이 논문은 무중력환경에서 작은 질량을 측정하기 위한 시스템의 설계와 테스트 결과 분석을 보여준다. 무중력환경에서는 지상에서와 같이 중력에 이용하여 무게를 측정하는 것은 어렵다. 그래서 여기서 제안된 방법은 측정하고자 하는 샘플의 무게에 대한 함수인 공진주파수를 측정하는 것이다. 우리가 무게에 대한 공진주파수를 안다면 샘플의 공진주파수를 측정하여 그 질량을 알 수 있다. 그래서 피에조 세라믹이라는 물질을 이용하여 시스템을 만든 후 실제로 측정하였다. 이 시스템은 여러 문제가 있었지만, 우리는 미지의 물체의 질량을 측정할 수 있었다.
본 연구에서는 입자질량고적재(high particle mass loading)의 경우가 전혀 고려되지 않았으며, 이것은 물론 임팩터가 사용되는 대부분의 경우, 즉, 대기중입자를 포집하는 경우에 입자의 적재량이 미소하기 때문이다. 그러나 임팩터 혹은 이와 유 사한 기능을 하는 장치의 응용은 매우 광범위하여 이중에는, OWG(optical wave guide) 제작이나 페인트 스프레이(paint spray) 또 입자공급장치에서 큰 입자를 걸러 낼 때와 같이, 입자의 적재량이 큰 경우도 적지 않다. 이러한 입자질량 고적재인 경우에는 입자운동이 기체유동장을 변화시키며 이에 따라 입자운동 자체도 변화되어진다. 본 연구에서는 이러한 관계를 분석하여 입자질량의 적재량정도가 입자의 포집효율에 미치 는 영향을 밝혀내었다.
접촉쌍성 EK Com은 0.2667일의 짧은 주기를 가진 만기형 식쌍성으로 광도곡선의 변화로 인해 연구자마다 이계의 하위 유형을 다르게 언급하여 하위유형의 혼동이 있는 천체이다. 우리는 소백산천문대에서 2009년 5월 VR 필터로, 2013년 2 ~ 5월 사이 BVRI 필터로, 2016년 1 ~ 4월 사이 R 필터로 CCD 측광 관측하여 3개의 새로운 광도곡선을 획득하였다. 우리의 관측 자료와 SuperWASP의 공개된 자료로부터 40개의 새로운 극심시각을 산출하였다. 이 극심시각을 포함하여 155개의 극심시각을 여러 문헌에서 수집하여 주기 연구를 수행한 결과, EK Com의 공전주기는 영년 주기 증가와 더불어 8.2년의 주기적인 변화가 겹쳐 변화함을 발견하였다. 이러한 주기 변화 원인에 대하여 살펴본 결과, 영년주기변화는 질량이 작은 별에서 큰 별로의 질량이동에 의하여 일어나고, 주기적인 변화는 질량이 큰 주성의 자기 활동에 의해 발생할 수 있음을 보였다. Wilson-Devinney code를 이용한 광도곡선 분석을 통하여 EK Com은 개기식이 부식에 있는 하위 유형 A라기 보다 주식에 있는 W형에 속하며, 모든 광도곡선에서 1개의 Hot spot과 1개의 Cool spot을 가진 모형이 가장 관측치를 잘 설명한다. W UMa형 별들의 HR도, 온도비, 질량의 그래프에서 EK Com은 W형 Group들이 있는 위치에 존재한다. 이는 광도곡선에서 유추한 EK Com의 하위 유형과도 일치한다.
일반화된 excursion set 이론과 자기 유사 구형 유입(Self-similar spherical infall) 모형에 기반하여 Splashback 질량함수에 대한 해석적 단일 매개변수 모델을 착안하였다. Planck/WMAP7 관측결과를 토대로 구축된 EREBOS N-Body 시뮬레이션의 수치적 결과의 해석적 모델을 이용한 회귀분석을 통해 단일 매개변수이자 Splashback 경계의 확산적 특성을 수치화하는 확산계수(Diffusion Coefficient)의 추정치를 계산하였다. 계산된 확산계수를 적용한 해석적 모델과 수치적 결과가 5 ≤ M/(1012h-1 M⊙) < 103의 질량범위에서 매우 근접히 일치하는 것을 보였으며 Baysian and Akaike Information Criterion 검정을 통해 0.3 ≤ z ≤ 3의 범위에서 기존의 모델들보다 본 모델이 선호 돼야함을 확인하였다. 또한 확산계수가 적색편이에 대하여 선형진화에 근접한 변화를 보임을 발견하였으며, 특정 임계 적색편이(zc)를 기준으로 확산계수가 0에 수렴함을 발견하였다. 더 나아가 두 Planck모델과 WMAP7모델에서 도출된 확산계수는 서로 상당한 차이를 보였다. 이 결과는 암흑물질 헤일로의 splashback 질량함수가 z ≥ zc에서 매개변수가 없는 온전한 해석적 모델로 설명되고 zc가 독립적으로 우주의 초기조건을 독립적으로 특정지을 수 있는 가능성을 지님을 시사한다. 이 초록은 The Astrophysical Journal의 Ryu & Lee 2021, ApJ, 917, 98 (arxiv:2103.00730) 논문을 바탕으로 작성되었다.
이 연구는 임팩트해머 실험을 통해 얻은 FRF 데이터를 분석하여 유효질량을 설정하고 부재의 물성치를 추정하는 방법을 제시하였다. 또한 콘크리트 구조물에 대한 콘크리트강도를 추정하는 방법을 제안하였다. 이 연구에서 측정된 FRF 데이터로부터 파라미터를 보정하고 유효질량을 추출하여 강성 및 감쇠치를 실증적으로 추정하였다. 연속계를 단자유도계로 모델링 시에 유효질량은 부재의 유연성 혹은 강성의 영향과 세장정도 및 경계조건에 영향을 받는다. 이 연구에서 실시한 실험에서 유연하고 휨이 지배하는 양단고정보와 캔틸레버보의 참여계수는 각각 0.330과 0.261으로 나타났으며, 유사한 부재에 대한 기준데이터로 적용할 수 있다. 콘크리트부재는 강성이 크며, 낮은 세장비와 기둥 상부에서 작용하는 자중을 고려하여 참여계수를 1.0으로 보정하여 콘크리트강도를 추정하였으며, 실제 콘크리트강도와 근사한 값을 나타내어 실무에 적용할 수 있는 기법으로 판단된다.
본 논문은 글로우방전 질량분석법(Glow Discharge Mass Spectrometry: GDMS)을 이용하여 구리 박막내의 미량 불순물의 농도분석과 음의 기판 바이어스에 대한 구리 박막내의 불순물의 농도변화에 대해서 고찰하였다. 구리 박막은 실리콘 기판 위에 비질량 분리형 이온빔 증착장비를 이용하여 기판 바이어스를 걸지 않은 경우와 -50 V의 기판 바이어스를 걸은 상태에서 증착하였다. 전기를 통하지 않는 분석 샘플의 경우, 직류(DC) GDMS에 의한 분석시, 샘플 표면에서의 charge-up 효과에 의해 분석에 어려움이 있었지만, 본 실험에서는 간편하게 분석이 가능하도록 샘플을 알루미늄 포일(foil)로 감싸서 구리 박막으로부터 실리콘 기판 뒤의 샘플 홀더까지 전기적 접촉이 이루어지도록 하였다. 구리 타겟과 증착된 구리 박막들에 대한 GDMS 분석결과에 의해서, 전체적으로 박막내의 불순물의 양이 음의 기판 바이어스에 의해 줄어듦으로써 구리 박막의 전체 순도를 높일 수 있다는 것을 알게 되었다. 음의 기판 바이어스에 의한 불순물들의 농도변화는 각각의 불순물의 이온화 포텐셜의 차이에 의한 것으로, 박막 증착시 플라즈마내의 Penning ionization effect와 본 논문에서 제시한 이온화 과정에 의해 각 불순물의 농도변화가 설명되어질 수 있었다. 또한, 기판 위에서의 구리 이온들의 충격에 의한 cleaning effect도 박막내의 불순물의 농도변화에 기여했다고 판단된다.
동위원소희석 액체크로마토그래피-탄뎀질량분석법을 이용하여 차음료 중의 소르빈산을 정밀하게 측정하는 방법을 개발하였다. 소르빈산의 동위원소, $^{13}C_2$-소르빈산은 주문합성하여 구입하였다. 질량 분석기는 음이온 모드로 선택반응분석법 (Selected Reaction Monitoring mode)에서 수행하여, $[M-H]^-$ 이온이 $[M-CO_2H]^-$ 조각이온으로 가는 m/z 111 ${\rightarrow}$ 67와 $^{13}C_2$-소르빈산 m/z 113 ${\rightarrow}$ 68 채널을 선택하여 분석하였다. 분리는 C18 컬럼으로 수행되었으며, 암모니움 아세테이트용액(pH 4.5) 55%와 메탄올 45%로 이동상을 구성하였다. 반복성과 재현성을 포함한 방법의 유효성 검토를 위하여 본 연구원에서 차음료에 소르빈산을 강화하여 균질성있는 기준물질을 제조하였다. 반복성과 재현성 결과는 동위원소희석 액체크로마토그래피-탄뎀질량분석법에 의한 소르빈산의 분석이 신뢰할만 하며 재현성 있는 방법임을 보여주었고, 기준물질들의 소르빈산의 농도는 3.8%의 표준편차를 보여주었다.
생물학에서 특정 단백질을 구성하는 아미노산 서열을 결정하는 것은 매우 중요하다. 이를 위해 펩타이드의 단동위질량을 결정하는 것은 매우 중요한 문제이다. 하지만 Selenocysteine(Sec)이 가지고 있는 특이 성질 때문에 기존의 알고리즘으로 Sec를 포함한 펩타이드의 단동위질량을 결정하는 것은 쉽지 않다. J.W.Kim et.al.은 Sec의 특성을 고려하여 새로운 모델을 제시하고 그에 맞는 알고리즘을 보였다. 이 논문에서는 실험을 통해 J.W.Kim et.al.이 제안한 알고리즘을 실제 프로그램으로 구현하여 실행할 때 고려해야 할 주요 파라미터 및 함수에 대한 분석을 수행한다.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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