은하와 블랙홀이 함께 자라는 방법
http://blog.naver.com/mssoms
http://jl0620.blogspot.com
http://jk0620.tripod.com
https://twitter.com/ljunggoo
.Scientists unravel challenge in improving fusion performance
과학자들은 융합 성능 향상에 대한 도전을 해결합니다
윌리엄 앤 메리 대학 Zabrina Johal William & Mary 물리학과 조교수 인 Saskia Mordijck는 DIII-D National Fusion Facility에서 융합 반응의 3 가지 요소를 풀었던 다중 기관 연구팀을 이끌었다. 그들의 작업은 실용적이고 안전한 핵융합 에너지로 발전합니다. 크레딧 : Stephen Salpukas MAY 21, 2020
William & Mary 물리학자가 이끄는 DIII-D National Fusion Facility의 팀은 실제 융합 에너지를 향한 핵심 단계를 나타내는 물리 이해에있어 상당한 발전을 이루었습니다. Nuclear Fusion 저널에 실린 논문 은 플라즈마 난류, 플라즈마를 통한 전자의 이동 및 코어의 전자 밀도의 세 변수 사이의 관계를보다 잘 설명하는 데 도움이됩니다 . 이러한 요인들이 융합 반응 의 핵심 요소이기 때문에 , 이러한 이해는 상업적 융합 발전소를 달성하기 위해 필요한 단계 인 융합 플라즈마의 성능 및 효율을 예측하는 능력을 크게 향상시킬 수있다. DIII-D의 다중 기관 연구팀을 이끌었던 윌리엄 앤 메리 (William & Mary)의 Saskia Mordijck는“우리는 플라즈마에서 코어 전자 밀도, 전자 이온 충돌 및 입자 이동 사이에 관계가 있다는 것을 한동안 알고있다. 불행히도, 지금까지 연구는 전자 밀도 패턴에 영향을 미치는 다른 성분들과의 관계를 풀 수 없었습니다.” William & Mary 물리학과 조교수 인 Mordijck 는 DIII-D 의 국제적인 노력 외에도 W & M은 유럽 연합에서 유사한 실험에 기여한 바 있다고 지적했다. General Atomics는 미국 과학부 (Department of Energy) 과학 국의 전국 사용자 시설로 운영되는 DIII-D는 미국에서 가장 큰 자기 융합 연구 시설입니다. 40 개 대학을 포함하여 전 세계 100 개가 넘는 기관의 연구원을 호스트합니다. 시설의 핵심은 강력한 전자석을 사용하여 융합 플라즈마를 제한하기 위해 도넛 모양의 자성 용기 봉쇄를 생성하는 토카막입니다. DIII-D에서, 태양보다 10 배 이상 더 높은 플라즈마 온도가 일상적으로 달성된다. 이러한 매우 높은 온도에서 수소 동위 원소는 서로 융합하여 에너지를 방출 할 수 있습니다. 토카막에서, 융합력은 온도, 플라즈마 밀도 및 제한 시간에 의해 결정된다. Q로 표시되는 융합 이득은 반응을 유지하는데 필요한 입력 전력에 대한 융합 전력의 비율이며, 따라서 장치 효율의 주요 지표이다. Q = 1에서 손익 분기점에 도달했지만 열 손실로 인해 자체 유지 플라즈마는 약 Q = 5까지 도달하지 않습니다. 현재 시스템은 외삽 된 Q = 1.2 값을 달성했습니다. 프랑스에서 건설중인 ITER 실험은 Q = 10을 달성 할 것으로 예상되지만, 상업적인 융합 발전소는 경제적으로 더 높은 Q 값을 달성해야 할 것입니다. 플라즈마 코어의 전자 밀도는 융합 이득의 중요한 요소이기 때문에 과학자들은 더 높은 피크 밀도를 달성하는 방법을 개발하고 있습니다. 약속을 보여주는 이전에 확인 된 접근 방법 중 하나는 플라즈마 물리학 자들이 충돌이라고하는 매개 변수 인 전자 이온 충돌을 줄이는 것입니다. 그러나, 이전의 연구는 밀도 피킹과 충돌 사이의 정확한 관계를 확립 할 수 없었으며, 플라즈마의 다른 특성으로부터 그 효과를 분리 할 수 없었습니다. DIII-D 팀은 플라즈마 충돌 만 변하면서 다른 매개 변수는 일정하게 유지하는 일련의 실험을 수행했습니다. 결과는 낮은 충돌 성이 플라즈마를 통한 입자 이동에 대한 내부 장벽의 형성을 통해 전자 밀도 피크를 개선시키고 , 이는 결국 플라즈마 난류를 변경 시킨다는 것을 입증 하였다 . 이전 연구는 그 효과가 중성 빔 주입에 의한 플라즈마 가열에 의한 것일 수 있다고 제안했지만, 실험은 그것이 입자 운반 및 난류와 관련이 있음을 보여줍니다. DIII-D의 David Hill 이사는“이 연구는 플라즈마 코어에서의 전자 거동에 대한 이해를 실질적으로 향상시킨다. "이것은 미래의 상용 원자로에서 실제 융합 에너지를 향한 또 다른 중요한 단계입니다."
더 탐색 동위 원소 운동은 융합 반응의 힘에 핵심 추가 정보 : S. Mordijck et al. DIII-D H- 모드 플라즈마, 핵융합 (2020) 에서의 충돌 주도 난류 입자 수송 변화 . DOI : 10.1088 / 1741-4326 / ab81aa 윌리엄 앤 메리 컬리지 제공
https://phys.org/news/2020-05-scientists-unravel-fusion.html
.Scientists solve half-century-old magnesium dimer mystery
과학자들은 반세기 된 마그네슘 이량 체 미스터리를 해결
작성자 : Val Osowski, Michigan State University 이 그래프는 검정으로 표시된 Mg2의 실험 LIF 스펙트럼을 기준으로 빨간색 점선으로 팀의 매우 정확한 ab 계산을 보여줍니다. 크레딧 : Piecuch Lab MAY 22, 2020
마그네슘 이량 체 (Mg 2 )는 양자 역학의 법칙에 의해 함께 약하게 상호 작용하는 두 개의 원자로 구성된 깨지기 쉬운 분자입니다. 최근 화학과 초저온 물리학의 교차점에서 근본적인 현상을 이해하기위한 잠재적 인 탐사선으로 등장했지만, 반세기 전 수수께끼에 의해 사용이 방해 받았다. 마그네슘 원자는 상호 작용하지만 50 년 동안 탐지를 회피했습니다. 가장 낮은 14 Mg 2 진동 상태는 1970 년대에 발견되었지만 초기 실험과 최근 실험 모두 총 19 개의 상태를 관찰해야합니다. 퀀텀 콜드 케이스와 마찬가지로 마지막 5 개를 찾기위한 실험 노력도 실패했으며 Mg 2 는 거의 잊혀졌습니다. 지금까지. Piotr Piecuch, 미시간 주립 대학 (University University) 화학과 교수 및 MSU 재단 교수, 자연 과학 대학 화학과 대학원생 Stephen H. Yuwono 및 Ilias Magoulas 는 처음 으로 양자 도약 뿐만 아니라 새로운 계산 기반 증거를 개발 했습니다. 양자 화학을 원칙으로하지만 마침내 50 세의 Mg 2 미스터리를 해결했습니다 . 그들의 발견은 최근 Science Advances 저널에 실렸다 . "마그네슘 이량 체에 대한 우리의 철저한 조사는 명백한 19 가지 진동 수준의 존재를 확인시켜 준다"고 연구팀은 20 년 이상 양자 화학 및 물리 분야에서 활동해온 Piecuch는 말했다. "지상 및 여기 상태 전위 에너지 곡선을 정확하게 계산하여 이들과 진동 상태 사이의 전이 쌍극자 모멘트 기능을 통해 최신 레이저 유도 형광 (LIF) 스펙트럼을 재현했을뿐만 아니라 미래에 대한 지침도 제공했습니다. 이전에 해결되지 않은 수준의 실험적 탐지. " 그렇다면 왜 Piecuch와 그의 팀은 다른 사람들이 오랫동안 실패한 곳에서 성공할 수 있었습니까? Yuwono와 Magoulas의 지속성은 확실히 Mg 2 사례 에 대한 관심을 되찾았 지만, 그 해답은 현대 전자 구조 방법론의 예측력에 대한 팀의 훌륭한 시연에 달려 있는데, 이는 실험이 헤아릴 수없는 어려움을 겪었을 때 구출되었다. Piecuch는“한 분자에서 발생하는 충돌 선의 존재와 배경 소음이 실험적으로 관찰 된 LIF 스펙트럼을 뒤섞었다”고 설명했다. 설상가상으로, 분자가 회전을 시작할 때 수십 년 동안 과학자들을 당황하게 만든 Mg 2 의 까다로운 고진동 상태는 얇은 공기로 사라진다.
여기서 Mg 2 의 누락 된 고진동 상태는 계산적으로 도출 된 적색 선으로 명확하게 볼 수 있습니다. 실험 결과 MSU 팀이 마침내 해결 한 수십 년 된 수수께끼로 이러한 진동을 감지 할 수 없었습니다. 크레딧 : Piecuch Lab
Piecuch와 그의 팀은 값 비싼 실험을 수행하는 대신 실험을 시뮬레이트하는 효율적인 계산 전략을 개발했으며 이전보다 더 나은 결과를 얻었습니다. Mg 2 의 양자화 된 진동 상태와 같이, 사이의 근사치는 허용되지 않았다. 그들은 분자 운동을 묘사하는 양자 물리학의 원리 인 전자 및 핵 슈뢰딩거 방정식을 거의 완벽한 정확도로 풀었습니다. Piecuch는“우리 분야에서 계산의 대부분은 연구에서 도달해야 할 높은 정확도 수준을 요구하지 않으며 종종 덜 비싼 계산 모델에 의존하지만 우리는 이것이 작동하지 않을 것이라는 강력한 증거를 제공했습니다. 양자 물리학 적 방정식을 풀 때 아주 작은 세부 사항까지 무시한 결과를 이해해야한다고 생각했다. 그들의 계산은 실험적으로 도출 된 Mg 2 의 진동 및 회전 운동 과 관찰 된 LIF 스펙트럼을 1 cm -1 정도의 정확도로 정확하게 재현했습니다 . 이것은 연구자들에게 까다로운 고진동 상태의 존재를 포함한 마그네슘 이량 체에 대한 그들의 예측이 확실하다는 확신을 주었다. Yuwono와 Magoulas는 획기적인 프로젝트에 대해 분명히 흥분했지만 팀의 성공 여부에 대해서는 초기 의심이 있음을 강조했습니다. Magoulas는“처음에는 마그네슘 이량 체의 전자 수와 최첨단 계산에 필요한 극도의 정확성을 고려할 때이 조사를 시작할 수 있을지 확신 할 수 없었다”고 말했다. Piecuch의 연구 그룹에서 4 년 이상 근무했으며 MSU에서 상급 양자 화학 과정을 가르치고 있습니다. MSU에서 물리 화학 과정을 가르치고 Piecuch 's에서 근무한 Yuwono는 "프로젝트에서 처리해야하는 계산 자원과 처리해야하는 데이터의 양이 엄청나게 많았습니다. 이전의 모든 계산이 결합 된 것보다 훨씬 큽니다."라고 덧붙였습니다. 2017 년부터 연구 그룹. 고 거짓말의 경우 진동 상태 의 Mg 2 반 세기 과학자를 회피 마지막으로 폐쇄되어 있지만, 그것을 금이 계산의 세부 사항은 과학 웹 사이트를 전진에 완전 개방 액세스 할 수 있습니다. Yuwono, Magoulas 및 Piecuch는 그들의 계산이 새로운 실험 연구에 영감을주기를 희망합니다. "정량 역학은 분자 및 기타 미세한 현상의 세부적인 내용을 설명 할 수있는 가능성이있는 아름다운 수학적 이론"이라고 Piecuch는 말했다. "우리는 제 1 원자 양자 역학에 기초한 현대 계산 방법론의 예측력이 더 이상 작은 전자 종으로 제한되지 않음을 증명하기위한 기회로 Mg 2 미스터리를 사용했다 ."
더 탐색 양자 계산은 오래된 수수께끼를 해결 : 마그네슘 이합체의 진동 상태 찾기 추가 정보 : Stephen H. Yuwono et al., Quantum 계산은 반세기 전 수수께끼를 해결합니다. 마그네슘 이합체의 찾기 어려운 진동 상태, Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.aay4058 저널 정보 : 과학 발전 에 의해 제공 미시간 주립 대학
https://phys.org/news/2020-05-scientists-half-century-old-magnesium-dimer-mystery.html
.New mobile health tool measures hemoglobin without drawing blood
혈액을 채취하지 않고 헤모글로빈을 측정하는 새로운 모바일 건강 도구
에 의한 광학 협회 연구원들은 사람의 눈꺼풀의 스마트 폰 이미지를 사용하여 혈액 헤모글로빈 수치를 측정하는 방법을 개발했습니다. 측정을 위해 환자는 내부 눈꺼풀을 아래로 내려 작은 혈관을 노출시킵니다. 그런 다음 의료 전문가 또는 훈련받은 사람이 연구원이 개발 한 스마트 폰 앱을 사용하여 사진을 찍은 다음 자동으로 분석하여 헤모글로빈 수치를 결정합니다. 학력 : 퍼듀 대학교 MAY 21, 2020
연구원들은 사람의 눈꺼풀의 스마트 폰 이미지를 사용하여 혈액 헤모글로빈 수치를 평가하는 방법을 개발했습니다. 혈액 채취없이 가장 일반적인 임상 실험실 검사 중 하나를 수행하는 능력은 직접 진료소 방문의 필요성을 줄이고 중요한 상태에있는 환자를보다 쉽게 모니터링하며 중 저소득층의 진료를 개선하는 데 도움이 될 수 있습니다 시험소에 대한 접근이 제한적인 국가. "우리의 새로운 모바일 건강 접근 방식은 빈혈, 급성 신장 손상 및 출혈을 감지하거나 겸상 적혈구 빈혈 과 같은 혈액 장애를 평가하기위한 혈액 헤모글로빈 수치 의 병상 또는 원격 테스트를위한 길을 열어줍니다 ." 퍼듀 대학교 (Purdue University)의 연구 팀장 김 영은 말했다. "COVID-19 전염병은 모바일 건강 및 원격 의료 서비스의 확대 필요성에 대한 인식을 크게 높였습니다." 미국 밴더빌트 의과 대학과 케냐의 모이 대학교 의과 대학 인디애나 폴리스 대학교의 김 교수와 동료들은 옵티 카 의 새로운 접근법을보고했다 . 연구원들은 소프트웨어를 사용하여 스마트 폰의 내장 카메라를 하드웨어 수정이나 액세서리없이 헤모글로빈 수준 (혈액의 산소 운반 용량 측정)을 안정적으로 측정하는 초 분광 이미 저로 변환했습니다. Moi University Teaching and Referral Hospital에서 자원 봉사자들을 대상으로 한 파일럿 임상 시험에서 스마트 폰 기술에 대한 예측 오류가 임상 실험실 혈액으로 측정 한 것의 5-10 % 이내 인 것으로 나타났습니다. Kim의 연구실은 저소득 및 중산층 국가 의 자원이 제한된 환경에서 처음 설계되고 테스트 된 의료 기술 개발에 중점을두고 있습니다. 이러한 혁신은 미국과 같은 선진국의 중요한 건강 문제에 적용됩니다. "이 새로운 기술은 빈혈을 검출하는데 매우 유용 할 수 있으며, 이는 빈혈 수준을 특징으로하며 혈액 헤모글로빈 수치가 낮습니다." "이것은 개발 도상국의 주요 공중 보건 문제이지만 암과 암 치료로 인해 발생할 수도 있습니다." 스마트 폰의 스펙트럼 정보 분광 분석은 혈액 헤모글로빈 함량이 가시 파장 범위에서 뚜렷한 광 흡수 스펙트럼 또는 지문을 갖기 때문에 혈액 헤모글로빈 함량을 측정하는 데 일반적으로 사용됩니다. 그러나 이러한 유형의 분석에는 일반적으로 부피가 크고 비용이 많이 드는 광학 구성 요소가 필요합니다. 연구원들은 스펙트럼 초 해상도 분광법 (spectral super- resolution spectroscopy)으로 알려진 접근법을 사용하여이 분석의 모바일 건강 버전을 만들었습니다. 이 기술은 소프트웨어를 사용하여 스마트 폰 카메라와 같은 저해상도 시스템으로 획득 한 사진을 고해상도 디지털 스펙트럼 신호로 가상으로 변환합니다. 연구원들은 미세 혈관이 눈에 잘 띄기 때문에 내부 눈꺼풀을 감지 장소로 선택했습니다. 접근하기 쉽고 상대적으로 균일 한 발적이 있습니다. 내부 눈꺼풀은 또한 피부색의 영향을받지 않으므로 개인 교정이 필요하지 않습니다. 새로운 기술을 사용하여 혈액 헤모글로빈 측정을 수행하기 위해 환자는 내부 눈꺼풀을 아래로 내려 작은 혈관을 노출시킵니다. 의료 전문가 나 훈련받은 사람 은 연구원이 개발 한 스마트 폰 앱 을 사용 하여 눈꺼풀 사진을 찍습니다. 스펙트럼 초 고해상도 알고리즘이 적용되어 카메라 이미지에서 자세한 스펙트럼 정보를 추출한 다음 고유 한 스펙트럼 기능을 감지하여 혈액 헤모글로빈 함량을 정량화하는 다른 계산 알고리즘이 적용됩니다. 모바일 앱에는 스마트 폰 이미지 품질을 안정화하고 스마트 폰 손전등을 동기화하여 일관된 이미지를 얻도록 설계된 여러 기능이 포함되어 있습니다. 또한 사용자가 스마트 폰 카메라와 환자의 눈꺼풀 사이의 거리를 일정하게 유지하기 위해 화면에 눈꺼풀 모양의 지침을 제공합니다 . 스펙트럼 정보는 현재 별도의 컴퓨터에서 알고리즘을 사용하여 추출되지만, 연구원들은 알고리즘이 모바일 앱에 통합 될 수있을 것으로 기대합니다. 임상 테스트 연구원들은 Moi University Teaching and Referral Hospital에서 재래식 혈액 검사를 위해 추천 된 153 명의 지원자들과 함께 새로운 기술을 테스트했습니다. 그들은 무작위로 선택된 138 명의 환자 그룹의 데이터를 사용하여 알고리즘을 훈련 한 다음 나머지 15 명의 지원자와 모바일 건강 앱을 테스트했습니다. 결과는 모바일 건강 테스트가 광범위한 혈액 헤모글로빈 수치에 대한 전통적인 혈액 검사와 비슷한 측정을 제공 할 수 있음을 보여주었습니다. 별도의 임상 연구에서, 모바일 앱 은 Indiana University Simon Cancer Center의 종양 환자를 평가하는 데 사용됩니다. 연구자들은 또한 르완다 대학과 협력하여 추가 연구를 수행하고 있으며 인도의 Shrimad Rajchandra Hospital과 협력하여 모바일 건강 도구를 사용하여 환자의 영양 상태, 빈혈 및 겸상 세포 질환을 평가할 계획입니다. "우리의 연구 결과에 따르면 데이터 중심 및 데이터 중심의 라이트 기반 연구는 하드웨어 복잡성을 최소화하고 모바일 상태를 촉진하는 새로운 방법을 제공 할 수 있습니다 "라고 Kim은 말합니다. "현재 스마트 폰에서 사용 가능한 내장 센서를 데이터 중심 접근 방식과 결합하면이 분야의 혁신과 연구 번역의 템포가 빨라질 수 있습니다."
더 탐색 출혈이 필요 없음 : 스마트 폰을 통한 빈혈 감지 추가 정보 : Sang Mok Park et al., 스펙트럼 초 해상도를 갖는 혈액 헤모글로빈의 mHealth 분광학, Optica (2020). DOI : 10.1364 / OPTICA.390409 저널 정보 : Optica 에서 제공하는 광학 협회
https://phys.org/news/2020-05-mobile-health-tool-hemoglobin-blood.html
.Researchers demonstrate transport of mechanical energy, even through damaged pathways
연구원들은 손상된 경로를 통해서도 기계 에너지의 운반을 보여줍니다
작성자 : Michelle Huls Rice, Urbana-Champaign 일리노이 대학 학점 : 일리노이 대학 Grainger 공과 대학 MAY 22, 2020
오늘날 대부분의 기술은 빛, 라디오 또는 기계적 파의 형태로 에너지를 운반하는 장치에 의존합니다. 그러나 이러한 웨이브 가이 딩 채널은 제조 또는 가혹한 환경에 배치 된 후 장애 및 손상에 취약합니다. Urbana-Champaign의 Grainger 공과 대학의 일리노이 대학교 (University of Illinois)의 연구원 들은 결함이있는 도파관을 통해, 심지어 장애가 일시적인 현상이라 할지라도, 에너지 를 운반 하는 새로운 방법을 실험적으로 입증했습니다 . 이 작업은 손상에도 불구하고 계속 작동하는 훨씬 더 강력한 장치로 이어질 수 있습니다. 기계 공학 및 엔지니어링 부교수 Gaurav Bahl과 물리 교수 인 Taylor Hughes는 그들의 연구 결과를 Nature Communications 에 발표했습니다 . 이 중요한 작업은 박사 후 연구원 인바 그린버그 (Inbar Grinberg)와 기계 과학 및 공학 분야에서 주도했습니다. 그들의 기사 "자기-기계적 토폴로지 절연체에서의 견고한 시간적 펌핑"은 주기적으로 제때 구동 될 때 온 디맨드의 강력한 기계적 에너지 수송을 생성하는 시스템 인 토폴로지 펌프의 데모를 상세하게 설명합니다. 연구원은 스프링, 질량 및 자석으로 구성된 1 차원 자기 기계 인공 재료를 사용하여 토폴로지 펌프를 제작했습니다. 펌프에 대한 영감은 1983 년 노벨상을 수상한 물리학 자 David Thouless의 연구에서 나 왔으며, 여기에서 원자와 같은주기적인 전위를 통해 전자와 같은 단일 입자의 양자화 된 수송을 달성하기위한 계획을 제안했습니다. 기본 원리는 시간의 함수로 체인 구조를 점진적이고 주기적으로 변조하는 것입니다. 펌핑 사이클의 각 기간이 완료되면 단일 입자가 한쪽 끝의 체인에 들어가야하며 동시에 단일 입자가 체인의 다른 쪽 끝을 빠져 나가야합니다. 이것은 원자 사슬이 어느 정도의 양의 장애를 가지고 있더라도 안정적으로 발생합니다. 이러한 유형의 시스템은 기술적 인 설명 이 고대 이집트에서 거슬러 올라가는 역사적 참조를 가진 수동식 수도 펌프 인 아르키메데스 나사의 비전을 불러 일으키기 때문에 펌프라고 불립니다 . Grainger 연구원들은 Thouless의 아이디어를 기계식 토폴로지 펌프에 구현했습니다. 눈에 띄는 차이점은 펌프가 펌핑주기의 한주기에서 전체 체인을 통해 입자 나 물이 아닌 기계적 에너지를 운반한다는 것입니다. 또한 체인에 공간 또는 시간에 상당한 양의 장애가 있더라도 펌프가 성공적으로 작동합니다. 워터 스크류 펌프와 유사하게 연구원들은 회전식 크랭크 샤프트로 시연을 강화했습니다. Bahl은“궁극적으로 우리는이 데모를 확장하여 빛, 소리 및 전기를위한 유사한 탄성 도파관을 만들려고한다”고 설명했다. "꿈은 1 차원 채널의 한쪽 끝에 신호를 넣고 사용자가 원할 때마다 강력한 방식으로 다른 쪽 끝으로의 전송을 보장하는 것입니다. 토폴로지 펌프는이를 수행하는 좋은 방법이라고 생각합니다 " 광섬유 및 구리선은 모든 통신 기술의 중추를 형성합니다. 현재, 이러한 통신 채널들 (예를 들어, 완전한 단절 이외의 것)을 따라 약간의 손상은 신호 강도를 감소시키고 바람직하지 않은 반사를 생성하여, 이들 채널이 운반 할 수있는 데이터 량에 악영향을 줄 수있다. 연구팀은 토폴로지 펌핑이 이러한 시나리오에서 훌륭한 솔루션이 될 수 있다고 생각합니다.
더 탐색 과학자들은 광학 초 격자에서 양자 홀 효과의 동적 버전을 인식 추가 정보 : Inbar Hotzen Grinberg et al., 자기-기계적 토폴로지 절연체, Nature Communications (2020) 에서의 견고한 시간 펌핑 . DOI : 10.1038 / s41467-020-14804-0 저널 정보 : Nature Communications Urbana-Champaign 일리노이 대학에서 제공
https://phys.org/news/2020-05-mechanical-energy-pathways.html
.Research team reports an important step to making optical simulators real-world devices
연구팀은 광학 시뮬레이터를 실제 장치로 만드는 중요한 단계를보고합니다
에 의한 과학 기술의 Skolkovo 연구소 크레딧 : Skolkovo Institute of Science and Technology MAY 22, 2020
영국 사우스 햄튼 대학 (University of Southampton)의 동료들과 공동으로 한 Skoltech 과학자 그룹은 광학 격자에서 polariton condensate 사이의 커플 링을 제어하기위한 완전한 광학 접근법을 개발했습니다. 이 연구는 응축 물질 위상을 시뮬레이션하기위한 플랫폼으로서 광학 편광 응축 물 격자를 실제 적용하기위한 중요한 단계입니다. 연구 결과는 Physical Review Letters 저널에 게재되었으며 , 논문은 표지에 실 렸습니다. 3 년 동안 Skoltech Center for Photonics and Quantum Materials의 Hybrid Photonics 연구소와 Pavlos Lagoudakis 교수의지도하에 일하는 젊은 연구팀은 엑시톤 분야에서 최첨단 기술을 추진해 왔습니다. 극성. 최근 코 히어 런트하게 결합 된 극성 응축수에 대한 시연은 새로운 시뮬레이터 플랫폼으로 제안되었다 [1,2]. 이 기술은 정교한 레이저 여기 패턴을 사용하여 현재 최대 1,000 개의 응축수가 가능한 고도로 확장 가능한 방식으로 고 복합성 극성 그래프를 생성합니다. 어떤 기술 플랫폼을 사용하든, 노드가 극성 응축수, 콜드 트랩 원자 또는 초전도 큐 비트인지에 관계없이, 가장 가까운 인접 노드와 다음 인접 노드 사이의 커플 링을 조정하는 기능은 응축 된 물질 단계를 시뮬레이션하는 필수 단계입니다. 편광 축합 물들 사이의 커플 링은 레이저 여기 기하 및 폴라 리톤 파동 벡터에 의해 미리 정의되었으므로, 고정 된 격자 형상의 노드들 사이의 커플 링을 제어하는 것은 애매하게 남아 있었다. 이러한 기술적 과제를 해결하기 위해 연구진은 또 다른 약한 레이저 패턴을 사용하여 광학적으로 각인 된 잠재적 장벽으로 작용할 수있는 불일치 한 엑시톤 저장소를 만들 것을 제안했습니다. 실험에서, 노드 사이에 가변 높이의 이러한 장벽을 도입하면 전송 된 응축수 신호 의 위상이 정확하고 제어 된 방식으로 변경되어 궁극적으로 복잡한 커플 링의 부호가 변경되는 것으로 나타났습니다. 이 연구에서 Skoltech 연구원들은 4 × 4 응축수까지의 극성 클러스터에서 강자성, 반 강자성 및 짝 지어진 강자성 위상을 보여주었습니다. Skoltech의 연구원이자 첫 번째 저자 인 Sergey Alyatkin 박사는 다음과 같이 말합니다. "이러한 결과는 우리 팀의 노력과 협조 덕분에 달성되었으며,이를 통해 독특한 실험 설정을 만들고이를 사용하여 이러한 흥미로운 결과를 얻을 수있었습니다. Southampton의 동료들과 함께, 우리는 여기 공간 프로파일을 매우 정확하게 제어하는 방법을 개발하여 거의 모든 임의의 기하 구조에서 polariton condensates의 광학 격자를 각인 할 수있게했으며, 격자 노드의 상대 위상으로, 각각의 해당 노드에 대해 고전적인 스핀 (+1 ~ -1)을 투사 할 수 있습니다. " 하이브리드 포토닉스 연구소 (Hybrid Photonics Labs)의 공동 연구원이자 공동 저자 인 Alexis Askitopoulos는 다음과 같이 덧붙였다. "우리의 결과는 우리가 극좌표 격자에서 가장 가까운 이웃과 다음으로 가장 가까운 이웃 상호 작용을 조정할 수 있음을 보여줍니다. 효과적으로 이것은 비 대각선의 일부를 제어 할 수있게합니다. 우리 시스템의 Hamiltonian 요소를 통해 플랫폼으로 시뮬레이션 할 수있는 구성의 수를 크게 늘리고 기계 학습 프로세스 및 알고리즘을 구현할 수있는 가능성을 열었습니다. " Skoltech과 Southampton University 간의 끊임없는 사람, 샘플 및 아이디어의 결과로,이 영향력이 큰 기사는 학계에서의 국제 협력의 중요성을 상기시키는 역할도합니다. 현재의 자기 격리 시대에 러시아와 영국 그룹은 주간 온라인 세미나를 통해 긴밀한 연락을 유지하며, 현재 진행 상황을 논의하고 연구를 더욱 발전시킬 뉴스 방법을 제안합니다. 저자들은 연구 결과가 편광 분야에서 일하는 전문가들뿐만 아니라 더 넓은 세계의 광자 및 광학 컴퓨팅 커뮤니티에도 큰 관심을 가질 것이라고 확신합니다. 완전 광학 구현의 용이성, 확장 성 및 조정 성과 함께 노드 간 상대 위상 제어의 극도의 정밀도는 언젠가는 가능할 수있는 고성능 폴라 톤 시뮬레이터 의 개발에서이 개발을 결정적인 단계로 만드는 것으로 여겨집니다. 광학 컴퓨팅의 모든 기능을 활용하십시오.
더 탐색 과학자들은 유기 물질에서 액체 빛 상호 작용의 신비를 깨뜨립니다. 추가 정보 : Sanjib Ghosh et al. 여기 자극성 응축 물을 이용한 양자 컴퓨팅, npj Quantum Information (2020). DOI : 10.1038 / s41534-020-0244-x 저널 정보 : 실제 검토 서한 에서 제공하는 과학 기술의 Skolkovo 연구소
https://phys.org/news/2020-05-team-important-optical-simulators-real-world.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.
.Discovery about the edge of fusion plasma could help realize fusion power
융합 플라즈마의 가장자리에 대한 발견은 융합 전력을 실현하는 데 도움이 될 수
프린스턴 플라즈마 물리학 연구소 John Greenwald PPPL 물리학자인 암 마르 하킴 (Ammar Hakim)은 왼쪽과 대학원생 인 노아 만델 (Noah Mandell)의 논문에서 자장 선의 변동을 설명 할 수있는 핵융합 장치의 가장자리 근처의 운동 플라즈마 난류에 대한 최초의 컴퓨터 시뮬레이션을 보여줍니다. 신용 : Elle Starkman / PPPL 통신국 및 Krell Institute; Elle Starkman의 합성물.MAY 22, 2020
지구상에서 안전하고 깨끗하며 풍부한 융합 에너지를 생산하기위한 주요 장애물은 핵융합 반응에 연료를 공급하는 뜨겁고 충전 된 플라즈마 가스가 "tokamaks"라는 핵융합 시설 가장자리에서 어떻게 작동하는지에 대한 자세한 이해가 부족하다는 것입니다. 최근 미국 에너지 부 (DOE) 프린스턴 플라즈마 물리학 연구소 (PPPL)의 연구원들이 획기적인 발전을 통해 도넛 모양의 토카막에서 매우 복잡한 플라즈마 에지의 동작에 대한 이해를 향상시켜 태양과 태양에 동력을 공급하는 융합 에너지를 포착했습니다. 별. 이 엣지 영역을 이해하는 것은 융합 에너지의 실용성을 입증하기 위해 프랑스에서 건설중인 국제 핵융합 실험 인 ITER를 운영하는 데 특히 중요합니다. 최초의 발견 최초의 발견 중 하나는 융합 반응에 연료를 공급하는 플라즈마를 한정하는 자기장 의 난류 변동 을 설명 함으로써 플라즈마 에지 근처의 난류 입자 플럭스를 현저하게 감소시킬 수 있다는 발
견이다. 컴퓨터 시뮬레이션 결과 난류 입자 밀도 변동의 평균 크기가 60 % 증가한다는 사실에도 불구하고 순 입자 유량이 최대 30 %까지 감소 할 수 있음을 보여줍니다. 이는 난류 밀도 변동이 더 치명적 임에도 불구하고 장치에서 입자를 덜 효과적으로 이동시킵니다. 연구원들은 로버트 루이스 스티븐슨 (Robert Louis Steven Stevenson)의 "지킬 박사와 하이드 박사의 이상한 사례"에서 "지킬 (Jekyll)"과 같은 특수 코드를 개발하여 이러한 시뮬레이션을 실현할 수있게했습니다. "동역학 (gyrokinetics)"이라 불리는 모델링 형태의 수학적 코드 는 융합 플라즈마 의 가장자리에서 자기장 라인 주위의 플라즈마 입자의 궤도를 시뮬레이션합니다 . PPPL의 물리학자인 Ammar Hakim은 플라즈마 논문 물리학 책임자 인 Ammar Hakim은“최근의 논문은 자이로 키네틱 시뮬레이션 분야에서 Gkeyll 그룹의 노력을 요약 한 것”이라고 말했다. 지난 가을 물리 학회 플라즈마 물리 학부 (APS-DPP) 회의. 6 개 기관의 과학자들이 공동으로 작성한이 연구는 최신 알고리즘을 자이로 키네틱 시스템에 적용하여 "정확한 시뮬레이션을 제공하는 데 필요한 주요 수치 혁신"을 개발할 수 있다고 Hakim은 말했다. 전세계 노력 이러한 획기적인 발전은 지구에서 핵융합 반응을 일으키는 과학을 이해하려는 전 세계적인 노력의 일환입니다. 핵융합 반응은 플라즈마의 형태로 자유 요소와 가시적 우주의 99 %를 구성하는 원자핵으로 구성된 고온의 충전 된 물질 상태의 빛 요소를 결합하여 거의 무한한 전력 공급을 제공 할 수있는 대량의 에너지를 생성합니다 인류를위한 전기를 생산합니다.
https://youtu.be/B0d4dEs1xvo
플라즈마 물리학의 프린스턴 대학 프로그램의 대학원생 인 노아 만델 (Noah Mandell)은 토카막 플라즈마의 가장자리에있는 플라즈마 긁힘 방지 층 (SOL)에서 자기 변동을 처리 할 수있는 최초의 자이로 키네틱 코드를 개발하기위한 팀의 작업을 바탕으로 개발되었습니다. . 영국 플라즈마 물리학 저널은 그의 논문을 주요 기사로 발표하고 강조했다. Mandell은 얼룩 모양의 플라즈마 난류가 자기장 라인을 어떻게 구부려서 "댄싱 필드 라인"의 역학을 이끌어 내는지 탐구합니다 . 그는 필드 라인이 일반적으로 매끄럽게 움직이는 것을 발견하지만 춤을 추면 갑자기 재 연결 이벤트로 재구성되어 수렴되고 격렬하게 분리됩니다. Mandell의 연구 결과는 자기 변동과 관련하여 "개념 증명"으로 가장 잘 설명된다고 그는 말했다. "우리는 실험과의 세부적인 비교를 위해 더 많은 물리적 효과가 코드에 추가되어야한다는 것을 알고 있지만, 이미 시뮬레이션은 플라즈마 에지 근처에서 흥미로운 특성을 보이고있다"고 그는 말했다. "자기장 선의 굽힘을 처리하는 기능은 또한 ELM (Edge Localized Mode)의 향후 시뮬레이션에 필수적이며, 이는 토카막 손상을 방지하기 위해 제어해야하는 열 파열을 더 잘 이해하고자합니다. " 매우 도전적인 이 발견이 독창적 인 이유는 이전의 자이로 키네틱 코드가 SOL 블롭을 시뮬레이션했지만 필드 라인이 단단하다고 가정 한 것입니다. 자력선의 움직임을 계산하기 위해 자이로 키네틱 코드를 확장하는 것은 계산 상 매우 어려우며, 두 개의 큰 항이 백만 분의 일 이상의 정확도로 균형을 맞추기 위해서는 특별한 알고리즘이 필요합니다. 또한, 토카막의 코어에서 난류를 모델링하는 코드는 자기 변동을 포함 할 수 있지만, 이러한 코드는 SOL 영역을 시뮬레이션 할 수 없습니다. Mandell은 "SOL에는 훨씬 큰 플라즈마 변동과 반응기 벽과의 상호 작용을 처리 할 수있는 Gkeyll과 같은 특수 코드가 필요하다"고 말했다. Gkeyll 그룹의 향후 단계에는 플라즈마 엣지 의 역학에 영향을 미치는 정확한 물리적 메커니즘 ( 벤딩 필드 라인에 연결된 영향)을 조사하는 것이 포함 됩니다. 하킴은 "이 작품은 매우 중요하다고 생각하는 디딤돌을 제공한다"고 말했다. "우리가 만든 알고리즘이 없으면 이러한 발견은 ITER 및 기타 기계에 적용하기가 매우 어려울 것입니다."
더 탐색 플라즈마에서 갑작스러운 열 붕괴에 대한 새로운 설명은 지구에서 융합 에너지를 생성하는 데 도움이 될 수 있습니다 추가 정보 : NR Mandell et al., 불연속 Galerkin 방법을 사용한 Tokamak 가장자리의 전자기 완전 자이로 네 틱스, Journal of Plasma Physics (2020). DOI : 10.1017 / S0022377820000070 에 의해 제공 프린스턴 플라즈마 물리 연구소
https://phys.org/news/2020-05-discovery-edge-fusion-plasma-power.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
댓글