Spektrální rozlišení polární záře

30.11.2012

Speciální kamera NORUSCA II instalovaná na špicberské hvězdárně Kjella Henriksena a zhotovená optiky pod vedením ředitele hvězdárny prof. Freda Sigernese pořídila poprvé snímky polární záře na několika vlnových délkách. Studium polární záře přinese další informace o mechanismu jejího vzniku.

Rok ve vesmíru

30.11.2012

Dva astronauti, jeden Američan, druhý Rus, stráví na Mezinárodní vesmírné stanici celý rok, počínaje na jaře 2015. Půjde tu o zkoumání, jak lidé reagují na dlouhý pobyt ve vesmíru. (I když současný rekord je 437 dní Valerije Poljakova 1994-1995.)

Extrémně vysokých tlaků

29.11.2012

lze dosáhnout stlačováním mezi dvěma monokrystaly diamantu. Při tlaku 420 GPa diamanty praskají a další statické zvyšování tlaku není možné. Pro srovnání atmosférický tlak se pohybuje kolem 100.000 Pa, je tedy 4.200.000 x nižší. Leonid Dubrovinsky a Natalia Dubrovinskaia z německé Universität Bayreuth se svými kolegy z Belgie a Spojených států studovali mechanismus prasknutí diamantu při vysokém tlaku. Zjistili, že dojde k jeho rozštěpení podél štěpných ploch, které prostupují celým monokrystalem, což není překvapující. Vložením diamantových polykrystalických vrstev mezi dva monokrystaly lze dosáhnout tlaku až 640 GPa. Polykrystaly z uhlíkových kuliček o průměru 12 – 20 mikrometrů připravili zahříváním na teplotu 2.200 K za tlaku 20 GPa.

Skoro neznámý vorvaňovec

28.11.2012
mrtvola vorvaňovce Meseplodon traversii (foto New Zealande Department of Conservation)

Přestože kytovci patří k největším živočichům planety, dosud toho o nich mnoho nevíme. Teprve před deseti let byl objeven zcela nový druh vorvaňovce (akademon.cz 14.4.2002) i plejtváka (akademon.cz 1.9.2003). Nyní ukázala analýza DNA z tkání, odebraných před dvěma lety ze dvou mrtvých vorvaňovců na novozélandské pláži Opape, že nešlo o exempláře hojného vorvaňovce malého (Mesoplodon grayi), nýbrž velmi málo známého vorvaňovce Mesoplodon traversii. Z tohoto druhu jsme před tím měli k dispozici na celém světě pouze dva fragmenty lebky a jednu dolní čelist. Zdržuje se na volném moři ve velkých hloubkách a živého ho doposud nikdo nespatřil. Škoda, že k identifikaci nedošlo dříve. Máme sice k dispozici kompletní DNA, fotografie i popis vzhledu, ale anatomické zkoumání provedeno nebylo. Vorvaňovci i plejtváci jsou čeledi řádu kytovců. Foto New Zealande Department of Conservation.

Magnetické pole asteroidů

26.11.2012
povrch planetky Vesta (foto NASA)

Druhý nejhmotnější asteroid Sluneční soustavy Vesta mohl kdysi obsahovat rotující kapalné jádro, které způsobovalo magnetické pole na jeho povrchu. Již dříve bylo prokázáno, že 525 km široká Vesta diferencovala v pravé jádro a lehčí plášť a kůru. Nyní bylo zjištěno, že meteorit Allan Hills A81001 vzniklý na Vestě obsahoval stopy magnetického pole, které se vytvořilo před 3,69 miliardami let. Předpokládá se, že rotující jádro Vesty produkovalo dynamo dostatečné síly, aby dalo vznik magnetickému poli o síle 10-100 mikrotesla. Foto NASA.

Různé pavučiny pro různý úlovek

25.11.2012

Běžní domácí pavouci používají dvou různých typů pavučiny pro uchycení k podkladu, jeden určený pro chodící hmyz, druhý pro létající kořist. První z nich jsou volně uchyceny k zemi a snadno se uvolní a zachytí kráčející hmyz. (Jsou složeny z tenkých vláken.) Druhý z nich je pevněji uchycen a je složen z pevnějších vláken, připojených na mnoha místech k podkladu, takže síla upevnění je desetkrát vyšší než u prvních pavučin.

Technologie postupují do minulosti

18.11.2012
500.000 let staré hroty oštěpů z naleziště Kathu Pan 1. Úsečka v dolní části obrázku je dlouhá 1 cm (foto Jayne Wilkins).

Tým expertů z americké Arizona State University, kanadské University of Toronto a jihoafrické University of Cape Town z pod vedením Jayne Wilkins (University of Toronto) důkladně prozkoumal nálezy z jihoafrické lokality Kathu Pan 1. Identifikoval je jako hroty oštěpů staré 500.000 let. Jsou o 200.000 let starší, než dosud nejstarší známé obdobné nálezy. V roce 1979 je nalezl Peter Beaumont z McGregor Museum v jihoafrickém Kimberly. Porovnáním poškození hrotů, k jakému dochází při používání šípů a oštěpů, archeologové je jednoznačně identifikovali jako hroty oštěpů. Foto Jayne Wilkins.

Tesla: člověk mimo čas

14.11.2012
Titulní stránka

V těchto dnech se ve výlohách našich knihkupectví objevila další z knížek věnovaných slavnému vynálezci a vědci Nikolovi Teslovi, nazvaná Tesla - člověk mimo čas, autorky Margaret Cheney. Český překlad Vladislava Maláta vydalo slovenské nakladatelství Citadella jako již druhou svoji knihu zabývající se osudy a přínosem tohoto slavného muže k technickému rozvoji světa ve 20. století. Název napovídá, že knížka se nezabývá pouze jeho nejpřednějším a naprosto nepopiratelným přínosem k dnešní podobě světa, spočívajícím v jeho vynálezech z oblasti střídavého proudu a energetiky. Ve stejné míře se autorka věnuje Teslově pionýrské práci i v jiných oblastech vědy a techniky od rádia přes radar, robotiku až po turbíny, jeho zápasu o peníze na realizaci svých nápadů, proměnlivé reakci okolí na jeho úspěchy i pouhé fantazie a jeho filosofickým úvahám o životě. Hodně místa je věnováno i Teslovi jako člověku s jeho přednostmi i nedostatky a soudobým událostem majícím vztah k jeho práci i názorům.

Bizarní houba

13.11.2012
Chondrocladia lyra na mořském dně, foto MBARI

Nový druh houby podivného tvaru nalezl Lonny Lundsten z Monterey Bay Aquarium Research Institute pomocí ponorného robota v hloubce 3.400 m u kalifornského pobřeží. Chondrocladia lyra, jak byl nový druh pojmenován, se živí mikroorganismy z okolního prostředí. Foto Monterey Bay Aquarium Research Institute.

Základní molekula života

12.11.2012
struktura N-(2-aminoethyl)glycinu

Předpokládá se, že život vznikl na základě molekul ribonukleových kyselin, které mají schopnost za vhodných podmínek katalyzovat syntézu svých kopií. Jedna z variant této hypotézy předpokládá, že tuto roli sehrály sloučeniny bílkovin a nukleových kyselin, protože jsou stabilnější. Paulu Alanu Coxovi a jeho kolegům z Institute for Ethnomedicine ve Wyomingu, Stockholmské univerzity a výzkumného ústavu Craighead Beringia South se v buňkách sinic podařilo nalézt molekuly N-(2-aminoethyl)glycinu. Předpokládá se, že sloučeniny nukleových kyselin a bílkovin mohly vznikat právě z této molekuly.

Odlévání v beztíží i přetížení

11.11.2012
Experimenty s odléváním na centrifúze, foto ESA

Experti z ESA (European Space Agency) vynalezli novou, lehkou a pevnou slitinu použitelnou při konstrukci letadel. Její hustota je poloviční ve srovnání s nejlepšími niklovými slitinami při stejné pevnosti. Jde o směs hliníku a titanu. Protože oba prvky při odlívání vytvářejí sloučeninu aluminid titaničitý Ti3Al4, její pevnost je vysoká. Teplotám odolává až do 800oC, takže se o ni zajímají i konstruktéři motorů. Odlévání není jednoduché, protože správné struktury lze dosáhnout při dvacetinásobku pozemské gravitace, kdy vzniká dostatečně hutná struktura. Lití probíhalo na velké centrifúze (Large Diametr Centrifuge - LDC) o průměru 8 m v European Space Research and Technology Centre v nizozemském Noordwijku. Správný postup odhalili metalurgové při pokusech přesně opačných. Aby eliminovali veškeré vnější vlivy, prováděli lití v beztíží v malé pícce na palubě rakety odpálené ve švédské Kiruně. Šest minut jejího volného pádu jim poskytlo dostatek času studium tuhnutí taveniny bez vlivu gravitace pomocí rentgenových paprsků. Foto ESA.

Parametry centrifuby použité pro experimenty:

Průměr 8 m
Počet ramen 4
Maximální přetížení 20 g
Dosažení 20 g 20 s
Nouzové zastavení 30 s

Nečekané pozorování Cooperových párů

10.11.2012
struktura aromatických molekul, jejichž elektrony mohou vytvářet Cooperovy páry.

Za nízkých teplot dochází v pevných látkách interakcí mezi elektrony a fonony ke spárování elektronů. Hovoříme o tzv.Cooperových párech, která způsobují vznik supravodivosti. Fononem rozumíme vibraci krystalové mřížky, kterou popisujeme jako částici. R.Wehlitz z University of Wisconsin–Madison se svými kolegy i z Purdue University, Michigan Technological University a University of Wisconsin–Eau Claire pozorovali vznik Cooperova páru při absorpci fotonů molekulami benzenu, naftalenu, anthracenu a koronenu. Při současném pohlcení dvou fotonů s dostatečnou energií se uvolní dva elektrony, které na krátký okamžik v blízkosti mateřské molekuly vytvoří Cooperův pár, než se samostatně rozletí pryč.

nuclear 11.11.2012: omlouvám se za off topic, ale byla zde před časem diskuze o těžbě břidlicového plynu. Ve světě se prý začínají hýbat události, a to tak, že břidlicovým podnikatelům by se víc než dosti hodilo zvýšení cen uhlovodíků tak, aby těžba břidlic a ropných písků byla výnosná. A to nejsou pro malou zemi jako jsme my, nikterak pěkné vyhlídky, obzvláště když nemáme tu možnost postavit si alespoň pro sebe legálně elektrické auto.

akademon.cz 11.11.2012: Ale těžba břidličného plynu je výnosná už teď. Dokonce vedla ve Spojených státech k velmi podstatnému snížení ceny plynu pro koncové maloodběratele. To jsou ovšem poněkud jiné uhlovodíky, než o kterých hovoříme v tomto příspěvku. Břidličný plyn obsahuje hlavně uhlovodíky plynné, hlavně methan CH4. Naftalen, anthracen i koronen jsou pevné látky, jen benzen je kapalina. Co vám brání legálně si postavit elektromobil? Legislativa to není… Mě spíš trápí, kde do něj seženete baterii :-).

Nejstarší evropský poklad

9.11.2012
hadcový srpeček z nálezu od Belici, foto Nebosja Boric, Bělehrad

Archeologové z německé Universität Tübingen spolu se svými kolegy ze Srbského archeologického ústavu v Bělehradu zkoumají nejstarší nalezený evropský poklad. Tvoří ho 80 zřejmě ozdobných předmětů převážně z hadce (serpenitu) starých 8.000 let. Pocházejí z lokality poblíž srbské řeky Belica. Přesné určení jejich účelu je nejisté.

Zdeněk Svoboda 10.11.2012: No, já bych tím napínal tětivu luku nebo podobně - sám jsem před lety něco podobného tvořil jako hlavici řadící páky. Obr. Nebosja Boric, Bělehrad.

Vladimír Veselý 25.11.2012: Já bych to viděl jako dlaňový boxer pro zvýšení účinku rány pěstí.

Pozitivní kofein

8.11.2012
Zdroj:
Y.O.Ali et al., Screening with an NMNAT2-MSD platform identifies small molecules that modulate NMNAT2 levels in cortical neurons, Scientific Reports 7, Article number: 43846 (2017) doi:10.1038/srep43846
Zdroj
Chemická struktura kofeinu.

Ctitelé kávy již dlouho vědí, že jejich oblíbený nápoj je povzbudí a dodá jim nový elán. Psychologové Lars Kuchinke a Vanessa Lux z Ruhr-Universität Bochum zjistili, že kofein zlepšuje vnímání pozitivních výrazů během čtení. Experimenty proběhly se skupinou 66 osob, přičemž někteří obdrželi 200 mg kofeinu, což odpovídá dvěma až třem šálkům kávy, jiní pouhé placebo. Všichni účastníci četli různá slova z obrazovky, přičemž se potvrdila již známá skutečnost, že emocionálně pozitivním výrazům porozumíme rychleji. Kofein tuto schopnost dále zvyšuje, nejspíš prostřednictvím dopaminových receptorů v mozku.

12.3.2017: Pití kávy nás může ochránit před neurodegenerativním poškozením mozku. Jak zjistili Yousuf O. Ali, Gillian Bradley a Hui-Chen Lu z Indiana University v Bloomingtonu, kofein zvyšuje expresi enzymu nikotinamid-mononukleotid-adenylyltransferáza 2 (NMNAT2) v nervových buňkách mozkové kůry. Chrání je před poškozením stresem a váže se na zmutovaný protein tau, jehož ukládání způsobuje Alzheimerovu chorobu. Při Parkinsonově, Huntingtonově a Alzheimerově chorobě je koncentrace NMNAT2 v mozku podstatně snížena. Experimenty zatím proběhly pouze na laboratorních myších, nicméně lze očekávat, že u lidí bude působit stejně. Celkem nalezla Hui-Chen-Lu se svými kolegy 24 sloučeniny, které expresi NMNAT2 zvyšují, a 13, jež ji snižují.

Hladký vejčitý měsíček

7.11.2012
Saturnův měsíc Methone (foto NASA)

Saturnův měsíc Methone má neobvyklý vejčitý tvar s delší poloosou přibližně jeden kilometr a poloviční kratší poloosou. Své jméno nese podle jedné z krásek řecké mytologie. Jde o velmi malý měsíc obíhající mezi drahami svých větších souputníků, Mimase a Enceladu, po takřka kruhové dráze o poloměru přibližně 194.500 km. Objeven byl v roce 2004. Je překvapující, že na jeho povrchu nevidíme vůbec žádné stopy do dopadu jiných těles. Krátery pozorujeme na každém vesmírném tělese s pevným povrchem – na Měsíci i dalších měsících, na Marsu i Merkuru. Dokonce i na Zemi najdeme impaktní krátery, byť zahlazené zvětráváním. Mohlo by to znamenat, že Methone nemá pevný povrch. U tak malého tělesa nepřichází v úvahu, že by mohlo být tvořeno plyny jako obří planety Jupiter, Saturn, Uran a Neptun. Nejspíš jde o shluk drobných částic, jejichž vzájemný pohyb zahladí každou stopu po dopadu jiného tělesa. Foto NASA.

Rozlousknutá CAPTCHA

6.11.2012
Příklad obrázku CAPTCHA s textem RALLYING.

Každý z nás už jistě na internetu musel překonat obrázek CAPTCHA, což je test, který se používá pro odlišení skutečných uživatelů a robotů. Při luštění písmen na některých obrázcích jsem měl dle své úspěšnosti pocit, jestli já sám nejsem spíše robot. Hlavní problém vyvstává jinde. Rozluštění obrázku je možné si za levný peníz zadat online. Nepřečte je místo vás sofistikovaný software, ale gramotná levná pracovní síla. V praxi to vypadá tak, že ve velké místnosti sedí za monitory zpravidla indičtí pracovníci, kteří luští obrázky jeden za druhým, jak jim přicházejí. Požadavek bez problémů může zaslat i robot.

CAPTCHA je zkratka z „completely automated public Turing test to tell computers and humans apart“, česky „plně automatický veřejný Turingův test k odlišení počítačů a lidí“. Jinou variantou je zkratka z „CAPTure CHAracters“, česky „přečti písmena“. Při testu se zobrazí obrázek s deformovaným textem. Uživatel ho má správně přepsat do příslušného vstupního pole. Je založen na tom, že člověk na rozdíl od robota dokáže zpravidla správně rozpoznat i deformované znaky. Používá se na webu, pokud potřebujeme odlišit lidské uživatele od robotů, např. při registraci nebo vkládání komentářů. Turingův test, pojmenovaný po svém tvůrci Alanu Turingovi, má rozpoznat umělou a přirozenou inteligenci na základě komunikace s člověkem. Pokud člověk z obsahu nerozpozná, s kým komunikuje, umělá inteligence splnila Turingův test. Z tohoto pohledu je CAPTCHA velmi jednoduchým Turingovým testem.

Pavel Koblich Dvořák 10.11.2012: CAPTCHA je ve skutečnosti reverzní Turingův test (stroj poznává zda se jedná o člověka nebo robota). Pro zajímavost stojí zmínit, že se ještě nepodařilo vyvinout umělou inteligenci, které by prošla Turingovým testem.

Kosmické zvětrávání

5.11.2012
Povrch planetky Vesta (foto NASA)

Povrch vesmírných těles bez atmosféry je vystaven neustále proudu kosmického záření a dopadům drobných prachových částic. V důsledku toho povrchové vrstvy tmavnou, protože v nich vznikají klastry kovů. Při dopadu většího tělesa můžeme pozorovat vyvržení světlejšího materiálu z hloubky. Stejně to vypadá i na planetce Vesta (akademon.cz 28.11.2011). Poslední spektroskopické studie jejího povrchu, které provedl Carle Pieters z Brown University se svými kolegy, nenalezly ani stopy po jakýchkoli kovech. Na planetce Vesta je něco jinak, přestože i na ní je materiál pod povrchem světlejší jako všude jinde. Měření byla provedena pomocí infračerveného a viditelného spektrometru na palubě družice Dawn. Foto NASA.

Počítač ve výuce fyziky

4.11.2012
Titulní stránka

Brožurka Zdeňka Drahoše a Martina Fialy „Počítač ve výuce fyziky“ vydaná občanským sdružením Generation Europe přináší řadu českých návodů k původně zahraničím počítačovým simulacím fyzikálních experimentů z oblasti mechaniky, optiky, elektřiny a magnetismu i astronomie. Za situace, kdy výukový experiment se na našich školách všech stupňů stává vzácnější a vzácnější, nelze, než možnost jejich simulace přivítat. Navíc lze provádět i pokusy během výuky neproveditelné. Ani ten nejlepší učitel nezvládne měsíční fáze. Co by byla fyzika bez experimentu?

Příručku "Počítač ve výuce fyziky" můžete zakoupit zde.

Co s prvkem 113

4.11.2012

Japonští vědci vyrobili třetí atom prvku 113, což by jim mělo zaručit právo prvek pojmenovat. Ruští a američtí vědci snad vyrobili podobné atomy dříve, ale jejich závěry nebyly přesvědčivé. Z Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou chemii (IUPAC) a z Mezinárodní unie pro čistou a aplikovanou fyziku (IUPAP) jsou nyní na řadě s prohlášením o japonském výrobku prvku 113.

Petr Krákora 5.11.2012: Drobné doplnění: Ona "přesvědčivost" nespočívá v tom, že se podařilo vyrobit třetí atom (či spíše jádro) ununtria 278, ale že se (poprvé) podařilo detekovat jeho rozpad kaskádou šesti přeměn alfa až na detekovaný dobře známý nuklid mendelevia 254. To umožnilo prokázat protonové a nukleonové číslo ununtria 278 dostatečně přesvědčivě (náhodný vznik oněch detekovaných 6 následných rozpadů alfa by měl totiž pravděpodobnost pouhých 1,1 E-28). Rozpadové řady předchozích 2 jader ununtria 278, vytvořených (snad?) v japonském RIKEN Nishina Center v r. 2004 a 2005, totiž obsahovaly spontánní štěpení, jehož "aritmetika" protonových a nukleonových čísel není jednoznačná a nebylo tak možno přesvědčivě vyloučit, že detekované částice nevznikly jinak, než rozpadem vytvořeného ununtria 278. Spontánní štěpení obsahovaly i rozpadové řady dalších izotopů ununtria (282-286), vytvořených (snad?) v ruském Spojeném ústavu jaderného výzkumu v Dubně a v americké Lawrence Livermore National Laboratory.

Originální článek: http://jpsj.ipap.jp/link?JPSJ/81/103201/pdf

Alternativní lék proti bolesti

2.11.2012
mamba černá Dendroaspis polylepis. Foto Bill Love/Blue Chameleon Ventures, licence  Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0, via wikipedia

Nedávno se podařilo izolovat třídu peptidů z africké černé mamby (Dendroaspis polylepis), které odstraňují bolest inhibicí speciálních typů kyselinu registrujících iontových kanálů přítomných v centrálních nebo periferních neuronech. Tyto peptidy, nazvané mambalginy, jsou stejně účinné jako morfin v potlačování bolesti, ale nejsou toxické a v myších nevyvolávají toleranci k dýchacím potížím. Tím se liší i od dalších analgetických peptidů, které blokují iontové kanály a aktivují enkefalinový systém. Enkefaliny jsou peptidy přirozeně se vyskytující v nervové soustavě obratlovců, které se váží na opioidní receptory. Na ně se mohou vázat i přírodní (morfin, kodein)a syntetické opiáty (heroin).

Zachycení výronů z černé díry

1.11.2012

Poprvé se podařilo zachytit startovní místo obřího výronu vysokorychlostních nabitých částic, které zřejmě vznikají ze superhmotné černé díry. Černé díry nasávají velké množství prachu a plynu, které krouží okolo černé díry. Pracovníci v Massachusettském technologickém ústavu (MIT) propojili čtyři rádiové antény v Kalifornii, Arizoně a na Havaji do jediného velkého teleskopu a zkoumali oblast zdroje výronů, který leží vně černé díry o objemu 6,2 miliard Sluncí uprostřed galaxie M87. Místo výronu bylo malé a dá se soudit, že černá díra e otáčí a získává materiál z okolí její oběžné dráhy.

Diskuse/Aktualizace