細胞也會被拉高！揭開反覆拉扯如何塑造柱狀細胞的祕密

期刊: Cell Reports

作者: Lun-Wei Lee, Gang-Hui Lee, I-Hsiu Su, Chia-Hsuan Lu, Keng-Hui Lin, Fu-Lai Wen, Ming-Jer Tang

題目: Mechanobiological mechanism of cyclic stretch-induced cell columnarization

研究說明: 本研究發現，長時間單軸循環拉伸，會誘發上皮細胞內部細胞骨架重塑與細胞間黏著分子重組，促使MDCK細胞(一種狗腎上皮細胞)由立方形轉變為柱狀形態。透過原子力顯微鏡的量測與數學模型的分析，我們證實此過程伴隨著細胞頂端與底端的張力增強，因而驅動細胞形狀改變。此研究揭示上皮細胞適應機械刺激之力學調控機制

多個驅動蛋白在擁擠的環境中通過分擔負載來加速貨物運輸

期刊: Communications Biology

作者: Ya-Ting Huang, Michio Tomishige, Steven Gross, Pik-Yin Lai, and Yonggun Jun

題目: Multiple kinesins speed up cargo transport in crowded environments by sharing load

研究說明: 這項研究表明多個驅動蛋白馬達如何在擁擠的細胞環境中沿著微管運輸貨物。我們使用非侵入性方法來量化活躍的馬達數量，並發現貨物的運動速度取決於參與運輸的馬達數量以及周圍環境內高分子的大小。結果表明，驅動蛋白產生的張力能在集體運輸中發揮作用。我們同時也有隨機模擬來佐證此一結論。該研究強調了此方法在研究馬達蛋白的參與機制方面的廣泛適用性，並還能用來探討擁擠環境中張力與驅動蛋白運輸貨物之間的複雜相互作用關係。

替地球重力拍X光影像

期刊: Phys. Rev. Research 7, 013158

作者: Shin-Yu Lee, Sven Ahrens, and Wen-Te Liao

題目: Gravitationally sensitive structured x-ray optics using nuclear resonances

研究說明: 我們與上海師範大學的Sven Ahrens教授合作設計一種新型結構化X光波導管[structured X-ray waveguide (SXWG)]，能探測地球上1毫米高度變化所引起的重力差異。根據X光通過波導管傳播行為與量子粒子行為之間的類比，我們在光學薛丁格方程式的引導下設計了SXWG，將鈧-45-碳交錯的週期性結構夾在兩個鉑包覆層之間。其中鈧-45同位素的極窄原子核鐘躍遷，其自然線寬約為2 Hz，躍遷能量約為12.4 keV。如此窄的線寬能用來檢測到鈧-45與共振X光之間在1毫米高度變化下的微小交互作用差異。因此改變SXWG的高度將因重力紅位移效應而改變兩個X光波導管模態之間的耦合強度。我們的計算結果顯示，SXWG的X光輸出光班分佈會受到高度變化的影響。故透過檢視光班的變化便能得知SXWG與X光光源之間的高度差。而使用其他同位素，如釷-229、銀-109等，甚至可以達到微米等級的靈敏度。

準一維外爾半金屬材料(TaSe4)2I之電荷密度波行為

期刊: Nano Letters 24, 8778 (2024)

作者: Meng-Kai Lin*, Joseph Andrew Hlevyack, Chengxi Zhao, Pavel Dudin, José Avila, Sung-Kwan Mo, Cheng-Maw Cheng, Peter Abbamonte, Daniel P. Shoemaker, and Tai-Chang Chiang*

題目: Unconventional Spectral Gaps Induced by Charge Density Waves in the Weyl Semimetal (TaSe4)2I

研究說明: 近幾年的理論指出，若外爾半金屬(Weyl semimetal)材料同時具備電荷密度波(Charge density wave)特性，電荷密度波相量有機會與外爾費米子間耦合，形成軸子絕緣體(axion insulator)。而準一維材料(TaSe4)2I是少數符合上述特性的材料，被認為是軸子絕緣體的候選材料。然而實驗上並未能提出直接的電荷密度波-外爾點交互作用證據，原因出自於此材料在溫度低於相轉變溫度時，靠近費米能階之光電子能譜訊號會急遽衰減，導致無法解析外爾點上是否有能隙產生。對於無法解析的費米能階附近能帶結構，過往的研究提出如axion insulator phases、correlation pseudogaps、polaron subbands、bipolaron bound states等解釋，然而這些解釋都會牽涉能隙的打開或能帶結構變化。我們運用角解析光電子能譜(Angle-resolved photoemission spectroscopy, ARPES)技術重新檢視此材料系統，並發現隨著樣品溫度的變化，能帶結構並沒有任何的變化，費米能階附近能帶結構的消失，是出自於樣品進入電荷密度波的相後，因為非相稱(incommensurate)電荷密度波特性，電荷密度波的週期並不跟晶格週期匹配，導致了準粒子的局域效應，進一步讓低能量激發之準粒子的動量資訊損失，此結果即是費米能階附近光電子能譜訊號急遽衰減的原因；此外，能帶結構並不隨溫度變化一事，也指出了此系統中並沒有電荷密度波-外爾點耦合效應，此材料並非軸子絕緣體的系統。

磁約束核融合電漿中漂移阿爾文波偏振的測量

期刊: PHYSICAL REVIEW LETTERS

作者: Xiaodi Du, Liu Chen(陳騮), William W. Heidbrink, Michael A. Van Zeeland, Max E. Austin, Jie Chen, Yueqiang Liu, George R. McKee, and Zheng Yan

題目: First Measurement of Drift-Alfvén Wave Polarization in Magnetically Confined Fusion Plasmas

研究說明: 漂移聲波和剪切阿爾文波是磁化電漿中的兩種基本電磁波動，它們在各種電漿成分的動力學和傳輸中都扮演著至關重要的角色。在托卡馬克核融合裝置中，這兩種波動會耦合再一起，但是到目前為止，都還沒有可靠的方法來確定觀察到的波動的相對偏振性。在這項研究工作中，我們基於迴旋動力學理論與實驗量測的電子密度和溫度，開發了一種新穎且廣泛適用的方法來確定漂移阿爾文波的極化性，並將此方法應用於 DIII-D 裝置，首次在托卡馬克裝置中提供漂移阿爾文波偏振測量。

量子非局域性的質疑

期刊: Chin. J. Phys. 89 (2024) 1462

作者: Otto C. W. Kong

題目: On Locality of Quantum Information in the Heisenberg Picture for Arbitrary States

研究說明: 以局域性可觀測量的非交換值給出能描述不管是否在糾纏態中的量子複合系統的完整資訊

牛頓質量源於卡西米爾不變量/時間僅為哈密頓演化參數

期刊: Chin. J. Phys. 83 (2023) 337

作者: Otto C. W. Kong

題目: Quantum Origin of (Newtonian) Mass and Galilean Relativity Symmetry

研究說明: 對稱性 → 粒子質量 → 相空間 → 量子粒子動力學 → 演化時間; 相對論應該是相空間參考系變換的對稱性

量子粒子也走與質量無關的測地線

期刊: Class. Quantum Grav. 41 (2024) 085013

作者: Otto C. W. Kong

題目: Equivalence Principle for Quantum Mechanics in the Heisenberg Picture

研究說明: 從海森堡運動方程獲得“相對論”粒子精確的弱等價原理及瞬時自由落體框架的量子測地方程

二維材料PtTe2表面的甲醇分解反應

期刊: Nature Communications 15 (2024) 653

作者: Jing-Wen Hsueh, Lai-Hsiang Kuo, Po-Han Chen, Wan-Hsin Chen, Chi-Yao Chuang, Chia-Nung Kuo, Chin-Shan Lue, Yu-Ling Lai, Bo-Hong Liu, Chia-Hsin Wang, Yao-Jane Hsu, Chun-Liang Lin,* Jyh-Pin Chou* and Meng-Fan Luo*

題目: Investigating the role of undercoordinated Pt sites at the surface of layered PtTe2 for methanol decomposition

研究說明: TMD二維材料因為它的二維結構能夠提供最大反應表面積卻使用最少的材料。我們發現吸附在PtTe2表面Te空缺裏低配位Pt位置上的甲醇有超過90%的反應機率。這特別的反應能力起源於低配位Pt的三角形分布與部分氧化。

在 BGGSe 晶體中產生用於非線性注入兆瓦級 CO2 放大器的高能量皮秒 10.2 微米脈衝

期刊: Optics Express 32, 11182–11192 (2024) (Editor’s Pick)

作者: Ya-Po Yang, Jheng-Yu Lee, and Jyhpyng Wang

題目: Energetic picosecond 10.2-μm pulses generated in a BGGSe crystal for nonlinear seeding of terawatt-class CO2 amplifiers

研究說明: 我們展示了一種產生高能量皮秒 10.2 微米脈衝的新方法，此方法基於次奈秒單頻 1338 奈米脈衝和寬頻 1540 奈米啾頻脈衝在 BGGSe 晶體中進行非線性混頻。經過光柵壓縮器壓縮後的 10.2 微米脈衝可用於注入高功率 CO2 放大器。該脈衝的能量可超過 60 微焦耳且擾動為 3.4% (方均根誤差)。由條紋相機配合克爾偏振旋轉進行單擊發脈衝寬度量測，並結合脈衝頻譜的量測，顯示該脈衝寬度在 2.7-3 皮秒之間。數值計算表明，在高氣壓 CO2 放大器中注入此高能量的種子脈衝可引起功率增寬和動態增益飽和產生的拉比翻動。藉此由 CO2 分子的梳狀光譜所導致的脈衝分裂現象可被這些非線性效應極大地抑制。經過多通 CO2 放大器之後，我們預計峰值功率可超過 1 兆瓦。