项目详细信息:该项目将使用光学非线性显微镜中的高级方法来探讨生物组织如何随着时间的推移对机械负荷做出反应。再生医学的跨学科领域坐落在现代医疗保健的先锋队。这种不断增长的全球研究工作旨在开发修复,更换或再生受损细胞和组织的方法。这个领域利用了人体的自然治愈能力,同时整合了生物学,工程和物理学的新兴进步。下背部疼痛是多年来全球残障人士多年的主要原因。这种情况通常与椎间盘的变性有关。在过去的二十年中,对修复椎间盘损坏的再生医学方法的基本研究已经看到了巨大的增长。然而,迄今为止,很少有再生疗法已经发展为人类试验,而且没有人表现出成功。在该领域的进步一个主要障碍是对天然椎间盘组织的机械生物学的有限理解,并且缺乏用于新再生疗法的成本和时间有效筛选方法。更具体地,当前的再生测试方法经常对正在测试的样本具有破坏性。这禁止至关重要的纵向研究,该研究跟踪单个样本如何随着时间的流逝而对不同的机械和生化提示响应。该项目将通过在非线性光学显微镜中应用新方法和现有方法直接针对该障碍,以连续监测椎间盘样品中的显微镜变化。在这个项目中,我们利用了生物样品非线性显微镜和椎间盘机械生物学的内部内部专业知识。该项目将使用埃克塞特大学生物物理学组的研究级非线性显微镜组合来纵向研究椎间盘及其对复杂3D机械载荷模式的响应。非线性显微镜涉及使用超快速脉冲激光系统在要成像的样品中激发非线性光学响应。当两个或多个光子以相同的位置和时间到达样品时,它们可以将能量结合起来,以激发诸如刺激的拉曼散射和谐波产生之类的异国情调过程。通过检测这些过程发出的光子,揭示了对样品的微观结构和生物化学的强大见解。随着时间的推移,持续监测组织和构造的前所未有的能力将洞悉许多基本问题,例如物理环境(例如流体压力)影响天然和合成构建体。这些见解将使我们对疾病和变性的开始和进展以及在植入前如何最佳地“启动”再生疗法的理解。此外,非破坏性监测将显着加速再生疗法的优化,从而导致成本降低和增加吞吐量。这项研究将对从事再生医学的公司产生极大的兴趣,我们将利用现有的行业联系来促进我们的发现并鼓励参与。项目时间表1-6:归纳和
海马在情节记忆中起关键作用。此外,少量但越来越多的研究表明,这也有助于解决响应冲突。尚不清楚这两个功能是如何相关的,以及它们如何受到颞叶叶癫痫(MTLE)患者海马病变的影响。先前的研究表明,冲突刺激可能会更好地记住,但是海马对于支持冲突处理与记忆形成之间的这种相互作用至关重要。在这里,我们由于海马硬化症和19例匹配的健康对照,测试了19例MTLE患者。参与者在功能性磁共振成像(fMRI)期间执行了面对面的stroop任务,然后对面部进行了识别任务。我们测试了与长期记忆有关的大脑区域的记忆力和活动是否受编码过程中的冲突调节,以及MTLE患者和对照组之间是否有所不同。在控件中,我们在很大程度上复制了对冲突刺激的记忆力改善的先前发现。MTLE患者在冲突试验期间也显示出缓慢的反应时间,但他们没有表现出记忆益处。在控制中,在关注的海马区域内相互作用的冲突解决和记忆的神经活动。在这里,在不一致的试验中,左海马招募对记忆性能的效率低于一致试验,这表明对有限的资源进行了汉普坎普的竞争。他们也
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我们系统地研究了流体动力学模拟中超子全局极化对碰撞系统初始纵向流速的敏感性。通过在将初始碰撞几何映射到宏观流体动力学场时明确施加局部能量动量守恒,我们研究了系统的轨道角动量 (OAM) 和流体涡度的演变。我们发现同时描述 Λ 超子的全局极化和介子定向流的斜率可以强烈限制流体动力学演化开始时纵向流的大小。我们利用 RHIC 光束能量扫描程序中的 STAR 测量结果提取了初始纵向流的大小和产生的 QGP 流体中轨道角动量分数作为碰撞能量的函数。我们发现在流体动力学演化开始时,中快速度流体中剩余约 100-200 ℏ OAM。我们进一步考察了不同的流体动力学梯度对Λ和¯ Λ自旋极化的影响。µ B /T的梯度可以改变Λ和¯ Λ极化之间的有序性。
我们设计了一种通过相空间分布相关性来认证非经典特征的方法,该方法统一了准概率和相关函数矩阵的概念。我们的方法补充并扩展了基于切比雪夫积分不等式的最新结果 [Phys. Rev. Lett. 124, 133601 (2020)]。这里开发的方法在相空间中的任意点关联任意相空间函数,包括多模场景和高阶相关性。此外,我们的方法提供了必要和充分的非经典性标准,适用于 s 参数化函数以外的相空间函数,并且可以在实验中使用。为了证明我们技术的强大功能,我们仅使用二阶相关和 Husimi 函数来验证离散和连续变量、单模和多模以及纯态和混合态的量子特性,这些函数始终类似于经典概率分布。此外,我们还研究了我们方法的非线性推广。因此,我们设计了一个通用且广泛适用的框架,以揭示相空间分布矩阵中的量子特性。
相互作用的多体量子系统表现出丰富的物理现象和动力学特性,但众所周知,很难研究:它们在分析和指出的方面都在挑战,很难在古典计算机上模拟。小规模的量子信息处理器有望有效地模拟这些系统,但是表征其动力学是实验性的挑战,需要超越简单相关功能和多体层析成像方法的探针。在这里,我们演示了测量超定分的相关因子(OTOC),这是研究量子系统演化和量子疗法等过程的最有效的工具之一。我们用超级导管电路实施了3x3二维硬核玻色式晶格,通过执行洛夫米德(Loschmidt)回波研究其时间可逆性,并测量OTOC,使我们能够观察到量子信息的繁殖。我们实验的中心要求是能够连贯逆转时间演变的能力,我们通过数字模拟模拟方案实现了这一目标。在存在频率障碍的情况下,我们观察到可以通过更多的粒子来部分克服定位,这是在二维中多体定位的可能标志。
摘要 量子探测是利用简单量子系统与复杂环境相互作用来提取某些环境参数(例如环境温度或其光谱密度)的精确信息的技术。在这里,我们分析了单量子比特探测器在表征热平衡下的欧姆玻色子环境方面的性能。特别是,我们分析了调整探测器与环境之间的相互作用哈密顿量的影响,超越了传统的纯相位失调范式。在弱耦合和短时间范围内,我们以分析方式处理探测器的动力学,而在强耦合和长时间范围内则采用数值模拟。然后,我们评估量子 Fisher 信息以估计截止频率和环境温度。我们的结果提供了明确的证据,表明纯相位失调不是最佳的,除非我们将注意力集中在短时间内。特别是,我们发现了几种工作方式,其中横向相互作用的存在提高了最大可达到的精度,即增加了量子 Fisher 信息。我们还探讨了探针的初始状态和探针特征频率在确定估计精度中的作用,从而为设计优化检测以在量子水平上表征玻色子环境提供定量指导。
TEM 样品架边缘的 1 厘米 × 2 厘米空间内装有 Naoyuki Kawamoto 开发的纳米热电偶(即微型温度计)。该装置的边缘有一个显眼的水母形铜部件,一对探针从该部件延伸而出。探针(附在铜部件底部的球上)可以在三个维度上移动,精度为十亿分之一米。Kawamoto 将探针尖端与样品表面的纳米级区域接触,并通过施加从 TEM 源发射的电子束对其进行加热。利用该技术,他在 2018 年首次成功直接观察了复合材料内的导热路径。随后,他在 2023 年开发了一种将脉冲电子束应用于样本的技术,从而能够定期加热并成功测量样本内热波传播的幅度和速度。*其中一个探针由铬镍合金(镍铬合金)制成,而另一个探针由康铜(铜镍合金)制成,其尖端经过电解抛光,直径细至 8 纳米。纳米热电偶的温度分辨率为 10 -2 K。(实际尺寸)