스트론튬 티타 네이트상의 그래 핀에서의 나선형 양자 홀 상
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.딥 러닝 시스템은 RF 신호를 수집하여 사람의 존재를 감지합니다
작성자 : Ingrid Fadelli, Tech Xplore 연구원들이 개발 한 딥 러닝 기반 RF 감지 시스템의 작동 방식을 설명하는 그림. 크레딧 : Liu et al. 2020 년 2 월 28 일 기능
뉴욕 시러큐스 대학교의 연구원들은 최근 주변 무선 주파수 (RF) 신호를 분석하여 주어진 환경에서 인간의 존재를 감지 할 수있는 시스템을 개발했습니다. arXiv에 사전 게시 된 논문으로 제공되는이 새로운 시스템은 방대한 양의 RF 데이터에 대해 훈련 된 CNN (Convolutional Neural Network)을 사용합니다. 이번 연구를 수행 한 연구원 중 한 명인 Biao Chen은 "처음에는 딥 러닝을 통해 수동 RF 신호를 사용하여 실외 환경에서 드론을 탐지하려고 시도했습니다."라고 TechXplore에 말했습니다. "결과는 최고로 고르지 않았다. 특정 날짜에 수집 된 측정에 대해서는 효과가 있었지만 다른 날에는 실패했을 것이다" Chen과 그의 동료들은 얼마 동안 실외 환경에서 드론의 존재를 감지 할 수있는 시스템을 개발하려고 노력했습니다. 그러나 그들은 패시브 RF 신호를 분석하여 지속적으로 드론을 감지하는 것이 거의 불가능하다는 것을 깨달았습니다. 이동하는 환경을 제어 할 수 없었기 때문에 시스템은 전파 채널을 변경함에 따라 드론의 움직임에 의해 유도 된 RF 서명을 추출하도록 설계되었습니다 그러나 지나가는 자동차, 사람들이 개를 걷거나 주변 환경으로 움직 인 다른 것들도 영향을 받았습니다. Chen은“무인 항공기 실험에서 일관된 결과를 얻을 수 없었습니다. " 우리가 개발 한 학습 시스템 은 환경을 훨씬 쉽게 제어하고 교정 할 수있는 실내 응용 분야에 쉽게 적용 할 수 있습니다. 결국 주변 WiFi 신호를 사용하는 심층 학습 기반 존재 감지 시스템을 개발하게되었습니다." 방이나 다른 실내 환경에 사람이 있으면 RF 신호 전파가 여러 가지 방식으로 변경 될 수 있습니다. 연구자들은 RF 채널 측정을 사전 처리함으로써 신호를 요약하는 '이미지'를 만들 수 있었으며, 결과적으로 주어진 환경에서 사람의 존재를 감지하기 위해 분석 될 수있었습니다. 그런 다음 RF 신호의 두 가지 주요 특성 인 크기 및 위상 정보를 모두 포함하는 대량의 데이터에 대해 CNN을 교육했습니다. 시간이 지남에 따라 딥 러닝 알고리즘 은 사람 이 환경 을 채울 때와 채널 상태 정보 (CSI)를 분석 하여 환경 이없는 경우를 구별하는 방법을 배웠습니다 . Chen은 "WiFi, Bluetooth 또는 셀룰러 신호와 같은 주변 RF 신호의 유비쿼터스를 상황 인식 정보로 폭발적으로 제거하면 기존 RF 인프라에 부가 가치를 제공 할 수있다"고 말했다. 예를 들어, 점유율 감지는 RF 감지가 인프라가없는 저렴한 대안이거나 기존 접근 방식을 보완 할 수있는 애플리케이션입니다. " Chen과 그의 동료들은 기성품 WiFi 장치를 사용하여 실험실 내부에서 수행 된 여러 실험에서 CNN 기반 시스템을 평가했습니다. 그들의 시스템은 거의 모든 경우에 인간의 존재를 안정적으로 감지하여 여러 최첨단 수동 적외선 센서보다 우수한 것으로 밝혀졌습니다. 앞으로이 연구원 팀이 개발 한 시스템에는 여러 가지 유용한 응용 프로그램이있을 수 있습니다. 예를 들어, 제한 구역이나 개인 구역에서 사람의 존재를 감지하는 데 사용할 수 있습니다. 점유 및 인적 존재와 관련된 데이터를 실시간 으로 확보하면 빌딩 인텔리전스를 개선하고 에너지 소비를 줄일 수 있습니다 (예 : HVAC 및 조명 제어). Chen은 "딥 러닝은 종종 데이터 중심으로 선전된다"고 말했다. "반면은 교육 데이터에 대한 수요 (수량 및 품질 모두)가 압도적 일 수 있습니다. 기술이 실제로 실용화되기 위해서는 최종 사용자에게 데이터 수집 및 교육에 대한 부담이 없어야합니다. 따라서 현재와 미래의 작업 모션 데이터를 수집 할 필요없이 신뢰할 수있는 존재 감지를 달성하려고 시도 할 것입니다. " 이 연구소는 연구원들이 만든 24 시간 내내 실험실에서 인간의 존재를 모니터링하는 웹 사이트입니다 : demo.wifisensing.com/
더 탐색 EEG 기반 감정 인식을위한 새로운 딥 러닝 모델 추가 정보 : 딥 러닝을 통한 존재 감지를위한 주변 RF 수확. arXiv : 2002.05770 [cs.LG]. arxiv.org/abs/2002.05770
https://techxplore.com/news/2020-02-deep-learning-human-presence-harvesting-rf.html
.스트론튬 티타 네이트상의 그래 핀에서의 나선형 양자 홀 상
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 고유 전율 유전체에서 그래 핀의 스핀 분극 강자성 상. (A) 전하-중성 그래 핀의 강자성 단계에서, 반-충전 된 제로 란다 우 레벨의 파단-대칭 상태는 스핀 분극화되고 삽입 된 바와 같이 허니 콤 격자의 두 하위 격자를 차지한다. 에지 분산은 벌크 이소 핀 상태의 선형 조합으로부터 발생하는데, 이는 전자와 홀과 같은 분지로 분산되어 전하 중성에서 한 쌍의 역 전파 스핀 필터링 된 나선형 에지 채널을 생성한다. 빨간색과 파란색 화살표는 하위 수준의 스핀 분극을 나타냅니다. (B) 결정 학적 안락 의자 가장자리에 전파되는 나선형 가장자리 채널이있는 그래 핀 격자의 개략도. (C) 고 유전율 상수 환경 및 백 게이트 유전체 둘 다로서 기능하는 SrTiO3 기판 상에 배치 된 hBN 캡슐화 된 그래 핀 장치의 개략도. 저온에서 SrTiO3 기판의 상당한 유전 상수 (er ~ 10,000)와 초박형 hBN 스페이서 (두께 5 ~ 5nm 두께)로 인해 그래 핀 평면에서의 쿨롱 상호 작용이 실질적으로 차단되어 양자 홀 접지가 수정됩니다. 충전 중립 상태 및 나선형 에지 운송을 통한 강자성 단계의 출현. 확대도는 hBN으로 캡슐화 된 그래 핀 반 데르 발스 어셈블리의 원자 층과 SrTiO3의 표면 원자 구조를 보여준다. 신용: 저온에서 SrTiO3 기판 및 초박형 hBN 스페이서 (두께 5 내지 5 nm)의 그래 핀 평면에서의 쿨롱 상호 작용이 실질적으로 스크리닝되어, 전하 중성 및 양자의 출현으로 양자 홀 접지 상태의 변형을 초래한다. 헬리컬 엣지 트랜스 포트가있는 강자성 위상. 확대도는 hBN으로 캡슐화 된 그래 핀 반 데르 발스 어셈블리의 원자 층과 SrTiO3의 표면 원자 구조를 보여준다. 신용: 저온에서 SrTiO3 기판 및 초박형 hBN 스페이서 (두께 5 내지 5 nm)의 그래 핀 평면에서의 쿨롱 상호 작용이 실질적으로 스크리닝되어, 전하 중성 및 양자의 출현으로 양자 홀 접지 상태의 변형을 초래한다. 헬리컬 엣지 트랜스 포트가있는 강자성 위상. 확대도는 hBN으로 캡슐화 된 그래 핀 반 데르 발스 어셈블리의 원자 층과 SrTiO3의 표면 원자 구조를 보여준다. 신용:과학 , 도이 : 10.1126 / science.aax8201, 2020 년 2 월 28 일 기능
위상을 나타내는 물질은 치수, 대칭 및 위상 불변으로 분류되어 독특한 운송 및 스핀 특성을 갖는 전도성 에지 상태를 형성 할 수 있습니다 . 예를 들어, 양자 홀 효과 는 수직 자기장을받는 2 차원 (2-D) 전자 시스템에서 발생할 수 있습니다. 양자 홀 시스템의 고유 한 특성이 시간 역전 대칭 (엔트로피 보존) 위상 절연체 (TI) 와 비교 될 때 , 전자 사이의 쿨롱 상호 작용 에 의존 하여 다양한 형태로 강하게 상관되거나, 위상 적으로 또는 대칭으로 투영 된 상을 풍부하게합니다. 실험 시스템의. 현재 사이언스 (Science ) 에 관한 새로운 보고서 에서 루이 베이 랏 (Louis Veyrat)과 프랑스, 중국, 일본의 재료 과학, 양자 광학 및 광전자 연구팀 은 그래 핀 제로 랜도 레벨 즉, 별개의 에너지 값을 갖는 하전 입자가 차지하는 궤도 의 지상 상태를 조정했다 . 높은로 쿨롱 상호 작용의 적절한 스크리닝을 사용하여 유전 상수 (A)의 티탄산 스트론튬 (된 SrTiO3 3 ) 기판들은 마이크론 장거리에 걸쳐 110 켈빈까지의 온도를 견딜 1 테슬라의 낮은 자기장에서 강력한 헬리컬 가장자리 전송을 관찰 하였다. 이 다목적 그래 핀 플랫폼은 spintronics 및토폴로지 양자 계산 . 위상 절연체 (TI), 즉 내부에서 절연체로 작동하지만 전도성 표면 상태를 유지하는 물질 인 Chern 수 는 0으로 상호 작용하는 많은 Landau 레벨에서 발생하는 양자 홀 토폴로지 절연체 (QHTI) 로 등장했습니다 . 그것들은 반대의 키랄성을 갖는 양자 홀 시스템의 두 개의 독립적 인 사본으로 묘사 될 수 있지만, 실험 시스템은 설명 된 시나리오와 상충되며, 전하 중성, 고 이동도 그래 핀에서 수직 자기장 을 증가시킬 때 강한 절연 상태가 관찰됩니다 장치.
그래 핀 장치. 다양한 샘플의 광학 사진. 빨간색 선은 hBN으로 캡슐화 된 그래 핀 플레이크의 가장자리에 밑줄을 긋습니다. 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201
그래 핀에서의 강자성 (F) 상 (F- 상)의 실험적 형성은 이러한 격자-크기 전자-전자 및 전자-포논 상호 작용에 의해 잠재적으로 방해된다 . 이를 극복하기 위해 과학자들은 이전에 이방성 상호 작용 을 능가하기 위해 30 Tesla 이상의 매우 강한 면내 자기장 성분을 적용 하여 F 상이 그래 핀에서 실험적으로 나타날 수 있도록했다 . 다른 전략에서 그들은 그래 핀 이중층 을 사용했습니다.서로 다른 전하 캐리어 유형의 두 가지 양자 홀 상태를 호스팅하지만, 비현실적으로 강하고 기울어 진 자기장 또는 재료 조립의 복잡성으로 어려움을 겪었다. 결과적으로,이 연구에서 Veyrat et al. 단층 그래 핀에서 F 상을 유도하기 위해 다른 접근법을 사용했다. 이방성 상호 작용을 극복하기 위해 자기장을 사용하여 스펙트럼 라인을 분할하는 Zeeman 에너지 또는 Zeeman 효과 를 향상시키는 대신 , 이들은 쿨롱 상호 작용에 비해 격자-규모 상호 작용을 수정하여 스핀-편광 항의 지배적 인 역할을 복원하고 F-를 유도 하였다 단계.
낮은 자기장 양자 스핀 홀 효과. (A) 샘플 BNGrSTO-07의 h / e2 단위의 2 단자 저항 R2t 대 자기장 및 4K에서 측정 된 백 게이트 전압. 충전 비율 n = 1 및 2에서 표준 양자 홀 고원에 추가하여, 저항 B = 1.5와 4 T 사이의 전하 중성점 주변에서 변칙적 인 고원을 나타내며, 검은 점선과 양방향 화살표로 구분되며,이 샘플에서 QSH 효과의 체제를 나타냅니다. 이 고원에서의 저항 값은 h / e2이며 흰색으로 코드화되어 있습니다. 삽입 된 회로도는 접점 구성을 나타냅니다. 검은 접점이 떠 있습니다. 헬리컬 에지 채널의 빨간색과 파란색 화살표는 접점 사이의 전류 방향을 나타내고 A는 암페어 미터를 나타냅니다. (B) 서로 다른 자기장에서 (A)에서 추출 된 백 게이트 전압에 대한 e2 / h 단위의 2 단자 컨덕턴스 G2t = 1 / R2t. 2e2 / h 및 6e2 / h에서 양자 홀 효과의 첫 번째 컨덕턴스 플래 토가 잘 정의되어 있습니다. QSH 전도도 e2 / h는 Vbg = 0 V 부근의 전하 중성에서 분명하게 나타납니다. BNGrSTO-09 (파란색 점). 후자의 샘플은 두꺼운 hBN 스페이서를 가지며 절연쪽으로 발산되는 낮은 자기장에서 강한 양의 자기 저항을 나타낸다; 얇은 hBN 스페이서 (BNGrSTO-07)가있는 샘플은 ~ 4 T까지 지속되는 QSH 평탄도를 보여주고, 더 높은 자기장에서 저항이 증가합니다. W, 옴 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201 2e2 / h 및 6e2 / h에서 양자 홀 효과의 첫 번째 컨덕턴스 플래 토가 잘 정의되어 있습니다. QSH 전도도 e2 / h는 Vbg = 0 V 부근의 전하 중성에서 분명하게 나타납니다. BNGrSTO-09 (파란색 점). 후자의 샘플은 두꺼운 hBN 스페이서를 가지며 절연쪽으로 발산되는 낮은 자기장에서 강한 양의 자기 저항을 나타낸다; 얇은 hBN 스페이서 (BNGrSTO-07)가있는 샘플은 ~ 4 T까지 지속되는 QSH 평탄도를 보여주고, 더 높은 자기장에서 저항이 증가합니다. W, 옴 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201 2e2 / h 및 6e2 / h에서 양자 홀 효과의 첫 번째 컨덕턴스 플래 토가 잘 정의되어 있습니다. QSH 전도도 e2 / h는 Vbg = 0 V 부근의 전하 중성에서 분명하게 나타납니다. BNGrSTO-09 (파란색 점). 후자의 샘플은 두꺼운 hBN 스페이서를 가지며 절연쪽으로 발산되는 낮은 자기장에서 강한 양의 자기 저항을 나타낸다; 얇은 hBN 스페이서 (BNGrSTO-07)가있는 샘플은 ~ 4 T까지 지속되는 QSH 평탄도를 보여주고, 더 높은 자기장에서 저항이 증가합니다. W, 옴 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201 QSH 전도도 e2 / h는 Vbg = 0 V 부근의 전하 중성에서 분명하게 나타납니다. BNGrSTO-09 (파란색 점). 후자의 샘플은 두꺼운 hBN 스페이서를 가지며 절연쪽으로 발산되는 낮은 자기장에서 강한 양의 자기 저항을 나타낸다; 얇은 hBN 스페이서 (BNGrSTO-07)가있는 샘플은 ~ 4 T까지 지속되는 QSH 평탄도를 보여주고, 더 높은 자기장에서 저항이 증가합니다. W, 옴 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201 QSH 전도도 e2 / h는 Vbg = 0 V 부근의 전하 중성에서 분명하게 나타납니다. BNGrSTO-09 (파란색 점). 후자의 샘플은 두꺼운 hBN 스페이서를 가지며 절연쪽으로 발산되는 낮은 자기장에서 강한 양의 자기 저항을 나타낸다; 얇은 hBN 스페이서 (BNGrSTO-07)가있는 샘플은 ~ 4 T까지 지속되는 QSH 평탄도를 보여주고, 더 높은 자기장에서 저항이 증가합니다. W, 옴 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201 후자의 샘플은 두꺼운 hBN 스페이서를 가지며 절연쪽으로 발산되는 낮은 자기장에서 강한 양의 자기 저항을 나타낸다; 얇은 hBN 스페이서 (BNGrSTO-07)가있는 샘플은 ~ 4 T까지 지속되는 QSH 평탄도를 보여주고, 더 높은 자기장에서 저항이 증가합니다. W, 옴 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201 후자의 샘플은 두꺼운 hBN 스페이서를 가지며 절연쪽으로 발산되는 낮은 자기장에서 강한 양의 자기 저항을 나타낸다; 얇은 hBN 스페이서 (BNGrSTO-07)가있는 샘플은 ~ 4 T까지 지속되는 QSH 평탄도를 보여주고, 더 높은 자기장에서 저항이 증가합니다. W, 옴 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201
이 때문에, 이들은 양자 유전성 티탄산 스트론튬 (사용 된 SrTiO3 3 큰 정적 유전율을 나타내는 것으로 알려져 있음), (D≈10 4 에서) 저온 . 셋업은 결국 전하 중성에서 그래 핀의 접지 상태를 수정했다. Veyrat et al. 이는 육각형 붕소 질화물 (hBN) 캡슐화 에 기초한 고 이동성 그래 핀 헤테로 구조 를 엔지니어링함으로써 달성 되었으며, 스크린 된 구성에서 F-상의 출현을 용이하게 관찰 하였다. 셋업에서 전자 원과 드레인 (전자의 흐름) 접점과 나선형 모서리 섹션의 수를 변경하여 나선형 모서리 전송 을 관찰했습니다.. Veyrat et al. 또한 동일한 소스 및 드레인 전류 주입 접점을 유지하면서 샘플의 에지에서 전류 흐름을 보여 주면서 2 단자 저항과 비 국소 저항의 동시 측정을 관찰했습니다.
로컬이 아닌 헬리컬 엣지 전송. (A) (B)에 체계화 된 서로 다른 접점 구성에 대해 2.5T 및 4K에서 측정 된 2 단자 저항 대 백 게이트 전압. 삽입 된 그림은 측정 된 샘플 BNGrSTO-07의 광학 사진을 보여줍니다. 스케일 바는 4mm입니다. 각 접점 구성은 나선형 중계 운송에 필요한 예상 값에 도달 할 때 전하 중성 저항을 생성하며, 수평 점선으로 표시됩니다. (B) 측정 구성도. 검은 접점이 떠 있습니다. 헬리컬 에지 채널의 빨간색과 파란색 화살표는 접점 사이의 전류 방향을 나타냅니다. (C) 삽입 회로도에 표시된 접점 구성에서 적색 및 백 게이트 전압의 청색 및 비 국소 적, 4 단자 저항, RNL의 2 단자 저항 R2t. 회로도에서 V는 전압계를 나타냅니다. (D) CNP 대 자기장에서와 동일한 접점 구성에서 CNP에서의 저항, Vbg = 0V. 나선형 고원은 1T와 약 6T 사이의 2 단자 및 4 단자 저항 모두에서 관찰됩니다. 학점 : 과학, doi : 10.1126 / science.aax8201
헬리컬 에지 전송의 견고성을 조사하기 위해 팀은 온도와 자기장 의존성에 대한 체계적인 연구를 수행했습니다. SrTiO 3 유전 상수는 최대 200 K까지 충분히 높게 유지되었고, 유전 스크리닝은 사실상 영향을받지 않았다. 양자화 된 나선형 에지 전송의 한계를 이해하기 위해, 팀은 양자화 된 나선형 에지 전송이 최대 110K의 매우 높은 온도를 견딜 수 있음을 보여주기 위해 여러 자기장 및 온도 값에서 서로 다른 접점 구성을 측정했습니다. 그런 다음 팀은 SrTiO 3 의 핵심 역할을 시연했습니다.F 상 확립 동안 유전체 기판. 고유 전율 측정에서 전자-전자 상호 작용이 실질적으로 감소 되었기 때문에, F-상은 제어 실험에서 기저 상태로 나타났다. Veyrat et al. 추가로 쿨롱 및 전자-포논 상호 작용의 스크리닝 효과 및 단거리 격자-규모 기여는 에너지 적으로 유리한지면 상태를 결정하기 위해 조사되었다. 관찰 된 메커니즘은 흥미로운 새로운 관점을 열어 줄 것입니다. 예를 들어, 쿨롱 에너지 스케일 천이 절연성 사소한 양자 홀 바닥 상태-A 타입 강자성 상을 QHTI (양자 홀 위상 절연체)로부터 위상 양자의 위상 전이를 유발하는 자계를 증가시킴으로써 향상 될 수있는 종래 작은 어드레싱 .
헬리컬 에지 트랜스 포트의 위상 다이어그램. (A) 다양한 온도에서 측정 된 백 게이트 전압과 4 T의 자기장에 대한 샘플 BNGrSTO-07의 2 단자 저항. 백 게이트 전압은 기판 유전 상수의 온도-의존성을 보상하기 위해 재 정규화된다. (B) (A)와 동일한 데이터에 대한 CNP에서의 2 단자 저항. 삽입 된 그림은 (A)와 (B)에서 사용 된 접점 구성을 보여줍니다. (C) CNP에서 자기장 및 온도에 대한 2 단자 저항은 삽입에 표시된 다른 접촉 구성에 대한 온도입니다. 저항은 넓은 범위의 온도와 자기장, 즉 B = 5 T에서 최대 T = 110 K까지 나선 에지 전송 (2 3 h e2, 색상 코드는 연 황색)에 대해 예상되는 값에서 안정을 나타냅니다. 별표는 다른 접점 구성을 측정하여 헬리컬 엣지 운송이 확인 된 매개 변수를 나타냅니다. (녹색 별은 양자화 된 나선형 에지 전송을 나타내고, 빨간색 별은 CNP에서의 양자화 편차를 나타냅니다.) 점선 곡선은 F상의 양자화 된 나선형 에지 전송의 대략적인 한계를 나타내는 눈에 대한 가이드입니다. (D) 에지에서 갭의 개방을 나타내는 제 0 랜도 레벨 파쇄 대칭 상태의 에지 분산의 개략도. (E) 각각 5 및 61 nm의 hBN 스페이서를 갖는 샘플 BNGrSTOVH-02 (적색 점) 및 BNGrSTO-09 (청색 점)에서 측정 된 전하 중성점 대 자기장에서의 활성화 에너지. 점선은 BNGrSTOVH-02에 대한 선형 적합이며 BNGrSTO-09에 대한 의존성에 적합합니다. 전 인자 α = 64 KT-1 / 2는 무장애 격차에 해당하며, 절편은 샘플 이동성과 일치하는 Landau 수준의 장애 확대를 설명합니다. 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8201
이런 방식으로 Louis Veyrat와 동료들은 차폐 된 그래 핀에서 강자성 (F) 단계를 보여주었습니다. 이 셋업은 강력한 나선형 에지 전송을 갖는 프로토 타입 상호 작용 유도 토폴로지 위상으로서 낮은 자기장에서 나타났다. 초전도성- 가속화 된 구조 에서 제로 에너지 모드를 연구하기 위해 자기장으로 에지 여기를 조정할 수 있었다 . 연구에 사용 된 hBN 스페이서의 두께로 인해 기판 스크리닝 엔지니어링 방법을 조정할 수 있었기 때문에 연구팀은 다른 상관 관계가있는 2-D 시스템의 접지 상태와 광전자 특성이 유전체 환경에 크게 영향을받을 것으로 예상합니다. 더 탐색 모아레 이종 구조에서 고유 양자화 된 변칙 홀 효과 추가 정보 : Louis Veyrat et al. SrTiO3, 과학 (2020) 상의 그래 핀에서의 나선형 양자 홀 상 . DOI : 10.1126 / science.aax8201 Javier D. Sanchez-Yamagishi et al. 그래 핀 전자-정공 이중층의 나노 에지 상태 및 분수 양자 홀 효과, Nature Nanotechnology (2016). DOI : 10.1038 / nnano.2016.214 AF 영 등. 그래 핀 양자 스핀 홀 상태에서 조정 가능한 대칭 파괴 및 헬리컬 엣지 수송 홀 상태, 자연 (2013). DOI : 10.1038 / nature12800 저널 정보 : 과학 , 자연 나노 기술 , 자연
https://phys.org/news/2020-02-helical-quantum-hall-phase-graphene.html
.철제 소행성
에 의해 예나 프리드리히 쉴러 대학 잘못된 색상의 현미경 이미지. (a) 조사 된 이토 카와 곡물 중 하나. 미네랄 트로 일 라이트 (FeS, 바이올렛)는 규산염 미네랄 (녹색)로 둘러싸여 있습니다. (b) 철 수염이있는 트로 라이트 표면 (보라색) (파란색). (c) 철 수염의 확대 이미지. 크레딧 : Toru Matsumoto 2020 년 2 월 28 일
이토 카와는 일반적으로 지름이 수백 미터에 불과한 암석 덩어리로, 수많은 다른 천체들 사이에서 태양을 공전하고 지구의 궤도를 반복적으로 가로 지르는 상당히 평균적인 지구 근처의 소행성 일 것입니다. 그러나 이토 카와를 차별화하는 한 가지 사실이 있습니다. 2005 년에는 지구 방문을 주최했습니다. 일본 우주국 인 JAXA는 하야부사 탐사선을 이토 카와 (Itokawa)로 보냈는데,이 토양은 토양 샘플을 수집하여 우주 여행 역사상 처음으로 안전하게 토양으로 가져 왔습니다. 이 귀중한화물은 2010 년에 도착했으며 그 이후로 샘플은 집중적 인 연구 대상이었습니다. 먼지 입자의 표면의 작은 웨이퍼 얇은 결정으로 덮여 : 일본 예나에서 연구팀은이 작은 샘플 입자의 일부에서 이전에 알려지지 않은 비밀을 감언 이설에 성공했다 철 . 이 관찰은 Jena에있는 Friedrich Schiller University의 Falko Langenhorst 교수와 Dennis Harries 박사를 놀라게했습니다. 결국, 지난 10 년 동안 전 세계의 연구팀은 이토 카와의 먼지 입자의 구조와 화학 성분을 철저히 연구 해 왔으며, 아무도 철의 수염을 발견 한 적이 없었습니다. 예나의 지구과학 연구소의 분석 광물학 그룹의 방문 과학자로 일 년을 보내고있는 일본 연구원 마쓰모토 토루 박사는 투과 전자 현미경으로 입자를 검사했을 때만 그는 고해상도 이미지를 사용하여 결정을 찾을 수있었습니다. 태양풍은 천체를 풍긴다 이 발견은 소행성에서 다른 입자들에게도 보여진 작은 철 '위스커 (whisker)'가 이전에 놓쳐 졌기 때문에 흥미로울 뿐이다. 그것들의 형성 방식이 특히 흥미 롭다. Falko Langenhorst는“이러한 구조는 소행성 표면에 대한 우주 영향의 결과이다. 암석뿐만 아니라 태양풍의 고 에너지 입자도 소행성 표면에 부딪쳐 풍화 작용을합니다. 소행성의 중요한 구성 성분은 철과 황이 결합 된 미네랄 트로 라이트입니다. 광물 학자 Langenhorst는“우주 풍화의 결과로 철은 트로 라이트에서 방출되어 현재 발견 된 바늘 형태로 표면에 퇴적된다”고 말했다.
Falko Langenhorst 박사 (왼쪽에서 오른쪽으로), Toru Matsumoto 박사와 Dennis Harries 박사는 투과 전자 현미경으로 소행성 '이토 카와'의 먼지 입자를 검사했습니다. 크레딧 : Anne Günther / FSU
발견 된 얼음 결정의 크기와 수로부터, 연구원들은 소행성이 얼마나 빨리 유황을 잃는지를 추정 할 수 있습니다. 마츠모토 토루는“이 과정은 우주적 관점에서 볼 때 매우 빠르다. 그가 분석 한 결정은 머리카락의 두께의 약 50 분의 1 정도 인 최대 2 마이크로 미터 길이입니다. 후쿠오카 큐슈 대학의 연구원은“이 작은 수염은 약 1,000 년 후에 이미이 크기에 도달했다. 장기적으로, 얼음 결정의 분석은 다른 천체의 풍화 과정을 더 잘 이해하고 나이를 결정하는 데 사용될 수 있습니다. 이를 위해 연구원들은 이미 특정 소행성을 가지고 있습니다. NASA의 OSIRIS-REx 프로브는 현재 소행성 Bennu에서 샘플을 채취 할 준비를하고 있으며 JAXA의 Hayabusa2는 이미 지구로 돌아가고 있습니다. 일본 탐침은 작년에 류구 소행성을 방문했으며 이토 카와와 마찬가지로 먼지 입자를 수집했습니다. 샘플은 2020 년 말에 지구상에 착륙해야하며 Jena 광물 학자와 Toru Matsumoto의 국제 팀이 예상대로 기다리고 있습니다.
더 탐색 하야부사에 의해 수집 된 입자는 소행성 이토 카와의 절대 연령을줍니다 추가 정보 : Toru Matsumoto et al., 소행성 이토 카와의 철 수염은 우주 풍화에 의한 황화물 파괴를 나타냅니다 ( Nature Communications , 2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-14758-3 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 예나 프리드리히 쉴러 대학
https://phys.org/news/2020-02-iron-clad-asteroid.html
.꼬인 2 차원 재료는 강한 상관 관계가있는 1 차원 물리학에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다
하여 물질의 최대 플랭크 구조 연구소와 다이나믹 일차원 적 상관 상태는 꼬인 이중층 게르마늄 셀레 나이드에서 나타난다. 그림은 밀도 함수 이론 계산에서 얻은 이러한 상태의 전하 밀도 분포를 보여줍니다. 크레딧 : Lede Xian, Jörg Harms, MPSD 2020 년 2 월 28 일
함부르크의 Max Planck Institute of Matter (MPSD) 연구소, 독일 RWTH 아헨 대학교 (Athchen University) 및 미국의 Flatiron 연구소의 연구원들은 두 장의 원자로 된 얇은 재료를 쌓아서 만들 수있는 가능성을 밝혀 냈습니다 꼬임에서 서로는 예상보다 훨씬 큽니다. 4 명의 과학자들은 그래 핀이나 WSe 2 와 같은 3 배 또는 6 배 대칭의 격자에 초점을 맞추기보다는 직사각형 단위 셀을 가진 물질 인 게르마늄 셀레 나이드 (GeSe)를 조사했다 . 대규모 ab-initio와 밀도 매트릭스 재 정규화 그룹 계산을 결합함으로써 연구자들은 Moiré 간섭 패턴이 상관 된 1 차원 시스템의 병렬 와이어를 생성 할 것이라고 밝혔다. 그들의 작품은 이제 Nature Communications 에 출판되었다 . 이것은 모아레 비틀림 물리학을 사용하여 실현 가능한 구조의 범위를 상당히 넓히고 상관 시스템이 2 차원에서 1 차원으로 어떻게 교차하는지에 대한 어려운 질문에 대한 내향을 제공합니다. 입자들이 다차원 적 맥락에서와 같이 서로를 통과 할 수 없기 때문에, 상관 관계가 반드시 집단적 여기를 야기하기 때문에 1 차원 시스템은 흥미 롭다. 단테 Kennes는 두 가지의 결합 분석을 말한다 수치 방법은 우리는 분류 할 수 있었다 "좋은 결과를 얻었다 상태도 트위스트 GeSe 두 시트와 상관 모트 절연체 및 소위 Luttinger을 포함한 물질의 실현 단계의 과다를 발견 액체상은 우리의 독립적 인 입자 그림을 근본적으로 무시하는 물리 현상을 드러냅니다. " Lede Xian은 다음과 같이 덧붙였다. "우리는 강하게 상관 된 1D 물리학과 1 차원에서 2 차원으로의 크로스 오버를 매우 조정 가능하고 실험적으로 접근 가능한 방식으로 이해하기위한 흥미로운 플랫폼으로 꼬인 GeSe를 설립했습니다." 이 연구는 많은 미래 방향을 제시합니다. 특히 흥미로운 접근 방법 중 하나는 GeSe의 요소를 대체하여 더 높은 스핀 궤도 결합을 달성하는 것입니다. Flatiron Institute의 전산 양자 물리학 센터 (Center for Computational Quantum Physics)의 Martin Claassen은 다음과 같이 지적했다. 이러한 상태는 소위 큐 비트로 사용될 수 있으므로 특히 중요합니다. 기본 계산 건물 인 클래식 비트와 동등한 양자. 따라서, 끝 부분에 Majoranas가 부착 된 많은 병렬 Moiré 와이어를 생성하는 능력은 자연적으로 확장 가능한 방식으로 토폴로지 양자 컴퓨팅의 잠금을 해제하는 흥미로운 미래를 보여줍니다. MPSD의 이론 부서 책임자 인 엥겔 루비오는 "현재의 연구는 2 차원 재료를 꼬아 서 양자 재료의 요구에 따라 특성을 생성하는 방법에 대한 귀중한 통찰력을 제공한다"고 결론 지었다.
더 탐색 플라즈몬이 원자 평지에 도달했을 때 추가 정보 : DM Kennes et al. 꼬인 이중층 게르마늄 셀레 나이드의 1 차원 편평 밴드, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-14947-0 저널 정보 : Nature Communications Max Planck Institute에서 제공하는 물질의 구조 및 역학
https://phys.org/news/2020-02-d-material-insights-strongly-physics.html
.난기류 해소 : 체액이 질서에서 무질서로 변하는 방식에 대한 새로운 통찰
작성자 : Leah Burrows, Harvard John A. Paulson 공학 및 응용 과학 학교 두 소용돌이의 충돌 역학에 대한 3D 재구성. 크레딧 : Ryan McKeown / Harvard SEAS, 2020 년 2 월 29 일
난기류는 어디에나 있습니다. 비행기를 흔들고 욕조에 작은 소용돌이를 만들지 만 고전 물리학에서 가장 잘 이해되지 않는 현상 중 하나입니다. 난류는 정렬 된 유체 흐름이 작은 소용돌이로 나뉘어 서로 상호 작용하고 심지어 더 작은 소용돌이로 나뉘어 서로 상호 작용하는 등의 문제가 발생하여 급류 래프팅을 매우 재미있게 만드는 혼란의 혼란의 소용돌이가 될 때 발생합니다. 그러나 혼란에 빠지는 그 역학은 수세기 동안 과학자들을 혼란스럽게 만들었다. 그들이 무언가를 이해하지 못하면 물리학 자들은 해결책을 가지고 있습니다. 우주의 기본 구성 요소를 이해하고 싶습니까? 파티클을 함께 부수십시오. 난기류 의 기본 역학을 풀고 싶 습니까? 소용돌이를 함께 부수십시오. 하버드 존 A. 폴슨 공학 및 응용 과학 학교 (SEAS)의 연구원들은 소용돌이 고리를 서로 부딪 히고 초 고해상도 카메라로 결과를 기록함으로써 난기류가 발생하는 기본 메커니즘을 확인했을 수 있습니다. 3D 시각화 프로그램을 사용하여 충돌 역학을 재구성합니다. 휴스턴 대학교 (University of Houston)와 ENS de Lyon의 협력자들이 수행 한 수치 시뮬레이션 분석과 함께, 연구원들은 유체 시스템이 질서에서 무질서로 어떻게 변하는 지에 대한 전례없는 통찰력을 얻었습니다. 이 연구는 Science Advances에 설명되어 있습니다.
소용돌이 대포는 75 갤런 수족관에서 발사되어 소용돌이를 만듭니다. 각 소용돌이는 서로 다른 색으로 염색되어 연구원들이 어떻게 상호 작용하는지 관찰 할 수있었습니다. 크레딧 : Harvard SEAS
SEAS의 응용 물리학과 부교수 인 Shmuel Rubinstein은“날씨를 예측하고 보잉 747이 난류로 비행하는 이유를 이해하고 바다에서의 전 세계 흐름을 결정하는 것은 우리가 난류를 얼마나 잘 모델링하는지에 달려있다”고 말했다. 논문의 해당 저자. 그러나 난류에 대한 우리의 이해는 여전히 에너지가 어떻게 소멸 될 때까지 점점 더 작아 지는가를 설명하는 기계적인 설명이 부족하다. 휴스턴 대학교 기계 공학과 조교수 인 로돌포 오 증라-모 니코 (Rodolfo Ostilla-Mónico) 교수는“난류와 같이 매우 복잡한 시스템에서 무슨 일이 일어나고 있는지 이해하는 것은 항상 어려운 일이다. "모든 길이 규모에서 소용돌이는 서로 긴장하고 압축하여 혼란스러운 그림을 생성합니다.이 작업을 통해 간단한 쌍 상호 작용을 분리하여 시청할 수 있습니다. 이러한 상호 작용이 충분히 존재하는 경우 어떻게 풍부한 역 동성을 이끌어 낼 수 있을까요?" 물리학 자들은 1990 년대 이후 난류를 이해하기 위해 와동 충돌체를 사용해 왔지만, 이전 실험에서는 충돌의 속도를 늦추고 재구성 할 수 없었습니다. 이를 위해 연구원들은 강력한 스캐닝 레이저 시트를 고속 카메라 (초당 수십만 장의 이미지를 찍을 수있는)와 동기화하여 전체 충돌을 실시간으로 신속하게 스캔합니다.
와동이 충돌하면 가장자리가 비대칭 파를 형성합니다. 이 파문은 손가락 모양의 필라멘트로 발달하여 충돌하는 코어 사이에서 수직으로 자랍니다. 크레딧 : Harvard SEAS
그들은 75 갤런 수족관에서 소용돌이 대포를 사용하여 소용돌이를 만들었습니다. 각 소용돌이는 다른 색으로 염색 되었기 때문에 연구자들은 폭력적으로 충돌 할 때 어떻게 상호 작용하는지 관찰 할 수있었습니다. 충돌 후 고리가 염료 퍼프로 사라지는 데 1 초도 걸리지 않지만 그 시간 안에 많은 물리가 발생합니다. 첫째, 고리는 서로 부딪 치면서 바깥쪽으로 뻗어 있으며 가장자리는 비대칭 파를 형성합니다. 이 파문은 손가락 모양의 필라멘트로 발달하여 충돌하는 코어 사이에서 수직으로 자랍니다. 이 필라멘트는 이웃과 반 회전하여 밀리 초 동안 서로 상호 작용하는 새로운 소형 소용돌이를 만듭니다. 이러한 와동은 또한 필라멘트를 형성하여 필라멘트를 형성한다. 연구팀은이 캐스 케이 딩주기의 3 세대를 보았는데, 각각의주기는 이전과 같지만 러시아의 중첩 된 무질서한 인형이다. SEAS의 대학원생이자 논문의 첫 번째 저자 인 Ryan McKeown은“대규모에서 소규모로의 이와 유사한 행동은 매우 신속하고 질서 정연하게 나타난다”고 말했다. "이 계단식 효과는 이러한 상호 작용이 규모와 무관하게 작동하는 방식에 대한 보편적 인 메커니즘을 가리킬 수 있기 때문에 정말 흥미 롭습니다." 실험 외에도 연구 팀은 고장의 역학을 이해하고 캐스케이드의 에너지 스펙트럼이 어떻게 진화하는지 정량화하기 위해 수치 시뮬레이션을 개발했습니다. 난기류는 매우 구체적이고 잘 정의 된 에너지 스펙트럼을 가지고 있습니다. 이 시스템은 비행기를 덜 ttle 거리는 난기류보다 훨씬 단순하지만, 연구자들은 소용돌이의 말기 고장시 에너지 스펙트럼이 완전히 발달 된 난기류의 동일한 스케일링을 따른다는 것을 발견했습니다. McKeown은 "이것은 다른 시스템이지만 짧은 시간 동안 동일한 난류 조건을 생성하고 있음을 보여주는 좋은 증거입니다."라고 McKeown은 말했습니다.
더 탐색 전문가들은 혼돈에서 질서가 어떻게 나오는지 조사합니다 추가 정보 : Ryan McKeown et al, 타원형 불안정성 인 Science Advances (2020) 의 반복적 인 캐스케이드를 통한 난류 발생 . DOI : 10.1126 / sciadv.aaz2717 저널 정보 : 과학 발전 Harvard John A. Paulson 공학 및 응용 과학 학교 제공
https://phys.org/news/2020-02-unraveling-turbulence-insights-fluids-disorder.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.
.DNA 발견은 새로운 유형의 암 약물로 이어질 수 있습니다
에 의해 코펜하겐의 대학 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 2 월 28 일
세포는 이전에 생각했던 것보다 더 많은 스트레스 하에서 생존하고 증식 할 수 있다고 보건 및 의료 과학부의 연구 결과를 보여줍니다. 이것은 세포 분열 동안 DNA 복제를 개시하는 필수 유전자 DNA 폴리머 라제 알파 또는 POLA1을 억제함으로써 발견되었다 . 이 발견은 연구자들에게 DNA 복제에 대한 새로운 통찰력을 제공하며 잠재적으로 새로운 유형의 암 치료에 사용될 수 있습니다. 세포질 분자학과의 염색체 안정성 센터의 연구 책임자 겸 부교수 Luis Toledo는 다음과 같이 말합니다. "우리가 환상 인이라면 암과 싸우는 데 사용할 수있는 완전히 새로운 분자가 탄생했을 것"이라고 덧붙였다. "기본적으로, 우리가 연구 결과를 머리로 돌리면,이 새로운 전략은 암 세포에 내장 된 약점을 이용하여 그들이 분열되는 동안 충돌하게 만드는 것을 목표로 합니다." 느슨한 지퍼 세포가 분열 할 때 , 이중 DNA 가닥은 지퍼가 풀린 지퍼처럼 세로로 열립니다. 새로운 이중 가닥은 분리 된 각 가닥에 구축되므로 점차 두 개의 새로운 "지퍼"가 생깁니다. 지퍼의 새로운 절반이 만들어지기 전에 약간의 DNA가 일시적으로 단일 가닥 형태로 노출됩니다. 이 과정은 새로운 지퍼를 형성하는 데 필요합니다. 그럼에도 불구하고, 많은 양의 단일 가닥 DNA는 전통적으로 연구자들에 의해 세포 증식 동안 병리학 적 스트레스의 징후로 간주되어왔다. 그러나이 새로운 연구의 연구원들은 DNA unzippers가 예상보다 느슨하게 작용한다는 것을 발견했다. 이것은 다량의 단일 가닥 DNA를 생성 할 수 있으며, 현재 연구원들은 세포가 실제로 대량으로 견딜 수있는 자연 스트레스의 형태에 지나지 않음을 보여줍니다. 여전히, 이러한 내성이 존재하기 위해, 세포는 단일 가닥 DNA 부분을 덮기에 충분한 양의 보호 단백질 RPA를 필요로한다. "우리는 세포가 많은 양의 단일 가닥 DNA로도 게놈을 복제 할 수 있음을 보았습니다. 그들은 보호 우산으로 작용하는 과량의 RPA 분자를 가지고 있기 때문에 건강하게 나눌 수 있습니다." 코펜하겐 대학교 Amaia Ercilla 대학의 연구의 첫 번째 저자이자 전 박사 후 연구원은 다음과 같이 덧붙였습니다. "하지만 동전의 반대면이 있습니다. 우리가 세포가 보호 할 수있는 것보다 단일 가닥 DNA를 더 빨리 생성하게하면 염색체는 문자 그대로 수백 개의 조각으로 부서져 복제 복제라고 부릅니다. 우리는 항상 이것을 사용할 수 있다고 생각했습니다. 예를 들어 암세포를 죽이는 것”이라고 덧붙였다. 암에 대한 무기 Amaia Ercilla와 Luis Toledo는 정상적인 상황에서 셀의 예비 RPA를 고치기가 매우 어렵다고 설명합니다. 연구원들이 단일 가닥 DNA의 양을 증가시키기 위해 다른 유형의 화학 요법을 사용했을 때 새로운 연구에서도 마찬가지였습니다. 지금까지 이용 가능한 최고의 화합물을 사용할 때조차도 세포에서 RPA 매장량을 고갈시키는 데 약 1 시간이 걸렸으며, 이는 복제 재앙과 관련 세포 사멸을 유발했습니다. 그러나이 새로운 연구의 연구자들은 Luis Toledo가 '최고의 단일 가닥 DNA 발생기'라고 부르는 것을 발견했다고 믿고 있습니다. 부교수는“POLA1을 억제 할 때 새로운 DNA를 만들 수는 없지만, DNA unzippers는 계속 진보하고 단일 가닥 DNA를 매우 빠른 속도로 생성한다. "모든 세포는 암 세포를 포함하여 POLA1 억제제에 민감 할 수 있으며 , 우리는이 전략이 매우 빠른 속도로 증식하는 매우 공격적인 암에 대해 특히 유용 할 수 있다고 추측 할 수 있습니다." 연구 그룹의 다음 단계는 POLA1 유전자를 생물학적으로 억제하고 다른 물질과 함께 암 환자 의 치료에 사용될 수있는 더 많은 분자를 찾는 것 입니다.
더 탐색 원자 수준의 디테일로 캡처 된 DNA 복제 기계 추가 정보 : Amaia Ercilla et al., ssDNA에 대한 생리적 내약성은 DNA 복제 중 가닥 결합 해제를 가능하게합니다, Cell Reports (2020). DOI : 10.1016 / j.celrep.2020.01.067 저널 정보 : 셀 보고서 코펜하겐 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-02-dna-discovery-cancer-drugs.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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