Jetting Into the Dark Side: ATLAS’ Precision Search for Dark Matter
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.Jetting Into the Dark Side: ATLAS’ Precision Search for Dark Matter
어두운면으로 분사 : ATLAS의 암흑 물질에 대한 정밀 검색
주제 :천체 물리학아틀라스CERN암흑 물질대형 강 입자 충돌기입자 물리학인기 있는 으로 ATLAS 협업 2020년 8월 15일 ATLAS Event Display: Highest-Momentum Monojet 그림 1 : 2017 년 ATLAS 실험에 의해 기록 된 모노 제트 이벤트로, 1.9 TeV의 단일 제트가 누락 된 횡 운동량 (MET)에 대해 반동합니다. 녹색 및 노란색 막대는 각각 전자기 및 열량계의 에너지 침전물을 보여줍니다. MET는 검출기의 반대쪽에 빨간색 파선으로 표시됩니다. 크레딧 : ATLAS Collaboration / CERN 암흑 물질의 본질은 근본적인 물리학의 위대한 미해결 퍼즐 중 하나로 남아 있습니다. 표준 모델에 의해 설명되지 않은 암흑 물질은 과학자들로 하여금 그 존재를 이해하기 위해 새로운 물리학 모델을 조사하도록 이끌었습니다. 그러한 많은 이론적 시나리오는 LHC의 강렬한 고 에너지 양성자-양성자 충돌에서 암흑 물질 입자가 생성 될 수 있다고 가정합니다. 암흑 물질은 보이지 않는 ATLAS 검출기를 빠져 나가지 만 때때로 상호 작용 지점에서 방사되는 가시적 인 입자 분사를 동반하여 감지 가능한 신호를 제공 할 수 있습니다. ATLAS Collaboration은 바로 그것을 찾기 시작했습니다. 오늘, 고 에너지 물리학 국제 컨퍼런스 (ICHEP 2020)에서 ATLAS는 새로운 검색을 제시했습니다.제트와의 충돌 이벤트 및 높은 횡 방향 운동량 (MET) 누락의 새로운 현상. 이 검색은 표준 모델 외부에있는 물리 과정의 존재를 나타낼 수있는 이벤트를 발견하고 그렇게함으로써 우주에 대한 창을 열도록 설계되었습니다. Precision Search for Dark Matter Physics Briefing
그림 2 : 데이터 및 표준 모델 예측에서 모노 젯 선택 후 누락 된 가로 운동량 분포. 다양한 배경 프로세스가 색상으로 표시됩니다. 암흑 에너지, 초대칭 및 약하게 상호 작용하는 거대 입자 시나리오의 예상 분포는 점선으로 표시됩니다. 크레딧 : ATLAS Collaboration / CERN 이러한 사건을 확인하기 위해 물리학 자들은 횡 방향 탐지기 평면 (즉, 빔 방향에 수직 인)에서 운동량 보존 원리를 이용하여 보이지 않는 것에서 반동하는 가시적 제트를 찾았습니다. 제트를 사용한 사건이 LHC에서 흔하기 때문에 물리학 자들은 매개 변수를 더욱 세분화했습니다.이 사건은 "보이지 않는"입자의 운동량 불균형에 의해 생성 된 하나 이상의 고 에너지 제트와 상당한 MET를 가져야했습니다. 이것은 모노 젯 이벤트로 알려져 있습니다. 그림 1은 ATLAS에서 지금까지 기록한 최고 모멘텀 (1.9 TeV) 모노 젯을 특징으로하는 2017 년 이벤트 디스플레이에서 볼 수 있습니다. 충돌체 실험으로 직접 감지 할 수없는 과다한 이국적인 현상도이 특징적인 모노 젯 시그니처를 생성 할 수있었습니다. 따라서 ATLAS 물리학 자들은 초대칭, 암흑 에너지, 큰 추가 공간 차원 또는 액시온과 같은 입자를 특징으로하는 몇 가지 새로운 물리학 모델을 포함하여 연구를 시작했습니다. 오늘의 새로운 결과는 지금까지 모든 충돌체 실험의 암흑 물질에 대한 가장 엄격한 한계를 설정합니다. 이는 ATLAS Collaboration의 검색 프로그램의 이정표입니다. 새로운 현상의 증거는 표준 모델 기대치와 비교할 때 큰 MET가있는 초과 충돌 이벤트에서 볼 수 있습니다. 다양한 배경 기여도를 정확하게 예측하는 것이 핵심 과제였습니다. 여러 가지 표준 모델 프로세스가 신호 토폴로지를 정확히 모방 할 수 있었기 때문입니다. 예를 들어 제트와 Z boson이 생성 된 다음 직접 감지되지 않고 ATLAS를 떠나는 두 개의 중성미자로 붕괴됩니다. . 물리학 자들은 데이터 기반 기술과 고정밀 이론적 계산을 조합하여 표준 모델 배경을 추정했습니다. 신호 영역의 총 배경 불확실성은 200 GeV와 1.2 TeV 사이의 MET 범위에서 약 1 %에서 4 % 범위입니다. MET 스펙트럼의 모양은 신호와 배경 간의 식별력을 향상시키는 데 사용되어 발견 가능성을 높였습니다. 그림 2는 실행 2 (2015-2018) 동안 ATLAS 실험에서 수집 된 전체 데이터 세트에서 관찰 된 MET 스펙트럼과 표준 모델 기대치를 비교 한 것입니다. 상당한 초과가 관찰되지 않았기 때문에 물리학 자들은 데이터와 예측 간의 일치 수준을 사용하여 새로운 물리 모델의 매개 변수에 대한 한계를 설정했습니다. 약하게 상호 작용하는 거대 입자 (인기있는 암흑 물질 후보)의 맥락에서 ATLAS 물리학 자들은 최대 약 500 GeV의 암흑 물질 입자 질량과 최대 2 TeV의 상호 작용 축 벡터 매개체를 모두 95 % 신뢰 수준에서 제외 할 수있었습니다. . 이 결과는 지금까지 충돌체 실험에서 가장 엄격한 암흑 물질 한계와 ATLAS 검색 프로그램의 이정표를 제공합니다.
https://scitechdaily.com/jetting-into-the-dark-side-atlas-precision-search-for-dark-matter/
memo 200821.
화이트 물질과 에너지는 그림과는 정반대의 바탕색 98퍼센트를 차지 할듯 하다. 샘플의 그림은 4x4oms 이지만, 우주의 크기의 4^googol x 4^googol oms에서는 안보이는 98퍼센트가 존재하기에 보통물질 하얀 동그라미가 멀리서 드물게 보인다.
물론, 바탕색은 컴퓨터의 바탕화면처럼 다양한 화폭이 될 수 있다. 고로 우리가 모르는 물질과 에너지의 형태는 다른 다중우주에서 블랙이 아닌 바탕색이나 화면 그리고 더러는 물이 가득찬 상태나 진공상태을 보여줄 수 있다.
White matter and energy seem to occupy 98% of the background color, which is the opposite of the picture. The picture in the sample is 4x4oms, but since 98% of the size of the universe is invisible at 4^googol x 4^googol oms, ordinary white circles are rarely seen from a distance.
Of course, the background color can be a variety of canvases like the computer's desktop. Therefore, the form of matter and energy that we do not know can show a background color, a screen, and a state filled with water or a vacuum state other than black in other multiverses.
.Studying viral outbreaks in single cells could reveal new ways to defeat them
단일 세포에서 바이러스 발생을 연구하면이를 물리 칠 수있는 새로운 방법을 찾을 수 있습니다
에 의해 미국 화학 학회 크레딧 : CC0 Public Domain AUGUST 20, 2020
HIV와 인플루엔자 A를 포함한 많은 바이러스는 매우 빠르게 돌연변이를 일으켜 효과적인 백신이나 치료법을 식별하는 것은 움직이는 표적을 공격하는 것과 같습니다. 단일 세포의 바이러스 증식 및 진화에 대한 더 나은 이해가 도움이 될 수 있습니다. 오늘날 과학자들은 살아있는 세포에서 바이러스 RNA를 식별하고 정량화 할 수있을뿐만 아니라 바이러스에 우위를 제공하거나 일부 사람들을 "슈퍼 스프레더"로 만들 수있는 RNA 서열의 사소한 변화를 감지 할 수있는 새로운 기술을보고합니다. 연구원들은 그들의 결과를 American Chemical Society (ACS) Fall 2020 Virtual Meeting & Expo에서 발표 할 예정입니다. "SARS-CoV-2와 같은 새로운 바이러스를 연구하려면 개체군이 바이러스에 어떻게 반응하는지뿐만 아니라 개인 또는 세포가 바이러스와 상호 작용하는 방식을 이해하는 것이 중요합니다."라고 Laura Fabris, Ph.D. 프로젝트의 수석 조사자. "그래서 우리는 과거에 기술적으로 어려운 일이었던 단일 세포의 바이러스 복제 연구에 우리의 노력을 집중 했습니다." 대규모 집단 대신 개별 세포 를 분석 하면 슈퍼 스프레더 (superspreaders)와 같은 바이러스 발생의 여러 측면을 더 잘 이해할 수 있습니다. 이는 일부 세포 나 사람이 비정상적으로 다량의 바이러스를 가지고있어 다른 많은 바이러스를 감염시킬 수있는 현상입니다. 연구자들이 단일 세포를 식별 할 수 있다면슈퍼 스프레더에 높은 바이러스 부하를 가한 다음 해당 세포의 바이러스 서열을 연구하면 바이러스가 어떻게 진화하여 더 전염성이 생기거나 치료법과 백신을 앞지르는지를 배울 수 있습니다. 또한 숙주 세포 자체의 특징은 다양한 바이러스 과정을 지원하여 치료의 표적이 될 수 있습니다. 스펙트럼의 다른 쪽 끝에서 일부 세포는 더 이상 감염되지 않는 돌연변이 바이러스를 생성합니다. 이것이 어떻게 일어나는지 이해하면 새로운 항 바이러스 요법과 백신이 나올 수 있습니다.
https://youtu.be/q-jt1VxwsBo
그러나 먼저 Rutgers University의 Fabris와 동료들은 단일 살아있는 세포에서 바이러스 RNA와 그 돌연변이를 감지 할 수있을만큼 민감한 분석법을 개발해야했습니다. 연구팀은 빛을 산란시키는 방식의 변화를 통해 분자 간의 상호 작용을 감지하는 민감한 방법 인 표면 강화 라만 분광법 (SERS)에 기술을 기반으로했습니다. 연구원들은 A 형 인플루엔자를 연구하기 위해이 방법을 사용하기로 결정했습니다. 바이러스의 RNA를 검출하기 위해 금 나노 입자에 추가했습니다.인플루엔자 A에 특이적인 "비콘 DNA". 인플루엔자 A RNA가있는 경우 비콘은 강력한 SERS 신호를 생성 한 반면,이 RNA가없는 경우에는 그렇지 않습니다. 비콘은 바이러스 돌연변이가 증가함에 따라 약한 SERS 신호를 생성하여 연구자들이 최소 2 개의 뉴클레오티드 변화를 감지 할 수 있도록했습니다. 중요한 것은 나노 입자가 접시에 담긴 인간 세포에 들어갈 수 있으며, 인플루엔자 A RNA를 발현하는 세포에서만 SERS 신호를 생성한다는 것입니다. 이제 Fabris와 동료들은 바이러스 RNA가 검출 될 때 SERS 신호 대신 형광 신호를 생성하는 분석 버전을 만들고 있습니다. Fabris는 "SERS는 임상 적으로 승인 된 기술이 아닙니다. 이제 막 클리닉에 침투하고 있습니다."라고 말합니다. "그래서 우리는 임상의와 바이러스 학자에게 그들이 더 친숙하고 지금 당장 사용할 기술을 가질 수있는 접근 방식을 제공하고 싶었습니다." 다른 대학의 바이러스 학자 및 수학자와 협력하여 팀은 많은 형광 샘플을 동시에 판독 할 수있는 미세 유체 장치 또는 "lab-on-a-chip"기술을 개발하고 있습니다. SERS는 형광 또는 역전사 효소-중합 효소 연쇄 반응 (RT-PCR이라고 함)을 기반으로 한 다른 분석보다 더 민감하고 저렴하며 빠르고 쉽게 수행 할 수 있기 때문에 향후 바이러스를 탐지하고 연구하는 데 이상적입니다. Fabris는 현재 현장에서 SERS 분석을 쉽게 수행 할 수있는 저가의 휴대용 라만 분광기를 만드는 회사와 협력하고 있습니다. Fabris와 그녀의 팀은 또한 SERS 프로브로 표적화 할 SARS-CoV-2 게놈의 영역을 식별하는 작업을하고 있습니다. Fabris는 "우리는 우리가 개발 한 SERS 방법을 사용하여 가능한 SARS-CoV-2 진단을 위해 자금을 확보하는 중입니다."라고 말합니다. 더 탐색 독감의 실시간 돌연변이를 모니터링하는 새로운 도구
추가 정보 : SERS로 바이러스 발생 문제 해결 : 민감도와 처리량을 높일 수있는 기회 :
요약
진행중인 COVID-19 대유행의 원인 인 SARS-CoV-2와 같은 신종 바이러스 병원체는 종종 뚜렷한 증상없이 사람간에 감지되지 않고 전파 될 수 있습니다. 이 기능은 급속한 확산을 크게 촉진하고 발병을 억제하고 손상을 완화하기 위해 바이러스 확산을 테스트, 분리 및 추적하기 위해 초기 단계에서 감염성 질병 감시 시스템의 개발 및 배치의 중요성을 강조합니다. RNA 바이러스의 급속한 진화는 일부 바이러스가 종에서 종으로 이동할 수있는 능력을 제공하여 유출 사건을 초래합니다. 이 유전 적 드리프트는 또한 특정 RNA 병원체에 대한 낮은 효과 또는 백신 부족의 원인이됩니다. 우리가 목격 한 바와 같이 전 세계 의료 시스템에 미치는 영향과 환자에게 미치는 영향은 상당합니다. 바이러스 돌연변이를 이해하는 것은 새로운 백신 설계, 약물 내성 관리 및 새로운 병인 예측에 광범위한 영향을 미치기 때문에 매우 중요합니다. 또한 바이러스 진화를 연구하도록 설계된 접근 방식을 적용하여 효과적인 진단 플랫폼을 구현할 수 있습니다. 제 강연에서는 결합 된 서열 특이 적 올리고 뉴클레오티드의 구조적 변화에 의해 유발되는 온-오프 SERS 신호 스위칭을 활용하여 온전한 개별 세포에서 바이러스 RNA의 식별 및 정량화를위한 SERS 프로브 구현에 대한 결과를 논의 할 것입니다. 금 나노 스타 기반 탐사선에. 개별 나노 별이 어떻게 측정 가능한 신호를 제공 할 수 있는지, 그리고 그들의 반응이 배지, 세포 용 해물 또는 온전한 세포에서 단백질 코로나 형성에 의해 부분적으로 만 영향을 받는지 보여줄 것입니다. 더욱이, 나는 표적 RNA 내의 염기 돌연변이에 대한 프로브의 민감도와 개별 세포 내에서도 의도 된 표적에 대한 선택성에 대해보고 할 것입니다. SERS 결과를 동일한 나노 별과 유사한 표적을 위해 설계된 나노 플레어 시스템에서 형광 변환에 의해 활성화 된 결과와 비교할 것입니다. 이러한 고유 한 프로브는 슈퍼 스프레더 행동을 나타낼 수있는 모집단 이상치에 대한 반응을 제공하는 데 고유하게 적합하고 바이러스 RNA를 개별적으로 또는 다중으로 대상으로 쉽게 조정하여 효과적인 진단을 구현할 수 있기 때문에 유망합니다. 높은 감도와 처리량을 가진 플랫폼. 그리고 개별 세포 내에서도 의도 한 표적에 대한 선택성. SERS 결과를 동일한 나노 별과 유사한 표적을 위해 설계된 나노 플레어 시스템에서 형광 변환에 의해 활성화 된 결과와 비교할 것입니다. 이러한 고유 한 프로브는 슈퍼 스프레더 행동을 나타낼 수있는 모집단 이상치에 대한 반응을 제공하는 데 고유하게 적합하고, 효과적인 진단을 구현하기 위해 모든 바이러스 RNA를 개별적으로 또는 다중으로 표적으로 쉽게 조정할 수 있기 때문에 유망합니다. 높은 감도와 처리량을 가진 플랫폼. 그리고 개별 세포 내에서도 의도 한 표적에 대한 선택성. SERS 결과를 동일한 나노 별과 유사한 표적을 위해 설계된 나노 플레어 시스템에서 형광 변환에 의해 활성화 된 결과와 비교할 것입니다. 이러한 고유 한 프로브는 슈퍼 스프레더 행동을 나타낼 수있는 모집단 이상치에 대한 반응을 제공하는 데 고유하게 적합하고, 효과적인 진단을 구현하기 위해 모든 바이러스 RNA를 개별적으로 또는 다중으로 표적으로 쉽게 조정할 수 있기 때문에 유망합니다. 높은 감도와 처리량을 가진 플랫폼. 에서 제공하는 미국 화학 학회
https://phys.org/news/2020-08-viral-outbreaks-cells-reveal-ways.html
.Small enzyme-mimicking polymers may have helped start life
작은 효소 모방 폴리머가 생명을 시작하는 데 도움이되었을 수 있습니다
에 의해 도쿄 공업 대학 현미경 사진은 직경 10nm 이하의 균일 한 나노 입자를 보여줍니다. 크레딧 : Tony Z. Jia, ELSI, AUGUST 20, 2020
생명의 기원 연구에 대한 대부분의 노력은 생물학적 빌딩 블록의 프리 바이오 틱 형성을 이해하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 그러나 초기 생물학적 진화는 다른 화학 구조와 과정에 의존 할 수 있으며 시간이 지남에 따라 점진적으로 수십억의 진화로 대체되었습니다. 최근 일본 지구 생명 과학 연구소 (ELSI)의 화학자 Irena Mamajanov, Melina Caudan 및 Tony Jia는 고분자 과학, 약물 전달 및 생체 모방에서 아이디어를 빌려 이러한 가능성을 탐구했습니다. 놀랍게도, 그들은 매우 분지 된 작은 폴리머조차도 효과적인 촉매 역할을 할 수 있다는 것을 발견했으며, 이것이 삶의 시작에 도움이되었을 수 있습니다. 에서 현대 생물학 , 코딩 단백질 효소는 세포에서 촉매 대부분의 작업을 수행합니다. 이 효소는 아미노산의 선형 중합체로 구성되어 있으며, 접히거나 이중으로 접혀 고정 된 3 차원 형태를 형성합니다. 이러한 미리 형성된 모양을 통해 반응을 촉매하는 화학 물질과 매우 구체적으로 상호 작용할 수 있습니다. 촉매는 반응이 다른 경우보다 훨씬 더 빨리 일어나도록 도와 주지만 반응 자체에서 소비되지는 않으므로 단일 촉매 분자가 동일한 반응이 여러 번 발생하도록 도울 수 있습니다. 이러한 3 차원 접힌 상태에서 대부분의 촉매 구조는 작용하는 화학 물질과 직접 상호 작용하지 않고 효소 구조가 모양을 유지하는 데 도움이됩니다. 현재 연구에서 ELSI 연구자들은 현대 효소에 필요한 하이퍼 브랜치 폴리머 (고 분지 밀도가 높은 나무 모양 구조)를 연구했습니다. 효소와 같은 하이퍼 브랜치 폴리머는 촉매와 시약을 배치하고 정확한 방식으로 국소 화학을 조절할 수 있습니다. 생명의 기원 연구에 대한 대부분의 노력은 현대 생물학적 구조와 빌딩 블록의 프리 바이오 틱 형성을 이해하는 데 초점을 맞추고 있습니다. 논리는 이러한 화합물이 현재 존재하므로 환경에서 어떻게 만들어 질 수 있는지 이해하면 어떻게 만들어 졌는지 설명하는 데 도움이 될 수 있다는 것입니다. 그러나 우리는 생명의 한 가지 예만을 알고 있으며 생명이 끊임없이 진화하고 있다는 것을 알고 있습니다. 즉, 가장 성공적인 유기체 변종만이 생존한다는 것을 의미합니다. 따라서 현대 유기체가 최초의 유기체와 매우 유사하지 않을 수 있다고 가정하는 것이 합리적 일 수 있습니다.유기체, 그리고 프리 바이오 틱 화학과 초기 생물학적 진화는 현대 생물학과는 다른 화학 구조와 과정에 의존하여 스스로를 번식 할 수 있습니다. 기술 진화와 유사하게 초기 음극선 TV 세트는 현대의 고화질 디스플레이와 거의 동일한 기능을 수행했지만 근본적으로 다른 기술입니다. 한 기술은 어떤면에서 다른 기술을 창조했지만, 반드시 다른 기술의 논리적이고 직접적인 선구자가 아니 었습니다.
금속 황화물 효소는 구형 금속 황화물 / 초 분지 폴리머 입자에서 유래했을 수 있습니다. 크레딧 : Irena Mamajanov, ELSI
생화학 적 진화를위한 이러한 종류의 '비계'모델이 사실이라면, 현대의 생물학적 시스템에서 사용되는 것 외에 어떤 종류의 단순한 구조가 현대 생활에 필요한 것과 동일한 종류의 촉매 기능을 수행하는 데 도움이 되었을까요? Mamajanov와 그녀의 팀은 하이퍼 브랜치 폴리머가 좋은 후보가 될 수 있다고 추론했습니다. 연구팀은 생명체가 시작되기 전에 초기 지구에 존재할 것으로 합리적으로 예상 될 수있는 화학 물질에서 연구 한 하이퍼 브랜치 폴리머 일부를 합성했습니다. 연구팀은이 폴리머가 황화 아연 나노 입자로 알려진 작은 원자의 자연 발생 무기 클러스터와 결합 할 수 있음을 보여 주었다. 이러한 나노 입자는 그 자체로 비정상적으로 촉매 작용을하는 것으로 알려져 있습니다. 선임 과학자 Mamajanov가 언급했듯이, '우리는 이 연구에서 두 가지 유형의 하이퍼 브랜치 폴리머 스캐 폴드를 시도했습니다 . 그것들을 작동시키기 위해 우리가해야 할 일은 염화 아연 용액과 고분자 용액을 혼합 한 다음 황화 나트륨을 첨가하는 것이 었습니다. 그리고 "voila"는 안정적이고 효과적인 나노 입자 기반 촉매를 얻었습니다. ' 팀의 다음 과제는 이러한 과분 지형 고분자-나노 입자 하이브리드가 실제로 흥미롭고 촉매적인 일을 할 수 있음을 입증하는 것이 었습니다. 그들은 소분자 를 분해하는 이러한 금속 황화물 도핑 폴리머가 빛의 존재 하에서 특히 활동적 이라는 것을 발견했습니다 . 어떤 경우에는 20 배까지 반응을 촉매 화했습니다. Mamajanov가 말했듯이, 스캐 폴드와 단 하나의 도펀트. 의심 할 여지없이 이것에 대한 더 많은 예가 남아 있습니다. ' 연구진은이 화학이 '아연 세계'로 알려진 생명 모델의 기원과 관련이있을 수 있다고 덧붙였습니다. 이 모델에 따르면, 첫 번째 대사는 황화 아연 광물에 의해 촉진되는 광화학 반응에 의해 주도되었습니다. 그들은 일부 수정을 통해 이러한 과분 지형 스캐 폴드를 조정하여 현대 생물학적 질소 고정에 관련된 중요한 것을 포함하여 철 또는 몰리브덴 함유 단백질 효소의 유사체를 연구 할 수 있다고 생각합니다. Mamajanov는 다음과 같이 말합니다. '이것이 제기하는 또 다른 질문은 생명이나 전생이 이런 종류의 비계 과정을 사용했다고 가정 할 때, 왜 생명은 궁극적으로 효소에 정착했을까요? 분 지형 고분자보다 선형 고분자를 사용하는 것이 장점이 있습니까? 이러한 전환은 어떻게, 언제, 왜 발생 했습니까? ' 더 탐색 화학 빌딩 블록의 새로운 계산 모델은 생명의 기원을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다.
추가 정보 : Irena Mamajanov et al, Protoenzymes : The Case of Hyperbranched Polymer-Scaffolded ZnS Nanocrystals, Life (2020). DOI : 10.3390 / life10080150 에 의해 제공 동경 공업 대학
https://phys.org/news/2020-08-small-enzyme-mimicking-polymers-life.html
.Toward an ultrahigh energy density capacitor
초고 에너지 밀도 커패시터를 향해
작성자 : Rachel Berkowitz, Lawrence Berkeley National Laboratory 새로운 재료를 만들기 위해 박막은 먼저이 챔버에서 펄스 레이저 증착 공정을 통해 증착됩니다. 당신이 보는 밝은 "plume"은 레이저가 목표물을 치고 재료를 증착하는 것입니다. 신용 : Lane Martin.AUGUST 19, 2020
전기 에너지를 빠르게 저장하고 방출하는 커패시터는 현대 전자 및 전력 시스템의 핵심 구성 요소입니다. 그러나 가장 일반적으로 사용되는 것은 배터리 또는 연료 전지와 같은 다른 저장 시스템에 비해 에너지 밀도가 낮기 때문에 손상없이 빠르게 방전 및 충전 할 수 없습니다. 이제 Science 저널에보고 된 것처럼 연구자들은 두 세계에서 가장 좋은 점을 발견했습니다. 에너지 부 (DOE)의 로렌스 버클리 국립 연구소 (Berkeley Lab) 연구진이 이끄는 팀은 간단한 후 처리 단계에서 상업적으로 이용 가능한 박막 유형에 분리 된 결함을 도입함으로써 공통 재료를 처리 할 수 있음을 입증했습니다. 최고 성능의 에너지 저장 재료로. 이 연구는 전 세계 과학자들에게 가장 큰 재료 속성 컬렉션을 가상으로 제공하는 오픈 액세스 온라인 데이터베이스 인 Materials Project의 지원을받습니다. 오늘날 재료 프로젝트는 다른 목표 중에서도 새로운 기능 재료의 설계를 가속화하기 위해 계산 및 실험적 노력을 결합합니다. 여기에는 성능을 향상시키는 방식으로 알려진 재료를 조작하는 방법을 이해하는 것이 포함됩니다. 비용 절감 및 장치 소형화에 대한 요구 사항이 증가함에 따라 고 에너지 밀도 커패시터 개발이 추진되고 있습니다. 커패시터는 일반적으로 배터리가 충전되는 동안 전원 공급을 유지하기 위해 전자 장치에 사용됩니다. Berkeley Lab에서 개발 된 새로운 재료는 궁극적으로 커패시터의 효율성, 신뢰성 및 견고성을 대규모 배터리의 에너지 저장 기능과 결합 할 수 있습니다. 응용 분야에는 개인용 전자 장치, 웨어러블 기술 및 카 오디오 시스템이 포함됩니다. 이 재료는 외부 전기장에 대한 빠른 기계적 또는 전자적 반응을 겪고 초음파, 압력 센서 및 전압 발생기와 같은 응용 분야에서 커패시터로 일반적으로 사용되는 세라믹 재료 인 소위 "릴 랙서 강유전성"을 기반으로합니다. . 적용된 필드는 물질의 전자 방향 변화를 유도합니다. 동시에 필드는 재료에 저장된 에너지의 변화를 유도하여 소규모 커패시터를 넘어서 사용하기에 좋은 후보가됩니다. 해결해야 할 문제는 강유전체를 최적화하여 컴퓨터 및 차량과 같은 애플리케이션에서 장기간 사용하기에 부적합하게 만드는 손상없이 고전압으로 충전되고 매우 빠르게 (수십억 번 이상) 방전 될 수 있도록하는 방법입니다. . Berkeley Lab의 MSD (Materials Sciences Division) 교수이자 Berkeley 캘리포니아 대학의 재료 과학 및 공학 교수 인 Lane Martin 실험실의 연구원은 더 큰 전압을 견딜 수있는 국소 결함을 도입하여이를 달성했습니다. . "당신은 아마도 가스 그릴에서 이완기 강유전체를 경험했을 것입니다. 그릴을 밝히는 버튼은 이완기의 일종 인 압전 크리스탈을 때리고 가스를 점화시키는 전압을 생성하는 스프링 식 해머를 작동시킵니다."라고 Martin은 설명합니다. . "우리는 또한 에너지 저장 응용 분야를위한 최고의 재료로도 만들 수 있음을 입증했습니다." 두 전극 사이에 강유전성 물질을 놓고 전기장을 증가 시키면 전하가 축적됩니다. 방전 중에 사용 가능한 에너지의 양은 전기장에 대한 반응으로 물질의 전자가 얼마나 강하게 방향을 잡거나 분극화되는지에 따라 달라집니다. 그러나 대부분의 이러한 재료는 일반적으로 재료가 고장 나기 전에 큰 전기장을 견딜 수 없습니다. 따라서 근본적인 과제는 분극을 희생하지 않고 가능한 최대 전기장을 증가시키는 방법을 찾는 것입니다. 연구자들은 이전에 재료의 전도성을 "끄기"위해 개발 한 접근 방식으로 전환했습니다. 이온으로 알려진 고 에너지 하전 입자로 박막을 폭격함으로써 분리 된 결함을 도입 할 수있었습니다. 결함은 물질의 전자를 가두어 움직임을 방지하고 필름의 전도도를 수십 배 감소시킵니다. 김지은 박사 연구원은 "절연체로 간주되는 강유전체에서 전하가 새어 나가는 것이 주요 문제입니다. 고 에너지 이온 빔으로 강유전체를 폭격함으로써 더 나은 절연체로 만들 수 있다는 것을 알았습니다"라고 박사 연구원 인 김지은은 말했습니다. 마틴의 그룹과 논문의 주 저자. "그런 다음 우리는이 동일한 접근 방식을 사용하여 이완제 강유전체가 큰 전압과 전기장을 견딜 수 있도록 만들 수 있습니까?" 대답은 "예"였습니다. Kim은 처음에 납 마그네슘 니오 바이트-납 티타 네이트라고 불리는 원형 이완제 강유전성의 박막을 제작했습니다. 그런 다음 버클리 연구소의 가속기 기술 및 응용 물리학 (ATAP) 부서에서 운영하는 이온 빔 분석 시설에서 고 에너지 헬륨 이온으로 필름을 표적으로 삼았습니다. 헬륨 이온은 지점 결함을 생성하기 위해 사이트에서 표적 이온을 떨어 뜨 렸습니다. 측정 결과 이온 충돌 필름은 이전에보고 된 값의 두 배 이상의 에너지 저장 밀도와 50 % 더 높은 효율성을 가졌습니다. Martin은 "원래 그 효과는 격리 된 점 결함으로 누설을 줄이는 데서 오는 효과가있을 것으로 예상했습니다. 그러나 일부 결함으로 인한 분극-전기장 관계의 변화가 똑같이 중요하다는 것을 깨달았습니다."라고 말했습니다. "이 변화는 분극의 최대 변화를 생성하기 위해 더 크고 더 큰인가 전압이 필요함을 의미합니다." 결과는 이온 충격이 고도로 분극 성과 쉽게 깨지는 것 사이의 상충 관계를 극복하는 데 도움이 될 수 있음을 시사합니다. 동일한 이온 빔 접근 방식은 다른 유전 물질을 개선하여 에너지 저장을 개선 할 수 있으며, 연구원에게 이미 합성 된 물질의 문제를 복구 할 수있는 도구를 제공합니다. “사람들이 합성이나 생산 과정이 완벽하게 진행되지 않았다면 장치에서 물질을 '치유'하기 위해 이러한 이온빔 접근 방식을 사용하는 것을 보는 것이 좋을 것입니다. 더 탐색 이완제 강유전성 특성에 대한 이해는 많은 발전으로 이어질 수 있습니다
추가 정보 : 김지은 외, 이온 충격 완화제 강유전체 필름의 초 고용량 에너지 밀도, Science (2020). DOI : 10.1126 / science.abb0631 저널 정보 : 과학 에 의해 제공 로렌스 버클리 국립 연구소
https://phys.org/news/2020-08-ultrahigh-energy-density-capacitor.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.
.A new tool to create chemical complexity from fatty acids
지방산에서 화학적 복잡성을 생성하는 새로운 도구
에 의해 홋카이도 대학 새로 개발 된 촉매 (가운데 바닥)는 핵심에 금속 (이리듐) 원자와 지방산 아미드 또는 에스테르가 카르복실기에서 탄소 3 개 떨어져있는 CH 결합이 위치하는 방식으로 정확하게 위치하도록하는 다양한 모듈로 구성됩니다. 수정 됨 (Reyes RL et al., Science, 2020 년 8 월 21 일). 크레딧 : Reyes RL et al., Science , August 21, 2020 AUGUST 20, 2020
홋카이도 대학 WPI-ICReDD 연구원들은 지금까지 접근 할 수없는 위치에서 지방산 유도체를 정확하게 수정할 수있는 모듈 형 촉매를 개발했습니다. 이를 통해 재생 가능한 생물 자원에서 귀중한 화합물을 효율적으로 생산할 수있는 반면, 이전에는 석유 유래 자원에 의존하거나 복잡하고 값 비싼 방법을 사용해야했습니다. 많은 제약 및 플라스틱은 본질적으로 탄화수소 프레임 워크 내에서 변형 된 탄소 원자 사슬 인 백본으로 구성됩니다. 지방산 은 쉽게 접근 할 수 있고 기능 기에 연결된 탄소 원자 사슬로 구성된 재생 가능한 천연 자원이기 때문에 생산에 있어 매력적인 원료입니다.카르복실기라고합니다. 그러나, 이러한 사슬을 변형시키는 우리의 능력은 지금까지 카르복실기에서 1 개 또는 2 개의 원자 만 떨어진 탄소 원자로 제한되었습니다. 홋카이도 대학 화학 반응 설계 및 발견 연구소 (WPI-ICReDD)의 Masaya Sawamura 교수는 다음과 같이 설명합니다. "이러한 방식으로 얻은 화학 물질은 구조가 매우 단순한 화학 물질로 제한되며 유용한 화합물을 합성하기 위해 다단계 공정이 수행됩니다. 필요한."
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2020/anewtooltocr.mp4
새롭게 개발 된 촉매는 이리듐 기반 촉매 센터와 기질의 위치를 제어하는 다양한 모듈로 구성되어 원하는 반응을 유도합니다. (Reyes RL et al., Science, 2020 년 8 월 21 일) 출처 : Reyes RL et al., Science , 2020 년 8 월 21 일 이전 연구를 바탕으로 Sawamura의 그룹 은 핵심에 이리듐 원자로 구성된 촉매 와 지방산 이유도체 (이 경우 지방산 아미드 또는 에스테르)는 카르복실기에서 3 개의 탄소 떨어져있는 CH 결합이 변형되는 방식으로 정확하게 위치합니다. 더욱이, 지방산 유도체의 모든 CH 결합은 두 가지 방식으로 변형되어 서로 거울상 인 화합물을 제공 할 수 있지만, 팀이 개발 한 촉매는 두 가지 가능한 제품 중 하나만 생산하며 이는 특히 중요한 속성입니다. 약물 개발. 가능한 수정의 폭을 더 늘리기 위해 연구원들은 촉매에 다른 모듈을 사용하여 기질이 촉매에 위치하는 방식을 변경하여 다양한 수정을 허용하려고합니다.
https://scx2.b-cdn.net/gfx/video/2020/1-anewtooltocr.mp4
새로운 촉매의 배경과 개발 요약 (홋카이도 대학 유기 금속 화학 연구소). 출처 : 홋카이도 대학 유기 금속 화학 연구실 Science에 발표 된 기사 에서 팀은 그들의 접근 방식이 다양한 기질에서 작동하고 다양한 유용한 파생물을 생성 할 수 있음을 보여주었습니다. 또한 양자 화학 계산을 사용하여 관찰 된 반응성과 선택성을 유도하는 촉매의 정확한 구조와 기능을 조사했습니다. 결과는 촉매가 서브 유닛 중 하나와 기질의 카르보닐기 사이의 상호 작용을 통해 기질을 결합하는 깊은 주머니를 가지고 있으며, 자연 효소와 유사한 특징 인 특정 반응을 촉진하기 위해 제자리에 유지한다는 것을 확인했습니다. "모듈 식 촉매는 지방산 아미드 및 에스테르의 부위 선택적인 변형을 가능하게했으며, 그중 일부는 생리 활성 화합물입니다.이 간단하고 모듈 식이며 광범위하게 적용 가능한 촉매 시스템은 쉽게 구할 수있는 공급 원료의 탄화수소 사슬에 구조적 및 화학적 복잡성을 도입 할 수있게합니다. 연구팀의 Ronald Reyes는 말합니다. 이러한 노력의 성공의 핵심은 실험과 계산의 조합입니다. Sawamura는 "실험 지식의 축적은 큰 영감의 원천이지만 컴퓨터 화학의 지원을 통해 가까운 장래에이를 실현할 수 있습니다."라고 말합니다.
더 탐색 새로운 촉매는 이산화탄소를 유용한 연료 및 화학 물질로 효율적으로 전환합니다. 추가 정보 : "모듈 식 이리듐 촉매를 사용한 지방족 아미드 및 에스테르의 비대칭 원격 C–H 보 릴화" Science (2020). science.sciencemag.org/cgi/doi… 1126 / science.abc8320 저널 정보 : 과학 홋카이도 대학 제공
https://phys.org/news/2020-08-tool-chemical-complexity-fatty-acids.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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