Snažší čtení genetického kódu

31.8.2008

Vědci z Lawrence Berkeley National Laboratory vynalezli novou metodu čtení genetického kódu. Destičku, na níž jsou chemicky navázány segmenty nukleové kyseliny určené ke čtení, ponoří do roztoku s obsahem velmi malých skleněných elektricky nabitých kuliček. Kamera snímá jejich Brownův pohyb. Z jeho vyhodnocení pak přesně určíme rozložení náboje na řetězcích DNA nebo RNA. Vzhledem k tomu, že každou molekulu nukleové kyseliny tvoří jen čtyři opakující se segmenty, z distribuce náboje můžeme přesně určit jejich strukturu.

Kudy uniká kyslík

30.8.2008

Čtveřice satelitů ESA odhalila zajímavý mechanismus, kterým z naší atmosféry uniká kyslík do mezihvězdného prostoru. Zemské magnetické pole v oblasti severního magnetického pólu část kyslíkových iontů urychlí tak, že uniknou gravitaci. Nemusíme se však obávat, přijdeme tak pouze o zanedbatelné množství tohoto plynu.

Vojenská impregnace pro civilní účely

30.8.2008

Technologie vyvinutá původně britskou Defence Science and Technology Laboratory pro ochranu vojáků proti chemickým zbraním si nachází cestu i do civilního sektoru. Nová metoda impregnace, při níž se na povrch vláken tkanin naváže fluor, měla zabránit průniků otravných látek skrz uniformu. Protože povrch vláken se touto modifikací stává silně hydrofobním, stejně dobře zabraňuje i průniku vody. Výrobce obuvi Hi-Tec již brzy ve svých 75 obchodech začne zkušebně prodávat pánskou sportovní obuv, která díky nové technologii bude nejen vodotěsná, ale i mnohem odolnější proti zašpinění. Nový způsob impregnace připomíná svými vlastnostmi tkaninu goretex. Při výrobě není třeba přidávat goretexovou folii, stačí pouze upravit použité materiály. Nový postup je proto výrazně levnější a produkty jsou prodyšnější.

Proč je těžké rozplácnout mouchu

29.8.2008
Sameček octomilky Drosophila melanogaster. Skutečná velikosti 2,5 mm. Foto André Karwath aka Aka 2005, licence  Creative Commons Attribution-Share 2.5 Generic

Michael Dickinson, profesor bioinženýrství z Caltechu nasnímal kamerou s vysokým rozlišením a vysokou frekvencí snímání octomilku Drosophila melanogaster při únikovém manévru. Během 100 milisekund, které následují poté, co zpozorovala blížící se nebezpečí, nastavila svých šest nohou tak, aby mohla provést odskok optimálním směrem. Je zajímavé, že tak složitý manévr zvládne tvor bez centrální nervové soustavy s pouhými nervovými ganglii. Foto André Karwath 2005.

Nový start do života

29.8.2008

Pučící kvasinky jsou běžným modelem pro studie stárnutí. Před buněčným dělením vyrůstá na mateřské buňce dceřiná buňka, jejíž životní cyklus tím začíná. Mateřská buňka při tom stárne a hromadí se v ní „faktory stáří“, jako karbonylované proteiny a cyklické DNA, Švýcarští pracovníci nyní objevili, ža se před dělením vytváří na septinu závislá příčná difuzní bariéra v jaderné obálce, která omezuje translokaci již existujících jaderných pórů do dceřiné buňky.

Život ve slané vodě

28.8.2008
Usazeniny na břehu Mrtvého moře. Bílé vrstvy jsou tvořeny vykrystalovanými ve vodě rozpustnými solemi.

Život, tak jak jej známe na Zemi, závisí na vodě, která funguje jako rozpouštědlo pro cytoplasmatickou enzymovou aktivitu. Dostupnost vody však může být snížena přítomností solí a dalších látek v okolí buněk, popřípadě suchem. Pro vyjádření dostupné vody se používá termín aktivita aw, která je definována jako n2/(n1 – n2), kde n1 je počet molů rozpouštědla a n2 počet molů rozpuštěných látek. Čistá voda má tedy aw rovnou jedné, mořská voda okolo 0,98. Různé bakterie jsou schopny žít i ve vodě různě slané, běžná Escherichia coli při aw rovné 0,94, Staphylococcus aureus při 0,85, Halobacterium salinarum při 0,74, což je přibližmě hodnota nasyceného roztoku kuchyňské soli (Mrtvé moře má aw rovnou 0,67) a Xeromyces bisporus dokonce při 0,61. To se považuje i za dolní hranici života na naší planetě (při aw = 0,55 už dochází k rozpadu DNA). Nejslanější vodný roztok na Zemi je jezero Don Juan Pond v západní Antarktidě, s vysokým obsahem chloridu vápenatého, které má aw rovnou 0,45 a které nezamrzá ani při –50 oC.Život, tak jak jej známe na Zemi, závisí na vodě, která funguje jako rozpouštědlo pro cytoplasmatickou enzymovou aktivitu. Dostupnost vody však může být snížena přítomností solí a dalších látek v okolí buněk, popřípadě suchem. Pro vyjádření dostupné vody se používá termín aktivita aw, která je definována jako n2/(n1 – n2), kde n1 je počet molů rozpouštědla a n2 počet molů rozpuštěných látek. Čistá voda má tedy aw rovnou jedné, mořská voda okolo 0,98. Různé bakterie jsou schopny žít i ve vodě různě slané, běžná Escherichia coli při aw rovné 0,94, Staphylococcus aureus při 0,85, Halobacterium salinarum při 0,74, což je přibližmě hodnota nasyceného roztoku kuchyňské soli (Mrtvé moře má aw rovnou 0,67) a Xeromyces bisporus dokonce při 0,61. To se považuje i za dolní hranici života na naší planetě (při aw = 0,55 už dochází k rozpadu DNA). Nejslanější vodný roztok na Zemi je jezero Don Juan Pond v západní Antarktidě, s vysokým obsahem chloridu vápenatého, které má aw rovnou 0,45 a které nezamrzá ani při –50 oC.

Jak působí chloroform

28.8.2008
trichlormethan neboli chloroform

Anestetické účinky chloroformu známe již 150 let, nicméně přesný mechanismus jeho působení se podařilo při odhalit víceméně náhodně při výzkumu arteriosklerózy. Chloroform blokuje iontové kanály TRPC5, které přenáší vápenatá ionty přes buněčné membrány. Vyskytují se hlavně v mozku, kde se podílů na přenosu vzruchů. Odhalení role kanálu TRPC5 umožní přípravu nových anestetik bez vedlejších účinků, jaké má chloroform.

Zhodnocení přečtených novin

27.8.2008

Absorbční materiál ze starých novin připravil na Sažské universitě v japonském městě Saga Katsutoshi Inoue. Působením para-amino benzoové kyseliny je přeměnil na gel, který z průmyslových odpadních vod velmi účinně vychytává kationy zlata, paladia a platiny. Otázkou zůstává, co se s tímto materiálem stane potom. Abychom z recyklovatelného materiálu nezískali břečku, kterou můžeme uložit jen na skládce toxického odpadu.

Heterofullereny

26.8.2008

S rostoucími možnostmi využití fullerenů vyvstává také otázka, jak je ve velkém rozsahu vyrábět co nejlevněji. José Martin-Gago z madridského Ústavu materiálových věd se svými kolegy vyvinul novou metodu přípravy. Vychází z dehydrogenace obdobné aromatické sloučeniny o složení C57H57N3, která probíhá za teploty 750 K. Jako katalyzátor slouží platina. Vzniká kulová molekula heterofullerenu C57N3. Výhodou nové metody je, že umožní definovanou přípravu fullerenů se zabudovaný odlišnými atomy než uhlík, v tomto případě se třemi atomy dusíku. Původní metoda, kdy fullereny vznikají z uhlíkových par, něco takového neumožňuje.

akademon.cz 29.9.2010: Německo-rusko-čínský vědecký tým vedený Alexejem Popovem z Moskevské státní univerzity a drážďanského Leibnitz-Institut für Festkörper-und Werkstofforschung ve spolupráci s vědci z Vědecko-technologické univerzity v čínském Hefei studovali fulleren C80 s klastrem o složení TiSc2Nv jeho dutině. Zjistili, že elektrochemicky je možné atom titanu redukovat či oxidovat, což výrazně ovlivní rozložení hustoty náboje i spinu po celé částici.

Přirozená oprava zubů

25.8.2008

Prof.Ruikang Tang se svým týmem z čínské Zhejiangské univerzity zjistil, že nanočástice hydroxyapatitu (hydroxofosforečnan vápenatý) se velmi dobře přichytávají na zubní sklovinu. Není až tak překvapující, protože ji tvoří stejný materiál. Pouze dostatečně malé částice pevně přilnou. Dutiny v zubech možná budou moci dentisté vyplňovat přirozeným materiálem.

Jde to bez drátů

24.8.2008

Společnost Intel předvedla svou novou technologii bezdrátového přenosu elektřiny. Podařilo se jim rozsvítit 60 W žárovku. K přenosu energie využívají magnetické pole, takže elektrickým výbojem není ohrožen nikdo a nic. Před uvedeném nové technologie na trh bude třeba provést ještě mnoho experimentů.

Zephir 25.8.2008: Právě možnost náhodného indukování elektrických výbojů je jedním z rizik téhle technologie. Asi byste nebyl nadšen, když vám třeba dveře od ledničky náhodou vytvoří jiskřiště, které v nestřežené chvíli něco zapálí.

sasek 26.8.2008: Zdravim,nejsem bohuzel expert v oboru, tak prosim o vysvetleni, jak to funguje. Jestli to dobre chapu, vyrobili v Intelu transformator, ktery misto klasickeho kovoveho jadra ma vzduch. Je to tak, nebo se uplatnuje jeste nejaky dalsi fyzikalni jev?

akademon.cz 26.8.2008: Intel se zatím s detaily moc nechlubí, nicméně podstatu popisujete nejspíš správně.

Press LENNOX 23.11.2008: Zajímavá myšlenka. Nicméně o něčem podobném jsem četl před cca 25 lety jako dítě v nějaké dětské knize, která se snažila přiblížit elektřinu a magnetismus i pro ty nejmenší. Bylo zde popisováno, jak Nicolla TESLA prováděl své experimenty s přenosem elektrické energie na dálku bez použití vodičů. V koutku mozku mi pouze zůstalo cituji: " Do vzdálenosti 35 km od vysílače se zapínaly radiopřijímače, rozsvěcely žárovky a rozbíhaly elektromotory." Pokud si ještě pamatuji, vysílal do okolí napětí cca 10,5 M Voltů.. To jen, že asi zase někdo "objevil Ameriku"

akademon.cz 23.11.2008: Není pochyb o tom, že s ideou bezdrátového přenosu elektřiny přišel Nikola Tesla před mnoha desítkami let. Nicméně své experimenty se mu nikdy nepodařilo přinést do praxe. Firma Intel nekopíruje slepě Teslovy pokusy a nepracuje s elektrickými poli o napětí milionu voltů, nýbrž s polem magnetickým, takže jde přece jen o nový přístup, který původní Teslovu ideu příblížíl praktickému využití.

Zdraví škodlivý mořský vzduch

22.8.2008

Dlouhá léta jsme byli přesvědčeni o tom, že mořský vzduch je zdraví prospěšný. Nicméně poslední výzkumy provedené Johnem Ramdellem z National Oceanic and Atmospheric Administration ukazují, že ve vzduchu na plážích, který s velikou oblibou vdechuje, se může vyskytnout toxický aerosol. Mořská řasa Karenia brevis obsahuje jedovatou sloučeninu brevetoxin, jejíž toxické účinky na lidi i mořské organismy známe již delší dobu. Vzhledem k tomu, že řasa nemá vyztuženou buněčnou stěnu, v příboji může snadno dojít k jejím poškození. Vnitřek buněk včetně toxinu pak unikne do mořské vody a příboj způsobí, že ve formě vodního aerosolu se dostane i do vzduchu. Snad nás může uklidnit, že Karenia brevis se vyskytuje převážně v Mexickém zálivu a jižním Atlantiku.

Geneticky modifikovaný primát

21.8.2008

Tým vědců z americké Emory University geneticky modifikovali opici Makak rhesus a vyvolali u ní Huntingtonovu chorobu, známou též jako tanec svatého Víta. Jde o dědičné onemocnění, které se kromě jiného projevuje úbytkem koordinace a abnormálními pohyby. Způsobuje ji jediná změna (mutace) v jediném genu, jež pak způsobuje, že v buňkách vzniká abnormální bílkovina. Ta způsobuje postupné odumírání nervových buněk v některých oblastech mozku. Onemocnění vypukne zpravidla ve středním věku, a protože žádnou metodu léčení neznáme, prognóza není dobrá.

Zmutovaný gen přenesli vědci pomocí viru do vajíček makaka, jež pak oplodnili in vitro, ve zkumavce. Z pěti takto narozených opiček dvě zemřeli do dvou dnů po porodu, jedno po dvou měsících dvě přežila. U jednoho z nich se po deseti měsících skutečně začala projevovat choroba. Jistě mnozí trápení opiček odsoudí, rodiny postižené Huntingtonovou chorobou na to však zřejmě budou mít jiný názor. Experimenty na primátech mohou napomoci při vývoji genové terapie. Výsledky, které bychom získali při pokusech s genovou modifikací jiných zvířat, která nejsou člověku tak příbuzná jako primáti, např. myší, by pro vývoj léčby lidí byly naprosto bezcenné. Makak rhesus patří k často využívaným laboratorním zvířatům a výhodou je i skutečnost, že u něj byl již přečten celý jeho genom. Žije výrazně kratší dobu než my, takže i nemoc u něj propukne podstatně dříve.

Magnety v savčích buňkách

20.8.2008

Zajímavé genetická modifikace, kterou nejspíš půjde využít pro značení buněk, se podařila prof. Xiaoping Hu z Emory University a zároveň z Georgia Institute of Technology. Vpravil gen MagA z magnetocitlivých bakterií do savčích buněk. V důsledku toho v nich začaly vznikat magnetické krystalky magnetitu, oxidu železnato-železitého. Primárně gen MagA zodpovídá za transport iontů železa přes buněčnou membránu.

Hlubokomořský rybolov

18.8.2008
vylovený mník ve speciální tlakové schránce (foto IFREMER)

Odchyt z rekordní hloubky se podařil posádce lodi Pourquoi Pas? Při její výzkumné plavbě v oblasti Středoatlantického hřbetu, kterou organizuje Francouzský výzkumný ústav pro využití moře. Pomocí schránky, která udrží tlak i po vytažení na hladinu, odchytili v hloubce 2.400 m a vytáhli na palubu jeden exemplář živého mníka (Pachycara saldanhai). Přestože tento způsob je znám již přes třicet let, dosavadní úlovky pocházejí z mnohem menších hloubek okolo 1.400 m.

Další zvýšení účinnosti fotovoltaických článků

18.8.2008

Tým vědců z americké National Renewable Energy Laboratory zkonstruoval fotovoltaický článek, který na elektřinu přemění 40,8 % dopadajícího slunečního záření. Využili k tomu trojvrstevné struktury z fosfidu a arsenidu galito-inditého, přičemž každá z vrstev pohlcuje záření jiných vlnových délek. Sluneční záření navíc koncentrují pomocí čoček.

smich 28.8.2008: Konsorcium vedené University of Delaware dosáhlo ještě dalšího zvýšení účinnosti slunečních baterií, a to na 42,8%. Dosáhli toho využitím řady inovací již velmi výkonného článku z krystalického křemíku. Dosavadní rekord 40,7% z prosince 2006 držela společnost Boeing's Spectrolab, Inc.

akademon.cz 24.5.2009: Fotovoltaické články vyvinuté na National Renewable Energy Laboratory obdržely cenu 2009 Award for Excellence in Technology Transfer udělovanou Federal Laboratory Consortium for Technology Transfer.

Robot s neurony

17.8.2008

Vědci z britské University of Reading sestrojili pohyblivého robota, kterého řídí kultura nervových buněk. Nachází se v nádobce, v jejímž dně se nachází šedesát elektrod, které snímají elektrické signály vycházející z neuronů anebo je stejným způsobem stimulují. Zatím ho učí vyhýbat se překážkám. Když se k nějaké přiblíží, podráždí jeho nervové buňky a na základě jejich odezvy zatáčí vpravo či vlevo.

Ptáci vnímají okolí zrakem i čichem

14.8.2008

Ukazuje se, že devět druhů ptáků sedmi různých řádů obsahuje ve velké většině funkční olfaktorické receptory, narozdíl od dřívějších odhadů, že jde pouze o 15 % funkčních receptorů. Celkový počet těchto receptorů určuje množství pachů, které je daný druh schopen rozeznat. Ze zkoumaných ptáků je rekordmanem kakapo soví (Strigops habroptilus), u něhož 82 % „čichových“ genů přispívá k ptákově čichu.

Jak proniká arsen do rýže

13.8.2008
zralá rýže setá (Oryza sativa), foto IRRI Images,  Creative Commons Attribution 2.0 Generic licence

Rýže je pozoruhodně výkonnou rostlinou v asimilaci arsenu z půdy rýžových polí. Britští a japonští badatelé zjistili, že do rostlin proniká arsen stejnou drahou jako křemík, a to pomocí kanálů zvaných akvaporiny, o nichž se dosud předpokládalo, že přenášejí výlučně vodu. Mutace příslušných genů by mohly vést k tomu, že akvaporiny budou dávat přednost křemíku před arsenem a že se tak podaří vyvinout rýži odolnou i v oblastech, kde zamoření arsenem je problémem.

Rozvoj čínské vědy

12.8.2008

V posledních týdnech se dočítáme nejrůznější novinky o Číně okolo letošní olympiády. Je tu však oblast, o které se ve sdělovacích prostředcích nehovoří, totiž o vědeckém výzkumu a publikační činnosti čínských vědců. Koncem 20. století existovalo ve světě několik center výzkumu: USA, Evropská unie, Japonsko, Čína, Rusko a snad Indie. Čína byla v roce 1995 na čtrnáctém místě v produkci vědeckých a technických publikací, v roce 2005 už byla pátá a v roce 2007 už druhá. S tím souvisí i skutečnost, že za dvacet let od roku 1985 do roku 2005 se zvýšil počet doktorských diplomů udělených v Číně v přírodních a technických vědách sedmkrát, takže v roce 2005 byla Čína na třetím místě na světě.

Nový způsob boje proti nádorovým buňkám - tisková zpráva AV ČR

11.8.2008

Nádorová onemocnění jsou jedním z nejzávažnějších medicínských problémů moderní společnosti. Neustále roste počet případů rakoviny a přibývá počet úmrtí v důsledku této choroby. Podle nejnovějších statistik dokonce počet úmrtí na nádorová onemocnění přesáhl počet úmrtí způsobených kardiovaskulárními chorobami. S novými poznatky v oblasti molekulární medicíny dochází i k pokrokům ve vývoji nových protirakovinných léků. Protože rakovinné buňky jsou velmi proměnlivé, neustále mutují, a ztrácejí citlivost na stávající léčiva, je třeba hledat nové látky, vůči nimž nebudou odolné. Velmi důležité je, aby potenciální protinádorové látky co nejselektivněji hubily pouze nádorové buňky a příliš neškodily buňkám normálním.

V poslední době se jako nový nadějný cíl pro selektivní zabíjení rakovinných buněk jeví mitochondrie. Jsou to malé vnitrobuněčné útvary, ve kterých si všechny buňky vyrábějí většinu potřebné energie pro své životní pochody a růst. Jakékoliv poškození mitochondrií může tedy vést ke smrti buňky.

Tým doc. Jiřího Neužila (donedávna Ústav molekulární genetiky AV ČR, nyní Biotechnologický ústav AV ČR) v průběhu několika posledních let ve spolupráci s australskou laboratoří zjistil, že analog vitaminu E (vitamin E sukcinát - VES, také známý jako alfa-tokoferyl sukcinát) velmi účinně vyvolává odumírání rakovinných buněk, přičemž je netoxický k normálním buňkám a tkáním. Tato látka v preklinických testech velmi účinně potlačuje u myší tvorbu nádorů tlustého střeva, plic, mléčné žlázy, pohrudnice či děložního čípku.

Výzkum ukázal, že VES působí přes mitochondrie. Proto se výzkum týmu doc. Neužila soustředil na nalezení specifického místa, které je v mitochondriích zasaženo látkou VES. Pomocí moderních metod molekulární a buněčné biologie bylo zjištěno, že VES v tzv. mitochondriálním komplexu II vytěsňuje koenzym Q. To nakonec vede k tvorbě tzv. superoxidových radikálů, které následně buňku zahubí. Podařilo se tedy najít nové, dosud nepopsané zásahové místo pro protirakovinné látky, což přispěje k vývoji nových typů léků proti nádorovým chorobám. Na základě dosavadních experimentů je dobrá naděje, že tato léčiva se budou vyznačovat vysokou účinností a selektivitou vůči rakovinným buňkám.

Další krok ke kvantovému kódování

11.8.2008

Firma Siemens ve spolupráci s Technologickou univerzitou ve Štýrském Hradci zhotovila první komerčně využitelný čip určený pro kvantové kódování. Kódovací klíč tvoří fotony generované fotodiodami v integrovaném obvodu. Světlovodem se dostanou ke svému příjemci. Každý pokus o přečtení klíče vede ke změnám kvantových stavů fotonů, které ho tvoří, což můžeme rozpoznat. Čip prostě vytváří nové náhodné kódy tak dlouho, dokud jej příjemce neobdrží neporušený. Pak následuje vlastní zakódované sdělení.

Uhlíková mikrovlákna

10.8.2008

Čínsko americký tým z Los Alamos National Laboratory a šanghajské Fudan University pod vedením Huisheng Peng připravil uhlíková vlákna mikrometrové tloušťky. Jsou výrazně menší než běžně užívaná uhlíková vlákna, avšak 30 x pevnější. Při průměru 40 až 100 mikrometrů a délce až několik centrimetrů jsou na rozdíl od rovněž známých uhlíkových nanovláken viditelná pouhým okem. Vznikají při tepelném rozkladu ethylenu a par nasycených kapalných uhlovodíků. Rentgenová strukturní analýza potvrdila, že strukturně jde o grafit.

Elektrický drak

10.8.2008

Vědci z Technické univerzity v holandském Delftu studují možnosti využití draků pro výrobu elektřiny. Mohou totiž využívat vyšší rychlosti větru ve větších výškách (stovky metrů), než jakých mohou dosáhnout vrtule větrných elektráren, jež pracují nanejvýš v 80 m. Konec upoutávacího lanku by při letu draka pohyboval rotorem generátoru a vyráběl tak elektřinu. Drak o ploše 10 metrů čtverečních dosáhnout výkonu 10 kW. Padesátikilowatový drak se připravuje. Jeho konstruktéři sní sice o drakové elektrárně o výkonu 100 MW. Nový nápad možná najde lepší využití při výrobě elektřiny na odlehlých místech, místo běžně užívaných dieselagregátů.

Press LENNOX 23.11.2008: Je zajímavé, že nechtějí využít klasického meteorologického draka vybaveného uvnitř či na okraji pomaloběžnou vrtulí s generátorem. Nebylo by to jednoduší?

Jaká je teplota stromového listí

9.8.2008

Dva američtí badatelé zavedli metodu, pomocí níž lze sledovat teplotu listů v korunách stromů. Zjistili, že v 39 druzích stromů je na 50 stupních zeměpisné šířky (od subtropického k boreálnímu pásmu) teplota překvapivě konstantní, totiž 21,4 ± 2,2 oC. Znamená to, že při maximální asimilaci uhlíku se zapojí fyziologické a morfologické vlastnosti stromových větví do zvýšení teploty listí mnohem výrazněji v severních oblastech. Mimo jiné se ukazuje, že klima má jen malý vliv na ekonomiku listí.

Experimenty na urychlovači Tevatron spojují síly v hledání Higgsova bosonu - tiskov zpráva AVČR

8.8.2008

Batavia, Illinois -- Vědci z experimentů CDF a D0 ve Fermiho národní laboratoři (spadající pod americký Department of Energy) zkombinovali výsledky obou experimentů, aby dále posunuli hranice v hledání dlouho očekávané Higgsovy částice. Výsledky prozrazují, že experimentátoři poprvé vyloučili (s 95% pravděpodobností) možnost existence Higgsova bosonu s hmotností 170 GeV, což je hodnota přibližně ve středu možného rozpětí hmotností, který stanovily předchozí experimenty. Kromě toho, že omezuje hodnoty hmotnosti, které by Higgsův boson mohl nabývat, výsledek také prokazuje, že experimenty na Tevatronu jsou dostatečně citlivé na možné signály Higgsova bosonu.

"Tyto výsledky znamenají, že experimenty na Tevatronu hrají důležitou roli ve hře o nalezení Higgsova bosonu,“ komentoval oznámení ředitel Fermiho národní laboratoře Pier Oddone.

Kombinace výsledků z obou experimentů na urychlovači Tevatron efektivně zdvojnásobuje množství dat, které jsou k dispozici pro analýzu a umožňuje oběma skupinám porovnat a vzájemně si zkontrolovat výsledky. V blízké budoucnosti experimentátoři předpokládají, že takto budou moci testovat čím dál tím širší spektrum možných hmotností Higgsova bosonu.

Standardní model mikrosvěta – částic a sil mezi nimi působících, jenž představuje teoretický rámec současné částicové fyziky, předpovídá existenci částice zvané Higgsův boson, jejíž interakce s ostatními částicemi způsobuje, že získávají hmotnost. Přesný mechanismus, kterým jednotlivé částice nabývají různé hmotnosti, není ovšem znám a evidence pro existenci Higgsova bosonu by tak zodpověděla jednu ze základních hádanek přírody.

Na každém z obou experimentů CDF a D0 se podílí více než 600 fyziků z celých Spojených států i z nejrůznějších zemí světa. Podle současného plánu budou experimenty ve Fermiho národní laboratoři pokračovat až do roku 2010, kdy vědci očekávají více než zdvojnásobení objemu získaných dat, což zvýší jejich šanci Higgsův boson objevit.

Vědci na celém světě s napětí očekávají spuštění nového urychlovače LHC v Evropském středisku fyziky částic CERN v Ženevě. I pro experimenty na LHC je objev Higgsova bosonu klíčovým cílem.

Urychlovač Tevatron a na něm probíhající experimenty dosahují špičkových parametrů. Urychlovač sám překonává v dosažené luminozitě, jež charakterizuje počet srážek antiprotonů s protony, jeden rekord za druhým. Čím větší luminozity Tevatron dosáhne, tím větší jsou šance experimentátorů Higgsův boson nalézt. Oba experimenty také neustále vylepšují své experimentální metodiky a tím dále výrazně zvyšují citlivost k Higgsovu bosonu.

"Experimentální program na Tevatronu ve Fermilabu jede na plný plyn", říká Dennis Kovar, náměstek ředitele Úřadu pro vědu amerického Department of Energy, zodpovědný za fyziku vysokých energií. "Jen v minulém roce z těchto dvou experimentů vzešlo 77 disertací a přes 100 publikací, které posunuly naše znalosti částicové fyziky při nejvyšších energiích".

Nové poznatky o Higgsově bosonu patří mezi zhruba 150 výsledků, které oba experimenty předložily na Mezinárodní konferenci o fyzice vysokých energií (ICHEP) ve Philadelphii, která se konala 29. července - 5. srpna 2008.

Podle Josepha Dehmera, ředitele odboru fyziky americké National Science Foundation by "Objev Higgsova bosonu přinesl odpověď na jednu z nejdůležitějších otázek současné fyziky. Experimenty na Tevatronu ještě neřekly své poslední slovo".

Kolik druhů organismů žije v moři?

8.8.2008

Instituce Census of Marine Life (jakési sčítání mořského života) zaznamenala dosud 122 500 druhů mořských organismů. Bylo při tom vyřazeno 56 400 druhů, které se vyskytovaly dvakrát nebo vícekrát (rekord tu drží houba chlebová Halichondria panicea s 56 nezávislými identitami od roku 1766). Předpokládá se, že dosud bylo popsáno 230 000 mořských organismů, jejichž přesná katalogizace bude hotova v roce 2010.

Kaučuk a křemík

7.8.2008

Kameru polokulovitého tvaru připravil tým z University of Illinois v Urbana-Champaign a Northwestern University. Nejprve připravili kaučukovou membránu o tvaru polokoule. Pak ji mechanicky napínali, až se vyrovnala. Na ní pak standardními litografickými technikami vytvořil křemíkové fotodetektory a nezbytnou elektroniku. Jednotlivé prvky však propojili křemíkovými můstky obloukového tvaru, takže po uvolnění napětí, když se membrána vracela do svého původní tvaru, nedošlo k destrukci křehkých křemíkových obvodů. A polokulovitá kamera byla na světě. Technologicky jde bezpochyby o zajímavý a náročný postup. Přes nespornou šikovnost autorů není úplně jasné, jaké bude praktické využítí.

Vodík jako sporné medium pro skladování elektřiny

7.8.2008

Velkým problém energetiky je, že nedokážeme skladovat vyrobenou elektřinu ve velkém rozsahu. Kolik ji v jeden okamžik elektrárny vyrobí, tolik se jí musí spotřebovat. Regulovat výkon zvláště velkých elektráren je obtížné, s výjimkou vodních, jež v celosvětovém měřítku vyrobí přibližně desetinu elektřiny. Oproti tomu spotřeba je nerovnoměrná. Existují velké rozdíly v odběru během dne a týdne i roku, dané naším životním cyklem, počasím a podnebím. Proto se neustále testují různé metody. Skladování pomocí chemické energie v bateriích a akumulátorech je příliš nákladné. Supravodivost jsme ještě dostatečně nezvládli. Ani přečerpávací elektrárny se příliš nerozšířily. Poslední studie, provedené v Kanadě, ukázala, že ani využití vodíku není příliš slibné. Tento reaktivní plyn by se vyráběl elektrolýzou vody v době nízkého odběru. Mohl by pak sloužit přímo jako palivo anebo v palivových článcích produkovat elektřinu. Ukázala se však, že využití vodíku vyžaduje při současných technologiích příliš velké investice. Studie proběhla ve dvou větrných megawatových elektrárnách na břehu Huronského jezera ve spolupráci s jadernou elektrárnou Bruce Power’s o výkonu 4.830 MW.

Chodník vyčistí vzduch

7.8.2008

V nizozemské městečku Hengelo pokusně vydláždili chodník betonovými dlaždicemi s obsahem oxidu titaničitého. Tato látka ne světle přeměňuje oxidu dusíku až na dusičnany. Dlažba by tedy měla pomocí při čištěné ovzduší. Není úplně jasné, nakolik bude tato metoda úspěšná, protože k chemické reakci bude docházet jen v extrémně tenké vrstvě vzduchu přiléhající ke skutečnému povrchu betonu (tedy včetně pórů). Na druhou stranu zdroj znečištění bude dost blízko, protože výfuku automobilů jsou zpravidla nevysoko nad zemí. Účinnost celého procesu navíc výrazně zvýší i malý deštík, protože propláchne vzduch a dopraví oxidu dusíku přímo na místo jejich likvidace. Dešťová voda však bude zároveň vyplachovat velmi dobře rozpustné dusičnany a splachovat je do vodních toků i podzemních vod, takže vlastně jen znečištění vzduchu v městečku nahradí menším znečištěním vody v širším okolí.

Elix-IR

6.8.2008

Britská firma Thales UK předvedla na známém leteckém veletrhu ve Farnborough ochranný systém Elix-IR pro vrtulníky a podzvukové letouny. Na základě signálu z infračervených senzorů software identifikuje místo a typ nepřátelské palby. Rozliší řízené a neřízení střely, dělostřelecké granáty, palbu ručních zbraní a umožní tak posádce zahájit odpovídající protiakci dříve, než když byla odkázána pouze na vizuální pozorování.

Jak propustné byly primitivní buňky?

6.8.2008

Fosfolipidy, hlavní složka současných buněčných membrán, tvoří nepropustnou hradbu pro polární a nabité molekuly, obsahují však řadu kanálů a přenášečů, které umožňují výměnu látek s vnějším prostředím. Jak mohly primitivní buňky před 3,5 miliardami let bez takovýchto systémů přijímat komplexní živiny? Nyní byl na Harvardově univerzitě vypracován model jakési protobuňky s vysokým obsahem mastných kyselin a jejich derivátů, které jako amfifilní molekuly jsou schopny tvořit membránové váčky. Taková protobuňka je schopna přijímat nabité molekuly, například nukleotidy, zatímco další genetické polymery z nich vzniklé jsou udržováíny uvnitř.

Kvantově provázaný laser

5.8.2008

Australsko francouzskému týmu fyziků z Australian Defence Force Academy a pařížské Unvierzity Pierra a Marie Curie se podařilo připravit dva laserové paprsky, jejichž pohyb v prostoru je kvantově provázán. Více o tomto jevu si můžeme přečíst v akademonu.cz z 5.10.2001 a 20.5.2003. Laserové paprsky s kvantově provázanou polarizací se podařilo připravit jži dříve.

Krátký život chameleona

5.8.2008
samec chameleona Furcifer labordi, foto Christopher Raxworthy.

Madagaskarský chameleon Furcifer labordi tráví většinu svého života ve vajíčku. Pracovníci Oklahomské univerzity ve Stillwateru sledovali tyto živočichy od vylíhnutí z vajíčka do smrti během několika ročních cyklů. Zjistili, že se líhnou v listopadu, rychle rostou a dospívají už v lednu, podstupují bitky o družky a ty kladou vejce už v únoru, aby krátce nato zahynuly. Dalších devět měsíců žije tedy tento chameleon ve formě vajíčka, což je nejkratší doba života mezi čtyřnohými obratlovci.

Počet mobilních telefonů ve světě

4.8.2008

Zcela nedávná analýza počtu těchto dnes nepostradatelných přístrojů ukázala, že v počtu telefonů na 1000 obyvatel je Česko na důstojném šestém místě. Nejlépe je na tom Lucembursko s 1548 mobily, pak Litva (!) s 1271, Itálie s 1243, Hong Kong s 1235, Macau s 1158, Česko s 1152, Israel s 1124. Portugalsko s 1091, Estonsko s 1088 a Island s 1034. Jsou ovšem země, kde je mobilních telefonů podstatně méně, na příklad Papua-Nová Guinea jich vykazuje 1,7 na 1000 obyvatel.

Pan Josef Formánek 27.8.2008: Vysoký počet mobilů u nás je daný nízkými platy a rozdílnými cenami za volání jednotlivých operátorů.Obyčejný člověk s nízkým příjmen má mobilů několik a podle tarifů a operátorů volá.V mé skupině známých je to běžná věc ,kdyby operátoři nedělali z lidí blbce a zjednodušili cenovou politiku tak mobilů určitě ubyde!!

sasek 5.9.2008:Nesouhlasím uplně s panem Formánkem. Počet zákazníků, které deklaruje operátor je totiž zkreslen dvěma faktory: 1) evidence "mrtvých duší" - operátor vymaže zákazníka ze své databáze až po 6 měsících absence v síti. Tedy každý operátor má v DB spoustu lidí, kteří již dávno přešli ke konkurenci. 2) použití SIM karet ve strojích - velké množství měřáku a zabezpečovacích zařízení je dnes vybaveno SIM kartou a GSM modemem pro snadnou komunikaci s ústřednou

Vyšší vodivost při nižší teplotě

4.8.2008

Jacobo Santamaria Sanchez-Barriga se svými kolegy z Universidad Complutense de Madrid podstatně zvýšil vodivost pevných keramických elektrolytů. Chemicky jde o některé oxidy kovů, v nichž se kyslíkový anion může pohybovat obdobně jako elektrony v kovových vodičích. Sloučenina je tedy elektricky vodivá. Oxidu zirkoničitého s přídavkem ytria nebo oxidu ceričitého s gadoliniem se hlavně využívá jako pevných elektrolytů při konstrukci jednoho typu palivových článků. Na katodě takového článku se kyslík ze vzduchu redukuje na anion O2-, který prochází keramických elektrolytem k anodě. Na ní reaguje s vhodným palivem, např. s vodíkem či uhlovodíky. Velkým nedostatkem těchto pevných elektrolytů, který se španělskému týmu podařilo odstranit, bylo, že mají dostatečnou vodivost pouze při teplotě ve stovkách stupňů Celsia, což ztěžovalo užití takových palivových článků. Nový keramický elektrolyt, který vykazuje dostatečnou vodivost při nepatrně zvýšené teplotě, připravili z vrstev tradičního ZrO2 dopovaného ytriem, jež se střídaly s 10 nm silnými vrstvami titaničitanu strontnatého. Na rozhraní vrstev podstatně narůstá počet prázdných míst, v nichž se kyslíkový anion může vázat, takže i jeho pohyblivost a tím elektrická vodivost vzrostou.

Jak octomilky vnímají teplotu

3.8.2008

U velkých živočichů jsou teplotní sensory umístěny na povrchu těla. Předpokládalo se, že i drobní živočichové, včetně hmyzu, mají takové sensory umístěny na povrchu, třeba v tykadlech. Bylo překvapivým zjištěním, že v octomilce Drosophila melanogaster byly objeveny velké neurony citlivé na teplotu uvnitř těla v mozku. Čtyři přední buněčné neurony vnímají teplotu aktivací iontových kanálů TrpA1, čímž je octomilka nasměrována do příznivějšího, většinou teplejšího, prostředí.

Pikosekundový diamant

3.8.2008

Zajímavé pozorování provedl David Tománek se svými kolegy z Michigan State University v East Lansingu. Zjistili, že tenká grafitová vrstva při ozáření infračerveným laserem mění výrazně svou strukturu a stává se podobnější diamantu. Spolehlivě prokázali, že vzdálenost mezi jednotlivými vrstvami grafitu, jež za normální podmínek k sobě nejsou chemicky vázány, krátkodobě klesá z 34 na 19 nm, což znamená vznik chemické vazby. Celý efekt však bohužel odezní při 45 pikosekundách.

Stopy vody na Měsíci

2.8.2008

Dlouho se věřilo, že Měsíc ztratil všechny těkavé látky včetně vody v dávné době, kdy došlo ke katastrofickým jevům, které vedly k jeho vzniku. Nedávná měření pomocí sekundární iontové hmotové spektrometrie provedená řadou amerických vědců, která se soustředila na obsah těkavých látek jako CO2, H2O, F, S a Cl v měsíčních sopečných sklech, ukazuje na obsah vody okolo 745 p.p.m. Znamená to, že Měsíc jako celek může obsahovat dosti vody a mělo by se s tím počítat při tvorbě modelů vzniku Měsíce a jeho tepelného a chemického vývoje.

Nový oceánografický satelit

2.8.2008
Anomálie v topografii hladiny Světového oceánu mezi 4. a 14.července 2008 (foto NASA, CNES)

Necelý měsíc po svém vypuštění poskytl oceánografický satelit OSTM/Jason 2 první kompletní mapu povrchu světového oceánu. Cílem společného projektu NASA a Francouzské kosmické agentury, jež započal před šestnácti lety, je získat kompletní údaje o vlnění, větrech a celkové topografii hladiny. Měření předchozích satelitů (Topex/Poseidon a Jason 1) potvrdila vzestup oceánské hladiny o tři milimetry od roku 1993. Počátkem července vypuštěný OSTM/Jason 2 krouží kolem Země ve výšce 1.336 km a radarem sleduje hladinu moří. Nově získané údaje pak poslouží vědcům při sledování změn a modelování procesů souvisejících s přenosem tepla, což má velkou důležitost pro modelování zemského klimatu.

Diskuse/Aktualizace