결과적인 전자 상태는 다른 속도로 이동하여 충전 전류를 생성한다. 이 전류가 측정되는 방향 (위에서 아래로 또는 왼쪽에서 오른쪽으로)에 따라 과학자들은 다른 결과를 보았습니다. Heinonen 박사는“전자가 어떻게 분해되는지는 자기 Weyl 반 금속의 에너지, 운동량 및 스핀 간의 관계와 매우 민감한 방식으로 관련되어있다. 결과적으로, 충전 전류의 방향이 어떻게 Weyl 반 금속의 특성과 직접적으로 관련되어있어, 위상 특성을 결정할 수 있습니다. " Weyl semimetal 에서 다른 방향으로 측정했을 때 이방성 또는 충전 전류의 차이를 보면 연구원에게 두 가지 정보가 제공됩니다. 먼저, 재료의 Weyl 특성을 밝히지 만 더 중요한 것은 연구원이 재료의 특성을 조정할 수 있도록하는 것입니다. Heinonen은“Wey lsemimetal이기 때문에 우리가 보는 반응은 매우 흥미롭고,이 흥미로운 이방성 반응을 가지고 있기 때문에 일부 장치에서이를 활용할 수있을 것”이라고 말했다. "우리는 사람들이 실제로 많은 Weyl 반 금속을 만드는 한 곡선을 약간 앞서고 있지만, 이는 더 대중화 될 수있는 유형의 재료를 테스트하고 실험하는 저렴한 방법을 제공합니다." "자기 Weyl 반 금속의 스핀-충전 변환"연구에 근거한 논문이 11 월 1 일 Physical Review Letters에 실렸다 . Argonne의 Ivar Martin, Shulei Zhang은 현재 Case Western Reserve University의 물리 조교수이며 Waterloo 대학교의 Anton Burkov도이 연구에 협력했습니다.
더 탐색 Weyl 반 금속에서 발견되는 키랄 제로 사운드 추가 정보 : Steven S.-L. Zhang 등, Magnetic Weyl Semimetals의 Spin-to-Charge 변환, Physical Review Letters (2019). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.123.187201 저널 정보 : 실제 검토 서한 에 의해 제공 아르곤 국립 연구소 (Argonne National Laboratory)
https://phys.org/news/2019-11-scientists-topological-metals-spintronics.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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