.'Magic' angle graphene and the creation of unexpected topological quantum states
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.Solar Orbiter: Turning Pictures Into Physics – Solar ‘Campfires’, Space Weather, and Disintegrating Comets
태양 궤도 선 : 그림을 물리학으로 바꾸기 – 태양 '캠프 파이어', 우주 기상, 혜성 붕괴
주제 :천문학유럽 우주국태양 궤도 선태양 으로 유럽 우주국 (ESA) 2020년 12월 13일 태양풍 발자국 DECEMBER 13, 2020
Solar Orbiter의 최신 결과는이 임무가 태양 표면의 사건과 우주선 주변의 행성 간 공간에서 일어나는 일 사이에 최초의 직접적인 연결을 만들고 있음을 보여줍니다. 그것은 또한 우리에게 태양 '캠프 파이어', 우주 기상, 붕괴 혜성에 대한 새로운 통찰력을 제공하고 있습니다. ESA Solar Orbiter 프로젝트 과학자 인 Daniel Müller는“Solar Orbiter와이를 유지하는 다양한 팀의 성능에 더 만족할 수 없었습니다. "올해 어려운 상황에서 진정한 팀의 노력이었으며 이제 우리는 이러한 노력이 실제로 성과를 거두기 시작했습니다." Solar Orbiter의 10 가지 과학 기기는 두 그룹으로 나뉩니다. 6 개의 원격 감지 망원경과 4 개의 현장 기기가 있습니다. 원격 감지 기기는 태양과 그 확장 된 대기 인 코로나를 관찰합니다. 현장 도구는 자기장 및 전기장과 함께 태양에 의해 방출되고 태양풍으로 알려진 우주선 주변의 입자를 측정합니다. 이러한 입자와 필드의 기원을 다시 태양 표면으로 추적하는 것은 Solar Orbiter의 핵심 목표 중 하나입니다. 6 월 15 일에 있었던 Solar Orbiter의 첫 번째 태양의 가까운 통과 동안, 우주선이 7700 만 킬로미터에 접근하는 것을 보았을 때, 원격 감지와 현장 장비 모두 데이터를 기록했습니다.
https://youtu.be/bVILmbm-JAU
태양풍의 발자국
Solar Orbiter 데이터는 우주선에 닿는 태양풍의 근원 영역을 계산하고 원격 감지 이미지에서이 '발자국'을 식별 할 수있게했습니다. 2020 년 6 월에 연구 된 한 예에서 발자국은 태양의 자기장이 우주로 도달하여 태양풍이 흐를 수있는 '코로 날 구멍'이라는 영역의 가장자리에서 볼 수 있습니다. 작업은 예비 작업이지만 지금까지 가능했던 것 이상입니다. 런던 임페리얼 칼리지이자 Solar Orbiter In-Situ Working Group 의장 인 Tim Horbury는“이전까지 정확한 매핑을 할 수 없었습니다. 캠프 파이어 물리학 Solar Orbiter는 또한 올해 초 세계의 주목을 끌었던 태양의 '캠프 파이어' 에 대한 새로운 정보를 가지고 있습니다. 임무의 첫 번째 이미지는 태양 표면을 가로 지르는 작은 태양 분출로 보이는 수많은 것을 보여주었습니다. 과학자들은 이러한 사건과 관련된 정확한 에너지가 아직 알려지지 않았기 때문에 캠프 파이어라고 불렀습니다. 에너지가 없으면 다른 임무에서 본 다른 소규모 분화 사건과 동일한 현상인지 아직 명확하지 않습니다. 이 모든 것을 그렇게 감질 나게 만드는 것은 작은 규모의 '나노 플레어'가 오랫동안 태양에 존재한다고 생각되었지만 이전에는 이렇게 작은 사건을 볼 수있는 수단이 없었기 때문입니다. “모닥불은 우리가 Solar Orbiter를 사용하여 추구하는 나노 플레어가 될 수 있습니다.”라고 Frédéric Auchère, Institut d' Astrophysique Spatiale, Orsay, France 및 Solar Orbiter Remote-Sensing Working Group 의장이 말했습니다.
태양의 캠프 파이어 2020 년 5 월 30 일 HRIEUV 망원경으로 찍은 ESA의 Solar Orbiter 우주선의 EUI (Extreme Ultraviolet Imager)의 고해상도 이미지입니다. 왼쪽 하단 모서리에있는 원은 규모에 대한 지구의 크기를 나타냅니다. 화살표는 '캠프 파이어'라고 불리는 태양 표면의 유비쿼터스 특징 중 하나를 가리키며 이러한 이미지를 통해 처음으로 드러났습니다. 출처 : Solar Orbiter / EUI Team / ESA & NASA; CSL, IAS, MPS, PMOD / WRC, ROB, UCL / MSSL
이것은 나노 플레어가 태양의 외부 대기 인 코로나를 가열하는 역할을한다는 이론이 있기 때문에 중요합니다. 코로나가 섭씨 100 만도에 달하는 반면 표면이 겨우 5000도에 불과 하다는 사실은 오늘날 태양 물리학에서 가장 혼란스러운 문제 중 하나입니다. 이 미스터리를 조사하는 것은 Solar Orbiter의 핵심 과학적 목표 중 하나입니다. 이 아이디어를 탐구하기 위해 연구원들은 Solar Orbiter의 SPICE (Spectral Imaging of the Coronal Environment) 기기로 데이터를 분석했습니다. SPICE는 태양 표면에서 가스의 속도를 나타내도록 설계되었습니다. 가스가 상당한 속도로 움직이고 있지만 캠프 파이어와의 상관 관계를 찾는 것은 아직 수행되지 않은 소규모 이벤트가 실제로 있음을 보여줍니다. “현재 우리는 팀이 우주에서 장비의 동작을 배우고있을 때 수집 한 시운전 데이터 만 가지고 있으며 그 결과는 매우 예비 적입니다. 그러나 분명히 우리는 매우 흥미로운 것을보고 있습니다.”라고 Frédéric은 말합니다. "Solar Orbiter는 모두 발견에 관한 것입니다. 이것은 매우 흥미 롭습니다." 혜성의 꼬리 서핑 Solar Orbiter의 계획된 과학적 목표를 향한 진전뿐만 아니라 우주선에서도 우연한 과학이있었습니다. Solar Orbiter가 발사 된 직후, 그것은 두 개의 꼬리를 통과하면서 혜성 ATLAS의 하류로 날아갈 것이라는 것을 발견했습니다. Solar Orbiter는 그러한 만남을 위해 설계되지 않았고 현재 과학 데이터를 수집 할 것이 아니었지만 임무 전문가들은 모든 현장 도구가 고유 한 만남을 기록하도록 노력했습니다. 하지만 네이처에게는 또 하나의 트릭이있었습니다. 우주선이 가까워지기 전에 혜성이 분해되었습니다. 따라서 꼬리에서 바라는 강한 신호 대신 우주선이 아무것도 보지 못할 가능성이 완전히 있습니다. 그렇지 않았습니다. Solar Orbiter는 ATLAS 혜성의 데이터에서 서명을 보았지만 과학자들이 일반적으로 기대하는 종류의 것은 아닙니다. 강력한 단일 꼬리 교차 대신 우주선은 자기 데이터에서 수많은 파동 에피소드를 감지했습니다. 또한 패치의 먼지도 감지했습니다. 이것은 혜성의 내부에서 많은 작은 조각으로 나뉘었을 때 방출되었을 것입니다. “우리가 본질적으로 붕괴 된 혜성의 여파를 통해 여행 한 것은 이번이 처음입니다.”라고 Tim은 말합니다. "정말 흥미로운 데이터가 많이 있습니다. 이것은 Solar Orbiter로 할 수있는 고품질 우연한 과학의 또 다른 예입니다."
Solar Orbiter 입자 데이터 Solar Orbiter의 EPD (Energetic Particle Detector)는 2020 년 3 월부터 켜져 있고 데이터를 수집하고 있습니다. 이제 전체 궤도의 데이터를 수집했습니다. 출처 : Solar Orbiter / EPD (ESA 및 NASA)
스텔스 우주 날씨 Solar Orbiter는 우주에서 대부분의 시간 동안 태양풍을 측정하여 태양에서 방출되는 입자의 수를 기록했습니다. 그런 다음 4 월 19 일, 특히 흥미로운 코로나 질량 방출이 Solar Orbiter를 휩쓸 었습니다. 코로나 질량 방출 (CME)은 수십억 톤의 입자가 태양의 외부 대기에서 방출 될 수있는 대규모 우주 기상 현상입니다. 4 월 14 일 태양에서 폭발 한이 특정 CME 동안 태양 궤도 선은 지구에서 태양까지의 길이의 약 20 %였습니다. 코로나 질량 박출의 다 지점 탐지 2 월에 Solar Orbiter가 발사 된 지 몇 달 후, 태양에서 발생하는 코로나 질량 방출 (CME)의 영향을 측정했습니다. 다른 ESA 및 NASA 우주선의 유사한 측정을 통해 CME의 진화가 태양에서 지구로 5 일 동안 이동하는 동안 차트로 표시 될 수있었습니다. 크레딧 : ESA
이 사건을 관측 한 우주선은 Solar Orbiter만이 아니 었습니다. ESA의 BepiColombo Mercury 임무는 당시 지구에서 날아가고있었습니다. 또한 STEREO라는 NASA 태양 우주선이 직접 태양-지구 선에서 약 90도 떨어져 있으며 CME가 통과 한 공간 영역을 직접 바라보고 있습니다. 그것은 CME가 Solar Orbiter에 영향을 미치고 BepiColombo와 Earth에 영향을 미치는 것을 보았습니다. 모든 다른 우주선의 측정 값을 결합하여 연구자들은 코로나 질량 방출이 우주를 통과하면서 진화하는 방식을 실제로 연구 할 수있었습니다. 이것은 다점 과학으로 알려져 있으며 현재 내부 태양계에있는 우주선의 수 덕분에 태양풍과 우주 날씨를 이해하려는 우리의 탐구에서 점점 더 강력한 도구가 될 것입니다. "우리는 원격으로 볼 수 있고 현장에서 측정 할 수 있으며 CME가 지구를 향해 이동할 때 어떻게 변하는 지 볼 수 있습니다."라고 Tim은 말합니다. 사건을 본 우주선만큼이나 흥미 로웠을 것입니다. ESA-NASA SOHO 우주선은 지구 앞에 위치하고 있으며 이와 같은 분출을 위해 지속적으로 태양을 감시하고 있지만 거의 등록하지 않았습니다. 이것은 4 월 19 일 이벤트를 스텔스 CME라고하는 희귀 한 종류의 우주 기상 이벤트로 만듭니다. 이러한 더 찾기 어려운 사건을 연구하면 우주 날씨를 더 완벽하게 이해하는 데 도움이 될 것입니다.
태양 궤도 선 비너스 플라이 비 Venus에서 날아 다니는 Solar Orbiter에 대한 아티스트의 인상. 크레딧 : ESA / ATG medialab
다가오는 해에는 다 지점 과학의 기회가 증가 할 것입니다. 12 월 27 일, Solar Orbiter는 첫 번째 금성 비행을 완료합니다 . 이 이벤트는 행성의 중력을 사용하여 우주선을 태양에 더 가깝게 휘두르고 NASA의 Parker Solar Probe와의 공동 측정을 위해 Solar Orbiter를 더 나은 위치에 놓을 것입니다. https://youtu.be/YqeIdy_u4-c Parker가 태양 대기 내부에서 현장 측정을 수행 할 때 Solar Orbiter는 동일한 지역의 이미지를 촬영합니다. 함께, 두 우주선은 세부 사항과 더 큰 그림을 제공합니다. NASA Solar Orbiter 프로젝트 과학자 인 Teresa Nieves-Chinchilla는“2021 년은 Solar Orbiter에게 흥미로운시기가 될 것입니다. "연말까지 모든 악기가 본격적인 과학 모드에서 함께 작동 할 것이며 우리는 태양에 더 가까이 다가 갈 준비를 할 것입니다." 2022 년에 태양 궤도 선은 태양 표면에서 4 천 8 백만 킬로미터 이내에 가까워 질 것이며, 이는 2021 년에 갈 것보다 2 천만 킬로미터 이상 더 가까울 것입니다.
.Faster and More Efficient Information Transfer Using Antiferromagnetic Rust
반 강자성 녹을 사용한 더 빠르고 효율적인 정보 전송
주제 :전자기학Johannes Gutenberg University 마인츠재료 과학양자 정보 과학스핀 트로닉스 작성자 : JOHANNES GUTENBERG UNIVERSITY MAINZ 12 월 13, 2020 Magnons 전류는 선형 분극 (빨간색 및 파란색 화살표로 표시됨)으로 두 개의 매그 논의 중첩을 여기시킵니다. 그 후 에너지는 반 강자성 절연체를 통해 전달됩니다. 이것은 전압으로 감지 할 수 있습니다. 출처 : Ill./© : Andrew Ross, JGU PHYSICS DECEMBER 13, 2020
물리학 자들은 반 강자성 녹을 사용하여 실온에서 장거리 정보를 전달합니다. 스마트 폰, 랩톱 또는 메인 프레임에 상관없이 : 정보의 전송, 처리 및 저장은 현재 약 60 년 전 컴퓨터 과학의 초기 시절과 마찬가지로 단일 종류의 자료를 기반으로합니다. 그러나 새로운 종류의 자성 물질은 정보 기술을 새로운 수준으로 끌어 올릴 수 있습니다. 반 강자성 절연체는 훨씬 적은 발열로 기존 전자 제품보다 천배 빠른 컴퓨팅 속도를 가능하게합니다. 구성 요소를 더 가깝게 묶을 수 있고 로직 모듈은 더 작아 질 수 있으며, 이는 전류 구성 요소의 가열 증가로 인해 지금까지 제한되었습니다. 상온에서 정보 전송 지금까지 문제는 반 강자성 절연체의 정보 전달이 저온에서만 작동한다는 것입니다. 하지만 스마트 폰을 냉동실에 넣어서 사용할 수있는 사람은 누구일까요? Johannes Gutenberg University Mainz (JGU)의 물리학 자들은 CNRS / Thales 연구소, CEA Grenoble, 프랑스 국립 고지 연구소의 실험가들과 양자 스핀 트로닉스 센터의 이론가들과 함께이 단점을 제거 할 수있었습니다. (QuSpin), 노르웨이 과학 기술 대학교. JGU 과학자 Andrew Ross는“우리는 실온에서 표준 반 강자성 절연체에서 정보를 전송하고 처리 할 수 있었으며 정보 처리가 가능하도록 충분히 긴 거리에 걸쳐 처리 할 수있었습니다. 연구자들은 산화철 (α-Fe 2산화철은 널리 보급되고 제조가 용이하기 때문에 반 강자성 절연체로 녹의 주성분 인 O 3 ). 자기 절연체의 정보 전달은 마그 논으로 알려진 자기 순서의 여기에 의해 가능합니다. 이것들은 돌을 던진 후 연못의 수면을 가로 질러 파도가 움직이는 것과 유사하게 자성 물질을 통해 파도로 이동합니다. 이전에는 이러한 파동이 정보를 효율적으로 전송하기 위해 원형 편파를 가져야한다고 믿었습니다. 산화철에서 이러한 원형 편광은 저온에서만 발생합니다. 그러나 국제 연구팀은 실온에서도 매우 먼 거리에 마그 논을 전송할 수있었습니다. 하지만 어떻게 작동 했습니까? “우리는 단일 평면을 가진 반강 자석에서 선형 편광을 가진 두 개의 마그 논이 겹치고 함께 이동할 수 있다는 것을 깨달았습니다. 그들은 서로를 보완하여 대략적인 원형 편광을 형성합니다.”라고 Romain Lebrun 박사는 설명했습니다. 이전에 마인츠에서 일했던 파리의 CNRS / Thales 합동 연구소의 연구원. "상온에서 산화철을 사용할 수있는 가능성은 반 강자성 절연체를 기반으로 한 초고속 스핀 트로닉 장치 개발을위한 이상적인 놀이터입니다." 매우 낮은 감쇠로 에너지 효율적인 전송 가능 정보 전달 과정에서 중요한 질문은 자성 물질을 통과 할 때 정보가 얼마나 빨리 손실되는지입니다. 이것은 자기 감쇠의 값으로 정량적으로 기록 될 수 있습니다. JGU 물리학 연구소의 Mathias Kläui 교수는“검사 된 산화철은 자성 물질에서 지금까지보고 된 가장 낮은 자기 감쇠 중 하나입니다. “우리는 높은 자기장 기술이 다른 반 강자성 재료가 유사하게 낮은 감쇠를 가지고 있음을 보여줄 것으로 예상하며, 이는 차세대 스핀 트로닉 장치 개발에 매우 중요합니다. 우리는 노르웨이 QuSpin의 동료들과 장기적인 협력을 통해 저전력 자기 기술을 추구하고 있으며 이번 협력에서 또 다른 흥미로운 작업이 나왔다는 사실을 알게되어 기쁩니다.”
참조 : R. Lebrun, A. Ross, O. Gomonay, V.의 " 반 강자성 α-Fe 2 O 3 의 초저 감쇠 단결정에서 Morin 상 전이를 통해 실온까지 장거리 스핀 수송 ". Baltz, U. Ebels, A.-L. Barra, A. Qaiumzadeh, A. Brataas, J. Sinova 및 M. Kläui, 2020 년 12 월 10 일, Nature Communications . DOI : 10.1038 / s41467-020-20155-7 이 연구는 최근 Nature Communications 에 발표되었으며 EU 연구 및 혁신 프로그램 Horizon 2020, 독일 연구 재단 (DFG) 및 노르웨이 연구위원회의 재정 지원을 받았습니다.
.Spin-Based Quantum Computing Breakthrough: Physicists Achieve Tunable Spin Wave Excitation
스핀 기반 양자 컴퓨팅 혁신 : 물리학 자들이 튜닝 가능한 스핀파 여기를 달성
주제 :모스크바 물리학 및 기술 연구소나노 기술양자 컴퓨팅스핀 트로닉스 으로 물리 모스크바 기술 연구소 2020 년 9 월 13 일 Magnon 여기 Magnon 여기. 출처 : Daria Sokol / MIPT Press Office
과학자들은 레이저 펄스를 사용하여 나노 구조에서 마그 논을 자극합니다 MIPT와 러시아 Quantum Center의 물리학 자들은 Saratov State University와 Michigan Technological University의 동료들과 함께 짧은 레이저 펄스를 통해 나노 구조 비스무트 철 가넷 필름에서 스핀파를 제어하는 새로운 방법을 시연했습니다. 에 발표 나노 편지 ,이 솔루션은 에너지 효율적인 정보 전달 및 스핀 기반의 응용 프로그램에 대한 가능성이 양자 컴퓨팅 . 입자의 스핀은 항상 방향이있는 고유의 각운동량입니다. 자화 된 재료에서 회전은 모두 한 방향으로 향합니다. 이 자기 질서의 국부적 파괴는 양자를 마그 논이라고하는 스핀파의 전파를 동반합니다. 전류와 달리 스핀파 전파는 물질의 전달을 포함하지 않습니다. 결과적으로 정보를 전송하기 위해 전자 대신 마그 논을 사용하면 열 손실이 훨씬 적습니다. 데이터는 스핀파의 위상 또는 진폭으로 인코딩되고 파동 간섭 또는 비선형 효과를 통해 처리 될 수 있습니다. magnon을 기반으로 한 간단한 논리 구성 요소는 이미 샘플 장치로 사용할 수 있습니다. 그러나이 새로운 기술을 구현하는 데 따르는 과제 중 하나는 특정 스핀파 매개 변수를 제어해야한다는 것입니다. 많은 점에서 흥미 진진한 마그 논은 다른 수단보다 광학적으로 더 편리하며, Nano Letters의 최근 논문에 제시된 장점 중 하나입니다. 연구진은 나노 구조의 비스무트 철 가넷에서 스핀파를 자극했다. 나노 패터닝 없이도이 재료는 독특한 광 자기 특성을 가지고 있습니다. 자기 감쇠가 낮기 때문에 매그 논이 실온에서도 먼 거리에 전파 될 수 있습니다. 또한 근적외선 범위에서 광학적으로 매우 투명하며 Verdet 상수가 높습니다. 연구에 사용 된 필름은 정교한 구조를 가지고있었습니다. 위에는 1 차원 격자가 형성되고 450 나노 미터주기 (그림 1)가있는 부드러운 하부 층이 있습니다. 이 기하학은 수정되지 않은 필름에서는 불가능한 매우 특정한 스핀 분포를 가진 마그 논의 여기를 가능하게합니다. 자화 세차를 자극하기 위해 팀은 선형 편광 펌프 레이저 펄스를 사용했는데, 그 특성은 스핀 역학과 생성 된 스핀 파의 유형에 영향을 미쳤습니다. 중요한 것은 파동 여기는 열 효과가 아닌 광 자기에서 발생했습니다.
광 펄스에 의한 스핀 웨이브 여기 광학 펄스에 의한 스핀파 여기의 개략도. 레이저 펌프 펄스는 bismuth iron garnet (BiIG)에서 회전 순서 (보라색 화살표로 표시됨)를 국지적으로 방해하여 마그 논을 생성합니다. 그런 다음 프로브 펄스를 사용하여 여기 된 마그 논에 대한 정보를 복구합니다. GGG는 기질 역할을하는 가돌리늄 갈륨 가넷을 나타냅니다. 출처 : Alexander Chernov et al./Nano Letters
연구원들은 샘플의 상태를 추적하고 스핀파 특성을 추출하기 위해 250 펨토초 프로브 펄스에 의존했습니다. 프로브 펄스는 펌프 펄스에 대해 원하는 지연으로 샘플의 어느 지점 으로든 보낼 수 있습니다. 이것은 주어진 지점에서 자화 역학에 대한 정보를 산출하며, 이는 스핀 파의 스펙트럼 주파수, 유형 및 기타 매개 변수를 결정하기 위해 처리 될 수 있습니다. 이전에 사용 가능한 방법과 달리 새로운 접근 방식은 생성 된 파동을 여기시키는 레이저 펄스의 여러 매개 변수를 변경하여 생성 된 파동을 제어 할 수 있습니다. 또한, 나노 구조 필름의 기하학적 구조는 여기 중심이 약 10 나노 미터 크기의 지점에 국한되도록합니다. 나노 패턴은 또한 다양한 유형의 스핀파를 생성 할 수있게합니다. 레이저 펄스의 입사각, 파장 및 편광은 나노 구조 특성에 의해 결정되는 샘플의 도파관 모드의 공진 여기를 가능하게하여 여기 된 스핀 파의 유형을 제어 할 수 있습니다. 광 여기와 관련된 각 특성은 원하는 효과를 생성하기 위해 독립적으로 변경 될 수 있습니다. MIPT의 Magnetic Heterostructures and Spintronics Lab을 이끌고있는이 연구의 공동 저자 인 Alexander Chernov는“나노 포토닉스는 초고속 자기 분야에서 새로운 가능성을 열어줍니다. “실제 응용 프로그램의 생성은 서브 마이크로 미터 규모를 넘어서 작업 속도와 멀티 태스킹 용량을 증가시킬 수 있는지 여부에 달려 있습니다. 우리는 자성 물질을 나노 구조화하여 이러한 한계를 극복하는 방법을 보여주었습니다. 우리는 수십 나노 미터의 지점에 빛을 성공적으로 위치 시켰으며 다양한 순서의 정상 스핀파를 효과적으로 자극했습니다. 이러한 유형의 스핀파는 장치가 최대 테라 헤르츠 범위의 고주파에서 작동 할 수있게합니다.” 이 논문은 특별히 설계된 비스무트 철 가넷의 나노 패턴 필름에서 짧은 레이저 펄스에 의한 광학 여기 하에서 스핀 역학을 제어하는 향상된 발사 효율과 능력을 실험적으로 보여줍니다. 이는 일관된 스핀 진동을 기반으로하는 자기 데이터 처리 및 양자 컴퓨팅에 대한 새로운 전망을 열어줍니다.
참조 : Alexander I. Chernov *, Mikhail A. Kozhaev, Daria O. Ignatyeva, Evgeniy N. Beginin, Alexandr V. Sadovnikov, Andrey A. Voronov, Dolendra Karki의 "모든 유전체 나노 포토닉스는 교환 스핀 파동의 조정 가능한 여기를 가능하게합니다" , Miguel Levy 및 Vladimir I. Belotelov, 2020 년 6 월 9 일, Nano Letters . DOI : 10.1021 / acs.nanolett.0c01528 이 연구는 러시아 과학 및 고등 교육부의 지원을 받았습니다.
.'Magic' angle graphene and the creation of unexpected topological quantum states
'매직'각도 그래 핀과 예상치 못한 위상 양자 상태 생성
에 의해 프린스턴 대학 프린스턴이 이끄는 물리학 자 팀은 특정 조건에서 상호 작용하는 전자가 "위상 양자 상태"라고 불리는 것을 생성 할 수 있다는 것을 발견했으며, 이는 많은 기술 연구 분야, 특히 정보 기술에 영향을 미칩니다. 이 다이어그램은 서로 다른 토폴로지 위상을 구분하는 "Chern number"라고하는 정수로 특징 지어지는 서로 다른 절연 상태를 보여줍니다. 출처 : Kevin Nuckolls, DECEMBER 14, 2020
프린스턴 대학교 물리학과 전자는 이상하고 엉망인 세상에 살고 있습니다. 이 극히 작은 입자들은 과학자들이 연구 해 온 1 세기 이상에도 불구하고 놀라움과 신비로움을 멈추지 않았습니다. 이제 훨씬 더 놀라운 방식으로 물리학 자들은 특정 조건에서 상호 작용하는 전자가 '위상 양자 상태'라고 불리는 것을 생성 할 수 있음을 발견했습니다.
최근 Nature 지에 게재 된이 발견 은 많은 기술 연구 분야, 특히 정보 기술에 영향을 미칩니다. 물질의 위상 학적 상태는 특히 흥미로운 양자 현상입니다. 그들의 연구는 변형 될 수 있지만 본질적으로 변경되지 않는 기하학적 특성을 연구하는 이론적 수학의 한 분야 인 토폴로지와 양자 물리학을 결합합니다.
위상 양자 상태는 2016 년에 세 명의 과학자, 즉 Princeton의 Thomas D. Jones 수리 물리학 교수이자 Sherman Fairchild University 물리학 교수 인 David Thouless 및 Michael Kosterlitz와 함께 노벨상을 수상하면서 대중의 주목을 받았습니다. 전자 재료에서 토폴로지의 역할을 밝혀낸 공로로 수상. "지난 10 년 동안 전자의 새로운 위상 양자 상태에 대해 많은 흥분을 느꼈다"고 1909 년 프린스턴의 물리학 교수이자이 연구의 수석 저자 인 Ali Yazdani가 말했다.
"지난 10 년 동안 우리가 발견 한 대부분은 전자가 서로 상호 작용하는 것에 대해 생각하지 않고 이러한 토폴로지 속성을 얻는 방법에 초점을 맞추 었습니다." 그러나 매직 앵글 트위스트 이중층 그래 핀 으로 알려진 재료를 사용하여 Yazdani와 그의 팀은 상호 작용하는 전자가 어떻게 물질의 놀라운 단계를 일으킬 수 있는지 탐구 할 수있었습니다.
그래 핀의 놀라운 특성은 2 년 전에 Pablo Jarillo-Herrero와 그의 MIT (Massachusetts Institute of Technology) 팀이이를 사용하여 전자가 저항없이 자유롭게 흐르는 상태 인 초전도성을 유도했을 때 발견되었습니다. 이 발견은 비정상적인 양자 현상을 탐구하기위한 새로운 물질 플랫폼으로 즉시 인식되었습니다.
Yazdani와 그의 동료 연구자들은이 발견에 흥미를 느끼고 초전도의 복잡성을 더 탐구하기 시작했습니다. 그러나 그들이 발견 한 것은 그들을 다른 길로 이끌었습니다. 이 논문의 주 저자이자 물리학 대학원생 인 Kevin Nuckolls는 "이것은 갑자기 나타난 멋진 우회로였습니다."라고 말했습니다. "완전히 예상치 못한 일이었고 우리는 그것이 중요 할 것이라는 것을 깨달았습니다." Jarillo-Herrero와 그의 팀, Yazdani, Nuckolls 및 다른 연구자들의 예에 따라 꼬인 이중층 그래 핀에 대한 조사에 집중했습니다.
Nuckolls는 "정말 기적의 물질"이라고 말했다. "이것은 큰 전기 전도체이며 알려진 가장 강한 결정 중 하나 인 탄소 원자의 2 차원 격자입니다." 그래 핀은 믿을 수 없을 정도로 간단하지만 힘든 방식으로 생산됩니다. 연필에있는 동일한 순수 흑연 인 흑연의 벌크 결정을 끈적 끈적한 테이프로 각질 제거하여 원자가 배열 된 단일 원자 두께의 탄소 층에 도달 할 때까지 상단 층을 제거합니다.
ㅡ평평한 벌집 격자 패턴으로. 원하는 양자 효과를 얻기 위해, Jarillo-Herrero의 연구에 따라 Princeton 연구원은 상단 레이어가 약간 기울어 진 상태로 두 장의 그래 핀을 서로 위에 놓았습니다. 이 비틀림은 일반적인 프랑스 직물 디자인의 이름을 닮은 모아레 패턴을 만듭니다.
ㅡ그러나 중요한 점은 그래 핀의 최상층이 위치하는 각도입니다. 정확히 1.1도, 양자 효과를 생성하는 "마법"각도입니다.
프린스턴이 이끄는 물리학 자 팀은 특정 조건에서 상호 작용하는 전자가 "위상 양자 상태"라고 불리는 것을 생성 할 수 있다는 것을 발견했으며, 이는 많은 기술 연구 분야, 특히 정보 기술에 영향을 미칩니다. 이 주사 터널링 현미경 다이어그램은 매직 앵글 트위스트 이중층 그래 핀을 보여줍니다. 출처 : Kevin
ㅡNuckolls, 프린스턴 대학교 물리학과 Nuckolls는 "그것은 자연에서 매우 이상한 결함이다"라고 말했다. "정확히이 하나의 각도를 달성해야합니다." 예를 들어, 그래 핀의 최상층을 1.2도 각도로 기울이면 효과가 없습니다.
연구원들은 극도로 낮은 온도를 생성하고 약간의 자기장을 생성했습니다. 그런 다음 그들은 원자 및 아 원자 세계를보기 위해 빛이 아닌 "양자 터널링"이라는 기술에 의존하는 주사 터널링 현미경이라는 기계를 사용했습니다. 그들은 마술 각도로 꼬인 그래 핀 표면에있는 현미경의 전도성 금속 팁을 지시하고 전자의 에너지 수준을 감지 할 수있었습니다. 그들은 매직 앵글 그래 핀이 그래 핀 시트에서 전자가 움직이는 방식을 변화 시켰음을 발견했습니다.
ㅡYazdani는“이것은 전자가 동일한 에너지를 가지도록하는 조건을 생성합니다. "우리는 이것을 '플랫 밴드'라고 부릅니다." 전자가 동일한 에너지를 가질 때 (평탄 밴드 물질에있을 때) 서로 매우 강하게 상호 작용합니다. "이 상호 작용은 전자가 많은 이국적인 일을하게 만들 수있다"고 Yazdani는 말했다. 연구원들은 이러한 "이국적인"것 중 하나가 예상치 못한 자발적인 토폴로지 상태의 생성임을 발견했습니다.
"그래 핀의 이러한 비틀림은 전자 사이에 매우 강한 상호 작용 을 생성하는 올바른 조건을 생성합니다 "라고 Yazdani는 설명했습니다. "그리고이 상호 작용은 예기치 않게 전자가 일련의 위상 양자 상태로 스스로를 구성하는 것을 선호합니다." 특히, 그들은 전자 사이의 상호 작용이 위상 절연체라고 불리는 것을 생성한다는 것을 발견했습니다. 이들은 내부에서 절연체 역할을하는 독특한 장치입니다. 즉, 내부의 전자가 자유롭게 이동할 수 없으므로 전기를 전도하지 않습니다. 그러나 가장자리의 전자는 자유롭게 움직일 수 있으므로 전도성이 있습니다.
또한 토폴로지의 특수한 특성으로 인해 가장자리를 따라 흐르는 전자는 결함이나 변형에 의해 방해받지 않습니다. 그들은 지속적으로 그리고 효과적으로 전자의 이동을 방해하는 물질 표면의 미세한 결함과 같은 제약을 우회합니다. 작업 과정에서 Yazdani의 실험 그룹은 두 명의 다른 프린스 토니아 인 (물리학 교수 Andrei Bernevig과 물리학 조교수 Biao Lian)을 팀으로 구성하여 연구 결과의 기본 물리적 메커니즘을 이해했습니다. “우리의 이론은 상호 작용과 토폴로지라는 두 가지 중요한 요소가 본질적으로 서로 분리되어있는 것처럼 보이며이 시스템에서 결합된다는 것을 보여줍니다.”라고 Bernevig는 말했습니다. 이 결합은 실험적으로 관찰 된 위상 절연체 상태를 생성합니다. 양자 토폴로지 분야는 비교적 새로운 분야이지만 전기 공학, 재료 과학, 특히 컴퓨터 과학 분야를 혁신 할 수있는 큰 잠재력을 가지고 있습니다. Yazdani는 "사람들은 양자 컴퓨팅과의 관련성에 대해 많은 이야기를 나누고 있습니다. 여기서 이러한 토폴로지 양자 상태 를 사용하여 더 나은 유형의 양자 비트를 만들 수 있습니다." "우리가하려는 일에 대한 동기는 양자 정보가 토폴로지 단계 내에서 어떻게 인코딩 될 수 있는지 이해하는 것입니다.이 분야의 연구는 흥미로운 새로운 과학을 생산하고 있으며 양자 정보 기술 발전에 잠재적 인 영향을 미칠 수 있습니다." Yazdani와 그의 팀은 전자의 상호 작용이 어떻게 다른 위상 상태를 유발하는지 이해하기위한 연구를 계속할 것입니다. "이 물질 시스템에서 토폴로지와 초전도 사이의 상호 작용은 매우 매력적이며 다음에 이해하려고 노력할 것"이라고 Yazdani는 말했습니다.
더 알아보기 양자점을 직접 시각화하면 양자 파 기능의 모양이 드러납니다. 추가 정보 : Nuckolls, KP, Oh, M., Wong, D. et al. 매직 앵글 트위스트 이중층 그래 핀의 강력한 상관 관계 Chern 절연체. 자연 (2020). doi.org/10.1038/s41586-020-3028-8 저널 정보 : Nature Princeton University 제공
https://phys.org/news/2020-12-magic-angle-graphene-creation-unexpected.html
ㅡ평평한 벌집 격자 패턴으로. 원하는 양자 효과를 얻기 위해, Jarillo-Herrero의 연구에 따라 Princeton 연구원은 상단 레이어가 약간 기울어 진 상태로 두 장의 그래 핀을 서로 위에 놓았습니다. 이 비틀림은 일반적인 프랑스 직물 디자인의 이름을 닮은 모아레 패턴을 만듭니다.
ㅡ그러나 중요한 점은 그래 핀의 최상층이 위치하는 각도입니다. 정확히 1.1도, 양자 효과를 생성하는 "마법"각도입니다.
ㅡYazdani는“이것은 전자가 동일한 에너지를 가지도록하는 조건을 생성합니다. "우리는 이것을 '플랫 밴드'라고 부릅니다." 전자가 동일한 에너지를 가질 때 (평탄 밴드 물질에있을 때) 서로 매우 강하게 상호 작용합니다. "이 상호 작용은 전자가 많은 이국적인 일을하게 만들 수있다"고 Yazdani는 말했다. 연구원들은 이러한 "이국적인"것 중 하나가 예상치 못한 자발적인 토폴로지 상태의 생성임을 발견했습니다.
==메모 201215 나의 oms 스토리텔링
각도 1.1도가 존재할 수 있는 장소는 거의 평면적이다. 그 평면에 격자가 존재하면 거의 oms모형이 나타난다. 마법의 알고리즘이자 그래핀ㅇ이 양자효과를 생성한다고 한다.
oms는 동일한 에너지를 가지게 한다. 플랫밴드이다. 상호작용이 강하여 토폴로자 상태를 생성한다.
보기1.
1000
0001
0100
0010
보기1.은 4차 oms 이다. 곡면위 거의 마법의 각도 1,1도 평면을 이룬 격자이고 빛이나 전자가 닿으면 평면위로 퍼지는 양자 상태를 유도한다. 보기1.을 크게 확장하면 4^ 구골아담이브 사이즈급 1.1 마법의 각도 순도 99.9999999999999999999999퍼센트 OMS가 나타난다.
보기1.을 1.1 각도를 만들려면 구의 크기가 무한히 큰것에 이를 것이고 4^ 구골아담이브 사이즈급은 무한히 작은 것에 이를 것이다. 무한히 작은 것에 이른 구체 입자에서 격자 무한대가 존재하는 것이 양자효과를 발생한다? 예상치 못한 결론이다. 허허.
ㅡ With a flat honeycomb grid pattern. To achieve the desired quantum effect, according to Jarillo-Herrero's work, Princeton researchers placed two sheets of graphene on top of each other with the top layer slightly tilted. This twist creates a moiré pattern that resembles the name of a typical French fabric design.
ㅡBut what's important is the angle at which the top layer of graphene is located. It's exactly 1.1 degrees, a "magic" angle that creates a quantum effect.
ㅡYazdani says, “This creates a condition that allows electrons to have the same energy. "We call this a'flat band'." When electrons have the same energy (when they are in a flat band material) they interact very strongly with each other. "This interaction can make electrons do a lot of exotic things," Yazdani said. Researchers have discovered that one of these "exotic" things is the creation of unexpected spontaneous topological states.
==Memo 201215 My oms storytelling
The place where an angle of 1.1 degrees can exist is almost planar. If there is a grid on that plane, an almost oms model appears. It is said that graphene, which is a magical algorithm, generates quantum effects.
oms gives us the same energy It is a flat band. The interaction is strong, creating a topoloza state.
Example 1.
1000
0001
0100
0010
Example 1. is the fourth order oms. It is a lattice that forms a plane with almost a magic angle of 1,1 degrees on a curved surface, and when light or electrons hit it, it induces a quantum state that spreads on the plane. If you greatly expand the example 1. 4^ Gugol Adam Eve size 1.1 magic angle purity 99.9999999999999999999999% OMS appears.
Example 1. To make an angle of 1.1, the size of the sphere will reach infinitely large, and the size class of 4^ Gugol Adam Eve will reach infinitely small. The existence of lattice infinity in a sphere particle reaching infinitely small causes quantum effect? This is an unexpected conclusion. haha.
.High-brightness source of coherent light spanning from the UV to THz
UV에서 THz에 이르는 코 히어 런트 광원의 고휘도 소스
에 의해 ICFO 생성 된 펄스의 전기장과 함께 배경에서 확장되는 중 적외선 펄스의 스펙트럼에 대한 예술적인 인상. 출처 : ICFO / L.Maidment, U. Elu & J. Biegert DECEMBER 14, 2020
분석 광학 방법은 고체, 액체 또는 기체 내의 물질을 빠르고 안전하게 식별 할 수 있도록하므로 현대 사회에 매우 중요합니다. 이러한 방법은 광학 스펙트럼의 다른 부분에서 각 물질과 다르게 상호 작용하는 빛에 의존합니다. 예를 들어 스펙트럼의 자외선 범위는 물질 내부의 전자 전이에 직접 접근 할 수있는 반면 테라 헤르츠는 분자 진동에 매우 민감합니다.
수년에 걸쳐 초 분광 분광법 및 이미징을 달성하기 위해 많은 기술이 개발되어 과학자들은 예를 들어 분자가 접히거나 회전하거나 진동 할 때 분자의 거동을 관찰하여 암 마커, 온실 가스, 오염 물질 또는 심지어 우리에게 해로울 수있는 물질 . 이러한 초 고감도 기술은 식품 검사, 생화학 감지 또는 문화 유산 과 관련된 응용 분야에서 고대 유물, 그림 또는 조각에 사용 된 재료의 구조를 조사하는 데 매우 유용함이 입증되었습니다 .
ㅡ당면한 과제는 충분한 밝기로 넓은 스펙트럼 범위를 커버하는 소형 소스가 없다는 것입니다. 싱크로트론은 스펙트럼 범위를 제공하지만 레이저의 시간적 일관성이 부족하며 이러한 소스는 대규모 사용자 시설에서만 사용할 수 있습니다.
이제 ICFO, Max-Planck 빛 과학 연구소, Kuban 주립 대학 및 Max-Born-Institute for Nonlinear Optics 및 Ultrafast Spectroscopy의 국제 연구팀 인 Nature Photonics에 발표 된 최근 연구에서 ICFO Jens Biegert의 ICREA Prof.는
ㅡ가스로 채워진 반공 진 링 광결정 섬유와 새로운 비선형 결정을 결합한 소형 고휘도 중 적외선 구동 소스에 대해보고합니다. 탁상용 소스는 340nm에서 40,000nm까지 7 옥타브의 일관된 스펙트럼을 제공하며 가장 밝은 싱크로트론 시설 중 하나보다 2 ~ 5 배 높은 스펙트럼 밝기를 제공합니다.
향후 연구는 물질 및 재료의 시간 영역 분석을 위해 소스의 몇주기 펄스 지속 시간을 활용하여 분자 분광학, 물리 화학 또는 고체 물리학과 같은 영역에서 다중 모드 측정 접근 방식에 대한 새로운 기회를 열어 조금.
더 알아보기 천연 3 차원 비선형 광결정 추가 정보 : Ugaitz Elu et al. 7 옥타브 고휘도 및 캐리어 봉투 위상 안정 광원, Nature Photonics (2020). DOI : 10.1038 / s41566-020-00735-1 저널 정보 : Nature Photonics ICFO 제공
https://phys.org/news/2020-12-high-brightness-source-coherent-spanning-uv.html
ㅡ당면한 과제는 충분한 밝기로 넓은 스펙트럼 범위를 커버하는 소형 소스가 없다는 것입니다. 싱크로트론은 스펙트럼 범위를 제공하지만 레이저의 시간적 일관성이 부족하며 이러한 소스는 대규모 사용자 시설에서만 사용할 수 있습니다.
==메모 2012151 나의 oms 스토리텔링
분광학에 의한 스펙트럼은 프리즘을 이용한다. oms에서 프리즘 역할은 1 이다.
보기1. 6차 oms이다.
100000
000010
010000
000001
001000
000100< 1이 프리즘이라 가정해보자.
빛이 x방향에서 오면 1에 의해 빛이 스펙트럼을 발생하여 y 방향으로 가서 그 빛의 분광학적 결과를 낸다. 충분한 밝기로 광범위한 고밀도 스펙트럼 범위를 커버하는 소형 소스가 필요한가? 보기1.을 확장하면 6^구골 아담이브 사이즈급 oms을 얻을 수 있다. 허허.
ㅡThe challenge at hand is that there are no small sources that cover a wide spectral range with sufficient brightness. Synchrotron provides a spectral range but lacks the temporal consistency of the laser and these sources are only available in large user facilities.
==Memo 2012151 My oms storytelling
Spectra by spectroscopy uses a prism. The prism role in oms is 1.
Example 1. It is 6th oms.
100000
000010
010000
000001
001000
Suppose 000100< 1 is a prism.
When light comes from the x direction, the light generates a spectrum by 1 and goes to the y direction to produce the spectroscopic result of the light. Do you need a small source that covers a wide high-density spectral range with sufficient brightness? If you expand example 1., you can get 6^googol Adam Eve size class oms. haha.
.음, 꼬리가 보인다
.Measurement of Planetary Boundary Layer Winds with Scanning Doppler Lidar
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
.Senescent tumor cells building three-dimensional tumor clusters
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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