갇힌 이온을 양자 영역으로 냉각
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.이것이 ESA 망원경 유클리드가 암흑 물질을 시각화하는 방법입니다
에 의해 라이덴 대학 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 2 월 25 일
보이지 않는 것을 어떻게 알 수 있습니까? 유클리드와 함께! 이 미래의 ESA 망원경은 우주의 구조를 매핑하고 보이지 않는 암흑 물질과 암흑 에너지에 대해 더 많이 가르쳐 줄 것입니다. Euclid 및 Leiden 천문학 자 Henk Hoekstra의 과학 코디네이터는 이것이 어떻게 작동하는지 설명합니다. 암흑 물질을 본 적이 없거나 측정하지 않은 경우 왜 암흑 물질 이 존재 한다고 가정 합니까? Hoeksta는“우리는 우리 은하의 중심을 초당 220km로 선회하고있다. 불행하게도 우리는 알지 못하는 기괴한 속도. 여전히 이상한 일이 일어나고 있습니다. "은하수의 별 수를 기준으로, 은하수 가장자리의 별은 속도가 훨씬 느려 야하지만 태양만큼 빠르게 움직입니다. 그러나이 별들은 우주 로 날아 가지 않습니다 . "함께 붙잡고 있습니다." 기본적으로 한 가지 설명 만있을 수 있습니다. 눈에 보이지 않는 물질이 있지만 중력을 더 많이가합니다. 다시 말해 암흑 물질입니다. Hoekstra : "또는 중력 이론이 잘못되었습니다. 그러나 모든 것이 암흑 물질이 존재한다는 것을 나타냅니다. 우리는 여전히 그것이 무엇인지 알지 못합니다. 우리가 아는 것은 빛을 흡수하거나 상호 작용하지 않는다는 것입니다. 보이지 않습니다. " 이것이 이상하지 않은 경우 : 1998 년 이후 우리는 우주의 팽창이 가속화되고 있음을 알고 있습니다. 이것을 설명하기 위해서는 훨씬 더 신비한 성분이 필요합니다. '암흑 에너지 (dark energy)'는 천문학 자와 물리학 자들이 현재 연구하고있는 모든 아이디어를 단순히 포함하는 용어입니다. 유클리드가 필요한 이유 "우리는 약간의 지식 차이가 있으며 이것들은 기존 관측치로 채워질 수 없습니다. 따라서 앞으로 나아갈 수있는 유일한 방법은 더 나은 측정을하는 것입니다." 유럽 우주국이 2022 년에 발사 할 위성 인 Euclid가 등장하는 곳입니다. 지구에서 150 만 킬로미터 떨어진 거리에서 Euclid는 하늘의 3 분의 1을 매핑합니다. 따라서 우리는 다음과 같은 질문에 대답 할 수 있습니다. 우주의 구조는 중력의 영향으로 어떻게 형성됩니까? 우주에는 모든 물질이 어떻게 분포되어 있습니까? 그리고 시간이 지남에 따라 어떻게 변합니까? Hoekstra : "마지막 질문에 대한 답변을 통해 암흑 에너지 모델을 직접 테스트 할 수 있습니다." Hoekstra는 4 개의 우주론 조정자 중 하나이자 '약한 렌즈 화 (lighting lensing)'프로젝트의 리더이다. "우리는 암흑 물질이 어떻게 공간을 왜곡시키는 지 조사 할 것이다."
https://youtu.be/HneiEA1B8ks
이 화려한 TED-Ed 영화에서 James Gillies는 암흑 물질의 암흑 물질이 무엇인지 설명합니다. 우주는 동전으로 채워진 물 탱크와 같습니다 그러나 어떻게 작동합니까? Hoekstra는 계속해서 말합니다. "대량은 주위의 시간과 공간을 왜곡합니다. 암흑 물질이 보이지 않더라도 그 효과를 측정 할 수 있습니다." 그는 이것을 설명하기 위해 계몽 적 비유를 사용합니다. " 동전이 들어있는 물 탱크와 비교하십시오 . 용기를 두드리면 물이 동전을 찢어 변형시킵니다. 동전을 몇 장 찍으면 동전이 다르게 보일 것입니다."
크레딧 : Leiden University
"코인을 많이 가지고 있고 원래 동전이 둥글다는 것을 알고 있다면, 그 탱크에 얼마나 많은 물이 있는지 알아낼 수 있습니다." 우주 론자에 따르면 암흑 물질은 정확히 똑같습니다. "암흑 물질은 배경의 은하 를 약간 변형시킨다. 우리는 가능한 많은 은하의 모양을 평균화함으로써 유클리드에 의한 왜곡을 측정 할 수있다." 더 나은 어딘가에 암흑 물질이 많을수록 기본 은하가 더 많이 왜곡됩니다. 이런 방식으로 우주에서 암흑 물질의 분포를 결정할 수 있습니다. 그러나 먼저 많은 선명한 사진이 필요합니다. "우리가 측정하는 은하가 많을수록 결과의 신뢰성이 높아집니다. 따라서 우리는 데이터 의 양뿐만 아니라 그 복잡성 때문에 빅 데이터 에 대해 이야기 하고 있습니다. 지난 25 년간 허블 망원경이 수집 한 그림의 수 며칠 안에 수집 할 것입니다. " 사상 최대의 천문학 협력 데이터의 양이 많을뿐만 아니라 유클리드에 참여하는 천문학 자의 수도 많습니다. "약 1500 명의 과학자, 엔지니어 및 기술자를 보유한 세계 최대의 천문학 팀입니다. 그러나 유클리드의 혜택을받는 천문학 자의 수는 훨씬 더 많아 질 것입니다. 데이터는 공개적으로 공개되며 다양한 목적으로 사용될 수 있습니다. 가장 먼 거리의 퀘이사를 발견하고 근처 은하에서 거대한 별을 식별하는 것입니다. 사람들에게 첫 번째 결과에 대한 아이디어를 제공하기 위해 빠른 릴리스도 제공합니다. Hoekstra는 이렇게 말합니다.
더 탐색 NASA, ESA 암흑 에너지 임무를위한 하드웨어 제공 Leiden University 제공
https://phys.org/news/2020-02-esa-telescope-euclid-visualize-dark.html
.화성 중심으로의 여행 : 붉은 행성을위한 새로운 구성 모델
에 의해 토호쿠 대학 화성의 내부 구조. 크레딧 : 2020 Yoshizaki Takashi 2020 년 2 월 20 일
InSight의 지진계는 차기 대지진이 내부를 밝히고 지각 맨틀 코어 구조를 정의하기 위해 참을성있게 기다리고 있었지만, 두 과학자, 요시 자키 다카시 (도호쿠 대학교)와 빌 맥도 노 (도호쿠 대학교 및 메릴랜드 대학교, 대학 공원), 화성에 대한 새로운 구성 모델을 만들었습니다. 그들은 화성에서 나온 암석과 궤도 위성으로부터의 측정치를 사용하여 표면 아래 약 1,800km 떨어진 핵심 맨틀 경계까지의 깊이를 예측했으며, 그 핵심은 가벼운 원소로 적당한 양의 황, 산소 및 수소를 포함하고 있다고 제안 할 수있었습니다. 요시 자키는 "암석 행성의 구성과 내부 구조를 알면 형성 조건, 코어가 맨틀에서 어떻게 분리되는지, 언제, 맨틀에서 추출 된 크러스트의 타이밍과 양에 대해 알려줍니다."라고 설명합니다. 초기 천문학 자들은 행성과 위성의 분리 거리와 궤도주기를 사용하여이 물체의 크기, 질량 및 밀도를 결정했습니다. 오늘날의 궤도 우주선은 행성의 모양과 밀도에 대한 더 자세한 정보를 제공하지만 내부의 밀도 분포는 알려지지 않았습니다. 행성의 내진 프로파일은이 중요한 통찰력을 제공합니다. 지진이 행성을 흔들 때 음파는 내부 구성과 온도에 의해 제어되는 속도로 내부를 통과합니다. 암석 대 강철과 같은 밀도의 강한 대비로 인해 음파 가 다르게 반응하여 코어 맨틀 경계 깊이와 이러한 층의 구성 가능성에 대한 세부 정보가 나타납니다. 19 세기 말, 과학자들은 지구 내부의 금속 코어를 가정했지만, 1914 년이 되어서야 지진 학자들이 2,900km 깊이에서 그 존재를 보여 주었다. 지진 학자들은 행성 내부의 구조를 밝혀내어 근원을 찾고 지진의 본질을 이해하는 데 도움을줍니다. 아폴로 우주 비행사들이 설치 한 4 개의 달 지진계는 달의 핵심 맨틀 크러스트 구조를 정의했습니다. 두 번째로 가장 많이 탐험 된 행성 인 화성은 2018 년 중반 InSight 미션에서 첫 지진계를 받았습니다. 행성의 구성 모델은 행성 의 기본 구성 요소 인 표면 암석, 물리적 관측 및 연골 운석 으로부터의 데이터를 결합하여 개발됩니다 . 이 운석은 행성과 같이 바위와 금속의 혼합물로 초기 태양 성운에서 나온 고체로 구성됩니다. 마그네슘, 규소 및 철의 산화물 및 철과 니켈의 합금의 비율이 서로 다른 고체를 구성합니다. 요시 자키는 "우리는 화성의 핵심은 질량의 1/6에 불과하지만 지구에서는 질량의 3 분의 1에 불과하다"고 덧붙였다. 이러한 발견은 지구보다 더 많은 산소 원자, 더 작은 핵심, 녹슨 붉은 표면을 가진 화성과 일치합니다. 그들은 또한 지구보다 화성에서 유황과 칼륨과 같이 휘발성이 높은 원소가 많았지 만 연골 운석보다 적은 원소가 적다는 것을 발견했다. NASA InSight 임무의 지진계는 화성의 핵심 맨틀 경계까지의 깊이를 정의 할 때이 새로운 화성 모델을 직접 테스트합니다. 화성과 지구에 대한 이러한 구성 모델은 행성 의 기원과 본질 과 거주지에 대한 조건을 제공합니다.
더 탐색 새로운 모델은 화성 형성을 위해 더 긴 타임 스케일을 암시합니다 더 많은 정보 : Takashi Yoshizaki et al. 화성의 구성, Geochimica et Cosmochimica Acta (2020). DOI : 10.1016 / j.gca.2020.01.011 저널 정보 : Geochimica et Cosmochimica Acta 도호쿠 대학에서 제공
https://phys.org/news/2020-02-journey-center-mars-compositional-red.html
.갇힌 이온을 양자 영역으로 냉각
작성자 : Ingrid Fadelli, Phys.org 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 2 월 25 일 기능
중성 원자 및 하전 된 이온은 레이저 기술을 사용하여 극도로 낮은 온도 (즉, 절대 영점보다 100 만도 높은 마이크로 켈빈까지)로 냉각 될 수 있습니다. 이러한 저온에서, 입자는 종종 양자 역학의 법칙에 따라 행동하는 것으로 밝혀졌다. 연구원들은 현재 수십 년 동안 원자 와 이온에 대한 레이저 냉각 실험을 수행해 왔습니다 . 그러나 지금까지 매우 낮은 온도에서 원자와 이온의 혼합물이 관찰 된 연구는 없습니다. 암스테르담 대학교 (University of Amsterdam)의 연구원들은 이온을 수백만 분의 1 켈빈으로 사전 냉각 된 리튬 원자 구름 안에 놓음으로써 이것을 최초로 달성했습니다. Nature Physics 에 발표 된 그들의 관찰 은 새로운 양자 기술의 개발에 흥미로운 영향을 미칠 수있는 수많은 영향을 밝혀냈다. 이번 연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 Rene Gerritsma 박사는 "콜드 원자와 이온은 양자 다체 현상을 이해하는 것을 목표로 연구에서 응용을 발견했으며 원자 시계 나 심지어 양자 컴퓨터에도 사용될 수있다"고 말했다. . "그러나 지금까지 아무도이 초저온에서 원자와 이온을 혼합 한 적이 없었다. 우리 연구의 목표는 처음으로 이것을 달성하는 것이었다." 그들의 실험에서 Gerritsma와 그의 동료들은 레이저 냉각 기술을 사용하여 단일 이온을 냉각시키는 것으로 시작했습니다. 별도로, 그들은 약 10,000 개의 리튬 원자로 된 구름을 준비하여 몇 마이크로 켈빈으로 냉각시켰다. 그 후, 연구원들은 갇힌 이온 양자 컴퓨터에 대한 연구에 일반적으로 사용되는 도구 세트를 사용하여 이온을 원자 구름과 겹치고 이온의 에너지 레벨을 모니터링했습니다. 이것은 궁극적으로 이온과 원자 구름 사이의 충돌에서 발생하는 에너지를 결정할 수있게 해주었다. Gerritsma 박사는“이 실험에서 가장 큰 과제는 이온을 가스에 갇히게하는 것이었다. "이를 달성하기 위해, 우리는 전기장을 사용하지만, 이들은 원자-이온 충돌에 부정적인 영향을 미쳐 가열을 유발합니다." 몇 년 전에 유사한 실험을 수행하는 동안 MIT의 한 연구 그룹은 전기장의 사용으로 발생하는 열 효과가 매우 무거운 이온과 가벼운 원자 종을 사용하여 완화 될 수 있다고 예측했습니다. 이 예측은 궁극적으로 Gerritsma와 그의 동료들이 이테르븀 이온과 리튬 원자 구름을 사용하여 실험을 수행하도록 영감을 주었다. Gerritsma 박사는“처음으로 원자 중성 가스의 이온이 양자 효과가 중요한 영역으로 냉각되는 것을 관찰했다. "이 시스템은 단일 입자 수준에서 양자 화학을 연구하거나, 원자와 이온이 상호 작용하는 양자 다 물리 물리학을 연구하거나, 심지어 포획 된 이온 양자 컴퓨터를 가스 냉각을 버퍼링하는 데 사용할 수 있습니다." Gerritsma와 그의 동료들은 모든 운동 방향에서 원자와 이온의 운동 에너지를 측정함으로써 많은 흥미로운 관측을 수집 할 수있었습니다. 예를 들어, 이테르븀 이온과 리튬 원자 사이의 충돌 에너지는 s- 파도 한계에 도달하는 것으로 나타 났으며, 이는 양자 이론이 충돌을보다 잘 이해하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다. 연구팀은 이온과 원자 사이의 충돌에서 양자 현상의 발생을 가리키는 증거를 발견했다. 이러한 새로운 관측은 미래의 연구에 영향을 줄 수 있으며, 예를 들어, 자기 분자 공명으로 알려진 단기간 원자-이온 구성에 대한 심층적 인 조사를위한 길을 열었습니다. 다음 연구에서 Gerritsma와 그의 동료들은 최근 연구에서 사용 된 것과 유사한 방법을 사용하여 원자와 이온 사이의 소위 Feshbach 공명을 검색 할 계획입니다. Gerritsma 박사는“이 공명에서 원자와 이온은 분자를 형성 할 수 있으며 원자와 이온 사이의 상호 작용 강도를 높이는 데 사용될 수있다”고 말했다. "Feshbach 공명은 중성 원자 들 사이에서 관찰되었으며 , 원자들과 이온들 사이에서도 존재할 것으로 예측되었다. 그러나, 지금까지 필요한 초저온 온도에 도달하지 않았기 때문에 관찰 된 적이 없다"고 그는 말했다.
더 탐색 홀로그램 광학 병 빔 트랩에서 Rydberg 원자의 3 차원 트 랩핑 추가 정보 : T. Feldker et al. 양자 영역, Nature Physics (2020)에 포획 된 이온의 완충 가스 냉각 . DOI : 10.1038 / s41567-019-0772-5 카를로 시아 스. 이온 냉각기 만들기, Nature Physics (2020). DOI : 10.1038 / s41567-019-0773-4 Marko Cetina et al. Paul Traps의 원자 이온 공감 냉각에 대한 Micromotion- 유도 된 한계, Physical Review Letters (2012). DOI : 10.1103 / PhysRevLett.109.253201
https://phys.org/news/2020-02-cooling-ion-quantum-regime.html
.화석 연료에서 발견되는 물질은 순수한 다이아몬드로 변할 수 있습니다
스탠포드 대학교 조시 가르 트 웨이트 Yu Lin은 1, 2, 3 개의 케이지가있는 다이아몬드 형 모델을 보여줍니다.이 모델은 극심한 열과 압력을받을 때 복잡한 파란색의 다이아몬드 격자 (오른쪽 큰 파란색 모델에서 볼 수 있음)로 변형 될 수 있습니다. 크레딧 : Andrew Brodhead 2020 년 2 월 25 일
연금술처럼 들립니다. 하얀 먼지 덩어리를 다이아몬드 스터드 압력 챔버에서 짜낸 다음 레이저로 분사하십시오. 챔버를 열고 내부에 순수한 다이아몬드의 새로운 미세한 얼룩을 찾으십시오. Stanford University와 SLAC National Accelerator Laboratory의 새로운 연구에 따르면 열과 압력을주의 깊게 조정하여이 레시피가 원유 및 천연 가스 에서 발견되는 수소 및 탄소 분자 유형에서 다이아몬드를 생성하는 방법을 알 수 있습니다 . 논문의 공동 저자 인 스탠포드 지질 학자 로드니 유잉 (Rodney Ewing)은 2 월 21 일 사이언스 어드밴스 스 (Science Advances) 저널에 발표했다 . 과학자들은 60 년 이상 다른 재료에서 다이아몬드를 합성 해 왔지만 변환에는 일반적으로 많은 양의 에너지, 시간 또는 촉매 (종종 금속)가 최종 제품의 품질을 떨어 뜨리는 경향이 있습니다. "우리는 촉매없이 단일 물질이 순수한 다이아몬드로 변하는 깨끗한 시스템 만보고 싶었다"고이 연구의 수석 저자 인 박 포드 (Stanford 's Earth, Energy & Environmental Sciences, Stanford 's School of Earth, Energy & Environmental Sciences) (Stanford) 지구). 이러한 변형의 메커니즘을 이해하는 것은 보석 이외의 응용 분야에 중요합니다. 다이아몬드의 물리적 특성 (극도의 경도, 광학적 투명성, 화학적 안정성, 높은 열 전도성) 은 의약, 산업, 양자 컴퓨팅 기술 및 생물학적 감지에 유용한 재료입니다. SLAC의 스탠포드 재료 및 에너지 과학 연구소 (SIMES)의 수석 과학자 인 유린 (Yu Lin)은“이 순수한 다이아몬드를 소량 만 만들면 특정 용도에 맞게 제어 된 방식으로 도핑 할 수있다”고 말했다. 국립 가속기 연구소. 자연 레시피 천연 다이아몬드는 지구 표면 아래 수백 마일의 탄소에서 결정화되는데, 온도는 수천도에 이릅니다. 지금까지 발굴 된 대부분의 천연 다이아몬드는 수백만 년 전에 화산 폭발로 위로 솟아 올라 지구의 깊은 내부에서 고대 미네랄을 운반했습니다. 결과적으로, 다이아몬드는 행성 내부에 존재하는 조건과 재료에 대한 통찰력을 제공 할 수 있습니다. "다이아몬드는 지구의 가장 깊은 곳에서 시료를 가져 오는 용기입니다"라고 박 교수는이 연구의 대부분을 실험실에서 수행 한 실험실을 이끄는 스탠포드 광물 물리학 자 웬디 마오가 말했다.
다이아몬드 형 샘플을 압착하고 레이저로 분사 한 후 연구진은 두 번째로 더 멋진 레이저 빔을 사용하여 결과 다이아몬드를 특성화했습니다. 크레딧 : Andrew Brodhead
다이아몬드를 합성하기 위해 연구팀은 석유로 가득 찬 유조선에서 정제 된 3 가지 유형의 분말로 시작했습니다. 마오는 말했다. "우리는 바늘을 사용하여 약간의 실험을 위해 현미경으로 집어 넣습니다." 한눈에, 무취의 약간 끈적한 분말은 암염과 유사합니다. 그러나 강력한 현미경을 통한 훈련 된 눈은 다이아몬드 결정을 구성하는 원자와 동일한 공간 패턴으로 배열 된 원자를 구별 할 수 있습니다. 마치 복잡한 다이아몬드 격자가 1 개, 2 개 또는 3 개의 케이지로 구성된 더 작은 단위로 잘린 것처럼 보입니다. 순수한 탄소 인 다이아몬드와 달리, 다이아몬드 형으로 알려진 분말에는 수소도 포함되어 있습니다. Mao는 "이러한 빌딩 블록부터 시작하여 다이아몬드를 더 빠르고 쉽게 만들 수 있으며, 공정에서 발견되는 고압 및 고온을 모방하는 것보다 더 완벽하고 신중한 방법으로 공정에 대해 배울 수 있습니다 . "다이아몬드가 자연적으로 형성되는 지구의 일부." 압력을받는 다이아몬드 형 연구자들은 다이아몬드 형 샘플을 다이아몬드 모루 셀이라는 매실 크기의 압력 챔버에로드하여 두 개의 폴리싱 된 다이아몬드 사이에서 분말을 가압합니다. 나사를 손으로 돌리기 만하면 지구 중심에서 찾을 수있는 압력을 만들 수 있습니다. 그런 다음 레이저로 샘플을 가열하고 테스트 배터리로 결과를 조사한 다음 컴퓨터 모델을 실행하여 변형이 어떻게 전개되었는지 설명했습니다. Lin은“우리가 대답하려고하는 근본적인 질문은 케이지의 구조 나 개수가 다이아몬드 형이 다이아몬드로 어떻게 변환되는지에 영향을 미치는지 여부이다. 그들은 트리아 만 탄 (triamantane)이라고 불리는 3 개 케이지 다이아몬드 형이 놀랍게도 적은 에너지로 다이아몬드로 재구성 될 수 있음을 발견했다. 대략 화씨 1160도 또는 적열 용암의 온도 인 900 켈빈과 지구 대기보다 수십만 배 더 높은 20 기가 파스칼에서 트리아 만 탄의 탄소 원자가 정렬되어 수소가 흩어 지거나 떨어져 나옵니다. 변형은 1 초의 가장 짧은 부분으로 전개됩니다. 또한 직접적입니다. 원자는 다이아몬드를 만드는 과정에서 흑연과 같은 다른 형태의 탄소를 통과하지 않습니다. 다이아몬드 앤빌 셀 내부의 미세한 샘플 크기는이 방법이 스탠포드 팀이 실험실에서 생산 한 다이아몬드의 얼룩보다 훨씬 더 합성하기에 비현실적이라고 Mao는 말했다. "그러나 지금 우리는 순수한 다이아몬드 를 만드는 열쇠에 대해 조금 더 알고 있습니다."
더 탐색 연구원들은 425 기가 파스칼에서 금속 수소에 대한 증거를 찾습니다 추가 정보 : Sulgiye Park et al. 더 낮은 다이아몬드 형인 Science Advances (2020) 에서 손쉬운 다이아몬드 합성 . DOI : 10.1126 / sciadv.aay9405 저널 정보 : 과학 발전 Stanford University 제공
https://phys.org/news/2020-02-substance-fossil-fuels-pure-diamond.html
.동결 건조 된 세포 기계 장치 안정화로 세포없는 생명 공학
에 의해 캘리포니아 폴리 테크닉 주립 대학 보존제 제형은 실온에서 무 세포 성분의 저장을 개선시키는 것으로 밝혀졌다. 머신 러닝 알고리즘을 사용하여 연구원들은 실험실 밖에서 온 디맨드 단백질 합성, 현장 진료 바이오 센싱 또는 치료 생산 및 생화학 교육을 위해 무 세포 생명 공학 응용 분야를 가능하게 할 방부제를 식별 할 수 있습니다. 크레딧 : Nicole Gregorio 2020 년 2 월 25 일
캘리포니아 폴리 테크닉 주립 대학 (California Polytechnic State University)의 연구원들은 바이오 제조 및 현장 적용을위한 휴대 성을위한 무 세포 생명 공학의 유틸리티를 향상시키는 저비용 접근법을 개발했습니다. 무 세포 단백질 합성 (CFPS : Cell-free Protein Synthesis)은 살아있는 세포가 없어도 시험관 에서 활성 세포 기계 를 활용하는 생명 공학으로 연구원들이 생화학 공정에 직접 접근하고 조작 할 수 있습니다. 과학자와 엔지니어는 주문형 생체 재료 및 치료제, 질병 바이오 마커 및 환경 오염 물질의 현장 진단 진단, 변형 생화학 적 교육 플랫폼 등 수많은 응용 분야에서 무 세포 생명 공학을 활용하고자합니다. 무 세포 생명 공학 연구자들은 이미 이러한 응용 분야 중 많은 부분을 실험실에서 현실로 만들었지 만, 현장, 클리닉 및 교실에서 작업하기가 더 어렵습니다. 무 세포 생명 공학에 사용하기 위해 추출 된 세포 기계 장치는 단백질 및 RNA와 같은 생체 분자를 포함하고 있으며, 이는 더 따뜻한 온도 에서 분해 되어 세포 기계의 저장 수명을 크게 제한합니다. 한 실험실에서 다른 실험실로 운반하거나 현장 적용을 위해 실험실 밖으로 가져 가려면 활동을 유지하기 위해 냉장실이 필요합니다. "콜드 체인 (cold chain)"에 묶여있는 것은 무 세포 생명 공학의 잠재력을 충족시키기위한 근본적인 한계입니다. 젖소와 같은 생물학적 물질의 저장 최적화에서 영감을 얻은 연구자들은 이전에 추출물을 동결 건조하여 추출물의 저장 수명을 연장 시켰으며, 결과적으로 분유와 유사한 제품을 실온 에서 장기간 보관할 수 있습니다 . 그러나 분유와 달리 냉동 건조 된 세포 기계 장치는 지속적인 활동 손실없이 며칠 이상 보관할 수 없습니다. 캘리포니아 폴리 테크닉 주립 대학 (California Polytechnic State University)의 연구원들은 냉동 건조 된 세포 기계가 실온에서 최대 2 주 동안 보관 될 때 완전한 활동을 유지할 수 있도록하는 저비용 방부제를 발견했습니다. 이를 위해 학부생 연구팀은 Javin Oza 교수, Katharine Watts 및 Pratish Patel 교수가 이끄는 학제 간 접근 방식을 추구했습니다. ACS Synthetic Biology 저널에 발표 된 바와 같이 , 연구원들은 4 가지의 고유 한 작용 메커니즘을 가진 10 가지 방부제를 선택하고 최고 성과를 체계적으로 확인한 다음 2 ~ 3 가지의 조합으로 테스트했습니다. 이 접근법을 통해 연구자들은 실온에서 2 주 동안 셀룰러 기계의 전체 생산성을 유지할 수있는 방부제의 조합을 식별 할 수있었습니다. 연구자들은 또한 방부제의 특정 조합이 세포 기계 의 단백질 생산 능력을 거의 두 배 향상시킬 수 있음을 발견했다 . 연구원들은 생물학적 물질의 안정화를 위해 주어진 방부제의 유용성이 상황에 따라 크게 다르다는 것을 보여주었습니다. 이러한 한계를 극복하기 위해, 데이터를 사용하여 다른 사용자가 무 세포 생명 공학의 특정 응용에 이상적인 방부제를 식별 할 수 있도록 기계 학습 알고리즘 을 개발했습니다 . 사용자 친화적 인 인터페이스를 통해 기계 학습 알고리즘에 대한 액세스는 곧 http://www.oza-lab.com 에서 공개 될 수 있습니다 . 이러한 발전은 무 세포 생명 공학 응용 분야의 잠재력을 여는 단계입니다. 이 연구에 대한 자세한 정보는 " 대장균 추출물의 저장 수명 및 생산성 향상을 통한 무 세포 생명 공학 응용 프로그램 잠금 해제"라는 제목의 간행물에서 찾을 수 있습니다 .
더 탐색 바이오 엔지니어가 맞춤형 의약품으로가는 길을 만듭니다 추가 정보 : Nicole E Gregorio et al., 대장균 추출물의 셸프 수명 및 생산성 향상을 통한 무 세포 생명 공학 응용 프로그램 잠금 해제, ACS Synthetic Biology (2020). DOI : 10.1021 / acssynbio.9b00433 저널 정보 : ACS Synthetic Biology 에서 제공하는 캘리포니아 폴리 테크닉 주립 대학
https://phys.org/news/2020-02-stabilizing-freeze-dried-cellular-machinery-cell-free.html
.천문학 자에 의해 식별 된 두 개의 새로운 이중선 분광 이진 백색 왜성
Tomasz Nowakowski, Phys.org WD 0311-649의 쌍둥이 자리 시간 분해 분광법. 크레딧 : Kilic et al., 2020. 2020 년 2 월 25 일 보고서
미국-캐나다 천문학 자 팀은 4 개의 이진 백색 왜성 후보의 방사 속도 측정을 수행했습니다. 그들은 WD 0311-649와 WD 1606 + 422로 지정된 두 가지가 이중 이중 분광 이진 시스템이라고보고했다. 이 결과는 arXiv.org에 2 월 14 일에 발표 된 논문에 자세히 나와 있습니다. 지금까지 대부분의 바이너리는 스펙트럼 라인에서 도플러 편이에 의해 감지되었으므로 이러한 시스템을 분광 바이너리라고합니다. 관찰 결과 일부 분광 이진에서는 두 별의 스펙트럼 선 이 보이고이 선은 교대로 이중 및 단일입니다. 이러한 시스템을 이중선 분광 이진법 (SB2)이라고합니다. 현재까지 잘 알려진 질량 및 궤도 매개 변수가있는 17 개의 SB2 백색 왜성 시스템입니다. 이중 백색 왜성 및 이진 집단에 대한 지식을 발전시키기 위해서는 이러한 유형의 새로운 물체를 찾는 것이 중요 할 수 있습니다. 예를 들어, SB2의 관찰은 이원 집단 합성 모델의 연구 및 그들의 선조 시스템에서의 물질 전달의 안정성에 도움이 될 수있다. 현재 오클라호마 대학의 무 크레 민 킬릭 (Mukremin Kilic)이 이끄는 천문학 자 그룹은 2017 년에 확인 된 4 개의과 발광 백색 왜성에 대한 분광 관측 결과 2 개의 새로운 SB2 백색 왜성 시스템을 발견했다고보고했다. Keck I 망원경의 분광계, Gemini 망원경의 GMOS (Gemini Multi-Object Spectrograph) 및 SOAR 망원경의 Goodman High-Throughput 분광기입니다. 연구진은“우리는 과도 광도를 통해 식별 된 4 개의 이진 백색 왜성 후보의 방사 속도 측정 결과를 제시한다. 우리는 2 개의 새로운 이중선 분광 이진 시스템 인 WD 0311-649와 WD 1606 + 422를 식별하고 궤도 매개 변수를 제한한다. 종이에. 이 연구에 따르면, WD 0311-649는 궤도 기간이 대략 0.74 일입니다. 이진은 0.38에 대한의 질량과 0.55 두 개의 백색 왜성으로 구성되어 태양 질량의 1.44의 수준에서 질량 비율을 의미한다. 덜 무거운 물체의 유효 온도는 12,600K이며 그 동반자는 약 300K 더 차갑습니다. WD 1606 + 422의 경우 더 큰 부품의 질량은 약 0.6 태양 질량, 유효 온도는 13,300 K입니다. 동반자는 질량이 약 0.44 태양 질량 및 유효 온도 는 11,500 K입니다. 약 0.84 일의 궤도 기간. 천문학 자들은 또한 연구에서 조사 된 두 가지 다른 시스템, 즉 WD 1447-190 및 WD 1418-088에 대한 정보를 제공했습니다. 시스템 WD 1447-190은 질량이 0.41 및 0.33 인 질량을 갖는 2 개의 백색 왜성으로 구성된 약 1.79 일의 기간을 갖는 단일 라인 이진 인 것으로 밝혀졌다. 이진 백색 왜성 (0.6 및 0.68 태양 질량) 인 WD 1418-088에 관해서, 연구원들은 몇 분에서 수십 년에 걸친 시간 규모에 따른 어떠한 중요한 속도 변화도 발견하지 못했다. 결론적으로이 논문의 저자는 천문학 자들이 과잉 발광 백색 왜성 집단 중에서 SB2 시스템에 대해 더 많은 검색자를 수행하도록 권장합니다. 이것은 과학계가 이중 백색 왜성에 대한 모집단 합성 모델을 비교하고 제한 할 수있는 충분한 SB2 시스템 샘플을 구축하는 데 도움이 될 수 있습니다.
더 탐색 NGC 6205에서 발견 된 새로운 이진 밀리 초 펄서 추가 정보 : 2 개의 새로운 이중선 분광 이진 백색 왜성, arXiv : 2002.06214 [astro-ph.SR] arxiv.org/abs/2002.06214
https://phys.org/news/2020-02-double-lined-spectroscopic-binary-white-dwarfs.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
참고.
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
http://www.sci-news.com/astronomy/earth-sized-exoplanet-habitable-zone-red-dwarf-toi-700d-07991.html
또 다른 모델은 TOI-700d를 구름이없는 전 지구의 현대 지구 버전으로 묘사합니다. 별빛이 행성의 대기를 통과 할 때 이산화탄소와 질소와 같은 분자와 상호 작용하여 스펙트럼 선 (spectral line)이라고하는 독특한 신호를 생성합니다.”또한 과학자들은 TOI-700d의 20 가지 모델 게시되었습니다 .
버전에 대해 시뮬레이션 된 스펙트럼을 생성했습니다.
.Modboat : 단일 모터를 갖춘 저비용 수중 로봇
작성자 : Ingrid Fadelli, Tech Xplore Modboat : 연구원들이 만든 저렴한 로봇 보트. 크레딧 : Knizhnik & Yim.2020 년 2 월 25 일 기능
펜실베이니아 대학의 GRASP 연구소의 연구원들은 최근에 해양을 모니터링하거나 해양 작업을 수행하는 데 사용될 수있는 로봇 보트 인 Modboat를 설계했습니다. arXiv에 사전 게시 된 논문에 제시된이 저렴한 수중 로봇 은 단일 모터를 사용하여 물에서 수영 할 수 있습니다. 연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 Gedaliah Knizhnik은 " 이 프로젝트에 대한 원래 아이디어 는 이스라엘 Technion 팀이 작성한 2015 년 논문 에서 나온 것 "이라고 TechXplore에 말했다. "저비용 로봇 공학을 연구하는 저의 연구실은이 아이디어에 착수했습니다. 우리는 수중 로봇에 대한 사전 경험이 있었기 때문에 이것이 확장 될 수있는 좋은 기회였습니다." 펜실베이니아 대학교의 Knizhnik과 그의 동료들이 수행 한 연구의 장기적인 목표는 개별적으로가 아니라 팀으로서 임무를 완수 할 수있는 저렴한 로봇 보트 떼를 만드는 것입니다. 그들의 최근 연구는이 방향의 첫 단계이며, 효율적이고 저렴한 수중 로봇을위한 설계를 소개합니다. 연구원들이 만든 로봇 인 Modboat는 상당히 단순하지만 물 속에서 효과적으로 움직일 수 있습니다. 로봇에는 본체와 두 개의 오리발이 있습니다. 그것은 몸을 앞뒤로 움직이는 단일 모터를 사용하여 움직이며, 물 속에서 노를 저으며 앞으로 움직일 수 있습니다. 모터가 모터를 좌우로 회전시키는 속도와 각 오리발이 얼마나 세게 헤엄 치는지를 조정하여 로봇을 특정 방향으로 조종 할 수 있습니다. 연구원들이 영감을 얻은 Technion에서 개발 한 로봇과 달리 Modboat의 독특한 디자인은 팀에서 잘 작동 할 수있게합니다.
물에서 Modboat. 크레딧 : Knizhnik & Yim.
Knizhnik은“우리 로봇은 다른 로봇만큼 수영 선수는 아니지만,이 디자인은 하나의 모터 만 사용한다는 점에서 독특하다”고 설명했다. "이로 인해 로봇 제작 비용이 저렴 해 지므로 많은 로봇을 제작하고 약한 수영 성능을 보상 할 수 있습니다." 연구원들은 일련의 실험에서 로봇을 평가 한 결과, 성능이 뛰어나지 만 직선으로 수영하는 데 어려움을 겪고 있음을 발견했습니다. 그 이유 는 중심 질량의 위치에 민감도 가 높기 때문 입니다. 이 감도는 오프셋 질량이 로봇에 유도하는 0이 아닌 롤 각도에서 비롯되며 개별 오리발의 추력에서 비대칭 성을 증가시킵니다. 논문의 말미에 연구원들은이 민감도를 실행 가능한 수준으로 줄일 수있는 대체 설계 전략을 제안합니다. Knizhnik은 "로봇을 저렴하게 만드는 것이 우리를 주류로 만드는 방법이지만, 저렴한 로봇은 종종 비싼 로봇보다 성능이 떨어진다"고 말했다. "이 연구에서 우리는 팀에서 작업 할 수있는 로봇의 능력을 촉진함으로써 독특한 디자인 원칙을 취해 그것을 현실화 할 수있는 방법을 보여주었습니다. 아직 그렇게하지는 않았지만, 우리는 준비 작업을 완료했습니다. " 플레이 00:00 00:12 설정 전체 화면 입력 플레이 크레딧 : 신용 : Knizhnik & Yim. 이 연구팀이 도입 한 저비용 수중 로봇 은 매우 유망하지만, 대규모로 구현하려면 설계를 개선해야합니다. 그러나 앞으로는 함대에 배치 할 수있는 저렴한 자동 로봇 보트를 제작하여 해상에서의 임무를보다 빠르고 효과적으로 완료 할 수있는 길을 열 수 있습니다. Knizhnik은 "이 디자인이 합리적으로 잘 작동하고 수영을 할 수 있다는 것을 보여 주었으므로 실제로 원하는 곳에서 수영을 할 수 있어야한다"고 덧붙였다. "우리는 지정된 경로를 따라 센서 배치, 측정 등에 사용할 수 있도록 노력하고 있습니다."
더 탐색 해파리를 모방 한 작고 부드러운 로봇 추가 정보 : 저비용 단일 모터 모듈 형 수중 로봇을 사용한 설계 및 실험. arXiv : 2002.01918 [cs.RO]. arxiv.org/abs/2002.01918 Gilad Refael et al. 단일 작동 수영 로봇 : 디자인, 모델링 및 실험, Journal of Intelligent & Robotic Systems (2018). DOI : 10.1007 / s10846-018-0776-x
https://techxplore.com/news/2020-02-modboat-low-cost-aquatic-robot-motor.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
.과학자들은 또한 붉은 행성(mars)에서 화석화 된 미생물 생명의 징후를 찾는 데 도움이 될 수 있습니다
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