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色散:“小柯”秀

时间:2023-02-07 08:46:04 | 来源:

今天,分享一篇“小柯”秀,希望以下“小柯”秀的内容对您有用。

《细胞》

科学家解析人类胚胎发育机制

美国哈佛大学的Yusuf Ilker Yaman和Sharad Ramanathan合作,发现人体类器官对称性发育控制信号传导梯度驱动的分节时钟波。相关论文近日在线发表于《细胞》。

哺乳动物的发育涉及形态的协调,包括轴向伸长、生长发育和神经管形成。

为深入了解控制人类轴向形态生长的信号,研究人员通过诱导多能干细胞空间偶联上皮囊肿的前后对称,发现轴向延伸类器官由神经管组成,两侧为体细胞前中胚层,可按顺序分割为体节。体节细胞分化基因MESP2的周期性激活,在空间和时间上与类器官体细胞前中胚层中,向前移动的分节时钟波一致,这概括了体节产生的关键。时间扰动表明,FGF和WNT信号在轴向伸长和体细胞发生中起着不同的作用,FGF信号梯度驱动分节时钟波。通过生成和扰动类器官,这些类器官同时概括了人类胚胎中多个轴向组织的结构,这项工作为剖析人类胚胎发育的机制提供了手段。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1016/j.cell.2022.12.042

《自然-物理学》

科学家观测并调整波包长度场参数

美国中佛罗里达大学的Ayman F. Abouraddy研究组对光学Broglie-Mackinnon波包进行了观测。相关成果日前发表于《自然-物理学》。

伴随运动粒子的Broglie波包是色散的,缺乏由粒子质量和速度决定的固有长度。Mackinnon提出了一种由色散Broglie相波构造的局域非色散波包,该色散Broglie相波通过粒子和观察者角色的反转具有固有长度。到目前为止,Broglie-Mackinnon波包仍停留在理论阶段。

该团队报道了在异常群速度色散存在的情况下,利用近轴时空耦合脉冲激光场,观测光学Broglie-Mackinnon波包。关键的是,Broglie-Mackinnon波包的带宽有一个与波包群速度和等效质量相容的上限。与先前观测到的线性传播不变波包,在任何轴向平面上的时空轮廓都是X形相比,Broglie-Mackinnon波包的时空轮廓是唯一的O形(相对于空间和时间圆对称)。

通过分析它们的时空光谱结构,研究人员在色散介质中产生无色散Broglie-Mackinnon波包,观察它们圆形对称的时空强度分布和封闭轨迹谱,并调整唯一决定波包长度的场参数。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41567-022-01876-6

高频信号纳米级控制获突破

太赫兹光与纳米波长马侬模式通过自旋轨道转矩耦合,这一成果由德国亥姆霍兹德累斯顿罗森多夫研究中心的Sergey Kovalev和Ruslan Salikhov小组取得。相关论文近日发表于《自然-物理学》。

基于自旋技术,纳米波可以在太赫兹频率下工作,但需要在超快时间尺度上操作才能实现。例如,基于自旋波(也称为磁振子)的设备需要在纳米波长有效地产生高能交换自旋波。为了实现这一点,需要在磁振子模式和电磁刺激(如相干太赫兹场脉冲)之间进行实质性的耦合。然而,由于亚毫米波辐射和纳米级自旋波之间存在较大的动量不匹配,很难有效地激发太赫兹光的非均匀自旋波。

该团队通过工程薄膜来改进光物质相互作用,以利用局限于重金属/铁磁异质结构界面的相对论性自旋轨道扭矩。使宽带太赫兹辐射激发频率高达0.6太赫兹的自旋波模式,波长短至6纳米。数值模拟表明,太赫兹光与交换支配磁振子的耦合完全来自于界面自旋-轨道转矩。其结果对其他磁性多层结构具有普遍适用性,并使高频信号的纳米级控制具有广阔前景。

相关论文信息:

https://doi.org/10.1038/s41567-022-01908-1

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