보이지 않는 것을보십시오 : 편광자 조정은 투명한 물체의 가시성을 증가시킵니다
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.New Antimatter Experiment at Large Hadron Collider Will Help With the Search for Dark Matter
대형 Hadron Collider에서의 새로운 반물질 실험으로 암흑 물질 검색에 도움
주제 :반물질천체 물리학CERN암흑 물질대형 하드론 충돌기입자 물리 으로 CERN 2020 년 6월 6일 지하 ALICE 감지기 antideuteron Credit : CERN 연구에 사용 된 지하 ALICE 감지기의 모습
ALICE의 협력은 지금까지 Large Hadron Collider에서 가장 높은 충돌 에너지로 수집 된 데이터를 기반으로 반 중수소 생산 률에 대한 새로운 결과를 제시했습니다. 해독제는 항 양성자와 항 중성자로 구성됩니다. 우주에 반 중수소가 존재한다는 것은 암흑 물질 후보의 유망한 간접적 서명이기 때문에 새로운 측정이 중요하다. 결과는 암흑 물질 검색에서 한 단계 발전한 것입니다. 최근 천체 물리적이고 우주론적인 결과는 암흑 물질이 우주에서 지배적 인 물질의 형태 인 모든 물질의 약 85 %를 차지한다는 점을 지적하고있다. 암흑 물질의 본질은 여전히 미스터리로 남아 있으며, 그 비밀을 깨 뜨리면 물리학에 새로운 문이 열릴 것입니다. 우주에서 항 중수소를 탐지하는 것은 암흑 물질의 간접적 인 신호일 수 있습니다. 왜냐하면 암흑 물질은 가상 암흑 물질 입자 인 중성자 또는 중성자의 소멸 또는 붕괴 중에 생성 될 수 있기 때문입니다. 국제 우주 정거장의 AMS 감지기를 포함하여 우주에서 항 중수소를 찾는 다양한 실험이 진행되고 있습니다. 그러나 이러한 핵의 탐지로 암흑 물질의 존재를 유추하기 전에 과학자들은 다른 출처에 의한 생산 속도 (즉, 성간 매체의 우주 광선과 핵 사이의 충돌)와 그들의 여행에서 문제가 발생했습니다. 검출 된 항 중독자가 암흑 물질의 존재와 관련이 있다고 주장하기 위해, 생산 및 소멸률을 잘 이해해야한다. ALICE 과학자들은 LHC에서 양성자를 충돌시킴으로써 우주 광선 충돌을 통해 항우울제 생산을 모방하여이 현상과 관련된 생산 속도를 측정 할 수있었습니다. 이러한 측정은 공간에서 항 중독 생산 프로세스를 모델링하기위한 기본 기반을 제공합니다. 탐지 된 항 중수소의 양을 물질 대응 물 (탐지기에서 소멸하지 않는 중수소)의 양과 비교함으로써, 저에너지 항 중수소의 소멸 확률을 처음으로 결정할 수있었습니다. 이러한 측정은 지구 근처에서 미래의 신명기 연구에 기여할 것이며 물리학 자들이 이들이 암흑 물질 입자의 존재의 징후인지 아니면 반대로 알려진 현상의 징후인지를 결정하는 데 도움이 될 것입니다. 앞으로 ALICE에서의 이러한 유형의 연구는 더 큰 핵으로 확장 될 수 있습니다. ALICE 대변인 Luciano Musa는“LHC와 ALICE 실험은 반물질 핵을 연구하는 독특한 시설을 대표한다. "이 연구는 미래의 천체 물리 암흑 물질 검색에 대한 해석을위한 중요한 참조를 계속 제공 할 것입니다."
참고 문헌 : 2020 년 5 월 22 일, 핵 실험 , ALICE Collaboration의“저에너지 antideuteron 비탄성 단면 측정” . arXiv.org : 2005.11122 ALICE 협업에 의해 "s√ = 13 TEV에서 쪽 충돌에서 (안티) DEUTERON 생산"2020 3월 6일, 핵 실험 . arXiv.org : 2003.03184
.Chance of finding young Earth-like planets higher than previously thought
이전에 생각했던 것보다 더 높은 지구와 같은 행성을 찾을 확률
에 의해 셰필드 대학 크레딧 : CC0 Public Domain JUNE 5, 2020
셰필드 대학의 연구에 따르면 초기 형성 단계에서 지구와 같은 행성을 찾을 가능성은 이전에 생각했던 것보다 훨씬 높습니다. 팀은 은하수에서 어린 별 그룹을 연구하여이 그룹이 우주의 다른 별 형성 영역의 이론 및 이전 관측치와 비교하여 전형적인 지 여부를 확인하고,이 그룹의 별 집단이 형성 가능성에 영향을 미치는지 여부를 연구했습니다. 지구와 같은 행성. The Astrophysical Journal에 발표 된 연구 에 따르면이 그룹에서 예상되는 것보다 태양과 같은 별이 더 많으므로 초기 형성 단계에서 지구와 같은 행성을 찾을 가능성이 높아집니다. 초기 형성 단계에서 마그마 해양 행성 (magma ocean planets)이라고 불리는이 지구와 같은 행성은 여전히 바위와 작은 행성과의 충돌로 만들어지고 있으며, 그로 인해 표면이 녹아 암석이됩니다. Richard Parker 박사가 이끄는 팀에는 셰필드 대학교의 학부생들이 포함되어 있으며 자신의 분야에서 발표 된 연구를 주도하는 과정에서 배운 기술을 적용 할 수있는 기회를 제공합니다. 셰필드 대학교 물리학과 천문학과의 리차드 파커 박사는 이렇게 말했다. 차세대 적외선 망원경을 사용하여 빛을 관찰 할 수 있습니다. "우리가이 행성들을 발견 할 수있는 위치는 소위 '젊은 이동 그룹 (young moving groups)'으로, 1 억년이 채되지 않은 어린 별들의 그룹입니다. 별에게는 젊지 만, 일반적으로 수십 개만 포함합니다. 각 별과 이전에 우리가 은하계의 은하의 배경과 혼합되기 때문에 각 그룹에서 모든 별을 발견했는지 여부를 결정하기가 어려웠습니다. "가이아 망원경의 관찰은이 그룹에서 더 많은 별을 찾는 데 도움이되었으며,이 연구를 수행 할 수있었습니다." 이 연구 결과는 별 형성이 보편적인지 여부를 더 잘 이해하는 데 도움이되며 지구와 같이 바위가 많고 거주 가능한 행성이 어떻게 형성 되는지 연구하는 데 중요한 자원이 될 것 입니다. 팀은 이제 컴퓨터 시뮬레이션 을 사용하여이 젊고 움직이는 별 그룹의 기원을 설명하려고합니다. 이 연구팀에는 학부생 Amy Bottrill, Molly Haigh, Madeleine Hole 및 Sheffield 대학 물리학과 및 천문학과 Sarah Theakston이 포함되었습니다. Molly Haigh는 다음과 같이 말했습니다 : "이 프로젝트에 참여하는 것은 우리 대학 경험의 하이라이트 중 하나였으며 전형적인 코스 구조 밖에서 천문학 분야에서 일할 수있는 좋은 기회였습니다. " 별 의 초기 질량 분포 와 이것이 외계 행성 탐지의 미래와 어떻게 관련 될 수 있는지 샘플링함으로써 우리가 배운 컴퓨터 코딩의 실제 응용을 보는 것이 보람이있었습니다 ." 셰필드 대학교 (University of Sheffield)의 물리 및 천문학과는 우주의 기본 법칙을 탐구하고 실제 응용을 통해 선구적인 기술을 개발합니다. 연구원들은 지구를 넘어 먼 은하계를 찾아 내고, 에너지 안보를 포함한 전 세계의 문제를 해결하고, 양자 컴퓨팅 및 2D 재료가 제공하는 기회를 탐색하려고합니다.
더 탐색 천문학 자들은 작은 별 주위에 '빠르고 격렬한'행성을 형성하는 방법을 찾습니다 추가 정보 : 천체 물리학 저널 (2020). DOI : 10.3847 / 1538-4357 / ab8e39 저널 정보 : 천체 물리 저널 에 의해 제공 셰필드 대학
https://phys.org/news/2020-06-chance-young-earth-like-planets-higher.html
.Manipulating metals for adaptive camouflage
적응 형 위장을위한 금속 조작
Thamarasee Jeewandara, Phys.org IR 변조 가능성. (A) 전착 전 및 후의 나노 스코픽 Pt 필름 기반 RSE 장치의 회로도 (왼쪽). (B) 상이한 Pt 두께에 대한 증발 된 Pt 필름의 시트 저항. 삽입 된 사진은 RSE 3 전극 시스템에서 전착 후 (왼쪽) 1nm Pt 필름 및 (오른쪽) 2nm Pt 필름의 사진을 보여 주며, 반사판은 3 전극의 Pt 카운터 전극입니다. 체계. (C) 이종 표면에서 귀금속의 Volmer-Weber 성장. 삽입 된 부분은 4 nm의 Pt 두께를 갖는 BaF2 기판상의 증발 된 Pt 필름의 고도로 확대 된 표면 형태를 보여준다. (D) BaF2 기판 및 Pt 필름의 스펙트럼 굴절률. (E) 평균 IR 투과율 (T %), 평균 IR 반사율 (R %), 평균 Pt- 유도 IR 흡광도 (PA %), 및 Pt 증발 된 BaF2 기판의 평균 기판-유도 IR 흡광도 (SA %)는 3 내지 14 μm의 범위이다. (F) RSE 3 전극 시스템에서 Ag 전착 (15 초) 전후의 3 nm Pt / BaF2 기판의 총 IR 반사 스펙트럼. BaF2 기판 피복 표준 금 (Au) 막의 총 IR 반사 스펙트럼은 3nm Pt / BaF2 기판의 Pt 유도 IR 흡수 부 및 IR 투과부가 IR 반사로 완전히 변환 된 이상적인 경우를 나타낸다. . (G) 상업용 ITO 전극 (왼쪽) 및 3nm Pt 필름 (전면)에 전착 된 Ag 필름의 회로도 및 표면 형태. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 (F) RSE 3 전극 시스템에서 Ag 전착 (15 초) 전후의 3 nm Pt / BaF2 기판의 총 IR 반사 스펙트럼. BaF2 기판 피복 표준 금 (Au) 막의 총 IR 반사 스펙트럼은 3nm Pt / BaF2 기판의 Pt 유도 IR 흡수 부 및 IR 투과부가 IR 반사로 완전히 변환 된 이상적인 경우를 나타낸다. . (G) 상업용 ITO 전극 (왼쪽) 및 3nm Pt 필름 (전면)에 전착 된 Ag 필름의 회로도 및 표면 형태. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 (F) RSE 3 전극 시스템에서 Ag 전착 (15 초) 전후의 3 nm Pt / BaF2 기판의 총 IR 반사 스펙트럼. BaF2 기판 피복 표준 금 (Au) 막의 총 IR 반사 스펙트럼은 3nm Pt / BaF2 기판의 Pt 유도 IR 흡수 부 및 IR 투과부가 IR 반사로 완전히 변환 된 이상적인 경우를 나타낸다. . (G) 상업용 ITO 전극 (왼쪽) 및 3nm Pt 필름 (전면)에 전착 된 Ag 필름의 회로도 및 표면 형태. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 BaF2 기판 피복 표준 금 (Au) 막의 총 IR 반사 스펙트럼은 3nm Pt / BaF2 기판의 Pt 유도 IR 흡수 부 및 IR 투과부가 IR 반사로 완전히 변환 된 이상적인 경우를 나타낸다. . (G) 상업용 ITO 전극 (왼쪽) 및 3nm Pt 필름 (전면)에 전착 된 Ag 필름의 회로도 및 표면 형태. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 BaF2 기판 피복 표준 금 (Au) 막의 총 IR 반사 스펙트럼은 3nm Pt / BaF2 기판의 Pt 유도 IR 흡수 부 및 IR 투과부가 IR 반사로 완전히 변환 된 이상적인 경우를 나타낸다. . (G) 상업용 ITO 전극 (왼쪽) 및 3nm Pt 필름 (전면)에 전착 된 Ag 필름의 회로도 및 표면 형태. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 국립 국방 기술 대학. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 국립 국방 기술 대학. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 JUNE 5, 2020 FEATURE
많은 종들이 자연적으로 보호와 포식을 위해 환경에 시각적으로 적응하는 놀라운 전략을 발전시켜 왔습니다. 연구자들은 적외선 (IR) 스펙트럼에서 적응 위장을 연구했지만,이 방법은 실험실에서 개발하기가 매우 어렵습니다. Science Advances에 게시 된 새로운 보고서에서Li, Mingyang Li 및 중국 국립 국방 기술 연구소 (National University of Defense Technology)의 연구팀은 나노 백금 (Pt)과은 (Ag) 전착 Pt 필름의 광학 및 복사 특성을 연결하는 적응 형 열 위장 장치를 개발했습니다. 금속 기반 장치는 MWIR (mid-wave IR) 및 LWIR (long-wave IR) 대기 전송 윈도우 (ATW)에서 크고 균일하며 일관된 IR 참치를 유지했습니다. 팀은 장치를 다중화하고 확장하여 위장 기능에 대한 유연성을 허용했습니다. 이 기술은 다양한 위장 플랫폼과 많은 열복사 관리 기술에서 유리합니다. 최근 몇 년간 IR 스펙트럼에서 위장 대상 물체의 적외선 (IR) 기능을 제어 하기위한 광범위한 연구 노력 이있었습니다. 이 목표를 달성하기 위해 과학자들은 물체에서 방출되는 복사열을 배경과 일치하도록 정확하게 제어해야합니다. 에 기초 슈테판 - 볼츠만 법칙 , 물체의 복사열은 절대 온도의 4 제곱 표면의 이미 턴스에 비례한다. 물체의 온도 또는 열 방출량을 동적으로 제어하기 위해 과학자들은 미세 유체 네트워크 및 열전 시스템을 제공 합니다.적응 형 열 위장을 유지하기위한 가능한 접근 방법. 금속의 다중 광학 및 복사 특성에서 영감을 얻은 Li et al. 뛰어난 적응 형 열 위장 기능을위한 나노 백금 (Pt) 필름 기반 가역적은 (Ag) 전착 (RSE) 장치에 대해보고되었습니다. 나노 백금 필름은 높은 IR 흡수 및 부분적 IR 투과율을 갖기 때문에, 셋업에서 IR- 흡수 겔 전해질 층을 통해 흡수로 변형 될 수있다. 시스템에 증착 전압을 적용함으로써 나노 백금 막 상에 은의 점진적 전착이 가능해졌으며, IR 흡수 및 투과를 점차 IR 반사로 변환하여 소자로부터의 낮은 방출 상태를 가능하게한다. 나노 스코프 Pt 필름은 용해 될 수 없었기 때문에, 많은 사이클 동안 고 발광 상태와 저 발광 상태 사이를 전환하기 위해 여러 사이클의 Ag 증착 및 용해를 허용 하였다. Li et al. 위장 구조 를 확장하기 위해 다중 형식을 형성하기 위해 다중 구조 코팅, 거칠고 유연한 기판 으로 다양한 장치를 개발했습니다 . 장치의 동적 IR 응답. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494 금속 기반 소자에서 IR의 조절을 탐구하기 위해, 연구팀은 먼저 나노 Pt 필름의 전기적 특성을 연구했다. 연구진은 Pt 두께가 증가함에 따라 IR 투과율이 크게 감소하여 IR 흡수가 박막의 스펙트럼 응답을 지배한다는 것을 나타내는 필름의 스펙트럼 응답을 조사 하였다. 과학자들은 3 전극 가역적은 전착 (RSE) 필름에서 나노 변조 백금 필름의 IR 변조 및 사이클링 안정성의 잠재적 범위를 추가로 조사했다. Ag와 Pt 사이의 에너지 유리한 계면으로 인해, 전착 된 Ag 필름은 3 nm Pt 필름에서 비교적 균일하고 응집성이며 미세한 형태를 나타냈다. 이 기능을 통해 과학자들은 나노 Pt 필름을 짧은 시간 내에 높은 IR 반사 필름으로 변환 할 수있었습니다. 다양한 Pt 두께를 갖는 조립 된 장치의 IR 성능을 평가하기 위해 Li et al. 50에 그들을 부착 0 C 핫 플레이트과 실시간 MWIR (중간 파 IR) 및 LWIR (장파 IR) 이미지를 기록했다. 연구팀은 Pt 표면에 Ag 막을 점진적으로 전착하기 위해 2.2V의 음의 전압을인가했다. 연구원들이 그 후 0.8V의 양의 전압을인가했을 때, 전착 된 Ag 막은 전해질에 완전히 용해 될 수 있고, 장치의 가역성을 나타 내기 위해 초기 상태로 전환 될 수있다. 이 장치는 적응 형 열 위장에 대한 안정성과 가역성을 확인하기 위해 최대 350 개의 가역적 인 사이클 동안 꾸준히 작동 할 수 있습니다.
동적 IR 성능. (A 및 B) 전착 공정 동안 각각 장치 -2 및 장치 -3의 실시간 MWIR 및 LWIR 이미지. (C 및 D) 전착 공정 동안 MWIR 및 LWIR 이미지에서 조립 된 장치의 명백한 온도 곡선 (중앙 영역). (E) 전착 공정 동안 LWIR 이미지에서 조립 된 장치의 중앙 영역과 주변 영역 사이의 명백한 온도 차이 곡선. (F) 장치의 "실시간"총 IR 반사 스펙트럼 -3. (G) MWIR 및 LWIR ATW에서 장치 -3, 장치 -4 및 장치 -5의 최대 방출 조정 범위. (H) 장치 -3의 사이클링 성능 (LWIR 이미지의 중앙 및 주변 영역에서 겉보기 온도 곡선에 의해 모니터링 됨). (I) 소자 -3 (낮은 방출 상태) 및 2.5 내지 25 μm 범위의 비-스펙트럼 선택적 낮은 방출 표면의 총 IR 반사 스펙트럼. 노란색 음영 영역은 330K 흑체의 열 방사를 나타냅니다. 그림에 표시된 백분율 (3, 15, 43.3 및 38.6 %)은 3 ~ 5 μm (MWIR), 5 ~ 7.5 μm, 7.5 ~ 13 μm (LWIR) 및 13 범위의 복사 에너지 비율을 나타냅니다. 각각 25 μm. (J) 열 측정 동안 장치 -3 (낮은 방출 상태) 및 비 선택적으로 낮은 방출 표면의 실제 온도 변화. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 그림에 표시된 6 %)는 각각 3 ~ 5 μm (MWIR), 5 ~ 7.5 μm, 7.5 ~ 13 μm (LWIR) 및 13 ~ 25 μm 범위의 복사 에너지 비율을 나타냅니다. (J) 열 측정 동안 장치 -3 (낮은 방출 상태) 및 비 선택적으로 낮은 방출 표면의 실제 온도 변화. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 그림에 표시된 6 %)는 각각 3 ~ 5 μm (MWIR), 5 ~ 7.5 μm, 7.5 ~ 13 μm (LWIR) 및 13 ~ 25 μm 범위의 복사 에너지 비율을 나타냅니다. (J) 열 측정 동안 장치 -3 (낮은 방출 상태) 및 비 선택적으로 낮은 방출 표면의 실제 온도 변화. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li.
장치를 다중화하고 확대하기 위해 Li et al. 3x3 다중화 IR 전환 가능 어레이와 확대 된 독립 장치를 구성했습니다. 과학자들은 독립 픽셀의 전착 시간을 제어함으로써 어레이에서 LWIR 이미지와 다른 온도로 문자 "N", "U", "D"및 "T"를 생성했습니다. 이 연구는 복잡한 배경 의 적응성 과 적응 시스템의 대 면적 타당성 을 보여 주었다 . 다음으로이 팀은 거칠고 유연한 장치에서 금속 기반 동적 IR 변조 메커니즘의 위장 시나리오를 확장했습니다. 작업하는 동안 연마 된 불화 바륨 (BaF 2) 을 대체했습니다.) 거친 버전의 기판 및 나노 프로필렌 Pt 필름을 증착시키기 위해 폴리 프로필렌 (PP) 필름을 사용 하였다. BAF의 마이크론 크기의 요철로 인해 2 및 PP 필름의 불량한 습윤성, 팀은 물리적으로 연결하고, 도전성 필름을 형성하는 두꺼운 편 필름에 대한 요구 사항을 언급했다. 거친 BaF 2 기반 장치는 설정에서 외부 열 매트릭스를 확산 반사하고 자체 IR 방사를 억제하여 외부 환경의 영향을 효과적으로 줄입니다. 이 연구에서 개발 된 거칠고 유연한 적응 형 변형은 금속 기반 IR 변조 메커니즘의 다중 기판 호환성을 강조하여 장치 의 위장 시나리오를 확장했습니다 .
다중화 및 확대 된 적응 형 장치. (A) 다른 시간 동안 다른 픽셀의 선택적 전착 후 3 x 3 멀티플렉싱 배열의 LWIR 이미지 (왼쪽) 및 (오른쪽). (B) 다른 시간 동안 전착 후 확대 독립 장치 (왼쪽) 및 (오른쪽)의 LWIR 이미지. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494
Li et al. 그런 다음 장치를 구조적 색상 코팅과 결합하여 눈에 잘 띄는 호환성을 향상시켜 낮에 눈에 띄는 감지를 방지합니다. 이를 위해 BaF 2 기판과 나노 Pt 필름 사이에 일련의 가시 파장 규모의 두꺼운 크롬 산화물 (Cr 2 O 3 ) 층을 사용 했습니다. 가시 광선 스펙트럼에서의 박막 간섭 효과로 인해 상이한 두께의 Cr 2 O 3 층 을 증착 할 때 , "장식 된"장치는 다양한 색상을 나타내었다. 과학자들은 설정에서 구조 색상이 상대적으로 어두운 색상에서 더 뚜렷한 색상으로 바뀌는 것을 지적했습니다. Cr 2 O 3레이어는 가시 스펙트럼에서 색상 만 생성하므로 장치의 IR 성능에 거의 영향을 미치지 않습니다. 결과는 간단한 광학 설계를 적응 형 시스템에 통합하여 눈에 잘 띄는 호환성을 제공하여 낮에 장치를 감지하기가 어려울 수 있음을 보여주었습니다.
눈에 보이는 호환성. (A) 가시 파장-스케일 두께의 Cr2O3 층의 개략도는 전착 전 (왼쪽) 및 후 (오른쪽)에 적응 형 장치를 장식했다. (B) Cr2O3의 사진 및 "실시간"가시 반사 스펙트럼은 전착 전후 (15 초)에 적응 형 장치로 장식되었습니다. (C) Cr2O3 코팅 된 BaF2 기판의 총 가시 광선 투과 스펙트럼. (D) 전착 후 (15 초) Cr2O3로 장식 된 적응 장치의“실시간”총 IR 반사 스펙트럼. (E) 장식되지 않은 적응 장치 (장치 -3) 및 Cr2O3 장식 된 적응 장치의 최대 방출 조정 범위. 사진 제공 : 국립 국방 기술 대학의 Mingyang Li. 크레딧 : Science Advances, doi : 10.1126 / sciadv.aba3494
이러한 방식으로 Mingyang Li와 동료들은은을 백금 박막 에 가역적으로 증착시켜 적응 형 위장 장치를 개발 했습니다. 이 장치는 중파 IR 및 장파 IR 대기 전송 창 모두에서 크고 균일하며 일관된 IR 특성을 나타 냈습니다. 과학자들은 나노 Pt 필름 을 패터닝 하거나 복잡한 배경 적응성과 넓은 영역의 유연성을 위해 전도성 그리드를 추가 하여 장치를 쉽게 다중화했습니다 . 이 팀은 일련의 가시 파장 규모 두께 Cr 2 O 3 를 추가하여 가시적 인 호환성을 달성했습니다.층. 이 작업에서 개발 된 장치는 다중 스펙트럼 감지 및 복잡한 환경에 대한 적응성에 따라 열복사 및 위장을 빠르고 정확하게 제어하는 차세대 적응 형 열 위장 플랫폼에 영감을 줄 수 있습니다. 이 장치는 에너지 효율적인 건물 , 온도 조절 복장 및 스마트 우주선 등 열복사 관리 기술에 적용 됩니다. 더 탐색 다공성 전자 및 센서로가는 길 조명 추가 정보 : Mingyang Li et al. 적응 형 열 위장을위한 금속 조작, Science Advances (2020). DOI : 10.1126 / sciadv.aba3494 Chengyi Xu et al. 두족류에서 영감을 얻은 적응 형 적외선 반사 시스템, Science (2018). DOI : 10.1126 / science.aar5191 Rinu Abraham Maniyara et al. 초박형 금속 필름의 조정 가능한 플라즈몬, Nature Photonics (2019). DOI : 10.1038 / s41566-019-0366-x 저널 정보 : 과학 발전 , 과학 , 자연 포토닉스
.Terrestrial Gamma-Ray Flash Electromagnetic Pulses Monitored Above Earth From Space Station
우주 정거장에서 지구 위의 지상파 감마선 플래시 전자기 펄스 모니터링
주제 :천체 물리학국제 우주 정거장NASA인기 있는날씨 으로 NASA , 2020 6월 4일 뇌우 위의 다중 파장 방출 (전체 이미지를 보려면 이미지를 클릭하십시오.) ASIM의 데이터를 기반으로 한 뇌우 이상의 다중 파장 방출에 대한 아티스트의 인상. 번개 (연한 파랑)와 관련된 높은 전기장은 지상 감마선 플래시 (자홍색)를 생성합니다. 그 결과 발생하는 전자기 펄스는 자외선 방출 링 (빨간색과 흰색)을 유발합니다. 크레딧 : Birkeland 우주 과학 센터, Daniel Schmelling / Mount Visual
폭풍 구름에서 번개가 터져 땅에 닿을 수 있습니다. 그러나 이러한 볼트는 전체적인 번개 현상의 일부에 지나지 않습니다. 가장 강력한 활동은 지구 상층 대기에서 지표면 위로 높이 발생합니다. 그곳에서 번개는 지구상에서 가장 높은 에너지로 자연적으로 생성되는 현상 인 짧은 감마선을 만듭니다. 연구원들은 최근 국제 우주 정거장의기구를 사용하여 이러한 고 에너지 지상 감마선 섬광 또는 TGF를 측정했습니다. 이 작업은 우리가 번개라고 부르는 밝은 플래시를 만드는 배후의 메커니즘을 밝히는 데 도움이됩니다.
지상파 감마선 플래시 ASM (Atmosphere-Space Interactions Monitor)에 의해 관찰 된 바와 같이, 지상 감마선 플래시 또는 TGF의 애니메이션 및 엘프가 이어진다. 크레딧 : Birkeland Center for Space Science and Mount Visual
이 계측기는 우주 정거장 외부에있는 지구 관측 시설 인 ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor)의 일부로, 천둥과 뇌우의 영향을 연구하는 데 사용됩니다. ASIM은 TGF와 더불어 TLE (Transient Luminous Events)라고 알려진 다른 유형의 대기권 번개를 기록했습니다. ASIM의 고속 계측기는 최근 Science 지에 발표 된 논문에보고 된 바와 같이 연구원들이 TGF를 생성하는 사건의 순서를 결정하는 데 도움이되었습니다 . 덴마크 기술 대학 (National Space Institute)의 토 스텐 네버 트 (Torsten Neubert) 교수는“ASIM을 통해 대기와 구름이 난로에 끓인 냄비처럼 어떻게 거품이 나는지 볼 수있다. “대류는 습도, 먼지 및 기타 입자를 지구의 대기 균형에 영향을 미치는 상부 대기로 가져옵니다. 번개는 대류의 척도이며 날씨와 기후 모델에 비교적 간단하게 적용 할 수 있습니다.” 번개는 구름 내에서 또는 구름과지면 사이의 반대 전하를 일시적으로 동일하게하는 빠른 전기 방전입니다. 구름의 충전은 대류에 의해 구동되며, 더 가벼운 얼음 입자는 높이로 운반되고 무거운 입자는 중력의 끌어 당기기 아래로 떨어집니다. 이러한 입자가 충돌하면 전하가 교환되고, 가벼운 입자는 양전하를 띠고 무거운 입자는 음전하를냅니다. 대기는 전하의 강도가 대기의 절연 특성을 압도 할 때까지 이러한 전기장 사이의 절연체 역할을합니다. 그런 다음 번개의 리더 (실제로 긴 불꽃)는 구름의 영역 사이 또는 구름과지면 사이에서 형성되어 너무 빨리 발생하여 사람이보기 어렵습니다. 리더가지면에 연결되면 밝은 전류가 번쩍입니다.
분위기 공간 상호 작용 모니터 국제 우주 정거장의 콜럼버스 외부 페이로드 시설 (Columbus-EPF)에 설치된 ASIM (Atmosphere-Space Interactions Monitor) 조사. 지상 제어식 외부 고화질 카메라 3 (EHDC3)으로 찍은 사진. 크레딧 : NASA
Neubert와 그의 팀은 번개 전류 펄스가 시작될 때 발생하는 TGF를 관찰하여 엘프를 생성했습니다. 엘프들은 물에 떨어진 조약돌의 우주 잔물결처럼 뇌우 위의 전리층에서 자외선 방출 파동을 확장하고 있습니다. 측정 결과 전류의 시작은 높은 진폭에서 빠르게 발생하고 감마선 플래시는 번개 리더와 관련된 전기장에 의해 생성된다고 제안했습니다. 이러한 관찰은 TLE과 TGF 사이의 연결 증거를 제공합니다. 뇌우가 상부 대기로 파열되는 매우 높은 에너지 전자를 생성하면 밀리 초 동안 지속되지만 ASIM이 측정 할 수있는 X 및 감마선을 방출합니다. 실험은 이러한 전자가 방출 될 때 일어나는 일을 정확히 찾아내는 데 도움이되었습니다. Neurbert는“번개가 구름을 통해 흐르면서 전방 대기가 매우 빠른 전류의 매우 빠른 펄스로 분해 될 수있다. “이 과정에서 전자가 튀어 나와 밝은 섬광이 발생합니다. 이 과정을 이해하면 번개의 내부 수명이 열립니다.” 번개는 위험하기 때문에 과학자들은 실험실에서 그것을 연구하는 경향이 있지만, 그것이 진정한 본질에 도달 할 수 없다고 Neubert는 덧붙입니다. "우리는 번개 내부의 과정에 대해 더 많이 배우기 위해 고 에너지 방사선이 어떻게 생성되는지에 대한이 새로운 정보를 사용할 수 있습니다." TGF는 정상적인 번개와 폭풍 구름보다 훨씬 높은 고도에서 발생하므로이를 측정하기가 어렵습니다. 위성보다 훨씬 낮은 우주에서 가장 낮은 플랫폼 인 우주 정거장은 ASIM을 측정 한 것에 더 가깝게 배치합니다. ASIM의 장비는 우주 정거장에서 바로 아래쪽을 향하고 있으므로 번개 플래시에서 가능한 한 많은 광자를 잡을 수 있습니다. 또 다른 NASA 장비 인 Lightning Imaging Sensor (LIS)는 1997 년부터 17 년 동안 번개의 특성을 측정했지만 위성의 궤도는 북쪽과 남쪽 위도 (주로 열대)의 35도 사이에서만 적용되었습니다. 2017 년 우주 정거장에 장착 된 동일한 LIS는이 범위를 북쪽과 남쪽 위도 56도 사이로 확장했습니다. LIS 데이터는 과학자들이 번개와 악천후 사이의 관계를 조사하는 데 도움이되었습니다. Neubert는 ASIM 데이터와 LIS 및 기타 장비의 ASIM 데이터를 비교하면 날씨 예측에 더 유용하다고 말합니다. 궁극적으로 ASIM은 과학자들이 뇌우가 지구 대기에 미치는 영향을 더 잘 이해하도록 도와줍니다. “우리는 곧 정지 궤도에있는 미국, 유럽 및 중국 장비의 번개에 대한 지속적이고 거의 완전한 전 세계 모니터링을 할 것입니다. 이 범위는 데이터 사용 방법을 알고 있다면 날씨 및 기후 예측을 향상시킵니다. 그것이 바로 우리가 ASIM이 도와주기를 희망하는 곳입니다. "놀라운 시간입니다."
참조 : Torsten Neubert, Nikolai Østgaard, Victor Reglero, Olivier Chanrion, Matthias Heumesser, Krystallia Dimitriadou, Freddy Christiansen, Carl Budtz-Jørgensen, Irfan Kuvvetli, Ib Lundgaard , Andrey Mezentsev, Martino Marisaldi, Kjetil Ullaland, Georgi Genov, Shiming Yang, Pavlo Kochkin, Javier Navarro-Gonzalez, Paul H. Connell 및 Chris J. Eyles, 2020 년 1 월 10 일, Science . DOI : 10.1126 / science.aax3872
.ASTERIA – A Tiny CubeSat Spacecraft – Detected a Planet Outside Our Solar System
ASTERIA – Tiny CubeSat 우주선 – 태양계 밖의 행성을 탐지했습니다
주제 :천문학외계 행성JPLNASA인기 있는 으로 제트 추진 연구소 (JET PROPULSION LABORATORY) 2020년 6월 4일 ASTERIA 배포 ASTERIA는 2017 년 11 월 20 일 국제 우주 정거장에서 배치되었습니다. 크레딧 : NASA
서류 가방 크기에 관해서, CubeSat은 새로운 기술을 테스트하기 위해 제작되었지만 태양계 외부의 행성을 발견함으로써 기대치를 초과했습니다. 2017 년 11 월 국제 우주 정거장에서 지구 궤도가 낮은 지구 궤도에 배치되기 오래 전부터, 작은 ASTERIA 우주선은 큰 가방 크기의 위성이 복잡한 작업을 훨씬 더 큰 공간에서 수행 할 수 있음을 증명하는 데 큰 목표를 두었습니다. 관측소는 외계 행성 또는 태양계 외부의 행성을 연구하는 데 사용됩니다. Astronomical Journal 에 곧 게재 될 새로운 논문은 ASTERIA (천체 물리학 연구를위한 Arcsecond Space Telescope Ecobling Research의 약자)가 어떻게 이러한 임무를 수행 할 수 있다는 것을 보여주지 못했을뿐만 아니라 알려진 외계 행성 55 Cancri e를 감지하고 그 이상으로 진행했는지 설명합니다 . 55 개의 Cancrie 궤도는 태양과 같은 부모의 별과 매우 가까운 55 개의 뜨거운 궤도를 가지고 있습니다. 과학자들은 이미 행성의 위치를 알고있었습니다. 그것이 ASTERIA의 기능을 테스트하는 방법이었습니다. 작은 우주선은 처음에 과학을 수행하도록 설계되지 않았습니다. 오히려 기술 데모로서 임무의 목표는 미래의 임무를위한 새로운 기능을 개발하는 것이 었습니다. 이 팀의 기술 도약은 정밀한 포인팅 제어를 수행 할 수있는 작은 우주선을 개발하는 것이 었습니다. 본질적으로 객체에 오랫동안 꾸준히 초점을 맞출 수있는 능력입니다.
수퍼 지구 외계 행성 55 Cancri e 이 예술가의 개념에 별표로 묘사 된 초 지구 외계 행성 55 Cancri e는 아마도 지구보다 두꺼운 분위기이지만 지구 대기와 비슷한 성분을 가지고있을 것입니다. 크레딧 : NASA / JPL-Caltech
남부 캘리포니아에 있는 NASA 의 제트 추진 연구소와 매사추세츠 공과 대학 (Massachusetts Institute of Technology)에 기반을 둔 이 미션 팀은 새로운 장비와 하드웨어를 엔지니어링하여 기존 기술 장벽을 넘어서 페이로드를 생성했습니다. 그런 다음 우주에서 프로토 타입을 테스트해야했습니다. 주요 임무는 90 일 이었지만 ASTERIA는 지난 12 월 팀이 연락을 잃기 전에 3 개의 임무 확장을 받았습니다. CubeSat은 정밀한 포인팅 제어를 사용하여 통과 방법을 통해 55 개의 Cancri e를 감지했습니다. 이 방법으로 외계 행성 탐지를 할 때 우주선 자체의 움직임이나 진동으로 인해 별의 밝기 변화로 잘못 해석 될 수있는 데이터가 흔들릴 수 있습니다. 우주선은 안정을 유지하고 별의 시야 중심을 유지해야합니다. 이를 통해 과학자들은 별의 밝기를 정확하게 측정하고 행성이 행성의 앞을 통과했음을 나타내는 작은 변화를 식별하여 빛의 일부를 차단할 수 있습니다. ASTERIA는 캐나다 우주국이 MOST (Microvariability and Oscillations of Stars)라고 불리는 작은 위성의 발자취를 따라 2011 년에 55 개의 Cancri e. 대부분은 천체 물리학 위성의 경우 여전히 매우 작은 ASTERIA의 6 배에 달했습니다. 5.9 인치 (15 센티미터) 망원경이 장착 된 MOST는 2.4 인치 (6 센티미터) 망원경을 장착 한 ASTERIA보다 6 배나 많은 빛을 수집 할 수있었습니다. Cancri e 55는 호스트 스타의 빛 중 0.04 % 만 차단하기 때문에 특히 ASTERIA의 목표였습니다. JPL 의 ASTERIA 외계 행성 과학 팀의 수석 연구원 인 Vanessa Bailey는“이 외계 행성을 감지하는 것은 흥미 롭다. 새로운 기술이 어떻게 실제 응용에 어떻게 적용되는지를 보여주기 때문이다 . "ASTERIA가 주요 임무를 넘어 20 개월 이상 지속되어 과학에 더 많은 시간을 할애 할 수 있다는 사실은 JPL과 MIT 에서 수행 된 훌륭한 엔지니어링을 강조합니다 ." 큰 재주 이 임무는 한계 탐지라고 알려진 것을 만들었습니다. 즉, 통과 데이터가 과학자들에게 지구가 존재했음을 확신시키지 못했을 것입니다. (지구 통과와 유사하게 보이는 신호 신호는 다른 현상으로 인해 발생할 수 있으므로 과학자들은 지구 탐지 선언에 대한 높은 표준을 보유하고 있습니다.) 그러나 CubeSat의 데이터를 지구의 이전 관측치와 비교하여 팀은 실제로 그것이 사실임을 확인했습니다. Cancri 55를보고 있음 e. 기술 데모로서, ASTERIA는 과학 임무를위한 일반적인 사전 준비 준비를 거치지 않았기 때문에 팀은 탐지 의 정확성 을 보장하기 위해 추가 작업을 수행해야했습니다 . MIT의 Haystack Observatory의 ASTERIA 프로젝트 과학자이자 연구 책임자 인 Mary Knapp은“우리는 과학 탐지를 위해 최적화되지 않은 작은 망원경으로 어려운 목표를 달성했습니다. . "저는이 논문이 ASTERIA 임무에 동기를 부여한 개념을 입증한다고 생각합니다. 작은 우주선이 천체 물리학 및 천문학에 도움이 될 수 있습니다."
에샤 머티와 코디 콜리 왼쪽에서 오른쪽 : 전기 테스트 엔지니어 Esha Murty 및 통합 및 테스트 책임자 Cody Colley는 2017 년 4 월에 우주선이 발사되기 전에 질량 특성 측정을 위해 ASTERIA 우주선을 준비합니다. ASTERIA는 2017 년 11 월 국제 우주 정거장에서 배치되었습니다. 크레딧 : NASA / JPL-Caltech
NASA의 TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite)와 같은 더 큰 외계 행성 사냥 우주선의 모든 기능을 CubeSat 에 포장하는 것은 불가능하지만 , ASTERIA 팀은 이러한 작은 패키지를 지원하는 역할을 계획하고 있습니다. 시간이 덜 소요되는 작은 위성은 발견되지 않은 행성을 감지하기 위해 오랫동안 별을 모니터링하는 데 사용될 수 있습니다. 또는 큰 천문대가 별을 통과하는 행성을 발견 한 후 작은 위성이 후속 통과를 감시 할 수있어 더 큰 망원경으로 인해 작은 위성으로는 작동하지 않습니다. MIT의 ASTERIA 수석 연구원 인 천체 물리학 자 사라 시거 (Sara Seager)는 최근 NASA의 천체 물리학 과학 SmallSat 연구 보조금을 수여 받아 ASTERIA에 대한 후속 연구를위한 임무 개념을 개발했습니다. 이 제안은 근처의 태양 같은 별 주위의 지구와 크기가 비슷한 외계 행성을 찾는 ASTERIA보다 약 2 배 큰 6 개의 위성 별자리를 설명합니다. 작은 생각 역사상 가장 작은 행성 사냥 위성을 구축하기 위해 ASTERIA는 단순히 대형 우주선에 사용되는 하드웨어를 축소하는 것이 아닙니다. 많은 경우 더 혁신적인 접근 방식을 취해야했습니다. 예를 들어, MOST 위성은 우주 위성에 공통 인 CCD (charge-coupled device) 검출기가있는 카메라를 사용했습니다. 반면에 ASTERIA는 가시 광선이 아닌 적외선에서 정밀한 밝기를 측정하는 데 사용되는 잘 알려진 기술인 CMOS (Complementary Metal-Oxide-Semiconductor) 검출기를 장착했습니다. ASTERIA의 CMOS 기반 가시 광선 카메라는 CCD에 비해 여러 가지 장점을 제공했습니다. 하나의 큰 장점 : ASTERIA는 실온에서 작동하기 때문에 ASTERIA를 작게 유지하는 데 도움이되었으며, 냉간 작동 CCD에 필요한 큰 냉각 시스템이 필요하지 않습니다. "이 미션은 대부분 학습에 관한 것이 었습니다"라고 JPL에서 ASTERIA의 공동 연구원이자 과학 데이터 분석 책임자 인 Akshata Krishnamurthy는 말했습니다. “기술과 기능을 먼저 시연했기 때문에 미래의 소
형 위성이 더 잘 수행 할 수있는 많은 것들을 발견했습니다. 문을 열었다 고 생각합니다.” 참조 : Mary Knapp, Sara Seager, Brice-Olivier Demory, Akshata Krishnamurthy, Matthew W. Smith, Christopher M. Pong, Vanessa P. Bailey, Amanda Donner, Peter Di Pasquale, Brian Campuzano, Colin Smith, Jason Luu, Alessandra Babuscia, Robert L. Bocchino Jr., Jessica Loveland, Cody Colley, Tobias Gedenk, Tejas Kulkarni, Kyle Hughes, Mary White, Joel Krajewski 및 Lorraine Fesq , 천문학 저널 . arXiv : 2005.14155 ASTERIA는 JPL의 Phaeton 프로그램에 따라 개발되었으며,이 프로그램은 숙련 된 멘토의지도하에 비행 프로젝트의 과제를 조기 경력 직원에게 제공했습니다. ASTERIA는 캠브리지에서 MIT와의 협력입니다. MIT의 Sara Seager는이 프로젝트의 주요 수사관입니다. 베른 대학의 Brice Demory 도 새로운 연구에 기여했습니다. 이 프로젝트의 확장 된 임무는 Heising-Simons 재단이 부분적으로 자금을 지원했습니다. JPL은 캘리포니아 패서 디나에있는 Caltech의 한 부서입니다.
.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.First Optical Measurements of Milky Way’s Mysterious Fermi Bubbles
.New discovery advances optical microscopy
2020 년 6 월 5 일 광학 현미경으로 새로운 발견
에 의해 일리노이 주립대 학교 어 바나 - 샴페인 캠퍼스 개별 나노 와이어 및 그 제조 결함의 실험적 시각화. 새로운 광학 현미경 법과 기존 광학 현미경 법에는 각각 (EC) 및 (No EC)라는 레이블이 붙어 있습니다. 크레딧 : Lynford Goddard, Grainger Engineering / Creative Commons Attribution 4.0 International JUNE 5, 2020
새로운 일리노이 ECE 연구는 광학 현미경 분야를 발전시키고 있으며, 반도체 웨이퍼 검사, 나노 입자 감지, 재료 특성화, 바이오 센싱, 바이러스 계수 및 미세 유체 모니터링을 포함한 많은 과학 및 엔지니어링 분야에서 어려운 문제를 해결할 수있는 중요한 새로운 도구를 제공합니다. 이 질문은 종종 "우리는 왜 현미경으로 나노 스케일 물체를 보거나 감지 할 수 없습니까?" 교과서의 답변은 상대 신호가 약하고 분리가 Abbe의 분해능 한계보다 작다는 것입니다. 그러나 일리노이 ECE 교수 Lynford L Goddard가 이끄는 일리노이 ECE 연구팀과 박사 후 진롱 주 박사, 박사 학위를 받았습니다. 학생 Aditi Udupa는 새로운 광학 프레임 워크로 이러한 초석 원칙에 도전하고 있습니다. Nature Communications에 발표 된 그들의 연구는 일상 생활에 영향을 미치는 어려운 문제를 해결하기 위해 광학 현미경 을 사용하는 새로운 문을 열어 줍니다. "우리의 연구는 광학 이미징에 대한 과학적 이해를 향상시킬뿐만 아니라 연구자들이 서브 파장 분리가 깊은 라벨링되지 않은 물체를 직접 시각화 할 수 있기 때문에 중요하다. 이미지 후 처리를 수행하지 않고도 나노 스케일 구조를 볼 수있다"고 Goddard는 말했다. 팀의 혁신은 Zhu와 Goddard가 시뮬레이션 중 하나에서 놀라운 결과를 발견 한 2018 년 5 월에 시작되었습니다. "당시, 우리는 웨이퍼 결함 검사에 대한 이론적 연구를 수행하고 있으며 현미경 시스템을 통해 빛이 어떻게 전파되는지 모델링하기위한 시뮬레이션 도구를 구축해야했습니다. 구성 중 하나에 대한 시뮬레이션 결과를 보았을 때, 우리는 그것에 혼란 스러웠습니다. "라고 Goddard는 회상합니다. "우리는 물리학을 이해하기 위해 다음 3 개월 동안 밤낮으로 일했습니다. 무슨 일이 일어 났는지 설명하는 닫힌 형태의 분석 표현을 개발하면 우리는 가설을 테스트하기위한 실험을 고안 할 수 있습니다." 그러나 실험 구성이 모델 가정을 복제하도록 광학 시스템을 구축하고 정렬하는 방법을 배우려면 5 개월의 시행 착오가 필요합니다. 한편, Udupa 씨는 Dr. Edmond Chow와 Dr. Tao Shang의 도움을 받아 Holonyak Micro and Nanotechnology Laboratory와 Materials Research Laboratory에서 적절한 테스트 샘플을 제작했습니다. 2019 년 1 월,이 팀은 필요한 실험 조건을 마침내 깨달았고 첫 번째 딥 서브 파장 물체 세트를 직접 시각화했습니다. Zhu 박사는“ 표준 광학 현미경을 사용하여 나노 메트릭 물체를 시각화하는 것은 회절 장벽뿐만 아니라 약한 신호로 인해 매우 어려운 과제 ”라고 말했다. "우리의 실험은 나노 스케일 물체의 신호대 잡음비를 높이기 위해 두 가지의 새롭고 흥미로운 물리적 개념, 비대칭 여기 및 비 공명 증폭을 사용해야했습니다." 연구팀은이 기술이 낮은 개구 수 대물 렌즈 (0.4 NA)를 사용하여 넓은 시야 (726-μm × 582-μm)에서 자유형 및 고정형 나노 스케일 물체를 모두 감지 할 수 있음을 시연했다. Zhu는 "우리는 위에 표시된 테스트 샘플의 일부 나노 와이어가 제조 결함을 가지고 있다는 사실에 대해 매우 운이 좋았다. 이는 반도체 칩에서 20nm 이하의 결함을 시각화 할 수있게 해주었다. 최적화 된 지오메트리와 적절한 굴절률을 가진 나노 와이어를 선택하고 나노 와이어 주위에 기능 그룹을 패터닝하여 생물학적 물체 (예 : 바이러스 또는 분자 클러스터)를 가시적으로 감지하는 방법. 목표 분석 물질이 일단 포착되면, 이들은 광학 이미지. "
더 탐색 보이지 않는 것을보십시오 : 편광자 조정은 투명한 물체의 가시성을 증가시킵니다 추가 정보 : Jinlong Zhu et al., 비대칭 여기 및 비 공명 증폭을 이용한 나노 크기 물체의 가시화 검출, Nature Communications (2020). DOI : 10.1038 / s41467-020-16610-0 저널 정보 : Nature Communications Urbana-Champaign 일리노이 대학에서 제공
https://phys.org/news/2020-06-discovery-advances-optical-microscopy.html
.Seeing the invisible: Polarizer adjustments increase visibility of transparent objects
보이지 않는 것을보십시오 : 편광자 조정은 투명한 물체의 가시성을 증가시킵니다
에 의해 SPIE Zhu et al., doi 10.1117 / 1. AP.2.1.016001의 유전체 계면에 대한 광 반사에서의 편광 분석에 기초한 위상 마이닝 방법의 개략도. 크레딧 : SPIE MAY 19, 2020
생물학적 현미경 및 X- 선 이미징에서, 많은 투명한 물체 또는 구조는 관찰하기 어렵다. 빛의 흡수가 낮기 때문에 일반적인 강도 측정이 작동하지 않습니다. 대신, 구조 정보는 주로 물체의 다른 부분을 통해 전파 될 때 빛의 다른 위상 변화에 의해 전달됩니다. Zernike 는 1953 년에 물리학에서 노벨상을 수상한 투명한 물체를 볼 수 있도록 위상차 현미경 을 발명 했습니다. 나중에 대비 를 더욱 향상시키기 위해 위상차 변화를 강도로 정량적으로 전달하여 차등 간섭 대비 영상화라고하는 방법이 개발되었습니다. 물체를 통해 전파 될 때 빛이 경험 하는 광학 경로 – 광학적 두께. 간섭 셋업 또는 나노 구조 장치에 기초한 방법이 또한 입증되었다. 그러나, 현재의 방법은 복잡한 구성에 의존하기 때문에 광학 정렬 및 조정이 어렵다. 공간 차별화의 광학 계산 : 에지 감지를 넘어서 이러한 어려움에 대한 해결책은 빛을 전자파로 고려하여 입사광의 전계에 대한 공간적 분화의 광학 계산에서 찾을 수 있습니다. 지금까지 응용 프로그램은 투명 물체의 가장자리 대비를 향상시킬 수있는 가장자리 감지로 제한되었습니다. 그러나 정량적 위상 분포 복구의 어려움을 해결하지 못했습니다. 최근, Zhejiang University의 Zhichao Ruan이 이끄는 연구팀은 위상 분포를 특성화하고 정량적으로 복구하기 위해 조정 가능한 공간 차별화를 개발했습니다. Ruan의 연구팀은 편광자를 조정하는 간단한 방식이 다른 방향을 따라 입사 광장의 공간적 분화를 광학적으로 계산할 수 있음을 보여준다. 또한 균일 한 일정한 배경을 바이어스로 조정하여 대비를 개선하여 측정 된 이미지에 그림자를 드리 우는 가상 광원을 만듭니다. 이 바이어스 접근법을 기반으로, 그들은 광장 분포의 위상 증가와 감소를 구별하고 높은 정확도 (0.05λ 이내)로 관찰 된 물체의 광학 두께를 정량화 할 수 있습니다. 이 방법은 현재의 방법보다 간단하고 유연하며 훨씬 저렴합니다. 복잡한 구조의 제작과 광학 정렬 및 조정의 어려움을 피합니다. 아마도 가장 중요한 것은, 제안 된 방법은 광 파장과 무관 하며 X- 선 또는 전자 현미경 이미징에서 위상을 정량화하기위한 새로운 길을 열 수 있습니다.
더 탐색 디자이너 렌즈로 큰 그림을 볼 수 있습니다 추가 정보 : Tengfeng Zhu et al. 조정 가능한 공간 차별화 요소 인 Advanced Photonics (2020)에 의한 광학 위상 마이닝 DOI : 10.1117 / 1. AP.2.1.016001 SPIE 제공
https://phys.org/news/2020-05-invisible-polarizer-adjustments-visibility-transparent.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
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