.Researchers develop unique process for producing light-matter mixture
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.The world's first DNA 'tricorder' in your pocket
주머니 속 세계 최초의 DNA '트리 코더'
에 의해 콜드 스프링 하버 연구소 Aspyn Palatnick은 Cold Spring Harbor Laboratory의 125 주년 오픈 하우스에서 세계 최초의 모바일 유전학 실험실을 개최합니다. 새로운 iPhone 앱인 iGenomics (DNA 분석기)와 Oxford Nanopore의 USB 크기 MinION (DNA 시퀀서)을 결합하여 게놈 분석을 휴대하고 액세스 할 수 있습니다. 크레딧 : CSHL CSHL (Cold Spring Harbor Laboratory) DECEMBER 7, 2020
과학자들은 iGenomics라는 새로운 iPhone 앱인 세계 최초의 모바일 게놈 서열 분석기를 개발했습니다. iPhone을 휴대용 DNA 시퀀서와 연결함으로써 사용자는 Star Trek에 등장하는 "tricorder"를 연상시키는 모바일 유전학 실험실을 만들 수 있습니다. iGenomics 앱은 전적으로 iOS 기기에서 실행되므로 현장에서 랩톱이나 대형 장비의 필요성을 줄여 전염병 및 생태학 종사자에게 유용합니다. Aspyn Palatnick은 CSHL 겸임 부교수 Michael Schatz의 실험실에서 14 세 고등학교 인턴 시절부터 8 년 동안 iGenomics를 프로그래밍했습니다.
iPhone 앱은 Oxford Nanopore에서 만든 작은 DNA 시퀀싱 장치를 보완하기 위해 개발되었습니다. 현재 Facebook 의 소프트웨어 엔지니어 인 Palatnick 은 Schatz 연구소에 합류 할 때 이미 iPhone 앱을 개발 한 경험이 있습니다. 그와 Schatz는 다음을 깨달았습니다. "시퀀서가 계속 작아지면서 모바일 장치에서 해당 DNA를 연구 할 수있는 기술이 없었습니다. 대부분의 DNA 연구 : 정렬, 분석, 대규모 서버 클러스터 또는 고급 노트북에서 수행됩니다." Schatz는 전염병을 연구하는 과학자들이 "원격 현장에서 분석을 수행하기 위해 Nanopores와 랩톱 및 기타 서버로 가득 찬 여행 가방을 타고 날아가고있다"고 인식했습니다. iGenomics는 게놈 연구를보다 휴대 가능하고 접근 가능하며 저렴하게 만들어줍니다. 사용자는 서로간에 데이터를 AirDrop하여 시퀀싱 할 수 있으므로 인터넷에 액세스 할 수없는 원격 위치에서도 DNA 분석이 가능합니다.
iGenomics는 곧 우주 비행사의 손에 들어갈 수도 있다고 Schatz는 설명합니다. "우주에서 DNA 시퀀싱을 수행하는 데 많은 관심이 있습니다. iGenomics를 얻을 수있는 방법이 있는지 알아 보려고합니다. 관심을 가진 많은 사람들이 있습니다. 이것이 어떻게 될 것인지에 대한 진정한 증거입니다. 일반 컴퓨터에서 어떤 종류의 분석도 할 수 없습니다. 가져 오는 것은 불가능합니다. "
2013 년 Cold Spring Harbor Laboratory에있는 Michael Schatz의 실험실에서 게놈 분석의 기초를 배우는 15 세의 Aspyn Palatnick. 출처 : CSHL
저널 Gigascience 에서 Palatnick과 Schatz는 iGenomics 알고리즘이 독감 바이러스 또는 지카 바이러스와 같은 바이러스 병원체의 DNA 서열을 신속하게 매핑하고 진단 및 치료에 중요한 돌연변이를 식별 할 수 있다고보고합니다. 또한 SARS-CoV-2 환자와 같은 다른 바이러스 게놈을 분석하기위한 온라인 자습서를 제공합니다. Schatz는이 장치가 현장 작업자와 시민 과학자 모두에게 도움이 될 것이라고 꿈꿉니다. "오늘날 우리 모두는 전문적인 카메라를 주머니에 넣고 다니기 때문에 앞으로 몇 년 동안은 상상하기 어렵지 않습니다. 우리 모두는 스마트 폰에 DNA 시퀀서를 휴대하고 있습니다. 측정을 수행 할 기회가 너무 많습니다. 병원체를 찾고, 자신을 스캔 할 수도 있습니다. "
더 알아보기 연구팀은 유전자 시퀀싱으로 인한 시간과 비용을 절감하는 소프트웨어를 개발합니다. 추가 정보 : Gigascience (2020). DOI : 10.1093 / gigascience / giaa138 저널 정보 : GigaScience 에 의해 제공 콜드 스프링 하버 연구소
https://phys.org/news/2020-12-world-dna-tricorder-pocket.html
.A New Way to Synthesize Hydrocarbons Could Reduce CO2 Emissions and Slash Costs of Chemical Manufacturing
탄화수소를 합성하는 새로운 방법은 CO2 배출을 줄이고 화학 제조 비용을 절감 할 수 있습니다
주제 :이산화탄소화학 공학재료 과학국립 표준 기술 연구소 By NATIONAL INSTITUTE OF STANDARDS AND TECHNOLOGY 2020 년 12 월 6 일 실내 온도 CO2 CO 변환 분자를 일산화탄소 (CO)로 변환하여 이산화탄소 (CO2)를 제거하는 새로운 상온 공정을 보여줍니다. 열을 사용하는 대신 나노 스케일 방법은 전자 빔 (수직 빔)이 탄소의 결정질 형태 인 흑연 위에 놓인 알루미늄 나노 입자에 부딪 힐 때 여기되는 표면 플라즈몬 (보라색 색조)의 에너지에 의존합니다. 플라즈몬에서 파생 된 에너지의 도움을 받아 흑연이 존재하면 이산화탄소 분자 (검은 색 점이 두 개의 빨간색 점에 결합 됨)가 일산화탄소 (검은 색 점이 한 개의 빨간색 점에 결합 됨)로 변환됩니다. 보라색 구 아래의 구멍은 화학 반응 동안 에칭 된 흑연 CO2 + C = 2CO. 크레딧 : NIST
CO2에서 CO 로의 실내 온도 변환
ㅡ새로운 방법은 대기로의 이산화탄소 배출을 잠재적으로 줄이고 화학 제조 비용을 줄일 수 있습니다. NIST (National Institute of Standards and Technology)의 연구원과 동료들은 대기 중 탄소 배출의 주요 원인 중 하나 인 화석 연료 발전소 배기 가스에서 이산화탄소 수준을 크게 줄일 수있는 실온 방법을 시연했습니다. 연구진은 나노 미터 (10 억분의 1 미터) 크기의 소규모 고도로 통제 된 환경에서이 방법을 시연했지만 이미 방법을 확장하고 실제 응용 분야에 실용적으로 사용할 수있는 개념을 제시했습니다.
ㅡ과학자들이 사용하는 화학 공정은 기후 변화의 영향을 완화 할 수있는 잠재적 인 새로운 방법을 제공하는 것 외에도 액체 탄화수소 및 산업에서 사용하는 기타 화학 물질을 생산하는 데 필요한 에너지와 비용을 줄일 수 있습니다. 이는이 방법의 부산물이 산업 공정에 사용되는 메탄, 에탄올 및 기타 탄소 기반 화합물을 합성하기위한 구성 요소를 포함하기 때문입니다.
연구팀은 이산화탄소를 제거하는 평범한 화학 반응을 촉발하기 위해 나노 세계의 새로운 에너지 원을 활용했습니다. 이 반응에서 고체 탄소는 이산화탄소 가스의 산소 원자 중 하나에 달라 붙어 일산화탄소로 환원됩니다. 변환에는 일반적으로 고열 (최소 섭씨 700 도의 온도 , 정상 대기압에서 알루미늄을 녹일만큼 충분히 뜨거움) 형태의 상당한 양의 에너지가 필요합니다 .
ㅡ연구팀은 열 대신 개별 알루미늄 나노 입자를 서핑하는 국소 표면 플라즈몬 (LSP)으로 알려진 이동하는 전자파에서 수집 된 에너지에 의존했습니다. 연구팀은 조정 가능한 직경을 가진 전자빔으로 나노 입자를 여기시켜 LSP 진동을 촉발시켰다.
직경이 약 1 나노 미터 인 좁은 빔이 개별 알루미늄 나노 입자를 폭격하는 반면, 약 천 배 더 넓은 빔은 큰 나노 입자 세트 사이에서 LSP를 생성했습니다. 연구팀의 실험에서 알루미늄 나노 입자는 탄소의 한 형태 인 흑연 층에 증착되었습니다. 이것은 나노 입자가 LSP 에너지를 흑연으로 전달할 수있게했다. 팀이 시스템에 주입 한 이산화탄소 가스가있는 상태에서 흑연은 이산화탄소에서 개별 산소 원자를 뽑아 일산화탄소로 줄이는 역할을했습니다. 알루미늄 나노 입자는 실온에서 유지되었다. 이러한 방식으로 팀은 높은 열원없이 이산화탄소를 제거하는 중요한 업적을 달성했습니다.
이전의 이산화탄소 제거 방법은 고온 또는 고압이 필요하고 값 비싼 귀금속을 사용하거나 효율성이 떨어졌기 때문에 제한적인 성공을 거두었습니다.
ㅡ반면 LSP 방식은 에너지를 절약 할뿐만 아니라 값 싸고 풍부한 금속 인 알루미늄을 사용합니다. LSP 반응이 유독 가스 (일산화탄소)를 생성하지만 가스는 수소와 쉽게 결합하여 산업에서 자주 사용되는 메탄 및 에탄올과 같은 필수 탄화수소 화합물을 생성한다고 NIST 연구원 인 Renu Sharma가 말했습니다.
그녀와 그녀의 동료들은 College Park에있는 University of Maryland와 네덜란드 Delft에있는 DENSsolutions의 과학자들을 포함하여 Nature Materials에 그들의 발견을보고했습니다 . NIST와 메릴랜드 대학의 연구원 Canhui Wang은“우리는 700 ℃ 이상에서만 발생하는이 이산화탄소 반응이 실온에서 LSP를 사용하여 촉발 될 수 있음을 처음으로 보여주었습니다. 연구원들은 LSP를 자극하기 위해 전자빔을 선택했습니다. 그 빔은 수십억 분의 1 미터에 불과한 시스템의 구조를 이미지화하는 데에도 사용될 수 있기 때문입니다. 이를 통해 팀은 제거 된 이산화탄소의 양을 추정 할 수있었습니다. 그들은 투과 전자 현미경 (TEM)을 사용하여 시스템을 연구했습니다.
이산화탄소의 농도와 실험의 반응 량이 너무 작기 때문에 팀은 생성되는 일산화탄소의 양을 직접 측정하기 위해 특별한 조치를 취해야했습니다. 그들은 TEM에서 특별히 수정 된 가스 셀 홀더를 가스 크로마토 그래프 질량 분석기에 연결하여 이산화탄소의 백만 분율 농도를 측정 할 수 있도록했습니다. Sharma와 그녀의 동료들은 또한 전자빔에 의해 생성 된 이미지를 사용하여 실험 중에 에칭 된 흑연의 양을 측정했습니다. 이는 이산화탄소가 얼마나 많이 제거되었는지를 나타냅니다. 그들은 가스 셀 홀더의 출구에서 측정 된 일산화탄소와 이산화탄소의 비율이 에칭에 의해 제거 된 탄소의 양에 따라 선형 적으로 증가한다는 것을 발견했습니다. 전자빔을 이용한 이미징은 또한 이산화탄소 감소의 대리인 대부분의 탄소 에칭이 알루미늄 나노 입자 근처에서 발생했음을 확인했습니다. 추가 연구에 따르면 알루미늄 나노 입자가 실험에 포함되지 않았을 때 탄소가 식각 된 양은 약 7 분의 1에 불과했습니다. 전자빔의 크기에 제한을받은 팀의 실험 시스템은 크기가 약 15 ~ 20 나노 미터 (작은 바이러스 크기)에 불과했습니다. 상업용 발전소의 배기 가스에서 이산화탄소를 제거 할 수 있도록 시스템을 확장하려면 LSP를 자극하는 전자빔보다 광선이 더 나은 선택 일 수 있다고 Wang은 말했다.
Sharma는 느슨하게 채워진 탄소와 알루미늄 나노 입자를 포함하는 투명한 인클로저를 발전소의 굴뚝 위에 놓을 수 있다고 제안합니다. 그리드에 충돌하는 광선의 배열은 LSP를 활성화합니다. 배기 가스가 장치를 통과 할 때 나노 입자의 빛 활성화 LSP가 이산화탄소를 제거하는 에너지를 제공합니다. 시판되는 알루미늄 나노 입자는 탄소원과 유입되는 이산화탄소와의 접촉을 극대화하기 위해 고르게 분포되어야한다고 연구팀은 지적했다. 이 새로운 연구는 또한 LSP가 플라즈몬 나노 입자를 사용하여 상온과 압력에서 진행하기 위해 많은 에너지 주입이 필요한 수많은 다른 화학 반응을위한 방법을 제공한다고 제안합니다. “이산화탄소 감소는 큰 문제이지만, 지금 난방이 필요한 실온에서 많은 화학 반응을 시작할 수 있다면 엄청난 양의 에너지를 절약 할 수있는 훨씬 더 큰 문제가 될 것입니다.”라고 Sharma는 말했습니다.
참조 : Canhui Wang, Wei-Chang D. Yang, David Raciti, Alina Bruma, Ronald Marx, Amit Agrawal 및 Renu Sharma, 2020 년 11 월 2 일, Nature Materials의 "상온에서의 흡열 반응" . DOI : 10.1038 / s41563-020-00851-x
.New 3D-Printed Microlenses With Adjustable Refractive Indices – Poised to Improve Imaging, Computing and Communications
굴절률을 조정할 수있는 새로운 3D 프린팅 마이크로 렌즈 – 이미징, 컴퓨팅 및 통신을 개선 할 수 있습니다
주제 :3D 프린팅전기 공학광학통신일리노이 대학교 어 바나 샴페인 By 일리노이 대학교 어 바나 샴페인 2020 년 12 월 6 일 최초의 가시 광선 Luneburg 렌즈 일리노이 연구진은 어떤 방향에서든 렌즈로 들어오는 빛이 입력 방향과 정확히 반대 인 렌즈 표면의 매우 작은 지점에 초점을 맞출 수있는 구면 렌즈를 개발했습니다. 이러한 렌즈가 가시광 선용으로 만들어진 것은 이번이 처음입니다. 크레딧 : Michael Vincent의 그래픽
ㅡ연구원들은 굴절률을 조절할 수있는 새로운 3D 프린팅 마이크로 렌즈를 개발했습니다. 이는 고도로 특화된 빛 초점 기능을 제공하는 속성입니다. 이러한 발전은 컴퓨터 칩 및 기타 광학 시스템의 데이터 라우팅 기능을 크게 향상시킴으로써 이미징, 컴퓨팅 및 통신을 개선 할 것이라고 연구진은 말했다. 이 연구는 University of Illinois Urbana-Champaign 연구원 인 Paul Braun과 Lynford Goddard가 주도했으며, 마이크로 미터 미만의 정밀도로 렌즈를 통해 빛이 구부러지고 이동하는 방향을 조정하는 능력을 최초로 입증했습니다.
연구 결과는 Light : Science and Application 저널에 게재됩니다. 재료 과학 및 공학 교수 인 Braun은“다른 모양과 광학 매개 변수를 사용하여 광학을 제작할 수있는 능력을 통해 광학 분야에서 직면하는 일반적인 문제에 대한 해결책을 제공합니다. “예를 들어, 이미징 애플리케이션에서 특정 물체에 초점을 맞추면 종종 가장자리가 흐릿 해집니다. 또는 데이터 전송 애플리케이션에서 컴퓨터 칩의 공간을 희생하지 않고 더 빠른 속도를 원합니다. 우리의 새로운 렌즈 제조 기술은 하나의 통합 장치에서 이러한 문제를 해결합니다.” 시연으로 팀은 3 개의 렌즈를 제작했습니다 : 평면 렌즈; 세계 최초의 가시 광선 Luneburg 렌즈 – 이전에는 제작할 수 없었던 독특한 초점 특성을 가진 구면 렌즈입니다. 그리고 대규모 데이터 라우팅 기능을 가능하게하는 3D 도파관.
SCRIBE 연구팀 일리노이 연구원, 왼쪽부터 Raman Kumar, Corey Richards, Alex Littlefield, Lynford Goddard, Haibo Gao, Paul Braun, Dajie Xie, Christian Ocier 및 Andrea Perry. 크레딧 : Brian Stauffer의 사진
“표준 렌즈는 단일 굴절률을 가지므로 빛이 렌즈를 통해 이동할 수있는 경로는 하나뿐입니다.”라고 전기 및 컴퓨터 공학 교수 인 Goddard는 말했습니다. "제조 과정에서 내부 굴절률과 렌즈의 모양을 제어함으로써 단일 렌즈 내부에서 빛을 구부리는 두 가지 독립적 인 방법이 있습니다." 연구실에서 팀은 직접 레이저 쓰기라는 프로세스를 사용하여 렌즈를 만듭니다. 레이저는 액체 폴리머를 응고시키고 사람의 머리카락보다 최대 100 배 작은 작은 기하학적 광학 구조를 형성합니다. 과거에는 굴절률이 하나 뿐인 다른 마이크로 렌즈를 만들기 위해 직접 레이저 쓰기가 사용되었다고 연구원들은 말했습니다. “우리는 나노 다공성 스캐 폴딩지지 재료 내부에 인쇄하여 굴절률 한계를 해결했습니다.”라고 Braun은 말했습니다. "스캐 폴드는 인쇄 된 마이크로 광학 장치를 제자리에 고정하여 매달린 구성 요소가있는 3D 시스템을 제작할 수 있도록합니다." 연구자들은이 굴절률 조절이 고분자 경화 과정의 결과라고 이론화했습니다. “공극 내에 갇히는 폴리머의 양은 레이저 강도와 노출 조건에 의해 제어됩니다.”라고 Braun은 말했습니다.
"폴리머 자체의 광학적 특성은 변하지 않지만 재료의 전체 굴절률은 레이저 노출의 함수로 제어됩니다." 팀원들은 그들의 방법이 복잡한 광학 부품 및 이미징 시스템의 제조에 상당한 영향을 미치고 개인용 컴퓨팅을 발전시키는 데 유용 할 것으로 기대한다고 말했습니다. Goddard는“이 개발을 적용한 좋은 예는 개인용 컴퓨터 내의 데이터 전송에 미치는 영향입니다. “현재 컴퓨터는 전기 연결을 사용하여 데이터를 전송합니다. 그러나 서로 다른 색상의 빛을 사용하여 데이터를 병렬로 전송할 수 있기 때문에 광 도파관을 사용하여 데이터를 훨씬 더 빠른 속도로 전송할 수 있습니다. 주요 과제는 기존의 도파관을 단일 평면에서만 만들 수 있으므로 칩의 제한된 수의 포인트를 연결할 수 있다는 것입니다. 3 차원 도파관을 만들어 데이터 라우팅, 전송 속도 및 에너지 효율성을 크게 향상시킬 수 있습니다. "
참조 : Christian R. Ocier, Corey A. Richards, Daniel A. Bacon-Brown, Qing Ding, Raman Kumar, Tanner J. Garcia, Jorik van de Groep, Jung-의 "체적 경사 인덱스 렌즈 및 도파관 직접 레이저 쓰기" 송환, 오스틴 J. 사이퍼 스미스, 앤드류로드, 안드레아 N. 페리, 알렉산더 J. 리틀 필드, 진롱 주, 다지에시, 하이 보 가오, 조나 F. 메 싱어, 마크 L. 브 롱거 스마, 키마니 C. 투생 주니어, 린 포드 L. Goddard와 Paul V. Braun, 2020 년 12 월 3 일, Light : Science & Applications . DOI : 10.1038 / s41377-020-00431-3 U. of I. 대학원생 인 Christian Ocier와 Corey Richards가이 연구의 주요 저자입니다. 브라운은 재료 연구 실험실 책임자이자 Beckman 첨단 과학 기술 연구소의 계열사입니다. Goddard는 Grainger College of Engineering의 포용, 다양성, 평등 및 접근 연구소의 소장이며 일리노이에있는 Holonyak Micro and Nanotechnology Laboratory의 계열사입니다. 미국 에너지 부, U. of I. 및 국립 과학 재단이이 연구를 지원했습니다.
ㅡ일리노이 연구진은 어떤 방향에서든 렌즈로 들어오는 빛이 입력 방향과 정확히 반대 인 렌즈 표면의 매우 작은 지점에 초점을 맞출 수있는 구면 렌즈를 개발했습니다. 이러한 렌즈가 가시광 선용으로 만들어진 것은 이번이 처음입니다.
ㅡ연구원들은 굴절률을 조절할 수있는 새로운 3D 프린팅 마이크로 렌즈를 개발했습니다. 이는 고도로 특화된 빛 초점 기능을 제공하는 속성입니다. 이러한 발전은 컴퓨터 칩 및 기타 광학 시스템의 데이터 라우팅 기능을 크게 향상시킴으로써 이미징, 컴퓨팅 및 통신을 개선 할 것이라고 연구진은 말했다. 이 연구는 University of Illinois Urbana-Champaign 연구원 인 Paul Braun과 Lynford Goddard가 주도했으며, 마이크로 미터 미만의 정밀도로 렌즈를 통해 빛이 구부러지고 이동하는 방향을 조정하는 능력을 최초로 입증했습니다.
메모 2012073 나의 oms 스토리텔링
보기1.은 6차 oms이다.
100000< 빛의 입력점 bigs A
000010<
010000
000001
001000
000100
이 모드를 코팅된 구슬로 가정하면 두개의 "< 빛의 입력점 bigs A"는 구체의 표면에서 잠시 곡선으로 교차하면서 구체에서 떠날 때는 수평선 다발 XY군을 이룬다. 여기서의 구체는 우주물리 세계에서 빛이 중력에 구부러진 별이나 블랙홀 구체로 가정할 수도 있다.
구체의 반지름에 따른 구체의 표면이 클수록 보기1.은 확장되어 6^googol.adameve size OMS를 나타낼 수 있다고 본다. 이 아이디어는 이 자료에서 처음으로 힌트를 얻게 됐다.
ㅡIllinois researchers have developed a spherical lens that allows light entering the lens from any direction to focus on a very small point on the lens surface that is exactly opposite the input direction. This is the first time such a lens has been made for visible light.
ㅡResearchers have developed a new 3D printing micro lens that can adjust the refractive index. This is a property that provides a highly specialized light focus function. These advances will improve imaging, computing and communication by significantly improving the data routing capabilities of computer chips and other optical systems, the researchers said. The study, led by University of Illinois Urbana-Champaign researchers Paul Braun and Lynford Goddard, was the first to demonstrate the ability to adjust the direction light bends and travels through a lens with sub-micrometer precision.
Memo 2012073 my oms storytelling
Example 1. is the 6th oms.
100000< input point of light bigs A
000010<
010000
000001
001000
000100
Assuming this mode as a coated bead, two "< light input point bigs A" intersect briefly on the surface of the sphere in a curve, forming a horizontal bundle of XY groups when leaving the sphere. The sphere here can be assumed to be a star or black hole sphere whose light is bent by gravity in the universe physics world.
As the surface of the sphere increases according to the radius of the sphere, it is considered that Example 1. expands to represent 6^googol.adameve size OMS. This idea was the first to be hinted at in this article.
.Researchers develop unique process for producing light-matter mixture
연구원들은 광물질 혼합물을 생산하기위한 독특한 공정을 개발합니다
로 미네소타 대학 이산화 규소로 채워진 얇은 금 막의 고리 모양 구멍은 빛과 원자 진동 사이의 강력한 결합을 가능하게합니다. 이 구조는 양자 진공 변동과 상호 작용하는 분자를 조사하고 새로운 광전자 장치를 개발할 수있는 기회를 제공합니다. 출처 : 미네소타 대학교 오 그룹
획기적인 새로운 연구에서 미네소타 트윈 시티 대학 (University of Minnesota Twin Cities)이 이끄는 국제 연구팀은 부분적으로 빛과 부분 물질 인 양자 상태를 생성하기위한 고유 한 프로세스를 개발했습니다.
이 발견은 차세대 양자 기반 광학 및 전자 장치를보다 효율적으로 개발하기위한 근본적인 새로운 통찰력을 제공합니다. 이 연구는 또한 나노 스케일 화학 반응의 효율성을 높이는 데 영향을 미칠 수 있습니다. 이 연구는 Nature Photonics에 게재되었습니다 .
ㅡ양자 과학은 빛 과 물질 의 자연 현상을 가장 작은 규모로 연구합니다. 이 연구에서 연구원들은 얇은 금층에있는 작은 고리 모양의 구멍에 빛을 가두어 적외선 (광자)과 물질 (원자 진동) 사이의 "초강력 결합"을 달성하는 독특한 프로세스를 개발했습니다.
이 구멍은 2 나노 미터 정도로 작으며 사람의 머리카락 너비보다 약 25,000 배 더 작습니다. 전기 신호를 보내는 데 사용되는 동축 케이블의 고도로 축소 된 버전과 유사한 이러한 나노 공동 (예 : TV에 들어오는 케이블)은 본질적으로 창 유리와 동일한 이산화 규소로 채워져 있습니다. 컴퓨터 칩 산업에서 개발 된 기술을 기반으로 한 고유 한 제조 방법을 통해 수백만 개의 이러한 공동을 동시에 생성 할 수 있으며, 이들 모두는 동시에이 초강력 광자- 진동 결합을 나타냅니다.
ㅡ"다른 사람들은 빛과 물질의 강력한 결합을 연구했지만 나노 미터 크기의 동축 케이블을 설계하는이 새로운 프로세스를 통해 초강력 결합의 경계를 넓히고 있습니다. 이는 물질과 빛이 매우 많이 가질 수있는 새로운 양자 상태를 발견하고 있음을 의미합니다. 미네소타 대학교 전기 및 컴퓨터 공학 교수이자이 연구의 선임 저자 인 오상현이 말했다.
"이 빛과 원자 진동의 강력한 결합은 새로운 양자 기반 장치를 개발하거나 화학 반응을 수정할 수있는 모든 종류의 가능성을 열어줍니다."
ㅡ빛과 물질 사이의 상호 작용은 지구 생명체의 중심입니다. 식물은 햇빛을 에너지로 변환하고 우리 주변의 물체를 볼 수 있습니다. 우리 눈으로 볼 수있는 것보다 훨씬 긴 파장을 가진 적외선은 물질의 원자 진동과 상호 작용합니다. 예를 들어, 물체가 가열되면 물체를 구성하는 원자가 더 빨리 진동하기 시작하여 더 많은 적외선을 방출하여 열 화상 또는 야간 투시 카메라를 사용할 수 있습니다. 반대로 물질에 흡수되는 적외선의 파장은 물질을 구성하는 원자의 종류와 배열 방식에 따라 달라 지므로 화학자는 적외선 흡수를 '지문'으로 사용하여 다른 화학 물질을 식별 할 수 있습니다. 적외선 이 재료의 원자 진동과 얼마나 강하게 상호 작용 하는지를 증가시킴으로써 이러한 응용 및 기타 응용 분야를 개선 할 수 있습니다 .
이것은 차례로 재료를 포함하는 작은 부피에 빛을 가두어 수행 할 수 있습니다. 빛을 포착하는 것은 한 쌍의 거울 사이에서 앞뒤로 반사되도록 만드는 것만 큼 간단 할 수 있지만, 나노 미터 규모의 금속 구조 또는 '나노 캐비티'를 사용하여 빛을 초소형 길이로 제한하는 경우 훨씬 더 강력한 상호 작용을 실현할 수 있습니다.
이런 일이 발생하면 빛과 진동의 양자 역학적 특성이 작용할만큼 상호 작용이 강해질 수 있습니다. 이러한 조건에서 흡수 된 에너지는 나노 공동의 광 (광자)과 물질의 원자 진동 (포논) 사이에서 광 광자와 물질 포논을 더 이상 구별 할 수 없을 정도로 충분히 빠른 속도로 앞뒤로 전달 됩니다.
이러한 조건에서 이러한 강하게 결합 된 모드는 부분적으로 빛과 부분적으로 동시에 진동하는 새로운 양자 역학적 물체 (폴라 리톤)를 생성합니다. 상호 작용이 강할수록 발생할 수있는 양자 역학적 효과가 더 이상해집니다. 상호 작용이 충분히 강해지면 진공 상태에서 광자를 생성하거나 다른 방법으로는 불가능한 방식으로 화학 반응을 진행할 수 있습니다.
ㅡ"이 결합 체제에서 진공이 비어 있지 않다는 것은 흥미 롭습니다. 대신 분자 진동에 의해 결정되는 파장을 가진 광자를 포함합니다. 더욱이 이러한 광자는 극도로 한정되어 있으며 미세한 분자 수에 의해 공유됩니다."라고 Luis 교수는 말했습니다.
이 논문의 또 다른 저자 인 스페인의 Instituto de Nanociencia y Materiales de Aragón (INMA)의 Martin-Moreno. "일반적으로 진공은 기본적으로 아무것도 없다고 생각하지만이 진공 변동은 항상 존재합니다."라고 Oh는 말했습니다. "이것은 유용한 일을하기 위해 소위 제로 에너지 변동을 실제로 활용하는 중요한 단계입니다."
더 알아보기 진동의 만남-포논 폴라 리톤이 분자와 만남 추가 정보 : Yoo, D., de León-Pérez, F., Pelton, M. et al. 제로에 가까운 엡실론 나노 공동을 통한 초강력 플라즈몬-포논 커플 링. Nat. 포토닉스 (2020). doi.org/10.1038/s41566-020-00731-5 , www.nature.com/articles/s41566-020-00731-5 저널 정보 : Nature Photonics 미네소타 대학교 제공
https://phys.org/news/2020-12-unique-light-matter-mixture.html
ㅡ양자 과학은 빛 과 물질 의 자연 현상을 가장 작은 규모로 연구합니다. 이 연구에서 연구원들은 얇은 금층에있는 작은 고리 모양의 구멍에 빛을 가두어 적외선 (광자)과 물질 (원자 진동) 사이의 "초강력 결합"을 달성하는 독특한 프로세스를 개발했습니다.
ㅡ빛과 물질 사이의 상호 작용은 지구 생명체의 중심입니다. 식물은 햇빛을 에너지로 변환하고 우리 주변의 물체를 볼 수 있습니다. 우리 눈으로 볼 수있는 것보다 훨씬 긴 파장을 가진 적외선은 물질의 원자 진동과 상호 작용합니다. 예를 들어, 물체가 가열되면 물체를 구성하는 원자가 더 빨리 진동하기 시작하여 더 많은 적외선을 방출하여 열 화상 또는 야간 투시 카메라를 사용할 수 있습니다. 반대로 물질에 흡수되는 적외선의 파장은 물질을 구성하는 원자의 종류와 배열 방식에 따라 달라 지므로 화학자는 적외선 흡수를 '지문'으로 사용하여 다른 화학 물질을 식별 할 수 있습니다. 적외선 이 재료의 원자 진동과 얼마나 강하게 상호 작용 하는지를 증가시킴으로써 이러한 응용 및 기타 응용 분야를 개선 할 수 있습니다 .
이것은 차례로 재료를 포함하는 작은 부피에 빛을 가두어 수행 할 수 있습니다. 빛을 포착하는 것은 한 쌍의 거울 사이에서 앞뒤로 반사되도록 만드는 것만 큼 간단 할 수 있지만, 나노 미터 규모의 금속 구조 또는 '나노 캐비티'를 사용하여 빛을 초소형 길이로 제한하는 경우 훨씬 더 강력한 상호 작용을 실현할 수 있습니다.
이런 일이 발생하면 빛과 진동의 양자 역학적 특성이 작용할만큼 상호 작용이 강해질 수 있습니다. 이러한 조건에서 흡수 된 에너지는 나노 공동의 광 (광자)과 물질의 원자 진동 (포논) 사이에서 광 광자와 물질 포논을 더 이상 구별 할 수 없을 정도로 충분히 빠른 속도로 앞뒤로 전달 됩니다.
이러한 조건에서 이러한 강하게 결합 된 모드는 부분적으로 빛과 부분적으로 동시에 진동하는 새로운 양자 역학적 물체 (폴라 리톤)를 생성합니다. 상호 작용이 강할수록 발생할 수있는 양자 역학적 효과가 더 이상해집니다. 상호 작용이 충분히 강해지면 진공 상태에서 광자를 생성하거나 다른 방법으로는 불가능한 방식으로 화학 반응을 진행할 수 있습니다.
ㅡ"이 결합 체제에서 진공이 비어 있지 않다는 것은 흥미 롭습니다. 대신 분자 진동에 의해 결정되는 파장을 가진 광자를 포함합니다. 더욱이 이러한 광자는 극도로 한정되어 있으며 미세한 분자 수에 의해 공유됩니다."라고 Luis 교수는 말했습니다.
==메모 201208 나의 oms 스토리텔링
빛과 물질이 작은 부피에 가두면 무슨 일이 일어날지 스크린처럼 설명하는 연구원이 있다. 빛을 작은 공간에 가두고 길이를 제한하여 분자들과의 상호작용으로 양자 역학적 효과를 유도하여 분자진동수에 빛이 공유하는 것은 응용분야가 광범위하다고 전한다.
보기1.은 10차 복합 oms이다. 빛을 제한된 부피에 가두면 보기1. 가둔 1의 모습이다. 보기1.에서 갇힌 빛은 1로 표현된 분자에 또 갇히게 된다.
0100000010<1은 분자들이다.
0010000100<
0001000001
0010001000
0100010000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001< 분자(1)에 갇힌 빛은 물질과 상호작용하여 양자 역학적 효과를 발생 시킨다.
보기1.을 확장하면 10^googol OMS도 만들어질 것이니, 블랙홀 내부에 갇혀진 빛들을 연상 시킬 수도 있다. 허허.
ㅡQuantum science studies the natural phenomena of light and matter on the smallest scale. In this study, the researchers developed a unique process that achieves a "super-strong coupling" between infrared (photons) and matter (atomic vibrations) by trapping light in a small ring-shaped hole in a thin layer of gold.
ㅡThe interaction between light and matter is the center of life on Earth. Plants convert sunlight into energy and can see objects around us. Infrared rays, with wavelengths much longer than we can see, interact with the atomic vibrations of matter. For example, when an object heats up, the atoms that make up the object begin to vibrate faster and emit more infrared light, which allows the use of thermal imaging or night vision cameras. Conversely, the wavelength of infrared rays absorbed by a substance depends on the type and arrangement of the atoms that make up the substance, so chemists can use infrared absorption as a'fingerprint' to identify other chemical substances. These and other applications can be improved by increasing how strongly infrared rays interact with the material's atomic vibrations.
This can in turn be done by trapping the light in a small volume containing the material. Capturing light can be as simple as making it reflect back and forth between a pair of mirrors, but using nanometer-scale metal structures or'nano cavities' to confine the light to a very small length creates a much more powerful interaction. Can be realized.
When this happens, the interaction can be strong enough for the quantum mechanical properties of light and vibration to act. The energy absorbed under these conditions is transferred back and forth at a sufficiently fast rate that it is no longer possible to distinguish between photons and material phonons between light (photons) in the nanocavities and atomic vibrations (phonons) in matter.
Under these conditions, these strongly coupled modes create new quantum mechanical objects (polaritons) that partially vibrate simultaneously with light. The stronger the interaction, the weirder the quantum mechanical effects that can occur. Once the interaction is strong enough, it can generate photons in a vacuum or conduct chemical reactions in ways that are otherwise impossible.
“It is interesting that the vacuum is not empty in this bonding regime. Instead, it contains photons with a wavelength determined by molecular vibrations. Moreover, these photons are extremely limited and are shared by a fine number of molecules.” Said the professor.
==Memo 201208 My oms storytelling
There are researchers who explain what would happen if light and matter were trapped in a small volume, like a screen. Confinement of light in a small space, limiting its length, induces quantum mechanical effects through interactions with molecules, and sharing light with molecular frequencies is said to have a wide range of applications.
Example 1. is the 10th order complex oms. Confining the light to a limited volume, see 1. It is the appearance of Confinement 1. In Example 1, the trapped light is trapped in the molecule represented by 1.
0100000010<1 are molecules.
0010000100<
0001000001
0010001000
0100010000
0001010000
0000100100
0000100010
2000000000
0000001001< Light trapped in the molecule (1) interacts with matter to generate quantum mechanical effects.
If you expand example 1, 10^googol OMS will also be created, so it can be reminiscent of the lights trapped inside the black hole. 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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