레이더와 얼음은 물질을 바로 통과하는 신비한 아 원자 입자를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다
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.상어 피부에서 영감을 얻은 새로운 음향 스마트 소재를 사용한 미래의 사운드“컴퓨터”
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주제 : 재료 과학USC 으로 남부 캘리포니아 대학 2020년 3월 10일 잠수함 USC 연구원은 소리에 대한 다양한 반응을 유발하여 전기 장치를 모방 할 수있는 스마트 재료를 만듭니다.
좋아하는 노래 나 팟 캐스트를 듣는 데 사용하는 헤드폰에서 잠수함이 사용하는 음파 위장에 이르기까지 사운드를 전송하고 경험하는 방법은 주변 세계와 소통하는 데 필수적인 부분입니다. 음향 메타 물질은 다른 매체를 통과 할 때 음파를 제어, 지시 및 조작하도록 설계된 물질입니다. 따라서, 소리를 감쇠 시키거나 전달하는 구조로 설계 및 삽입 될 수 있습니다. 문제는 전통적인 음향 메타 물질이 복잡한 형상을 가지고 있다는 것입니다. 금속이나 단단한 플라스틱으로 만들어지면 일단 만들어진 후에는 변경할 수 없습니다. 예를 들어 잠수함에서 나가는 소리를 줄여 음향을 차단할 수있는 음향 장치를 예로들 수 있습니다. 예를 들어 잠수함이 통과하기를 원하는 동맹국과 같은 다른 조건이 발생하면 동일한 음향 장치는 외부로 소리를 전달할 수 없습니다. Sonny Astani Civil and Environmental Engineering의 조교수 Qiming Wang이 이끄는 USC 연구원 팀은 주문형 음향 전송의 변화를 수용하는 새로운 스마트 재료를 만들었습니다. “전통적인 음향 메타 물질을 사용하면 하나의 구조를 만들고 하나의 속성을 얻을 수 있습니다. 이 새로운 스마트 소재로 단 하나의 구조로 여러 속성을 달성 할 수 있습니다.”라고 Wang은 말했습니다. 이 새로운 재료를 연구하면서 Wang과 그의 팀은 그들의 스마트 재료가 스위치와 같은 전자 장치에 고유 한 속성을 재생성 할 수 있다는 것을 발견하여 소리 "컴퓨터"라는 스마트 사운드 전송의 가능성을 보여 주었다. USC Viterbi 박사를 포함한 Wang과 그의 팀 이경훈 후보, Kunhao Yu, An Xin, Zhangzhengrong Feng, 그리고 박사후 연구원 인 Hasan Al Ba'ba'a는 최근 연구 에 발표 된 논문“Sharkskin-Inspired Magnetoactive Reconfigurable Acoustic Metamaterials ”에 그들의 연구 결과를 자세히 설명했다 . 상어의 피부 표면에 진피가 만들어 낸 이중 특성에서 영감을 얻은이 팀은 자기 자극의 힘으로 구부러지는 자기 감응성 나노 입자를 포함하는 새로운 음향 메타 물질을 만들었습니다. 이 자력은 다양한 전송 조건을 수용하여 원격 및 주문형 구조를 변경할 수 있습니다. 하나의 장치에서 여러 음향 속성 변조 연구자들이 만든 음향 메타 물질은 고무와 철 나노 입자의 혼합으로 만들어졌다. 고무는 유연성을 제공하여 재료가 가역적으로 반복적으로 구부러지고 구부러지는 것을 허용하며, 철은 재료가 자기장에 반응하도록합니다. 음향 입력에 반응하는 구조를 만들기 위해 Wang과 그의 팀은 재료 사이의 공명 (Mie 공명)이 음향 전송의 변화를 허용하여 음향 입력을 차단하거나 수행하도록 재료를 조립해야했습니다. 기둥들이 서로 더 가까워지면, 음향 파는 효과적으로 포획되어 구조물의 다른쪽으로 전파되는 것이 방지 될 것이다. 반대로, 기둥들이 더 떨어져 있으면, 음향 파는 쉽게 통과 할 것이다. “우리는 외부 자기장을 사용하여 기둥을 구부리고 기둥을 구부려 이러한 종류의 상태 전환을 달성합니다. 그 결과 음향 전달을 차단하는 위치에서 음향 파를 효과적으로 전도하는 위치로 이동합니다. 전통적인 음향 메타 물질과 달리 소리 "컴퓨터" Wang과 그의 팀은 스마트 재료가 스위치, 로직 게이트 및 다이오드의 세 가지 주요 전자 장치를 모방하는 방법을 시연 할 수있었습니다. 자기-감응 물질과 자기장의 상호 작용은 전기 회로와 같은 기능을 생성하는 방식으로 음향 전달을 조작한다. 이를 더 잘 이해하기 위해이 세 가지 전자 장치 각각의 작동 방식을 살펴 보겠습니다. 스위치를 사용하면 예를 들어 잡음 제거 헤드폰에서 채널을 켜거나 끌 수 있습니다. 이 예에서는 스마트 음향 메타 물질로 제작 된 구조를 사용하여 자기장을 조정하여 Mie 공진기 기둥이 구부러져 외부 소음이 통과하도록 할 수 있습니다. 다른 예로, 자기장을 끌 수 있고 기둥이 수직으로 유지되어 외부 소음이 통과하는 것을 차단한다고 Wang은 말했다. 로직 게이트는 다른 입력 채널로 들어오는 자극을 기반으로 의사 결정을 트리거하여이 아이디어를 기반으로합니다. 잠수함의 경우 어쿠스틱 장치가 단일 조건 대신 여러 조건을 변조하기를 원할 수 있습니다. 단 하나의 약한 신호와 하나의 강한 신호를 수신하면 공격하지만 두 개의 강한 신호를 수신하면 도망합니다. 여러 시나리오가 의사 결정의 일부가되도록하려면 전통적으로 각기 다른 시나리오를 위해 설계된 여러 장치가 필요합니다. AND 게이트 연산자는 입력 채널이 모두 강한 경우에만 특정 응답을 트리거하는 음향 장치를 설명합니다. OR 게이트 연산자는 두 신호 중 하나가 강한 경우 특정 결정을 트리거하는 음향 장치를 설명합니다. 전통적인 음향 메타 물질로 하나의 연산자 만 만들 수 있으므로 하나의 조건에만 응답 할 수 있습니다. Wang은 연구자들이 개발 한 새로운 스마트 음향 메타 물질을 이용하여 필요에 따라 AND 게이트에서 OR 게이트 운영자로 전환 할 수 있다고 말했다. 잠수함의 경우 즉, 자기장을 사용한다는 것은 새로운 음향 장치를 구축하지 않고도 공격 명령이 트리거되는 조건을 변경할 수 있습니다. 마지막으로 다이오드가 있습니다. 다이오드는 음향 강도가 한 방향으로 높고 다른 방향으로 낮기 때문에 음파의 단방향 전송을 제공하는 장치입니다. 기존의 음향 메타 물질을 사용하면이 작업을 수행 할 수 있지만 상태를 변경할 수는 없습니다. 새로운 스마트 음향 메타 물질을 사용하면 다이오드 상태에서 도체 상태로 변경하여 한 방향이 아닌 양방향으로 전송할 수 있습니다. 이것은 잠수함의 음파 위장의 예에서 시작되는데, 때로는 음향 장치가 한 방향으로 만 소리를 전달하고 다른 시간에 양쪽 방향으로 전달할 수 있기를 원할 수도 있습니다. Wang은“이러한 변화는 전통적인 음향 메타 물질에 의해 달성 된 적이 없다”고 말했다.
다음 단계 현재 Wang과 그의 팀은 공중에서 재료를 테스트하고 있습니다. 다음으로, 초음파 범위에서 동일한 특성을 달성 할 수 있는지 확인하기 위해 수 중에서 동일한 특성을 테스트하기를 희망합니다. Wang은“고무는 소수성이므로 구조가 변하지 않지만, 외부 자기장 하에서 재료가 여전히 동조성을 갖는지 테스트해야한다”고 Wang은 말했다. .
참조 : 경 훈 리, Kunhao 유, 하산 알 Ba'ba'a, 신화, Zhangzhengrong 펭 및 Qiming 왕, 2020 2월 5일에 의해 "Magnetoactive 재구성 음향 메타 물질 상어 - 영감" 연구 . DOI : 10.34133 / 2020 / 4825185 이 연구는 공군 과학 연구 영 조사관 프로그램 (FA9550-18-1-0192, 프로그램 관리자 : Dr. Ming-Jen Pan)과 국립 과학 재단 (CMMI-1762567)이 자금을 지원합니다.
.거대 스타의 숨결을 죽이는 것 – 빈랑 같은 초 거대 자에서 비롯된 초신성
TOPICS : 인기천체 물리학UC 산타 바바라 으로 산타 바바라 - 캘리포니아 대학 2020년 3월 4일 초신성 폭발 ESO 이 작가의 인상은 초신성 폭발 환경에서 먼지가 형성되는 것을 보여줍니다. VLT 관측에 따르면이 우주 먼지 공장은 폭발 직후부터 시작하여 오랫동안 계속되는 2 단계 공정으로 곡물을 만드는 것으로 나타났습니다. 크레딧 : ESO / M. 콘 메서
베텔게우스는 최근 언론의 주목을받는 중심이었습니다. 붉은 초거성 종은 수명이 거의 다되어 가고 있으며, 태양의 10 배가 넘는 별이 죽으면 화려한 방식으로 사라집니다. 최근 수백 년 동안 밝기가 가장 낮은 지점으로 떨어지면서, 많은 우주 애호가들은 Betelgeuse가 곧 초신성이되어 일광에서도 볼 수있는 눈부신 디스플레이로 폭발 할 것으로 기대하고 있습니다. 과학자들은 오리온의 어깨에있는 유명한 별이 다음 백만 년 (실제로 우주의 시간으로 며칠) 내에 그 죽음을 맞이할 것으로 보이지만, 과학자들은 희미한 것이 별의 맥동 때문이라고 주장합니다. 이 현상은 적색 초거성 인들 사이에서 비교적 흔하며 베텔게우스는 수십 년 동안이 그룹에 속하는 것으로 알려져 있습니다. 우연히도 UC Santa Barbara의 연구자들은 이미 Betelgeuse와 같은 맥동 별이 폭발 할 때 발생하는 초신성의 밝기에 대해 예측했습니다. ALMA 인근 별보기 Betelgeuse 대부분의 별들과 달리 Betelgeuse는 과학자들이 ALMA 망원경과 같은 기기로 해결할 수있을만큼 충분히 크고 가깝습니다. 크레딧 : ALMA (ESO / NAOJ / NRAO) / E. O'GORMAN / P. 케르 벨라 물리학 대학원생 인 Jared Goldberg는 캠퍼스의 Kavli Institute of Theorytical Physics (KITP)의 책임자 인 Lars Bildsten과 Gluck 물리학 교수와 KITP 선임 연구원 Bill Paxton과 함께 별의 맥동이 폭발 할 때 폭발에 어떤 영향을 미치는지에 대한 연구를 발표했습니다. 끝에 도달하십시오. 이 논문은 천체 물리 저널에 나타납니다. 국립 과학 재단 (National Science Foundation) 대학원 연구원 인 골드버그 (Goldberg)는“맥동 스타가 서로 다른 맥동 단계에서 폭발하는 경우 어떻게 보이는지 알고 싶었다. "초기 모델은 맥동의 시간에 따른 영향을 포함하지 않기 때문에 더 간단합니다." 베텔게우스 크기의 별이 마침내 그 중심에 융합하기 위해 재료가 부족할 때, 그 자체의 거대한 무게로 붕괴되는 것을 막는 외부 압력을 잃습니다. 결과적인 코어 붕괴는 0.5 초 만에 발생하며, 별의 표면과 푹신한 외부 층을 알아 차리는 것보다 훨씬 빠릅니다. 자레드 골드버그 자레드 골드버그 크레딧 : Jared Goldberg 철심이 붕괴되면서 원자는 전자와 양성자로 분리됩니다. 이들은 결합하여 중성자를 형성하고, 그 과정에서 중성미자라고하는 고 에너지 입자를 방출합니다. 일반적으로 중성미자는 다른 물질과 거의 상호 작용하지 않습니다. 단일 충돌없이 초당 100 조의 물질이 몸을 통과합니다. 즉, 초신성은 우주에서 가장 강력한 현상 중 하나입니다. 코어 붕괴에서 생성 된 중성미자의 수와 에너지는 아주 엄청 나서 작은 물질 만이 항성 물질과 충돌하더라도 일반적으로 별을 폭발시킬 수있는 충격파를 발사하기에 충분합니다. 그로 인해 폭발이 일어나는 에너지로 별의 바깥 쪽 층으로 폭발하여 전체 은하계를 잠깐 빛나게하는 버스트를 만듭니다. 이온화 수소가 손실 된 전자와 재결합하여 다시 중성이 되기만하면 방사선이 탈출 할 수 있기 때문에 폭발은 약 100 일 동안 밝게 유지됩니다. 이것은 외부에서 진행되는데, 이는 천문학 자들이 마지막까지 중심으로부터의 빛이 빠져 나갈 때까지 시간이 지남에 따라 초신성을 더 깊이 들여다 보는 것을 의미합니다. 그 시점에서 남은 것은 방사성 낙진의 희미한 빛이며 수년간 계속 빛날 수 있습니다. 초신성의 특성은 별의 질량, 총 폭발 에너지 및 중요하게는 반경에 따라 다릅니다. 이것은 Betelgeuse의 맥동이 어떻게 좀 더 복잡하게 폭발하는지 예측한다는 의미입니다. 연구원들은 전체 별이 한꺼번에 맥동하고 있다면 (들어가면 숨을들이 쉬고 숨을 쉬면) 초신성은 마치 베텔게우스가 주어진 반경을 가진 정적 별처럼 행동 할 것임을 발견했습니다. 그러나 별의 다른 층은 서로 반대 방향으로 진동 할 수 있습니다. 간단한 맥동 사례의 경우 팀의 모델은 맥동을 설명하지 않은 모델과 유사한 결과를 얻었습니다. 골드버그는“맥동의 다른 지점에서 큰 별이나 작은 별의 초신성처럼 보인다”고 설명했다. "이것은 더 복잡한 맥동을 고려하기 시작할 때, 물건이 밖으로 나가는 것과 동시에 물건이 움직이는 경우 – 우리 모델은 실제로 눈에 띄는 차이를 만들어냅니다." 이 경우 연구원들은 점차적으로 더 깊은 폭발 층에서 빛이 누출됨에 따라 방출은 마치 다른 크기의 별에서 나온 초신성의 결과 인 것처럼 보일 수 있음을 발견했습니다. Goldberg는“압축 된 별 부분에서 나오는 빛은 더 희미합니다. 한편, 당시에 팽창하고 있던 별 부분의 빛은 마치 맥동이없는 큰 별에서 나온 것처럼 더 밝게 보일 것입니다. Goldberg는 물리학과 교수 Andy Howell과 KITP 박사후 연구원 인 Evan Bauer와 함께 Betelgeuse에서 실행 한 시뮬레이션 결과를 요약 한 미국 천문 학회 연구 노트에 보고서를 제출할 계획입니다. Goldberg는 또한 KITP 박사 후 과정 인 Benny Tsang과 협력하여 초신성을위한 다양한 복사 전달 기술을 비교하고 물리학 대학원생 Daichi Hiramatsu와 이론적 폭발 모델을 초신성 관측과 비교합니다.
참조 :“거대한 별의 죽어가는 숨결 : 붉은 초거성 종들과 그에 따른 결과 형 IIP 초신성”, Jared A. Goldberg, Lars Bildsten 및 Bill Paxton, 2020 년 2 월 28 일, 천체 물리학 저널 . DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab7205
.아 원자 입자 붕괴는 물리학의 표준 모델을 위반합니다 –“완전히 예상치 못한”
주제 : 교육청플로리다 주립 대학입자 물리학 으로 플로리다 주립 대학 2020년 3월 8일 새로운 입자 제안 FSU 물리학 자들은 최근보고 된 희귀 한 카온 (파란색)이 중성 피온 (주황색)으로 붕괴되는 것을 설명하기 위해 새로운 입자 (노란색)를 제안했습니다. 크레딧 : Florida State University
플로리다 주립 대학 물리학 자들은 작년에 일본 양성자 가속기 연구 단지의 KOTO 실험에서 과학자들에 의해보고 된 카온 (Kaon)이라는 아 원자 입자의 드문 부패 사건에 대한 답이 있다고 믿고있다. FSU 물리학 부교수 오쿠이 타케 미치 (Takemichi Okui) 물리학과 조교수 코 사쿠 토비 오카 (Kohsaku Tobioka) 는이 붕괴가 실제로 비슷한 실험에서 탐지를 피할 수있는 새로운 단기 입자라고 제안하는 Physical Review Letters 저널에 새로운 논문을 발표했습니다 . Okui는“이것은 매우 드문 붕괴이다. “아주 드물기 때문에 그들이 본 적이 없어야합니다. 그러나 이것이 맞다면 어떻게 설명할까요? 우리는 이것이 하나의 가능성이라고 생각합니다.” 카온은 하나의 쿼크와 하나의 쿼크로 만들어진 입자입니다. 연구원들은 세상의 작동 방식을 더 잘 이해하기 위해 자신의 기능 (충분 포함)을 연구합니다. 그러나 작년에 KOTO 실험의 연구원들은 아직 발견하기에는 너무 드물었던 특정 희귀 붕괴의 4 가지 사례를보고했습니다. 이 관측은 우주의 기본 기본 힘을 설명하고 알려진 모든 기본 입자를 분류하는 표준 물리 모델을 위반합니다. 그들의 계산에 따르면, 새로운 입자에 대한 두 가지 가능성이있을 수 있습니다. 하나의 시나리오에서, 그들은 카온이 피온 (전자의 약 270 배 질량을 가진 아 원자 입자)과 일종의 보이지 않는 입자로 붕괴 될 수 있다고 제안한다. 또는 KOTO 실험의 연구원은 물리학 자에게 완전히 알려지지 않은 무언가의 생성과 붕괴를 목격했을 수 있습니다. 일본의 연구원들은 이전 관측치가 새로운 입자의 실제 감지인지 아니면 단순히 노이즈인지 확인하기 위해 특별한 데이터 실행을 수행하고 있습니다. Tobioka는“확인 된 경우 완전히 예상치 못한 것이기 때문에 매우 흥미 롭습니다. “소음 일 수도 있지만 그렇지 않을 수도 있습니다. 이 경우 소음에 대한 기대치가 매우 낮아서 하나의 사건이나 관찰조차도 매우 인상적입니다. 이 경우에는 4 명이있었습니다.”
참고 : 2020 년 2 월 19 일, Teppei Kitahara, Takemichi Okui, Gilad Perez, Yotam Soreq 및 Kohsaku Tobioka의“ K L → π 0 ν ¯ ν 에 대한 새로운 검색의 새로운 물리학의 의미 ”, 물리적 검토 서한 . DOI : 10.1103 / PhysRevLett.124.071801 이 연구에 대한 Okui와 Tobioka의 공동 저자는 이스라엘 기술 연구소의 Teppei Kitahara와 Yotam Soreg, 이스라엘의 Weizmann Institute of Science의 Gilad Perez입니다. 이 연구는 에너지 부가 자금을 지원합니다.
.흥미로운 분자 조정은 유기 태양 전지의 효율을 향상시킬 수 있습니다
TOPICS : EnergyKyoto University인기있는태양 전지 으로 교토 대학 , 2020 3월 5일 전자 수용성 분자 TACIC
새로운 전자 수용성 분자 TACIC는 기존 상태보다 50 배 더 긴 여기 상태를 유지할 수 있습니다. 크레딧 : Mindy Takamiya의 일러스트 분자 변화는 차세대 태양 광 발전의 효율성을 향상시킬 수 있습니다. 분자 조정은 유기 태양 전지 성능을 개선하여보다 저렴하고 효율적이며 제조가 용이 한 태양 광 발전에 가깝습니다. 세포의 발전 층의 분자 골격을 목표로하는 새로운 디자인 접근법은 교토 대학의 통합 세포 재료 과학 연구소 (iCeMS)의 과학자들에 의해 개발되었으며 오늘 (2020 년 3 월 5 일) Chemical Science 저널에 발표되었다 . 유기 광전지는보다 저렴한 구성 요소를 사용하고 현재 사용되는 무기 태양 전지에 비해보다 가볍고 유연하며 쉽게 제조되므로 차세대 태양 전지가 될 것으로 예상된다. iCeMS의 분자 엔지니어 인 Hiroshi Imahori는 동료 인 Tomokazu Umeyama와의 연구를 진행하면서“화석 연료 사용과 환경 영향에 대한 우려가 커지고있다. "지속 가능한 에너지 시스템을 개선하기 위해 열심히 노력해야합니다." 유기 광기 전력의 발전 층은 전자를 기증 또는 수용하는 분자를 함유한다. 이 얇은 층에 의해 빛이 흡수되어 분자를 자극하여 전하를 생성하여 전류를 형성합니다. 그러나 빛이 효율적으로 전기로 변환되기 위해서는 전자 수용성 성분이 흥분 상태를 유지해야합니다. 한 유형의 유기 전지는 광범위한 스펙트럼의 빛을 흡수하는 데 매우 우수하지만 오랫동안 흥분하지는 않습니다. 이 문제를 해결하기 위해 Imahori, Umeyama 및 일본의 동료들은 세포의 전자 수용 성분의 분자 골격을 목표로 삼았습니다. 구체적으로 그들은 중심 고리를 티에 노아 자코 론 (thienoazacoronene)이라는 분자로 대체하여 TACIC이라는 새로운 분자를 만들었다. TACIC은 이전 제품과 유사하게 가시 광선 및 근적외선의 광범위한 스펙트럼을 흡수했습니다. 중요하게도, 여기는 여기 상태를 50 배 더 길게 유지하여 70 % 이상의 가벼운 입자를 전류로 변환합니다. 이 디자인은 빛이 흡수 될 때 일반적으로 발생하는 진동과 회전을 안정화시켜 운동 에너지를 절약하고 분자간 상호 작용을 촉진함으로써이를 달성했습니다. 이 전지는 10 % 미만의 전력 변환 효율을 유지하며, 이는 연구중인 다른 유기 태양 전지와 비교할 수있다. 연구팀은 티에 노아 자코 론 분자의 측쇄 및 코어 구조에 대한 변형이 유기 광전지의 효율을 더욱 향상시킬 수 있다고 믿고있다.
참조 :“Gatethri R. Ediriweera, Joshua D. Simpson, Adrian V. Fuchs, Taracad K. Venkatachalam, Matthias Van De Walle, Christopher B. Howard, Stephen M. Mahler, James P. Blinco, Nicholas L. Fletcher, Zachary H. Houston, Craig A. Bell 및 Kristofer J. Thurecht, 2020 년 3 월 5 일, 화학 과학 . DOI : 10.1039 / C9SC06456G
.레이더와 얼음은 물질을 바로 통과하는 신비한 아 원자 입자를 감지하는 데 도움이 될 수 있습니다
TOPICS : 천체 물리학뉴트리 노스오하이오 주립 대학입자 물리학SLAC National Accelerator Laboratory 으로 오하이오 주립 대학 2020년 3월 9일 뉴트리노 아 원자 입자 중성미자 활동에 대한 예술가의 표현.
과학자들은 중성미자를 찾기위한 새로운 실험을 만듭니다. 요즘 천체 물리학에서 가장 큰 미스터리 중 하나는 중성미자라고 불리는 작은 아 원자 입자인데, 그 크기는 감지되지 않고 물질, 대기, 우리 몸, 지구를 통과합니다. 전 세계의 물리학 자들은 수십 년 동안 지구를 지속적으로 공격하고 다른 알려진 아 원자 입자보다 가벼운 중성미자를 탐지하려고 노력해 왔습니다. 과학자들은 중성미자를 포착함으로써 그것들을 연구하고 그들이 어디에서 왔으며 무엇을하는지 이해할 수 있기를 희망합니다. 그러나 기존의 시도는 종종 비용이 많이 들며, 가장 먼 공간에서 고 에너지 중성미자 전체를 그리워합니다. 2020 년 3 월 6 일자 Journal of Physical Review Letters 에 발표 된 새로운 연구에 따르면 처음으로 레이더 에코를 사용하여 이러한 종류의 중성미자를 감지 할 수있는 실험이 있습니다. 오하이오 주립 대학 우주 과학 및 우주 입자 물리학 센터의 연구자이자 연구원 인 Steven Prohira는“이러한 중성미자는 우리가 이해하지 못하는 기본 입자입니다. “초고 에너지 중성미자는 우주의 거대한 부분에 대해 다른 방식으로는 접근 할 수 없다고 말할 수 있습니다. 우리는 그것들을 연구하는 방법을 알아 내야합니다. 이것이 바로이 실험이 시도하는 것입니다.” 이 연구는 캐스케이드로 알려진 현상에 의존합니다. 과학자들은 중성미자가 거의 빛의 속도로 지구를 통과한다고 생각합니다.이 글을 읽으면서 수십억의 사람들이 지금 당신을 통과하고 있습니다. 고 에너지 중성미자는 원자와 충돌 할 가능성이 높습니다. 이러한 충돌로 인해 "거대한 스프레이처럼"하전 입자가 연속적으로 발생하게됩니다. 캐스케이드는 중요합니다. 연구원이 캐스케이드를 감지 할 수 있으면 중성미자를 감지 할 수 있습니다. 초고 에너지 중성미자는 매우 드물기 때문에 지금까지 과학자들은이를 감지하지 못했습니다. 과학자들은 중성미자를 탐지 할 수있는 가장 좋은 장소는 멀리 떨어진 큰 얼음 덩어리에 있다는 것을 알아 냈습니다. 그러나 지금까지 이러한 실험은 더 높은 에너지를 가진 중성미자를 감지 할 수 없었습니다. 그의 연구팀은 실험실에서 중성미자가 캐스케이드에 의해 남겨진 하 전입자의 흔적에서 전파를 튕겨 원자 에 부딪 칠 때 발생하는 캐스케이드를 감지 할 수 있음을 보여 주었다 . 이 연구를 위해 그들은 캘리포니아의 SLAC National Accelerator Laboratory에 가서 남극 대륙에서 얼음을 시뮬레이트하기 위해 4 미터 길이의 플라스틱 표적을 설정하고, 중성미자를 시뮬레이트하기 위해 작은 무리에 채워진 10 억 개의 전자로 표적을 폭파했습니다. 프로 히라 교수는이 전자 다발의 총 에너지는 고 에너지 중성미자의 총 에너지와 유사하다고 말했다. 그런 다음 그들은 전파가 실제로 캐스케이드를 감지하는지 확인하기 위해 플라스틱 타겟에서 전파를 전송했다. 그들은했다. Prohira는 다음 단계는 남극 대륙에서 실험을 수행하여 광범위한 원격 얼음 위에서 중성미자를 감지 할 수 있는지 확인하는 것이라고 말했다. 그는 전파가 중성미자를 탐지하는 데 가장 저렴한 것으로 알려진 기술이라고 말했다. Prohira는 전파가 약 20 년 동안 가장 높은 에너지 중성미자를 찾기 위해 사용되었다고 말했다. 이 레이더 기술은 초고 에너지 중성미자를 연구하고자하는 과학자들을위한 전파 도구 상자에 하나 이상의 도구가 될 수 있습니다. 중성미자를 더 잘 이해하면 우리의 은하계와 우주의 나머지 부분에 대해 더 많이 이해할 수 있습니다. “뉴트리노 스는 직선으로 이동하는 유일한 알려진 입자입니다. “이를 수행하는 다른 입자는 없습니다. 빛이 차단됩니다. 다른 하전 입자는 자기장에서 편향됩니다.” 우주에서 어딘가에 중성미자가 만들어지면, 변경되지 않은 직선으로 이동합니다. Prohira는“이것은 그것을 생산 한 것을 곧바로 지적한다. "이것은 우리가 우주에서 이러한 매우 활기찬 과정을 식별하고 더 배울 수있는 방법입니다."
참고 자료 : S. Prohira, KD de Vries, P. Allison, J. Beatty, D. Besson, A. Connolly, N. van Eijndhoven, C. Hast, C. -와이. Kuo, U. A. Latif, T. Meures, J. Nam, A. Nozdrina, J. P. Ralston, Z. Riesen, C. Sbrocco, J. Torres and S. Wissel, 2020 년 3 월 6 일, Physical Review Letters . DOI : 10.1103 / PhysRevLett. 124.091101
.가장 빠른 고정밀 3D 프린터 – 서브 마이크로 미터 정확도로 최고의 속도
주제 : 전기 공학재료 과학프린터 으로 카를 스루에 연구소에 대 한 TECHNOLOGIE의 (KIT) 2020년 3월 6일 3D 인쇄 메타 물질 새로운 시스템으로 인쇄 된 메타 물질은 마이크로 미터 규모의 복잡한 3 차원 격자 구조로 구성됩니다. 크레딧 : Vincent Hahn, KIT KIT 과학자들은 기록 속도로 서브 마이크로 미터 정확도의 구조를 인쇄하는 새로운 3D 시스템을 개발합니다. 밀리미터 이상에서 작동하는 3D 프린터는 산업 생산 공정에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다. 그러나 많은 응용 분야에서는 훨씬 더 빠른 속도로 마이크로 미터 규모로 정밀하게 인쇄해야합니다. Karlsruhe Institute of Technology (KIT)의 연구원들은 지금까지 매우 빠른 속도로 마이크로 미터 이하의 세부 정보를 가진 매우 정밀한 센티미터 크기의 물체를 인쇄하는 시스템을 개발했습니다. 이 시스템은 Advanced Functional Materials 의 특별 호에 제공됩니다 . 속도뿐만 아니라 설정의 신뢰성을 입증하기 위해 연구원들은 마이크로 미터 규모까지 세부적으로 60 입방 밀리미터 크기의 격자 구조를 인쇄했습니다. 여기에는 3 천억 개가 넘는 복셀이 들어 있습니다 (복셀은 픽셀 또는 2D 그림 요소의 3D 대응 물입니다). “3D 프린팅 항공기 날개가 달성 한 기록을 훨씬 능가했습니다. 이것은 새로운 세계 기록입니다.”시스템이 개발 된“3DMM2O (Cluster of Excellence)”의 대변인 Martin Wegener 교수는 말합니다. 이러한 유형의 3D 프린팅의 경우, 레이저 빔은 컴퓨터 제어 방식으로 액체 포토 레지스트를 통과한다. 레이저의 초점에 위치한 재료 만 노출되고 경화됩니다. "초점은 잉크젯 프린터의 노즐에 해당하며 유일한 차이점은 3 차원으로 작동한다는 점입니다."라고 출판물의 첫 번째 저자 인 Vincent Hahn은 말합니다. 이러한 방식으로 광학 및 광 자학, 재료 과학, 생명 공학 또는 안전 공학과 같은 다양한 응용 분야에 대해 매우 정밀한 선조 구조를 만들 수 있습니다. 일반적으로 지금까지 단일 레이저 광점으로 초당 수십만 개의 복셀이 생산되었습니다. 이것은 그래픽 잉크젯 프린터보다 거의 100 배 느리다는 것을 의미하며, 이는 지금까지 많은 응용 프로그램을 방해했습니다. 브리즈번 / 호주에있는 KIT 및 퀸즈랜드 공과 대학 (QUT)의 과학자들은 이제 3DMM2O 우수 클러스터 내에 새로운 시스템을 개발했습니다. 특수 광학을 사용하여 레이저 빔은 각각 초점에 초점을 맞춘 9 개의 부분 빔으로 나뉩니다. 9 개의 부분 빔을 모두 병렬로 사용할 수 있으며 향상된 전자 제어 덕분에 그 어느 때보 다 정확하게 훨씬 빠르게 이동할 수 있습니다. 이 기술과 다른 기술적 인 개선으로 연구원들은 초당 약 1 천만 보셀의 3D 인쇄 속도에 도달했으며 이는 그래픽 2D 잉크젯 프린터가 도달 한 속도에 해당합니다. KIT는이 분야의 연구 개발 작업을 계속할 것입니다. Hahn은“결국 3D 프린터를 사용하여 한 페이지뿐만 아니라 두꺼운 용지도 인쇄 할 수 있습니다. 또한 화학의 발전이 필요합니다. 예를 들어, 동일한 레이저 출력에서 더 많은 초점을 생성하려면보다 민감한 포토 레지스트가 필요합니다.
참조 : "대형 기능 3D로 작은 재료 빌딩 블록의 신속한 조립 (복셀) 메타 물질 "빈센트 한은, 파스칼 키퍼, 토비아스 FRENZEL, 징 숨어, 에바 Blasco는, 크리스토퍼 Barner-Kowollik 마틴 베게너 1 월 22 일 2020에 의해 고급 기능 재료 . DOI : 10.1002 / adfm.201907795
.상관 관계가 실제로 인과 관계를 의미 할 때 새로운 AI가 안정적으로 발견 할 수 있음
주제 : 알고리즘인공 지능대학 대학 런던 에 의해 바빌론 2020 년 3월 6일 상관 관계로 인한 인과 관계 확립 이것은 인공 지능이 상관 관계에서 인과 관계를 설정하는 방법을 보여주는 예입니다. 크레딧 : Dr Ciaran Lee (2020)
AI는 겹치거나 불완전한 의료 데이터 세트를 병합 한 다음 원인이되는 변수를 결정하여 오래된 데이터에 대한 새로운 가능성을 제공합니다. 바빌론의 과학자들은 종양과 단백질 구조의 데이터에 대한 AI의 잠재력을 보여주었습니다. AI 연구자들은 새로운 인공 지능 (AI)을 통해 최초로 상관 관계가 원인 일 때 발견 할 수있는 대량의 상관 관계 데이터를 통해 유용하고 신뢰할 수있는 방법을 시연 할 수있게되었다. 양자 암호화에서 영감을 얻은이 새로운 방법은 오래되고 겹치며 불완전한 데이터 세트를 융합함으로써 연구자들이 달리 수행하기에는 너무 비싸거나 어렵거나 비 윤리적 인 의학적 시험 결과를 얻을 수있는 길을 열어줍니다. 이 연구는 뉴욕에서 개최 된 권위있는 인공 지능 발전 협회 (AAAI) 회의에서 발표되고 있습니다. 바빌론의 최고 과학 책임자 인 사우 라브 조리 (Saurabh Johri) 박사는 다음과 같이 말했습니다 :“지금까지 우리는 모든 데이터를 깔끔하게 캡처하는 데 필요한 연구의 답변을 하나로 묶는 것으로 제한되었습니다. 그러나 우리가 한 연구에서 비만과 저 비타민 D의 상관 관계와 다른 연구에서 비만과 심부전의 상관 관계를 보았을 때, 비타민 D가 다른 고가의 임상을하지 않고 심부전에서 인과 적 역할을하는지 말할 수 없었습니다. 시도. 이제 우리는 퍼즐 조각을 함께 넣을 수 있습니다.” 바빌론의 선임 연구 과학자이자 런던 대학의 명예 선임 연구원 인 Dr. Ciarán Lee는 다음과 같이 설명했다. 아이스크림 판매는 여름철에 두 번의 촬영 속도에도 불구하고 햇볕에 타지 않습니다. 햇볕에 타는 정확한 원인을 찾기 위해 가능한 한 많은 변수를 조정하거나 제어합니다. 그런 다음 데이터 세트에서 태양 노출의 변화가 햇볕의 변화와 일치 함을 나타내면 태양 노출이 원인 변수라는 것을 확신 할 수 있습니다. 문제는 현실 세계가 단정하고 깔끔하지 않으며 모든 변수를 제어하고 원인이되는 문제를 해결하기가 실제로 어렵다는 것입니다.” 과학자들은 원인 변수를 발견하는 데 도움이되는 다른 방법을 찾기 시작했습니다. 물리학에서 태어난 이론은 모든 것이 시간이 지남에 따라 더 무질서 해지고 복잡해 지므로 원인은 그 영향보다 덜 무질서하고 복잡해야 함을 시사합니다. Lee 박사는“데이터 세트를 가져와 각 변수에 복잡성 등급을 부여하면 역으로 작업하여 원인을 파악할 수 있습니다. 그러나 그것은 단지 하나의 데이터 세트에 도움이됩니다. 우리는 데이터 세트를 결합하는 방법이 있는지, 차이가 있거나, 연구원이 현재 관심있는 것에 대해 다른 질문을하는 방법을 찾고 싶었습니다. 그것은 게임 체인저 일 수 있습니다.” 이 박사는 양자 암호에 영감을 받았습니다. 양자 물리학의 이상한 법칙은 두 명의 사용자가 메시지를 보낸 다음 수학 공식을 사용하여 다른 사람이 대화를 도청하는지 여부를 증명할 수 있음을 의미합니다. Lee 박사는 데이터 세트가 유사한 방식으로 작동 할 수 있지만 다른 데이터 세트의 잠재적 원인 변수를 도청으로 생각할 수 있다는 것을 깨달았습니다. “비만으로 인해 심장병이 발생한다는 데이터가 있고 비타민 D가 비만을 유발하는 것으로 밝혀지면 비타민 D가 비만을 유발하는지 여부를 증명하기 위해 수학 공식을 사용할 수 있습니다. 이것이 우리 AI가하는 일입니다.” 이 박사는“우리는 불완전한 의료 데이터 세트의 여러 상관 변수를 결합하여 높은 신뢰도를 보였으며, 이는 상관 관계가 원인을 의미한다고 밝혔다. “이 AI가 할 수있는 일에 진심으로 흥분합니다. 이것은 분명히 우리에게 모든 해답을 줄 마술 지팡이는 아니지만 연구자들이 다른 것을 시험 해보고 다른 사람이 수행했거나 생각했던 연구와 결합 할 수있는 누락 된 데이터에 대한 많은 연구가 있습니다. 다른 방식으로 질문하십시오. 이제 그들은 할 수 있습니다. AI가 암 약물의 효과, 스타틴 또는 항우울제, 살충제 또는 대기 오염의 영향에 관계없이 AI가이 모든 것에 대처할 수 있어야합니다.” 연구진은 유방암 및 단백질 신호 데이터 세트에 AI를 테스트하고 특히 복잡한 합성 데이터 세트를 테스트했습니다. 각 경우에 AI는 원인 변수를 찾았습니다. 하나는 유방 종양의 둘레를 측정하고 다른 하나는 그 질감을 측정하는 두 개의 개별 유방 종양 데이터 세트를 평가했으며, 다른 하나는 원인이 아니라고보고했습니다. 유사하게, AI는 또한 각 데이터 세트에서 다수의 단백질로부터의 결합 데이터가없는 동안, 2 개의 단백질 수집 사이의 신호 전달 구조를 결정 하였다. 연구에 사용 된 알고리즘은 논문과 공개 액세스 사이트 arXiv에서 사용할 수 있으므로 전 세계의 과학자들이이를 사용하여 중복되고 불완전한 데이터 세트를 재평가 할 수 있습니다. 테스트 된 데이터 세트는 모두 개방형 액세스이므로 다른 과학자가 연구를 확인할 수 있습니다.
https://scitechdaily.com/new-ai-can-reliably-spot-when-correlation-really-does-mean-causation/
.레이저 미니 자석으로 클라우드 데이터 속도를 100 배 향상시킬 수 있습니다
주제 : 컴퓨터 과학인터넷자성재료 과학대학 에든버러 으로 에딘버러 대학 2020년 3월 4일 자기 분자 단일 분자 자석의 모델. 크레딧 : Dr. Olof Johansson
초소형 레이저 활성화 자석을 사용하면 클라우드 컴퓨팅 시스템이 현재 기술보다 최대 100 배 빠르게 데이터를 처리 할 수 있다고 연구 결과는 밝혔습니다. 화학자들은 클라우드 기반 서버에 사용되는 하드 드라이브의 저장 용량과 처리 속도를 높일 수있는 새로운 자성 물질을 연구했습니다. 이로 인해 클라우드 데이터 시스템을 사용하는 사람들이 몇 분이 아닌 몇 초 만에 대용량 파일을로드 할 수 있다고 연구원들은 말합니다. 에든버러 대학 (University of Edinburgh)의 과학자들이 이끄는 팀은 실험실에서 단일 분자 자석으로 알려진 물질을 만들었습니다. 그들은 화합물에 자기 특성을 부여하는 화학 결합이 레이저의 빠른 펄스를 비추어 제어 할 수 있음을 발견했습니다. 이 화합물은 주로 원소 망간으로 구성되며, 자석을 의미하는 라틴어 마그네 (magnes)의 이름을 따서 명명됩니다. 연구 결과에 따르면 1 백만 분의 1 초에 이르는 레이저 펄스를 사용하여 자석에 데이터를 저장하고 액세스 할 수 있다고합니다. 이를 통해 자석이 장착 된 하드 드라이브가 현재 기술보다 최대 100 배 더 빠르게 데이터를 처리 할 수 있습니다. 이 개발은 또한 클라우드 컴퓨팅 시스템의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다고 팀은 말했다. 기존 하드 드라이브는 전선을 통해 전류를 통과시켜 생성 된 자기장을 사용하여 데이터를 저장하므로 많은 열을 발생시킨다. 이것을 레이저 활성화 메커니즘으로 대체하면 열을 생성하지 않으므로 에너지 효율이 높아집니다. Nature Chemistry 저널에 발표 된이 연구에는 Newcastle University의 연구원들도 참여했습니다. 에딘버러 왕립 학회, 카네기 트러스트 및 공학 및 물리 과학 연구위원회가 자금을 지원했습니다. 이 연구를 주도한 에든버러 대학교 화학 대학의 Olof Johansson 박사는 다음과 같이 말했습니다 :“데이터 저장 장치를 개선하는 새로운 방법을 개발해야 할 필요성이 계속 증가하고 있습니다. 우리의 연구 결과는 클라우드 기반 스토리지 서버에 사용되는 하드 드라이브의 용량과 에너지 효율성을 향상시킬 수 있으며, 운영 및 냉각을 위해서는 엄청난 양의 전력이 필요합니다. 이 연구는 과학자들이 차세대 데이터 저장 장치를 개발하는 데 도움이 될 것입니다.”
참고 문헌 : Florian Liedy, Julien Eng, Robbie McNab, Ross Inglis, Thomas J. Penfold, Euan K. Brechin 및 J. Olof Johansson, 2020 년 3 월 2 일, Nature Chemistry . DOI : 10.1038 / s41557-020-0431-6
https://scitechdaily.com/laser-mini-magnets-could-enable-100x-boost-to-cloud-data-speeds/
.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.
CRISPR-HOT : 새로운 유전자 툴로 특정 유전자와 세포에 라벨을 붙일 수 있음
https://youtu.be/fxxaxd6n9Lg
TOPICS : 생명 공학세포 생물학CRISPRGeneticsHubrecht Institute분자 생물학 으로 HUBRECHT 연구소 , 2020 3월 6일 인간 간 세포의 Ultrastructural 정의 세포의 골격을 표시하는 단백질 인 각질을 착색함으로써, 인간 간 도관 세포에서 골격 (파란색)의 미세한 구조적 세부 사항이 가시화된다. 크레딧 : Benedetta Artegiani, Delilah Hendriks, © Hubrecht Institute
Hans Clevers 그룹의 연구원들은 인간의 유기체 또는 소형 기관의 특정 유전자에 라벨을 붙일 수있는 새로운 유전자 도구를 개발했습니다. 그들은 CRISPR-HOT라는이 새로운 방법을 사용하여 간세포가 어떻게 분열되고 DNA 가 너무 많은 비정상 세포가 어떻게 나타나는지 조사했습니다. 암 유전자 TP53을 비활성화함으로써, 비정상적인 간세포의 구조화되지 않은 분열이 더 빈번 해져 암 발생에 기여할 수 있음을 보여 주었다. 그들의 결과는 과학 저널 Nature Cell Biology 에 기술되고 출판되었다 . 오가 노이드는 실험실에서 성장할 수있는 소형 기관입니다. 이 미니 기관은 매우 작은 조직 조각에서 자라며 다양한 기관에서 가능합니다. 이러한 오가 노이드를 유전자 변형시키는 능력은 생물학적 과정을 연구하고 질병을 모델링하는 데 큰 도움이 될 것입니다. 그러나, 지금까지 유전자 변형 된 인간 오가 노이드의 생성은 쉬운 게놈 공학 방법의 부족으로 어려운 것으로 입증되었다. CRISPR-HOT 몇 년 전, 연구원들은 작은 분자 가위처럼 작용하는 CRISPR / Cas9가 DNA의 특정 위치에서 정확하게자를 수 있음을 발견했습니다. 이 새로운 기술은 유전 공학을 크게 도왔고 단순화했습니다. Delilah Hendriks는“DNA에있는 작은 상처는 세포에서 두 가지 다른 복구 메커니즘을 활성화시킬 수 있으며, 이는 연구원들이 상처 부위에서 DNA의 새로운 부분을 차지하도록 세포를 강제하는 데 사용될 수있다”고 말했다. Hubrecht Institute). 비 동종 말단 결합 (non-homologous end joining)이라고 불리는 이러한 방법 중 하나는 빈번한 실수를하는 것으로 생각되어 지금까지는 종종 새로운 DNA 조각을 삽입하는 데 사용되지 않습니다. 베네 데타 아르테 지아니 (Bubettatta Artegiani)는“마우스에서의 일부 초기 연구는 새로운 DNA 조각이 비 동종 말단 결합을 통해 삽입 될 수 있음을 나타 냈기 때문에 이것을 인간 오가 노이드에서 시험하기 시작했다. 그런 다음 Artegiani와 Hendriks는 비 동종 말단 결합을 통해 인간 오가 노이드에 DNA 조각을 삽입하는 것이 실제로 지금까지 사용 된 다른 방법보다 더 효율적이고 강력하다는 것을 발견했습니다. 그들은 새로운 방법을 CRISPR-HOT라고 명명했습니다. 인간 간 세포의 시각화 부문 3D 오가 노이드의 세포 분열은 건강한 (왼쪽) 오가 노이드가 조직화 된 분열 (화살표)을 나타내는 반면, 암 유전자 TP53이 비활성화 된 오가 노이드 (오른쪽)는 혼돈 세포 분열 (화살표)을 나타낸다. 크레딧 : Benedetta Artegiani, Delilah Hendriks, © Hubrecht Institute 채색 셀 연구진은 CRISPR-HOT를 사용하여 형광 라벨을 인간 오가 노이드의 DNA에 삽입하여 형광 라벨이 연구하고자하는 특정 유전자에 부착되도록했습니다. 먼저, 연구자들은 장에서 매우 드문 특정 유형의 세포 인 장 내분비 세포를 표시했습니다. 이 세포는 예를 들어 포도당 수준, 음식 섭취 및 위 비우기를 조절하는 호르몬을 생성합니다. 이 세포는 매우 드물기 때문에 연구하기가 어렵습니다. 그러나 CRISPR-HOT를 사용하여 연구원들은이 세포들을 서로 다른 색으로 쉽게“페인트”한 후 쉽게 식별하고 분석했습니다. 둘째, 연구원들은 간에서 특정 세포 유형 인 담도 관 세포에서 유래 한 오가 노이드를 그렸습니다. CRISPR-HOT를 사용하여 세포 골격에 관여하는 단백질 인 케라틴을 시각화했습니다. 그들은이 각질을 자세하고 고해상도로 볼 수있게 되었기 때문에 연구자들은 조직을 매우 구조적으로 밝혀 냈습니다. 이들 케라틴은 또한 세포가 전문화되거나 분화 될 때 발현을 변화시킨다. 따라서 연구원들은 CRISPR-HOT가 세포 운명과 분화를 연구하는 데 유용 할 것으로 예상합니다. 간에서의 비정상적인 세포 분열 간에는 정상 세포의 DNA의 2 배 (또는 그 이상)를 포함하는 많은 간세포가 있습니다. 이 세포들이 어떻게 형성되는지, 그리고 비정상적인 양의 DNA로 인해 세포가 분열 될 수 있는지는 확실하지 않습니다. 고령자는 이러한 비정상적인 간세포를 더 많이 포함하고 있지만 암과 같은 질병과 관련이 있는지 확실하지 않습니다. Artegiani와 Hendriks는 CRISPR-HOT를 사용하여 간세포 오가 노이드에서 세포 분열 기계의 특정 성분을 표시하고 세포 분열 과정을 연구했습니다. Artegiani :“우리는“정상”간세포가 매우 순서대로 나뉘어져 항상 특정 방향으로 두 개의 딸 세포로 분리되는 것을 보았습니다.” Hendriks :“우리는 또한 비정상적인 간세포가 형성되는 여러 부분을 발견했습니다. 처음으로 우리는“정상적인”간세포가 어떻게 비정상적인 것으로 변하는 것을 보았습니다. 이 외에도, 연구원들은 간세포에서 흔히 발견되는 돌연변이가 간세포에서 비정상적인 세포 분열에 대한 유전자 TP53에서 발견되는 영향을 연구했습니다. TP53이 없으면 이러한 비정상적인 간세포가 훨씬 더 자주 나뉘어졌습니다. 이것은 TP53이 암 발병에 기여하는 방법 중 하나 일 수 있습니다. 연구원들은 CRISPR-HOT이 많은 유형의 인간 오가 노이드에 적용될 수 있으며, 모든 유전자 또는 세포 유형을 시각화하고, 많은 발달 및 질병 관련 질문을 연구 할 수 있다고 생각합니다.
참조 : Benedetta Artegiani, Delilah Hendriks, Joep Beumer, Rutger Kok, Xuan Zheng, Indi Joore, Susana Chuva de Sousa Lopes, Jeroen의“상 동성 독립적 인 CRISPR–Cas9 정밀 게놈 편집을 사용한 빠르고 효율적인 인간 유기체 생성” van Zon, Sander Tans 및 Hans Clevers, 2020 년 3 월 2 일, Nature Cell Biology. DOI : 10.1038 / s41556-020-0472-5
https://scitechdaily.com/crispr-hot-new-genetic-tool-can-label-specific-genes-and-cells/
.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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