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Expansion of agriculture in northern cold-climate regions; A Cross-sectoral perspective on opportunities and challenges

Unc, A.*; Altdorff, D.*; Abakumov, E.*; Adl, S.*; Baldursson, S.*; Bechtold, M.*; Cattani, D. J.*; Firbank, L. G.*; Grand, S.*; Gudjonsdottir, M.*; et al.

Frontiers in Sustainable Food Systems (Internet), 5, p.663448_1 - 663448_11, 2021/07

 被引用回数:0 パーセンタイル:0(Food Science & Technology)



Population of a low-spin positive-parity band from high-spin intruder states in $$^{177}$$Au; The Two-state mixing effect

Venhart, M.*; Balogh, M.*; Herz$'a$$v{n}$, A.*; Wood, J. L.*; Ali, F. A.*; Joss, D. T.*; Andreyev, A. N.; Auranen, K.*; Carroll, R. J.*; Drummond, M. C.*; et al.

Physics Letters B, 806, p.135488_1 - 135488_6, 2020/07

 被引用回数:3 パーセンタイル:71.11(Astronomy & Astrophysics)

The extremely neutron-deficient isotopes $$^{177,179}$$Au were studied by means of in-beam $$gamma$$-ray spectroscopy. Specific tagging techniques, $$alpha$$-decay tagging in $$^{177}$$Au and isomer tagging in $$^{179}$$Au, were used for these studies. Feeding of positive-parity, nearly spherical states, which are associated with 2$$d_{3/2}$$ and 3$$s_{1/2}$$ proton-hole configurations, from the 1$$i_{13/2}$$ proton-intruder configuration was observed in $$^{177}$$Au. Such a decay path has no precedent in odd-Au isotopes and it is explained by the effect of mixing of wave functions of the initial state.


Clades of huge phages from across Earth's ecosystems

Al-Shayeb, B.*; Sachdeva, R.*; Chen, L.-X.*; Ward, F.*; Munk, P.*; Devoto, A.*; Castelle, C. J.*; Olm, M. R.*; Bouma-Gregson, K.*; 天野 由記; et al.

Nature, 578(7795), p.425 - 431, 2020/02

 被引用回数:83 パーセンタイル:99.63(Multidisciplinary Sciences)

Phage typically have small genomes and depend on their bacterial hosts for replication. We generated metagenomic datasets from many diverse ecosystems and reconstructed hundreds of huge phage genomes, between 200 kbp and 716 kbp in length. Thirty four genomes were manually curated to completion, including the largest phage genomes yet reported. Expanded genetic repertoires include diverse and new CRISPR-Cas systems, tRNAs, tRNA synthetases, tRNA modification enzymes, initiation and elongation factors and ribosomal proteins. Phage CRISPR have the capacity to silence host transcription factors and translational genes, potentially as part of a larger interaction network that intercepts translation to redirect biosynthesis to phage-encoded functions. Some phage repurpose bacterial systems for phage-defense to eliminate competing phage. We phylogenetically define seven major clades of huge phage from human and other animal microbiomes, oceans, lakes, sediments, soils and the built environment. We conclude that large gene inventories reflect a conserved biological strategy, observed across a broad bacterial host range and resulting in the distribution of huge phage across Earth's ecosystems.


$$alpha$$-decay properties of $$^{200,202}$$Fr

Ghys, L.*; Andreyev, A. N.; Huyse, M.*; Van Duppen, P.*; Antalic, S.*; Barzakh, A.*; Capponi, L.*; Cocolios, T. E.*; Cubiss, J.*; Derkx, X.*; et al.

Physical Review C, 100(5), p.054310_1 - 054310_13, 2019/11

 被引用回数:9 パーセンタイル:86.57(Physics, Nuclear)

The aim of this work was to investigate the $$alpha$$-decay properties of $$^{200,202}$$Fr and daughter products. Neutron-deficient francium nuclei are produced at ISOLDE-CERN bombarding a UCx target with 1.4 GeV protons. Due to the very high statistics and the high beam purity, improved decay data for $$^{202}$$Fr and its daughters were obtained. The observation of crossover transitions positioned the isomeric high-spin level of $$^{198}$$At at an excitation energy of 265(3) keV. Half-life values of 4.47(5) s and 1.28(10) s were extracted for the ground state and isomeric state of $$^{198}$$At and 52(3) ms for the ground-state decay of $$^{200}$$Fr.


Hydrogen-based metabolism as an ancestral trait in lineages sibling to the Cyanobacteria

Matheus Carnevali, P. B.*; Schulz, F.*; Castelle, C. J.*; Kantor, R. S.*; Shih, P. M.*; Sharon, I.*; Santini, J.*; Olm, M. R.*; 天野 由記; Thomas, B. C.*; et al.

Nature Communications (Internet), 10, p.463_1 - 463_15, 2019/01

 被引用回数:16 パーセンタイル:86.93(Multidisciplinary Sciences)

The metabolic platform in which microbial aerobic respiration evolved is tightly linked to the origins of Cyanobacteria (Oxyphotobacteria). Melainabacteria and Sericytochromatia, close phylogenetic neighbores to Oxyphotobacteria comprise both fermentative and aerobic representatives, or clades that are capablee of both. Here, we predict the metabolisms of Margulisbacteria from two distinct environments and Saganbacteria, and compare them to genomes of organisms from the related lineages. Melainabacteria BJ4A obtained from Mizunami site are potentially able to use O$$_{2}$$ and other terminal electron acceptors. The type C heme-copper oxygen reductase found in Melainabacteria BJ4A may be adapted to low O$$_{2}$$ levels, as expected for microaerophilic or anoxic environments such as the subsurface. Notably, Melainabacteria BJ4A seems to have a branched electron transport chain, with one branch leading to a cytochrome d ubiquinol oxidoreductase and the other one leading to the type C heme-copper oxygen reductase. Both these enzymes have high affinity for O$$_{2}$$, thus are adapted to low O$$_{2}$$ levels. These contemporary lineages have representatives with fermentative H$$_{2}$$-based metabolism, lineages capable of aerobic or anaerobic respiration, and lineages with both. Our findings support the idea that the ancestor of these lineages was an anaerobe in which fermentation and H$$_{2}$$ metabolism were central metabolic features.


High-precision quadrupole moment reveals significant intruder component in $$^{33}_{13}$$Al$$_{20}$$ ground state

Heylen, H.*; De Rydt, M.*; Neyens, G.*; Bissell, M. L.*; Caceres, L.*; Chevrier, R.*; Daugas, J. M.*; 市川 雄一*; 石橋 陽子*; Kamalou, O.*; et al.

Physical Review C, 94(3), p.034312_1 - 034312_5, 2016/09


 被引用回数:31 パーセンタイル:93.1(Physics, Nuclear)



Coherent control of single spins in silicon carbide at room temperature

Widmann, M.*; Lee, S.-Y.*; Rendler, T.*; Son, N. T.*; Fedder, H.*; Paik, S.*; Yang, L.-P.*; Zhao, N.*; Yang, S.*; Booker, I.*; et al.

Nature Materials, 14(2), p.164 - 168, 2015/02

 被引用回数:309 パーセンタイル:99.49(Chemistry, Physical)

Single silicon vacancy (V$$_{Si}$$) in silicon carbide (SiC) was studied from the point of view of single photon source for quantum computing. The V$$_{Si}$$ centers were created in high purity semi-insulating hexagonal (4H)-SiC by 2 MeV electron irradiation with fluences up to 5$$times$$10$$^{15}$$ /cm$$^{2}$$. No subsequent annealing was carried out. A couple of solid immersion lens (SIL) with 20 $$mu$$m diameter were created on samples by ion milling using 40 keV Ga focused ion beam. A typical home-built confocal setup was used after optimizing for emission in the wavelength range around 900 nm. As a result, optically detected electron spin resonance (ODMR) for V$$_{Si}$$ was observed at room temperature (RT). Using ODMR, Rabi oscillations were also observed, and the Rabi frequency increased with increasing applied-magnetic field. In addition, spin relaxation time T$$_{1}$$ and T$$_{2}$$ were detected to be 500 $$mu$$s and 160 $$mu$$s, respectively.


Low-velocity transient-field technique with radioactive ion beams; $$g$$ factor of the first excited $$2^+$$ state in $$^{72}$$Zn

Illana, A.*; Jungclaus, A.*; Orlandi, R.; Perea, A.*; Bauer, C.*; Briz, J. A.*; Egido, J. L.*; Gernh$"a$user, R.*; Leske, J.*; M$"u$cher, D.*; et al.

Physical Review C, 89(5), p.054316_1 - 054316_11, 2014/05

 被引用回数:9 パーセンタイル:59.77(Physics, Nuclear)

The $$g$$ factor of the first excited state in $$^{72}$$Zn was measured using the transient-field technique in combination with Coulomb excitation. The experiment was ran at REX-ISOLDE, CERN, and the $$gamma$$-ray perturbed angular correlations were measured using 4 triple Germanium clusters of the Miniball array. The experimental result $$g$$(2$$_1^{+}$$) = +0.47(14) is significant to establish the structure of the Zn isotopes near N=40. Comparison with shell-model calculations reveal that to reproduce the measured energies and B(E2) of the Zn isotopes around N=40, both the the proton excitations from the $$f_{7/2}$$ orbit and neutron excitations into the $$g_{9/2}$$ and $$d_{5/2}$$ orbits are essential. Furthermore, beyond-mean-field calculations reveal the need to include the triaxial degree of freedom.


Quantum error correction in a solid-state hybrid spin register

Waldherr, G.*; Wang, Y.*; Zaiser, S.*; Jamali, M.*; Schulte-Herbr$"u$ggen, T.*; 阿部 浩之; 大島 武; 磯谷 順一*; Du, J. F.*; Neumann, P.*; et al.

Nature, 506(7487), p.204 - 207, 2014/02

 被引用回数:310 パーセンタイル:99.59(Multidisciplinary Sciences)

量子ビットが担う"重ね合わせ"という量子情報は、外部との意図しない相互作用により容易に壊されるので、量子エラー訂正無しでは量子コンピューティングは実現困難である。ダイヤモンド中のカラーセンターの一つであるNVセンターの単一分子に相当する単一欠陥を用いて、電子スピン1個と核スピン3個からなるハイブリッド量子レジスタを作製($$^{12}$$C 99.8%濃縮した合成ダイヤモンド結晶に電子線照射と熱処理によりNVセンターを形成)し、室温動作の固体スピン量子キュービットでは世界で初めて量子エラー訂正のプロトコルの実行に成功した。この方法はスケーラブルなので、フォールト・トレラントな量子操作を多量子ビットへ拡張することが可能となり、固体量子情報デバイス実現への道を開くものである。


Photoperiod-insensitive mutants with shorter plant height identified in the M1 generation of rice irradiated with carbon ion beams

Azad, M. A. K.*; Mazumdar, M. N. N.*; Chaki, A. K.*; Ali, M.*; Hakim, M. L.*; Mamun, A. N. K.*; 長谷 純宏; 野澤 樹; 田中 淳; 小池 亜紀*; et al.

SABRAO Journal of Breeding and Genetics, 45(2), p.179 - 186, 2013/06



Measurement of the first ionization potential of astatine by laser ionization spectroscopy

Rothe, S.*; Andreyev, A. N.*; Antalic, S.*; Borschevsky, A.*; Capponi, L.*; Cocolios, T. E.*; De Witte, H.*; Eliav, E.*; Fedorov, D. V.*; Fedosseev, V. N.*; et al.

Nature Communications (Internet), 4, p.1835_1 - 1835_6, 2013/05

 被引用回数:71 パーセンタイル:94.96(Multidisciplinary Sciences)

The radioactive element astatine exists only in trace amounts in nature. Its properties can therefore only be explored by study of smallest quantities of artificially produced isotopes or by performing theoretical calculations. One of the most important properties influencing the chemical behaviour is the energy required to remove one electron from the valence shell, referred to as the ionization potential (IP). Here we use laser spectroscopy to probe the optical spectrum of astatine near the ionization threshold. The observed series of Rydberg states allowed the deduction of the IP of the astatine atom for the first time. New ab initio calculations were performed to support the experimental result. The measured value of IP(At) serves as a benchmark for quantum chemistry calculations of the properties of astatine as well as for the theoretical prediction of the ionization potential of super-heavy element 117, the heaviest homologue of astatine.


Spins and magnetic moments of $$^{49}$$K and $$^{51}$$K; Establishing the 1/2$$^+$$ and 3/2$$^+$$ level ordering beyond $$N$$ = 28

Papuga, J.*; Bissell, M. L.*; Kreim, K.*; Blaum, K.*; Brown, B. A.*; De Rydt, M.*; Garcia Ruiz, R. F.*; Heylen, H.*; Kowalska, M.*; Neugart, R.*; et al.

Physical Review Letters, 110(17), p.172503_1 - 172503_5, 2013/04

 被引用回数:25 パーセンタイル:79.35(Physics, Multidisciplinary)

CERNのISOLDEにて、中性子過剰のカリウム同位体を生成,分離し、レーザー核分光によって$$^{49}$$K及び$$^{51}$$Kの基底状態のスピン及び磁気モーメントを初めて測定した。カリウム同位体は陽子数が19であるため、低励起状態に陽子の一空孔状態が観測されると考えられ、基底状態の量子数から陽子の殻構造の情報が引き出される。これまで、中性子数28の同位体までの基底状態が測定されており、中性子数20から28まで変化させると、基底状態が3/2$$^+$$から1/2$$^+$$へと変化するという準位の逆転現象が知られていた。今回の実験で、$$^{49}$$Kの基底状態は1/2$$^+$$, $$^{51}$$Kの基底状態は3/2$$^+$$であることが確定し、陽子準位が再逆転することを観測した。この再逆転現象は、標準的なポテンシャル模型では理解されず、殻模型計算によって、有効相互作用が殻構造の変化をもたらすのに本質的であることを明らかにした。


Dynamics of cardiomyopathy-causing mutant of troponin measured by neutron scattering

松尾 龍人; Natali, F.*; Plazanet, M.*; Zaccai, G.*; 藤原 悟

Journal of the Physical Society of Japan, 82(Suppl.A), p.SA020_1 - SA020_5, 2013/01

 被引用回数:1 パーセンタイル:12.72(Physics, Multidisciplinary)

トロポニンと呼ばれる蛋白質は、心筋の収縮を細胞内カルシウム濃度依存的に調節する。また、トロポニン分子内に起こるさまざまな変異が、肥大型心筋症等の疾患に繋がることが知られている。変異によってトロポニン分子の機能に異常が起こり、疾患へと繋がる。蛋白質が機能するためには、それを構成する原子の熱揺らぎ(ダイナミクス)が必須であると考えられているため、変異によるトロポニンの機能変化がダイナミクスの違いに起因する可能性が考えられる。そこで、変異によるトロポニンのダイナミクス変化を検出するために、野生型及び変異型(K247R)ヒト心筋トロポニンの溶液試料を用いて中性子散乱実験を行った。実験はフランスILLのIN13分光器を用いて行い、280Kから292Kの温度範囲を3Kごとに変化させて弾性散乱強度を測定した。得られたデータから見かけのバネ定数(蛋白質の柔らかさの指標)を計算すると、0.077N/m(野生型), 0.046N/m(変異型)となった。この結果は、変異によりトロポニン分子全体の柔軟性が増大することを示している。分子全体が過度に柔軟になることで、トロポニンのカルシウムシグナル伝達機構が正常に機能しなくなると考えられる。


Defects at nitrogen site in electron-irradiated AlN

Son, N. T.*; Gali, A.*; Szab$'o$, $'A$.*; Bikermann, M.*; 大島 武; 磯谷 順一*; Janz$'e$n, E.*

Applied Physics Letters, 98(24), p.242116_1 - 242116_3, 2011/06

 被引用回数:7 パーセンタイル:33.93(Physics, Applied)



High-resolution water window X-ray imaging of in vivo cells and their products using LiF crystal detectors

Bonfigli, F.*; Faenov, A. Y.; Flora, F.*; Francucci, M.*; Gaudio, P.*; Lai, A.*; Martellucci, S.*; Montereali, R. M.*; Pikuz, T.*; Reale, L.*; et al.

Microscopy Research and Technique, 71(1), p.35 - 41, 2008/01

 被引用回数:21 パーセンタイル:69.68(Anatomy & Morphology)

High contrast imaging of in vivo cells with submicron spatial resolution was obtained with a contact water window X-ray microscopy technique using a point-like, laser-plasma produced water-window X-ray radiation source and LiF crystals as detectors. The powerful performance of LiF crystals allowed to detect the exudates of Chlorella cells in their living medium and their spatial distribution in situ, without any special sample preparation


Neutronics experiment on a helium cooled pebble bed (HCPB) breeder blanket mock-up

Batistoni, P.*; Angelone, M.*; Bettinali, L.*; Carconi, P.*; Fischer, U.*; Kodeli, I.*; Leichtle, D.*; 落合 謙太郎; Perel, R.*; Pillon, M.*; et al.

Fusion Engineering and Design, 82(15-24), p.2095 - 2104, 2007/10

 被引用回数:22 パーセンタイル:82.92(Nuclear Science & Technology)



Identification of divacancies in 4H-SiC

Son, N. T.*; 梅田 享英*; 磯谷 順一*; Gali, A.*; Bockstedte, M.*; Magnusson, B.*; Ellison, A.*; 森下 憲雄; 大島 武; 伊藤 久義; et al.

Physica B; Condensed Matter, 376-377, p.334 - 337, 2006/04

 被引用回数:3 パーセンタイル:18.82(Physics, Condensed Matter)

六方晶炭化ケイ素(4H-SiC)の固有欠陥解明研究の一環として、P6/P7とラベル付けされた格子欠陥(センター)を電子常磁性共鳴(EPR)法及び理論計算(ab initio)法を用いて調べた。室温または850$$^{circ}$$Cでの3MeV電子線照射により4H-SiC中にP6/P7センターを導入し、EPR測定を行った結果、P6/P7センターの近接炭素及びシリコン原子の超微細相互作用定数が電気的に中性の複空孔(V$$_{C}$$V$$_{Si}$$$$^{0}$$)に対する計算値と非常によく一致することがわかった。これにより、正に帯電した炭素空孔と炭素アンチサイト対の光励起三重項状態(V$$_{C}$$C$$_{Si}$$$$^{2+}$$)と従来考えられていたP6/P7センターが、C$$_{3V}$$/C$$_{1h}$$対称性を有するV$$_{C}$$V$$_{Si}$$$$^{0}$$の三重基底状態に起因すると結論できた。


Identification of the carbon antisite-vacancy pair in 4${it H}$-SiC

梅田 享英*; Son, N. T.*; 磯谷 順一*; Janz$'e$n, E.*; 大島 武; 森下 憲雄; 伊藤 久義; Gali, A.*; Bockstedte, M.*

Physical Review Letters, 96(14), p.145501_1 - 145501_4, 2006/04

 被引用回数:76 パーセンタイル:91.15(Physics, Multidisciplinary)

炭化ケイ素(SiC)の固有欠陥同定研究の一環として、SI5と呼ばれる欠陥の構造同定を行った。試料にはn型の六方晶(4${it H}$)SiCを用い、3MeV電子線照射を行うことでSI5を導入した。Xバンドでの電子スピン共鳴(ESR)及び電子-核二重共鳴(ENDOR)によりSI5の評価を行った。超微細相互作用の角度依存性を調べたところ、50K以下の低温ではC$$_{1h}$$対称であるのに対し、50K以上ではC$$_{3v}$$対称となることが見いだされた。これは、局在する電子の安定位置が温度により異なることによると考えられる。得られた実験結果を詳細に解析することでスピン-ハミルトニアンパラメータを決定するとともに、密度関数理論(Density Functional Theory)に基づいた第一原理計算を行った結果、SI5はアンチサイトC原子-C空孔ペア(C$$_{Si}$$V$$_{C}$$)に起因すると結論できた。


Divacancy in 4H-SiC

Son, N. T.*; Carlsson, P.*; Hassan, J. ul*; Janz$'e$n, E.*; 梅田 享英*; 磯谷 順一*; Gali, A.*; Bockstedte, M.*; 森下 憲雄; 大島 武; et al.

Physical Review Letters, 96(5), p.055501_1 - 055501_4, 2006/02

 被引用回数:163 パーセンタイル:96.82(Physics, Multidisciplinary)

電子スピン共鳴(ESR)及びab initioスーパーセル計算を用いて炭化ケイ素(SiC)中の固有欠陥であるP6/P7センターの同定を行った。試料はn型及び高抵抗(SI)の六方晶SiC(4H-SiC)を用い、3MeVの電子線を室温又は850$$^{circ}$$Cで2$$times$$10$$^{18}$$, 1$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{2}$$照射し、P6/P7センターを導入した。ESR測定の結果、p型SiCではP6/P7センターは光照射下でのみ観測されていたが、n型SiCではシグナル強度は照射直後は低いものの暗状態でも観測されることが判明した。さらに、850$$^{circ}$$C照射又は熱処理することでシグナル強度が増大することを見いだした。また、$$^{13}$$C及び$$^{29}$$Siの超微細相互作用の角度依存性の解析から、P6/P7センターがc軸に平行(C$$_{3v}$$対称)なSi空孔(V$$_{Si}$$)とC空孔(V$$_{C}$$)の複空孔(V$$_{Si}$$-V$$_{C}$$)とc軸に対し横向き(C$$_{1h}$$対称)のV$$_{Si}$$-V$$_{C}$$であると同定された。さらに、ab initioスーパーセル計算を行ったところ、対称性や超微細相互作用のテンソルの値がESRの結果をよく再現することが判明した。以上より、P6/P7センターはV$$_{Si}$$-V$$_{C}$$であると帰結できた。


Divacancy model for P6/P7 centers in 4H- and 6H-SiC

Son, N. T.*; 梅田 享英*; 磯谷 順一*; Gali, A.*; Bockstedte, M.*; Magnusson, B.*; Ellison, A.*; 森下 憲雄; 大島 武; 伊藤 久義; et al.

Materials Science Forum, 527-529, p.527 - 530, 2006/00

電子常磁性共鳴(EPR)を用いて六方晶炭化ケイ素(4H-, 6H-SiC)中の欠陥センターであるP6/P7の構造同定を行った。試料はn型,p型の4H-及び6H-SiC及び高品質半絶縁4H-SiCを用いた。室温または850$$^{circ}$$Cでの3MeV電子線照射(2$$times$$10$$^{18}$$$$sim$$1$$times$$10$$^{19}$$/cm$$^{2}$$)によりP6/P7センターを導入した。低温(8K及び77K)での$$^{13}$$C及び$$^{29}$$Siの超微細相互作用を調べた結果、P6及びP7センターは、それぞれ、結晶のC軸に垂直または平行なシリコン空孔(V$$_{Si}$$)と炭素空孔(V$$_{C}$$)の複空孔(V$$_{C}$$-V$$_{Si}$$$$^{0}$$)であると決定できた。

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