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Magnétisation induite par la chiralité par des précurseurs d’ARN

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Magnétisation induite par la chiralité par des précurseurs d’ARN

Les particules chirales peuvent faire tourner des surfaces magnétiques polarisées en raison de l’effet CISS. une. La densité électronique d’une molécule s’approchant d’une surface est distribuée de manière asymétrique et une charge trans-dipôle est générée. Le transfert de charge à travers les molécules chirales est sélectif en raison de l’effet CISS, de sorte que le dipôle le long de l’axe moléculaire chiral accompagne ce dipôle de charge. Ce spin-dipôle transitoire peut être couplé au spin de surface en raison de l’interaction d’échange de spin (J ≡ [E(↑↑) − E(↑↓)]) et le spin polarise la surface le long de l’axe moléculaire chiral. B. Schéma de la configuration utilisée dans les expériences de cristallisation CD-détecteur. Des cristaux homogènes de RAO se forment sur la magnétite à partir de sa solution énantiopure. Ces cristaux s’alignent avec les domaines magnétiques sous-jacents et interagissent avec le spin de surface en raison du couplage dipolaire magnétique – un couplage plus faible mais à plus longue portée par rapport à l’interaction d’échange spin-c. Une séquence montrant l’effet des particules chirales sur les champs magnétiques. 1 Initialement, il n’y a pas d’aimantation nette des champs magnétiques. 2 Lorsqu’une couche de RAO est formée, les spins sous la couche s’alignent en raison de la forte interaction d’échange de spin. C’est le processus d’aimantation par avalanche : les particules s’alignent avec les rouleaux de surface et les régions alignées attirent plus de particules et deviennent plus grandes. 3 La monocouche se développe et couvre une plus grande partie de la surface en raison de l’attraction des molécules chirales vers les régions alignées et les germes cristallins commencent à se former. 4 Les cristaux deviennent plus gros et se couplent aux champs magnétiques en raison de l’interaction magnétique dipolaire, Edd. Si un champ magnétique externe, − → B, est appliqué, les domaines à l’extérieur de la région coiffée de cristaux sont magnétisés. Cependant, les cristaux maintiennent l’aimantation des domaines sous eux tant que l’énergie de couplage dipolaire est supérieure à l’énergie magnétique. – la physique

La vie est homogène et l’homéotropie est une caractéristique essentielle des systèmes vivants sur Terre. Alors que le mécanisme exact qui a conduit à l’homosexualité n’est pas encore entièrement compris, tout scénario réaliste sur les origines de la vie doit aborder l’émergence de la personnalité homosexuelle. Afin d’appliquer et de maintenir la chiralité dans le réseau prébiotique, un facteur environnemental qui agit comme un facteur de chiralité est nécessaire.

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Les surfaces magnétiques sont des agents hétérogènes précédemment acceptés et se sont révélées efficaces dans la séparation des annotations du ribose-aminoxazoline (RAO), un précurseur d’ARN, en raison de l’effet de la sélectivité induite par spin (CISS). A ce titre, les mécanismes de brisure de symétrie magnétique des minéraux ferromagnétiques sont d’une importance primordiale.

Nous rapportons ici l’aimantation par avalanche de la magnétite (Fe3O4) à travers la cristallisation de l’énantiopure RAO. La rupture observée de la symétrie magnétique par les particules chirales est causée par l’effet CISS et se propage sur la surface magnétique comme une avalanche, offrant un moyen de magnétiser uniformément une surface magnétique sans la recouvrir complètement. Compte tenu de nos résultats précédents sur la séparation par recuit par cristallisation sur une surface magnétique, l’aimantation induite par avalanche ouvre la voie à une réaction coopérative entre les particules chirales et les surfaces magnétiques.

Grâce à cette rétroaction, le faible biais naturel de l’aimantation nette peut être amplifié et les processus sélectifs de spin sur les minéraux ferromagnétiques peuvent être adaptés de manière cohérente.

S. Furkan Ozturk, Deb Kumar Bhowmick, Yael Kapon, Yutao Sang, Anil Kumar, Yossi Paltiel, Ron Naaman, Dimitar D. Sasselov

Commentaires : 19 pages, 6 figures
Matières : Chimie Physique (physics.chem-ph)
Cité comme : arXiv:2304.09095 [physics.chem-ph] (ou arXiv : 2304.09095v1 [physics.chem-ph] pour cette version)
https://doi.org/10.48550/arXiv.2304.09095
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Date de soumission
De : Sukru Furkan Özturk
[v1] Jeudi 13 avril 2023 22:01:24 UTC (20298 Ko)
https://arxiv.org/abs/2304.09095
Astrobiologie

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Un événement unique visible à l’œil nu : ScienceAlert

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Un événement unique visible à l’œil nu : ScienceAlert

Au cours des prochains mois, un spectacle pourrait illuminer le ciel du nord.

Là, dans la constellation de la Couronne Boréale, en A Une distance de plus de 2500 années-lumièreune étoile appelée T Coronae Borealis se cache, déclenchant une explosion qui fera temporairement de l’étoile l’un des objets les plus brillants du ciel nocturne.

Les astronomes attendent avec impatience que cette chose explose, non seulement parce qu’elle sera spectaculaire, mais aussi en raison de la richesse des données que nous pourrons collecter sur un type d’explosion stellaire appelé « explosion d’étoiles ». Classique Nova.

La raison pour laquelle nous savons que T Coronae Borealis (T CrB en abrégé) va exploser est que cela se produit une fois tous les 80 ans, pendant au moins huit siècles.

Cela signifie qu’il est très proche d’un événement unique et que la technologie dont nous disposons désormais pour le détecter dépasse largement celle dont nous disposions lors de son dernier vol, en février 1946.

« Il existe quelques novae récurrentes avec des cycles très courts, mais en général, nous ne voyons pas d’explosion répétée au cours d’une vie humaine, et elle est rarement relativement proche de notre système. » dit l’astronome Rebecca Hounsell Du Goddard Space Flight Center de la NASA.

« C’est très excitant d’avoir ce siège au premier rang. »

À ne pas confondre avec la quasi-effacement des étoiles lors d’explosions cataclysmiques appelées supernovae, les novae classiques sont des explosions plus petites qui laissent l’étoile plus ou moins intacte. En fait, ce n’est pas la première fois que cet être cosmique vit cette expérience.

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La raison pour laquelle T CrB explose si fréquemment et dans les délais prévus est une bizarrerie du type d’étoile dont il s’agit. Il s’agit d’un système stellaire binaire contenant les restes du noyau effondré d’une étoile semblable au Soleil appelée naine blanche, et une géante rouge gonflée.

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Les naines blanches sont très petites et très denses, dont la taille varie entre la taille de la Terre et celle de la Lune, et leur masse de cette taille équivaut à la masse de 1,4 soleils. Cela signifie qu’il est très attractif ; S’ils ont un compagnon binaire sur une orbite suffisamment proche, ils ont tendance à attirer de la matière, principalement de l’hydrogène.

Au fil du temps, cet hydrogène s’accumule à la surface de la naine blanche, pressé par la force de gravité. Finalement, la pression et la chaleur sur la couche sous-jacente d’hydrogène deviennent si intenses que tout s’enflamme dans une explosion thermonucléaire incontrôlable qui expulse violemment l’excès d’hydrogène dans l’espace de manière spectaculaire.

C’est Nova. Pour T CrB, la période nécessaire est d’environ 80 ans.

Au cours de la dernière décennie, les astronomes ont Notez le système binaire Présenter un comportement similaire à celui que vous aviez avant l’explosion de 1946 ; en particulier, Diminution de la luminosité Ce qui annonce l’éruption prochaine. Leur analyse suggère que cela pourrait arriver très prochainement, dès septembre 2024.

Cela signifie que les astronomes surveillent de près une petite partie du ciel remplie de constellations d’étoiles – Lyra, Hercule et Botes – et un petit arc d’étoiles pris en sandwich entre elles. C’est la Couronne Boréale.

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Où peut-on trouver la Corona Borealis dans le ciel ? Attention à la « nouvelle » star ! (NASA)

Nous espérons entendre parler de la nova dès qu’elle se produira. Il fleurira dans le ciel, devenant visible à l’œil nu, puis disparaîtra progressivement au cours d’une semaine. Vous devriez donc avoir le temps de sortir et de le regarder, s’il attire votre attention.

En fait, si vous le pouviez, ce serait génial. Des scientifiques citoyens sont également appelés à collecter des données. Plus nous avons d’yeux sur T CrB, mieux nous pouvons comprendre ses éclats flashy.

Et bien sûr, il y aura autant de télescopes que possible qui pourront être réglés, depuis les ondes radio les plus longues jusqu’aux rayonnements X et gamma les plus puissants.

« Les novae répétées sont imprévisibles et paradoxales. » dit l’astrophysicien Koji Mukai Goddard de la NASA. « Quand vous pensez qu’il n’y a aucune raison pour qu’ils suivent un certain modèle, ils le font – et dès que vous commencez à compter sur eux pour répéter le même modèle, ils s’en écartent complètement. Nous verrons comment se comporte T CrB. « 

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Moment incroyable : un mystérieux calmar des grands fonds a été aperçu en train de bercer des œufs géants, tandis que les experts découvrent des preuves de l’existence d’une nouvelle espèce.

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Moment incroyable : un mystérieux calmar des grands fonds a été aperçu en train de bercer des œufs géants, tandis que les experts découvrent des preuves de l’existence d’une nouvelle espèce.

C’est le moment incroyable où un calmar des grands fonds inconnu a été repéré portant des œufs translucides, incitant les experts à découvrir des preuves de l’existence d’une nouvelle espèce.

Cet étonnant calmar des grands fonds a d’abord fasciné les chercheurs lorsqu’il a été enregistré en train d’incuber des œufs géants en 2015, quelque chose qu’ils n’avaient jamais vu auparavant.

Un calmar des grands fonds inconnu a été aperçu portant des œufs transparentsCrédit : Mbari
Un étonnant calmar des grands fonds a amené les experts à découvrir des preuves de l’existence d’une nouvelle espèceCrédit : Mbari
Des images étonnantes ont été capturées dans le golfe de Californie d’un calmar non identifié en action.Crédit : Mbari

Ces images époustouflantes ont été capturées dans le golfe de Californie, où l’on pensait initialement que le calmar faisait partie de la famille des Gonatidae.

Près d’une décennie plus tard, les chercheurs pensent qu’il s’agit d’une espèce inconnue qui a été découverte grâce à une combinaison d’indices contenus dans les images.

Les calmars des grands fonds sont essentiels aux réseaux trophiques océaniques. Ce sont de grands prédateurs qui dévorent les poissons et les invertébrés, comme les vers, dans les eaux intermédiaires.

À leur tour, ils sont mangés par ceux qui sont beaucoup plus gros qu’eux, comme les gros poissons, les requins, les baleines, les dauphins, les phoques et les oiseaux marins.

Malgré leur importance écologique et économique incroyablement importante, ces créatures à dix membres restent un mystère pour les chercheurs, en particulier les espèces peu connues capturées dans les images.

Des indices fascinants

Les experts pensaient initialement que ces œufs de 1,5 pouce de large n’étaient pas des calmars des grands fonds typiques.

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Les soupçons ont été confirmés car d’anciennes observations du calmar Gonatus faisaient état d’œufs deux fois plus petits que ceux des images, mesurant seulement 0,25 pouce de large.

Le manque d’œufs – estimé à moins de 40 œufs – a également dérouté les chercheurs.

En comparaison, le calmar gonatus commun en contient beaucoup plus, certains incubant dans le passé jusqu’à 3 000 œufs à la fois.

Les seiches sont rarement vues vivantes dans un environnement aussi froid et sombre.

La simple profondeur à laquelle le calmar a été capturé donne de fortes indications sur le fait qu’il ne s’agissait pas d’une espèce connue.

Voir des calmars des grands fonds protéger leurs œufs après la ponte est un spectacle extrêmement rare, disent les experts, car le processus peut entraîner la mort maternelle des œufs à couver.

« Notre rencontre inattendue avec le calmar géant en train d’incuber ses œufs a attiré l’attention de tout le monde dans la salle de contrôle du navire », a déclaré Stephen Haddock, scientifique principal et chef d’expédition au Monterey Bay Aquarium Research Institute.

« Cette découverte remarquable souligne la diversité des façons dont les animaux s’adaptent aux défis uniques de la vie en profondeur. »

Le mystère des profondeurs marines : comment seule une petite partie des créatures des profondeurs marines aurait été découverte

Les océans et l’eau représentent environ 71 pour cent de la surface de la Terre et sont pratiquement épargnés par l’activité humaine.

Cela a laissé des millions de vie marine inexplorées.

Les scientifiques s’attendent à ce que jusqu’à deux millions d’espèces différentes nagent dans l’océan, et seulement 250 000 ont été découvertes jusqu’à présent, selon le Registre mondial des espèces marines.

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Certaines des créatures les plus étranges jamais découvertes comprennent des « écureuils gommeux » de concombre de mer gélatineux, des vers polychètes colorés, des fantaisies roses translucides, des vers d’arbre de Noël et même une multitude de dragons de mer en papier.

Une partie de l’énorme problème vient de la capacité limitée de l’équipe de recherche à explorer les fonds marins en raison de leur profondeur dans certaines parties du monde.

Le manque de visibilité à distance et les températures glaciales signifiaient que la technologie devait rattraper son retard avant de pouvoir explorer pleinement l’océan.

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Une méthode de contrôle réversible des forces de Casimir à l’aide de champs magnétiques externes

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Une méthode de contrôle réversible des forces de Casimir à l’aide de champs magnétiques externes

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Adaptation du champ magnétique à la force de Casimir induite par les fluctuations quantiques. Crédit : Zhang et al.

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Adaptation du champ magnétique à la force de Casimir induite par les fluctuations quantiques. Crédit : Zhang et al.

La force dite Casimir ou effet Casimir est un phénomène de mécanique quantique résultant de fluctuations du champ électromagnétique entre deux surfaces conductrices ou isolantes séparées par une courte distance. Des études ont montré que cette force peut être attractive ou répulsive, selon les propriétés diélectriques et magnétiques des matériaux utilisés dans les expériences.

Des chercheurs de l’Université des sciences et technologies de Chine ont récemment exploré la possibilité d’ajuster sélectivement la force de Casimir, c’est-à-dire de la convertir de l’attraction en répulsion et vice versa, en utilisant des champs magnétiques externes. leurs études, En vedette dans Physique naturelleDémontre un réglage réussi du champ magnétique sur la force de Casimir résultant d’une sphère d’or et d’une plaque de silice immergée dans des ferrofluides à base d’eau.

« Mon domaine de recherche est la physique de la matière condensée, mais j’ai également un fort intérêt pour la physique fondamentale, telle que les fluctuations quantiques et leurs effets induits », a déclaré Zhangjan Zeng, auteur correspondant de l’article, à Phys.org.

« Au cours des deux dernières décennies, j’ai suivi de près l’évolution dans le domaine des forces Casimir et j’ai été particulièrement impressionné. Un article de Munday et al. dans nature. Les forces de Casimir sont généralement attractives, ce qui pose des défis pour les applications, par exemple dans les systèmes microélectromécaniques (MEMS). « Dans leur article, les auteurs créent une expérience remarquable pour obtenir des forces répulsives de Casimir en choisissant soigneusement la permittivité diélectrique des matériaux en question. »

Inspiré par cet article publié en 2009, Zeng a entrepris de poursuivre ses recherches visant à contrôler de manière réversible les forces de Casimir en appliquant des champs magnétiques. Son espoir était de concevoir une approche fiable pour modifier l’effet Casimir, ce qui pourrait ouvrir de nouveaux horizons à la fois pour la recherche et le développement technologique.

« Au départ, nous pensions contrôler la force de Casimir en appliquant un champ électrique, inspiré du concept des dispositifs FET », a expliqué Zeng. « Bien que l’on sache que la force de Casimir dépend de la permittivité diélectrique des matériaux impliqués, cette permittivité n’est généralement pas sensible aux champs extérieurs. En revanche, selon la théorie de Lifshitz, la force de Casimir dépend également de la perméabilité magnétique du matériaux impliqués. »

La perméabilité magnétique de nombreux matériaux magnétiques, notamment les ferrofluides, peut être modifiée par application de champs magnétiques externes. Zeng et ses étudiants ont donc décidé d’utiliser des ferrofluides à base d’eau pour permettre le réglage de la force de Casimir entre une sphère d’or et une plaque de silice.

« J’ai proposé ce projet à des étudiants diplômés, mais aucun d’entre eux n’était prêt à le faire », a déclaré Zeng. « En fin de compte, j’ai réussi à convaincre des étudiants talentueux de réaliser le projet, et nous avons réussi. »

Zeng et ses étudiants ont d’abord effectué une série de calculs théoriques. Ces calculs indiquent que la force de Casimir pourrait être convertie d’attraction en répulsion simplement en ajustant le champ magnétique externe, la distance entre les deux échantillons de matière et le volume de ferrofluide qu’ils ont utilisé.

Les chercheurs ont ensuite mené une expérience destinée à tester leurs prédictions. À l’aide d’un cantilever capable de collecter des mesures à l’intérieur des ferrofluides, ils ont observé comment les changements mis en œuvre affectaient l’effet Casimir.

Les résultats de cette étude récente pourraient bientôt ouvrir la voie à de nouveaux efforts visant à régler efficacement l’effet Casimir à l’aide de champs externes. Collectivement, ces travaux pourraient permettre le développement de nouveaux dispositifs micromécaniques transformables tirant parti des forces de Casimir.

« Nous avons obtenu un accordage réversible de la force Casimir de l’attraction à la répulsion à l’aide d’un champ magnétique, ouvrant la voie au développement de dispositifs micromécaniques commutables basés sur l’effet Casimir accordable », a ajouté Zeng. « Dans nos prochaines études, nous prévoyons de contrôler la force de Casimir en utilisant la lumière. Par exemple, les plasmons présents dans des tôles peuvent être excités par la lumière, ce qui devrait effectivement modifier la force de Casimir. »

Plus d’information:
Yichi Zhang et al., Adaptation du champ magnétique à la force de Casimir, Physique naturelle (2024). est ce que je: 10.1038/s41567-024-02521-0

Informations sur les magazines :
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physique naturelle


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