.Gamma Rays and Meteorites: The Unlikely Duo That May Have Sparked Life on Earth
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.Gamma Rays and Meteorites: The Unlikely Duo That May Have Sparked Life on Earth
감마선과 운석: 지구상의 생명을 촉발했을 가능성이 있는 듀오
주제:미국화학학회우주생물학생화학운석 미국 화학 학회 에서 2022년 12월 30 일 불타는 운석 지구 과학자들은 지구상의 생명의 기원에 대해 확신하지 못하지만 한 가지 가설은 운석이 생명의 구성 요소인 아미노산을 지구에 가져왔다는 것입니다. 연구원들은 감마선으로 인한 우주 암석 내 반응으로 인해 초기 운석에서 아미노산이 형성되었을 수 있음을 발견했습니다.
제임스 웹 우주망원경 이 촬영한 먼 은하계의 상세한 이미지가 더 큰 우주를 보여주지만 과학자들은 여전히 여기 지구에서 생명이 어떻게 시작되었는지에 대해 의견이 분분합니다. 한 가지 가설은 운석이 생명체의 구성 요소인 아미노산을 지구에 전달했다는 것입니다. 이제 ACS Central Science 저널에 보고된 연구자 들은 우주 암석 내부에서 생성된 감마선에 의해 유발된 반응으로부터 이러한 초기 운석에서 아미노산이 형성되었을 수 있음을 실험적으로 보여주었습니다.
-지구가 새로 형성된 메마른 행성이었던 이래로 운석은 대기를 통해 표면을 향해 빠른 속도로 돌진해 왔습니다. 초기 우주 잔해에 상당한 양의 물과 아미노산과 같은 작은 분자를 포함하는 운석의 일종인 탄소질 콘드라이트가 포함되어 있었다면 지구 생명체의 진화에 기여했을 수 있습니다. 그러나 운석에 들어 있는 아미노산의 출처는 정확히 파악하기 어려웠습니다.
-이전 실험실 실험에서 Yoko Kebukawa와 동료들은 암모니아와 포름알데히드와 같은 단순한 분자 간의 반응이 아미노산과 다른 거대 분자를 합성할 수 있지만 액체 물과 열이 필요하다는 것을 보여주었습니다. 초기 탄소질 콘드라이트에 존재하는 것으로 알려진 알루미늄-26( 26 Al) 과 같은 방사성 원소 는 붕괴할 때 고에너지 방사선의 한 형태인 감마선을 방출합니다. 이 과정은 생체 분자를 만드는 데 필요한 열을 제공할 수 있습니다.
-그래서 Kebukawa와 새로운 팀은 방사선이 초기 운석에서 아미노산 형성에 기여할 수 있었는지 여부를 확인하고 싶었습니다. 연구원들은 포름알데히드와 암모니아를 물에 녹이고 용액을 유리관에 밀봉한 다음 코발트-60의 붕괴에서 생성된 고에너지 감마선으로 튜브를 조사했습니다. 그들은 알라닌, 글리신, α-아미노 부티르산 및 글루탐산과 같은 α-아미노산과 β-알라닌 및 β-아미노이소부티르산과 같은 β-아미노산의 생성이 조사된 용액에서 총 감마선 선량이 증가했습니다.
-이러한 결과와 운석에서 26 Al 의 붕괴로 인한 예상 감마선 선량을 기반으로 연구자들은 Murchison 운석에서 발견되는 알라닌과 β-알라닌의 양을 생성하는 데 1,000~100,000년이 걸렸을 것으로 추정했습니다. 1969년 호주에 상륙했습니다. 이 연구는 감마선 촉매 반응이 아미노산을 생성할 수 있고 아마도 지구상의 생명의 기원에 기여할 수 있다는 증거를 제공한다고 연구자들은 말했습니다.
참조: "Gamma-Ray-Induced Amino Acid Formation in Aqueous Small Bodies in the Early Solar System" by Yoko Kebukawa, Shinya Asano, Atsushi Tani, Isao Yoda 및 Kensei Kobayashi, 2022년 12월 7일, ACS Central Science . DOI: 10.1021/accentsci.2c00588 저자는 일본 과학 진흥회 KAKENHI의 자금 지원을 인정합니다.
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메모 2212311119 나의 사고실험 oms 스토리텔링
지구행성에서의 생명체의 출현에 대해 여러가지 가설이 존재하지만 운석의 충돌로 우주 암석 내부에서 생성된 감마선에 의해 유발된 반응으로부터 이러한 초기 운석에서 아미노산이 형성되었을 수 있음을 실험적으로 보여주었다.
샘플b.qoms의 운석x=y.band.circle의 먼지로 부터 중첩의 singularity.amino acid.chain이 생겨나온 것이다.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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sample c.oss (standard)
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-Ever since Earth was a newly formed barren planet, meteorites have been rushing through the atmosphere toward the surface at high speed. Early space debris could have contributed to the evolution of life on Earth if it contained carbonaceous chondrites, a type of meteorite that contains significant amounts of water and small molecules such as amino acids. However, the exact source of the amino acids in meteorites has been difficult to pinpoint.
- In previous laboratory experiments, Yoko Kebukawa and her colleagues showed that reactions between simple molecules such as ammonia and formaldehyde can synthesize amino acids and other macromolecules, but require liquid water and heat. Radioactive elements such as aluminum-26 ( 26 Al), known to be present in early carbonaceous chondrites, emit gamma rays, a form of high-energy radiation, when they decay. This process can provide the heat needed to make biomolecules.
—So Kebukawa and her new team wanted to determine whether radiation could have contributed to the formation of amino acids in early meteorites. The researchers dissolved formaldehyde and ammonia in water, sealed the solution in a glass tube, and irradiated the tube with high-energy gamma rays generated from the decay of cobalt-60. They found that the production of α-amino acids, such as alanine, glycine, α-aminobutyric acid, and glutamic acid, and β-amino acids, such as β-alanine and β-aminoisobutyric acid, increased in total gamma-ray dose in solutions investigated.
-Based on these results and the estimated gamma-ray dose from the decay of 26 Al in the meteorite, the researchers estimated that it would have taken 1,000 to 100,000 years to produce the amounts of alanine and β-alanine found in the Murchison meteorite. Landed in Australia in 1969. The study provides evidence that gamma-ray catalyzed reactions can create amino acids and possibly contribute to the origin of life on Earth, the researchers said.
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memo 2212311119 my thought experiment oms storytelling
Several hypotheses exist for the emergence of life on the terrestrial planet, but experiments have shown that amino acids may have formed in these early meteorites from reactions induced by gamma rays produced inside space rocks by meteorite impacts.
From the dust of the meteorite x=y.band.circle of sample b.qoms, a superposition singularity.amino acid.chain arises.
Samplea.oms (standard)
b0acfd 0000e0
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sampleb. qoms (standard)
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sample c.oss (standard)
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.Study explores topological beaming of light
연구는 빛의 토폴로지 빔을 탐구합니다
Thamarasee Jeewandara, Phys.org 작성 위상 접합 메타표면 근처의 등방성 광원에서 나오는 빛의 원거리 특성. (A) z = 0에서 x = -5에서 5 μm까지 장치 영역 내부에 고르게 배치된 등방성 방출기 어레이의 원거리장 방사 패턴 |Ey|2. (B 및 C) 정규화된 국소화 포락선 함수 f( x) 및 자유 공간에서 방출 각도 θ에 대한 공간 푸리에 변환 F(kx). (D) 밴드갭 크기 g에 따른 누설 JR 상태의 위치-파동 벡터 불확실성 관계. 출처 : Science Advances , doi: 10.1126/sciadv.add8349 DECEMBER 30, 2022 FEATURE
나노포토닉 발광체는 응용 물리학 분야에서 광범위하게 응용할 수 있는 소형 다목적 장치입니다. 현재 사이언스 어드밴스( Science Advances ) 에 발표된 새로운 보고서 에서 이기영과 중국과 영국의 물리학 및 공학 연구팀은 적응형 빔 형성 능력을 갖춘 서브미크론 풋프린트 크기와 고효율의 토폴로지 빔 방출기 구조를 개발할 것을 제안했습니다. . 제안된 장치는 디스플레이, 고체 광 감지, 광학 상호 연결 및 통신을 포함한 다양한 응용 분야를 감지하기 위해 매우 바람직하고 효율적인 마이크로 발광체를 촉진했습니다.
광 토폴로지 현상 토폴로지 인터페이스 상태는 고유한 물리적 특성을 가진 환경 교란에 대한 견고성이 매우 높습니다. 수학과 포토닉스 분야의 많은 연구자들은 전기 통신, 데이터 처리 및 센서 응용 분야에서의 가능성으로 인해 광 토폴로지 현상을 광범위하게 조사했습니다. 이 연구에서 Lee와 동료들은 비 Hermitian 토폴로지 포토닉스 와 관련된 새로운 원거리 광학 특성 을 탐구했습니다. 그들은 두 개의 유도 모드 공진 격자의 위상 접합 메타표면 이 어떻게 높은 양자 효율과 적응 가능한 빔 형성 능력을 가진 효율적인 서브미크론 규모 발광기 역할을 할 수 있는지 보여주었습니다. 실험 동안 팀은 구멍이 없는 상태에서 서로 직접 인접한 두 개의 고유한 유도 모드 공진 격자를 포함하는 접합부를 사용했습니다.
이러한 구조에서 새는 Jackiw-Rebbi(JR) 상태 는 교차점에 있습니다. 이는 역사적으로 중요한 상대론적 모델 에 해당하는 좁은 광선을 방출했습니다. 이 프로세스는 공동-양자 전기역학 결합 및 전자기 퍼넬링 효과에 의해 구동되었습니다. 팀은 토폴로지 빔 방출의 기본 이론을 탐구하고 연구 중에 엄격한 수치 분석을 수행했습니다. 토폴로지 접합 메타표면에서 새는 JR 상태의 기본 속성. (A) 두 개의 서로 다른 박막 서브파장 격자로 구성된 토폴로지 접합의 개략도. (B) 토폴로지 위상의 왼쪽 단위 셀(왼쪽), 사소한 위상의 오른쪽 단위 셀(오른쪽) 및 접합부(중간)에 대한 각도 종속 반사 스펙트럼. (C) 파장 λJR = 633 nm에서 누설 JR 상태의 전기장 진폭 Ey. 이 계산에는 유한요소법(Comsol Multiphysics)을 사용합니다. 출처 : Science Advances , doi: 10.1126/sciadv.add8349 Jackiw-Rebbi(JR) 상태의 누설 방사선 Lee et al. 구조가 고 굴절률 필름을 유지하는 광 위상 접합 메타 표면에 국한된 새는 JR 상태를 탐색했습니다. 특정 조건에서 JR 상태의 1차 회절은 주변 배경 방향으로 빔 누출 방사선을 유도 하여 연구 중에 누출 방사선의 특징적인 특징을 수집할 수 있도록 합니다. 새는 JR 상태와 관련된 좁은 빔 방출을 기반으로 팀은 위상 접합부 근처 광원의 방출 특성을 조사했습니다. 그들은 방사 패턴을 계산하기 위해 유한 요소법 을 사용 했으며, 광학 원거리장에서 방출되는 좁은 빔을 보여주었습니다. 다음으로 팀은 방출된 빔의 이상적인 대칭을 달성하기 위해 두 개의 격자 영역이 동일한 Dirac 질량을 갖는 적절한 구조를 설계할 수 있는 가능성을 공개했습니다. 이 실험 동안 등방성 광원에서 나오는 좁은 빔 방출은 JR 상태에서 방출되는 방사선의 정확한 회절 특성을 따랐습니다. 팀은 또한 제안된 빔 효과에 대한 외부 소스를 고려했으며, 다른 수정 사항 중에서 인덱스 대비 감소 및 수직 결합 다층 도파관을 포함하여 실험 설정에 수정 사항을 도입하여 달성했습니다.
Dirac 질량 제어에 의한 플랫 탑 빔 생성. (A) 플랫탑 빔 생성을 위한 Dirac 질량 m(x) 분포. 그것은 m' = -0.634, 0 및 +0.635 μm-1에서 3개의 고원을 가지며 관련 JR 상태 강도 프로필과 방출된 빔 프로필이 참조를 위해 함께 플롯됩니다. (B) (A)의 Dirac 질량 분포를 기반으로 한 구조 설계의 전계 강도 |Ey|2 패턴. 이 시뮬레이션의 장치 구조에는 3개의 Dirac 질량 고원에 해당하는 F = 0.264, 0.46 및 0.7에서 채우기 계수가 다른 3개의 격자 영역이 있습니다. 출처 : Science Advances , doi: 10.1126/sciadv.add8349
적응형 빔 성형 빔 형성의 개념은 광원의 많은 일반적인 응용 분야에서 중요합니다. 설명된 토폴로지 빔 효과는 소스에서 직접 빔 모양을 조절할 수 있는 가능성을 제공합니다. 과학자들은 예상되는 빔 프로파일을 생성하는 데 필요한 Dirac 질량 분포 를 설명했습니다. 예를 들어, 평평한 상단 빔을 생성하기 위해 제로 Dirac 질량 영역을 원하는 너비와 장치 접합부 주변으로 확장할 수 있습니다. 유도 모드 공명 Dirac 질량 조절의 결과는 빔 형성 응용 분야를 효율적으로 촉진할 수 있습니다. 시야 이와 같이 이기영과 동료들은 효율적인 빔 방출을 위한 위상 접합 메타표면을 제안하였다. 공동-양자 전기역학 결합과 전자기 퍼넬링 효과를 통합하여 내부 방출기로부터 효율적인 광선 방출을 달성하기 위해 접합부에서 새는 Jackiw-Rabbi 상태의 특성 필드 분포를 시뮬레이션했습니다.
제안된 아키텍처는 강력한 위치 파악, 높은 양자 효율 및 적응형 빔 형성 용량 을 위한 효율적인 마이크로 발광체를 생성하는 데 중요합니다 . 이러한 특성은 디스플레이 픽셀 개발, 레이저 가공 및 통신 응용 분야를 비롯한 수많은 응용 분야에서 중요합니다. 제안된 장치는 원칙적 으로 역방향 방출기 역할을 하는 범위로 인해 효율적인 광학 검출기로 기능할 수 있습니다 . 과학자들은 기존의 기술적 한계를 능가하는 새로운 광학 효과 및 수반되는 장치 응용 프로그램을 개발하기 위해 연구 결과의 추가 최적화를 제안합니다.
추가 정보: 이기영 외, Topological beaming of light, Science Advances (2022). DOI: 10.1126/sciadv.add8349 Alexander Cerjan 외, Weyl 예외적 링의 실험적 실현, Nature Photonics (2019). DOI: 10.1038/s41566-019-0453-z 저널 정보: Nature Photonics , Science Advances
https://phys.org/news/2022-12-explores-topological.html
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