허블이 가장 작은 알려진 암흑 물질 덩어리를 감지 할 때 "콜드 암흑 물질"의 혁신
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A.
.허블은 초신성 왜소 은하에 별이 들어있는 이유의 미스터리를 풀어 준다
주제 : 천문학유럽 우주국갤럭시은하 진화허블 우주 망원경NASA 으로 셰릴 건디, 우주 망원경 과학 연구소 (STSCI); NASA 2012 년 7 월 11 일 허블 이미지는 희미하고 굶주린 드워프 갤럭시 레오 IV를 보여줍니다. 이 허블 이미지는 희미하고 굶주린 드워프 은하 Leo IV를 보여줍니다. 왼쪽의 이미지는 은하의 일부를 흰색 사각형 상자로 표시합니다. 상자의 너비는 83 광년, 163 광년입니다. 레오 IV의 몇몇 별들은 이웃하는 별들과 먼 은하들 사이에서 사라진다. 상자 안의 배경 은하의 확대도는 중간 이미지에 표시됩니다. 오른쪽 이미지는 Leo IV의 별만 보여줍니다. 수천 개의 별을 포함하는 은하계는 태양과 같은 별, 희미한 별, 붉은 왜성 별 및 태양보다 밝은 붉은 별들로 구성되어 있습니다. 크레딧 : NASA, ESA 및 T. Brown (STScI)
NASA 의 허블 우주 망원경 (Hubble Space Telescope) 의 도움으로 천문학 자들은 이제 지난 10 년 동안 발견 된 극도로 희미한 난쟁이 은하에서 발견되는 상대적으로 적은 수의 별에 대해 이온화가 비난받을 것이라고 믿고있다. 어떤 꼬맹이가 매우 희미한 왜소 은하가 우리에서 발견 왜 천문학 자들은 당혹 한 은하수 이렇게 몇몇 별을 포함하는 은하계의 뒤뜰. 이 유령 같은 은하들은 우주에서 가장 작고 오래되고 가장 원시적 인 은하 중 하나로 여겨집니다. 그들은 지난 10 년간 천문학 자들이 자동 컴퓨터 기술을 사용하여 슬론 디지털 스카이 서베이의 이미지를 검색하여 발견했습니다. 그러나 천문학 자들은이 별이 굶주린 은하의 수수께끼를 풀기 위해 NASA의 허블 우주 망원경이 필요했습니다. 작은 튀김 은하 3 곳의 허블 한 견해는 별들이 같은 생년월일을 공유한다는 것을 보여줍니다. 은하계는 130 억년 전에 별이 형성되기 시작했다가 갑자기 멈췄다. 우주가 빅뱅에서 태어난 후 처음 10 억년 동안. 유물은하는 초기 우주에서 작은 은하의 별 만들기 공장을 폐쇄시키는 과도기적 단계의 증거입니다. 이 기간 동안 첫 번째 별은 재 이온화라는 과정에서 차가운 수소 안개를 태웠다.
은하계 주위에 숨어있는 매우 희미한 왜소 은하 작고 희미한 굶주린 난쟁이 은하 인 Leo IV는 은하계 주위에 숨어있는 12 여종의 극도로 희미한 난쟁이 은하 중 하나입니다. 이 은하들은 우주 질량의 대부분을 구성하는 보이지 않는 물질 인 암흑 물질에 의해 지배됩니다. 슬론 디지털 스카이 서베이 (Sloan Digital Sky Survey)에서 찍은 넓은 이미지는 레오 4 세와 주변 지역의 모습입니다. 은하계는 지구에서 50 만 광년 떨어져 있습니다. 점선은 약 1,100 광년 너비의 은하계 경계를 표시합니다. 작은 흰색 상자는 허블 우주 망원경의 시야를 나타냅니다. 크레딧 : NASA, ESA 및 T. Brown (STScI)
볼티모어 우주 망원경 과학 연구소의 톰 브라운 (Tom Brown)은“이 은하들은 모두 고대에 나이가 모두 같은 나이에 단두대처럼 내려 왔으며이 은하에서 동시에 별 형성을 끈다는 것을 알고있다”고 말했다. 연구 리더 인 Md. "가장 가능성이 높은 설명은 이온화입니다." 우주의 재 이온화는 빅뱅 이후 첫 십억 년 동안 시작되었습니다. 이 시대 동안, 첫 번째 별들로부터의 방사선은 전자들을 원시 수소 원자들로부터 두드려서 차가운 수소 가스를 이온화시켰다. 이 공정에 의해 수소 가스가 자외선에 투명하게되었다. 아이러니하게도, 보편적 인 재 이온화를 일으킨 것과 동일한 방사선은 브라운 연구에서와 같이 왜소 은하에서 별을 만드는 활동을 방해하는 것으로 보인다. 작은 불규칙은하는 재 이온화가 시작되기 약 1 억 년 전에 태어 났고 방금 별을 휘젓기 시작했습니다. 대략 2,000 광년 너비의 은하들은 우리 은하수 근처에서 더 빛나는 별 만들기 왜성 은하의 작은 사촌입니다. 그들의 큰 친척 들과는 달리, 은하계는 가혹한 자외선으로부터 스스로를 보호하기에 충분히 크지 않았다. 자외선의 홍수가 그들에게 쏟아져 들어 왔을 때 그들이 가지고있는 작은 가스가 제거되었습니다. 그들의 가스 공급이 고갈되면서 은하계는 새로운 별을 만들 수 없었습니다.
컴퓨터 시뮬레이션 결과 우리 은하계 주변의 암흑 물질 덩어리가 이 컴퓨터 시뮬레이션은 우리 은하계 주위의 암흑 물질 덩어리를 보여줍니다. 암흑 물질 농도의 일부는 별 형성을 유발할만큼 충분히 방대합니다. 수천 개의 암흑 물질 덩어리가 우리 은하계와 공존하며 상단 패널 중앙에 표시됩니다. 중간 패널의 녹색 얼룩은 은하계 매체에서 가스를 얻을 수있을 정도로 거대한 암흑 덩어리이며, 계속해서 별이 형성되어 결국 왜소 은하를 생성합니다. 하단 패널에서 빨간색 얼룩은 매우 희미한 왜소 은하이며 오래 전에 별 형성을 중단했습니다. 크레딧 : NASA, ESA 및 T. Brown 및 J. Tumlinson (STScI)
이 발견은 은하수 주위에서 수십 개의 난쟁이 은하가 관측되는 반면 컴퓨터 시뮬레이션은 수천이 존재해야한다고 예측하는 소위 위성 누락 문제를 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 한 가지 가능한 설명은이 왜소 은하 중 가장 작은 부분에 별이 거의 없거나 전혀 형성되어 있지 않기 때문에이를 탐지하기 어렵다는 것입니다. Sloan 측량은 최근 우리 은하 인근에있는이 별이 굶주린 은하 12 개 이상을 발견했으며 하늘의 1/4 만 스캔했습니다. 천문학 자들은 하늘의 나머지 부분에 극도로 희미한 왜소은하라고 불리는 수십 가지 이상의 물체가 포함되어야한다고 생각합니다. 이 작은 난쟁이들 중 가장 작은 별에서 뭉친 별 형성에 대한 증거는 본질적으로 별이 전혀 형성되지 않은 곳에 수천 개가 더있을 수 있음을 시사합니다. 연구팀 멤버 인 우주 망원경 과학 연구소의 제이슨 텀 린슨 (Jason Tumlinson)은“관측 된 드워프의 별 형성 이력을 측정함으로써 가장 작은 덩어리의 별 형성이 재 이온화에 의해 종료 될 것이라는 이론적 예측을 확인했다”고 말했다. Brown의 결과는 7 월 1 일 The Astrophysical Journal Letters에 실렸다 . 브라운은“이것들은 우주에서 가장 초기 은하의 화석들”이라고 말했다. “그들은 수십억 년 동안 변하지 않았습니다. 이 은하들은 별 모양이 긴 역사를 가진 대부분의 근처 은하와 달리” 이 화석 은하에서 항성의 인구는 태양보다 희미하고 밝은 수백에서 수천까지의 별에 이른다. 은하계에는 별이 박탈되어 있지만 은하계의 기초가되는 비계가 풍부합니다. 은하수 근처의 정상적인 왜소 은하에는 가스와 별을 구성하는 평범한 물질보다 10 배나 더 어두운 암흑 물질이 포함되어 있습니다. 매우 희미한 왜소 은하에서 암흑 물질은 보통 물질보다 100 배나 더 큽니다.“우리 연구에서 작은 은하들은 수소 가스가 이온화되고 별이 꺼 졌기 때문에 대부분 암흑 물질로 구성되어 있습니다. . 이 어두운 섬들은 천문학 자들이 슬론 조사에서 발견하기 전까지 수십억 년 동안 우리 은하수에 보이지 않는 곳에 공존했습니다. 이 은하들이 밝혀 지자 천문학 자들은 별이 부족한 여러 가지 이유를 제안하기 시작했다. 일부 사람들은 초신성 폭발과 같은 내부 역학이 더 많은 별을 만드는 데 필요한 가스를 날려 버렸다고 믿었습니다. 다른 사람들은 은하들이 단순히 그들이 가지고있는 적은 양의 가스를 다 써 버렸다고 제안했다. 그리고 몇몇은 은하가 초기 우주에서 태어 났고 재 이온화가 그들의 별 형성을 끈다 고 생각했습니다. 그런 다음 새로 발견 된 은하 2 곳을 지상에서 관측 한 결과, 별이 실제로 고대라는 증거가 드러났다. 그래서 브라운은 허블의 고급 카메라를 사용하여 6 개의 은하계를 자세히 조사하여 별의 인구를 연구하고 그들이 태어난시기를 결정했습니다. 지금까지 브라운과 그의 팀은 허큘리스 (Hercules), 레오 IV (Leo IV), 우르 사 메이저 (Ursa Major)라는 은하 3 곳의 허블 데이터 분석을 마쳤다. 지구로부터 은하의 거리는 330,000 광년에서 490,000 광년에 이릅니다. 브라운은“천문학 자들은 이전에 어떤 은하들은 고대이어야한다고 말했다. 그런 다음 누군가는 충분히 열심히 연구하고 더 어린 별을 찾는다”고 말했다. “우리 중 일부는 더 어린 별을 발견하고 은하가 초기 우주의 유물이 아님을 증명할 것으로 기대했습니다. 우리는 모든 별들이 고대인 것을 알고 놀랐습니다.” Brown은 별의 밝기와 색상을 분석하여 별의 나이를 측정했습니다. 참고로 브라운은 은하계 별을 26,000 광년 떨어진 고대 구상 성단 M92의 별과 비교했다. M92는 130 억 년이 넘었으며 우주에서 가장 오래된 물체 중 하나입니다. 이 분석은 은하계의 별들이 M92의 별들만큼 오래되었다고 밝혔다. 브라운은“울음이 매우 적은 왜소 은하의 별은 매우 희박하다. “이것이 아무도 허블과 함께 그들을 따라 가지 못한 이유 중 하나입니다. 그러나 정확한 연령을 측정 할 수있는 허블의 능력을 고려해 볼 때 그것이 허블의 좋은 목표라고 생각했습니다. 허블 이미지를 보면 별이 거의 없지만, 우리가 가지고있는 별들은 우리에게이 은하의 시대를주기에 충분합니다.” 허블 우주 망원경은 NASA와 유럽 우주국 간의 국제 협력 프로젝트입니다. 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 Goddard 우주 비행 센터는 망원경을 관리합니다. 메릴랜드 주 볼티모어에있는 우주 망원경 과학 연구소 (STScI)는 허블 과학 운영을 수행합니다. STScI는 워싱턴 DC의 천문학 연구소 협회에서 운영합니다. 이미지 : NASA, ESA 및 T. Brown (STScI)
관련자료1.
.허블이 가장 작은 알려진 암흑 물질 덩어리를 감지 할 때 "콜드 암흑 물질"의 혁신
주제 : 천체 물리학암흑 물질유럽 우주국허블 우주 망원경NASANASA 고다드 우주 비행 센터인기 으로 NASA의 고다드 우주 비행 센터 2020년 1월 8일 Quasar Galaxy Dark Matter 그래픽 일러스트 이 그림은 멀리있는 퀘이사의 빛이 거대한 전경 은하와 빛의 경로를 따라 작은 암흑 물질 덩어리에 의해 어떻게 변화되는지를 보여줍니다. 은하의 강력한 중력은 퀘이사의 빛을 뒤틀리고 확대하여 퀘이사의 4 가지 왜곡 된 이미지를 생성합니다. 암흑 물질 덩어리는 허블 우주 망원경의 시야를 따라 퀘이사와 퀘이사의 은하계와 전경 은하계에 있습니다. 암흑 물질 덩어리가 존재하면 그래픽에서 흔들리는 선으로 표시되는 것처럼 먼 퀘이사에서 지구로 이동할 때 빛이 뒤틀리고 약간 구부러져 왜곡 된 각 퀘이사 이미지의 겉보기 밝기와 위치가 변경됩니다. 천문학 자들은이 측정 값을 암흑 물질 덩어리의 영향없이 퀘이사 이미지가 어떻게 보일지에 대한 예측과 비교했습니다. 연구원들은이 측정을 사용하여 작은 암흑 물질 농도의 질량을 계산했습니다. 배경 퀘이사와 전경 은하가 거의 완벽한 정렬을 요구하기 때문에 퀘이사의 사중 이미지는 드물다. 크레딧 : NASA, ESA 및 D. Player (STScI)
천문학 자들은 NASA 의 허블 우주 망원경 과 새로운 관측 기술을 사용하여 암흑 물질이 이전에 알려진 것보다 훨씬 작은 덩어리를 형성한다는 것을 발견했습니다. 이 결과는 널리 인정 된 "차가운 암흑 물질"이론의 기본 예측 중 하나를 확인시켜줍니다. 이 이론에 따르면, 모든 은하들은 암흑 물질의 구름 안에 형성되어있다. 암흑 물질 자체는 은하계 질량의 수십만 배에서 상업용 비행기의 무게만큼 크지 않은 덩어리까지 뭉쳐서 천천히 움직이는 입자 또는 "차가운"입자로 구성 됩니다. (이 맥락에서 "차가운"은 입자의 속도를 나타냅니다.) 허블 관측은 암흑 물질의 본질과 그것이 어떻게 행동하는지에 대한 새로운 통찰을 제공합니다. 관측 팀원 인 UCLA (University of California, UCLA)의 Tommaso Treu는“우리는 차가운 암흑 물질 모델에 대해 매우 강력한 관측 테스트를 수행했으며 비행 색상으로 통과합니다. 암흑 물질은 우주 덩어리의 대부분을 구성하고 은하가 형성되는 비계를 만드는 보이지 않는 형태의 물질입니다. 천문학자는 암흑 물질을 볼 수 없지만 중력이 별과 은하에 미치는 영향을 측정하여 간접적으로 존재를 감지 할 수 있습니다. 별이 거의 없기 때문에 내장 된 별을 찾아서 가장 작은 암흑 물질 형성을 탐지하는 것은 어렵거나 불가능할 수 있습니다.
허블 우주 망원경 Quasar Galaxy Snapshots 이 허블 우주 망원경 스냅 샷은 각각 전경 갤럭시의 중심핵을 둘러싸고있는 배경 퀘이사와 그 주 은하의 4 개의 왜곡 된 이미지를 보여줍니다. 거대한 전경 은하의 중력은 중력 렌즈 라 불리는 효과로 퀘이사의 빛을 뒤섞음으로써 돋보기처럼 작용합니다. 퀘이사는 활동적인 블랙홀로 생성 된 극도로 먼 우주 가로등입니다. 퀘이사의 4 배 이미지는 전경 은하와 배경 퀘이사 사이에 필요한 거의 정확한 정렬 때문에 드물다. 천문학 자들은 중력 렌즈 효과를 사용하여 가장 작은 암흑 물질 덩어리를 탐지했습니다. 덩어리는 망원경의 가시선을 따라 퀘이사와 전경 렌즈 은하 내외에 위치합니다. 암흑 물질 농도의 존재는 각각의 왜곡 된 퀘이사 이미지의 겉보기 밝기 및 위치를 변경시킨다. 천문학 자들은이 측정 값을 암흑 물질 덩어리의 영향없이 퀘이사 이미지가 어떻게 보일지에 대한 예측과 비교했습니다. 연구원들은이 측정을 사용하여 작은 암흑 물질 농도의 질량을 계산했습니다. 허블의 광 시야 카메라 3은 각 퀘이사에서 근적외선을 포착하여 분광학 연구를 위해 구성 요소 색상으로 분산시켰다. 이미지는 2015 년에서 2018 년 사이에 촬영되었습니다. 크레딧 : NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) 및 T. Treu (UCLA) 연구원들은이 측정을 사용하여 작은 암흑 물질 농도의 질량을 계산했습니다. 허블의 광 시야 카메라 3은 각 퀘이사에서 근적외선을 포착하여 분광학 연구를 위해 구성 요소 색상으로 분산시켰다. 이미지는 2015 년에서 2018 년 사이에 촬영되었습니다. 크레딧 : NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) 및 T. Treu (UCLA) 연구원들은이 측정을 사용하여 작은 암흑 물질 농도의 질량을 계산했습니다. 허블의 광 시야 카메라 3은 각 퀘이사에서 근적외선을 포착하여 분광학 연구를 위해 구성 요소 색상으로 분산시켰다. 이미지는 2015 년에서 2018 년 사이에 촬영되었습니다. 크레딧 : NASA, ESA, A. Nierenberg (JPL) 및 T. Treu (UCLA)
대형 및 중형 은하 주변에서 암흑 물질 농도가 감지되었지만, 지금까지 훨씬 작은 암흑 물질 덩어리가 발견되지 않았습니다. 이러한 소규모 덩어리에 대한 관찰 증거가없는 경우 일부 연구자들은“온난 한 암흑 물질”을 포함한 대체 이론을 개발했습니다. 이 아이디어는 암흑 물질 입자가 빠르게 움직이고 너무 빨리 압축되어 작은 농도로 합쳐져 형성됨을 시사합니다. 새로운 관측은이 시나리오를 지원하지 않으므로 암흑 물질이 따뜻한 암흑 물질 대체 이론보다 더 춥다는 것을 발견했습니다. 허블 측량의 책임자 인 캘리포니아 패서 디나에있는 NASA 제트 추진 연구소의 Anna Nierenberg는“어두운 물질은 우리가 아는 것보다 더 차가워졌다”고 말했다. “천문학 자들은 이전에 암흑 물질 이론에 대한 다른 관측 테스트를 수행했지만, 우리의 암흑 물질의 작은 덩어리의 존재에 대한 가장 강력한 증거를 제공합니다. 최신 이론적 예측, 통계 도구 및 새로운 허블 관측을 결합하여 이전보다 훨씬 강력한 결과를 얻었습니다.” 별이없는 암흑 물질 농도에 대한 사냥은 어려운 것으로 판명되었습니다. 그러나 허블 연구팀은 별의 중력 적 영향을 암흑 물질의 추적자로 찾을 필요가없는 기술을 사용했다. 이 팀은 8 개의 강력하고 먼 우주“가로등”을 목표로했으며, 이는 퀘이사 (대량의 빛을 방출하는 활성 블랙홀 주변 지역)입니다. 천문학 자들은 각 퀘이사의 블랙홀을 공전하는 산소와 네온 가스가 방출하는 빛이 거대한 전경 은하의 중력에 의해 어떻게 왜곡 렌즈로 작용 하는지를 측정했습니다. 이 방법을 사용하여 연구팀은 망원경의 시야를 따라 퀘이사와 간섭하는 렌즈 은하 내외에서 암흑 물질 덩어리를 발견했다. 허블에 의해 감지 된 암흑 물질 농도는 은하수 암흑 물질 후광 질량의 1 / 10,000 ~ 1 / 1 / 10 배입니다. 이 작은 그룹들 중 다수는 작은 은하도 포함하지 않았을 가능성이 높기 때문에 전통적인 별을 찾는 전통적인 방법으로는 탐지 할 수 없었을 것입니다. 8 개의 퀘이사와 은하들은 정확하게 정렬되어 중력 렌즈 라 불리는 휨 효과가 각 퀘이사의 4 개의 왜곡 된 이미지를 생성했습니다. 효과는 펀 하우스 거울을 보는 것과 같습니다. 퀘이사의 4 배 이미지는 전경 은하와 배경 퀘이사 사이에 필요한 거의 정확한 정렬 때문에 드물다. 그러나 연구원들은보다 자세한 분석을 수행하기 위해 여러 이미지가 필요했습니다. 암흑 물질 덩어리가 존재하면 왜곡 된 각 퀘이사 이미지의 겉보기 밝기와 위치가 변경됩니다. 천문학 자들은이 측정을 쿼사 이미지가 암흑 물질의 영향없이 어떻게 보일지에 대한 예측과 비교했습니다. 연구원들은이 측정을 사용하여 작은 암흑 물질 농도의 질량을 계산했습니다. 또한 데이터를 분석하기 위해 정교한 컴퓨팅 프로그램과 집중적 인 재구성 기술을 개발했습니다. UCLA의 다니엘 길먼 (Daniel Gilman) 팀원은“이 8 개의 은하 각각이 거대한 돋보기라고 상상해보십시오. "작은 암흑 물질 덩어리는 돋보기에서 작은 균열로 작용하여 유리가 매끄러 울 때 예상되는 것과 비교하여 4 개의 퀘이사 이미지의 밝기와 위치를 변경합니다." 연구원들은 허블의 광 시야 카메라 3를 사용하여 각 퀘이사에서 근적외선을 포착하고 분광학으로 연구하기 위해 구성 요소 색상으로 분산시켰다. 백그라운드 퀘이사의 고유 한 방출은 적외선에서 가장 잘 보입니다. 우주에서 관측 한 허블의 관측으로 우리는 지상 망원경의 낮은 해상도로는 접근 할 수없는 은하계에서 이러한 측정을 할 수있게되었으며 지구 대기는 우리가 관찰해야하는 적외선에 불투명합니다. UCLA. Treu는 다음과 같이 덧붙였습니다.“거의 거의 30 년의 운영 끝에 Hubble은 망원경이 출시 될 때 꿈꿔 보지 못했던 근본적인 물리와 우주의 본질에 대한 최첨단의 견해를 가능하게합니다. " 중력 렌즈는 우주에서 가장 상세한 3 차원지도를 제공하는 슬론 디지털 스카이 서베이 및 다크 에너지 서베이와 같은 지상 측량을 통해 선별하여 발견되었습니다. 퀘이사는 지구에서 약 100 억 광년 떨어져 있습니다. 약 20 억 광년의 전경 은하입니다. 연구에서 발견 된 작은 구조의 수는 암흑 물질의 성질에 대한 더 많은 단서를 제공합니다. Nierenberg는“암흑 물질의 입자 특성은 덩어리의 수에 영향을 미칩니다. "이것은 작은 덩어리의 수를 세어 암흑 물질의 입자 물리학을 배울 수 있음을 의미합니다." 그러나 암흑 물질을 구성하는 입자의 유형은 여전히 미스터리입니다. "현재 암실 물질 입자가 존재한다는 실험실의 직접적인 증거는 없다"고 Birrer는 말했다. “입자 물리학 자들은 우주 론자들이 그 효과에 대한 관측에 근거하여 암흑 물질에 대해 언급하지 않았다면 암흑 물질에 대해서도 이야기하지 않을 것입니다. 우주 론자들이 암흑 물질에 대해 이야기 할 때, 우리는 어떻게 그것이 우주의 모습을 어떻게 지배하고 있는지, 그리고 어느 정도의 규모를 요구 하는가?” 천문학 자들은 제임스 웹 우주 망원경 (James Webb Space Telescope) 및 WFIRST (Wide Field Infrared Survey Telescope ) 와 같은 미래의 NASA 우주 망원경을 사용하여 적외선 관측기 인 암흑 물질에 대한 후속 연구를 수행 할 수있을 것 입니다. Webb는 알려진 모든 4 중 렌즈 쿼사에 대해 이러한 측정 값을 효율적으로 얻을 수 있습니다. WFIRST의 선명도와 넓은 시야는 천문학 자들이 거대한 은하와 은하단의 거대한 중력장에 의해 영향을받는 전체 공간 영역을 관찰하는 데 도움이 될 것입니다. 이를 통해 연구원들은 이러한 희귀 시스템을 더 많이 발견 할 수 있습니다. 이 팀은 하와이 호놀룰루에서 열린 235 차 미국 천문 학회에서 결과를 발표 할 예정이다. 허블 우주 망원경은 NASA와 ESA (유럽 우주국) 간의 국제 협력 프로젝트입니다. 메릴랜드 주 그린벨트에있는 NASA의 Goddard 우주 비행 센터는 망원경을 관리합니다. 메릴랜드 주 볼티모어에있는 우주 망원경 과학 연구소 (STScI)는 허블 과학 운영을 수행합니다. STScI는 워싱턴 DC의 천문학 연구소 협회에서 NASA를 위해 운영
B.
일부 사람들에서 유전자 변이가 알츠하이머를 막습니다
데이트: 2020 년 4 월 14 일 출처: 스탠포드 의학 요약: 알츠하이머 병에 걸릴 위험이 높은 유전자 변이체를 가진 사람들은 완전히 다른 유전자의 변이체를 가지고 있다면 그 약화 효과로부터 보호됩니다. DNA와 뇌 추상 그림 (재고 이미지). 크레딧 : © Giovanni Cancemi / Adobe Stock
알츠하이머 병에 걸릴 위험이 높은 유전자 변이체를 가진 사람들은 완전히 다른 유전자의 변이체를 가지고 있다면 그것의 쇠약 효과로부터 보호됩니다. JAMA Neurology에 4 월 13 일자로 출판 된 그들의 연구 결과 는 고위험 유전자 변이체를 보유한 미국인의 추정 된 15 %의 상당 부분이 다른 유전자 변이체에 의해 알츠하이머 병으로부터 어느 정도 보호된다고 제안합니다. (유전자는 종종 다양한 특성을 생성 할 수있는 다양한 버전 또는 변형으로 제공됩니다.) 이 발견은 또한 약물 개발자가 효과적인 치료법을 찾는 데 수십억 달러가 소비되었지만 치료법이없는 질병으로 남아있는 것에 대한 임상 시험 참가자와 치료법을 더 잘 식별하는 데 도움이 될 수 있습니다. 65 세 이상 인구 10 명 중 약 1 명, 85 세 이상 인구의 3 분의 1을 포함하여 약 5 백만 명의 미국인이 증상이있는 알츠하이머 병을 앓고 있습니다. 더 큰 숫자는 가벼운인지 장애라는 미묘한 선구자가 있습니다. 이 상태의 약 절반은 본격적인 알츠하이머 병으로 옮겨갑니다. 인지 증상의 발달을 다소 늦출 수있는 약물이 있지만 질병의 진행을 막거나 환자의 삶을 연장시키는 약물은 없습니다. 알츠하이머의 원인은 잘 알려져 있지 않습니다. 아마도 많은 요인이있을 것입니다. 그러나 과학자들은이 질병의 주요 원인에 대해 30 년 동안 알고 있습니다. 유전자 변형 인 ApoE4는 질병이없는 사람들보다 알츠하이머 환자에서 3 배 이상 빈번합니다. "건강한 사람들의 15 %가 ApoE4 유전자 변이체를 가지고 있지만 알츠하이머 환자의 50 % 이상에 존재한다"고 신경학 부교수이자 스탠포드 메모리 장애 센터 소장 인 마이클 그레이 시우스 (Michael Greicius)는 말했다. "ApoE4의 사본 한 부가 사본이없는 경우에 비해 위험을 세 배 또는 네 배로 늘립니다. 사본 두 개를 운반하는 경우 위험은 10 배가됩니다." Greicius는이 연구의 수석 저자입니다. 박사후 연구원 인 Michael Belloy 박사가 주요 저자입니다. 모든 ApoE4 운반자가 알츠하이머 병을 일으키는 것은 아닙니다 Greicius는“ApoE 사본 한두 장을 가지고 있으면 병이 났던 나이가 5-10 년 일찍 움직입니다. "하지만 모든 ApoE4 운반체가 질병을 일으킬 운명은 아닙니다. 우리가 연구 한 유전자 변이체는 알츠하이머 병을 예방합니다." 알츠하이머의 특징은 베타 아밀로이드라는 단백질로 구성된 구미 퇴적물 또는 플라크의 뇌에서의 응집입니다. 아밀로이드 응집은 증상이 나타나기 10 년 이상 전에 시작됩니다. Greicius는 "누군가 증상이 나타날 때까지 아밀로이드 말은 헛간에서 나왔다"고 말했다. 최근의 기술 발전은 뇌척수액에서 베타-아밀로이드 수준 및 기타 단백질 수준을 분석하고 영상화를 통해 뇌에서 알츠하이머 플라크의 축적을 감지함으로써 알츠하이머 발병의 조기 예측을 가능하게했습니다. 이러한 바이오 마커를 통해 외상 증상이 분명해지기 전에 장애의 발병을 예측하거나 행동 관찰을 기반으로 이미 도달 한 진단을 확인할 수 있습니다. 그럼에도 불구하고 ApoE4의 사본이 두 개라도 있어도 알츠하이머를 개발할 수는 없습니다. 그러한 사람들 중 일부는 증상없이 85 세 또는 90 세까지 산다. 그것들은 어떻게 든이 유전자 변이체의 쇠약 효과로부터 보호됩니다. Greicius는 그 이유를 궁금해했습니다. 이 사람들 중 일부는 그들을 보호하는 유전자 변이를 공유 했습니까? 클로 토의 역할 그와 그의 공동 연구자들은 klotho라는 단백질의 유전자 변이체에 중점을 두었습니다. 클로 토의 높은 혈중 농도는 동물 연구에서 장수를 예측합니다. 인간에게는 이것에 대한 증거도 있습니다. 복잡한 이유로, 이종 접합이라고하는 유전 적 상태 인 클로 토 변이체의 단일 카피를 지니고 있지만 카피 호 단백질의 순환 수준은 두 카피가 증가하지 않습니다. 클로 토 변이 상태와 ApoE4 관련 알츠하이머 위험 사이의 관계를 평가하기 위해 연구자들은 알츠하이머 질환 증상이 있거나없는 22,748 개의 ApoE4 캐리어에 대한 데이터를 공개적으로 이용 가능한 데이터베이스를 통해 조사했습니다. 모든 과목은 60 세 이상이며 북서 유럽 조상이었습니다. 연구진은 클로 토 변이체의 단일 사본이 있거나없는 대상체가 알츠하이머 증상과 비교하여 무증상으로 남을 가능성을 키웠다. 그들은 시간이 지남에 따라 무증상 ApoE4 운반체를 추적하여 클로 토의 단일 사본을 가진 사람들이 알츠하이머 증상을 일으킬 가능성이 적은지 여부를 확인했습니다. 그들은 또한 약 650 명의 피험자를 분석하여 단일 사본을 가진 사람들이 질병의 발병을 예측하는 뇌척수 베타-아밀로이드 수준 또는 베타-아밀로이드 뇌 침착이 발생할 가능성이 적은지 확인했습니다. 결과는 분명했다. "이 ApoE4 캐리어 그룹에서 클로 토 변이체를 2 개가 아닌 1 개만 운반하면 알츠하이머의 위험이 30 % 감소했습니다."라고이 연구의 수석 저자 인 벨로 이는 말했다. 그것은 증상이없는 상태에서 가벼운인지 장애 또는 명백한 알츠하이머 병의 징후로의 진행을 상당히 늦췄습니다. 그리고 아직 치매로 진행되지 않은 ApoE4 운반자의 뇌에서 베타 아밀로이드 부담을 낮췄습니다. 미국인의 약 25 %는 보호 클로 토 변이체에 대해 이형 접합성이다. Grepoius는 ApoE4 사업자 간의 클로 토 상태에 대한 유전자 테스트는 ApoE4 변종을 가진 사람들에게 알츠하이머의 위험을 더 잘 예측할 수 있다고 Greicius는 말했다. 또한 제약 회사는 임상 시험에서 단일 클로 토 카피를 가진 환자를 배제하여 실험적 치료를 받고 있거나받지 않는 ApoE4 양성 참가자의 결과 대비를 극대화하는 것을 고려할 것이라고 Greicius는 말했다. 이러한 시험은 종종 실험 약물의 효과 여부를 합리적인 시간 내에 쉽게 탐지 할 수 있도록 알츠하이머에 취약한 ApoE4 운반자를 우선적으로 모집합니다. ApoE4를 가지고 있지만 잠재적으로 새로운 연구에서 밝혀진 klotho 변종에 의해 알츠하이머 병으로부터 보호받을 수있는 잠재 참가자를 제거함으로써, 연구자들은 시험 약물의 가치에 대한보다 명확한 그림을 얻기를 희망 할 수 있습니다. 보호 유전자 변이체가 어떻게 작용하는지에 대해 더 많이 배우면인지에 대한 ApoE4의 쇠약 효과에 대한보다 정교한 이해가 가능할 수 있으며, 연구자들은 그러한 효과의 예방 또는 완화를위한 치료 목표를 제로 삼을 수 있다고 Greicius는 말했다. Greicius는 스탠포드의 Wu Tsai Neurosciences Institute 및 스탠포드 알츠하이머 병 연구소의 회원입니다. 이 연구는 국립 보건원 (자금 AG060747 및 AG047366), Iqbal Farrukh & Asad Jamal 노화 보건 센터, South Palm Beach Country Foundation에서 자금을 지원했다. 연구의 다른 스탠포드 의학 공동 저자는 Valerio Napolioni, PhD, 신경학 및 신경 과학 강사; 한 여름 박사, 신경 외과 및 생물 의학 정보학 조교수; 박사후 연구원 인 Yann Le Guen, PhD. 스탠포드의 신경과 신경과에서도이 연구를 지원했다. 스토리 소스 : Stanford Medicine에서 제공하는 자료 . Bruce Goldman이 쓴 원본. 참고 : 스타일과 길이에 맞게 내용을 편집 할 수 있습니다. 저널 참조 : Michael E. Belloy, Valerio Napolioni, Summer S. Han, Yann Le Guen, Michael D. Greicius. APOE4를 앓는 개인에서 알츠하이머 질환의 위험과 Klotho-VS 이종 접합성의 연관성 . JAMA 신경과 , 2020; DOI : 10.1001 / jamaneurol.2020.0414 이 페이지를 인용하십시오 : MLA APA 시카고 스탠포드 의학. "일부 사람들에게는 유전자 변형이 알츠하이머 병을 퇴치합니다." ScienceDaily. ScienceDaily, 2020 년 4 월 14 일. https://www.sciencedaily.com/releases/2020/04/200414095755.htm
C.
.나노 켈빈 온도에 이르는 새로운 MIT '냉장고'슈퍼 쿨링 분자
주제 : MIT분자 물리학입자 물리학양자 컴퓨팅 작성자 : 매사추세츠 공과 대학 제니퍼 추 2020 년 4 월 18 일 나노 켈빈 냉장고 새로운 "냉장고"는 분자를 나노 켈빈 온도까지 과냉각시킵니다. 이 기술은보다 복잡한 분자 기반 양자 컴퓨팅을 가능하게 할 수있다. 크레딧 : José-Luis Olivares,MIT
기술은 분자 기반 양자 컴퓨팅을 가능하게 할 수있다. 수년 동안 과학자들은 분자를 초저온으로 식히는 방법을 모색 해 왔으며,이 시점에서 분자가 크롤링 속도를 늦춰서 양자 행동을 정확하게 제어 할 수있게되었습니다. 이를 통해 연구원들은 분자를 양자 계산을 위한 복잡한 비트로 사용하여 작은 노브와 같은 개별 분자를 튜닝하여 한 번에 여러 개의 계산 스트림을 수행 할 수 있습니다. 과학자들은 과냉각 된 원자를 가지고 있지만, 분자의 행동과 구조가 더 복잡한 분자에 대해서도 같은 일을하는 것이 훨씬 더 큰 과제로 판명되었습니다.
분자 냉장고 분자를위한 새로운 냉장고. 나트륨 원자 (노란색 구)는 나트륨-리튬 분자 (결합 된 황색-적색-구)와 충돌합니다. 원자-분자 혼합물은 유효 에지가 백색 림으로 도시 된 광학 트랩에 포획된다. 트랩이 느슨해지면 (더 희미한 림으로 표시) 가장 활발한 나트륨 원자가 트랩을 떠나 증발 냉각을 제공합니다. 냉각은 탄성 충돌을 통해 분자로 전달됩니다. 분자의 서리는 2 천억 분의 1 도의 온도에 도달했음을 나타냅니다. 크레딧 : Micropicture의 Pilsu Heo (한국)
현재 MIT 물리학 자들은 나트륨 리튬 분자를 절대 영점 이상의 머리카락 인 2,000 억 켈빈 (Kelvin)까지 냉각시키는 방법을 발견했다 . 그들은 충돌 냉각이라는 기술을 적용하여 차가운 나트륨 리튬 분자를 더 차가운 나트륨 원자의 구름에 담 그었습니다. 초 콜드 원자는 분자를 더욱 냉각시키기위한 냉매로서 작용했다. 충돌 냉각은 다른 더 차가운 원자를 사용하여 원자를 냉각시키는 데 사용되는 표준 기술입니다. 그리고 10 년 이상 연구자들은 충돌 냉각을 사용하여 여러 분자를 과냉각 시키려고 시도했는데, 분자가 원자와 충돌 할 때 분자가 프로세스에서 가열되거나 파괴되는 방식으로 에너지를 교환한다는 사실을 발견했습니다. "나쁜"충돌. MIT 연구원들은 자체 실험에서 나트륨 리튬 분자와 나트륨 원자가 같은 방식으로 회전하면 자기 파괴를 피할 수 있고 대신 원자가 분자를 제거하는“좋은”충돌을 일으킬 수 있음을 발견했습니다. 열의 형태로 에너지. 연구팀은 분자의 스핀과 회전 운동을 구성하기 위해 자기장의 정밀한 제어와 복잡한 레이저 시스템을 사용했다. 결과적으로, 원자- 분자 혼합물은 높은 대 나쁜 충돌의 비율을 가지며 2 마이크로 켈빈에서 220 나노 켈빈으로 냉각되었다. MIT의 John D. Arthur 물리학 교수 인 노벨상 수상자 Wolfgang Ketterle은 다음과 같이 덧붙였다. “저는 우리의 계획이 효과가있을 것이라고 확신하지 못했지만 확실히 알지 못했기 때문에 시도해야했습니다. 우리는 그것이 나트륨 리튬 분자를 냉각시키는 데 효과적이라는 것을 알고 있습니다. 그것이 다른 부류의 분자에 작용할 것인지는 여전히 남아있다”고 말했다. Nature 지에 오늘 발표 된 그들의 발견 은 분자 냉각을 나노 켈빈 온도까지 냉각시키기 위해 충돌 냉각을 성공적으로 사용한 최초의 기록이다. 이 논문의 케 터레의 공동 저자는 MIT 물리학 대학원생 줄리아나 박 (Juliana Park)과 하버드 대학교 물리학과 대학원생 손현 곡 (Sim Hyunokok)과 물리학과 교수이자 양자 컴퓨팅 연구소 ( University of Quantum Computing Institute)의 앨런 자미 슨 (Alan Jamison) 이다. MIT의 전자 연구 연구소의 워털루 및 방문 과학자. 초저온에 도달 과거에 과학자들은 더 차가운 원자로 분자를 둘러 싸서 초저온으로 식히려고 할 때, 원자가 분자에 여분의 에너지 나 회전을 부여하여 트랩 밖으로 날아가도록 입자가 충돌했음을 발견했습니다. 화학 반응에 의해 모두 함께 자멸. MIT 연구진은 동일한 스핀을 갖는 분자와 원자가이 효과를 피하고 결과적으로 초저온하고 안정적인 상태를 유지할 수 있을지 궁금해했다. 그들은 Ketterle의 그룹이 하나의 리튬과 하나의 나트륨 원자로 구성된 규칙적으로 실험하는“원자”분자 인 나트륨 리튬으로 그들의 아이디어를 시험하려고했다. Jamison은“나트륨 리튬 분자는 사람들이 시도한 다른 분자와는 상당히 다르다. 많은 사람들은 이러한 차이로 인해 냉각 효과가 떨어질 것으로 예상했습니다. 그러나 이러한 차이가 손해 대신 이점이 될 수 있다고 생각했습니다.”
MIT 분자 냉장고 팀 (왼쪽에서 오른쪽으로) MIT 물리 대학원생 Yukun Lu와 Juliana Park, Alan Jamison (워털루 대학교 물리학과 교수, MIT 전자 연구실 방문 과학자), Wolfgang Ketterle (주임 연구원, MIT 물리 교수) )와 손현목 (하버드 물리 대학원생, 출판 책임자). 크레딧 : Pierre Barral (MIT)
연구진은 20 개 이상의 레이저 빔과 다양한 자기장 시스템을 미세 조정하여 진공 챔버에서 약 2 마이크로 켈리 움까지 나트륨과 리튬의 원자를 포획하고 냉각시켰다. 나트륨 리튬 분자. 연구진이 충분한 분자를 생산할 수있게되면 분자의 양자 상태를 제어하기 위해 특정 주파수와 편광의 레이저 빔을 비췄으며 분자와 같은 방식으로 원자가 회전하도록 마이크로파 장을 조심스럽게 조정했다. Son은“그러면 냉장고를 더 차갑고 차갑게 만든다”고 새로 형성된 분자의 구름을 둘러싸고있는 나트륨 원자를 언급했다. “우리는 트래핑 레이저의 출력을 낮추어 광학 트랩을 느슨하고 느슨하게 만들어 나트륨 원자의 온도를 낮추고 분자를 2 천억 분의 켈빈으로 더 냉각시킵니다.” 연구팀은이 초저온에서 분자가 최대 1 초 동안 유지 될 수 있음을 관찰했다. Ketterle은“우리 세계에서는 1 초가 매우 깁니다. "이 분자들과 함께하고 싶은 것은 양자 계산과 새로운 재료를 탐구하는 것입니다.이 모든 것은 아주 짧은 시간 안에 완료 될 수 있습니다." 연구진이 나트륨 리튬 분자를 지금까지 달성 한 것보다 약 5 배 더 차갑게 만들 수 있다면, 개별 분자를 구별 할 수없고 양자 역학에 의해 집단 행동이 제어되는 소위 양자 변성 체제에 도달 할 것이다. Son과 그의 동료들은이를 달성하는 방법에 대한 몇 가지 아이디어를 가지고 있는데, 여기에는 셋업 최적화를위한 수개월의 작업과 셋업에 통합 할 새 레이저를 구입해야합니다. "우리의 연구는 왜 충돌 냉각이 우리를 위해 효과가 있었지만 다른 사람들에게는 효과가 없는지 우리 커뮤니티에서 논의로 이어질 것"이라고 Son은 말합니다. 이 연구는 부분적으로 National Science Foundation, NASA 및 Samsung Scholarship에 의해 자금이 지원되었습니다 .
https://scitechdaily.com/new-mit-refrigerator-super-cools-molecules-to-nanokelvin-temperatures/
D.
.더 나은 물 정화를 위해 하나의 나노 시트에 2 개의 공 촉매에 맞는 새로운 2 차원 촉매
주제 : Brookhaven National LaboratoryCatalystsDOE재료 과학나노 기술물 으로 브룩 헤이븐 국립 연구소 2020년 4월 17일 국립 싱크로트론 광원 II 연구원 과학자 팀은 Eli Stavitski (왼쪽) 및 Yonghua Du (오른쪽)와 함께 NSLS (National Synchrotron Light Source II)의 TES (Tender Energy X-ray Absorption Spectroscopy) 빔라인에서 촉매의 더 밝은 원소를“볼”수있었습니다. -II). 크레딧 : Brookhaven National Laboratory
예일대 와 애리조나 주립대와 DOE의 브룩 헤븐 국립 연구소의 미국 에너지 부 (DOE) 과학부 사용자 시설 인 NSLS-II (National Synchrotron Light Source II)의 과학자들과의 협력을 통해 새로운 두 가지를 설계하고 테스트했습니다. 과산화수소를 사용하여 물 정화를 개선하는 데 사용할 수있는 3 차원 (2-D) 촉매. 과산화수소로 물을 처리하는 것은 환경 친화적이지만, 두 부분으로 이루어진 화학 공정은 그다지 효율적이지 않습니다. 지금까지 과학자들은 반응의 각 부분에 자체 촉매 (공 촉매)라고하는 자체 촉매가 필요하고 공 촉매가 서로 나란히있을 수 없기 때문에 촉매 작용을 통해 공정의 효율성을 개선하기 위해 노력해 왔습니다. “우리의 가장 중요한 목표는 공정의 효율성을 높여서 물의 추가 화학 처리가 필요하지 않은 재료를 개발하는 것입니다. 이것은 특히 그리드에서 벗어난 도시 센터에서 멀리 떨어진 시스템에 특히 유용 할 것입니다.”라고 예일대 학교 화학 환경 공학과 공학 및 학과장 Henry P. Becton Sr. Kim은 또한이 연구를 부분적으로 지원 한 나노 기술 가능 수처리 (NEWT)를위한 Nanosystems 엔지니어링 연구 센터의 회원입니다. PNAS (National Academy of Sciences) 논문 에서 2020 년 3 월 11 일에 발표 된 최근 논문 에서이 팀은 새로운 2-D 촉매의 설계를 제시하고 NSLS-II의 측정을 통해 구조를 공개했습니다. 새로운 디자인의 비결은 과학자들이 반응의 각 부분마다 하나씩 두 개의 조 촉매를 얇은 나노 시트의 두 위치에 배치 할 수 있다는 것입니다. 많은 프로세스가 한 번에 두 가지 반응이 필요합니다. 이것은 두 개의 공 촉매가 필요하다는 것을 의미합니다. 그러나 두 촉매제는 분리되어 있어야하며, 그렇지 않으면 서로 상호 작용하고 전체 공정의 효율성에 부정적인 영향을 미치게됩니다.”라고 NSLS의 화학자 및 빔라인 과학자 인 Eli Stavitski는 말했습니다. II. 많은 경우에, 촉매는 다수의 원자로 만들어져 촉매 나노 물질을 형성하는데, 이는 인간에게는 작게 보일 수 있지만 화학 반응의 세계에서는 여전히 상당히 크다. 따라서 이러한 재료 중 두 재료를 상호 작용하지 않고 서로 옆에 두는 것은 매우 어려운 일입니다. 이 과제를 해결하기 위해 팀은 다른 길을 택했습니다. “우리는 얇은 나노 시트를 사용하여 반응의 다른 부분에 대해 두 개의 공 촉매를 공동 호스팅했습니다. 아름다움은 간단합니다. 공 촉매 중 하나 인 단일 코발트 (Co) 원자 는 시트 중앙에 있고, 다른 하나는 안트라 퀴논이라는 분자가 가장자리에 있습니다. 이것은 나노 물질로 만들어진 촉매로는 불가능하다. 왜냐하면이 목적을 위해 너무 클 수 있기 때문이다.”라고 김은 말했다. Yale의 Kim과 그의 팀은 정확한 일련의 화학 반응, 가열 및 분리 단계에 따라 실험실에서이 새로운 2D 촉매를 합성했습니다. 과학자들이 새로운 2-in-one 촉매를 합성 한 후, 실제 반응 중에 공 촉매가 분리되어 있을지 여부와이 새로운 2-D 촉매가 얼마나 잘 작동하는지 알아 내야했습니다. 그러나 실제로 작동하는 투 인원 촉매의 원자 구조와 화학적 특성을 실제로 '보기'위해서는 과학자들이 두 가지 종류의 엑스레이, 즉 하드 엑스레이와 부드러운 엑스레이가 필요했습니다. 가시광 선과 마찬가지로 x- 레이는 서로 다른 색상 또는 파장으로 제공되며 파란색 또는 빨간색이라고 부르지 않고 단단하거나 부드럽거나 부드럽습니다. “인간의 눈은 자외선이나 적외선을 볼 수 없으므로 특수한 카메라가 필요합니다. 우리기구는 딱딱하고 부드러운 엑스레이를 동시에 '볼'수 없습니다. 따라서 다른 x- 레이를 사용하여 촉매 물질을 조사하기 위해 두 가지 다른 장비 또는 빔라인이 필요했습니다.”라고 Stavitski는 말했습니다. 과학자들은 엑스레이 흡수 분광법이라는 기술을 사용하여 NSLS-II의 하드 엑스레이 내부 셸 분광법 (ISS) 빔라인에서 조사를 시작했습니다. 이 기술을 통해 팀은 새로운 2-D 촉매의 국부 구조에 대해 더 많이 배울 수있었습니다. 구체적으로, 그들은 각각의 공 촉매가 가지고있는 이웃 원자의 수, 인접 이웃이 얼마나 멀리 있는지, 그리고 그것들이 어떻게 서로 연결되어 있는지 알아 냈습니다. 조사의 다음 단계는 NSLS-II의 Tender Energy X-ray Absorption Spectroscopy (TES) 빔라인이었습니다. “하드 엑스레이 대신 부드러운 엑스레이로 TES에서 동일한 기술을 사용함으로써 우리는 빛의 요소를 명확하게 볼 수있었습니다. 전통적으로, 많은 촉매는 코발트, 니켈 또는 백금과 같은 무거운 원소로 만들어지며, 하드 x- 레이를 사용하여 연구 할 수 있지만 2-D 촉매에는 인과 같은 중요한 더 가벼운 원소도 포함됩니다. 따라서 투 인원 촉매에서이 더 가벼운 원소의 역할에 대해 더 배우려면 부드러운 엑스레이도 필요했습니다.”라고 물리학 자이자 TES 빔라인 과학자 인 Yonghua Du는 말했습니다. NSLS-II의 TES 빔라인은 미국 내에서 x-ray 이미징 및 분광 기능을 제공하여 다양한 하드 x-ray 기능을 보완 할 수있는 몇 안되는 장비 중 하나입니다. 실험 후 과학자들은 촉매가 어떻게 작용하는지 이해하고 다른 후보 구조와 특성을 시뮬레이션하기로 결정했는지 확인하고 싶었습니다. “우리는 밀도 기능 이론이라는 접근법을 사용하여 반응의 효율성을 제어하는 구조와 메커니즘을 이해했습니다. 우리가 실험을 통해 배운 것과 원자가 서로 상호 작용하는 방식에 대해 알고있는 것을 바탕으로, 우리는 어느 후보 구조가 가장 그럴듯한지를 결정하기 위해 여러 후보 구조를 시뮬레이션했습니다. NEWT 회원. 팀은 합성, 분석 실험 및 이론적 시뮬레이션에 대한 전문 지식을 결합해야만 새로운 2D 촉매를 생성하고 효율성을 입증 할 수있었습니다. 팀은 협업이 성공의 열쇠라는 데 동의하며 다양한 환경 응용 분야를위한 차세대 촉매를 계속 검색 할 것입니다.
참조 :“광촉매 H 2 O 2 생산을 위한 코발트 단일 원자로 2D 탄소 질화물에서 산화 환원 중심을 공간적으로 분리하는 방법 ”Chiheng Chu, Qianhong Zhu, Zhenhua Pan, ORCID 프로파일보기 Srishti Gupta, Dahong Huang, Yonghua Du, Seunghyun Weon, Yueshen Wu, Christopher Muhich, ORCID 프로필보기 Eli Stavitski, Kazunari Domen 및 Kim Jae-Hong, 2020 년 3 월 11 일 , 국립 과학 아카데미 절차 . DOI : 10.1073 / pnas.1913403117
.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.
.MIT 물리학 자, 23 Na 40 K 의 초저온 분자 생성
주제 : MIT분자양자 역학울트라 콜드 작성자 : 매사추세츠 공과 대학 제니퍼 추 2015 년 6 월 10 일 과학자들은 초콜렛 분자를 만듭니다 MIT 연구진은 나트륨 칼륨 (NaK) 분자 가스를 500 나노 켈빈의 온도로 성공적으로 냉각시켰다. 이 예술가의 그림에서 NaK 분자는 얼음이 얼어 붙은 얼음 구체로 표현됩니다. 왼쪽의 작은 구체는 나트륨 원자를 나타내고 오른쪽의 큰 구체는 칼륨 원자입니다.
MIT 의 물리학 자 팀은 나트륨 칼륨 (NaK) 가스의 분자를 500 나노 켈의 온도까지 성공적으로 냉각시켜 초저온 분자를 만들었습니다. 우리 주변의 공기는 공간을 통해 흐르고 시간당 수백 마일의 속도로 끊임없이 충돌하는 혼란스러운 초고속 분자입니다. 이러한 비정상적인 분자 거동은 주변 온도에서 정상입니다. 그러나 과학자들은 온도가 절대 영도 에 가까워 지면 분자가 삐걱 거리며 중단되어 개별 혼란 운동을 중단하고 하나의 집 단체로 행동한다고 오랫동안 생각했습니다. 이보다 정연한 분자 행동은 물리적 세계에서는 한번도 관찰되지 않은 매우 이상하고 이국적인 물질 상태를 형성하기 시작합니다. 현재 MIT의 실험 물리학 자들은 나트륨 칼륨 (NaK) 가스의 분자를 500 나노 켈의 온도 (절대 제로보다 높은 머리카락, 성간 공간보다 백만 배 이상)까지 성공적으로 냉각했습니다. 연구자들은 초저온 분자가 비교적 오래 지속되고 안정적이며 다른 분자와의 반응성 충돌에 저항한다는 것을 발견했다. 분자는 또한 매우 강한 쌍극자 모멘트 (bipole moments)를 보 였는데, 분자들 사이의 거리가 멀어지면 자석과 같은 힘을 매개하는 분자 내의 전하의 불균형이 강했다. MIT 물리학과 교수이자 MIT 전자 연구소의 수석 연구원 인 Martin Zwierlein은 분자가 일반적으로 에너지로 가득 차고 진동과 회전 및 공간을 열광적 인 속도로 이동하지만 그룹의 초저온 분자는 효과적으로 정지되어 있다고 말했다. 초당 평균 센티미터의 속도로 냉각되고 절대 최저 진동 및 회전 상태로 준비됩니다. Zwierlein은“우리는 양자 역학이 분자 운동에 큰 역할을하는 온도에 매우 가깝습니다. “이러한 분자들은 더 이상 당구 공처럼 돌아 다니지 않고 양자 역학적 물질 파동으로 움직일 것입니다. 초 콜드 분자를 사용하면 결정 성이지만 마찰이 전혀없는 초 유체 결정과 같은 매우 다양한 물질 상태를 얻을 수 있습니다. 이것은 지금까지 관찰되지 않았지만 예측되었습니다. 우리는 이러한 효과를 보는 데 그리 멀지 않을 수 있으므로 모두 기뻐하고 있습니다.” Zwierlein은 대학원생 인 Jee Woo Park와 postdoc Sebastian Will (모두 MIT-Harvard Center of Ultracold Atoms의 회원)과 함께 결과를 Journal Physical Review Letters에 발표했다 . 7,500 켈빈 빠는 모든 분자는 분자 구조를 형성하기 위해 서로 결합 된 개별 원자로 구성됩니다. 덤벨과 유사한 가장 간단한 분자는 전자기력으로 연결된 두 개의 원자로 구성됩니다. Zwierlein 그룹은 각각 단일 나트륨과 칼륨 원자로 구성된 초저온 나트륨 칼륨 분자를 만들려고했다 . 그러나 변환, 진동 및 회전이라는 많은 자유도 때문에 분자를 직접 냉각시키는 것은 매우 어렵습니다. 구조가 훨씬 간단한 원자는 식히기가 훨씬 쉽습니다. 첫 번째 단계로 MIT 팀은 레이저와 증발 냉각을 사용하여 개별 나트륨 및 칼륨 원자의 구름을 거의 0으로 냉각했습니다. 그런 다음 본질적으로 원자를 서로 붙잡고 초 콜드 분자를 형성하여 자기장을 적용하여 원자가 결합하도록 유도합니다. MIT 물리학 자 허먼 페스 바흐 (Herman Feshbach)의 이름을 따서 명명 된 "페슈 바흐 공명 (Feshbach resonance)"메커니즘 Zwierlein은“무선이 일부 스테이션과 공명하도록 튜닝하는 것과 같습니다. "이 원자들은 행복하게 함께 진동하기 시작하고 결합 된 분자를 형성합니다." 생성 된 결합은 상대적으로 약하여, Zwierlein이“솜털 같은”분자라고 부르는 것을 만들어냅니다. 각 원자는 길고 촘촘한 연결로 결합되어 있기 때문에 여전히 약간 진동합니다. 연구팀은 원자를 더 가깝게 만들어 더욱 강하고 안정적인 분자를 만들기 위해 콜로라도 대학 (칼륨 루비듐 (KRb) 분자, 인스 브루 크 대학 (University of Innsbruck), 비극성)에 대해 2008 년 처음보고 된 기술을 사용했다. 세슘 (Ce2) 분자. 이 기술을 위해, 새로 생성 된 NaK 분자는 한 쌍의 레이저에 노출되었으며, 이의 큰 주파수 차이는 분자의 초기, 높은 진동 상태와 가장 낮은 진동 상태 사이의 에너지 차이와 정확히 일치했습니다. 저에너지 레이저의 흡수와 고 에너지 레이저 빔으로의 방출을 통해 분자는 가용 한 모든 진동 에너지를 잃었습니다. 이 방법으로 MIT 그룹은 분자를 가장 낮은 진동 및 회전 상태로 끌어 올릴 수있었습니다. Zwierlein은“온도면에서 7,500 켈빈을 빨아 들였습니다.
화학적으로 안정
초기 연구에서 콜로라도 그룹은 초저온 칼륨 루비듐 분자의 현저한 단점을 발견했습니다. 이들은 화학적으로 반응성이었고 다른 분자와 충돌했을 때 본질적으로 분리되었습니다. 그 그룹은 이후에 이러한 화학 반응을 억제하기 위해 빛의 결정에 분자를 가두었다. Zwierlein의 연구팀은 화학적으로 안정적이고 반응성 분자 충돌에 대해 자연적으로 탄력적이기 때문에 초저온 나트륨 칼륨 분자를 생성하기로 결정했다. Zwierlein은“2 개의 칼륨 루비듐 분자가 충돌 할 때 2 개의 칼륨 원자와 2 개의 루비듐 원자가 쌍을 이루는 것이 더욱 에너지 적으로 유리하다”고 말했다. “우리의 분자 인 나트륨 칼륨으로 밝혀졌습니다.이 반응은 에너지 적으로 유리하지 않습니다. 그것은 일어나지 않습니다.” Park, Will, Zwierlein의 실험에서 분자 가스는 약 2.5 초 동안 지속되는 비교적 긴 수명으로 실제로 안정 함을 관찰했습니다. Zwierlein은“분자가 화학적으로 반응성 인 경우, 대량의 시료에서 분자를 연구 할 시간이 없다”고 말했다. "우리의 경우, 우리는 우리의 일생이이 새로운 물질 상태를 볼 수있을만큼 길기를 바랍니다." 이 그룹은 원자를 초저온으로 냉각 한 다음 분자를 형성함으로써 직접 냉각 기술로 달성 할 수있는 것보다 천 배 더 차가운 분자의 초저온 가스를 생성하는 데 성공했습니다. Zwierlein은 이국적인 물질 상태를보기 시작하면 분자가 조금 더 식혀야만 그 자리를 얼려 야한다고 말했다. “이제 우리는 500 나노 켈빈에 도달했습니다. 이미 환상적입니다. 우리는 그것을 좋아합니다. 10 배 정도 더 차갑고 음악이 재생되기 시작합니다.” 이 연구는 National Science Foundation, 공군 과학 연구실, 육군 연구실 및 David and Lucile Packard Foundation에서 부분적으로 지원되었습니다. 출판 : 박재우 외,“ 절대 지 상태에서 Fermionic 23 Na 40 K 분자 의 초음파 쌍 극성 가스 ,”Phys. Lett. 114, 205302, 2015 년 5 월 18 일; doi : 10.1103 / PhysRevLett.114.205302 PDF 사본 : 23 Na 40 K 의 초저온 지상 분자에 대한 2 광자 경로 이미지 : Jose-Luis Olivares / MIT
https://scitechdaily.com/mit-physicists-create-ultracold-molecules-of-23na40k/
.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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