3 차원 위상 물질에서 양자 홀 효과 '환생'
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.No evidence of an influence of dark matter on the force between nuclei
핵 사이의 힘에 대한 암흑 물질의 영향에 대한 증거가 없음
하인리히-하인 대학교 뒤셀도르프 레이저 빔 (파란색)을 사용하여 고정 된 원자 이온 (파란색 점) 사이의 초고 진공에 현탁 된 HD + 분자 이온 (노란색과 빨간색의 점 쌍 : 양성자와 듀 테론; 전자는 표시되지 않음). 전자기파 (적갈색 디스크)는 분자 이온을 회전시킵니다. 추가 레이저 빔 (녹색)은이 자극의 증거를 기록합니다. 도면은 축척이 아닙니다. 크레딧 : HHU / Alighanbari, Hansen, Schiller MAY 18, 2020
우주는 주로 새로운 물질과 아직 이해되지 않은 에너지 형태로 구성됩니다. 이 '암흑 물질'과 '암흑 에너지'는 육안이나 망원경으로 직접 볼 수 없습니다. 천문학 자들은 은하의 모양과 우주의 역학에 기초하여 자신의 존재를 간접적으로 증명할 수 있습니다. 암흑 물질은 중력을 통해 정상 물질과 상호 작용하며, 이는 또한 정상, 가시 물질의 우주 구조를 결정합니다. 암흑 물질이 다른 세 가지 기본 힘 ( 전자기력 , 약하고 강한 핵력) 또는 일부 추가 힘을 통해 자체 또는 정상 물질과 상호 작용하는지 여부는 아직 알려져 있지 않습니다 . 매우 정교한 실험조차도 지금까지 그러한 상호 작용을 감지 할 수 없었습니다. 이것은 그것이 존재한다면 매우 약해야 함을 의미합니다. 이 주제에 대해 더 많은 것을 밝히기 위해 전 세계의 과학자들은 비중력 기본 힘의 작용이 가능한 한 적은 외부 간섭으로 발생하고 그 행동이 정확하게 측정되는 다양한 새로운 실험을 수행하고 있습니다. 예상되는 효과와의 편차는 암흑 물질 또는 암흑 에너지 의 영향을 나타낼 수 있습니다 . 이 실험 중 일부는 유럽 제네바 원자력기구 인 CERN에있는 것과 같은 거대한 연구 기계를 사용하여 수행되고 있습니다. 그러나 뒤셀도르프와 같은 실험실 규모의 실험도 최대한 정밀하게 설계 될 수 있습니다. HHU의 실험 물리 연구소의 Stephan Schiller 교수의지도하에 연구팀은 저널에서 양성자 ( "p")와 deuteron ( "d") 사이의 전기력을 측정하기위한 정밀 실험 결과를 발표했습니다. 자연 . 양성자는 수소 원자 (H)의 핵이고, 중수소는 중수소 (D)의 핵이며, 양성자와 중성자가 함께 결합되어 있습니다. 뒤셀도르프 물리학 자들은 부분적으로 중수 소화 된 수소 분자의 이온 인 특이한 물체 HD +를 연구합니다. 전자 쉘에 일반적으로 포함 된 두 전자 중 하나가이 이온에서 빠져 있습니다. 따라서 HD +는 단 하나의 전자에 의해 함께 결합 된 양성자와 듀 테론으로 구성되며, 이들 사이의 반발력을 보상합니다. 이로 인해 '결합 길이'라고하는 양성자와 듀 테론 사이의 특정 거리가 발생합니다. 이 거리를 결정하기 위해, HHU 물리학 자들은 최근 개발 한 분광법을 사용하여 11 자리 정밀도로 분자의 회전 속도를 측정했습니다. 연구원들은 입자 트랩 및 레이저 냉각과 같은 양자 기술 분야에서도 관련이있는 개념을 사용했습니다. 분광학 결과로부터 결합 길이를 도출하여 양성자와 듀 테론 사이에 가해지는 힘의 강도를 빼는 것은 매우 복잡하다. 이 힘은 양자 특성을 가지고 있기 때문입니다. 1940 년대에 제안 된 양자 전기 역학 (QED) 이론이 여기에 사용되어야합니다. 저자 팀의 구성원은 복잡한 계산을 진행하기 위해 20 년을 보냈으며 최근에는 충분한 정밀성을 가진 결합 길이를 예측할 수있었습니다. 이 예측은 측정 결과에 해당합니다. 이 합의 로부터 암흑 물질로 인한 양자 와 듀 테론 사이 의 힘 의 수정의 최대 강도를 추론 할 수 있습니다 . 쉴러 교수는 다음과 같이 말합니다. "우리 팀은 이제이 상한을 20 배 이상 낮췄습니다. 우리는 암흑 물질 이 이전에 생각했던 것보다 정상적인 물질과 훨씬 덜 상호 작용 한다는 것을 보여주었습니다 .이 신비한 형태의 물질은 계속해서 최소한 실험실에서! "
더 탐색 더 정확한 중성자 측정보고 추가 정보 : S. Alighanbari et al., 양자 전기 역학의 정밀 테스트 및 HD + 이온의 기본 상수 결정, Nature (2020). DOI : 10.1038 / s41586-020-2261-5 저널 정보 : 자연 Heinrich-Heine University Duesseldorf 제공
https://phys.org/news/2020-05-evidence-dark-nuclei.html
.Elucidating the mechanism of a light-driven sodium pump
광 구동 나트륨 펌프의 메커니즘 설명
에 의해 폴 쉐러 연구소 엑스레이 자유 전자 레이저의 Alvra 실험 스테이션에서 Petr Skopintsev (왼쪽), Jörg Standfuss (가운데) 및 Christopher Milne (오른쪽) SwissFEL 크레딧 : Paul Scherer Institute / Mahir Dzambegovic MAY 20, 2020
Paul Scherrer Institute PSI의 연구원들은 박테리아 세포에서 빛으로 구동되는 나트륨 펌프를 처음 기록하는 데 성공했습니다. 이번 발견은 신경 생물학의 새로운 방법 개발에 대한 진보를 약속한다. 연구진은 새로운 X 선 자유 전자 레이저 SwissFEL을 조사에 사용했다. 그들은 오늘 Nature 지에 그들의 발견을 발표했다 . 나트륨은 대부분의 생물학적 세포의 중요한 과정에서 중요한 역할을합니다. 많은 세포들이 내부와 환경 사이에 농도 구배를 형성합니다. 이를 위해 세포막의 특수 펌프는 나트륨 을 세포 밖으로 운반 합니다. 이러한 농도 구배 의 도움으로 소장이나 신장의 세포는 예를 들어 특정 당을 흡수합니다. 이러한 나트륨 펌프는 박테리아의 막에서도 발견됩니다. 그들은 소위 로돕신의 가족에 속합니다. 이들은 빛에 의해 활성화되는 특수 단백질입니다. 예를 들어, 로돕신은 Krokinobacter eikastus와 같이 바다에 사는 박테리아의 경우 세포 밖으로 나트륨을 운반합니다. 로돕신의 중요한 구성 요소는 소위 망막, 비타민 A의 한 형태입니다. 인간, 동물, 특정 조류 및 많은 박테리아에있어 중심적으로 중요합니다. 예를 들어, 사람의 눈의 망막에서 망막은 빛의 영향으로 모양이 변할 때 시각적 과정을 시작합니다. 초고속 영화 제작 Paul Scherrer Institute PSI의 연구원은 현재 Krokinobacter eikastus의 나트륨 펌프 이미지를 캡처하고 나트륨 수송에 필요한 분자 변화를 문서화했습니다. 이를 위해 그들은 직렬 펨토초 결정학 이라는 기술을 사용했습니다.. 펨토초는 1/100 분의 1 초입니다. 밀리 초는 천분의 일입니다. 검사 할 샘플 (이 경우 결정화 된 나트륨 펌프)은 먼저 레이저와 X- 선 빔으로 충돌합니다. 박테리아 로돕신의 경우, 레이저는 망막을 활성화시키고, 후속 X- 선 빔은 전체 단백질 분자 내의 구조적 변화에 대한 데이터를 제공한다. SwissFEL은 초당 100 개의 펨토초 X- 레이 펄스를 생성하므로 높은 시간 해상도로 기록 할 수 있습니다. "우리는 SwissFEL의 도움으로 PSI에서 펨토초 범위의 시간적 해상도 만 달성 할 수 있습니다."녹음이 이루어진 Alvra 실험 스테이션을 개발하는 데 도움을 준 Christopher Milne은 말합니다. " 작동중인 펌프 현재 실험에서, 레이저와 X- 선 펄스 사이의 시간 간격은 800 펨토초와 20 밀리 초 사이였다. 각 X 선 펄스는 단백질 결정의 단일 이미지를 만듭니다. 시네마 필름이 궁극적으로 일련의 일련의 사진으로 구성되어 빠르게 재생되는 것처럼 SwissFEL의 도움으로 얻은 개별 사진을 모아 일종의 영화를 만들 수 있습니다. "우리의 실험에서 관찰 할 수 있었고 세포막을 통한 나트륨 이온의 수송에 대략적으로 상응하는 과정은 총 20 밀리 초가 걸린다"고 시간 분해 결정학 연구 그룹의 책임자 인 Jörg Standfuss는 설명한다. PSI의 생물학과 화학 부문에서. "운송 과정을 설명하는 것 외에도, 소듐 펌프가 구조의 작은 변화를 통해 소듐에 대한 특이성을 어떻게 달성하는지 보여줄 수있었습니다." 이를 통해 나트륨 이온 만, 다른 양으로 하전 된 이온은 수송되지 않습니다. 이러한 연구를 통해 연구원들은 또한 펌프가 세포 밖으로 운반 된 나트륨 이온이 다시 유입되는 것을 막는 분자 변화를 밝혀냈다. 광 유전학과 신경 생물학의 발전 나트륨 농도 차이는 또한 신경 세포가 자극을 수행하는 방식에 특별한 역할을하기 때문에, 뉴런은 막에 강력한 나트륨 펌프를 가지고 있습니다. 더 많은 나트륨이 세포의 내부로 유입되면 자극이 전달됩니다. 그런 다음이 펌프는 셀의 과량의 나트륨을 다시 외부로 운반합니다. Krokinobacter eikastus의 나트륨 펌프는 빛에 의해 구동되므로 연구자들은 소위 광 유전학에 사용할 수 있습니다. 이 기술을 사용하면 세포,이 경우 신경 세포는 빛으로 제어 할 수있는 방식으로 유전자 변형됩니다. 펌프는 분자 유전학 방법을 사용하여 신경 세포에 설치됩니다 . 그것이 빛에 의해 활성화되면, 뉴런은 더 이상 자극을 전달할 수 없습니다. 예를 들어, 신경 세포에서 나트륨 농도의 증가가 필요하기 때문입니다. 그러나 세균성 로돕신은 나트륨을 세포 밖으로 지속적으로 운반하여이를 방지합니다. 따라서 활성 나트륨 펌프는 뉴런을 비활성화시킵니다. "박테리아의 나트륨 펌프에서 무슨 일이 일어나고 있는지 정확히 이해한다면, 광 유전학 실험을 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다."라고 PhrD. Petr Skopintsev는 말합니다. 시간 분해 결정학 그룹의 후보. 예를 들어, Krokinobacter에서 일반적으로 발견되는 형태보다 더 효과적으로 작동하는 박테리아 로돕신의 변종을 식별하는 데 사용될 수 있습니다.” 또한 연구원들은 개별 돌연변이가 어떻게 이온 펌프를 바꾸어 나트륨 이외의 이온을 수송 할 수 있는지에 대한 통찰력을 얻고 자합니다.
더 탐색 연구원들은 나트륨 펌프를 통한 새로운 경로를 밝힙니다 추가 정보 : 경동 나트륨 펌프의 자연 (2020)의 펨토초에서 밀리 초로의 구조 변화 . DOI : 10.1038 / s41586-020-2307-8 , www.nature.com/articles/s41586-020-2307-8 저널 정보 : 자연 에 의해 제공 폴 쉐러 연구소
https://phys.org/news/2020-05-elucidating-mechanism-light-driven-sodium.html
.Environmentalists suggest COVID-19 could represent a new opportunity for a more diverse future
환경 전문가들은 COVID-19가보다 다양한 미래를위한 새로운 기회를 제시 할 수 있다고 제안합니다
작성자 : Bob Yirka, Phys.org 크레딧 : CC0 Public Domain
그리피스 대학교 환경 과학부 (Australian Rivers Institute-Coast & Estuaries)의 호주 리버스 인스티튜트 (Australian Rivers Institute-Coast & Estuaries)의 환경 연구팀은 COVID-19 전염병이보다 다양한 미래를위한 새로운 기회를 제시 할 수 있다고 Science 저널의 Letters 부분을 제안 하고 있습니다 — 올바른 계획을 통해 글로벌 생물 다양성을 개선하기 위해 글로벌 잠금에서 배운 것을 사용할 수 있다고 제안합니다. 전 세계적으로 유행하는 전염병 으로 인해 수백만 명의 사람들이 자신의 집에서 고립 된 상태를 유지하면서 자연이 반응했습니다. 도시의 거리와 작은 마을을 돌아 다니는 야생 동물에 대한 보고서는 헤드 라인을 만들었습니다. 또한 공기가 깨끗 해지고 많은 도시가 조용해졌습니다. 이러한 변화는 인간이 지구의 유일한 거주자가 아님을 상기시켜줍니다. 그들의 논문 에서 호주 팀은 우리가 관찰 한 변화가 전 세계적으로 유행하는 세계로 나아가면서 정부와 환경 운동가들이 다각화 문제에 접근하는 방식을 바꿀 수있는 새로운 기회를 세상에 제시 할 수 있다고 제안한다. 그들은 역사적으로 극적인 세계 사건이 변화로 이어질 수 있음을 지적했다. 예를 들어 우크라이나의 체르노빌 붕괴는 인간이 거대한 땅을 버리고 자연이 그 길을 갈 수있게했다. 그 결과 현재 생태 보호 구역으로 지정된 매우 넓은 황야 지역이 조성되었습니다. 또 다른 예는 몇 년 동안 인간이 무장 반란군이 점령 한 지역으로 모험하기를 두려워했기 때문에 식물과 동물의 보호 구역 역할을했던 콜롬비아 전쟁이었습니다. 그들은 자연이 만들어 낸 긍정적 인 변화 를 보존하고 다른 곳에서 생물 다양성을 증가시키기 위해 장기 전략을 적용 할 경우 잠금 효과가 비슷한 영향을 미칠 수 있다고 제안합니다 . 그들은 생물 다양성이 존재하는 지역을 보호하고 더 많은 지역이 참여할 수 있도록 법을 제정하는 것이 핵심이라고 주장한다. 또한이 폐쇄는 사람들로 하여금 일부 소비자 습관을 재고하고 아마도 유행병이 끝날 때마다 일부 습관을 바꾸도록 동원했음을 지적합니다. 그들은 전염병이 인류가 어떻게 지구를 바라 보는 지에 대한 전환점을 나타낼 수 있다고 주장합니다. 이들은 새로운 전략을 개발하고이를 제안하고 이행 할 때가되어보다 다양하고 환경 친화적 인 지구를 위해 균형을 이룰 수 있습니다.
더 탐색 검토 연구에 따르면 사회적 상호 작용은 이환율과 사망률의 주요 요소입니다 추가 정보 : Jennifer Sills et al. COVID-19 회수는 생물 다양성, 과학 (2020)에 도움이 될 수 있습니다 . DOI : 10.1126 / science.abc1430 저널 정보 : 과학
https://phys.org/news/2020-05-environmentalists-covid-opportunity-diverse-future.html
.SpaceX ready to launch astronauts into space for the first time
우주 비행사를 우주로 처음 발사 할 수있는 SpaceX
Ivan Couronne 저 The Crew Dragon 우주선과 SpaceX Falcon 9 로켓은 2020 년 5 월 21 일 플로리다 케네디 우주 센터의 Launch Complex 39A에서 촬영되었습니다. MAY 24, 2020
처음에는 모든 사람들이 회의적이었습니다. 그러나 Elon Musk의 SpaceX는 기대에 부응했으며 수요일에 NASA 우주 비행사 2 명을 우주로 유인하여 역사를 만들려고합니다. 도널드 트럼프 미국 대통령은 플로리다의 케네디 우주 센터 관중 중 한 명이 코로나 바이러스 전염병으로 인해 몇 달간 멈춤에도 불구하고 녹색 불이 들어오는 발사를 목격 할 것 입니다. 바이러스 제한을 끄덕이는 일반 대중은 크루 드래곤이 국제 우주 정거장을 향한 팔콘 9 로켓으로 발사되면서 생중계를 통해 시청하도록 들었습니다. 미국 우주 비행사를 우주로 수송하기위한 개인 우주선 개발을 목표로하는 NASA의 상업 승무원 프로그램은 버락 오바마 (Barack Obama)에서 시작되었습니다. 그러나 그의 후임자는 우주를 창조 한 군과 민간인 모두 우주의 미국 지배를 재확인하는 전략의 상징으로 본다. 그는 NASA에게 2024 년에는 불가능한 시간표이지만 우주 항공사에 도움이 된 달로 돌아 오라고 명령했다. ISS의 첫 번째 부품이 발사 된 지 22 년 만에 NASA와 러시아 우주국이 개발 한 우주선 만이 승무원을 태웠다. NASA는 수십 명의 우주 비행사를 30 년간 우주로 데려 간 거대하고 매우 복잡한 날개 달린 우주선 인 환상적인 셔틀 프로그램을 사용했습니다.
왼쪽 우주 비행사 우주복을 입고있는 더글러스 헐리와 로버트 벤켄 (Robert Behnken)은 2020 년 5 월 23 일 미사일 발사 전 드레스 리허설 중 플로리다의 NASA 케네디 우주 센터에서 런치 패드 39A로 출발 한 것으로 보인다.
그러나 엄청난 비용 (135 편의 비행에 2 천억 달러)과 2 건의 치명적인 사고로 마침내 프로그램이 종료되었습니다. 마지막 셔틀 인 아틀란티스는 2011 년 7 월 21 일에 착륙했습니다. 그 후 NASA 우주 비행사는 워싱턴과 모스크바 사이의 정치적 긴장에서 살아남은 파트너십으로 카자흐스탄에서 러시아 소유즈 로켓을 타고 러시아를 배우고 ISS로 여행했습니다. 그러나 그것은 단지 일시적인 합의 일뿐이었습니다. NASA는 셔틀을 대체 할 캡슐을 설계하고 제작하는 임무를 수행하는 항공 회사 인 보잉 (Boeing)과 스타트 업 스페이스 X (SpaceX)라는 두 개의 민간 회사를 위탁했다 . 9 년 후, 2002 년 PayPal과 Tesla를 설립 한 남아공 기업가 Musk가 설립 한 SpaceX가 출시 될 예정입니다. '성공 사례' 수요일 오후 4시 33 분 (2033 GMT)에 우주 승무원 9 로켓이 발사대 39A에서 승무원 캡슐과 함께 발사됩니다.
2020 년 5 월 22 일 수요일 미션에서 앞서 2011 년부터 우주로 우주 비행을 시작한 최초의 미션을 앞둔 런치 패드 39A에서 회사의 승무원 우주선을 탑재 한 SpaceX 팔콘 9 로켓
NASA는 우주선 개발을 위해 2011 년부터 SpaceX에 30 억 달러 이상의 계약을 체결했습니다. 이 캡슐은 49 세의 Robert Behnken과 53 명의 Douglas Hurley, 베테랑 우주 여행사 인 헐리가 마지막 여행에서 아틀란티스를 조종했습니다. 19 시간 후에 그들은 두 러시아인과 미국인이 그들을 기다리고있는 ISS에 도킹 할 것입니다. 케이프 커 내버 럴 (Cape Canaveral) 예측 자들에 따르면 기상 상태는 좋지 않은 상태 일 가능성이 60 %에 달한다. 다음 시작 창은 5 월 30 일 토요일입니다. 발사는 계획보다 5 년 이상 걸렸지 만, SpaceX가 지연되어 Boeing을 제압했습니다. Starliner에 대한 Boeing의 테스트 비행은 심각한 소프트웨어 문제로 인해 실패했으며 다시 실행해야합니다.
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실리콘 밸리에있는 NASA의 에임스 센터 (Ames Center)의 스콧 허버드 (Scott Hubbard)는 현재 스탠포드에서 강의하고있는 스캇 허브 바드 (Scott Hubbard)는 AFP에 말했다.
SpaceX를 만들기 전에 Musk를 만나고 SpaceX 안전 자문 패널의 의장을 맡은 Hubbard는 다음과 같이 회상했다. "이전 회사 인 Lockheed, Boeing의 선임 직원들은 회의에서이 SpaceX 직원들이 자신이 모르는 것을 모른다고 말합니다."라고 AFP에 말했습니다. SpaceX는 더 저렴한 Falcon 9 로켓으로 마침내 나타 났으며, 첫 번째 단계는 대서양의 바지선에 수직으로 착륙합니다. 2012 년부터 SpaceX는 Dragon 캡슐의화물 버전 덕분에 NASA에 ISS를 공급하고 있습니다. 데모 -2라는 유인 임무는 두 가지 방법으로 워싱턴에 중요합니다. 첫 번째는 러시아에 대한 NASA의 의존성을 깨뜨리는 것입니다. 그러나 두 번째는 관광객과 기업들에게 개방 된 민간 "낮은 지구 궤도"시장을 촉진하는 것입니다. NASA의 Jim Bridenstine 대변인은“지구 궤도에 12 개의 우주 정거장이있는 미래를 계획하고있다. 머스크는 더 높은 목표를 세웠다 : 그는 달을 우회하거나 심지어 화성을 여행하고 궁극적으로 인류를 "멀티 플래닛 종 (multi-planet species)"으로 만들기 위해 거대한 로켓 인 우주선을 만들고있다. 더 탐색 NASA, 5 월 27 일 SpaceX 승무원 최초 비행 발표
https://phys.org/news/2020-05-spacex-ready-astronauts-space.html
.Researchers propose a perfect novel optical vortex with controllable impulse ring profile
연구원들은 제어 가능한 임펄스 링 프로파일로 완벽한 새로운 광학 소용돌이를 제안합니다
중국 과학원 장난 난 제어 가능한 임펄스 링 프로파일을 가진 POV의 회로도. 크레딧 : SIOM MAY 19, 2020
광학 소용돌이는 헬리컬 파면으로 둘러싸인 위상 특이점으로 식별되며 도넛 모양 프로파일과 관련된 OAM (carried angular momentum)을 포함한 고유 한 특성 덕분에 자극 방출 방출 (STED) 나노 현미경에서 흥미로운 응용 분야를 발견했습니다. 양자 및 고전적인 OAM 멀티플렉싱 광 통신, 향상된 광학 이미징 및 최근 고강도 소용돌이 물리학 등의 광학적 조작. 그러나, 종래의 소용돌이에 의해 생성 된 도넛 형 패턴의 크기는 운반 된 토폴로지 전하에 크게 의존한다. . 2013 년에 Ostrvsky와 동료들은 처음으로 완벽한 광학 와류 (POV)의 개념을 제안했는데, 이는 반지름이 위상 전하와 거의 독립적 인 푸리에 평면에서 임펄스 링 모양으로 만들어졌습니다. 같은 해에,이 "완벽한"와류 빔은 그 밝은 고리를 따라 동적 포획 미세 입자에 대해 입증되었으며, 이러한 완벽한 소용돌이는 OAM을 그 밝은 임펄스 고리를 따라 포획 된 입자로 전달할 수있는 가능성을 제공하는 것으로 나타났다. 1 년 후, OAM 멀티플렉싱 광섬유 통신을 위해이 새로운 유형의 광 소용돌이가 제안되어 여러 OAM 빔을 특정 환형 섬유에 결합 할 수 있습니다. 그러나 과거에보고 된 POV의 임펄스 링은 모두 밝은 링이므로 일부 시나리오에서는 적용에 방해가 될 수 있습니다. 최근, CDG (Circular Dammann Gratings)에 기반한 제어 가능한 임펄스 링 프로파일을 갖는 일반화 된 POV 유형이 중국 과학 아카데미의 상하이 광학 및 정밀 역학 연구소의 연구팀에 의해 제안되고 시연되었습니다. 이 개념은 Photonics Research 에 발표되었습니다 . CDG는 설계 이론의 개발로 광학 측정, 광학 이미지 인코딩, 구조화 된 광 펌프 레이저 및 환형 레이저 조명 등에 적용 할 수있었습니다. 그러나 기존 CDG에서 생성 된 임펄스 링에는 궤도 각도가 없습니다. 기세. 연구 그룹에 따르면, 나선상으로 매립 된 CDG의 각 회절 차수의 푸리에 스펙트럼은 본질적으로 하나의 내향 및 다른 외향의 임펄스 링의 두 개의 임펄스 링의 무게 합이었다. 따라서, 2 개의 임펄스 링 사이의 중량 계수를 변경함으로써 나선형 위상으로 임베딩 된 환형 링의 임펄스 링 프로파일을 제어 할 수있다. 원리 증명 실험에서, 프로그래밍 가능한 공간 광 변조기는 나선형 위상이 포함 된 CDG의 위상을 시뮬레이션하는 데 사용되었으며, 그 구조는 두 개의 임펄스 링 사이에서 원하는 중량 계수를 얻도록 최적화되었습니다. 각 측면에 두 개의 밝은 로브-링으로 둘러싸인 "절대"어두운 POV의 유형이 제시되었으며, 이는 지속적으로 낮은 인덱스 입자, 셀 또는 양자 가스를 포획하기 위해 어두운 임펄스 링을 따라 완벽한 환형 전위를 제공합니다. 기타 또한, 브라이트 링을 갖는 종래의 POV, 상기 언급 된 다크 POV, 및 제어 가능한 임펄스 링 프로파일을 갖는 POV를 포함하여, 상이한 임펄스 링 프로파일을 갖는 몇몇 POV가 입증되었다. 이 작업은 완벽한 소용돌이를 위해 임펄스 링 프로파일을 임의로 재구성 할 수있는 새로운 가능성을 열어줍니다. 양자와 고전적인 광통신 , 향상된 광학 이미징, 그리고 새로운 구조의 펌핑 레이저와 같은 광학 조작 에 많은 관심을 가져야합니다 .
더 탐색 딥 러닝 방법으로 배치 된 3D 레이저 손상 추가 정보 : Junjie Yu et al. 완벽한 광학 소용돌이의 링 프로파일 제어를 향상시키기위한 원형 Dammann 격자, Photonics Research (2020). DOI : 10.1364 / PRJ.387527 중국 과학원 제공
https://phys.org/news/2020-05-optical-vortex-impulse-profile.html
.Quantum hall effect 'reincarnated' in 3-D topological materials
3 차원 위상 물질에서 양자 홀 효과 '환생'
라이스 대학교 제이드 보이드 이 그림의 견고한 풍경은 양자 홀 효과를 나타내는 2D 재료 표면의 전위를 나타냅니다. 견고성의 수준은 시스템의 불순물에 해당하며 수위는 "페르미 에너지"또는 전자의 충전 수준을 나타냅니다. 양자 홀 효과 (왼쪽)에서 퍼콜 레이션 임계 값 (중간)은 미세한 에너지 상태로 토폴로지 순서로의 전환을 나타냅니다. 라이스 대학교 (University University), 캘리포니아 대학교 버클리 (University of California Berkeley) 및 카를 스루에 공과 대학 (Karlsruhe Institute of Technology)의 물리학 자에 의한 새로운 연구는 3D 토폴로지 물질의 표면 에너지 스펙트럼에서 양자 얽힘 (오른쪽)의 패턴을 보호하는이 특별한 2D 상태의 "스택"을 발견했습니다. 크레딧 : M. Foster / Rice University MAY 18, 2020
미국 물리학 자와 독일 물리학 자들은 현대 물리학에서 가장 유명한 현상 중 하나 인 양자 홀 효과 (quantum hall effect)가 내결함성 양자 컴퓨터를 만드는 데 사용될 수있는 위상 초전도체에서 "재 연계"되었다는 놀라운 증거를 발견했습니다. 양자 홀 효과에 대한 1980 년의 발견 은 놀랍도록 견고한 장거리 양자 얽힘의 "보호 된"패턴을 갖는 전자 상태 인 위상차에 대한 연구를 시작했다 . 이러한 보호 된 상태의 안정성은 양자 얽힘을 사용하여 정보를 저장하고 처리하는 양자 컴퓨팅에 매우 매력적입니다. 이번 달 온라인 PRX ( Physical Review X) 에서 온라인으로 발표 된 연구 에서 라이스 대학교, 캘리포니아 대학교, 버클리 (UC 버클리) 및 독일 카를 스루에 소재한 칼 스루에 공과 대학 (KIT)의 이론 물리학 자들은 강력한 수치 증거를 제시했습니다. 2D 위상과 3D 위상의 위상 문제 사이의 놀라운 연결. 양자 홀 효과는 2 차원 재료에서 발견되었으며, 전세계 실험실은 양자 컴퓨팅을위한 3 차원 위상 초전도체를 만들기 위해 경쟁하고 있습니다. 물리 및 천문학 부교수 인 매튜 포스터 (Matthew Foster)는“이번 연구에서 특정 종류의 3 차원 토폴로지 초전도체는 표면에 2 차원 전자 상태의 '에너지 스택'을 보여야한다는 것을 보여 주었다. 퀀텀 머티리얼 라이스 센터 (RCQM) 회원. "이러한 스택 상태는 각각 2 차원 양자 홀 효과에서 발생하는 매우 특별한 단일 상태의 강력한 환생입니다." 양자 홀 효과는 2 차원 재료에서 처음 측정되었습니다. 포스터는 "퍼콜 레이션"유추를 사용하여 2 차원 양자 홀 실험에서 발생하는 것과 연구의 3 차원 계산 모델 사이의 이상한 유사성을 시각화합니다. "고강과 계곡지도로 종이 한 장을 그린 다음, 그 풍경을 물로 채울 때 어떤 일이 발생하는지 상상해보십시오." "물은 우리의 전자이며, 유체 수준이 낮을 때 전자 호수를 분리했을뿐입니다. 호수는 서로 분리되어 있으며 전자는 대량으로 전도 할 수 없습니다. 수위가 높으면 섬을 고립 시켰습니다.이 경우 섬은 전자와 같으며 대량 전도도 얻지 못합니다. " 포스터의 유추에서 거친 지형은 2-D 재료의 전위이며, 거친 정도는 시스템의 불순물 양에 해당합니다. 수위는 시스템에서 전자의 충전 수준을 나타내는 물리학의 개념 인 "페르미 에너지"를 나타냅니다. 종이지도의 가장자리는 2D 재료를 둘러싸는 1D 가장자리와 유사합니다. Foster는“물을 추가하고 호수를 연결하는 작은 물 다리와 섬을 연결하는 작은 땅 다리가있는 지점까지 정밀하게 유체 레벨을 조정하면 물이나 땅으로 여행하기가 쉽습니다. "이것은 여과 홀 임계 값이며, 이는 양자 홀에서 토폴로지 상태 사이의 전이에 해당합니다. 이것은 양자 홀에서 특별한 2-D 상태입니다. "유체 수위를 더 높이면 전자가 고립 된 섬에 갇히게되고, '전에도 전도없이 전과 같은 상황이 있습니다.'라고 생각할 것입니다. 그러나 특별한 전이에서 전자 상태 중 하나가 가장자리로 떨어져 나갔습니다. 더 많은 유체를 추가해도 가장자리 상태가 제거되지 않아 전체 샘플 주위를 돌아 다닐 수 없으며 아무것도 막을 수 없습니다. "" 이 비유는 양자 홀 효과의 특수 전이를 통해 견고한 에지 전도와 벌크 미세 조정 간의 관계를 설명합니다. PRX 연구에서 포스터 및 공동 저자 인 UC Berkeley의 Björn Sbierski와 KIT의 Jonas Karcher는 유사하게 2 차원 지형과 유사한 3 차원 위상 시스템을 연구했습니다. 포스터는“이 3D 시스템에서 흥미로운 것들도 경계에서 일어나고있다”고 말했다. "그러나 이제 우리의 경계는 1D 가장자리 상태가 아니며 2D 표면입니다." Sbierski, Karcher 및 Foster는 "표면 상태의 브 루트 포스 수치 계산"을 사용하여 중요한 2 차원 양자 홀 상태와 3 차원 시스템 간의 연관성을 발견했습니다. 2-D 양자 홀 재료에서 전이 에너지 이상으로 지속되는 1D 에지 상태와 마찬가지로, 계산 결과 3-D 시스템에서 지속적인 2-D 경계 상태가 드러났습니다. 2 차원 상태 만이 아닙니다. 정확히 1D 양자 홀 에지 상태를 발생시키는 동일한 2D 여과 상태입니다. Foster 박사는“2 차원에서 미세 조정 된 토폴로지 양자 위상 전이는 고차원 벌크에 대한 일반적인 표면 상태로 다시 언급되었다”고 말했다. "2018 년 연구에서 우리 그룹은보다 이국적인 다른 유형의 2 차원 양자 홀 효과와 다른 종류의 3 차원 위상 초전도체의 표면 상태 사이의 유사한 연관성을 발견했습니다.이 새로운 증거로, 우리는 이제 확신합니다. 이러한 연결에 대한 깊은 토폴로지 이유이지만, 현재 수학은 여전히 애매 모호합니다. " 토폴로지 초전도체는 아직 실험적으로 실현되지 않았지만 물리학자는 토폴로지 절연체에 불순물을 추가하여이를 생성하려고 시도하고있다. 도핑으로 알려진이 공정은 벌크 절연체로부터 다른 유형의 비 전통적인 초전도체를 제조하는데 널리 사용되어왔다. "우리는 5 개의 3D 위상 위상 중 3 개가 양자 홀 효과의 버전 인 2 차원 위상에 연결되어 있으며 3 개의 3 차원 위상 모두가 '토폴로지 초전도체'에서 실현 될 수 있다는 증거를 가지고있다"고 Foster는 말했다. . 포스터는 응축 물질 물리학에 대한 기존의 지혜는 위상 초전도체 가 각각 하나의 보호 된 2-D 표면 상태만을 호스트하고 다른 모든 상태는 초전도체를 만드는데 사용되는 고체 물질의 피할 수없는 결함에 의해 악영향을받을 것이라고 말했다. 그러나 Sbierski, Karcher 및 Foster의 계산에 따르면 그렇지 않습니다. 포스터는“퀀텀 홀에서는 1D 에지 상태로 인해 어디서나 튜닝 할 수 있고이 컨덕턴스에서 여전히 견고한 고원을 얻을 수있다”고 말했다. "우리의 연구는 3-D의 경우에도 해당된다고 제안한다. 우리는 서로 다른 에너지 레벨에서 임계 상태의 스택을 볼 수 있으며, 이들 모두는 2-D 양자 홀 전이 상태의 이상한 환생에 의해 보호된다"고 그는 덧붙였다. 저자는 또한 3D상의 표면 상태가 다양한 실험 프로브에 어떻게 나타나는지에 대한 세부 사항을 연구하면서 연구 결과를 검증하기위한 실험 작업의 단계를 설정했습니다. 포스터는“우리는 위상 단계의 표면 상태에 대한 정확한 통계적 '지문'을 제공한다. "실제 파동 함수는 무질서로 인해 임의적이지만 분포는 보편적이며 양자 홀 전이와 일치합니다."
더 탐색 매혹적인 양자 상태를 식별하는 새로운 프로토콜 추가 정보 : Björn Sbierski et al. 클래스 AIII 위상의 표면에서의 스펙트럼-광역 양자 임계 : 정수 양자 홀 고원 전이의 "에너지 스택", 물리적 검토 X (2020). DOI : 10.1103 / PhysRevX.10.021025 저널 정보 : 신체적 검토 X 라이스 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-05-quantum-hall-effect-reincarnated-d.html
.New setup for high-throughput electrical measurements of quantum materials and devices
양자 재료 및 장치의 고 처리량 전기 측정을위한 새로운 설정
에 의해 QuTech 극저온 멀티플렉서 플랫폼 인 셋업은 50mK의 온도에서 한 번의 냉각으로 여러 칩을 함께 테스트하고 검증 할 수 있습니다. 크레딧 : QuTech의 M.MAY 19, 2020
Lodari TU Delft와 TNO의 공동 작업 인 QuTech는 양자 재료 및 장치의 빠른 처리 테스트 및 검증을위한 새로운 설정을 보여주었습니다. 이 셋업은 극한의 극저온에서 작동 할 수있는 일반 전자 칩 구성 요소를 사용하며 모든 유형의 저온 제어 장치에 쉽게 통합 될 수 있습니다. 과학자들은 개방형 액세스 저널 npj Quantum Information에 설정 세부 정보를 게시하여 전 세계 연구 그룹이 저온 상태를 수정하고 처리량을 크게 향상시킬 수 있습니다. 수석 연구원 인 지오다노 스카 푸치 (Giordano Scappucci)는 최초의 저자 인 Paquelet Wuetz와 Bavdaz와 그의 팀원들과 함께 양자 재료와 장치를 개발하는 데 필요한 시간을 획기적으로 단축시키는 새로운 설정을 구축했습니다. 셋업은 저온에서 작동 할 수 와이어의 수가 증가 저온 유지 실 작동 와이어 동일한 수의 유지하면서, 크기 순서로 온도 . 이는 극저온 온도에서 작동하는 제한된 수의 와이어가 입 / 출력 병목 현상을 형성 할 수있는 큰 양자 시스템의 전기 측정에 중요한 성과입니다. 새로운 극저온 플랫폼 설정의 가치를 입증하기 위해 과학자들은 인텔과 공동으로 극저온 플랫폼을 사용하여 "스트레인 드 실리콘 양자 우물"의 산업 개발을 가속화했습니다. 과학자들은이 양자 우물에 전자를 포획 한 다음 극저온의 극한 온도 에서이 전자의 전기 수송 특성을 측정했습니다 . 조사 된 재료 플랫폼은 빌딩 블록 을 형성하는 고품질 스핀 큐 비트를 만드는 데 탁월한 특성을 보여주었습니다. 극저온 멀티플렉서 플랫폼은 모든 종류의 cryostat에 쉽게 통합 할 수 있으며 일반적인 상용 CMOS 멀티플렉서 (수신되는 입력 신호를 기반으로 출력 신호를 제어하는 일반 칩 구성 요소)를 기반으로합니다. 플랫폼의 세부 사항은 공개 액세스 저널에 공개되었습니다. 이를 통해 전 세계 연구 그룹이 무시할 수있는 비용으로 cryostat의 처리량을 극적으로 향상시킬 수있는 능력을 갖기를 원합니다.
처리량이 많은 전기 측정을위한 설정입니다. 크레딧 : QuTech의 M. Lodari
더 탐색 Cryo-chip, 대규모 양자 컴퓨터의 장애물 극복
추가 정보 : B. Paquelet Wuetz et al. 켈빈 이하의 온도에서 상용 상용 CMOS를 사용하는 다중 양자 전송, npj Quantum Information (2020). DOI : 10.1038 / s41534-020-0274-4 QuTech 제공
https://phys.org/news/2020-05-setup-high-throughput-electrical-quantum-materials.html
.'Tantalizing' clues about why a mysterious material switches from conductor to insulator
신비한 물질이 도체에서 절연체로 전환되는 이유에 대한 'Tantalizing'단서
Jens Wilkinson, RIKEN 1T-TaS2의 전하 순서, 층간 적층 및 쪼개진 표면의 개요. a 1T-TaS2의 준 -2D 왜곡되지 않은 구조. b 단일 1T-TaS 2 계층 내에서 주기적 SD 왜곡을 설명하는 슈퍼 셀. 청록색 및 파란색 마름모는 왜곡되지 않은 원자 단위 셀의 2D 투영과 상응하는 CDW가 시작된 후 슈퍼 셀을 각각 표시합니다. 레이블 A, B 및 C는 연속 SD 클러스터가 쌓을 수있는 가능한 사이트를 나타냅니다. c 현재 논의 된 SD 적층 패턴 (S 미도시), 셀당 2 개의 SD 및 2 개의 별개의 절단 평면, 1 및 2 = 500 pA, 스케일 바 20 nm). 삽입 된 부분은 지형 변조와 SD 클러스터 격자 (스케일 막대 1 nm) 사이의 일치를 보여줍니다. e 다수의 쪼개진 표면에서 관찰 된 두 가지 유형의 전도도 스펙트럼의 예. 전형적으로, 한 유형의 스펙트럼 또는 다른 유형은 대략적으로 약 100 %에 걸쳐 균일하게 나타난다 (결함 부근 제외). 스텝-테라스 형태가 관찰되지 않는 한 1 μm 영역. 아래에서 유형 1 및 2 스펙트럼이 각각 평면 1 및 2에서 절단에 의해 형성된 표면에 해당함을 알 수있다. 크레딧 : RIKEN, MAY 18, 2020
이황화 탄탈은 신비한 물질입니다. 교과서 이론에 따르면, 그것은 전도성 금속이어야하지만 실제 세계에서는 절연체처럼 작용합니다. RIKEN Emergent Matter Science 센터의 연구진은 스캐닝 터널링 현미경을 사용하여 재료의 구조를 고해상도로 살펴보면서 왜이 직관적이지 않은 행동을 보이는지 밝혀 냈습니다. 결정질 물질은 구조의 각 반복 셀에서 홀수의 전자를 가질 때 좋은 도체 여야하지만, 그 수가 짝수 인 경우 도체가 불량한 것으로 오랫동안 알려져왔다. 그러나이 수식이 작동하지 않는 경우가 있는데, 한 경우는 "모트 니스"(Nevill Mott 경의 작업을 기반으로하는 속성)입니다. 이 이론에 따르면, 구조에서 전자 사이에 강한 반발이있을 때, 전자가 "국소화"되고, 다시 말하면 마비가되어 자유롭게 움직일 수 없어 전류가 발생하게된다. 상황을 복잡하게 만드는 것은 3 차원 구조의 서로 다른 층에있는 전자가 상호 작용하여 짝수의 전자와 이중층 구조를 만들기 위해 쌍을 이룰 수있는 상황도 있다는 것입니다. 이러한 전자의 "페어링"은 절연체에 대한 교과서의 이해를 회복시켜 설명으로서 "모트 니스 (Mottness)"를 불필요하게 만드는 것으로 제안되었다. Nature Communications에 발표 된 현재의 연구에서, 연구팀은 각 반복 구조에 13 개의 전자가있는 물질 인 탄탈 이황화물을 살펴보기로 결정했다. 그러나이 속성이 "Mottness"에 의해 발생하는지 또는 페어링 구조에 의해 발생하는지에 대해서는 논란의 여지가 있습니다. 연구를 수행하기 위해 연구진은 탄탈 이황화 결정을 만든 다음 진공에서 결정을 쪼개서 매우 깨끗한 표면을 밝혀낸 다음, 작은 터널을 포함하는 스캐닝 터널링 현미경 법으로 절대 영점에 가까운 온도에서 검사했습니다. 양자 터널링 효과를 통해 전자가 물질의 위치와 전도 거동을 감지 할 수있는 매우 민감한 금속 팁. 그들의 결과는 실제로 그것들을 효과적으로 쌍으로 배열하는 층들의 적층이 있음을 보여 주었다. 때로는 결정이 층 쌍 사이에서 쪼개지고 때로는 쌍을 통해 부서져 결정이 깨집니다. 그들은 짝을 이루는 층과 짝을 이루지 않은 층 모두에서 분광법을 수행했으며, 짝을 이루지 않은 층조차도 절연되어 Mottness를 유일한 설명으로 남겨 두었습니다. 이 연구의 첫 번째 저자 인 크리스토퍼 버틀러 (Christopher Butler)에 따르면, " 이산화 탄탈륨 의 절연 상태와 위상 전이 의 정확한 성질은 오랫동안 미스터리였으며, 모트 니스가 중요한 선수라는 사실을 알게 된 것은 매우 흥미로웠다 이것은 이론가들이 모트 (Mott) 상태가 양자 스핀 액체로 알려진 흥미로운 물질 단계를위한 무대를 세울 수 있다고 의심하기 때문이다. " 리서치 팀을 이끌고있는 Tetsuo Hanaguri는 "이 물질이 단열 단계에서 전도 단계로 이동하게하는 문제는 오랫동안 물리학 자에게 퍼즐이되어 왔으며, 퍼즐에 새로운 조각을 넣을 수있게되어 매우 만족 스럽다"고 말했다. 미래의 연구는 고온 초전도성과 같은 모트 니스에서 나오는 새로운 흥미롭고 유용한 현상을 찾는 데 도움이 될 것입니다.
더 탐색 과학자들은 Cuprate 초전도체에서 에너지 갭 변조를 봅니다. 더 많은 정보 : CJ Butler et al. 1T-TaS2, Nature Communications (2020) 에서 절연 상태의 동인으로서의 모트 니스 대 단위 셀 배가 . DOI : 10.1038 / s41467-020-16132-9 저널 정보 : Nature Communications RIKEN 제공
https://phys.org/news/2020-05-tantalizing-clues-mysterious-material-conductor.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.
.Image analysis technique provides better understanding of heart cell defects
이미지 분석 기법으로 심장 세포 결함에 대한 이해도 향상
에 의해 물리학의 미국 학회 3 개의 이미지는 미세 패턴 화 된 레인에서 성장할 때 내부 세포 골격 구조가 길어지고 정렬 된 개별 심장 세포 (백색으로 표시됨)를 보여준다. 차선 사이에 브리지를 추가하면 넓은 2D 영역에서 수축이 동기화됩니다. 크레딧 : Brett N. Napiwocki MAY 19, 2020
심장병은 미국과 다른 선진국에서 주요 사망 원인이며, 많은 환자들이 치료 옵션이 제한되어 있습니다. 다행스럽게도 줄기 세포 생물학을 통해 연구자들은 심장 또는 심장 근육을 구성하고 고급 약물 스크린 및 세포 기반 요법에 사용될 수있는 많은 수의 심근 세포를 생산할 수있었습니다. 이들 줄기 세포-생성 심근 세포의 함정 중 하나는 이들이 성인 인간 심근 세포를 나타내지 않지만 추가 개입없이 미성숙 한 상태라는 것이다. 또한, 현재의 이미지 분석 기술은 연구자들이 미성숙 세포의 전형적인 이종, 다 방향, 줄무늬가있는 근섬유를 분석하여 새로운 중재가 세포를 조직하기 위해 동축하는시기를 결정 하는 것을 허용하지 않습니다 . 에서, 응용 물리 학회지 , 연구자들은 고속 푸리에 변환과 결합 구배 방법, 주사 구배 푸리에 변환 또는 SGFT 기술 상당한 정확도 심장 세포의 근원 섬유 구조를 정량화하는 것을 알고리즘 쇼케이스. 근섬유는 근육 세포의 연장 된 수축 단위입니다. 이 논문의 저자 인 웬디 크로네 (Wendy Crone)는“성인의 인간 심장 조직을 보면 모든 것이 완벽하게 정렬되어 있지는 않다. "구조가 더 복잡합니다. 조직을 수량화 할 수 있기를 원했습니다." 세포 돌연변이의 영향에 대한 새로운 연구와 결합 된이 수준의 분석은 근섬유의 생성 및 다양한 심근 병증의 기저에 관한 새로운 통찰력을 생성 할 수 있으며, 이는 심장 근육 이 혈액을 나머지 부분으로 펌핑 하는 것을 어렵게합니다 몸의. Crone은 "심장의 특정 질병에는 근섬유의 혼란이있다"고 말했다. "우리의 기술로, 우리는 장애를 정량화 할 수 있으며, 이는 심장 세포에서 질병의 중증도에 대한 더 나은 이해를 제공합니다." 이 새로운 방법이 탐지하고 정량화 할 수있는 이질적이고 줄무늬가있는 패턴 화는 생물학과 다른 곳에서 셀 수없이 많은 다른 사례에서 발생합니다. 예를 들어, SGFT 기술은 유방 조직 생검에서 콜라겐 조직의 분포 및 배향을 명확하게 검출하는데, 이는 암을 갖는 유방 조직 이보다 조직화 된 콜라겐 구조를 갖기 때문에 중요 하다. 이전 연구에서 알 수 있듯이 유방암 조직에서 콜라겐 섬유의 형태는 종양의 악성 종양에 대한 강력한 예후 지표입니다. SGFT 기술은 또한 줄기 세포로부터 유래 된 초기 단계 뉴런에서 줄무늬 패턴을 정량화하는데 잠재적으로 사용될 수있다. "우리의 코드는 신경 로제트의 조직도 정량화 할 수있다"고 Crone은 말했다.
더 탐색 근육 온 칩은 심장 줄기 세포 요법에 대한 통찰력을 제공합니다 추가 정보 : "저작물 조직 및 정렬을 평가하기위한 SGFT (Scanning Gradient Fourier Transform) 방법", Journal of Applied Physics (2020). aip.scitation.org/doi/10.1063/1.5129347 저널 정보 : 응용 물리학 저널 미국 물리 연구소에서 제공
https://phys.org/news/2020-05-image-analysis-technique-heart-cell.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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