.New programmable gene editing proteins found outside of CRISPR systems
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.New programmable gene editing proteins found outside of CRISPR systems
CRISPR 시스템 외부에서 발견된 새로운 프로그래밍 가능한 유전자 편집 단백질
Jennifer Michalowski, MIT 및 하버드 브로드 연구소 왼쪽: Han Altae-Tran(제공: Zhang Lab). 오른쪽: Soumya Kannan. 크레딧: Caitlin Cunningham SEPTEMBER 10, 2021
지난 10년 동안 과학자들은 미생물의 CRISPR 시스템을 유전자 편집 기술, 즉 DNA를 수정하기 위한 정확하고 프로그래밍 가능한 시스템으로 채택했습니다. 이제 MIT McGovern Institute와 Broad Institute of MIT 및 Harvard의 과학자들은 OMEGA(Obligate Mobile Element Guided Activity)라고 하는 새로운 종류의 프로그래밍 가능한 DNA 변형 시스템을 발견했습니다.
이 시스템은 박테리아 게놈 전체에서 작은 DNA 조각을 섞는 데 자연적으로 관련될 수 있습니다. 이 고대 DNA 절단 효소는 작은 RNA 조각에 의해 표적으로 안내됩니다. 그것들은 박테리아에서 유래했지만 이제 인간 세포에서 작동하도록 조작되어 특히 작기 때문에(Cas9 크기의 ~30%) 유전자 편집 요법의 개발에 유용할 수 있어 전달하기가 더 쉽습니다. 부피가 큰 효소보다 세포에 Science 저널에 보고된 이 발견 은 천연 RNA 유도 효소가 지구상에서 가장 풍부한 단백질 중 하나라는 증거를 제공하여 게놈 편집 기술의 다음 혁명을 주도할 생물학의 광대한 새로운 영역을 가리키고 있습니다.
이 연구는 MIT의 James and Patricia Poitras 신경과학 교수이자 Howard Hughes Medical Institute 연구원이자 Broad Institute의 핵심 연구소 구성원인 McGovern 연구원 Feng Zhang이 주도했습니다. Zhang의 팀은 합리적으로 프로그래밍할 수 있는 새로운 분자 시스템을 찾기 위해 자연적 다양성을 탐구해 왔습니다. Zhang은 "우리는 지금까지 우리의 코 밑에 숨어 있던 널리 퍼진 프로그램 가능한 효소의 발견에 대해 매우 흥분하고 있습니다."라고 말했습니다.
"이러한 결과는 유용한 기술로서 발견과 개발을 기다리는 프로그래밍 가능한 시스템이 더 많다는 감질나는 가능성을 시사합니다." 프로그래밍 가능한 효소, 특히 RNA 가이드를 사용하는 효소는 다양한 용도에 빠르게 적응할 수 있습니다. 예를 들어, CRISPR 효소는 자연적으로 RNA 가이드를 사용하여 바이러스 침입자를 표적으로 하지만 생물학자는 자체 RNA 가이드를 생성하여 Cas9를 모든 표적으로 지정할 수 있습니다.
논문의 공동 제1저자이자 대학원생 인 Soumya Kannan 은 "가이드 순서를 변경하고 새로운 목표를 설정하는 것은 매우 쉽습니다."라고 말합니다 . "따라서 우리가 관심을 갖고 있는 광범위한 질문 중 하나는 다른 자연계가 동일한 종류의 메커니즘을 사용하는지 확인하는 것입니다."
-오메가 단백질이 RNA에 의해 지시될 수 있다는 첫 번째 힌트는 IscB라고 불리는 단백질 유전자에서 나왔습니다. IscB는 CRISPR 면역에 관여하지 않으며 RNA와 연관되는 것으로 알려져 있지 않지만 작은 DNA 절단 효소처럼 보였습니다.
-팀은 각 IscB가 근처에 암호화된 작은 RNA를 가지고 있으며 IscB 효소가 특정 DNA 서열을 절단하도록 지시한다는 것을 발견했습니다. 그들은 이 RNA를 "ωRNA"라고 명명했습니다.
연구팀의 실험은 박테리아에서 가장 풍부한 유전자 중 하나인 IsrB와 TnpB로 알려진 다른 두 부류의 작은 단백질도 DNA 절단을 지시하는 가이드 역할을 하는 ωRNA를 사용한다는 것을 보여주었다. IscB, IsrB 및 TnpB는 트랜스포존이라고 하는 이동성 유전 요소에서 발견됩니다.
논문의 공동 제1저자인 대학원생인 Han Altae-Tran은 이러한 트랜스포존이 움직일 때마다 새로운 가이드 RNA를 생성하여 그들이 인코딩 하는 효소가 다른 곳에서 절단 되도록 해준다고 설명합니다 . 박테리아가 이 게놈 셔플링을 통해 어떤 이점을 얻는지 또는 전혀 그렇지 않은지 여부는 명확하지 않습니다. 트랜스포존은 종종 자신의 이동성과 보존에만 관심이 있는 이기적인 DNA 조각으로 생각된다고 Kannan은 말합니다.
그러나 호스트가 이러한 시스템을 "협동"하고 용도를 변경할 수 있다면 호스트는 적응 면역을 부여하는 CRISPR 시스템과 마찬가지로 새로운 능력을 얻을 수 있습니다.
IscB 및 TnpB는 Cas9 및 Cas12 CRISPR 시스템의 전신인 것으로 보입니다.
팀은 그들이 IsrB와 함께 다른 RNA-유도 효소도 생성했을 가능성이 있다고 의심하고 있으며 이를 찾고 싶어합니다. 그들은 RNA 유도 효소에 의해 자연에서 수행될 수 있는 기능의 범위에 대해 호기심을 갖고 있으며 진화는 이미 IscB 및 TnpB와 같은 오메가 효소를 이용하여 생물학자들이 해결하고자 하는 문제를 해결했다고 의심합니다.
Altae-Tran은 "우리가 생각했던 많은 것들이 이미 어느 정도 자연스럽게 존재할 수 있습니다."라고 말합니다. "이러한 유형의 시스템의 자연 버전은 특정 작업에 적응하기 위한 좋은 출발점이 될 수 있습니다." 이 팀은 또한 RNA 유도 시스템의 진화를 과거로 추적하는 데 관심이 있습니다.
Altae-Tran은 "이 모든 새로운 시스템을 찾는 것은 RNA-유도 시스템이 어떻게 진화했는지에 대한 정보를 제공하지만 RNA-유도 활성 자체가 어디서 오는지는 알 수 없습니다"라고 말합니다. 그는 이러한 기원을 이해하면 더 많은 종류의 프로그래밍 가능한 도구를 개발하는 길을 열 수 있다고 말합니다.
추가 탐색 과학자들은 DNA 표적화를 위한 새로운 CRISPR 플랫폼을 설계합니다 추가 정보: Han Altae-Tran et al, 광범위한 IS200/605 트랜스포존 제품군은 다양한 프로그래밍 가능한 RNA 유도 엔도뉴클레아제를 인코딩합니다, Science (2021). DOI: 10.1126/science.abj6856 저널 정보: 과학 MIT 및 Harvard의 Broad Institute 제공
https://phys.org/news/2021-09-programmable-gene-proteins-crispr.html
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메모 2109110347 나의 사고실험 oms 스토리텔링
Cas12 CRISPR 시스템을 유전자 가위로 본다. 그의 전신인듯한 가위을 발견했다. 팀은 각 IscB가 근처에 암호화된 작은 RNA를 가지고 있으며 IscB 효소가 특정 DNA 서열을 절단하도록 지시한다는 것을 발견했습니다. 그들은 이 RNA를 "ωRNA"라고 명명했습니다. CRISPR 시스템 외부에서 발견된 새로운 프로그래밍 가능한 유전자 편집이 가능한 단백질이다.
샘플1.oms도 유전자 가위이다. oms 베이스는 같은 사이즈의 마방진을 직접 분해한다. 거의 Cas12 CRISPR 시스템와 유사하다. 더이상 분해가 안된 상태는 복합oms가위로 분해할 수 있다. 그 종류도 무척 많고 복잡하다. 그러나 그것들은 내부에서 작동하는 가위이다.
그런데 외부에서 작동하는 가위가 있다? 흥미로운 힌트에 나의 연구과제가 생겨났다. 물론 oms가 아닌 샘플2. oss도 분해도구인 가위이다. 그런데 내부와 외부는 어떤 기준일까? oss는 사실 , ms(magic square)을 특정하여 분해하는 특정적인 도구는 아니다. 그렇다면 ms입장에서는 외부에 속할 것이다. 다른 분해자 가위역할 방식들도 존재할 것으로 보인다. 하지만 아직 나의 시야에는 안보인다.
sample 1/oms
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0deb00 ac000f
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a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
sample 2/oss
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xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-The first hint that omega proteins could be directed by RNA came from a protein gene called IscB. IscB is not involved in CRISPR immunity and is not known to be associated with RNA, but appears to be a small DNA-cleaving enzyme.
-The team found that each IscB has a small RNA encoded nearby and directs the IscB enzyme to cut a specific DNA sequence. They named this RNA "ωRNA."
-The team's experiments showed that two other small proteins known as IsrB and TnpB, one of the most abundant genes in bacteria, also use ωRNAs, which act as guides to direct DNA cleavage. IscB, IsrB and TnpB are found in mobile genetic elements called transposons.
However, if the host could "cooperate" and repurpose these systems, the host could gain new capabilities, much like CRISPR systems that confer adaptive immunity.
IscB and TnpB appear to be predecessors of the Cas9 and Cas12 CRISPR systems.
“Many of the things we thought could already exist to some degree naturally,” says Altae-Tran. "A natural version of this type of system can be a good starting point for adapting to a specific task." The team is also interested in tracing the evolution of RNA-guided systems into the past.
Altae-Tran says, "Finding all these new systems gives us information about how RNA-induced systems have evolved, but we don't know where the RNA-induced activity itself comes from," says Altae-Tran. Understanding these origins, he says, could pave the way for developing more kinds of programmable tools.
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memo 2109110347 my thought experiment oms storytelling
The Cas12 CRISPR system is viewed as a gene scissors. I found a pair of scissors that looked like his predecessor. The team found that each IscB has a small RNA encoded nearby and directs the IscB enzyme to cleave a specific DNA sequence. They named this RNA "ωRNA." A novel programmable gene-editable protein discovered outside the CRISPR system.
Sample 1.oms is also genetically modified. The oms base directly disassembles the magic square of the same size. Almost similar to the Cas12 CRISPR system. The state that has not been disassembled can be disassembled with composite oms scissors. There are many types and they are very complex. But they are scissors that work from the inside.
But are there scissors that work from the outside? An interesting hint gave rise to my research project. Sample2, not oms of course. oss is also a disassembly tool, scissors. But what are the criteria for inside and outside? oss is not, in fact, a specific tool for specifying and decomposing ms (magic squares). Then, from the MS point of view, it will belong to the outside. It seems that other decomposer-scissors role-playing methods exist. But it's still not in my sight.
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.Researchers use the S-matrix bootstrap to examine whether string theory is the only consistent theory of quantum gravity
연구원들은 S-매트릭스 부트스트랩을 사용하여 끈 이론이 양자 중력에 대한 유일하게 일관된 이론인지 여부를 조사합니다
작성자: Ingrid Fadelli, Phys.org 끈 이론은 허용된 양자 중력 이론 공간의 전부 또는 거의 전부를 다룹니다. 크레딧: Guerrieri, Penedones & Vieira.SEPTEMBER 9, 2021
S-매트릭스 부트스트랩은 간단한 원리를 사용하여 양자장 이론에서 입자의 산란 진폭을 결정하거나 제한하는 데 사용할 수 있는 수치적 방법입니다. 지난 수십 년 동안 일부 물리학자들은 다양한 물리학 이론과 현상을 연구하기 위해 이 기술을 사용하려고 했습니다.
Tel Aviv 대학, École Polytechnique Fédérale de Lausanne(EPFL) 및 Perimeter Institute의 연구원들은 S-매트릭스 부트스트랩을 추가로 개발하고 이를 다양한 물리학 영역에 적용하려고 노력하고 있습니다.
Physical Review Letters에 발표된 최근 논문 에서 팀은 이를 사용 하여 우주의 기본 구성 요소를 점 모양의 입자 대신 1차원(1D) '끈'으로 나타내는 유명한 물리학 이론인 끈 이론 을 조사하려고 했습니다 . 연구를 수행한 연구원 중 한 명인 Andrea Guerrieri는 "S-매트릭스 부트스트랩은 60년대에 유행했지만 강력한 핵력을 설명하는 양자 색역학의 출현으로 인기를 잃었던 오래된 아이디어입니다"라고 Phys.org에 말했습니다.
-"S-매트릭스 부트스트랩의 목표는 인과관계, 특수 상대성 이론 및 확률이 1보다 클 수 없다는 사실과 같은 기본 원리를 사용하여 양자장 이론 에서 입자의 산란 진폭을 결정(또는 제한)하는 것입니다. 주제는 이러한 모든 원칙을 구현하기 위한 체계적인 수치 알고리즘의 제안이었습니다."
현재 다양한 버전의 S-매트릭스 부트스트랩을 사용하여 물리적 시스템을 탐구하는 수십 개의 과거 논문이 있지만 이러한 작업의 대부분은 거대한 입자에 초점을 맞추고 있습니다. 그러나 Guerrieri와 그의 동료들은 최근 양자 색역학이나 질량이 없는 파이온에서 색상 플럭스 튜브의 횡단 변동과 같은 질량이 없는 입자의 산란을 연구하는 데 사용할 수 있었습니다.
-연구에 참여한 다른 연구원인 João Penedones는 "이 방법이 질량이 없는 입자에 대해 작동한다는 것을 깨달았을 때 중력의 매개체인 중력자에 대해 이 방법을 시도해야 한다는 것이 분명해졌습니다."라고 말했습니다. "그 후 우리는 문제의 기술적 장애물을 줄이기 위해 10개의 시공간 차원에서 초대칭성을 부과하기로 결정했습니다."
-Guerrieri, Penedones 및 동료 Pedro Vieira가 수행한 최근 작업은 모든 양자 중력 이론에 적용됩니다. 그러나 그들의 연구에서 그들은 구체적으로 S-매트릭스 부트스트랩을 사용하여 끈 이론을 조사하고 이것이 유일하게 일관된 양자 중력 이론인지 여부를 결정하려고 했습니다. "아인슈타인의 일반 상대성 이론(GR)은 장거리 또는 (동등하게) 낮은 에너지에서의 중력 상호 작용을 설명합니다."라고 Penedones는 말했습니다.
"예를 들어, 큰 파장(플랑크 길이보다 훨씬 더 큰)의 두 중력자가 서로 어떻게 산란하는지 계산하는 데 사용할 수 있습니다. 그러나 특정 지점에서 파장을 줄이면 GR의 예측을 신뢰할 수 없습니다. 실제로 , GR의 예측은 1보다 큰 확률을 제공합니다." GR 예측의 신뢰성을 향상시키기 위해 이론은 단거리/파장 또는 동등하게 고에너지에서 수정되어야 합니다. 이 보정을 일반적으로 '자외선(UV) 완성'이라고 합니다.
중력자 산란의 다이어그램. 크레딧: Guerrieri, Penedones & Vieira.
-"우리는 종종 양자 중력 이론이 GR의 UV 완성이라고 말합니다."라고 Guerrieri는 말했습니다. "최근 논문에서 우리는 낮은 에너지 한계에서 GR 예측에 대한 첫 번째 수정을 조사했습니다. 이것이 우리 논문의 매개변수 알파가 의미하는 것입니다." 끈 이론은 유명한 양자 중력 이론입니다. 특히 끈 이론에서 연구원이 설명한 알파 매개변수는 특정 값 집합을 취할 수 있습니다. "끈 이론에서 알파는 기본 끈의 장력(플랑크 단위)과 관련이 있습니다."라고 Vieira가 설명했습니다.
-"우리가 이 논문에서 탐구하기 시작한 것은 현실 세계를 설명하는 양자 중력 이론이 무엇인지에 대해 불가지론자가 되어 그러한 이론이 생성할 수 있는 알파 값이 무엇인지 묻는 것이었습니다." 놀랍게도 연구원들은 S-매트릭스 부트스트랩 수치 계산에 따르면 현실 세계를 설명하는 중력 이론이 가질 수 있는 알파 값이 끈 이론에서 생성된 것과 정확히 동일한 값 이라는 것을 발견했습니다.
이러한 발견은 흥미로운 의미를 가질 수 있지만 그들의 연구에는 타당성에 영향을 미칠 수 있는 몇 가지 제한 사항이 있습니다. Vieira는 "우리 작업의 첫 번째 주의 사항은 우리가 사용한 방법이 수치적이라는 것입니다. 컴퓨터 클러스터를 사용하여 대규모 산란 진폭 세트를 스캔하고 일관된 산란 진폭의 전체 공간으로 외삽했습니다."라고 말했습니다. "이 외삽 절차에는 약간의 불확실성이 있습니다. 그래서 우리는 추정된 오차 막대를 사용하여 알파 > 0.13 ± 0.02를 찾았습니다. 끈 이론은 (오차 막대 내에서) 우리 경계에 아름답게 맞는 모든 알파 > 0.1389를 허용합니다." 향후 연구에서 연구원들은 결과가 변경되지 않은 상태로 유지되는지 여부를 결정하는 데 사용한 S-매트릭스 부트스트랩과 관련된 수치 오류를 줄이기를 희망합니다.
-그들의 연구의 두 번째 한계는 그들의 조사가 특히 10차원과 초대칭이 있는 상태에서 이루어졌기 때문에 단순화된 설정을 사용했다는 것입니다. 그러나 현실 세계 는 4차원이며 초대칭은 아직 실험적으로 관찰되지 않았습니다. "그래도 우리는 초대칭이 있는 10d가 그러한 탐색을 위한 좋은 출발점이라고 생각합니다."라고 Guerrieri가 말했습니다. "이에 대한 한 가지 이유는 10d 초끈 이론이 가장 간단하고 수치를 비교할 수 있는 예리한 예측이 있기 때문이며, 두 번째 이유는 초대칭으로 중력을 회전하는 성질 때문에 수학적으로 길들이기 힘든 물체와 연관시킬 수 있기 때문입니다. 회전하지 않는 단순한 초대칭 파트너." 최근 연구에서 연구자들이 조사한 주요 연구 질문은 끈 이론이 양자 중력에 대한 유일하게 일관된 이론인지 여부였습니다. 그들이 이 질문에 확실하게 대답할 수는 없었지만, 그들의 발견은 S-매트릭스 부트스트랩이 이 문제를 해결하는 데 도움이 될 수 있음을 보여줍니다.
미래에 Guerrieri, Penedones 및 Vieira는 초대칭을 포함하지 않고 더 낮은 시공간 차원에서 계산을 반복하기를 원합니다. "지금까지 우리는 일반 원리에 의해 허용되는 알파 값이 끈 이론 에서 실현된 값과 일치한다는 것을 발견했습니다 ."라고 Vieira가 말했습니다.
"이것은 위의 질문에 대한 긍정적인 답변과 양립할 수 있지만 약한 증거입니다. 그러나 원칙적으로 우리는 다른 매개변수를 연구할 수 있습니다. 베타, 감마 등이라고 부르며 GR의 예측에 대한 추가 하위 수정을 나타냅니다. "낮은 에너지에서. 끈 이론이 예측하는 것은 무한합니다. S-매트릭스 부트스트랩 원리에서 이러한 매개변수의 허용 범위도 끈 이론과 일치한다는 것을 보여줄 수 있다면 증거가 강력할 것입니다."
추가 탐색 끈 이론 없이 중력 설명하기 추가 정보: Andrea Guerrieri et al, 산란 진폭의 공간에서 끈 이론은 어디에 있습니까?, Physical Review Letters (2021). DOI: 10.1103/PhysRevLett.127.081601 Miguel F. Paulos 외, S-매트릭스 부트스트랩. 파트 I: AdS의 QFT, 고에너지 물리학 저널 (2017). DOI: 10.1007/JHEP11(2017)133 Joan Elias Miró 외, Flux Tube S -Matrix Bootstrap, Physical Review Letters (2019). DOI: 10.1103/PhysRevLett.123.221602 Andrea L. Guerrieri et al, 효과적인 필드 이론을 위한 S-매트릭스 부트스트랩: 질량 없는 파이온, Journal of High Energy Physics (2021). DOI: 10.1007/JHEP06(2021)088 저널 정보: Physical Review Letters
https://phys.org/news/2021-09-s-matrix-bootstrap-theory-quantum-gravity.html
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메모 2109110447 나의 사고실험 oms 스토리텔링
중력이 우주처럼 거시적으로 작동 된다. 그런데 끈 이론은 유명한 양자 중력 이론이며 알파 매개변수는 특정 값 집합을 취할 수 있고 그 알파는 기본 끈의 '장력(플랑크 단위)과 관련이 있다'라고 설명 한다.
나의 oms이론에서 oms는 대단한 표면장력을 가졌다. 부분들이 모두 전체에 단단히 엮였다. 그 전체는 초끈의 표면장력에서 우주의 표면의 허블 장력까지 뻗여있다. oms 장력은 격자점으로도 표현되어 크기의 제한없이 작동하여 우주의 거대구조 웹의 1의 값을 얻는다. 그런데 oss이론에서의 격자점의 3D 장력의 값은 zerosum이다. 초끈의 매개변수 알파값이나 프랑크 상수의 값은 2로 표현될런가 모를 일이다. 허허.
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-"We often say that quantum gravity theory is the UV completion of GR," said Guerrieri. "In a recent paper, we investigated the first modifications to the GR prediction at lower energy limits. This is what the parametric alpha in our paper means." String theory is a famous quantum gravity theory. Specifically, in string theory, the alpha parameter described by the researcher can take on a specific set of values. “In string theory, alpha is related to the tension (in Planck units) of the underlying string,” explains Vieira.
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memo 2109110447 my thought experiment oms storytelling
Gravity works macroscopically like the universe. By the way, string theory is a famous quantum gravity theory and explains that the alpha parameter can take on a certain set of values and that the alpha is 'related to the tension (in Planck's)' of the basic string.
In my oms theory, oms have great surface tension. The parts are all tightly woven into the whole. The whole stretches from the surface tension of the superstring to the Hubble tension on the surface of the universe. The oms tension can also be expressed as lattice points, operating without size restrictions, yielding a value of 1 for the cosmic macrostructured web. However, in the oss theory, the value of the 3D tension of lattice points is zerosum. The alpha value of the string parameter or the value of the Frank constant may be expressed as 2. haha.
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.Quantum particles timed as they tunnel through a solid
고체를 통과할 때 시간을 측정한 양자 입자
로비 버만 2020년 8월 11일 고체를 통과할 때 시간을 측정한 양자 입자 이미지 출처: 카를로스 카스티야 /Shutterstock
영리한 새로운 연구는 양자 입자가 장벽을 통과하는 데 걸리는 시간을 결정적으로 측정합니다
-양자 입자는 겉보기에 통과할 수 없는 장벽을 통과하여 반대편에서 튀어나올 수 있습니다. 양자 터널링은 새로운 발견은 아니지만 과학자들이 모르는 것이 많습니다. 연구자들은 루비듐 입자를 과냉각하여 회전을 자기 타이머로 사용합니다. 이상한 행동에 관해서는 양자 세계와 같은 것은 없습니다.
-세계적 수준의 헤드 스크래처 얽힘 외에도 양자 터널링도 있습니다. 입자가 어떻게든 뚫을 수 없는 장벽을 통해 길을 찾는 신비한 과정입니다. 양자 터널링이 발생 하는 정확한 이유 또는 방법 은 알려져 있지 않습니다. 얽힌 입자가 상호 작용하는 것과 같은 방식으로 입자가 순간적으로 반대편으로 튀어나올까요? 아니면 점진적으로 터널링합니까? 이전 연구는 상충 되었습니다 .
양자 터널링이 발생한다는 것은 1920년대에 발견된 이후로 논쟁거리가 되지 않았습니다. IBM이 35개의 크세논 원자를 사용하여 니켈 기판에 이름 을 쓴 것으로 유명했을 때 , 그들은 스캐닝 프로브 현미경 을 사용하여 그들이 하는 일을 확인했습니다. 그리고 터널 다이오드 는 양자 터널링에서 음의 저항을 유도하는 고속 스위칭 반도체입니다. "양자 터널링은 대부분의 양자 현상의 수수께끼 중 하나"토론토의 고급 연구를위한 캐나다 연구소에서 양자 정보 과학 프로그램의 Aephraim 스타인버그 말한다 라이브 과학 .
그는 Scientific American 과의 인터뷰 에서 "입자가 언덕 아래에 터널을 파고 다른 언덕에 나타난 것과 같습니다."라고 설명합니다. Steinberg는 연구자들이 터널링 입자가 장벽을 통과하는 데 걸리는 시간을 측정할 수 있도록 하는 일련의 영리한 실험을 제공하는 네이처(Nature) 저널에 막 발표된 연구의 공동 저자입니다 .
"그리고 우리가 이제 실제로 이런 방식으로 그것을 연구할 수 있다는 것은 환상적입니다."
냉동 루비듐 원자 루비듐 원자 그림 이미지 출처: Viktoriia Debopre /Shutterstock/Big Think
터널링이 발생하는 데 걸리는 시간을 확인하는 데 있어 어려운 점 중 하나는 터널링이 언제 시작되고 언제 완료되는지 정확히 아는 것입니다. 새로운 연구의 저자들은 입자의 세차 운동에 기반한 시스템을 고안하여 이 문제를 해결했습니다. 아원자 입자는 모두 자기 특성을 가지고 있으며 외부 자기장을 만날 때 꼭대기처럼 회전하거나 " 세차 "합니다.
이를 염두에 두고 연구의 저자는 자기장으로 장벽을 구성하여 통과하는 모든 입자가 그렇게 하는 것처럼 세차운동을 하도록 하기로 결정했습니다. 그들은 필드에 들어가기 전이나 후에 세차를 하지 않을 것이므로 입자의 세차 운동 지속 시간을 관찰하고 시간을 측정함으로써 연구자들은 장벽을 통과하는 데 걸리는 시간을 확실히 식별할 수 있었습니다. 장벽을 건설하기 위해 과학자들은 약 8,000개의 루비듐 원자를 절대 영도보다 10억분의 1도까지 냉각했습니다.
이 상태에서 그들은 보스-아인슈타인 응축물, 일명 다섯 번째로 알려진 물질 형태를 형성합니다. 이 상태에서 원자는 속도가 느려지고 독립적으로 고속으로 날아다니는 대신 함께 뭉칠 수 있습니다. (우리는 이전 에 우주에서의 보스-아인슈타인 실험에 대해 쓴 적이 있습니다.) 연구진은 레이저를 사용하여 약 2,000개의 루비듐 원자를 약 1.3마이크로미터 두께의 장벽에 밀어 넣어 의사 자기장을 부여했습니다. 단일 루비듐 원자와 비교할 때 이것은 매우 두꺼운 벽으로, 자신이 1피트 두께였다면 깊이가 0.5마일에 해당합니다. 벽이 준비된 상태에서 두 번째 레이저가 개별 루비듐 원자를 벽 쪽으로 넛지했습니다. 대부분의 원자는 단순히 장벽을 튕겨냈지만, 그 중 약 3%는 원하는 대로 통과했습니다. 세차 운동을 정밀하게 측정한 결과 결과가 나왔습니다. 통과하는 데 0.61밀리초가 걸렸습니다. 연구에 대한 반응 연구에 참여하지 않은 과학자들은 그 결과가 매력적이라고 생각합니다.
호주 그리피스 대학의 Igor Litvinyuk은 "이것은 아름다운 실험입니다."라고 말했습니다. "그냥 그것을 하는 것은 영웅적인 노력입니다." 사우스다코타주 오거스타나 대학의 드류 알튼(Drew Alton)은 라이브 사이언스(Live Science)와의 인터뷰에서 "이 실험은 숨막히는 기술적 성취"라고 말했다. 연구원들의 결과를 매우 특별하게 만드는 것은 그들의 명확성입니다.
뉴욕 유니온 칼리지의 Chad Orzel은 "그들의 실험은 그들이 말하는 것 이외의 것으로 해석하기 어렵게 하기 위해 독창적으로 구성되었습니다."라고 말합니다. 그는 이 연구를 "사고 실험이 현실로 만들어지는 가장 좋은 사례 중 하나"라고 부릅니다. Litvinyuk은 "여기에 구멍이 보이지 않습니다."라고 동의합니다. 연구자 자신에 관해서는 더 많은 것을 배울 수 있도록 실험 장치의 개선이 진행 중입니다. "우리는 장벽을 더 두껍게 만드는 새로운 측정에 대해 연구하고 있습니다."라고 Steinberg가 말했습니다. 또한 0.61밀리초의 트립이 일정한 속도로 발생하는지 여부에 대한 흥미로운 질문도 있습니다. "원자의 속도가 일정한지 여부를 확인하는 것은 매우 흥미로울 것입니다."
https://bigthink.com/surprising-science/timing-quantum-tunneling?rebelltitem=3#rebelltitem3
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메모 2109110607 나의 사고실험 oms 스토리텔링
양자 터널링은 입구와 출구가 2x2 제한적으로 보인다. 4개의 입구와 4개의 출구있는데, 이는 베이스의 초기값일 뿐이고 베이스 터널이 무한대로 이여져 있어, 어느 베이스에서 터널링으로 이여졌는지, 전혀 예측하기 어렵다.
이는 샘플2. oss에서 일어나는 기막힌 양자 터널링 모델이다. ? ?? ??? ?4 ?5... ?∞ 샘플2.oss 확장버전의 양자터널링은 거의 모르는(?)는 통로의 연결이다. 이는 "?"의 in/out의 제한적 경우수의 곱으로 표현되어진다.
sample 2/oss
zxdzxezxz.
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
-Quantum particles can pass through seemingly impermeable barriers and bounce off the other side. Quantum tunneling isn't a new discovery, but there's a lot scientists don't know. Researchers supercool rubidium particles to use rotation as a magnetic timer. When it comes to strange behavior, there is no such thing as a quantum world.
- In addition to world-class head-scratcher entanglement, there is also quantum tunneling. A mysterious process in which particles somehow find their way through an impenetrable barrier. It is not known exactly why or how quantum tunneling occurs. In the same way that entangled particles interact? Or do you tunnel gradually? Previous studies have been conflicting.
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memo 2109110607 my thought experiment oms storytelling
Quantum tunneling seems to be limited to 2x2 inlet and outlet. There are 4 entrances and 4 exits, which are only the initial values of the base and the base tunnel extends to infinity, so it is difficult to predict which base the tunneling leads from.
This is sample 2. This is the amazing quantum tunneling model that takes place in OSS. ? ?? ??? ?4 ?5... ?∞ Sample 2.oss Quantum tunneling in the extended version is the connection of passages that you hardly know (?). This is expressed as the product of the limited number of in/out cases of "?".
sample 2/oss
zxdzxezxz.
xxbyyxzzx
zybzzfxzy
cadccbcdc
cdbdcbdbb
xzezxdyyx
zxezybzyy
bddbcbdca
sample 1/oms
b0acfd 0000e0
000ac0 f00bde
0c0fab 000e0d
e00d0c 0b0fa0
f000e0 b0dac0
d0f000 cae0b0
0b000f 0ead0c
0deb00 ac000f
ced0ba 00f000
a0b00e 0dc0f0
0ace00 df000b
0f00d0 e0bc0a
.Cosmic Rays – Originating From Supernova Remnants and Pulsars – May Be Key to Understanding Galactic Dynamics
우주 광선 – 초신성 잔해와 펄서에서 발생 – 은하 역학을 이해하는 열쇠가 될 수 있음
주제:미국 물리학 연구소천체물리학혈장인기있는 으로 물리학의 미국 학회 2021 년 9 월 6 일 은하계 우주 개념
초신성 잔해와 펄서에서 발생하는 빠른 우주선은 이전에 알려진 것보다 훨씬 더 은하 역학과 별 형성에 영향을 미칠 가능성이 있습니다. 우주선은 빛의 속도에 가깝게 움직이는 하전 입자로, 끊임없이 지구에 비가 내립니다. 이 입자들은 알베르트 아인슈타인의 특수 상대성 이론에 의해 정의된 상대론적이며 은하계 내에서 움직이는 방식을 제어하는 자기장을 생성합니다.
성간 매질 내의 가스는 대부분이 수소이고 대부분이 이온화된 원자로 구성되어 있어 양성자와 전자가 분리되어 있습니다. 이 가스 내에서 이동하는 동안 우주선이 배경 양성자 를 시작하여 돌을 던질 때 호수의 잔물결과 유사한 집단 플라즈마 파동 을 일으킵니다 .
가장 큰 문제는 우주선이 성간 매질을 구성하는 배경 플라즈마에 운동량을 축적하는 방법입니다. 에서 플라스마 물리학 AIP 출판에서, 프랑스 플라즈마 천체 물리학 천체 물리학 및 우주 플라즈마 내에서 우주 광선에 의해 트리거 스트리밍 불안정성을 공부 분야에서 최근 개발을 검토합니다.
파도와 입자가 상호 작용하는 방법 이 그림은 파동과 입자가 상호 작용하는 방식을 보여줍니다. 파동 진폭은 증가하고 입자 드리프트 속도는 산란으로 인해 떨어지고 있습니다. 크레딧: A. Marcowith, AJ van Marle 및 I. Plotnikov
-몽펠리에 대학의 알렉상드르 마르코위드(Alexandre Marcowith)는 “우주선은 원시행성 원반이나 행성과 같은 가장 작은 규모부터 은하풍과 같은 가장 큰 규모까지 우리 은하의 측면을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 지금까지 우주선은 은하계 “생태학” 내에서 약간 떨어져 있는 것으로 여겨졌습니다. 그러나 불안정성은 잘 작동하고 초신성 잔해 및 펄서와 같은 우주선 소스 주변에서 예상보다 강하기 때문에 이러한 입자는 이전에 알려진 것보다 은하 역학 및 별 형성 주기에 훨씬 더 많은 영향을 미칠 가능성이 있습니다.
-Marcowith는 "이것은 놀라운 일이 아니라 패러다임의 전환에 가깝습니다."라고 말했습니다. "과학과 천체 물리학에서는 모든 것이 연결되어 있습니다." 성간/은하계 매질을 확장하는 초신성 충격파는 "우주선을 가속하는 것으로 알려져 있으며, 우주선이 흘러나오고 있기 때문에 우리 주변에서 관찰하는 실제 자기장 강도를 설명하는 데 필요한 자기장 씨앗을 생성하는 데 기여했을 수 있습니다"라고 말했습니다. 마르코위드. 플라즈마 파의 진폭이 시간이 지남에 따라 감소하거나 감쇠한 후, 마치 호수에 던진 돌에 의해 생성되는 것과 마찬가지로 플라즈마의 가스를 가열합니다. 한편, 그것은 우주선을 산란시키는 데 도움이 됩니다. 이를 위해서는 우주선의 자이로 반경과 같은 차수의 파장이 필요합니다. 우주선은 자기장을 중심으로 나선(나선) 운동을 하며 그 반경을 라모르 반경이라고 합니다. “당신이 구불구불한 길에서 차를 운전하고 있다고 가정해 봅시다. 파장이 휠 크기와 같으면 운전하기 어려울 것입니다.”라고 Marcowith가 말했습니다. 우주선은 이러한 파동에 의해 강하게 산란되며, 이러한 섭동(파동)의 근원에서 주된 불안정성은 우주선의 집합적 흐름 운동과 관련된 흐름 불안정성입니다. Marcowith는 "초신성 잔해 및 제트와 같은 다양한 천체 물리학적 맥락에서 이러한 스트리밍 불안정성의 영향을 조사하기 위해 유사한 수치 기술을 사용하는 천체 물리학의 여러 연구 분야가 있습니다."라고 말했습니다. "이 불안정성과 난기류는 많은 천체 물리학 현상의 근원일 수 있으며 우주선이 우리 은하수 의 큰 서커스에서 어떻게 역할을 하는지 보여줍니다 ." 참조: A. Marcowith, AJ van Marle 및 I. Plotnikov의 "The cosmic ray-driven streaming instability in astrophysical and space plasmas", Physics of Plasmas , 2021년 8월 24일 . DOI: 10.1063/5.0013662
-몽펠리에 대학의 알렉상드르 마르코위드(Alexandre Marcowith)는 “우주선은 원시행성 원반이나 행성과 같은 가장 작은 규모부터 은하풍과 같은 가장 큰 규모까지 우리 은하의 측면을 설명하는 데 도움이 될 수 있습니다. 지금까지 우주선은 은하계 “생태학” 내에서 약간 떨어져 있는 것으로 여겨졌습니다. 그러나 불안정성은 잘 작동하고 초신성 잔해 및 펄서와 같은 우주선 소스 주변에서 예상보다 강하기 때문에 이러한 입자는 이전에 알려진 것보다 은하 역학 및 별 형성 주기에 훨씬 더 많은 영향을 미칠 가능성이 있습니다.
https://scitechdaily.com/cosmic-rays-originating-from-supernova-remnants-and-pulsars-may-be-key-to-understanding-galactic-dynamics/
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메모 2109110904 나의 사고실험 oms 스토리텔링
우주선이 생물에게는 치명적일지 모르나 우주의 물체들에게는 흙과 같은 토양일 것이다. 우주의 초신성 폭발이나 태양풍에 실린 우주선들이 별들과 행성을 흔하게 만들고 '거대한 시공간을 형성한다'는 것은 우주선을 매개로 다양한 항성간 물체를 활용하여 이동할 수 있을 것이다. 물론 시간이 수십광년이 걸릴지라도 매우 보편적인 물체 형성에 우주선들이 생물체에 흙과 햇빛이 기여하는 역할처럼 무척 다양하리라 본다.
우리가 원하는 항간이동 우주선을 개발하는데 있어서도 항간이동 오무아무아격 물체에 탑승하여 스윙바이(Swing By) 항법으로 속력을 가속화 시킬 수 있다.
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