고감도 나노 센서로 뇌의 미묘한 칼륨 변화 감지
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.허블, 죽은 별의 차가운 하늘 사냥
주제 : 천문학유럽 우주국허블 우주 망원경NASA 으로 ESA / 허블 2020년 4월 25일 갤럭시 NGC 2906 크레딧 : ESA / Hubble & NASA, Filippenko, 2020 년 4 월 25 일 |
이 이미지는 NGC 2906이라는 소용돌이 치는 나선 은하를 묘사합니다. 이 은하계에 흩어져있는 푸른 반점은 거대한 젊은 별이며, 그들은 엄청난 속도로 연료를 통해 연소 할 때 뜨겁고 푸른 색조의 방사선을 방출합니다. 오렌지색의 부스러기는 부어서 식은 오래된 별과 처음에는 결코 뜨겁지 않은 저 질량 별의 혼합입니다. 낮은 온도로 인해이 별들은 시원하고 붉은 빛을 방출합니다. 이 NGC 2906 이미지는 NASA / ESA Hubble Space Telescope 의 Wide Field Camera 3으로, 2009 년 망원경의 네 번째 서비스 임무 동안 Hubble에 설치된 장비입니다. 허블은 최근에 근처에서 초신성으로 알려진 물체에서 사라지는 빛에 대한 사냥에서이 은하를 관찰했다.
https://scitechdaily.com/hubble-hunts-the-cold-sky-for-dead-stars/
.교통 담당자 단백질은 설탕 / 지방 전환 경로의 속도를 제어합니다
에 의해 샌 안토니오 텍사스 건강 과학 센터의 대학 크레딧 : CC0 Public Domain 2020 년 4 월 24 일
텍사스와 펜실베이니아의 과학자들은 기아 기간 동안 우리의 세포가 에너지로 변환되는 설탕과 지방의 양을 제한하는 단백질 센서를 확인했습니다. 과학자들은 당뇨병, 비만 및 심혈관 질환과 같은 신진 대사 조건이있는 사람들에게 더 많은 설탕과 지방 전환을 촉진하여 건강한 생활 양식을 다듬고 생활하는 데 도움이 필요한 센서를 미세 조정할 수 있다고 말합니다. 이 연구는 Science Signaling 저널에 4 월 21 일 출판되었다 . 샌 안토니오에있는 텍사스 대학교 건강 과학 센터 (Texas of University of Texas Health Science Center)의 Long School of Medicine의 수석 저자 인 Madesh Muniswamy 박사는 미토콘드리아의 기능과 속성의 전문가입니다. 이들은 설탕 과 지방을 ATP라고하는 화학 에너지 로 변환하는 세포 구조입니다 . Muniswamy 박사는“미래에는 전 세계 수백만 명의 사람들이 직면 한 대사 위기에 대한 해결책을 제시하고자한다”고 말했다. "수백만의 사람들이 너무 많은 음식을 섭취하는 반면, 수백만의 다른 사람들이 빈곤에 처해 있고 너무 적은 음식을 섭취하고 있습니다. 우리는 두 가지 상황에서 분자 수준 에서 발생 하는 약물을 개입시키기위한 약물 개발을 목표로 연구하고 있습니다." 전환 속도 우리 몸은 도로 나 자동차와 같은 것들로 세포에서 세포로 물건을 계속 움직입니다. 지방 및 설탕 전환에 필요한 비히클을 미토콘드리아 칼슘 유니 포터 또는 MCU라고합니다. 사람들을 목적지로 이동시키는 트래픽처럼 MCU가 에너지를 이동시키는 속도는 필수적입니다. 너무 느리면 비만과 같은 상태가 나타납니다. 너무 빠르면 영양 실조가 발생합니다. Muniswamy 박사는 적절한 건강을 위해서는 항상 제한 속도 제한을 운전하는 것이 바람직하다고 말했다. 길의 수호자 과학 신호 기사에서 Muniswamy 박사와 동료들은 교통 경찰관처럼이 도로 활동을 규제하는 또 다른 주요 구성 요소를 설명합니다. Muniswamy 박사는“우리는이 도로의 게이트 키퍼 역할을하는 MICU1이라는 미토콘드리아 단백질을 확인했다. 영양 수준이 낮 으면 MICU1은 과도한 에너지 거래를 방지하기 위해 채널 활동을 제한합니다. Muniswamy 박사는“배고픔을 겪을 때 더 오래 살고 싶을 때 설탕과 지방을 모두 태우고 싶지 않기 때문에 MICU1이 활동을 느리게한다”고 말했다. 그 반대도 마찬가지입니다. 도로 교통량이 너무 느리면 MICU1에서 도로 교통을 개선 할 수 있습니다. 조건 완화 Muniswamy 박사는“향후에 우리는 기본적으로 많은 심혈관 및 대사 증후군 관련 질병을 완화하기 위해이 경로를 제어하는 새로운 약물을 설계 할 수있다. "우리의 계획이다. "채널 속도를 높이면 모든 설탕과 지방이 태워지고 날씬해 질 것"이라고 덧붙였다.
더 탐색 미토콘드리아 칼슘 취급을 연구하는 과학자들은 새로운 질병 목표를 산출합니다 추가 정보 : Neeharika Nemani et al., Mitochondrial pyruvate 및 지방산 플럭스는 MCU 활동의 MICU1 의존적 제어, Science Signaling (2020)을 조절합니다. DOI : 10.1126 / scisignal.aaz6206 저널 정보 : 과학 신호 샌 안토니오 텍사스 대학교 건강 과학 센터 제공
https://medicalxpress.com/news/2020-04-traffic-officer-protein-sugarfat-conversion.html
.고감도 나노 센서로 뇌의 미묘한 칼륨 변화 감지
Thamarasee Jeewandara, Phys.org K + 나노 센서의 설계 및 감지 메커니즘. (A) 나노 센서의 합성에 대한 개략도. NaYF4 : Yb / Tm @ NaYF4 : Yb / Nd (UCNP) 코어를 합성하고, 조밀 한 실리카 층 및 연속 메조 포러스 실리카 쉘로 코팅 하였다. 조밀 한 실리카 층으로부터 에칭하여 PBFI의 로딩을 허용하는 중공 공동을 형성한다. 나노 센서는 마지막으로 K + 선택적 필터 막으로 코팅되었다. (B) 나노 센서의 확대도 ([A)의 빨간색 점선 상자에서)와 K + 감지 메커니즘을 보여주는 회로도. 필터 막 층은 K +만이 나노 센서 내외로 확산되어 다른 양이온으로부터의 간섭을 배제 할 수있게한다. 나노 센서로 확산되면 K +는 즉시 PBFI에 결합합니다. NIR 조사시 UCNP에서 상향 변환 된 UV 광은 PBFI를 자극합니다. K +-결합 PBFI의 방출로 이어진다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax9757, 2020 년 4 월 24 일 기능
연구원들은 다양한 생물학적 과정에서 변동하는 K + 농도 를 감지하기 위해 많은 칼륨 이온 (K + ) 프로브를 개발했습니다 . 그러나, 이러한 프로브는 살아있는 동물의 생리적 변동을 감지하기에 충분히 민감하지 않으며, 지금까지 사용되고있는 단파장 여기로 깊은 조직을 모니터링하는 것은 쉽지 않습니다. 새로운 보고서에서 Jianan Liu와 중국의 신경 과학, 화학 및 분자 공학 연구팀은 살아있는 세포와 동물에서 근적외선 (NIR) K + 이온 이미징을 위한 매우 민감하고 선택적인 나노 센서를 설명합니다 . 연구팀은 상향 변환 나노 입자 를 캡슐화하여 나노 센서를 구성(UCNP) 및 메조 포러스 실리카 나노 입자의 중공 공동에서 상업적인 칼륨 이온 지시약을 K + 선택적 필터 막으로 코팅 하였다 . 막은 매질로부터 K + 를 흡착 하고 간섭 양이온을 여과 제거 하였다. 작용 기전에서, UCNP는 NIR을 자외선 (UV)으로 변환하여 칼륨 이온 지시자를 자극하고 배양 된 세포 및 마우스와 제브라 피쉬 애벌레를 포함한 질병의 동물 모델에서 변동하는 칼륨 이온 농도를 감지합니다. 결과는 이제 Science Advances에 게시됩니다 . 가장 풍부한 세포 내 양이온 칼륨 (K + )은 신경 전달, 심장 박동, 근육 수축 및 신장 기능을 포함한 다양한 생물학적 과정에서 매우 중요 합니다. 세포 내 또는 세포 외 K + 농도의 변화 (본원에서 [K + ] 라고 함 )는 심장 기능 장애, 암 및 당뇨병을 포함한 비정상적인 생리 기능을 암시합니다. 그 결과, 연구원들은 특히 직접 광학 이미징을 통해 [K + ] 변동 의 역학을 모니터링하기위한 효과적인 전략을 개발하고자합니다 . 대부분의 기존 프로브 는 생리적 조건 하에서 K + 검출 에 민감 하지 않으며 Na + / K + 펌프 에서 막 횡단 수송 동안 [K + ]와 수반되는 나트륨 이온 ([Na + ]) 사이의 변동을 구별 할 수 없습니다 . 형광 수명 이미징은 수용액에서 K + 와 Na + 를 구별 할 수 있지만 ,이 방법에는 특수한기구 가 필요합니다 . 대부분의 K + 센서는 단파장 광으로 도 활성화됩니다자외선 (UV) 또는 가시 광선 포함 – 살아있는 조직을 검사 할 때 산란이 심하고 침투 깊이가 제한됩니다. 대조적으로, 제안 된 근적외선 (NIR) 이미징 기술 은 타당한 조직으로서 심부 조직 이미징 동안 독특한 이점을 제공 할 것이다.
K + 나노 센서의 구조적 특성. (A 내지 C) UCNP @ dSiO2 (A), UCNP @ dSiO2 @ mSiO2 (B) 및 UCNP @ hmSiO2 (C)의 하이 앵글 환형 암시 야 이미지. (D) 차폐 된 나노 센서의 주사 전자 현미경 (SEM) 이미지. (E) 150 mM Na +, 150 mM K +, 2 mM Ca2 +, 2 mM Mg2 +, 50 μM Fe2 +, 2 mM Zn2 +, 50 μM Mn2 + 및 50 μM Cu2 +를 함유하는 수용액에 침지 된 차폐 된 나노 센서의 SEM 이미지. (F) (E)에서 흰색 선을 따른 EDS 원소 라인 스캐닝 프로파일은 K + 신호 만이 차폐 된 나노 센서의 중공 극 및 중공 공동에 존재 함을 나타낸다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax9757
K + 나노 센서 설계 및 구조 특성 나노 센서 를 설계하기 위해 Liu et al. 캡슐화 된 상향 변환 나노 입자 (UCNP) 및 상업용 K + 지시자-칼륨-결합 벤조 푸란 이소 프탈레이트 (PBFI)는 메조 포러스 실리카 나노 입자 (MSN)의 코어로 주입된다. UCNP는 NIR 광을 UV 광으로 변환 할 수 있었고 발광 공명 에너지 전달을 통해 K + 표시기 의 수용체를 자극했습니다 . 그들은 특이성을 위해 카르 보닐 산소 로부터 생성 된 미세 기공 을 갖는 얇은 층의 K + 선택적 필터 막으로 실리카 나노 입자의 외부 표면을 보호 하였다 . 설치는 K + 의 무료 전송을 선호했습니다.다른 생물학적 관련 양이온이 확산되는 것을 막 으면서 막 구멍을 통해. 이 기술 을 통해 용액 에서 [K + ]의 약간의 변동을 감지 할 수있었습니다 . 연구팀은 투과 전자 현미경 (TEM)을 사용하여 나노 센서 구성의 각 단계에서 나노 입자의 잘 제어 된 구조와 외관을 관찰했다. 동적 광산란은 차폐 된 나노 센서의 표면에 필터 막의 존재를 확인했다.
HEK 293 세포에서 K + 유출의 영상화. (A) 비오틴-변형 세포에 테 더링 된 스트렙 타비 딘-접합 된 나노 센서에 의한 K + 유출의 검출을 보여주는 개략도. (B) K + 유출 자극제 (5 μM 니 제리 신, 5 μM 부 메타 니드의 혼합물)로 처리 한 후 상이한 시점에서 나노 센서-표지 된 HEK 293 세포의 형광 (400 내지 500 nm 및 500 내지 600 nm)을 나타내는 공 초점 현미경 이미지 및 10 μM ouabain). (C) 나노 센서 형광 변화의 시간 경과 및 K + 유출 자극제로 처리 한 후 K + 유출 속도의 시간 의존성. (D) 상이한 농도 (20, 40, 60, 80 및 100 %)의 K + 유출 자극으로 처리 한 후 차폐 된 나노 센서-표지 된 HEK 293 세포의 시간-의존적 형광 변동. 5 개의 독립적 인 실험의 결과를 (C) 및 (D)에서 평균 ± SEM으로 요약 하였다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax9757
수중 및 세포의 [K + ] 변동 동안 나노 센서의 성능 . 연구팀은 생리 학적 범위 (0 ~ 150mM)에서 차폐 나노 센서의 향상된 감도를 테스트했으며 비 차폐 나노 센서에 비해 형광 강도가 12 배 증가한 것으로 나타났습니다. K + 프로브는 Na + 에 대해 높은 선택성을 나타내어야했으며 Liu et al. 변동하는 [K + ]에 대한 일관된 형광 감도를 빠르게 감지 하고 [Na + ]를 증가 시켜도 영향을받지 않으면 서 차폐 된 나노 센서를 사용하여 검증 되었습니다 . 살아있는 세포는 그들의 칼륨 아데노신 트리 포스파타제 (Na + / K + 펌프)에 의지하여 그들의 원형질 막을 가로 질러 가파른 [K + ] 구배 를 유지하기 때문에 , 상기 과정은 부분적으로 세포의 에너지 소비에 책임이있다. 세포 에너지 대사의 결함은 [K + ] 구배 의 손실을 초래할 수 있고 , [K + ] 0 으로 알려진 세포 외 [K + ]를 야기하며, 과학자들은 세포 생존력 및 성장에 대한 귀중한 지표를 얻기 위해 모니터링 하였다. 그 후, 폴리에틸렌 글리콜 (PEG) 을 그 래프팅함으로써 세포 사멸 또는 증식률을 탐지하기 위해 나노 센서의 특이성을 증가시켰다인간 배아 신장 293 세포주를 함유하는 배양 배지에서 나노 센서의 표면 상에 . 그런 다음 streptavidin-conjugated nanosensors를 사용하여 biotin-modified cell에 많은 수의 nanosensor를 세포막에 고정시켜 프로토콜을 최적화했습니다 . 결과는 K + 유출 을 지속적으로 모니터링하기 위해 차폐 된 나노 센서의 향상된 감도를 강조했다 .
KCl 트리거링에 의한 확산 억제 개시시 차폐 된 나노 센서-처리 된 마우스 뇌의 K + 영상화 결과. 전체 길이 비디오는 실제 속도보다 8 배 빠릅니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax9757 마우스에 뇌가 퍼져 나옴 연구팀은 차폐 된 나노 센서를 적용하여 신경 활동의 파도와 같은 전파로 마우스 뇌의 피질 확산 우울증 (CSD) 을 조사했다 . 이 과정은 일반적으로 피질 표면에서 K + 의 느린 전파 방출을 포함하며 염화칼륨 (KCl) 배양을 통해 마우스 뇌에서 유발 될 수 있습니다. 과학자들은 수술 두개골 창을 통해 국소 전계 전위와 광학 신호를 동시에 모니터링하고 증가하는 [K + ] 0 의 파동을 관찰했습니다.자극 후 피질을 가로 질러 점진적으로 전파됩니다. Liu 등 비 차폐 나노 센서가 주입 된 마우스에서 파동을 관찰하지 못하여, 나노 센서의 감도 개선을위한 외부 필터의 중요성을 나타냈다. 기록 된 파동 속도는 편두통 아우라 환자에서 혈액 산소 수준 의존 자기 공명 영상 (MRI)을 사용하여 얻은 값과 크게 다르지 않았다 .
PTZ 치료시 애벌레 제브라 피쉬 뇌의 세포 외 칼륨 파열. (A) PTZ 치료는 뉴런 칼슘 활성 (중간) 및 세포 외 칼륨 농도 (오른쪽)의 증가를 유도했습니다. 왼쪽 : 이미지화 된 뇌 영역에는 왼쪽 및 오른쪽 Telencephala (각각 Tel-1 및 Tel-r), 왼쪽 및 오른쪽 habenulae (각각 Hb-1 및 Hb-r), 송과체 (P) 및 왼쪽이 포함됩니다. 및 오른쪽 광학 텍타 (각각 OT-1 및 OT-r). 중간 : 유전자 발현 된 칼슘 지시약 인 jRGECO1a를 사용하여 뉴런 칼슘 활성을 모니터링 하였다. 측정 된 응답 진폭은 빨간색으로 코딩되어 이미지화 된 뇌 영역으로 다시 매핑됩니다. 흩어진 활동 지점은 흰색으로 표시되고 인접 영역은 회색으로 표시됩니다. 네 개의 ROI (노란색)가 선택됩니다. 권리: 칼륨 나노 센서를 사용하여 세포 외 칼륨 농도를 모니터링 하였다. 측정 된 응답 진폭은 녹색으로 코딩되어 이미지화 된 뇌 영역으로 다시 매핑됩니다. (B) 4 개의 대표적인 ROI에 대해 관찰 된 뉴런 칼슘 활성 (적색) 및 세포 외 칼륨 농도는 (A)에 표시되어있다. PTZ 적용 후, ROI1에 의해 표현 된 바와 같이, 뉴런 칼슘 활성 및 세포 외 칼륨 농도는 송과체 및 전방 광학 텍타를 포함하는 몇몇 활성 지점에서 증가 하였다. 활동 지점의 인접 구역에서, 뉴런 칼슘 활성 변화는 없거나 최소 인 반면, 세포 외 칼륨 농도는 계속 증가한다 (ROI2 및 ROI3). 그러나 활동 지점 (ROI4)에서 멀리 떨어진 지역에서는 뉴런 칼슘 활성도, 세포 외 칼륨 농도도 증가하지 않았습니다. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aax9757
나노 센서의 응용을 확장시키기 위해 Liu et al. zebrafish 애벌레를 사용하여 뉴런 칼슘 수준과 세포 외 칼륨 농도를 모니터링했습니다. 세포 외 칼륨 농도의 큰 증가는 CSD 및 간질을 유발하는 강렬한 뉴런 활성화 를 유발할 수 있지만, 질병 동안 세포 외 칼륨의 변화를 나타내는 직접적인 증거는 없다. 따라서 연구팀 은 세포 외 칼륨 농도를 높이고 특정 뇌 영역에서 질병 특징적인 신경 활성화를 관찰하기 위해 제브라 피쉬 애벌레를 사용하여 질병 모델 을 설계했습니다 . 이러한 방식으로 Jianan Liu와 동료들은 매우 높은 감도와 선택성을 가진 칼륨 이온 나노 센서를 설계했습니다. 선택적 필터 막의 외부 코팅은 살아있는 세포 및 온전한 뇌에서 신속하고 정량적 인 [K + ] 검출을 위해 장치의 선택성, 감도 및 동역학을 향상시켰다 . 차폐 된 나노 센서는 비정상적인 [K + ] 관련 질병에 대한 이해를 향상시키기 위해 뇌 연구에 광범위하게 적용됩니다 . 광섬유 기반 내시경 및 광도 측정법과 함께이 방법을 사용하면 자유롭게 움직이는 동물에서 실시간 칼륨 이미징이 가능합니다.
더 탐색 간질 발작을 감지하는 민감하고 특정한 칼륨 나노 센서 추가 정보 : Jianan Liu et al. 근적외선 칼륨 이미징을위한 매우 민감하고 선택적인 나노 센서, Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.aax9757 Prashant Padmawar et al. 뇌 피질의 K + 파는 장파장 K + 감지 형광 지시자 인 Nature Methods (2005)를 사용하여 시각화되었습니다 . DOI : 10.1038 / nmeth801 Michelle L. Gumz et al. 칼륨 항상성에 대한 통합 된 견해, New England Journal of Medicine (2015). DOI : 10.1056 / NEJMra1313341
https://phys.org/news/2020-04-highly-sensitive-nanosensor-subtle-potassium.html
.보스-아인슈타인 응축액 : 자성 입자가 반발 적으로 작동
에 의해 뮌스터 대학 연구진은 마이크로파 범위의 주파수를 갖는 필드를 생성하는 마이크로파 공진기 (갈색)를 사용하여 이트륨 철 가넷 필름 (빨간색)의 마그 논을 여기시키고 보스-아인슈타인 응축 물을 형성했습니다. 불균일 한 정적 자기장은 응축수에 작용하는 힘을 생성했습니다. 샘플 표면에 초점을 맞춘 프로빙 레이저 광 (녹색)을 사용하여 연구자들은 마그 논의 국부 밀도를 기록하고 응축 물 (Brillouin light scattering spectroscopy)에서 상호 작용을 관찰 할 수있었습니다. 크레딧 : IV Borisenko et al./ Nature Communications
전류 대신에 전자파로 작동하는 데이터 전송 : 많은 과학자들에게 이것은보다 빠르고 개별적인 구성 요소를보다 작고 에너지 효율적으로 만드는 미래 기술의 기초입니다. 자성 입자 인 마그 논은 이동 정보 매체 역할을합니다. 거의 15 년 전, 독일 뮌스터 대학 (University of Münster)의 연구자들은 실온에서 처음으로 새로운 양자 상태의 마그 논을 달성하는데 성공했다. 극도로 낮은 온도에서만 발생하는 극한의 상태. 그 이후로,이 보스-아인슈타인 응축수 는 공간적으로 안정적으로 남아있는 것으로 나타났습니다. 이론적으로는 매력적인 입자 인 마그 논의 응축수가 붕괴 될 것으로 예상됩니다. 최근의 연구에서, 연구원들은 응축수 내의 마그 논이 반발력으로 행동하여 응축수의 안정화를 초래한다는 것을 처음으로 보여주었습니다. 이번 연구를 주도한 세르게이 오 데모 크리 토프 교수는“이러한 방식으로 우리는 이론과 실험 사이의 오랜 모순을 해결하고있다. 결과는 미래의 정보 기술 개발과 관련이있을 수 있습니다. 이 연구는 Nature Communications 저널에 발표되었다 . 배경과 방법 : 보스-아인슈타인 축합 물에서 특별한 점은이 시스템의 입자들이 서로 다르지 않으며 주로 동일한 양자 역학적 상태에 있다는 것입니다. 그러므로 상태는 단일 파동 함수로 설명 할 수 있습니다. 이는 예를 들어 초 유체와 같은 특성에서 발생하며, 이는 저온에서 응축수의 운동 중 제로 소실이 특징입니다. 마그 논의 보스-아인슈타인 축합 물은 지금까지 실온에서 관찰 할 수있는 소수의 거시적 양자 현상 중 하나입니다. 이전에는 응축 물의 공정이 균일 한 자기장, 즉 모든 지점에서 동일하게 강한 자기장에서 한 방향으로 균일하게 향하는 자기장에서만 연구되었습니다. 이전에 마이크로파 범위의 주파수를 가진 필드를 생성하는 마이크로파 공진기를 사용하여 연구원들은 Bose-Einstein 응축수를 형성하는 마그 논을 여기했습니다. 그러나 현재 실험에서 그들은 불균일 한 정적 자기장에 해당하는 소위 전위 우물을 추가로 도입 하여 응축수에 작용하는 힘을 생성합니다. 이를 통해 과학자들은 응축수에서 마그 논의 상호 작용을 직접 관찰 할 수있었습니다. 이를 위해 Brillouin 광 산란 분광법을 사용했습니다. 여기에는 샘플 표면에 초점을 맞춘 프로빙 레이저 광으로 마그 논의 국부 밀도를 기록하는 것이 포함되었습니다. 이런 식으로, 연구원들은 다른 실험 조건에서 응축수 밀도의 공간적 재분배를 기록했다. 수집 된 데이터를 통해 연구자들은 응축수의 마그 논이 반발 방식으로 상호 작용하여 응축수를 안정적으로 유지한다는 확실한 결론을 도출 할 수있었습니다. 또한 연구진은 두 가지 소실 시간, 즉 응축수에서 다른 상태로의 에너지 및 운동량 소실을 관찰했다. 운동량 소멸 시간 (운동량은 물리적 물체의 기계적 운동 상태를 나타냄)이 매우 길다는 것이 증명되었습니다. Sergej Demokritov 는“이것은 실온 에서 가능한 자기 초 유체에 대한 최초의 실험적 증거 일 수있다 . 지금까지, 자성 입자들로부터의 응축 물의 사용은 응축수의 짧은 수명에 의해 주로 어려워졌다. 첫 번째 저자 인 이고르 보리 첸코 (Igor Borisenko)는 "이동 응축수에 대한 우리의 실현과 두 가지 다른 시간의 발견뿐만 아니라 마그 논 운송에 대한 조사는 수명이 아무런 관련이 없음을 보여준다"고 말했다. 결과적 으로 미래 정보 기술의 마그 논 적용에 대한 새로운 시각이 열릴 수 있습니다.
더 탐색 양자 나노 기술을 발전시키기 위해 빠르게 냉각 추가 정보 : IV Borisenko et al., Magnons의 Bose-Einstein 응축 물의 공간적 안정성에 대한 직접적인 증거, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-15468-6 저널 정보 : Nature Communications 에 의해 제공 뮌스터 대학
https://phys.org/news/2020-04-bose-einstein-condensate-magnetic-particles-repulsively.html
.나노 기계식 양자 배전반을 향해
에 의해 레 겐스 부르크 대학 크레딧 : Andreas Hüttel , 2020 년 4 월 24 일
Universität Regensburg의 물리학 자들은 거대 분자 (탄소 나노 튜브)의 진동을 마이크로파 캐비티에 결합하여 새롭고 매우 소형화 된 광 기계 시스템을 만들었습니다. Andreas K. Hüttel 박사 팀은 전하의 양자화, 즉 단일 전자에 의해 전달되는 강력한 증폭기 메커니즘으로 양자화를 사용하여이를 달성했습니다. 그들의 발견은 4 월 2 일 Nature Communications 에 발표되었다 . 이들은 하나의 장치에서 전자 스핀 큐 비트 및 초전도 큐 비트와 같이 완전히 다른 양자 기술을 결합하는 중요한 단계를 제시합니다. 일반적으로, 탄소 나노 튜브 와 같은 거대 분자의 운동 을 마이크로파에 결합시키는 것은 어렵다. 왜? 양자 컴퓨팅 또는 공동 양자 전기 역학 장치에 사용되는 전자기 파장 은 GHz 주파수에서 작동하기 때문에 밀리미터 범위에 있습니다. 공지 된 양자 상태에서 전자를 포획하고 진동 공진기로서 유용한 전형적인 나노 튜브 장치 는 나노 미터 이하의 진동 진폭을 갖는 마이크로 미터보다 길다 . 이러한 크기 불일치로 인해, 나노 튜브의 운동은 마이크로파 캐비티의 전자기장을 크게 변형시키지 않는다. 표준 광 역학 이론에 의해 예측 된 커플 링은 최소입니다. 그럼에도 불구하고, 나노 튜브를 큰 진동 진폭으로 구동하지 않고 그러한 결합을 달성하고 제어하는 것은 많은 이유로 매력적인 아이디어이다. 나노 튜브는 우수한 스트링 공진기로서 오랫동안 에너지를 저장합니다. 그것의 진동은 근본적으로 다른 자유도 사이에서 양자 정보 를 번역하는데 사용될 수 있습니다 . 그리고 단일 트랩 전자와 초전도 마이크로파 회로는 양자 계산 아키텍처의 핫 후보입니다.
크레딧 : Niklas Hüttner, Stefan Blien 및 Andreas Hüttel
공개 기사로 출판 된 Regensburg 실험에 따르면 두 시스템, 진동 및 전자기장 간의 상호 작용은 단순한 기하학적 예측과 비교하여 10,000 배로 증폭 될 수 있습니다. 이것은 이른바 퀀텀 커패시턴스를 사용함으로써 달성됩니다. 전류는 이산 전자에 의해 전달됩니다. 즉, 나노 튜브와 같은 매우 작은 커패시터의 충전은 연속적이 아니라 단계적으로 발생합니다. 계단 형 곡선에서 작업 점을 선택하면 광 기계적 커플 링을 제어 할 수 있으며 빠르게 켜고 끌 수 있습니다. "우리는 때문에 기계 부품의 소형화 및 단일 전자 효과의 한편으로 소위를 분산 결합 현미경 시스템 새롭고 흥미로운를 구현하지만, 잘 이론과의 거대한 몸 때문에, 다른 한편으로 알려진 실험 연구 에 더 큰 (거시적 스케일까지) 광 기계적Hüttel 박사는 현재 핀란드 Aalto University에서 연구 중이며, 진동의 냉각, 매우 민감한 방식으로 감지, 신호의 증폭 또는 임의의 경우에도 광학적 상호 작용을 사용할 수 있다고 말했다. 양자 상태의 준비. 우리의 결과 나타냅니다 끈 같은 나노 튜브 진동의 양자 제어 가까운 장래에 도달 할 수 있습니다. 그리고 이것은 매우 다른 양자 현상을 결합한 일종의 양자 배전반으로서 매우 매력적입니다. "
더 탐색 전자를 이용한 나노 튜브 공진기 냉각 추가 정보 : Stefan Blien et al. 양자 커패시턴스 매개 탄소 나노 튜브 광 역학, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-15433-3 저널 정보 : Nature Communications 레 겐스 부르크 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-04-nanomechanical-quantum-switchboard.html
.연구자들은 동일한 전자 특성을 갖는 단일 벽 탄소 나노 튜브를 성장시킨다
TOPICS : 재료 과학Max Planck Institute나노 기술나노 튜브 MAX PLANCK INSTITUTE 작성일 : 2014 년 8 월 13 일 과학자들은 맞춤형 단일 벽 탄소 나노 튜브를 성장시킵니다 나노 튜브조차도 작은 시작이 있습니다 : 엔드 캡은 탄소 나노 튜브의 성장을위한 씨앗을 형성하는 평면 탄소로 만들어집니다. 왼쪽 그림에서 계산 된 컴퓨터 이미지는 스캐닝 터널링 현미경으로 찍은 이미지로 보완되었습니다. 크레딧 : Empa / Juan-Ramon Sanchez
맞춤형 유기 전구체 분자를 사용하여 연구자들은 동일한 전자 특성을 갖는 단일 벽 탄소 나노 튜브를 처음으로 성장시키는 데 성공했습니다. 미래에, 예를 들어 탄소 나노 튜브에 전자 응용에 필요한 특성을 구체적으로 장비 할 수있을 것이다. 뒤벤 도르프 / 스위스에있는 Empa의 연구원들과 슈투트가르트에있는 Max Planck Institute for Solid State Research의 연구원들은 단 하나의 사전 지정된 구조로 단층 탄소 나노 튜브 (CNT)를 최초로 성장시키는 데 성공했습니다. 이에 따라 나노 튜브는 동일한 전자 특성을 갖는다. 결정적인 요령 :이 팀은 슈투트가르트에 기반을 둔 Max Planck 연구자들이 만든 아이디어를 받아들이고 맞춤형 유기 전구체 분자에서 CNT를 생산했습니다. 로 연구자들은 이러한 전구체 분자 시작과 백금 표면에 나노 튜브를 구축했다 그들은 과학 저널 네이처 최신호에보고. 이러한 CNT는 미래에 예를 들어 초 감도 광 검출기 및 초소형 트랜지스터에 사용될 수있다. 20 년 동안 다양한 응용 분야에서 탄소 나노 튜브를 개발하는 재료 과학자들이 문제를 해결해 왔습니다. 이제는 우아한 솔루션이 완성되었습니다. 특이한 기계적, 열적, 전자적 특성으로 인해 흑연 탄소의 벌집 격자가있는 작은 튜브는 나노 물질의 구체화가되었습니다. 이 제품은 차세대 전자 및 전기 광학 부품을 제조하는 데 사용될 수있어 이전보다 훨씬 더 작고 스위칭 시간이 더 빠릅니다. 그러나이를 달성하기 위해 재료 과학자들은 나노 튜브에 원하는 특성을 구체적으로 갖추어야하며, 이들의 구조에 따라 달라집니다. 그러나 현재까지 사용 된 생산 방법은 항상 다른 CNT의 혼합을 초래합니다. 최상의 품종 순도를 가진 탄소 나노 튜브가 요구됩니다 직경이 약 1 나노 미터 인 단일 벽 CNT (SWCNT)는 양자 구조로 간주됩니다. 직경, 예를 들어 또는 원자 격자의 방향에서 매우 작은 구조적 차이는 전자적 특성을 극적으로 변화시킬 수있다. 하나의 SWCNT는 금속 일 수 있고, 약간 다른 구조를 갖는 것은 반도체이다. 최상의 품종 순도로 SWCNT를 생산하는 신뢰할 수있는 방법에 대한 관심이 그에 해당합니다. Max Planck Institute for Solid State Research의 명예 이사 인 Martin Jansen과 함께 일하는 연구원들은 10 년 동안 합성에 적합한 개념을 추구해 왔습니다. 그러나 지금 Empa의 표면 물리학 자와 슈투트가르트에 기반을 둔 Max Planck Institute의 화학자들은 실험실에서 이러한 아이디어 중 하나를 성공적으로 구현했습니다. Martin Jansen이 이끄는 Max Planck 연구팀은 탄소 나노 튜브를 합성하기 위해 작은 전구체 분자로 시작하는 아이디어를 가지고있었습니다. 그들은 SWCNT의 시드 (seed)로 작용하여 나노 튜브의 구조를 명확하게 규정하는 캡으로 전구체 분자의 제어 된 변환을 달성하는 것이 가능해야한다고 생각했다. 이 개념을 통해 그들은 Empa의« nanotech @ surfaces »부서장 겸 베른 대학 화학 및 생화학 부서의 정식 교수 인 Roman Fasel과 함께 일하는 Empa 팀에 접근했습니다.. 이 그룹은 분자 자기 조직화 원리에 따라 표면의 분자가 어떻게 복잡한 나노 구조로 변환되거나 결합 될 수 있는지에 대해 얼마 동안 이미 노력하고있다. Roman Fasel은“이제는 어려운 표면에서 실제로 자라는 올바른 전구체 분자를 찾는 것입니다. 이것은 슈투트가르트의 막스 플랑크 연구소 (Max Planck Institute)의 Andreas Mueller와 Konstantin Amsharov에 의해 달성 될 수없는 150 개의 원자로부터 탄화수소 분자의 합성에 의해 달성되었다. 백금 표면의 분자 종이 접기 탄소 나노 튜브가 형성되는 과정은 정확히 무엇입니까? 첫 번째 단계에서, 평평한 전구체 분자는 종이 접기에서와 같이 3 차원 물체 인 종자로 변환되어야합니다. 이것은 촉매 반응의 도움으로 뜨거운 백금 표면에서 발생하며, 이로써 수소 원자는 전구체 분자로부터 분리되어 매우 특정한 위치에서 새로운 탄소-탄소 결합을 형성한다. 씨앗은 평평한 분자에서 접 힙니다. 백금 표면에있는 열린 테두리가있는 작고 돔 모양입니다. 이 소위 엔드 캡은 성장하는 SWCNT의 최상위를 형성합니다. 제 2 화학 공정에서, 백금 표면상의 에탄올의 촉매 분해 동안 형성된 추가의 탄소 원자가 흡수된다. 엔드 캡과 백금 표면 사이의 열린 림에 증착하고 캡을 더 높이 들어 올립니다. 튜브가 천천히 위로 자랍니다. 나노 튜브의 원자 구조는 시드의 형태에 의해서만 결정됩니다. 연구진은 SWCNT의 진동 모드를 분석하고 주사 터널링 현미경으로 측정하여이를 증명했습니다. Empa의 추가 조사에 따르면 생산 된 SWCNT의 길이는 300 나노 미터 이상이었습니다. 적합한 전구체 분자로부터 상이한 나노 튜브가 형성됨 따라서 연구진은 맞춤형 분자 종자를 사용하여 긴 SWCNT의 성장과 구조를 명확하게 지정할 수 있음을 증명했습니다. 이 연구에서 합성 된 SWCNT는 물체와 거울상에 해당하는 두 가지 형태로 존재할 수 있습니다. 전구체 분자를 적절히 선택함으로써 연구자들은 두 가지 변형 중 어느 것이 변형되는지에 영향을 줄 수있었습니다. 허니컴 원자 격자가 CNT 축에 대하여 직선 또는 비스듬한 원래 분자로부터 어떻게 유래되는지에 따라, 나선형으로 감긴 튜브, 즉 오른쪽 또는 왼손 회전 및 거울이 아닌 대칭으로도 가능합니다. 형태. 그리고 재료의 전자적, 열전 적, 광학적 특성을 결정하는 것은 바로이 구조입니다. 원칙적으로, 추가 단계에서 Roman Fasel과 그의 동료들은 SWCNT가 어떻게 표면에 자신을 구축하는지에 대해 더 잘 이해하기를 원합니다. 평방 센티미터 당 1 억 나노 튜브를 초과하는 백금 표면에서 이미 자라더라도, 비교적 적은 양의 종자 만이 실제로 "성숙한"나노 튜브로 발전합니다. 어떤 프로세스가이를 담당하는지와 수율을 어떻게 높일 수 있는지에 대한 의문이 남아 있습니다.
출판 : Juan Ramon Sanchez-Valencia, et al.,“단일 탄소 탄소 나노 튜브의 제어 된 합성”, Nature 512, 61-64 (2014 년 8 월 7 일) doi : 10.1038 / nature13607 이미지 : Empa / Juan-Ramon Sanchez
.허블의 눈을 통해 우주의 장엄하고 신비로운 우주를 목격하십시오
주제 : 천문학우주론허블 우주 망원경이미지 작성자 : DONNA WEAVER, 우주 망원경 과학 연구소 2018 년 4 월 6 일 다 파장 게 성운 허블의 눈을 통해 가장 장엄하고 신비로운 우주의 깊이를 목격하십시오.
이 독특한 이미지는 허블 우주 망원경 이 포착 한 최고의 이미지 중 일부입니다 . 천문학 자들은 거의 모든 전자기 스펙트럼에 걸친 망원경의 데이터를 Karl G. Jansky VLA (Rapid Large Array)에서 볼 수있는 전파에서부터 강력한 X-ray 광선에 이르기까지 매우 상세한 Crab Nebula 이미지를 생성했습니다. 찬드라 엑스선 천문대에서 볼 수 있듯이 그리고이 파장 범위 사이에서 허블 우주 망원경의 선명한 가시 광선 시야와 스피처 우주 망원경의 적외선 투시도. 1054 년에 중국과 다른 천문학 자들이 본 초신성 폭발의 결과 인 게 성운은 지구에서 6,500 광년입니다. 중앙에는 초 고밀도 중성자 별이 있으며, 33 밀리 초마다 한 번씩 회전하며 등대와 같은 전파와 빛의 광선 ( 펄서 (이미지 센터의 밝은 점))을 발사합니다 . 성운의 복잡한 모양은 펄서의 복잡한 상호 작용, 펄서에서 빠르게 움직이는 입자 바람, 그리고 초신성 폭발과 폭발 전에 별 자체에 의해 원래 방출 된 물질로 인해 발생합니다. 이 이미지는 5 가지 망원경의 데이터를 결합합니다. VLA (라디오)는 빨간색입니다. 노란색의 스피처 우주 망원경 (적외선); 녹색의 허블 우주 망원경 (보이는); 청색의 XMM- 뉴턴 (자외선); 찬드라 X- 선 천문대 (X-ray)는 자주색입니다. 새로운 VLA, 허블 및 찬드라 관측은 모두 2012 년 11 월에 거의 동시에 이루어졌습니다. 과학자들은 국립 과학 연구위원회 (CONICET)의 천문 물리 연구소 (IAFE)의 글로리아 더 브너 (Gloria Dubner)가 이끄는 팀 아르헨티나 부에노스 아이레스 대학은 물체의 복잡한 물리학에 대한 새로운 통찰력을 얻기 위해 새로 공개 된 세부 사항을 철저히 분석했습니다. 그들은 그들의 연구 결과를 천체 물리 저널에보고하고있다. “다른 파장에서 만들어진이 새로운 이미지들을 비교하면 Crab Nebula에 대한 풍부하고 새로운 디테일이 제공됩니다. 크랩은 수년간 광범위하게 연구되어 왔지만 우리는 여전히 그것에 대해 많은 것을 배울 수 있습니다.”라고 Dubner는 말했습니다.
학점 : NASA , ESA, G. Dubner (IAFE, CONICET-University of Buenos Aires) 등; A. Loll et al .; T. Temim et al .; F. Seward 등; VLA / NRAO / AUI / NSF; 찬드라 / CXC; 스피처 / JPL -Caltech; XMM- 뉴턴 / ESA; 허블 / STScI
허블, 초신성 1987A의 넓은 시야 확보 이 허블 우주 망원경 이미지는 우리 은하수에 인접한 은하 인 대 마젤란운 속의 초신성 1987A를 보여줍니다 . 먼 별은 이미지 중앙에 위치한 Supernova 1987A의 배경으로 사용됩니다. 폭발 한 별의 중앙 영역 주위의 밝은 고리는 약 20,000 년 전에 별이 방출 한 물질로 구성되어 있습니다. 기체 구름이 초신성을 둘러싸고 있습니다. 구름의 붉은 색은 수소 가스의 빛을 나타내며, 이는 별 탄생의 불꽃을 일으킨다. 1987 년에 초신성 1987A가 발견되었으며 허블은 1990 년대 초 폭발 된 별을 관찰하기 시작했습니다. 이 최신 뷰는 2017 년 1 월 허블의 와이드 필드 카메라 3에서 촬영 한 것입니다. 전경 및 배경 별의 색상은 허블의 와이드 필드 행성 카메라 2에서 촬영 한 관찰에서 추가되었습니다. Supernova 1987A는 163,000 광년 떨어져 있습니다.
학점 : NASA, ESA, R. Kirshner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics and Gordon and Betty Moore Foundation), M. Mutchler and R. Avila (STScI)
거대 은하 클러스터의 허블, 찬드라, 스피처 합성물 IDCS J1426.5 + 3508 천문학 자들은 NASA의 Great Observatories 3 개를 사용하여 매우 거대한 어린 은하단에 대해 가장 상세하게 연구했습니다. 이 다중 파장 이미지는 찬드라 엑스레이 천문대에 의해 푸른 색의 가시 광선으로 녹색, 적외선으로 관측 된 X 선으로 기록 된 X 선에서 IDCS J1426.5 + 3508 (약칭 IDCS 1426)이라고하는이 은하 클러스터를 보여줍니다. Spitzer 우주 망원경의 빛은 빨간색입니다. 지구에서 100 억 광년 떨어진이 희귀 한 은하단은 거의 500 조 태양에 달합니다. 이 대상은 우주에서 초 거대 구조물이 어떻게 형성되고 진화했는지 이해하는 데 중요한 영향을 미칩니다. 천문학 자들은 우주가 현재 나이의 3 분의 1 미만일 때 IDCS 1426을 관찰했습니다. 그것은 초기에 발견 된 가장 큰 은하단입니다. 2012 년 Spitzer Space Telescope에서 처음 발견 된 IDCS 1426은 Hubble Space Telescope와 Keck Observatory를 사용하여 거리를 확인했습니다. 밀리미터 파 천문학을위한 결합 된 배열로부터의 관찰은 그것이 매우 방대하다는 것을 나타냈다. Chandra X-ray Observatory의 새로운 데이터는 은하 클러스터 질량을 확인하고 클러스터 질량의 약 90 %가 암흑 물질의 형태임을 보여줍니다.이 물질은 지금까지 정상에 대한 중력 풀을 통해서만 발견 된 신비한 물질입니다. 원자로 구성된 물질. 군집 중앙 근처에 밝은 X 선 방출 영역 (파란색으로 표시됨)이 있지만 정확히 중앙에는 없습니다. 이“핵심”가스의 위치는 성단이 비교적 최근에, 아마도 지난 5 억년 내에 다른 거대한 은하계와 충돌하거나 상호 작용했음을 암시한다. 이로 인해 코어가 움직이는 유리에서 와인처럼 엉성 해져 찬드라 데이터에있는 것처럼 상쇄됩니다. 천문학 자들이 우주의 나이가 38 억 년 밖에되지 않았을 때 IDCS 1426을 관찰한다는 점을 감안할 때 그러한 합병은 놀라운 일이 아닙니다. 거대한 구조가 너무 빨리 형성 될 수 있도록 과학자들은 작은 군집을 가진 합병이 큰 군집의 성장에 중요한 역할을한다고 생각합니다. 이 코어는 여전히 매우 뜨겁지 만 주변보다 차가운 가스를 포함합니다. 이것은 가스의 "쿨 코어"가 관찰 된 가장 먼 은하단입니다. 천문학 자들은 이러한 차가운 핵이 별이 태어나는 속도에 영향을 미치면서 클러스터에서 얼마나 빨리 뜨거운 가스가 냉각되는지 이해하는데 중요하다고 생각합니다. 이 냉각 속도는 거대에서 폭발에 의해 둔화 될 수 블랙홀 클러스터의 중심에있다. 냉각 코어와는 별도로 클러스터의 뜨거운 가스는 매우 대칭적이고 매끄 럽습니다. 이것은 IDCS 1426이 초기 우주에서 매우 빠르고 빠르게 형성되었다는 또 다른 증거입니다. 이 군집의 높은 질량과 빠른 진화에도 불구하고, 그 존재는 표준 우주론 모델에 위협이되지 않습니다. 이 결과는 플로리다 주 키시 미에서 열린 제 227 회 미국 천문 학회에서 발표되었습니다. 그들은 또한 천체 물리학 저널 (Astrophysical Journal)에 받아 들여지고 온라인으로 입수 할 수있는 논문에 있습니다. 저자는 Mark Brodwin (미주리 캔자스 시티에있는 미주리 대학교), Michael McDonald (매사추세츠 주 캠브리지에있는 매사추세츠 공과 대학), Anthony Gonzalez (플로리다 게인즈 빌 소재 플로리다 대학교), 스펜서 스탠포드 (데이비스 소재 캘리포니아 대학교) 캘리포니아), Peter Eisenhardt (캘리포니아, 패서 디나에있는 캘리포니아 공과 대학), Daniel Stern (캘리포니아, 패서 디나에있는 캘리포니아 공과 대학) 및 Gregory Zeimann (펜실베이니아 대학교 공원의 펜실베니아 주립대 학교). 학점 : NASA, ESA 및 M. Brodwin (미주리 대학교) NGC 7714
NGC 7714의이 NASA 허블 우주 망원경 사진은 은하의 연기 고리 같은 구조를 특히 인상적으로 보여줍니다. 금빛 고리는 은하의 중심에서 멀리 떨어진 우주로 깊숙이 들어간 태양과 같은 별들로 이루어져 있습니다. 은하계는 별자리 물고기 자리 방향으로 지구에서 약 1 억 광년 떨어져 있습니다. 우주는 중력이 줄다 리면서 중력 적 인 줄다리기에서 중력으로 늘어나고 당겨지고 그렇지 않으면 왜곡되는 은하로 가득합니다. 이 경우 "Taffy pulling"을 수행하는 동반 은하 인 NGC 7715는이 이미지의 시야에서 벗어나 있습니다. 아주 희미한 별들의 다리는 보이지 않는 동반자에게 뻗어 있습니다. 긴밀한 만남은 성간 가스를 압축하여 NGC 7714의 중심 주위로 뻗어있는 밝은 파란색 호에서 보이는 별 형성의 폭발을 유발했습니다. NGC 7714의 중력 파괴는 공룡이 지구를 지배했던 시대에서 1 억 ~ 2 억년 전에 시작되었습니다. 이미지는 2011 년 10 월 광 시야 카메라 3 및 설문 조 사용 고급 카메라로 촬영했습니다. 크레딧 : NASA 및 ESA; 감사의 말 : A. Gal-Yam (Weizmann Institute of Science) Circumstellar 디스크-HD 181327
지난 몇 년 동안 천문학 자들은 행성들뿐만 아니라 외계 행성계의 구조에서 놀라운 다양성을 발견했습니다. 허블 우주 망원경의 예리한 관점을 사용한 설문 조사는 외계 행성의 형성과 일치하는 파편 시스템의 유사한 다양성을 발견했습니다. 이 주변의 먼지가 많은 디스크는 별 주위의 행성 형성에서 남은 물체 사이의 충돌에 의해 생성 될 수 있습니다. 조사 결과는 행성과 수반되는 파편 시스템 사이에 어떤 종류의 상호 의존성이 있음을 시사합니다. 크레딧 : NASA, ESA, G. Schneider (애리조나 대학교) 및 HST / GO 12228 팀 작은 마젤란 구름의 날개 아래
SMC (Small Magellanic Cloud)는 은하계에서 가장 가까운 은하계 이웃 중 하나입니다. 비록 그것이 작거나 소위 난쟁이 은하이지만, SMC는 너무 밝아서 남반구에서 그리고 적도 근처에서 육안으로 볼 수 있습니다. 페르디난드 마젤란 (Ferdinand Magellan)을 포함하여 SMC에 자신의 이름을 빌려 주었던 많은 항해자들은 바다를 가로 질러 길을 찾는 데 도움을주기 위해 그것을 사용했습니다. 현대의 천문학 자들은 또한 SMC (그리고 그것의 사촌, 대 마젤란운)를 연구하는데 관심이 있지만, 매우 다른 이유가 있습니다. SMC는 매우 가깝고 밝기 때문에 더 먼 은하계에서 조사하기 어려운 현상을 연구 할 수있는 기회를 제공합니다. SMC의 새로운 찬드라 데이터는 하나의 그러한 발견을 제공했다. 우리 은하계 밖에서 태양과 비슷한 질량을 가진 어린 별들로부터의 X- 선 방출의 첫 탐지. 이 저 질량 별들의 새로운 찬드라 관측은 SMC의“날개”로 알려진 지역에서 이루어졌다. 이 날개의 합성 이미지에서 Chandra 데이터는 자주색으로, 허블 우주 망원경의 광학 데이터는 빨강, 녹색 및 파랑으로, Spitzer 우주 망원경의 적외선 데이터는 빨강으로 나타납니다. 천문학 자들은 수소와 헬륨보다 무거운 모든 원소, 즉 원자에 의 핵 -. "금속" 윙은 은하수 내 대부분의 지역에 비해 금속이 적은 것으로 알려진 지역입니다. 은하수에 비해 날개에는 가스, 먼지 및 별이 상대적으로 적습니다. 이러한 특성을 종합하면 Wing은 별의 수명주기와 별 사이에있는 가스를 연구 할 수있는 훌륭한 위치입니다. 이러한 조건은 SMC와 같은 왜소한 불규칙 은하에 전형적인 것일뿐만 아니라 초기 우주에 존재했던 것과 유사하다. 날개 끝 근처의 대부분의 별 형성은 NGC 602로 알려진 작은 지역에서 일어나고 있으며, 여기에는 최소한 3 개의 별 무리가 모여 있습니다. 그중 하나 인 NGC 602a는 나이, 질량 및 크기면에서 유명한 오리온 성운 클러스터와 비슷합니다. 연구원들은 NGC 602a에서 발견 된 것과 같이 저수준의 금속을 가지고있을 때 어린 별들, 즉 수백만 년 전의 어린 별들이 다른 성질을 가지고 있는지 알아보기 위해 NGC 602a를 연구했습니다. 찬드라를 사용하여 천문학 자들은 NGC 602a에서 가장 밀집된 두 지역에서 확장 된 X 선 방출을 보았습니다. 확장 된 X-ray 클라우드는 이전에 Spitzer와 Hubble을 사용한 적외선 및 광학 측량에 의해 각각 선택된 클러스터에있는 젊고 질량이 적은 어린 별에서 비롯된 것 같습니다. NGC 602a의 낮은 금속 함량은이 별들이 바람이 약해야 함을 암시하기 때문에이 방출은 거대한 별들에 의해 뜨거운 가스가 날아갈 가능성이 없다. NGC 602a에서 가장 거대한 별에서 엑스레이 방출을 감지하지 못하면 X- 레이 방출이 거대한 별의 바람의 강도를 나타내는 지표이기 때문에이 결론을 뒷받침합니다. 개별 저 질량 별은 감지되지 않지만 수천 개의 별에서 겹치는 방출은 관측하기에 충분히 밝습니다. 찬드라 결과는 NGC 602의 젊고 금속이 나쁜 별들이 우리 은하의 오리온 클러스터에서 발견되는 금속 함량이 훨씬 높은 별과 비슷한 문제에서 X- 선을 생성한다는 것을 암시합니다. 저자들은 다른 환경에서 어린 별의 X 선 특성이 비슷하다면 행성이 형성되는 디스크의 형성과 진화를 포함한 다른 관련 특성도 비슷할 것이라고 추측했다. X 선 방출은 어린 별들의 자기 활동을 추적하며 자기 발전기가 얼마나 효율적으로 작동하는지와 관련이 있습니다. 자기 발전기는 별의 회전 속도와 대류, 별 내부의 뜨거운 가스의 상승 및 하강을 포함하는 과정을 통해 별에 자기장을 생성합니다. X- 선, 광학 및 적외선 데이터의 결합으로 우리 은하 밖에서 처음으로 더 젊은 별의 진화 단계를 나타내는 물체가 밝혀졌습니다. 소위“젊은 항성 물체”는 수천 년의 나이를 지니고 있으며 독수리 성운의 유명한“창조 기둥”에서처럼 별이 형성되는 먼지와 가스 기둥에 여전히 묻혀 있습니다. 이 결과를 설명하는 논문은 온라인으로 그리고 2013 년 3 월 1 일 The Astrophysical Journal의 호에 게재되었습니다. 첫 번째 저자는 독일 포츠담 대학의 Lidia Oskinova입니다. 크레딧 : NASA, ESA, CXC 및 University of Potsdam, JPL-Caltech 및 STScI
https://scitechdaily.com/witness-spectacular-and-mysterious-depths-of-cosmos-through-hubbles-eye/
.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.
.“평범한 시야에 숨어”– 최소 2 천만 년 전 뇌의 인간 언어 통로의 기원
주제 : 뇌진화뉴캐슬 대학생리학 으로 뉴캐슬 대학 2020년 4월 20일 뇌 통로 음성 예술가 그림
과학자들은 두뇌에서 인간의 언어 경로에 대한 초기 기원을 발견하여 진화론 적 기원을 최소 2 천만년 뒤로 밀었다. 이전에는 언어 경로의 선구자가 많은 과학자들에 의해 약 5 백만 년 전에 원숭이와 인간의 공통 조상으로 더 최근에 출현 한 것으로 생각되었습니다. "그것은 오랫동안 잃어버린 조상의 새로운 화석을 찾는 것과 같습니다." — 크리스 페트코프 교수 신경 과학자들에게 이것은 진화의 역사를 밝히는 화석을 찾는 것과 비슷합니다. 그러나 뼈와는 달리 뇌는 화석화되지 않았습니다. 대신, 신경 과학자는 살아있는 영장류의 뇌 스캔을 연구하고 인간과 비교하여 공통 조상의 뇌가 어떤 모습 이었는지 추론해야합니다. 영국 뉴캐슬 대학교 의과 대학의 크리스 페트코프 교수는 다음과 같이 말했습니다 :“오랫동안 잃어버린 조상의 새로운 화석을 찾는 것과 같습니다. 아직 발견되지 않은 오래된 기원이 있다는 것도 흥미 롭습니다.” 유럽 및 미국 과학자들의 국제 팀은 오늘날 Nature Neuroscience에 발표 된 인간, 유인원 및 원숭이의 청각 영역 및 뇌 경로에 대한 뇌 영상 연구 및 분석을 수행했습니다 . 그들은 청각 피질을 말 초엽과 언어를 처리하는 데 중요한 전두엽 영역과 상호 연결하는 인간 두뇌에서이 언어 경로의 일부를 발견했습니다. 비록 언어와 언어는 인간에게 고유하지만 다른 영장류의 청각 경로를 통한 연결은 청각 인식과 음성 의사 소통의 진화 기반을 제시합니다. Petkov 교수는 다음과 같이 덧붙였습니다.“비인간 영장류의 청각 시스템에서 인간의 언어 경로가 진화론 적 기반을 가지고 있는지 여부는 예측할 수 없었습니다. 나는 인간이 아닌 영장류의 청각 시스템 내에서 비슷한 경로가 숨어있는 것을 볼 수 있다는 것에 놀랐습니다.” 놀라운 변화 이 연구는 또한 인간의 언어 경로의 놀라운 변화를 조명합니다. 인간의 주요한 차이점이 발견되었습니다.이 뇌 경로의 인간 왼쪽은 더 강했고 오른쪽은 청각 적 진화 원형에서 벗어나서 비 청각 부분을 포함하는 것으로 보입니다. "비인간 영장류의 청각 시스템 내에서 비슷한 경로가 숨어있는 것을 볼 수 있다는 사실에 놀랐습니다." — 크리스 페트코프 교수 이 연구는 전 세계 과학계가 공개적으로 공유 한 자료의 뇌 스캔에 의존했습니다. 또한 더 많은 발견을 위해 전 세계적으로 공유되는 최초의 새로운 뇌 스캔을 생성했습니다. 또한 저자들은 인간의 언어 경로에 대한 청각 선구자가 더 나이가들 것으로 예측하기 때문에이 연구는 최초의 진화론 적 기원, 즉 다음 뇌 '화석'에 대한 신경 생물학적 검색이 인간과 더 먼 거리에있는 동물에서 발견 될 수 있도록 영감을 준다. 영국 뉴캐슬 대학교 (Newcastle University)의 컨설턴트 신경 학자이자 공동 수석 저자 인 티모시 그리피스 (Timothy Griffiths) 교수는 다음과 같이 말합니다. . 이 연구는 이미 신경계 환자를 포함한 새로운 연구에 영감을주었습니다.”
참조 : Fabien Balezeau, Benjamin Wilson, Guillermo Gallardo, Fred Dick, William Hopkins, Alfred Anwander, Angela D. Friederici, Timothy D. Griffiths 및 Christopher I. Petkov, 4 월 20 일 : 2020, 자연 신경 과학 . DOI : 10.1038 / s41593-020-0623-9 연구는 뉴캐슬 대학교, 영국의 과학부; Max Planck Institute of Cognitive and Brain Sciences, 독일; 영국 버크 벡 UCL 신경 이미징 센터; 텍사스 대학교 MD 앤더슨 암 센터, 미국; 미국 아이오와 대학교 .
.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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