Bakteriaalsed transistorid moodustavad elavaid vooluringe
MIT teadlased on konstrueerinud bakteritest moodultransistorid, mida saab printida ja ühendada elavateks vooluringideks, mis teostavad loogikaoperatsioone ja arvutusi. 4. septembril esile tõstetud töö paistab silma sellega, et võimaldab bioloogilist arvutamist pindadel, ilma et keerukat geneetikat ühte rakku topitaks. Viis spetsialiseeritud Pantoea “agglomerans” (agglomerans) tüve — kaks transistoritüüpi ja kolm releed — kasutavad väikeseid signaalmolekule teabe lülitamiseks ja edastamiseks, moodustades liitjaid, “demultipleksereid” (demultiplexers) ja mitmesisendilisi väravaid kuni 24 kolooniaga.
Traditsioonilised sünteetilise bioloogia vooluringid tuginevad ühes rakus piiratud transkriptsioonifaktoritele, mis piirab keerukust ja riskib raku ülekoormusega. See lähenemine käsitleb rakke diskreetsete komponentidena, mis on ühendatud difusiooniga juhitud keemiliste signaalidega agaril, analoogselt elektrooniliste trükkplaatidega. Vooluringid töötavad aeglaselt (tunde operatsiooni kohta), kuid sobivad bioloogilistele ajaskaaladele.
Peamised ebakindlused hõlmavad skaleerimise stabiilsust väljaspool kontrollitud plaate, signaali täpsust mürarikkas keskkonnas ning integreerimist elavatele taimedele põua või kahjurite tuvastamiseks. Praktiline kasutuselevõtt põllumajanduses jääb kaugeks, kuna arvutused võtavad palju kauem aega kui elektroonika ja keskkonnakindlus on tõestamata.
Allikad: ScienceDaily, MIT News, Nature Chemical Biology.
Tasandi-sisene anomaalne Halli efekt lükkab ümber sajandivanuse reegli
Carnegie Melloni füüsikud demonstreerisid anomaalset Halli efekti, mida juhivad tasandi-sisesed magnetväljad üliõhukestes heterostruktuurides, lükates ümber kaua kehtinud nõude risti asetsevatele väljadele. Umbes 3.–4. septembril teatatud leid laiendab fundamentaalset kondenseeritud aine tööriista, mida kasutatakse andurites ja materjalide iseloomustamisel. Seadmed, mis ühendavad mõnekihilise TaIrTe4 magnetilise Cr2Ge2Te6-ga, tekitasid nii tavapäraseid kui tasandi-siseseid signaale ühes tasapinnalises struktuuris.
Klassikaline Halli efekt, avastatud 1879. aastal, mõõdab laengukandjaid külgsuunalise pinge kaudu risti magnetismi all ja on aluseks lugematutele anduritele. Teooria ennustas tasandi-sisest versiooni, mis nõuab spetsiifilisi kristallisümmeetriaid, kuid eksperimentaalne teostus nõudis täpseid 2D kvantmaterjale ja piirpinna magnetismi. Meeskond saavutas selle aatomiliselt õhukeste heterostruktuuride abil, mis indutseerivad vajaliku “spin-orbitaalse” (spin-orbit) sidestuse.
Pinged keskenduvad mehhanismi detailidele ja toatemperatuuril töötamisele. Kuigi efekt võimaldab mitmeteljelist vektori “magnetomeetriat” (magnetometry) ühes seadmes, on vaja mõnekihilise TaIrTe4 täielikku iseloomustamist ning praktilised andurid nõuavad kõrgemaid temperatuure ja laiemaid materjaliplatvorme. Tähtsus topoloogiliste ja kvantseadmete jaoks jääb paljulubavaks, kuid skaleerimata kinnitamata.
Allikad: ScienceDaily, Carnegie Mellon University, Nature Materials.
LUX-ZEPLIN salvestas seletamatu tumeaine kandidaadi sündmuse
LUX-ZEPLIN eksperiment tuvastas ühe kõrge energiaga osakese interaktsiooni, mis ei ühti teadaolevate taustadega, 220 eluspäeva andmete uuesti analüüsis. 1.–4. septembri perioodi uudised märgivad, et sündmus toimus madala tausta piirkonnas, mida oodatakse raskemate WIMP-ide puhul. Kui tumeaine, ületaks osake ~200 GeV/c² ja hõlmaks koherentset hajumist kogu “ksenooni” (xenon) tuumaga, mitte lihtsat nukleoni põrget.
LZ kasutab 10 tonni vedelat “ksenooni” (xenon) sügaval maa all, et otsida nõrgalt vastastikku mõjuvaid massiivseid osakesi, peamisi tumeaine kandidaate, mis on seni avastamisest hoidunud. Varasemad otsingud keskendusid madalamatele energiatele; see laiem analüüs avastas kandidaadi ~248 keV juures. Koostöö lükkas hoolikalt tagasi tavapärase radioaktiivsuse ja muud taustad.
Tulemus on vaid 2,6 sigma — palju allpool 5-sigma avastamisläve — ja kannab umbes 0,5% tõenäosust olla statistiline kõikumine. Vaja on rohkem andmeid; kinnitus kujundaks ümber osakestefüüsika, samas kui nulltulemus järgnevalt piiraks veelgi WIMP mudeleid. Konkureerivad seletused ja sõltumatu kontrolli vajadus jätavad signaali väga esialgseks.
Allikad: ScienceDaily, U.S. Department of Energy, Sci.News.