수학적 모델은 세포 효소의 거동을 보여준다
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.이미지 : 화성의 전체 절반은 지구의 두 반쪽으로 이루어진 세계로
에 의해 유럽 우주국 ESA의 Mars Express의이 새로운 이미지에서 볼 수 있듯이 화성은 지구의 두 반쪽으로 이루어진 세계로, 지구의 극적으로 다른 반구가 하나로 합쳐지는 곳을 보여줍니다. 화성의 북반구는 평평하고 매끄럽고 장소에서 남쪽보다 몇 킬로미터 더 낮습니다. 한편 남반구에는 많은 나무가 쌓여 있으며 과거의 화산 활동으로 가득 차 있습니다. '이분법 경계'로 알려진 전환 구역은 북부 저지대와 남부 고원을 분리합니다. 이 지역의 많은 부분은 과학자들이 프렛 트 지형이라고 부르는 것으로 가득 차 있습니다. 이 이미지는 Nilosyrtis Mensae라는 프렛 지형을 보여줍니다. 채널, 계곡과 마모 된 분화구는이 지역이 화성 역사에서 경험 한 물, 바람 및 얼음 침식을 반영하여 프레임을 가로 질러 볼 수 있습니다. 이 이미지는 19908 년 궤도에서 2019 년 9 월 29 일에 수집 된 데이터로 구성됩니다.지면 해상도는 약 15m / 픽셀이며 이미지의 중심은 약 69 ° E / 31 ° N입니다. 이 이미지는 HRSC (High Resolution Stereo Camera)의 nadir 및 컬러 채널의 데이터를 사용하여 만들어졌습니다. Nadir 채널은 마치 표면을 똑바로 바라 보는 것처럼 화성 표면에 수직으로 정렬됩니다. 북쪽은 오른쪽입니다. 크레딧 : ESA / DLR / FU Berlin 지면 해상도는 약 15m / 픽셀이며 이미지는 약 69 ° E / 31 ° N입니다. 이 이미지는 HRSC (High Resolution Stereo Camera)의 nadir 및 컬러 채널의 데이터를 사용하여 만들어졌습니다. Nadir 채널은 마치 표면을 똑바로 바라 보는 것처럼 화성 표면에 수직으로 정렬됩니다. 북쪽은 오른쪽입니다. 크레딧 : ESA / DLR / FU Berlin 지면 해상도는 약 15m / 픽셀이며 이미지는 약 69 ° E / 31 ° N입니다. 이 이미지는 HRSC (High Resolution Stereo Camera)의 nadir 및 컬러 채널의 데이터를 사용하여 만들어졌습니다. Nadir 채널은 마치 표면을 똑바로 바라 보는 것처럼 화성 표면에 수직으로 정렬됩니다. 북쪽은 오른쪽입니다. 크레딧 : ESA / DLR / FU Berlin 2020 년 2 월 13 일
ESA의 Mars Express의이 새로운 이미지가 강조되어이 극적으로 다른 지역이 하나로 결합 된 곳을 보여 주므로 Mars는 두 부분으로 구성된 세계입니다. 화성 표면 의 형태와 특성은 위치에 따라 크게 다릅니다. 화성의 북반구는 평평하고 매끄럽고 장소에서 남쪽보다 몇 킬로미터 더 낮습니다. 남반구는 한편, 크레이터, 과거 화산 활동의 포켓 후추된다. 전환 영역 으로 알려진 '이분법의 경계'분리 북부 저지대와 남부 고원. 이 지역의 많은 부분은 과학자들이 프렛 트 지형이라고 부르는 것으로 가득 차 있습니다. 거칠고 뾰족한 화성인 남쪽이 더 부드러운 북쪽으로가는 고르고 부서진 조각난 지형. Mars Express 고해상도 스테레오 카메라 (HRSC)의이 새로운 이미지는 Nilosyrtis Mensae라는 프렛 지형의 영역을 정확하게 보여줍니다. Nilosyrtis Mensae는 미로처럼 보이고 많은 수로와 계곡이 지형을 통해 조각되어 있습니다. 계곡은 시간이 지남에 형성 및 지역에 걸쳐 슬라이스 한 및 정의하면-: 물, 바람과 얼음 강하게 화성의 지질 학적 변화와 함께, 해부 및 지형 침식,이 지역에 영향을 미치는되어 충격 분화구는 천천히 자신의 벽을 분해하고 점차적으로 기능했다 입고
이 색상으로 구분 된 지형 이미지는 19908 년 궤도에서 2019 년 9 월 29 일 Mars Express High Resolution Stereo Camera에서 수집 한 데이터를 기반으로 Nilosyrtis Mensae라는 Mars 표면 영역을 보여줍니다.이 뷰는 디지털 지형 모델 (DTM)을 기반으로합니다. 풍경의 지형이 도출 될 수있는 지역; 표면의 아래쪽 부분은 파란색과 자주색으로 표시되며 높은 고도 영역은 왼쪽 하단의 눈금에 표시된대로 흰색, 노란색 및 빨간색으로 표시됩니다. 북쪽은 오른쪽입니다. 크레딧 : ESA / DLR / FU 베를린, CC BY-SA 3.0 IGO
프레임의 오른쪽에있는 큰 분화구는 이러한 열화의 예입니다. 부드럽게 경 사진 벽, 부드럽게 된 가장자리 및 시간이 지남에 따라 퇴적물로 채워진 평평한 바닥이있는 부드럽고 둥근 모양입니다. 이 낡은 형태는 분화구의 발달 된 시대와 그것이 형성된 후 침식 된 수준을 반영합니다. 이러한 침식 과정은 또한 둥근 언덕과 고립 된 평평한 언덕 또는 '메사 (mesas)'를 만들어 분화구 내부와 지역 전체에서 더 넓게 볼 수 있습니다. 프렛 지형. 과학자들은 Nilosyrtis Mensae에 관심이 있으며 남북 사이의 흥미로운 전환 구역에서의 위치뿐만 아니라 화성에서의 물의 역사에 대한 비밀을 유지할 수 있습니다.
Mars Express와 같은 임무를 통해이 지역을 관찰 한 결과, 융기, 홈 및 기타 흐르는 물질 (얼음 일 가능성이 있음)을 나타내는 표면 질감이 밝혀졌습니다. 고대 화성의 기후와 분위기 덕분에 얼음과 눈이 행성 표면을 가로 질러 쌓이고 움직일 수있었습니다. 얼음은 다양한 계곡과이 지역 의 고원을 가로 질러 흐르면서 느리게 움직이는 빙하의 형태로 이동하면서 파편을 휩쓸 었다고 생각됩니다 . 이러한 특징은 지구의 암석 빙하와 유사합니다. 진흙과 퇴적층으로 덮인 얼음 흐름 또는 더 큰 바위와 바위가 산재되어있는 얼음, 진흙, 눈 및 암석 혼합물이 흐릅니다. 화성 표면에서 진행되는 다양한 프로세스를 연구하고 특성화하는 것이 Mars Express의 주요 목표입니다. 2003 년에 발사 된이 우주선은 현재 10 년 반 동안 붉은 행성을 공전하고 있습니다. 한편, ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter (TGO)는 2016 년에 합류했으며 곧 ExoMars Rosalind Franklin 로버와 함께 제공되는 표면 과학 플랫폼에 합류하여 7 월에 출시 될 예정입니다.
더 탐색 화성에 부서진 얼음 시트 유럽 우주국에서 제공
https://phys.org/news/2020-02-images-halves-mars.html
.수학적 모델은 세포 효소의 거동을 보여준다
에 의해 프린스턴 대학 리본 다이어그램은 MEK 효소의 구조와 질병을 일으키는 세 가지 돌연변이 (F53, Y130 및 E203)의 위치를 보여줍니다. 학점 : Eyan Yeung과 Princeton University의 Martin Wühr, 2020 년 2 월 13 일
세포를 2로 나누는 것에서 신체의 다른 부분으로 옮기는 것까지 세포가하는 모든 일은 세포의 다른 단백질을 화학적으로 변형시키는 효소에 의해 제어됩니다. 프린스턴 대학의 연구원들은 많은 세포 효소의 행동을 설명하기 위해 새로운 수학적 기술을 고안했습니다. Current Biology 저널에 2 월 13 일에 발표 될이 접근법 은 연구자들이 유전자 돌연변이가 이러한 효소의 행동을 어떻게 변화시켜 암을 포함한 다양한 인간 질병을 유발 하는지를 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 키나제 라 불리는 효소는 다른 단백질 (다른 키나제 포함)의 여러 부위에 인산 분자를 첨가하여 세포 내에서 활성을 변화시킬 수 있습니다. 이러한 "다중 사이트 인산화 반응"을 연구하는 것은 인산염 기가 신속하고 다른 순서로 첨가 될 수 있고, 변형 된 단백질이 세포 내에서 어떻게 작용하는지에 영향을 줄 수 있기 때문에 복잡하다 . 이로 인해 키나아제가 돌연변이 될 때 무엇이 잘못되었는지 정확하게 이해하기가 어렵습니다. 마틴 Wühr, 분자 생물학의 조교수 및 Stanislav Shvartsman, 화학 교수가 이끄는 프린스턴 연구팀 생물 공학 프린스턴과 아이언 연구소에서 연구자의는 개발 된 수학적 모델 MEK라는 키나제 두를 추가하는 방법을 인산염 분자를 ERK라는 키나제로 이 이중 인산화는 ERK를 활성화하여 세포 성장 및 분열을 포함한 수많은 세포 과정을 유도 할 수 있습니다. MEK와 ERK의 돌연변이는 암을 포함한 여러 질병을 일으킬 수 있습니다. Wühr 박사는 MEK에는 이중 인산화 된 ERK의 전체 수준에 영향을 미치는 많은 돌연변이 가 있다고 말했다. "그러나 ERK 활성화 메커니즘에 대한 이러한 돌연변이의 영향은 알려져 있지 않다." 연구원의 모델은 각 인산기가 얼마나 빨리 첨가되는지와 두 효소가 동일한 효소 에 의해 얼마나 자주 첨가되는지를 밝혀냈다 . 대부분의 경우, 단일 MEK 효소는 ERK에 결합하고, 분리되기 전에 하나의 인산염 분자를 첨가하고, 두 번째 MEK 효소가 제 2 인산염에 결합하여 첨가하게한다. 그런 다음 연구원들은이 모델을 사용하여 인간 암에서 발견되는 MEK의 돌연변이 체 버전을 분석했습니다. 이 돌연변이 MEK는 제 1 포스페이트를 ERK에 첨가하는 데 2 배 빠르며, 부착 된 채로 남아 있고 제 2 포스페이트 그룹 자체를 첨가 할 가능성이 훨씬 높다. 함께, 이것은 ERK 활성화를 강화하고 암 세포 성장을 가속화합니다. 그런 다음 연구자들은 선천성 심장 결함 및 둔화를 포함하여 다양한 발달 이상을 유발하는 두 가지 다른 MEK 돌연변이를 분석했습니다. 이러한 돌연변이는 ERK에 인산염 분자를 첨가하는 MEK의 능력에 영향을 미치지 않았다. 대신에, 그들은 Rak 라 불리는 다른 키나제에 의해 MEK의 활성화를 향상 시키며, 이는 MEK 상에 2 개의 인산염 분자를 첨가 한다. Shvartsman은“우리의 분석은이 다단계 인산화 단계에서 여러 단계 중 어떤 단계가 각 돌연변이에 의해 영향을 받는지 밝혀냈다. "우리는 우리의 수학적 모델이 구성 단백질의 돌연변이에 대한 반응을 포함하여 세포 조절 시스템에 대한 깊고 더 정량적 인 이해를 가능하게 할 것으로 기대합니다." 돌연변이가 효소 기능을 어떻게 변화시키는 지 정확히 밝혀 내면 연구자들은 기능을 정상으로 회복시키는 새로운 치료 전략을 개발하는 데 도움이 될 수 있습니다. Whrh 박사는“우리의 접근법은 키나제에만 국한되지 않고 하나의 효소가 기질의 여러 부위를 변형시키는 광범위한 종류의 생화학 적 메커니즘에 적용 가능하다”고 말했다.
더 탐색 분자 스위치 메커니즘은 돌연변이가 생물학적 시계를 단축시키는 방법을 설명합니다 더 많은 정보 : Eyan Yeung et al., Multisite Phosphorylation Rate Constants의 유추와 병원성 돌연변이에 의한 이들의 변조, 현재 생물학 (2020). DOI : 10.1016 / j.cub.2019.12.052 저널 정보 : 현재 생물학 Princeton University 제공
https://phys.org/news/2020-02-mathematical-reveals-behavior-cellular-enzymes.html
.분자 스위치 메커니즘은 돌연변이가 생물학적 시계를 단축시키는 방법을 설명합니다
에 의해 산타 크루즈 - 캘리포니아 대학 카제인 키나제 1 (CK1)은 PERIOD라는 코어 클럭 단백질을 조절합니다. 새로운 연구에 따르면 CK1 또는 PERIOD의 돌연변이가 어떻게 초파리에서 인간까지 동물의 생물학적 시계의 타이밍을 버릴 수 있는지 설명합니다. 크레딧 : Clarisse Ricci / UCSD 2020 년 2 월 13 일
생물학적 시계의 기능에 중심을 둔 분자 상호 작용에 대한 새로운 연구는 특정 돌연변이가 어떻게 시계 타이밍을 단축시킬 수 있는지를 설명합니다. 일부 사람들은 내부 시계가 24 시간과 동기화되는 대신 20 시간 주기로 작동하기 때문에 극단적 인 "아침"을 만들 수 있습니다. 낮과 밤의주기. 2 월 11 일 eLife에 발표 된이 연구 는 이러한 돌연변이에 의해 영향을받는 동일한 분자 스위치 메커니즘이 초파리에서 사람에 이르는 동물에서 작동하고 있음을 보여줍니다. UC 산타 크루즈의 화학 및 생화학 부교수 인 캐리 파치 (Carrie Partch)는“수면기 장애가있는 많은 사람들은 시계 단백질에 변화가있다 ”고 말했다. "일반적으로 시계를 더 짧게 만드는 돌연변이는 아침 종말 효과가 있으며, 시계를 더 길게 만드는 돌연변이는 밤 올빼미 효과가 뚜렷합니다." 새로운 연구에서 연구원들은 PERIOD (또는 PER)라는 코어 클럭 단백질을 조절하는 카제인 키나제 1 (CK1) 이라는 효소의 돌연변이에 중점을 두었습니다 . CK1에서 시계 변경 돌연변이는 수년간 알려져 왔지만, 그들이 시계의 타이밍을 어떻게 바꾸 었는지는 불분명했다. CK1 및 기타 키나제 효소는 인산화를 다른 단백질에 첨가하여 인산화 라 불리는 반응을 수행합니다. CK1은 PER 단백질상의 2 개의 부위 중 하나를 인산화 할 수있는 것으로 밝혀졌다. 한 사이트를 수정하면 PER이 안정되고 다른 사이트를 수정하면 성능이 저하됩니다. Partch와 그녀의 동료들은 CK1 또는 PER 자체의 돌연변이가 어떻게 균형을 바꾸어 안정화보다 분해를 유리하게 할 수 있는지 보여 주었다. PER 단백질은 그들의 풍부함의 변화가 24 시간주기 리듬 의 타이밍을 설정하는 복잡한 피드백 루프의 일부 이므로, PER 분해 속도를 증가시키는 돌연변이는 시계를 벗어납니다. "우리가 발견 한 것은 PER 단백질의 풍부함을 제어하는이 깔끔한 분자 스위치입니다. 제대로 작동하면 24 시간 동안 진동이 발생합니다."라고 Partch는 말했습니다. Partch의 실험실은 스위치 작동 방식을 제안하는 CK1 및 PER 단백질의 구조 및 생화학 분석을 수행했습니다. 시험관 에서 관찰 된 상호 작용 이 살아있는 세포에서 단백질의 거동과 일치 함 을 확인하기 위해 그들은 싱가포르의 Duke-NUS 의과 대학의 연구원들과 함께 일했습니다. UC San Diego의 다른 공동 연구자들은 CK1 단백질이 두 가지 형태 사이에서 어떻게 전환되는지, 그리고 돌연변이가 어떻게 하나의 형태를 다른 형태보다 선호 하는지를 보여주는 스위치의 분자 역학 시뮬레이션을 수행했습니다. 스위치는 활성화 루프 라 불리는 CK1 단백질의 한 부분을 포함합니다. 이 루프의 한 형태는 PER의 "데 그론"영역에 CK1의 결합을 선호하며, 여기서 인산화는 단백질의 분해를 초래한다. CK1에서 시계-변이 돌연변이는 이것이이 데 그론-결합 입체 형태를 선호하게한다. 다른 형태는 FASP 영역으로 알려진 PER 단백질상의 부위에 결합하는 것을 선호하는데,이 영역에서의 돌연변이는 가족 성 수면기 증후군이라 불리는 유전 된 수면 장애를 야기하기 때문이다. PER의 안정화는이 영역에 대한 CK1의 결합을 방해하는 FASP 돌연변이에 의해 또는 활성화 루프의 대안 적 입체 형태를 선호하는 CK1 의 돌연변이 에 의해 파괴 될 수있다 . 새로운 발견은 또한 CK1의 FASP 영역으로의 결합이 PER을 안정화시키는 이유를 제시한다. FASP 영역의 인산화에 의해, 그 영역은 CK1에 결합하고 억제하여 다른 형태를 채택하고 데 그론 영역을 인산화시키는 것을 방지한다. 파치 박사는“ 키나아제를 묶고 잠그므로 PERIOD 단백질 이 너무 빨리 분해되는 것을 막는 일시 정지 버튼과 같다 ”고 말했다. "안정화 된이 지역은 24 시간 지구와 조화를 이루기 위해 시계를 지연시킵니다." Partch는 이러한 시계 단백질이 우리의 24 시간주기 리듬을 어떻게 조절하는지 이해하는 것이 중요하다는 점에 주목했습니다. 그 리듬은 수면주기뿐만 아니라 생리학의 거의 모든 측면에 영향을주기 때문입니다. 이러한 분자 메커니즘을 이해하면 과학자들은 계승 된 조건이나 교대 근무 또는 시차로 인한 장애를 완화시키기 위해 시계에 개입하기위한 치료법을 개발할 수 있습니다. "그러한 효과 중 일부를 완화 할 수있는 방법이있을 수 있습니다"라고 그녀는 말했습니다. CK1은 생물학적 시계의 가장 오래된 구성 요소 인 것처럼 보이므로 흥미 롭습니다. CK1, PERIOD 및 기타 핵심 시계 단백질과 관련된 전체 피드백 루프는 곤충에서 인간까지 모든 동물에서 발견됩니다. 그러나, CK1은 또한 일주기 리듬에 연루된 단세포 녹조류를 포함하여 진핵 생물 (비 박테리아) 세포를 갖는 다른 모든 유기체에서 발견된다. "우리의 결과는 진핵 생물 일주기 시계의 조절 인으로서 CK1의 본질적인 보편적 역할을 이해하기위한 기계적인 기초를 제공한다"고 Partch는 말했다.
더 탐색 생물학적 시계의 핵심 스위치 추가 정보 : Jonathan M Philpott et al., Casein kinase 1 dynamics는 기질 선택 성과 PER2 Circadian phosphoswitch, eLife (2020)의 기초가됩니다. DOI : 10.7554 / eLife.52343 저널 정보 : eLife
https://medicalxpress.com/news/2020-02-molecular-mechanism-mutations-shorten-biological.html
.50 킬로미터 케이블에 얽힌 양자 기억
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 원자 앙상블 사이의 원격 얽힘 생성 회로도. 크레딧 : Nature (2020). DOI : 10.1038 / s41586-020-1976-7 2020 년 2 월 13 일 보고서
중국의 여러 기관과 제휴 한 한 연구팀이 50km 코일 광섬유 케이블을 통해 얽힌 양자 메모리를 전송하는 데 성공했습니다. Nature 저널에 실린 논문 에서이 그룹은 장거리 양자 메모리를 얽는 것과 관련하여 수행 한 몇 가지 실험, 극복 한 과제, 여전히 해결해야 할 문제에 대해 설명합니다. 지난 몇 년간 과학자들은 현재의 네트워크와 거의 동일하지만 훨씬 더 강력한 양자 인터넷 개발을 위해 노력해 왔습니다. 이러한 접근 방식 중 하나는 개인 대화 당사자가 인터 로퍼가 도청하고 있음을 알 수 있도록하는 양자 키 개발을 기반으로합니다. 그렇게하면 키 상태가 변경 될 수 있습니다. 그러나 이러한 시스템에서는 키의 양자 상태 측정이 필요하며 이는 환경 조건에 영향 을 받아 접근이 거의 비현실적입니다. 또 다른 방법은 얽힌 입자를 사용하여 네트워크를 형성하는 것과 관련이 있습니다. 그러나 이러한 입자의 감도와 수명이 짧기 때문에 구현하기 어려운 것으로 입증되었습니다. 그러나 진전이 이루어지고 있습니다. 이 새로운 노력으로 중국의 연구원 들은 실험실에서 20km 떨어진 건물과 50km의 코일 케이블 사이에 양자 메모리를 결합시키는 데 성공했습니다 . 첫 번째 실험은 원하는 양자 상태 (기억 상태를 나타냄)에 배치 된 작은 원자 구름을 사용하는 것에 기반을 두었습니다. 읽기 및 쓰기 작업은 광자를 사용하여 수행되었습니다. 메모리 상태를 유지하기 위해 연구자들은 광자 속으로 밀어 넣어 광자가 구름 속의 원자와 상호 작용할 수 있도록했다. 메모리 상태가 설정되면 클라우드 는 준비 상태를 알리기 위해 광자 를 방출했습니다 . 그런 다음 그 광자는 편광되어 메모리 집단의 상태에 관한 정보를 전달할 수있게되었으며, 이는 메모리를 뒤 얽는 데 사용될 수 있음을 의미했습니다. 그러나 전송 중에 손실되는 것을 막기 위해서는 파장을 광섬유 케이블 통신에 일반적으로 사용되는 파장으로 이동해야했습니다. 이 시점에서 메모리가 케이블을 가로 질러 이동할 준비가되었습니다 . 이 프로세스는 약 30 % 효율적인 것으로 판명되었습니다. 두 번째 실험 은 광자로부터 단지 두 개의 양자 비트 메모리 를 생성하고 50 킬로미터의 코일 광섬유를 통해 전송하는 것과 관련이 있습니다. 양자 실험으로 양자 인터넷을 만들 수는 없지만 과학자들이 궁극적 인 목표에 가까워지고 있음을 보여줍니다.
더 탐색 양자 네트워크로가는 길에 추가 정보 : Yong Yu et al. 수십 킬로미터 이상의 섬유를 통한 두 개의 양자 메모리의 얽힘, Nature (2020). DOI : 10.1038 / s41586-020-1976-7
https://phys.org/news/2020-02-quantum-memories-entangled-kilometer-cable.html
.아토초 펄스의 전기장을 일시적으로 형성
에 의해 프라이 부르크의 알버트 Ludwigs 대학 연구원들은 아토초 펄스의 전기장을 형성 할 수있었습니다. 크레딧 : Jürgen Oschwald and Carlo Callegari, 2020 년 2 월 13 일
화학 반응은 각각의 전자 구조와 역학에 의해 가장 근본적인 수준으로 결정됩니다. 빛의 조사와 같은 자극에 의해 전자가 액체 나 고체로 재 배열됩니다. 이 과정은 수백 아토초 밖에 걸리지 않으므로 1 초는 10 억분의 1 초의 10 억분의 1입니다. 전자는 외부 필드에 민감하므로 연구원은 전자에 광 펄스를 조사하여 쉽게 제어 할 수 있습니다. 그들이 아토초 펄스의 전기장을 일시적으로 형성하자마자, 연구원들은 전자 역학을 실시간으로 제어 할 수 있습니다. 프라이 부르크 대학 물리 연구소의 주세페 산소 네 박사가 이끄는 팀은 과학 저널 인 Nature에 아토초 펄스의 파형을 완전히 형성하는 방법을 보여줍니다. Sansone은“이러한 펄스를 통해 분자 또는 결정에서 전자 반응의 첫 번째 순간을 연구 할 수 있습니다. "전기장을 형성하는 능력을 통해 광합성 또는 물질에서의 전하 분리와 같은 기본 공정을 최적화하려는 장기적인 목표를 통해 전자 이동을 제어 할 수 있습니다." 미국, 러시아, 독일, 이탈리아, 오스트리아, 슬로베니아, 헝가리, 일본 및 스웨덴의 연구소에서 이론가와 실험 물리학 자로 구성된 팀은 Trieste / Italy의 FEL (Free-Electron Laser) FERMI에서 실험을 수행했습니다. . 이 레이저 는 완전 제어 가능한 상대 위상으로 극 자외선 스펙트럼 범위에서 서로 다른 파장의 방사선을 합성 할 수있는 유일한 기능을 제공하는 유일한 레이저 입니다. 아토초 펄스레이저 고조파의 시간적 중첩으로 인한 결과. 과학자들은 FERMI에서 제공되는 언듈 레이터를 사용하여 기본 파장의 4 개의 레이저 고조파 그룹을 생성했습니다. 이들은 상대적인 전자 다발의 움직임을 조종하여 자외선을 생성하는 기술 장치입니다. 실험의 주요 과제 중 하나는 이들 상대 위상을 측정하는 것이 었으며, 이는 아토초 펄스와 적외선 필드의 조합에 의해 네온 원자로부터 방출 된 광전자를 획득하는 것을 특징으로한다. 이로 인해 전자 스펙트럼의 추가 구조 (일반적으로 측 파대라고 함)가 발생합니다. 과학자들은 각 레이저 샷에 대해 생성 된 다른 측 파대 사이의 상관 관계를 측정했습니다. 이를 통해 최종적으로 아토초 펄스 트레인을 완전히 특성화 할 수있었습니다. Sansone은 “우리의 결과는 FEL이 아토초 펄스를 생성 할 수있을 뿐 아니라 파형 생성을 위해 구현 된 접근 방식으로 인해 펄스를 완벽하게 제어 할 수 있고 높은 피크 강도를 달성 할 수 있음을 나타냅니다. 그 결과는 전 세계적으로 새로운 자유 전자 레이저의 계획 및 설계에 영향을 미칠 것입니다. "
더 탐색 원자 전자 구름의 Attosecond 제어 추가 정보 : Praveen Kumar Maroju et al. 시드 된 자유 전자 레이저, Nature (2020)를 사용한 아토초 펄스 성형 . DOI : 10.1038 / s41586-020-2005-6 저널 정보 : 자연 Freiburg Albert Ludwigs University 제공
https://phys.org/news/2020-02-temporally-electric-field-attosecond-pulse.html
junggoo 의견1.
화학반응은 초순간적으로 이뤄진다. 로켓엔진을 분사시킬 때 이뤄지는 화학반응은 그 규모에 있어 화학반응은 1초이전에 아토초보다 훨씬 더 빠른 단계 구골플랙스초에서 시작된 것으로 이를 전기장 수준에서 제어한다는 매카니즘의 실체는 magicsum에서 이뤄질 수 있다.
.고유 자기 토폴로지 절연체에서의 양자 변칙 홀 효과
Thamarasee Jeewandara, Phys.org MnBi2Te4 박막 장치의 제조. (A) Al2O3 박막 상에 쪼개진 대표적인 소수층 MnBi2Te4 플레이크의 광학 이미지. MnBi2Te4 / Al2O3 스택은 PDMS 기판에 의해 지원됩니다. 전송 모드에서 이미지를 얻었습니다. 스케일 바 : 20 μm. (B) 285-nm SiO2 / Si 기판에 전사 된 동일한 MnBi2Te4 / Al2O3 스택의 광학 이미지. 테이프 잔류 물은 Al2O3 필름 아래에서 보인다; 잔류 물은 샘플 제작 및 후속 측정에 영향을 미치지 않습니다. (C) B로 나타낸 샘플로부터 제조 된 장치의 광학 이미지. 샘플과의 금속 (Cr / Au) 접촉은 스텐실 마스크를 통해 열 증발되었다. (D) 날카로운 팁으로 인접한 전극을 단락시키는 과도한 MnBi2Te4 플레이크를 제거한 후 동일한 장치의 광학 이미지. 크레딧 : Science, doi : 10.1126 / science.aax8156, 2020 년 2 월 13 일 기능
사소한 대역 토폴로지는 자기 토폴로지 절연체 에서 자기 순서와 결합하여 QAH ( quantum anomalous Hall ) 절연체 및 액시온 절연체 와 같은 이물질 상태를 생성 할 수 있습니다.. 응축 물질 물리학의 목적은 유용한 특성을 가진 새로운 물질을 찾고 양자 역학을 적용하여 연구하는 것입니다. 이 분야를 통해 물리학 자들은 하드 디스크 데이터 저장, 컴퓨터 디스플레이 및 기타 기술에 대한 자석의 사용을 더 잘 이해할 수있었습니다. 최근 위상 절연체의 발견은 광범위한 관심을 끌었으며 연구자들은 강자성과 위상 절연체 상태 사이의 상호 작용이 기본 물리학 및 장치 응용 분야에서 다양한 이국적인 양자 자기 현상을 실현할 수 있다고 예측합니다. 새로운 보고서에서, Yujun Deng과 중국 물리 및 양자 물리학과의 연구팀 은 본질적인 자기 순서 를 갖는 얇은 플레이크 MnBi 2 Te 4 토폴로지 절연체 에서 양자 수송을 조사했다 . 강자성 층들은 원자 적으로 얇은 MnBi 2 Te 4 층의 반 데르 발스 결정 에서 서로 평행하지 않게 결합되었다 . 그러나, 샘플은 홀수의 4 중 층을 포함 할 때 강자성이되었다. 연구팀은 1.4 켈빈에서 5-9 중층 시편에서 영장 QAH 효과를 관찰했다. 결과는 MnBi 2 Te 4 를 자발적으로 파손 된 이국적인 위상 현상을 탐색하기위한 이상적인 플랫폼으로 확립했습니다.시간 반전 대칭 . 이 연구는 이제 Science에 실렸다 . 위상 물질 은 국부적으로 고민에 견디는 위상 보호 된 양자 상태 를 분명히 포함 합니다 . 예를 들어, 비스무트 텔루 라이드 (Bi 2 Te 3 )와 같은 토폴로지 절연체 (TI) 에서 벌크 대역 토폴로지는 틈이없는 Dirac 분산으로 2 차원 (2-D) 표면 상태의 존재를 보장 할 수 있습니다 . 초기 시간 역전 불변 토폴로지 절연체 (TI)에 자기를 도입함으로써 과학자들은 전자 구조에 중대한 변화를 유도 할 수 있습니다. 예를 들어, 크롬 도핑 된 (Bi, Sb) 2 Te 3 에서 QAH 효과를 실험적으로 관찰하기 위해물리학 자들은 비 화학량 론적 물질에서 여러 원소의 비율을 정확하게 제어해야했다. 재료를 미세 조정하려면 상충되는 요구를 조정해야했기 때문에 연구원들은 Curie 온도 와 재료의 교환 간격 보다 훨씬 낮은 T = 2K까지의 온도에서만 변칙 홀 효과를 정확하게 정량화해야했습니다 . 풍부한 토폴로지 현상과 그 잠재적 응용을 더 연구하기 위해 연구원들은 고유 한 자기 순서 와 함께 고유 한 자기 TI (토폴로지 절연체)를 사용하여 원시 결정에서 토폴로지 효과를 연구해야합니다.
소수층 MnBi2Te4 장치의 제작 및 특성화. (A) 열 증발 된 Al2O3 박막 (두께 ~ 70 nm)으로 쪼개진 MnBi2Te4의 소수층 플레이크의 광학 이미지. MnBi2Te4 / Al2O3 스택은 PDMS 기판에서 지원됩니다. 이미지가 전송 모드에서 촬영되었습니다. 선택된 플레이크에는 SL의 수가 표시되어 있습니다. 스케일 바 : 20 μm. (B) SL의 수의 함수로서의 투과율. 투과율 (채워진 원)은 Beer-Lambert 법칙 (실선)을 따릅니다. (C) 소수층 MnBi2Te4의 온도 의존적 샘플 저항. 반 강자성 전이는 3 층, 4 층 및 5 층 샘플 (각각 샘플 3a, 4a 및 5a; 표 S1 참조)에서 저항 피크로 나타난다. 삽입 : 반 강자성 상태에서 MnBi2Te4의 층상 결정 구조. Mn2 + 이온의 스핀은 층 내에서 강자성으로 정렬됩니다. 반면에 인접한 층들은 면외 자기 결정 이방성과 반 강자성으로 결합한다. (D) 샘플 평면에 수직으로 적용되는 외부 자기장의 함수로서 C에 도시 된 동일한 3 층, 4 층 및 5 층 MnBi2Te4 샘플의 Ryx. 데이터는 T = 1.6K에서 수득되었다. 모든 데이터 세트를 반 대칭 화하여 Rxx 성분 (23)을 제거 하였다. 외부 자기장은 한 번에 하나의 SL로 개별 강자성 SL을 뒤집고 결국 모든 SL을 완전히 분극시킵니다. 자기 전이는 Ryx에서 가로 축에 색상 틱으로 표시되는 점프로 나타납니다. 만화는 대표적인 자기장 (개방형 원으로 표시)에서의 자기 상태를 보여줍니다. 위 (아래) 자화가있는 SL은 빨간색 (파란색)으로 표시됩니다. 간단히하기 위해, 성능 저하가있을 때 가능한 구성 중 하나만 표시됩니다. 우리는 또한 일부 자기 상태에 존재할 수있는 자기 영역을 무시합니다. 신용:과학 , 도이 : 10.1126 / science.aax8156
이 연구에서 Deng et al. 극한 자기 위상 절연체 MnBi의 극히 미세 박편 프로빙 양자 수송 2 테 4. 재료는 적층 함유 삼원 tetradymite 칠곱 층 (테 바이 테 MN-테 바이 테)를 함유하는 화합물. 생성 된 MnBi 2 Te 4 결정은 본질적으로 자성이며, 자기 는 결정 내의 Mn 2+ 이온 으로부터 유래되었다 . 그들은 평행 벌크 전도를 최소화 하고 홀수의 층을 포함하는 MnBi 2 Te 4 플레이크 에 초점을 맞추기 위해 MnBi 2 Te 4 의 얇은 플레이크를 연구했다 . 연구팀 은 플럭스 방법 으로 성장한 고품질 MnBi 2 Te 4 결정으로 시작하여 Al 2 O 3 보조 박리 를 통해 원자 적으로 얇은 MnBi 2 Te 4 를 얻었다 . 이를 달성하기 위해, 그들은 벌크 결정의 새로 제조 된 표면에 Al 2 O 3 박막 을 열 증발시키고 , 열 방출 테이프를 사용하여 벌크를 들어 올린 다음 결합 된 Al 2 O 3 / MnBi 2 Te 4 스택을 투명한 폴리 디메틸 실록산현미경 검사 용 (PDMS). 그 후, 그들은 그런가 덮여 웨이퍼는 실리콘 상에 박편 각인 2 전송 측정 CR / 금 접점 증착 하였다. 연구팀은 샘플 분해를 완화하기 위해 산소 (O 2 )와 물 (H 2 O)에 샘플이 노출되는 것을 막기 위해 밀폐 된 박스에서 프로세스를 완료했습니다 . 그런 다음 소수 계층 샘플에 대한 풍부한 자기 상태 세트를 광범위하게 연구했습니다.
5 층 MnBi2Te4 플레이크에서 양자 이상 홀 효과. (A 및 B) T = 1.4K에서 5 층 샘플 5b에서 획득 한 자기장 의존성 Ryx (A) 및 Rxx (B). 여기에 표시된 Ryx 및 Rxx 데이터는 각각 제거 및 대칭 화되어 제거됩니다. 두 성분의 혼합 (23). 자기장의 위아래 스윕은 각각 빨간색과 파란색으로 표시됩니다. Ryx는 2 0.97 / he에 도달하며 μ0H = 0 T에서 2 0.061 / he의 Rxx와 함께 발생합니다. 이러한 특징은 영점 QAH 효과의 명백한 증거입니다. 외부 자기장은 강자성 SL을 개별적으로 편광시키고, QAH 양자화를 추가로 개선한다; Ryx는 다양한 온도에서 획득 된 자기장의 함수로서 샘플 5b의 μ0H ~ 2.5 T. (C) Rxx 이상의 자기장에서 2 0.998 / he로 양자화합니다. Ryx 구성 요소를 제거하기 위해 데이터가 대칭 화됩니다. (D) 대표적인 자기장 하에서 1 / T의 함수로서 Rxx의 Arrhenius 플롯. 실선은 라인 피트이며, 그 기울기는 열적으로 활성화 된 전하 수송의 에너지 갭을 생성합니다. (E) D에 예시 된 Arrhenius 플롯을 피팅하여 추출 된 자기장의 함수로서 에너지 갭. 음영 영역은 라인 피팅으로부터 에너지 갭의 오차 한계를 나타낸다. 실선 원은 D에 표시된 피팅에서 얻은 대표 간격 값을 강조 표시합니다. 패널 B, C 및 E의 가로 축에 색상 눈금은 자기 전환 위치를 나타냅니다. 모든 데이터는 Vg = -200V의 백 게이트 바이어스 하에서 획득되었습니다. 크레딧 : (E) D에 예시 된 Arrhenius 플롯을 피팅하여 추출 된 자기장의 함수로서 에너지 갭. 음영 영역은 라인 피팅으로부터 에너지 갭의 오차 한계를 나타낸다. 실선 원은 D에 표시된 피팅에서 얻은 대표 간격 값을 강조 표시합니다. 패널 B, C 및 E의 가로 축에 색상 눈금은 자기 전환 위치를 나타냅니다. 모든 데이터는 Vg = -200V의 백 게이트 바이어스 하에서 획득되었습니다. 크레딧 : (E) D에 예시 된 Arrhenius 플롯을 피팅하여 추출 된 자기장의 함수로서 에너지 갭. 음영 영역은 라인 피팅으로부터 에너지 갭의 오차 한계를 나타낸다. 실선 원은 D에 표시된 피팅에서 얻은 대표 간격 값을 강조 표시합니다. 패널 B, C 및 E의 가로 축에 색상 눈금은 자기 전환 위치를 나타냅니다. 모든 데이터는 Vg = -200V의 백 게이트 바이어스 하에서 획득되었습니다. 크레딧 :과학 , 도이 : 10.1126 / science.aax8156
덩 등. 매우 개선 된 샘플 품질 의 5 층 MnBi 2 Te 4 에서 제로 자기장에서 잘 발달 된 QAH 효과를 관찰했습니다 . 그들은 외부 자기장 이 강자성 층들을 정렬함으로써 양자화를 더 개선 시켰다고 지적했다 . 강자성 정렬은 또한 열 변동에 대한 QAH 효과의 견고성을 개선시켰다. 자기장이 0 일 때, 그들은 자기 적으로 도핑 된 Ti 박막 의 값을 초과하는 에너지 갭을 얻었 지만, MnBi 2 Te 4에 대해 예상되는 교환 갭 보다 훨씬 작다 . 에너지 갭은 결정에서 표면 상태의 밴드 갭을 직접 측정하지 않았지만, 원자가에서 전도 밴드로 전자를 여기시키는 데 필요한 최소 에너지를 특징으로했다. 예를 들어, 에너지 갭과 예측 된 밴드 갭 사이의 큰 차이는 샘플에서 다양한 장애를 암시했다. 결과적으로, 깨끗한 고품질 MnBi 2 Te 4 샘플 에서 QAH 효과의 에너지 규모를 추가로 증가시킬 여지가 많이 있습니다 .
5 층 MnBi2Te4 플레이크에서 게이트 튜닝 된 양자 변칙 홀 효과. (A) 다양한 게이트 바이어스 Vg (10V 단계) 하에서 샘플 5b에서 획득 한 자기장 의존 Ryx. 모든 데이터는 T = 1.6K에서 수득되었다. 곡선은 대칭 화되어 Rxx 성분을 제거한다. 가로 축의 색상 틱은 자기 전환 위치를 나타냅니다. (B to D) Rxx와 Ryx는 3 개의 대표적인 자기장 (μ0H = 0 T, 5 T 및 14 T) 하에서 Vg의 함수로서 Vg ~ -25 V에서 () 2/2 R he yx =- 사라지는 Rxx (패널 D)와 함께 표시됩니다. Vg = -60 V에서 필드 스윕 동안 동일한 고원이 μ0H> 10 T에서 A에서도 볼 수 있습니다.이 증거는 충전 계수 v = -2 인 양자화 된 홀 상태를 나타냅니다. 모든 데이터는 동일한 샘플 5b에서 얻어졌다. 그러나 게이트 스윕 중 히스테리시스 때문에 Vg 값이 A의 값과 정확히 일치하지 않습니다. 신용:과학 , 도이 : 10.1126 / science.aax8156
인가 된 외부 자기장이 5 층 샘플을 완전히 편광시킨 후, 에너지 갭 은 자기장이 증가함에 따라 감소 하였다. QAH 상태는 밴드 갭 외부의 표면 밴드의 전자 구조를 엿볼 수 있도록 실험 설정에서 점차 발전했다. 덩 등. 연구에서 관찰 된 모든 상태를 통일 된 관점에서 이해했습니다. 제로 자기장 근처의 홀 측정은 5 x 10 10 cm -2 / V 의 게이트 효율을 산출하는데 , 이는 소자 형상으로부터 추정 된 효율과 잘 일치한다. MnBi 2 Te 4 는 층상 재료이기 때문에 팀은 2 차원 재료를 위해 개발 된 기술이 MnBi 2 Te 4에 적용될 수있을 것으로 기대합니다.. 이러한 방식으로 Yujun Deng과 동료들은 MnBi 2 Te 4 를 다른 자기 / 초전도 2D 재료와 통합 한 van der Waals 이종 구조 가 이국적인 토폴로지 양자 현상을 더 탐구 할 수있는 비옥 한 토양을 제공 할 것으로 예상합니다 .
더 탐색 최초의 고유 자기 토폴로지 절연체 발견 추가 정보 : Yujun Deng et al. 고유 자기 토폴로지 절연체 MnBi 2 Te 4 , 과학 (2020) 에서의 양자 이상 홀 효과 . DOI : 10.1126 / science.aax8156 Haijun Zhang et al. 표면에 단일 Dirac 콘이 있는 Bi2Se3, Bi 2 Te 3 및 Sb 2 Te 3의 토폴로지 절연체 , Nature Physics (2009). DOI : 10.1038 / nphys1270 Yoshinori Tokura et al. 자기 토폴로지 절연체, Nature Reviews Physics (2019). DOI : 10.1038 / s42254-018-0011-5
.생명 공학자들은 상한 마음을 고칠 수있는 패치를 향해 나아가 다
더블린 트리니티 칼리지 토마스 디앤 크레딧 : Trinity College 2020 년 2 월 13 일
Dublin Trinity의 바이오 엔지니어는 심장 조직의 중요한 측면과 동일한 작업을 수행하는 프로토 타입 패치를 개발했습니다. 그들의 패치는 기계적 요구를 견뎌내고 우리의 심장이 신체적으로 리듬 적으로 혈액을 펌핑 할 수있게하는 전기적 신호 특성을 모방합니다. 그들의 작업은 본질적으로 우리를 개선 할 수있는 기능적 설계에 한 걸음 더 가까이 다가갑니다 상한 마음을 . EU의 남성 6 명 중 1 명과 여성 7 명 중 1 명은 삶의 어느 시점에서 심장 마비 를 당할 것입니다. 전 세계적으로 심장병 은 다른 질병보다 인종에 관계없이 더 많은 여성과 남성을 죽입니다. 심장 세포가 늘어선 심장 패치는 심장 마비 후 조직이 손상된 환자의 심장 조직을 복원하고 영아와 어린이의 선천성 심장 결함을 치료하기 위해 외과 적으로 적용될 수 있습니다. 그러나 궁극적으로 목표는 심장 근육 운동을 손상시키지 않으면 서 심장 세포의 동기 박동을 회복시킬 수있는 무 세포 패치를 만드는 것입니다. 바이오 엔지니어들은 자신의 연구 결과를 Advanced Functional Materials 저널에 실었습니다 . 마이클 모나한 (Michael Monaghan),의 생명 공학 부교수트리니티 (Trinity) 는 다음과 같이 말했다. "현장에서 약간의 발전이 있었음에도 불구하고 심장병은 여전히 우리의 의료 시스템과 전세계 환자의 삶의 질에 큰 부담을줍니다. 그것은 가족과 친구들을 통해 직간접 적으로 우리 모두에게 영향을 미칩니다. 결과적으로 연구자들은 줄기 세포 치료, 생체 물질 겔 주사 및 보조 장치를 포함 할 수있는 새로운 치료법 개발” "우리의 연구는 전통적인 재료를 살펴 보는 몇 안되는 연구 중 하나이며, 효과적인 디자인을 통해 우리는 심장의 방향에 따른 기계적 움직임을 모방 할 수 있습니다. 이는 반복적으로 지속될 수 있습니다. 이것은 '용융 전자 필기'라는 새로운 방법을 통해 달성되었습니다. 전국에 위치한 공급 업체와의 긴밀한 협력을 통해 설계 요구에 맞게 프로세스를 사용자 정의 할 수있었습니다. " 이 작업은 Trinity Biomedical Sciences Institute의 Trinity Biomedical Sciences Institute에서 Avectas Ltd의 자회사 인 Spraybase와 협력하여 Trinity Biomedical Engineering에서 수행되었습니다. IPP (Innovation Partnership Program)를 통해 Enterprise Ireland가 자금을 지원했습니다.
크레딧 : Trinity College Dublin
Spraybase의 책임자 인 Gillian Hendy 박사는이 논문의 공동 저자입니다. Hendy 박사는 스프레이베이스 멜트 일렉트로 라이팅 (MEW) 시스템의 완성 된 작업과 발전에 대해 Trinity의 팀을 칭찬했습니다. 이 팀의 성공은 심장 분야에서이 새로운 기술의 잠재적 응용을 강조하고 IPP와 같은 플랫폼을 통해 산업 및 학술 협력의 이점을 간결하게 포착합니다. 심장 조직을위한 엔지니어링 대체 재료는 끊임없이 움직이며 수축하는 기관이기 때문에 도전적입니다. 심장 근육의 기계적 요구 (심근)는 주로 생체 의학 응용 분야에 대해 승인 된 옵션 인 폴리 에스테르 기반 열가소성 중합체를 사용하여 충족 될 수 없습니다. 그러나, 열가소성 중합체의 기능은 구조적 기하학적 구조에 의해 활용 될 수있다. 그런 다음 생물 공학자들은 여러 방향으로 재료의 팽창을 제어 할 수있는 패치를 만들고 엔지니어링 설계 방식을 사용하여이를 조정합니다. 이 패치는 Spraybase의 핵심 기술인 용융 전기 쓰기를 통해 제조되었으며 재현 가능하고 정확하며 확장 가능합니다. 패치는 또한 전도성 중합체 폴리피롤로 코팅되어 전지 호환성을 유지하면서 전기 전도성을 제공한다. 패치는 반복되는 스트레칭을 견뎌냈는데, 이는 심장 생체 물질에 대한 주요 관심사이며, 심장 근육의 주요 특성을 정확하게 모방하기 위해 우수한 탄성을 나타냈다. Monaghan 교수는 다음과 같이 덧붙였습니다. "본질적으로, 우리의 재료는 많은 요구 사항을 해결합니다. 벌크 재료는 현재 의료 기기 사용을 위해 승인되었으며,이 디자인은 펌핑 심장의 움직임을 수용하며, 고립 된 수축 조직 사이의 신호를 수용하도록 기능화되었습니다." "이 연구는 현재 우리의 방법과 디자인의 개발을보고하지만,이 패치를 심장 마비 치료법으로 적용 할 목적으로 차세대 디자인과 재료를 발전시키기를 기대하고 있습니다." 이 논문의 첫 저자 인 Dinorath Olvera 박사는 다음과 같이 덧붙였다. "우리의 전기 전도성 패치는 생체 외 모델에서 생물학적 조직 사이의 전기 전도를 지원합니다. 따라서 이러한 결과 는 심장 조직의 측면, 즉 기계적 움직임과 전기적 신호를 재현 할 수 있는 생체 공학 패치 를 생성하는 중요한 단계를 나타냅니다 ."
더 탐색 심장 패치는 심장 마비 여파로 근육 손상을 제한 할 수 있습니다 추가 정보 : Dinorath Olvera et al. 인간의 심근의 기계적 이방성, 고급 기능성 재료 (2020) 와 일치하는 전기 전도성 용융 전자 기록 패치 . DOI : 10.1002 / adfm.201909880 저널 정보 : 고급 기능성 재료 에서 제공하는 트리니티 칼리지 더블린
https://phys.org/news/2020-02-bioengineers-patch-broken-heart.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.
.2 차원 재료로 만들어진 빠른 광 검출기
Oliver Morsch, ETH 취리히 2 차원 이종 구조의 얇은 층, 광 도파관 및 검출기의 신호가 판독되는 전기 접점을 갖는 ETH 광 검출기의 전자 현미경 이미지. 크레딧 : ETH Zurich ETH 2020 년 2 월 13 일
취리히의 두 연구 그룹이 새로운 광 검출기를 개발하기 위해 힘을 합쳤습니다. 실리콘 광 도파관에 결합 된 서로 다른 재료의 2 차원 층으로 구성됩니다. 앞으로이 접근 방식을 사용하여 LED 및 광 변조기를 만들 수도 있습니다. 빠르고 효율적인 변조기 및 빛 탐지기는 광섬유 케이블을 통한 데이터 전송의 핵심 구성 요소입니다. 최근에는 기존의 광학 재료를 기반으로 한 통신의 빌딩 블록이 지속적으로 개선되었지만 이제는 더 많은 개선을 이루기가 점점 어려워지고 있습니다. ETH 취리히의 두 연구 그룹이 이제 보여 주듯이, 다른 전문 분야의 결합 된 힘이 필요합니다. 전자기장 연구소의 Jürg Leuthold 교수와 Photonics 연구소의 Lukas Novotny 교수가 이끄는 과학자 그룹은 일본 쓰쿠바 소재 재료 연구소의 동료들과 함께 매우 빠르고 민감한 광 검출기를 개발했습니다. 새로운 2 차원 재료와 나노-광학 광 도파관 사이의 상호 작용에 관한 연구. 그들의 결과는 최근 과학 저널 Nature Nanotechnology 에 발표되었다 . 2 차원 재료 "우리의 검출기에서 우리는 각각의 제약 조건을 극복하면서 다양한 재료의 장점을 활용하고 싶었습니다."라고 박사 과정의 Nikolaus Flöry는 설명합니다. Novotny 그룹의 학생. "이렇게하는 가장 좋은 방법은 이종 구조로 알려진 인공 결정의 종류를 각각 몇 원자 두께에 불과한 다른 층으로 제조하는 것입니다. 또한, 우리는 이러한 2 차원 재료에 대한 모든 화제가 있는지 여부에 관심이있었습니다. "실제로 적용 할 수 있습니다." 그래 핀과 같은 2 차원 물질에서 전자는 3 차원 공간이 아닌 평면에서만 움직입니다. 이것은 예를 들어 전압이인가 될 때 수송 특성을 크게 변화시킨다. 그래 핀은 광학 응용 분야에 이상적인 선택은 아니지만 몰리브덴 또는 텅스텐과 같은 전이 금속 화합물과 황 또는 텔 루륨 (TMDC로 약칭)과 같은 칼 코겐 화합물은 감광성이 뛰어나고 실리콘 광 도파관과 쉽게 결합 될 수 있습니다.
새로운 광 검출기의 프로토 타입을 특성화하는 데 사용되는 실험 설정. 크레딧 : ETH Zurich
다른 접근 방식의 상호 작용 도파관과 고속 광전자에 대한 전문 지식은 Jürg Leuthold의 연구 그룹에서 나왔습니다. 그룹의 선임 과학자 인 핑마 (Ping Ma)는 새로운 검출기를 가능하게하는 두 가지 접근법 사이의 상호 작용이라고 강조했다. "2 차원 재료와 검출기로 빛이 공급되는 도파관을 이해하는 것은 우리에게 매우 중요했습니다. 우리는 2 차원 재료가 실리콘 도파관과 결합하기에 특히 적합하다는 것을 깨달았습니다. 우리 그룹의 전문화는 서로 완벽하게 보완되었습니다. " 연구원들은 보통 느리게 TMDC 기반 탐지기를 더 빠르게 만드는 방법을 찾아야했습니다. 한편, 검출기는 고속 성능을 희생시키지 않으면 서 인터페이스로 사용되는 실리콘 구조에 최적으로 결합되어야했다. 수직 구조를 통한 속도 Flöry는“우리는 TMDC (우리의 경우 몰리브덴 디 스텔 루 라이드)와 그래 핀으로 만들어진 수직 이종 구조를 구현함으로써 속도 문제를 해결했다”고 말했다. 기존의 검출기와 달리 들어오는 빛 입자에 의해 여기 된 전자는 측정하기 전에 먼저 대량의 재료를 통과 할 필요가 없습니다. 대신에, TMDC의 2 차원 층은 전자가 물질을 상방 또는 하방으로 매우 짧은 시간 내에 떠날 수있게한다. 그들이 더 빨리 떠날수록 검출기의 대역폭은 더 커집니다. 대역폭은 광 펄스로 인코딩 된 주파수 데이터를 수신 할 수있는 것을 나타냅니다. Flöry는“우리는 새로운 기술로 몇 기가 헤르츠의 대역폭을 얻기를 바랐습니다. 결국 우리는 실제로 50 기가 헤르츠에 도달했습니다. 지금까지 TMDC 기반 검출기로 기가 헤르츠 미만의 대역폭이 가능했습니다.
몰리브덴 디 스텔 루 라이드 결정이 도시되어있다. 결정의 웨이퍼-박층은 2 개의 그래 핀 층과 조합되어 수직 이종 구조를 구성 할 수있다. 크레딧 : ETH Zurich
한편, 최적의 광 결합은 검출기 를 나노-광자 광 도파관 에 통합함으로써 달성되었다 . 도파관 으로부터 측면으로 돌출되는 소위 소멸 파는 (낮은 전기 저항을 갖는) 그래 핀 층을 통해 헤테로 구조체의 몰리브덴-디 텔루 라이드 층으로 광자를 공급한다. 그곳에서 그들은 전류로 감지되는 전자를 여기시킵니다. 통합 된 도파관 설계는 그 과정에서 충분한 빛이 흡수되도록합니다. 여러 가능성을 가진 기술 ETH 연구자들은 이러한 도파관과 이종 구조의 조합으로 광 검출기뿐만 아니라 광 변조기, LED 및 레이저와 같은 다른 광학 요소도 만들 수 있다고 확신합니다. Flöry와 Ma는 그들의 발견에 대해“가능성은 거의 무한하다”고 말했다. "우리는이 기술로 할 수있는 일의 예로 광 검출기를 선택했습니다." 가까운 미래에 과학자들은 연구 결과를 사용하고 다른 2 차원 재료를 조사하려고합니다. 현재까지 약 백 개가 알려져 있으며, 이는 새로운 이종 구조에 대한 수많은 가능한 조합을 제공합니다. 또한, 장치의 성능을 더욱 향상시키기 위해 플라즈몬과 같은 다른 물리적 효과를 활용하고자합니다.
더 탐색 Graphene은보다 빠른 데이터 통신을 위해 2 차원 크리스털로 구성 추가 정보 : Nikolaus Flöry et al. 고속 및 고 응답 성을 갖는 통신 파장에서 도파관 통합형 반 데르 발스 이종 구조 광 검출기, Nature Nanotechnology (2020). DOI : 10.1038 / s41565-019-0602-z 저널 정보 : Nature Nanotechnology ETH 취리히 제공
https://phys.org/news/2020-02-fast-detector-two-dimensional-materials.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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