Znajdź zawartość

Ekosfera jest tradycyjnie definiowana, jako odległość pomiędzy gwiazdą, a planetą, która umożliwia istnienie wody w stanie ciekłym na planecie. To obszar wokół gwiazdy, w którym na znajdujących się tam planetach może istnieć życie. Jednak grupa naukowców z University of Georgia uważa, że znacznie lepsze byłoby określenie „ekosfery fotosyntezy”, czyli wzięcie pod uwagi nie tylko możliwości istnienia ciekłej wody, ale również światła, jakie do planety dociera z gwiazdy macierzystej. O życiu na innych planetach nie wiemy nic pewnego. Jednak poglądy na ten temat możemy przypisać do jednej z dwóch szkół. Pierwsza z nich mówi, że na innych planetach ewolucja mogła znaleźć sposób, by poradzić sobie z pozornie nieprzekraczalnymi barierami dla życia, jakie znamy z Ziemi. Zgodnie zaś z drugą, życie w całym wszechświecie ograniczone jest uniwersalnymi prawami fizyki i może istnieć jedynie w formie podobnej do życia na Ziemi. Naukowcy z Georgii rozpoczęli swoje badania od przyznania racji drugiej ze szkół i wprowadzili pojęcie „ekosfery fotosyntezy”. Znajdujące się w tym obszarze planety nie tylko mogą utrzymać na powierzchni ciekłą wodę – zatem nie znajdują się ani zbyt blisko, ani zbyt daleko od gwiazdy – ale również otrzymują wystarczająca ilość promieniowania w zakresie od 400 do 700 nanometrów. Promieniowanie o takich długościach fali jest na Ziemi niezbędne, by zachodziła fotosynteza, umożliwiające istnienie roślin. Obecność fotosyntezy jest niezbędne do poszukiwania życia we wszechświecie. Jeśli mamy rozpoznać biosygnatury życia na innych planetach, to będą to sygnatury atmosfery bogatej w tlen, gdyż trudno jest wyjaśnić istnienie takiej atmosfery bez obecności organizmów żywych na planecie, mówi główna autorka badań, Cassandra Hall. Pojęcie „ekosfery fotosyntezy” jest zatem bardziej praktyczne i dające szanse na znalezienie życia, niż sama ekosfera. Nie możemy oczywiście wykluczyć, że organizmy żywe na innych planetach przeprowadzają fotosyntezę w innych zakresach długości fali światła, jednak istnieje pewien silny przekonujący argument, że zakres 400–700 nm jest uniwersalny. Otóż jest to ten zakres fal światła, dla którego woda jest wysoce przezroczysta. Poza tym zakresem absorpcja światła przez wodę gwałtownie się zwiększa i oceany stają się dla takiego światła nieprzezroczyste. To silny argument za tym, że oceaniczne organizmy w całym wszechświecie potrzebują światła w tym właśnie zakresie, by móc prowadzić fotosyntezę. Uczeni zauważyli również, że życie oparte na fotosyntezie może z mniejszym prawdopodobieństwem powstać na planetach znacznie większych niż Ziemia. Planety takie mają bowiem zwykle bardziej gęstą atmosferę, która będzie blokowała znaczną część światła z potrzebnego zakresu. Dlatego też Hall i jej koledzy uważają, że życia raczej należy szukać na mniejszych, bardziej podobnych do Ziemi planetach, niż na super-Ziemiach, które są uważane za dobry cel takich poszukiwań. Badania takie, jak przeprowadzone przez naukowców z University of Georgia są niezwykle istotne, gdyż naukowcy mają ograniczony dostęp do odpowiednich narzędzi badawczych. Szczegółowe plany wykorzystania najlepszych teleskopów rozpisane są na wiele miesięcy czy lat naprzód, a poszczególnym grupom naukowym przydziela się ograniczoną ilość czasu. Dlatego też warto, by – jeśli ich badania polegają na poszukiwaniu życia – skupiali się na badaniach najbardziej obiecujących obiektów. Tym bardziej, że w najbliższych latach ludzkość zyska nowe narzędzia. Od 2017 roku w Chile budowany jest europejski Extremely Large Telescope (ELT), który będzie znacznie bardziej efektywnie niż Teleskop Webba poszukiwał tlenu w atmosferach egzoplanet. Z kolei NASA rozważa budowę teleskopu Habitable Exoplanet Observatory, który byłby wyspecjalizowany w poszukiwaniu biosygnatur na egzoplanetach wielkości Ziemi. Teleskop ten w 2035 roku miałby trafić do punktu L2, gdzie obecnie znajduje się Teleskop Webba. « powrót do artykułu

Troje astronomów –  José Luis Bernal, Gabriela Sato-Polito i Marc Kamionkowski – uważa, że sonda New Horizons mogła zarejestrować rozpadające się cząstki ciemnej materii. Uważają oni, że niespodziewany nadmiar światła zarejestrowany przez sondę, może pochodzić z rozpadających się aksjonów, hipotetycznych cząstek ciemnej materii. Na optyczne promieniowanie tła składa się całe światło widzialne emitowane przez źródła znajdujące się poza Drogą Mleczną. Światło to może nieść ze sobą istotne informacje na temat struktury wszechświata. Problem w badaniu tego światła polega na trudności w jego odróżnieniu od światła, którego źródła znajdują się znacznie bliżej, szczególnie od światła Słońca rozproszonego na pyle międzyplanetarnym. Wystrzelona w 2006 roku sonda New Horizons znajduje się obecnie w Pasie Kuipera. Pył międzyplanetarny jest tam znacznie bardziej rozproszony niż bliżej Słońca. Niedawno sonda użyła instrumentu o nazwie Long Range Reconnaissance Imager (LORRI) do pomiaru światła. Ku zdumieniu specjalistów okazało się, że optyczne promieniowanie tła jest dwukrotnie bardziej jasne, niż należałoby się spodziewać z ostatnich badań dotyczących rozkładu galaktyk. Astronomowie z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa uważają, że ten nadmiar światła może pochodzić z rozpadu aksjonów. Uczeni, chcąc wyjaśnić wyniki obserwacji LORRI, zbadali model, w którym aksjony rozpadałyby się do fotonów. Obliczyli, jak rozkładałaby się energia fotonów z takiego rozpadu i w jaki sposób przyczyniałoby się to zarejestrowania nadmiarowego światła przez LORRI. Wyniki sugerują, że nadmiar fotonów mógłby pochodzić z aksjonów o masie mieszczącym się w zakresie 8–20 eV/c2. Powinny one dawać wyraźny sygnał w przyszłych pomiarach intensywności światła. « powrót do artykułu

Po raz pierwszy udało się utworzyć i zmierzyć postulowany od dawna stan powiązania pomiędzy atomami. Naukowcy z Wiednia i Innsbrucku wykorzystali laser do spolaryzowania atomów tak bardzo, że z jednej strony miały ładunki dodatnie, z drugiej ujemne. Dzięki temu mogli związać atomy ze sobą. Oddziaływania pomiędzy nimi były znacznie słabsze niż pomiędzy atomami w standardowej molekule, ale na tyle silne, że można było mierzyć ich wartość. W atomie jądro o ładunku dodatnim otoczone jest przez chmurę elektronów o ładunku ujemnym. Całość jest obojętna. Jeśli teraz włączymy zewnętrzne pole elektryczne, rozkład ładunków nieco się zmieni. Ładunki dodatnie przemieszczą się w jednym kierunku, ujemne w w drugim i atom będzie posiadał stronę dodatnią i ujemną, stanie się spolaryzowany, mówi profesor Philipp Haslinger. Taką polaryzację atomu można uzyskać też za pomocą światła, które jest szybko zmieniającym się polem elektromagnetycznym. Gdy liczne atomy znajdują się blisko siebie, światło polaryzuje je w ten sam sposób. Więc dwa sąsiadujące ze sobą atomy będą zwrócone do siebie przeciwnymi ładunkami, co spowoduje, że będą się przyciągać. To bardzo słabe oddziaływanie, zatem eksperyment trzeba prowadzić bardzo ostrożnie, by móc zmierzyć siłę oddziaływania. Gdy atomy mają dużo energii i szybko się poruszają, to przyciąganie natychmiast znika. Dlatego też użyliśmy podczas eksperymentów ultrazimnych atomów, wyjaśnia Mira Maiwöger z Wiedeńskiego Uniwersytetu Technologicznego. Naukowcy najpierw złapali atomy w pułapkę i je schłodzili. Następnie pułapka została wyłączona, a uwolnione atomy rozpoczęły swobodny spadek. Taka chmura opadających atomów była niezwykle zimna, jej temperatura była niższa niż 1/1 000 000 kelwina, ale miała na tyle dużo energii, że podczas spadku rozszerzała się. Jeśli jednak na tym etapie atomy zostaną spolaryzowane za pomocą lasera i pojawi się pomiędzy nimi przyciąganie, rozszerzanie się chmury zostaje spowolnione. W ten właśnie sposób można zmierzyć siłę oddziaływania pomiędzy atomami. Polaryzowanie indywidualnych atomów za pomocą lasera nie jest niczym nowym. Kluczowym elementem naszego eksperymentu było jednoczesne spolaryzowanie w sposób kontrolowany wielu atomów i stworzenie mierzalnych oddziaływań pomiędzy nimi, dodaje Matthias Sonnleitner, który opracował teoretyczne założenia eksperymentu. Autorzy eksperymentu zwracają uwagę, że zmierzone przez nich oddziaływanie może odgrywać ważną rolę w astrofizyce. W pustce kosmosu małe siły mogą odgrywać duża rolę. Po raz pierwszy wykazaliśmy, że promieniowanie elektromagnetyczne może tworzyć oddziaływania pomiędzy atomami, co może rzucić nowe światło na niewyjaśnione obecnie zjawiska astrofizyczne, dodaje Haslinger. « powrót do artykułu

„Niemożliwy” unipolarny (jednobiegunowy) laser zbudowany przez fizyków z University of Michigan i Universität Regensburg może posłużyć do manipulowania kwantową informacją, potencjalnie zbliżając nas do powstania komputera kwantowego pracującego w temperaturze pokojowej. Laser taki może też przyspieszyć tradycyjne komputery. Światło, czyli promieniowanie elektromagnetyczne, to fala oscylująca pomiędzy grzbietami a dolinami, wartościami dodatnimi a ujemnymi, których suma wynosi zero. Dodatni cykl fali elektromagnetycznej może przesuwać ładunki, jak np. elektrony. Jednak następujący po nim cykl ujemny przesuwa ładunek w tył do pozycji wyjściowej. Do kontrolowania przemieszania informacji kwantowej potrzebna byłaby asymetryczna – jednobiegunowa – fala światła. Optimum byłoby uzyskanie całkowicie kierunkowej, unipolarnej „fali”, w której występowałby tylko centralny grzbiet, bez oscylacji. Jednak światło, jeśli ma się przemieszczać, musi oscylować, więc spróbowaliśmy zminimalizować te oscylacje, mówi profesor Mackillo Kira z Michigan. Fale składające się tylko z grzbietów lub tylko z dolin są fizycznie niemożliwe. Dlatego też naukowcy uzyskali falę efektywnie jednobiegunową, która składała się z bardzo stromego grzbietu o bardzo wysokiej amplitudzie, któremu po obu stronach towarzyszyły dwie rozciągnięte doliny o niskiej amplitudzie. Taka konstrukcja powodowała, że grzbiet wywierał silny wpływ na ładunek, przesuwając go w pożądanym kierunku, a doliny były zbyt słabe, by przeciągnąć go na pozycję wyjściową. Taką falę udało się uzyskać wykorzystując półprzewodnik z cienkich warstw arsenku galu, w którym dochodzi do terahercowej emisji dzięki ruchowi elektronów i dziur. Półprzewodnik został umieszczony przed laserem. Gdy światło w zakresie bliskiej podczerwieni trafiło w półprzewodnik, doszło do oddzielenia się elektronów od dziur. Elektrony poruszyły się w przód. Następnie zostały z powrotem przyciągnięte przez dziury. Gdy elektrony ponownie łączyły się z dziurami, uwolniły energię, którą uzyskały z impulsu laserowego. Energia ta miała postać silnego dodatniego półcyklu w zakresie teraherców, przed i po którym przebiegał słaby, wydłużony półcykl ujemny. Uzyskaliśmy w ten sposób zadziwiającą unipolarną emisję terahercową, w którym pojedynczy dodatni półcykl był czterokrotnie wyższy niż oba cykle ujemne. Od wielu lat pracowaliśmy nad impulsami światła o coraz mniejszej liczbie oscylacji. Jednak możliwość wygenerowania terahercowych impulsów tak krótkich, że efektywnie składały się z mniej niż pojedynczego półcyklu oscylacji była czymś niewyobrażalnym, cieszy się profesor Rupert Hubner z Regensburga. Naukowcy planują wykorzystać tak uzyskane impulsy do manipulowania elektronami w materiałach kwantowych w temperaturze pokojowej i badania mechanizmów kwantowego przetwarzania informacji. Teraz, gdy wiemy, jak uzyskać unipolarne terahercowe impulsy, możemy spróbować nadać im jeszcze bardziej asymetryczny kształt i lepiej przystosować je do pracy z kubitami w półprzewodnikach, dodaje doktorant Qiannan Wen. « powrót do artykułu

Teleskop Webba zarejestrował pierwsze fotony. Z powodzeniem przebyły one całą drogę przez układ optyczny i trafiły do NIRCam. To jedno z najważniejszych osiągnięć zaplanowanego na trzy miesiące etapu dostrajania teleskopu. Dotychczas uzyskane wyniki odpowiadają oczekiwaniom i naziemnym symulacjom. NIRCam to działająca w podczerwieni kamera, rejestrująca fale o długości od 0,6 do 5 mikrometrów. To ona zarejestruje światło z pierwszych gwiazd i galaktyk, pokaże gwiazdy w pobliskich galaktykach, młode gwiazdy w Drodze Mlecznej oraz obiekty w Pasie Kuipera. Wyposażono ją w koronografy, instrumenty pozwalające na fotografowanie bardzo słabo świecących obiektów znajdujących się wokół obiektów znacznie jaśniejszych. Koronografy blokują światło jasnego obiektu, uwidaczniając obiekty słabo świecące. Dzięki nim astronomowie chcą dokładnie obserwować planety krążące wokół pobliskich gwiazd i poznać ich charakterystyki. NIRCam wyposażono w dziesięć czujników rtęciowo-kadmowo-telurkowych, które są odpowiednikami matryc CCD ze znanych nam aparatów cyfrowych. To właśnie NIRCam jest wykorzystywana do odpowiedniego ustawienia zwierciadła webba. Żeby zwierciadło główne teleskopu działało jak pojedyncze lustro trzeba niezwykle precyzyjnie ustawić względem siebie wszystkie 18 tworzących je segmentów. Muszę one do siebie pasować z dokładnością do ułamka długości fali światła, w przybliżeniu będzie to ok. 50 nanometrów. Teraz, gdy zwierciadło jest rozłożone, a instrumenty włączone, rozpoczęliśmy wieloetapowy proces przygotowywania i kalibrowania teleskopu. Będzie on trwał znacznie dłużej niż w przypadku innych teleskopów kosmicznych, gdyż zwierciadło główne Webba składa się z 18 segmentów, które muszą działać jak jedna wielka powierzchnia, wyjaśniają eksperci z NASA. Najpierw trzeba ustawić teleskop względem jego platformy nośnej. Wykorzystuje się w tym celu specjalne systemy śledzenia gwiazd. Obecnie położenie platformy nośnej i segmentów lustra względem gwiazd nie jest ze sobą zgodne. Dlatego też wybrano jedną gwiazdę, jest nią HD 84406, względem której całość będzie ustawiana. Każdy z 18 segmentów zwierciadła rejestruje obraz tej gwiazdy, a jako że są one w różny sposób ustawione, na Ziemię trafią różne niewyraźne obrazy. Obsługa naziemna będzie następnie poruszała każdym z segmentów z osobna, by określić, który z nich zarejestrował który z obrazów. Gdy już to będzie wiadomo, segmenty będą obracane tak, by wszystkie z uzyskanych obrazów miały podobny wspólny punkt. Stworzona w ten sposób „macierz obrazów” zostanie szczegółowo przeanalizowana. Wówczas rozpocznie się drugi etap ustawiania zwierciadła, w ramach którego zredukowane zostaną największe błędy ustawienia. Najpierw obsługa poruszy nieco zwierciadłem wtórnym, co dodatkowo zdeformuje obrazy uzyskiwane z poszczególnych segmentów. Dzięki temu możliwe będzie przeprowadzenie analizy matematycznej, która precyzyjnie określi błędy w ułożeniu każdego z segmentów. Po skorygowaniu tych błędów otrzymamy 18 dobrze skorygowanych ostrych obrazów. W kolejnym etapie położenie każdego z segmentów lustra będzie zmieniane tak, by generowany przezeń obraz trafił dokładnie do środka pola widzenia teleskopu. Każdy z 18 segmentów został przypisany do jednej z trzech grup (oznaczonych jako A, B i C), więc ten etap prac będzie wykonywany w grupach. Po zakończeniu trzeciego etapu będziemy już mieli jeden obraz, jednak będzie to nadal obraz uzyskany tak, jakbyśmy nałożyli na siebie obrazy z 18 różnych teleskopów. Zwierciadło główne wciąż nie będzie działało jak jedno lustro. Rozpocznie się, przeprowadzany trzykrotnie, etap (Coarse Phasing) korygowania ustawienia segmentów lustra względem siebie. Po każdej z trzech części tego etapu ustawienia będą sprawdzane i korygowane za pomocą specjalnych elementów optycznych znajdujących się wewnątrz NIRCam (Fine Phasing). W jego trakcie obraz z poszczególnych zwierciadeł celowo będzie ustawiany poza ogniskową i prowadzone będą analizy zniekształceń. Ten ostatni proces superprecyzyjnej korekty ustawień będzie zresztą przeprowadzany rutynowo podczas całej pracy Webba. Gdy już teleskop zostanie odpowiednio ustawiony, rozpocznie się etap dostrajania pozostałych trzech instrumentów naukowych. Wyłapane zostaną ewentualne błędy i niedociągnięcia, a specjalny algorytm pokaże, jakich poprawek trzeba dokonać. W końcu, w ostatnim etapie prac, obsługa naziemna osobno sprawdzi jakość obrazu uzyskiwanego dzięki każdemu z segmentów zwierciadła głównego i usunie ewentualne błędy. « powrót do artykułu

Na University of Central Florida powstał pierwszy w historii oscyloskop optyczny. Urządzenie może zrewolucjonizować technologie komunikacyjne, od smartfonów po internet. Skonstruowane na UCF urządzenie mierzy pole elektryczne światła zamieniając oscylacje światła w sygnał elektryczny. Dotychczas pomiary pola elektrycznego światła były poważnym problemem ze względu na olbrzymie tempo jego oscylacji. Najbardziej zaawansowane techniki pomiarowi, wykorzystywane w urządzeniach elektronicznych i telekomunikacyjnych, pozwalają na pomiar częstotliwości rzędu gigaherców. Pokrywa to spektrum radiowe i mikrofalowe promieniowania elektromagnetycznego. Jednak światło oscyluje ze znacznie większa częstotliwością. Możliwe jest więc upakowanie w nim znacznie większej ilości informacji niż robimy to obecnie. Jednak nie dysponujemy narzędziami, które by to umożliwiały. Obecne oscyloskopy dokonują uśrednionych pomiarów w ramach impulsu światła. Nie potrafią odróżnić poszczególnych dolin i grzbietów fali. Gdybyśmy zaś byli w stanie mierzyć pojedyncze doliny i grzbiety, moglibyśmy kodować w nich informacje Dzięki włóknom optycznym możemy korzystać ze światła do przesyłania informacji, ale wciąż jesteśmy ograniczeni prędkością oscyloskopów, mówi profesor Michael Chini. Nasz oscyloskop optyczny może zwiększyć prędkość przekazywania informacji nawet o około 10 000 razy. Uczeni z Florydy zbudowali swoje urządzenie i zaprezentowali jego możliwości dokonując w czasie rzeczywistym pomiarów pól elektrycznych indywidualnych impulsów światła laserowego. W kolejnym etapie badań będą chcieli sprawdzić, gdzie leży nieprzekraczalna granica prędkości pomiaru przy wykorzystaniu ich techniki. Swoje badania naukowcy opisali na łamach Nature Photonics. « powrót do artykułu

Do poprawy pogarszającego się wzroku wystarczą 3 minuty tygodniowo porannej ekspozycji oczu na światło czerwone o długości fali 670 nm, donoszą naukowcy z University College London. Najnowsze badanie opiera się na wcześniej przeprowadzonych eksperymentach, kiedy to ten sam zespół naukowy zauważył, że wystawienie oka na trzyminutową ekspozycję światła czerwonego uruchamiało mitochondria w siatkówce. Teraz naukowcy chcieli sprawdzić, jaki wpływ na oczy będzie miała pojedyncza trzyminutowa ekspozycja na światło o odpowiedniej długości fali. Postanowili też sprawdzić, czy skuteczne będzie światło o znacznie mniejszej energii niż w poprzednich badaniach. Jako, że podczas wcześniejszych badań zauważyli, że mitochondria „pracują na zmiany” w zależności od pory dnia, zbadali też, czy istnieje różnica pomiędzy wystawieniem oczu na działanie światła rano i wieczorem. Okazało się, że po trzyminutowym wystawieniu oka na działanie światła o długości fali 670 nm wiązało się z 17-procentową poprawą postrzegania kontrastu pomiędzy kolorami. Efekt taki utrzymywał się przez co najmniej tydzień. Co interesujące, pozytywny skutek miało wyłącznie poddanie się działania takiego światła rankiem. Oświetlanie oka po południu nie przyniosło żadnej poprawy. Autorzy badań mówią, że ich odkrycie może doprowadzić do pojawienia się taniej domowej terapii, która pomoże milionom ludzi na całym świecie, doświadczającym naturalnego pogarszania się wzroku. Wykazaliśmy, że pojedyncza poranna ekspozycja na światło czerwone o odpowiedniej długości fali znacząco poprawia wzrok, mówi główny autor badań, profesor Glen Jeffery. Komórki w naszych siatkówkach zaczynają starzeć się około 40. roku życia. Pogarsza się nam wzrok. Proces ten jest częściowo związany z gorszym funkcjonowaniem mitochondriów. Ich zagęszczenie jest największe w fotoreceptorach, które mają też największe wymagania energetyczne. Z tego też powodu siatkówka jest jednym z najszybciej starzejących się organów naszego organizmu. W ciągu życia dochodzi w niej do aż 70-procentowego spadku produkcji ATP, substancji odgrywającej bardzo ważną rolę w produkcji energii. To prowadzi do znacznego upośledzenia funkcji fotoreceptorów, którym brakuje energii. Uczeni z UCL najpierw przeprowadzili eksperymenty na myszach, muszkach-owocówkach i trzmielach, u których zauważyli znacznie poprawienie funkcjonowania fotoreceptorów po oświetleniu ich światłem o długości 670 nm. Mitochondria są szczególnie wrażliwe na większe długości fali, które wpływają na ich funkcjonowanie. Fale o długości 650–900 nm powodują zwiększenie produkcji energii przez mitochondria, dodaje Jeffery. Fotoreceptory składają się z czopków, odpowiedzialnych za widzenie kolorów, oraz pręcików, reagujących na intensywność światła, pozwalających np. na widzenie przy słabym oświetleniu. Autorzy badań skupili się na czopkach i pomiarach postrzegania kontrastu pomiędzy czerwonym a zielonym oraz niebieskim a żółtym. W badaniach wzięło udział 20 osób w wieku 34–70 lat, u których nie występowały choroby oczu i które prawidłowo widziały kolory. Pomiędzy godziną 8 a 9 rano ich oczy były przez trzy minuty oświetlane za pomocą urządzenia LED przez światło o długości 670 nm. Trzy godziny później zbadano ich postrzeganie kolorów, a u 10 osób badanie powtórzono tydzień później. Średnio widzenie kolorów poprawiło się u badanych o 17% i stan ten utrzymał się przez co najmniej tydzień. U niektórych ze starszych osób doszło do 20-procentowej poprawy widzenia kolorów. Kilka miesięcy później, po upewnieniu się, że pozytywny efekt poprzedniego eksperymentu już minął, badanie powtórzono na 6 osobach. Przeprowadzono je w taki sam sposób, ale pomiędzy godzinami 12 a 13. Nie zauważono żadnej poprawy widzenia. Profesor Jeffery mówi, że obecnie brakuje na rynku tanich urządzeń do terapii wzroku czerwonym światłem. Istniejące urządzenie mogą zaś kosztować ponad 20 000 USD. Dlatego też uczony rozpoczął współpracę z firmą Planet Lighting UK i pomaga jej stworzyć tanie urządzenie do domowej terapii. Technologia jest prosta i tania, energia fali 670 nm jest niewiele większa od naturalnie otaczającego nas światła. Biorąc to pod uwagę, jestem przekonany, że uda się stworzyć tanie łatwe w użyciu urządzenie do stosowania w domu, stwierdza uczony. Naukowcy podkreślają jednak, że przydatne byłyby dodatkowe badania na większej próbce ochotników, gdyż zauważyli, że nawet u osób w podobnym wieku różnica w poprawie wzroku może być znacząca. Być może istnieją jeszcze inne czynniki, które na to wpływają. Ze szczegółami badań można zapoznać się na łamach Scientific Reports. « powrót do artykułu

Astrofizyk Dan Wilkins z Uniwersytetu Stanforda nie był zdziwiony, gdy przyglądając się supermasywnej czarnej dziurze w galaktyce położonej 800 milionów lat świetlnych od Ziemi, zauważył serię jasnych rozbłysków promieniowania rentgenowskiego. Jednak niedługo później czekało go spore zaskoczenie – teleskopy zarejestrowały dodatkowe słabsze rozbłyski o innym „kolorze”. Zgodnie z teorią rozbłyski te pochodzą... spoza czarnej dziury. Światło, które wpada do czarnej dziury już się z niej nie wydostaje. Nie powinniśmy więc być w stanie zobaczyć niczego, co jest za czarną dziurą, mówi Wilkins. Mogliśmy je zaobserwować dlatego, że czarna dziura zagina przestrzeń, światło i pola magnetyczne wokół siebie, dodaje uczony. Wilkins jest pierwszym, który bezpośrednio zaobserwował promieniowanie pochodzące spoza czarnej dziury. Zjawisko takie jest przewidziane przez ogólną teorię względności, jednak dopiero teraz udało się je potwierdzić. Gdy pięćdziesiąt lat temu astrofizycy zaczęli dyskutować o tym, jak może zachowywać się pole magnetyczne w pobliżu czarnej dziury, nie mieli pojęcia,że pewnego dnia można będzie tego użyć do bezpośredniej obserwacji i potwierdzenia teorii Einsteina, mówi profesor Roger Blandford ze SLAC. Dan Wilkins nie szukał potwierdzenia teorii względności. Chciał dowiedzieć się więcej o koronie czarnej dziury. To obszar, w którym materiał opadający do czarnej dziury zaczyna świecić i tworzy wokół niej koronę. Korony takie to jedne z najjaśniejszych źródeł stałego światła we wszechświecie. Świecą one w zakresie promieniowania rentgenowskiego, a analiza ich światła pozwala na badanie samej czarnej dziury. Wiodące teorie na temat korony mówią, że powstaje ona z gazu wpadającego do czarnej dziury. Gaz rozgrzewa się do milionów stopni, elektrony oddzielają się od atomów i powstaje namagnetyzowana wirująca plazma. W niej zaś powstają rozbłyski promieniowania rentgenowskiego, które badał Wilkins. Gdy chciał poznać ich źródło i przyjrzał im się bliżej, zauważył serię mniejszych rozbłysków. Naukowcy wykazali, że pochodzą one z oryginalnych dużych rozbłysków, których część odbiła się od tyłu dysku otaczającego czarną dziurę. Są więc pierwszym zarejestrowanym światłem pochodzącym z drugiej – patrząc od Ziemi – strony czarnej dziury. Wilkins szybko rozpoznał, z czym ma do czynienia, gdyż od kilku lat zajmuje się tworzeniem teorii na temat takich odbić. Ich istnienie wykazała teoria, nad którą pracuję, więc jak tylko je zobaczyłem w teleskopie, zdałem sobie sprawę, że to, co widzę, łączy się z teorią. Uczony już cieszy się na przyszłe odkrycia. Pracuje on w laboratorium Steve'a Allena z Uniwersytetu Stanforda, gdzie bierze udział w pracach nad wykrywaczem Wide Field Imager, powstającym na potrzeby przyszłego europejskiego obserwatorium Athena (Advanced Telescope for High-ENergy Astrophysics). Będzie ono miało znacznie większe lustro niż jakiekolwiek obserwatorium promieniowania rentgenowskiego, pozwoli nam więc na uzyskanie lepszej rozdzielczości w krótszym czasie. To, co obecnie zaczynamy obserwować stanie się dla nas jeszcze bardziej wyraźne, mówi uczony. « powrót do artykułu

Nowa, wykorzystująca światło, technologia lewitacji, pozwoli na zbadanie niedostępnych obecnie obszarów atmosfery. Mohsen Azadi i jego koledzy z University of Pennsylvania pracują nad niewielkimi urządzeniami, które – wykorzystując zjawisko fotoforezy – będą lewitowały w mezosferze, obszarze położonym 50–80 kilometrów nad powierzchnią Ziemi. Gęstość powietrza w mezosferze jest zbyt mała, by mogły latać tam samoloty. Nie latają tam również balony. Dlatego obszar ten jest bardzo słabo poznany. Jednym z rozwiązań problemu umieszczenia tam obiektu latającego byłoby wykorzystanie fotoforezy, ruchu miniaturowych obiektów w aerozolach, do którego dochodzi w wyniku nierównomiernego absorbowania przez nie promieniowania cieplnego. Azadi i jego zespół chcą doprowadzić do lewitacji dość sporych obiektów. Rozpoczęli eksperymenty z folią poliestrową o średnicy 6 mm i grubości 500 nm. Na spodniej stronie umieścili 300-nanometrowej grubości warstwę węglowych nanorurek, tworząc w ten sposób miniaturowe pułapki, w których uwięzione zostaje powietrze. Swoje dyski umieścili w komorze próżniowej, w której panowało ciśnienie 10 Pa, i oświetlili je światłem o intensywności porównywalnej ze światłem słonecznym. Dyski rozgrzewają się i oddają ciepło do otaczającego je powietrza. Powietrze uwięzione w nanorurkach ogrzewane jest dłużej, niż to nad dyskiem. Dzięki temu, gdy już się wyrwie z nanorurkowej pułapki, ma większą prędkość. Powstaje siła pchająca dysk do góry i umożliwiająca mu lewitowanie. Naukowcy, odpowiednio manipulując intensywnością światła, byli w stanie kontrolować, w jaki sposób porusza się dysk. Stworzyli na tej podstawie model teoretyczny jego wznoszenia się i ruchu. Potrzebne są jeszcze dodatkowe badania i prace nad tą koncepcją, jednak już wkrótce może być ona na tyle rozwinięta, że możliwe będzie skonstruowanie lekkich urządzeń latających samodzielnie na wysokości od 50 do 100 kilometrów i zabierających dodatkowe obciążenie o wadze 10 mg. Co więcej, możliwości takich urządzeń będzie można zwiększyć, jeśli setki tego typu lewitujących dysków zostaną połączone za pomocą lekki włókien węglowych. Tego typu „rój” połączonych dysków mógłby zostać wyposażony w urządzenia do badania zapylenia mezosfery czy śledzenia cyrkulacji powietrza. Możliwe stałoby się zatem badanie najsłabiej poznanego obszaru atmosfery. « powrót do artykułu

Niemieccy fizycy z Uniwersytetu im. Goethego we Frankfurcie dokonali najkrótszego w historii pomiaru czasu. We współpracy z naukowcami z DESY (Niemiecki Synchrotron Elektronowy) w Hamburgu i Instytutu Fritza Habera w Berlinie zmierzyli czas przejścia światła przez molekułę. Dokonany pomiar mieści się w przedziale zeptosekund. W 1999 roku egipski chemik Ahmed Zewail otrzymał Nagrodę Nobla za zmierzenie prędkości, z jaką molekuły zmieniają kształt. Wykorzystując laser stwierdził, że tworzenie się i rozpadanie wiązań chemicznych odbywa się w ciągu femtosekund. Jedna femtosekunda to zaś 0,000000000000001 sekundy (10-15 s). Teraz zespół profesora Reinharda Dörnera po raz pierwszy w historii dokonał pomiarów odcinków czasu, które są o cały rząd wielkości krótsze od femtosekundy. Niemcy zmierzyli, ile czasu zajmuje fotonowi przejście przez molekułę wodoru. Okazało się, że dla średniej długości wiązania molekuły czas ten wynosi 247 zeptosekund. To najkrótszy odcinek czasu, jaki kiedykolwiek udało się zmierzyć. Jedna zeptosekunda to 10-21 sekundy. Pomiarów dokonano wykorzystując molekułę H2, którą wzbudzono w akceleratorze za pomocą promieniowania rentgenowskiego. Energia promieni została dobrana tak, by pojedynczy foton wystarczył do wyrzucenia obu elektronów z molekuły. Elektrony zachowują się jednocześnie jak cząstki i fale. Wyrzucenie pierwszego z nich skutkowało pojawieniem się fali, po chwili zaś dołączyła fala drugiego elektronu. Z kolei foton zachowywał się jak płaski kamyk, który dwukrotnie skakał po falach. Jako, że znaliśmy orientację przestrzenną molekuły wodoru, wykorzystaliśmy interferencję fal obu elektronów, by dokładnie obliczyć, kiedy foton dotarł do pierwszego, a kiedy do drugiego atomu wodoru. Okazało się, że czas, jaki zajęło fotonowi przejście pomiędzy atomami, wynosi do 247 zeptosekund, w zależności od tego, jak daleko z punktu widzenia fotonu znajdowały się oba atomy, wyjaśnia Sven Grudmann. Profesor Reinhard Dörner dodaje: Po raz pierwszy udało się zaobserwować, że elektrony w molekule nie reagują na światło w tym samym czasie. Opóźnienie ma miejsce, gdyż informacja w molekule rozprzestrzenia się z prędkością światła. Dzięki tym badaniom możemy udoskonalić naszą technologię i wykorzystać ją do innych badań. « powrót do artykułu

Po raz pierwszy w historii zaobserwowano wpływ fluktuacji kwantowych na obiekt w skali człowieka. Naukowcy pracujący przy detektorze fal grawitacyjnych LIGO informują na łamach Nature o zarejestrowaniu poruszenia się pod wpływem fluktuacji kwantowych 40-kilogramowych luster wykorzystywanych w obserwatorium. Zespół naukowy, który pracował pod kierunkiem specjalistów z MIT, a w skład którego wchodzili też uczeni z Caltechu, przeprowadził swoje badania w LIGO Livingston Observatory w Louizjanie. Okazało się, że szum kwantowy wystarczy, by przemieścić lustra o 10-20 metra. Takie przesunięcie jest zgodne z teoretycznymi przewidywaniami mechaniki kwantowej. Dopiero jednak teraz udało się to zjawisko zmierzyć. Wykonanie tak dokładnych pomiarów było możliwe dzięki zastosowaniu kwantowego „ściskacza światła”. Wczoraj informowaliśmy o ważnym przełomie dokonanym na polu budowy takich urządzeń. Dzięki „ściskaczowi” naukowcy byli w stanie zredukować szum kwantowy, dzięki czemu określili, jak bardzo wpływał on na ruch luster. To naprawdę niezwykłe, że ściśnięcie światła może zmniejszyć ruch luster, które ważą tyle, co nieduży człowiek. Przy tych częstotliwościach istnieje wiele źródeł szumu, które powodują ruch luster. To naprawdę duże osiągnięcie, że mogliśmy obserwować wpływ właśnie tego źródła, cieszy się współautorka badań, Sheila Dwyer, która pracuje przy detektorze LIGO w Hanford. Profesor fizyki Rana Adhikari wyjaśnia, że ściśnięcie światła zmniejsza ilość szumu kwantowego w promieniu lasera poprzez przesunięcie go z fazy do amplitudy światła. To amplituda światła porusza lustra. Wykorzystaliśmy tę cechę natury, która pozwoliła nam przesunąć szum w obszar, który nas nie interesuje. Ściśnięcie światła i zredukowanie tym samym szumu kwantowego naukowcy mogli dokonać pomiarów poza standardowy limit kwantowy. W przyszłości technika ta pozwoli LIGO na wykrywanie słabszych, odleglejszych źródeł fal grawitacyjnych. W jeszcze dalszej przyszłości może to zostać wykorzystane do udoskonalenia smartfonów, autonomicznych samochodów i innych technologii, zapowiada Adhikari. « powrót do artykułu

Naukowcy z Uniwersytetu Ben-Guriona oraz Instytutu Weizmanna poinformowali o opracowaniu techniki podsłuchu z... drgań żarówki znajdującej się w pokoju, w której prowadzona jest rozmowa. Wywołane dźwiękiem zmiany ciśnienia powietrza na powierzchni wiszącej żarówki powodują jej niewielkie drgania, które można wykorzystać do podsłuchu w czasie rzeczywistym, stwierdzili naukowcy. Metoda została opisana w najnowszym numerze Science i zostanie zaprezentowana podczas wirtualnej konferencji Black Hat USA 2020, która odbędzie się w sierpniu. Podobne metody podsłuchu były już opisywane. Jednak wiele takich metod albo nie działa w czasie rzeczywistym, albo nie jest pasywnych, co oznacza, że konieczne jest wykorzystanie np. światła lasera, które może nas zdradzić. Metoda „lamphone” jest i pasywna i działa w czasie rzeczywistym. Ben Nassi i jego koledzy prowadzili swoje eksperymenty za pomocą teleskopów (o średnicach luster 10, 20 i 35 centymetrów), które umieścili w odległości 25 metrów od „podsłuchiwanej” żarówki. W zestawie do podsłuchu znalazł się jeszcze elektrooptyczny czujnik Thorlabs PDA100A2, a celem była 12-watowa żarówka LED. Żarówka wibrowała w reakcji na dźwięki w pomieszczeniu. Wibracje te znajdowały swoje odzwierciedlenie w zmianach sygnału świetlnego rejestrowanego przez czujnik umieszczony przy okularze teleskopu. Zbierane sygnały zmieniane są z analogowych na cyfrowe, a następnie przetwarzane przez oprogramowanie odfiltrowujące szumy. Jest ono wspomagane przez Google Cloud Speech API rozpoznające ludzką mowę oraz aplikacje takie jak Shazam czy SoundHound, których zadaniem jest rozpoznawanie utworów muzycznych. Podczas swoich eksperymentów naukowcy byli w stanie zebrać różne dźwięki w podsłuchiwanego pomieszczenia, w tym rozpoznać piosenki Let it Be Beatlesów czy Clocks Coldplay oraz przemówienie prezydenta Trumpa We will make America great again. Autorzy nowej techniki podsłuchu mówią, że sprawdzi się ona na odległość większą niż 25 metrów. Należy użyć większego teleskopu lub innego konwertera analogowo-cyfrowego. Przeciwdziałać podsłuchowi można przyciemniając światło, gdyż metoda ta tym słabiej działa im mniej światła przechwytuje czujnik, lub używając cięższej żarówki, która mniej drga pod wpływem dźwięku. Zaprezentowany przez Izraelczyków sposób podsłuchu ma sporo ograniczeń. Przede wszystkim teleskop musi widzieć bezpośrednio światło emitowane z żarówki. Można więc zgasić światło czy zaciągnąć kotary. Jednak mimo tych niedoskonałości powyższa praca pokazuje, że z jednej strony warto rozważyć możliwość wykorzystania różnych źródeł światła w technikach podsłuchowych, z drugiej zaś warto zastanowić się, w jaki sposób można przed takim podsłuchem się chronić. « powrót do artykułu

W elektronice konsumenckiej kropki kwantowe wykorzystywane są np. w telewizorach, gdzie znacząco poprawiają odwzorowanie kolorów. Używa się ich, gdy telewizory LCD wymagają tylnego podświetlenia. Standardowo do podświetlenia używa się białych LED-ów, a kolory uzyskuje dzięki filtrom. Zanim pojawiły się kropki kwantowe znaczna część światła nie docierała do ekranu, była blokowana przez filtry. Zastosowanie kropek kwantowych w LCD wszystko zmieniło. Obecnie telewizory QD LCD wykorzystują niebieskie LED-y jako źródło światła, a kropki kwantowe, dzięki efektom kwantowym, zmieniają to światło w czerwone i zielone. Do filtrów docierają wówczas wyłącznie trzy składowe kolorów – czerwony, zielony i niebieski – a nie całe spektrum światła białego, to znacznie mniej światła jest blokowane i marnowane dzięki czemu otrzymujemy jaśniejsze, bardziej nasycone i lepiej odwzorowane kolory. Okazuje się, że ta sama technologia może być przydatna przy uprawie roślin. Wykazują one bowiem preferencje odnośnie kolorów światła. Wiemy na przykład, że nie absorbują zbyt dużo światła zielonego. Odbijają je, dlatego wydają się zielone. Niedawne badania wykazały, że różne rośliny są dostosowane do różnych długości fali światła. W Holandii niektórzy plantatorzy już od dłuższego czasu eksperymentują i uprawiają pomidory pod światłem w kolorze fuksji, róże ponoć lubią bardziej białe światło, a papryka żółte. W 2016 roku Hunter McDaniel i jego koledzy z UbiQD zaczęli zastanawiać się nad wykorzystaniem kropek kwantowych w hodowli roślin. Biorąc bowiem pod uwagę fakt, że kropki kwantowe pozwalają na bardzo precyzyjne dobranie długości fali światła oraz fakt, że światło nie jest blokowane, więc i nie mamy tutaj dużych strat energii, takie rozwiązanie mogłoby się sprawdzić. Wcześniej McDaniel był badaczem w Los Alamos National Laboratory. Pracował tam właśnie nad kropkami kwantowymi i tam zdał sobie sprawę, że toksyczny kadm, wykorzystywany w kropkach, można zastąpić siarczkiem miedziowo-indowym. W 2014 roku założył UbiQD by skomercjalizować opracowaną przez siebie technologie. Na początku naukowiec wyobrażał sobie kilka pól zastosowania dla nowych kropek kwantowych. I wtedy wpadliśmy na pomysł wykorzystania ich w rolnictwie. Ten rynek ma gigantyczny potencjał. Może on wchłonąć nawet ponad miliard metrów kwadratowych powierzchni kropek kwantowych rocznie. Przedstawiciele UbiQD postanowili produkować długie płachty zawierające kropki kwantowe, które byłyby podwieszane pod dachami szklarni i zmieniałyby spektrum wpadającego światła słonecznego. Pierwsze takie płachty dawały światło pomarańczowe o długości fali około 600 nm. Badacze testowali je na badawczych uprawach sałaty na University of Arizona. Z czasem zaczęto prowadzić testy na większą skalę. Inne płachty, dające inne kolory światła, sprawdzano w Nowym Meksyku na pomidorach, ogórkach i ziołach, w Holandii badano wpływ światła z kropek kwantowych na uprawy truskawek i pomidorów, w Kolorado do testów wybrano konopie przemysłowe, w Kalifornii i Oregonie konopie indyjskie, a w Kanadzie ogórki i pomidory. UbiQD nawiązała tez współpracę w firmą Nanosys, która od 2013 roku produkuje kropki kwantowe w ilościach przemysłowych na potrzeby producentów telewizorów. Niedawno UbiQD rozpoczęła komercyjną sprzedaż swoich płacht z kropkami kwantowymi. Mogą je kupić producenci z Azji, Europy i USA. Obecnie na skalę przemysłową produkowane są jedynie płachty dające światło pomarańczowe, jednak trwają badania nad innymi kolorami. UbiQD otrzymała też kilka grantów od NASA. Za te pieniądze ma stworzyć produkt do użycia w warunkach kosmicznych. Tego typu płachta powinna blokować szkodliwe dla roślin promieniowanie ultrafioletowe i zamieniać je w światło o takiej długości, by rośliny mogły przeprowadzać fotosyntezę. « powrót do artykułu

Do fotosyntezy potrzebne jest nie tylko światło, ale i ciepło - dowodzą naukowcy z Lublina. Rośliny odzyskują część ciepła, które powstaje w fotosyntezie, i używają go ponownie do zasilania reakcji napędzanych światłem, w tym – do produkcji tlenu – tłumaczy prof. Wiesław Gruszecki. Naukowcy mają nadzieję, że wiedzę dotyczącą gospodarowania strumieniami energii w aparacie fotosyntetycznym roślin uda się wykorzystać np. w rolnictwie, by zwiększyć plony. Energia niezbędna do podtrzymywania życia na Ziemi pochodzi z promieniowania słonecznego. Wykorzystanie tej energii możliwe jest dzięki fotosyntezie. W ramach fotosyntezy dochodzi do przetwarzania energii światła na energię wiązań chemicznych, która może być wykorzystana w reakcjach biochemicznych. W procesie tym rośliny rozkładają też wodę, wydzielając do atmosfery tlen, potrzebny nam do oddychania. Do tej pory sądzono, że w fotosyntezie rośliny korzystają tylko z kwantów światła. Zespół z Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej i Instytutu Agrofizyki PAN w Lublinie wskazał jednak dodatkowy mechanizm: do fotosyntezy potrzebna jest również energia cieplna, która - jak się wydawało - powstaje w tym procesie jako nieistotny skutek uboczny. Tymczasem z badań wynika, że ten „recykling energii” jest niezbędny w procesie wydajnego rozkładania wody do tlenu. Wyniki ukazały się w renomowanym czasopiśmie Journal of Physical Chemistry Letters. Wydajność energetyczna fotosyntezy jest niewielka – mówi w rozmowie z PAP prof. Wiesław Gruszecki z UMCS. Wyjaśnia, że roślina zamienia w biomasę najwyżej 6 proc. energii słonecznej, którą pobiera. Natomiast około 90 proc. energii pochłanianej ze światła jest oddawana do środowiska w postaci ciepła. Dotąd uważaliśmy, że frakcja oddawana do środowiska w postaci ciepła, z punktu widzenia wydajności energetycznej tego procesu, jest nieodwracalnie stracona. Ku naszemu zaskoczeniu okazało się jednak, że aparat fotosyntetyczny w roślinach jest na tyle sprytny, że potrafi jeszcze wykorzystywać część energii rozproszonej na ciepło – mówi. Naukowiec podkreśla, że są to badania podstawowe. Jego zdaniem mają one jednak szansę znaleźć zastosowanie choćby w rolnictwie. Jeśli procesy produkcji żywności się nie zmienią, to w połowie XXI wieku, kiedy Ziemię może zamieszkiwać nawet ponad 9 mld ludzi, nie starczy dla wszystkich jedzenia, tym bardziej przy niepokojących zmianach klimatycznych – alarmuje naukowiec. Badania jego zespołu są częścią międzynarodowych działań naukowców. Badają oni, co reguluje przepływy i wiązanie energii w procesie fotosyntezy. W powszechnym przekonaniu wiedza ta umożliwi inżynierię bądź selekcję gatunków roślin, które dawać będą większe plony. Gdyby produkować rośliny, w których ścieżka odzyskiwania energii cieplnej będzie jeszcze sprawniejsza – uważa badacz – to fotosynteza przebiegać będzie efektywniej, a roślina produkować będzie więcej biomasy. To zaś przekłada się bezpośrednio na większe plony. Zdaniem prof. Gruszeckiego kolejnym miejscem, gdzie można zastosować nową wiedzę, jest produkcja urządzeń do sztucznej fotosyntezy. Prace nad nimi trwają już w różnych miejscach na Ziemi, również w Polsce. Naukowiec wyjaśnia, na czym polegało odkrycie jego zespołu. Z badań wynika, że wśród struktur w chloroplastach, w których zachodzi fotosynteza, znajdują się kompleksy barwnikowo-białkowe. Pełnią one funkcję anten zbierających światło. Okazuje się, że kompleksy te grupują się spontanicznie w struktury zdolne do recyklingu energii rozproszonej w postaci ciepła. Anteny te przekazują również energię wzbudzenia uzyskaną z ciepła do centrów fotosyntetycznych, w których zachodzą reakcje rozszczepienia ładunku elektrycznego (w szczególności do Fotosystemu II). Proces ten wpływa na wzrost wydajności energetycznej fotosyntezy. I umożliwia wykorzystanie w tym procesie promieniowania o niższej energii (również z obszaru bliskiej podczerwieni). Wydaje się mieć to szczególne znaczenie w warunkach niskiej intensywności światła słonecznego. « powrót do artykułu

Muszki owocowe wydają się nie pamiętać traumatycznych wydarzeń, jeśli są trzymane w ciemności. Jak widać, światło wpływa na magazynowanie (retencję) w pamięci długotrwałej (ang. long-term memory, LTM). Naukowcy z Tokyo Metropolitan University zidentyfikowali mechanizm molekularny, który odpowiada za to zjawisko. Autorzy artykułu z Journal of Neuroscience uważają, że ich odkrycie może się przyczynić do opracowania nowych metod terapii dla osób, które przeżyły traumę. Podtrzymywanie wspomnienia nie jest wcale trywialnym procesem. Niewiele wiadomo o tym, w jaki sposób skonsolidowane wspomnienie jest przez długi czas utrzymywane w mózgu mimo ciągłej wymiany molekularnych substratów i reorganizacji komórkowej. To bardzo ważne zjawisko stanowi przedmiot zainteresowania licznych neuronaukowców. Wiadomo, że światło odkrywa bardzo istotną rolę w regulowaniu zwierzęcej fizjologii, np. rytmów okołodobowych czy nastroju. Chcąc się dowiedzieć, jak to wygląda w przypadku LTM, prof. Takaomi Sakai postanowił zbadać dzienne muszki (Drosophila). Japończycy stykali samce z samicami, które kopulowały i przez to stały się niereagujące. Dla samców, które nie spółkowały, jest to stresujące. W normalnych warunkach po przekazaniu takiego doświadczenia do LTM samce nie próbują się już zalecać (nawet jeśli są otoczone samicami, które nie kopulowały). Naukowcy stwierdzili, że samce, które doświadczyły traumy, a potem przez 2 lub więcej dni były trzymane w ciemności, nie miały oporów związanych ze spółkowaniem, a muszki funkcjonujące w ramach normalnego cyklu dnia i nocy już tak. To pokazuje, że światło środowiskowe w jakiś sposób modyfikuje magazynowanie w LTM (jest kluczowe dla podtrzymania wspomnień). Ponieważ okazało się, że nie chodzi o niedobór snu, Japończycy skupili się na białku zwanym czynnikiem rozpraszającym pigment (ang. pigment-dispersing factor, Pdf), którego ekspresja zachodzi w odpowiedzi na światło. Po raz pierwszy udało się wykazać, że Pdf reguluje transkrypcję białka wiążącego się z elementem odpowiedzi na cAMP (ang. cAMP-response element binding protein, CREB) w ciałach grzybkowatych, a więc strukturze związanej z pamięcią i uczeniem. Czasowa aktywacja neuronów Pdf kompensowała zaburzenia LTM związane z ciągłą ciemnością. Trudno zapomnieć traumatyczne doświadczenia, a mogą one poważnie obniżyć jakość życia. Odkrycia zespołu pokazują, jak na pamięć żywego organizmu wpływają czynniki środowiskowe. To otwiera drogę nowym terapiom dla ofiar urazów; Japończycy wspominają nawet o wymazywaniu wspomnień. « powrót do artykułu

Amerykańscy naukowcy opracowali syntetyczne rozwiązanie, które wykazuje fototropizm, czyli podąża za kierunkiem padającego światła. Jest ono porównywane do sztucznego słonecznika. Opis systemu SunBOT (od ang. sunflower-like biomimetic omnidirectional tracker) ukazał się w periodyku Nature Technology. Akademicy podkreślają, że wiele sztucznych materiałów wykazuje reakcje nastyczne, co oznacza. że kierunek wygięcia nie zależy od tego, z jakiego miejsca działa bodziec. Niestety, dotąd żaden nie wykrywał i nie podążał precyzyjnie za kierunkiem bodźca, a więc nie wykazywał tropizmu. SunBOT powstał z połączenia 2 rodzajów nanomateriałów: światło- i termowrażliwego. Pierwszy pochłania światło i przekształca je w ciepło, drugi zaś kurczy się pod wpływem ekspozycji na ciepło. Zespół nadał polimerowi formę łodygi i oświetlał ją pod różnymi kątami. Okazało się, że łodyga wyginała się, nakierowując się na źródło światła. Jak tłumaczą Amerykanie, światło było absorbowane przez konkretny fragment łodygi, a powstające ciepło prowadziło do kurczenia się materiału po stronie źródła światła, przez co łodyga wyginała się w jego kierunku. Łodyga zatrzymywała się, gdy zaczynała częściowo zasłaniać promień. Podczas testów na łodydze umieszczano też "kwiat" będący małym panelem słonecznym. Wyniki pokazują, że urządzenie można wykorzystać do utrzymania ogniw fotowoltaicznych nakierowanych na słońce (znacząco podwyższa to ich wydajność).     « powrót do artykułu

W połączeniu z limonenem, który zapewnia produktom czyszczącym i odświeżaczom powietrza cytrusowy zapach, oraz światłem opary wybielaczy prowadzą do powstawania związków szkodliwych dla ludzi i zwierząt. Stosowanie w pomieszczeniach roztworów wybielacza chlorowego (głównym składnikiem jest tu podchloryn sodu, NaClO) prowadzi do emisji dwóch silnych utleniaczy: gazowego kwasu podchlorawego (HOCl) i chloru (Cl2). W słabo wentylowanych środowiskach podczas sprzątania mogą one osiągać stosunkowo wysokie stężenia. Zespół Chena Wanga z Uniwersytetu w Toronto dodaje, że HOCl i Cl2 reagują z nienasyconymi związkami organicznymi na powierzchniach i w powietrzu. Chcąc uzupełnić luki w wiedzy, akademicy sprawdzali, czy limonen, który należy do lotnych związków organicznych najczęściej występujących we wnętrzach, i opary wybielacza mogą reagować, tworząc ostatecznie wtórne aerozole organiczne (ang. secondary organic aerosols, SOAs). Testy prowadzono w obecności światła i w ciemności. Warto przypomnieć, że SOAs powiązano m.in. z problemami dot. układu oddechowego. Autorzy artykułu z pisma Environmental Science & Technology dodawali limonen, HOCl i Cl2 do powietrza w komorze klimatycznej. Produkty reakcji badano za pomocą spektrometrii mas. W ciemności limonen i HOCl/Cl2 szybko reagowały, dając szereg lotnych związków. Kiedy zespół włączał fluorescencyjne światła albo wystawiał komorę na oddziaływanie światła słonecznego, te lotne związki wchodziły w interakcje z generowanymi przez światło rodnikami hydroksylowymi i atomami chloru, tworząc SOAs. Naukowcy dodają, że choć trzeba przeprowadzić dalsze pogłębione badania, bardzo możliwe, że powstające SOAs stwarzają zagrożenie dla osób zawodowo zajmujących się sprzątaniem. « powrót do artykułu

Międzynarodowy zespół naukowy opracował metodę przechowywania danych, która niemal nie zużywa energii. Cyfrowe dane są zapisane na nośniku magnetycznym, który nie potrzebuje zasilania. Cała metoda jest niezwykle szybka i rozwiązuje problem zwiększenia wydajności przetwarzania danych bez zwiększania poboru energii. Obecnie centra bazodanowe odpowiadają za 2–5 procent światowego zużycia energii. W czasie ich pracy generowane są olbrzymie ilości ciepła, które wymagają dużych ilości energii przeznaczonej na chłodzenie. Problem jest na tyle poważny, że np. Microsoft zatopił centra bazodanowe w oceanie, by je lepiej chłodzić i obniżyć koszty. Większość danych przechowywanych jest w formie cyfrowej, gdzie 0 i 1 są reprezentowane za orientacji domen magnetycznych. Nad materiałem magnetycznym przesuwa się głowica odczytująco/zapisująca. Teraz na łamach Nature dowiadujemy się o nowej metodzie zapisu, która wykorzystuje niezwykle krótkie, trwające bilionowe części sekundy, impulsy światła, które wysyłane są do anten umieszczonych na magnesach. Całość pracuje niezwykle szybko i niemal nie zużywa przy tym energii, gdyż temperatura magnesów nie rośnie. Autorzy nowej metody wykorzystali impulsy światła w zakresie dalekiej podczerwieni, w paśmie teraherców. Jednak nawet najpotężniejsze terahercowe źródła światła nie są na tyle mocne, by zmienić orientację pola magnetycznego. Przełom nadszedł, gdy uczeni opracowali wydajny mechanizm sprzęgania pomiędzy spinem pola magnetycznego i terahercowym polem elektrycznym. Następnie stworzyli miniaturowe anteny, które pozwalają skoncentrować, a zatem i wzmocnić pole elektryczne światła. Okazało się ono na tyle silne, że można za jego pomocą zmieniać spin w ciągu bilionowych części sekundy. Temperatura magnesu nie rośnie podczas pracy, gdyż cały proces zapisu wymaga jednego kwanta energii na spin. Rekordowo niski pobór energii czyni tę metodę skalowalną. Przyszłe systemy do składowania danych będą mogły wykorzystać również świetne zdefiniowanie przestrzenne anten, co pozwoli na stworzenie praktycznych układów pamięci magnetycznej o maksymalnej prędkości i efektywności energetycznej, mówi jeden z autorów badań, doktor Rościsław Michajłowskij z Lancaster University. Uczony planuje przeprowadzenie kolejnych badań, podczas których chce wykorzystać nowy ultraszybki laser z Lancaster University oraz akceleratory z Cockroft Institute zdolne do generowania intensywnych impulsów światła. Chce w ten sposób określić praktyczne i fundamentalne limity prędkości i energii dla zapisu magnetycznego. « powrót do artykułu

Obecnie choroba Alzheimera jest nieuleczalna. Istnieje nieco leków, które czasowo poprawiają funkcjonowanie chorych, jednak żaden z nich nie powstrzymuje ani znacząco nie spowalnia postępów choroby. Wszystkie dotychczasowe próby farmakologicznego leczenia zawiodły. Tymczasem pojawiła się nadzieja na leczenie bez użycia środków chemicznych. W najnowszym numerze Cell czytamy o eksperymentach, w wyniku których w mózgach myszy z alzheimerem poddanych działaniu światła i dźwięku doszło do zmniejszenia liczby blaszek amyloidowych oraz splątków neurofibrylarnych. To fascynujący artykuł. I bardzo prowokacyjny pomysł. To nieinwazyjny, łatwy do zastosowania i tani sposób. Jeśli przynosiłoby to korzyści ludziom, byłoby cudownie, mówi neurolog Shannon Macauley z Wake Forest School of Medicine, która nie była zaangażowana w opisywane badania. Wszystko zaczęło się w 2015 roku, gdy neurolog Li-Huei Tsai, dyrektor The Picower Institute for Learning and Memory w MIT prowadziła eksperyment, którego celem było manipulowanie aktywnością mózgu myszy za pomocą błysków białego światła. Gdy duże grupy neuronów wspólnie oscylują, dochodzi do powstawania fal mózgowych. Tsai poddawała myszy działaniom światła o częstotliwości 40 Hz, czyli migającego 40 razy na sekundę. W odpowiedzi ich mózgach pojawiły się fale gamma o częstotliwości 40 Hz. Wówczas stało się coś niespodziewanego, o czym uczona przekonała się, gdy poddała mózgi myszy sekcji. Zauważyła wówczas, że zmniejszyła się w nich liczba blaszek amyloidowych i splątków neurofibrylarnych. To było coś niezwykłego. Stymulowanie za pomocą błyskającego światła wywołała silną odpowiedź mikrogleju. To komórki odpornościowe mózgu, które oczyszczają go z resztek i toksyn, w tym z amyloidu. W chorobie Alzheimera ich działanie jest upośledzone, jednak wydaje się, że światło przywraca im ich zdolności, mówi uczona. Proces oczyszczania przebiegł tylko w korze wzrokowej, gdzie mózg przetwarza informacje uzyskiwane ze światła. Uczona postanowiła sprawdzić, czy możliwe jest pobudzenie innych obszarów mózgu i do światła o częstotliwości 40 Hz dodała dźwięk podobny do kliknięć delfina, również o częstotliwości 40 Hz. Badane myszy umieszczono w pomieszczeniu, gdzie przez godzinę dziennie przez tydzień były poddawane działaniu zarówno światła jak i dźwięku. Okazało się, że liczba blaszek amyloidowych i splątków neurofibrynalnych zmniejszyła się nie tylko w korze wzrokowej i słuchowej, ale również w korze przedczołowej i w hipokampie. To jedna z najważniejszych informacji, gdyż są to centra uczenia się i pamięci. A liczba blaszek i splątków zmniejszyła się o 40–50 procent. To imponujące, mówi Macauley. Tsai poddała swoje myszy testom poznawczym. Miały one przyjrzeć się obiektom, które już wcześniej znały oraz takim, które widziały po raz pierwszy. Okazało się, że myszy, które nie było poddawane terapii za pomocą światła i dźwięku traktowały wcześniej widziany obiekt jak zupełnie nowy. To wskazuje na problemy z pamięcią, mówi Tsai. Z kolei myszy poddawane terapii spędziły na badaniu widzianego wcześniej obiektu o 1/3 czasu mniej niż myszy nieleczone. To niewiarygodne. Po raz pierwszy stwierdziliśmy, że nieinwazyjna stymulacja poprawiła funkcje poznawcze. Tego nie zrobił lek, przeciwciało czy cokolwiek innego. Tylko światło i dźwięk, mówi uczona. Naukowcy nie wiedzą, dlaczego uzyskali takie wyniki. Jedna z możliwych hipotez mówi, że w mózgach chorych na alzheimera mamy do czynienia z nieregularną aktywnością neuronów. Stymulacja za pomocą regularnych sygnałów może dostrajać mózg do odpowiedniej pracy. Uczeni nie wiedzą też, czy podobny efekt można będzie zauważyć przy innych częstotliwościach światła i dźwięku. I, co najważniejsze, nie wiedzą też, czy podobne skutki uda się uzyskać u ludzi. Li-Huei Tsai już pracuje nad odpowiedziami na te pytanie. Wraz z kolegą Edem Boydenem założyła firmę Cognito Therapeutics i rozpoczęła testy na ludziach. Na razie zauważono, że stymulacja światłem i dźwiękiem wydaje się zwiększać ilość fal gamma u zdrowych osób i nie występują żadne skutki uboczne. Nikt się nie pochorował, nikt się na nic nie skarżył. Jednak minie dużo czasu zanim będziemy mogli mówić o ewentualnych działaniach terapeutycznych. Jeśli ta metoda działa, to pierwsze potwierdzenie otrzymamy nie wcześniej niż po pięciu latach eksperymentów, zastrzega uczona. « powrót do artykułu

Zapomnijmy o standardowych drukarkach 3D. Na Uniwersytecie Kalifornijskim powstał bowiem "replikator", urządzenie nazwane tak od maszyn ze Star Treka. To rodzaj drukarki 3D, która tworzy obiekty nie warstwa po po warstwie, ale od razu w jednym przebiegu. Urządzenie działa jak odwrócony tomograf komputerowy, wyjaśnia Hayden Taylor, inżynier z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley. Tomografy komputerowe serię zdjęć wokół ciała pacjenta, a następnie komputer składa zdjęcia w trójwymiarowy obraz. Tymczasem, jak widzimy na przykładzie replikatora, proces ten można odwrócić. Uczeni zdali sobie sprawę, że jeśli mamy komputerowy model trójwymiarowego obiektu, to można obliczyć jak ten obiekt będzie wyglądał w dwóch wymiarach fotografowanych z różnych kątów. Maszyna tworzy więc serię zdjęć 2D z trójwymiarowego obiektu, następnie zdjęcia te wędrują do projektora, który zaczyna wyświetlać je na przezroczystym cylindrze wypełnionym syntetyczną żywicą, akrylanem. Cylinder obraca się i jest oświetlany przez projektor. W ten sposób można niezależnie kontrolować ilość światła docierającego do każdego punktu w żywicy. Gdy całkowita ilość światła przekroczy pewien próg, płynna żywica staje się ciałem stałym, mówi Taylor. Dzieje się tak, gdyż żywica absorbuje fotony, a gdy jest ich odpowiednia ilość, zachodzi w niej polimeryzacja. W efekcie z płynnej żywicy otrzymujemy stały trójwymiarowy obiekt. W ciągu około dwóch minut można wyprodukować obiekt o długości kilku centymetrów. Pozostała płynna żywica jest usuwana. Cały proces jest znacznie bardziej elastyczny niż istniejące techniki 3D. Można na przykład tworzyć obiekty, wewnątrz których znajdują się inne obiekty. Ponadto stworzone w replikatorze przedmioty mają bardziej gładką powierzchnię niż te tworzone w drukarkach 3D. Dzięki temu replikatora będzie można używać do produkcji komponentów optycznych czy medycznych. Replikator ma wiele zalet w porównaniu z drukarkami 3D. Drukarki takie tworzą obiekty warstwa po warstwie, przez co na krawędziach powstaje schodkowanie. Ponadto źle współpracują one z elastycznymi materiałami, gdyż te mogą się deformować w procesie druku. Jakby tego było mało, drukowanie niektórych kształtów, np. łuków, wymaga wsporników. Replikator jest pozbawiony tych wad. Co więcej, naukowcy wykorzystali w nim zwykły projektor wideo. Jak mówi Taylor, do uzyskania prostych kształtów wystarczy tutaj przezroczysty cylinder wypełniony żywicą, który musi się obracać oraz standardowy projektor. W tej chwili naukowcy są w stanie produkować obiekty o długości do 10 centymetrów. To pierwszy przypadek, gdy nie musimy budować obiektu 3D warstwa po warstwie. Mamy tutaj do czynienia z prawdziwie trójwymiarowym drukiem 3D, cieszy się Brett Kelly, jeden z twórców replikatora. Mamy nadzieję, że w ten sposób otworzyliśmy przed innymi zespołami naukowymi okazję do eksploracji tej fascynującej dziedziny technologii, jaką jest druk 3D, dodaje Maxim Shusteff z Lawrence Livermore National Laboratory.   « powrót do artykułu

Inżynierowie z MIT i Penn State University odkryli, że w odpowiednich warunkach krople zwykłej czystej wody umieszczone na przezroczystym podłożu tworzą żywe kolory bez dodatku atramentów czy tuszy. W artykule opublikowanym na łamach Nature uczeni informują, że na powierzchni pokrytej mgiełką z kropli wody oświetlonych pojedynczą lampą można uzyskać żywe kolory pod warunkiem, że wszystkie krople są tych samych rozmiarów. Mamy tutaj do czynienia z iryzacją, która zachodzi gdy światło wchodzi w interakcje ze strukturą geometryczną obiektu. Amerykańscy naukowcy stworzyli model, który pozwala przewidzieć, jaki kolor uzyskamy z danej kropli w zależności od jej struktury i warunków. Model ten może zostać wykorzystany do projektowania papierków lakmusowych bazujących na niewielkich kroplach czy do tworzenia zmieniających kolor tuszy i barwników używanych w produktach kosmetycznych. Syntetyczne barwniki używane w produktach konsumenckich w celu uzyskania żywych barw mogą nie być tak bezpieczne dla zdrowia, jak powinny. Użycie niektórych z nich jest mocno ograniczone, dlatego też przemysł poszukuje innych możliwości produkcji barwników, mówi Mathias Kolle, profesor z MIT. W ubiegłym roku Amy Goodling i Lauren Zarzar z Penn State badały przezroczyste krople wykonane z mieszanin olejów o różnej gęstości. Obserwowały ich interakcje na szalce Petriego. W pewnym momencie zauważyły, że krople są zadziwiająco błękitne. Zrobiły więc zdjęcie i wysłały do profesora Kolle z pytaniem, skąd się bierze taki kolor. Uczony początkowo sądził, że ma do czynienia z rozpraszaniem, podobnym do tego, które tworzy tęczę. Jednak krople nie były sferami ale półsferami na płaskiej powierzchni. Okazało się, że mamy do czynienia z innym zjawiskiem. Półsfery łamią symetrię, a wklęśnięta powierzchnia sfer powoduje, że pojawia się zjawisko nieobecne w idealnych sferach – całkowite wewnętrzne odbicie (TIR). Po trafieniu do wnętrza półsfery światło może odbić się kilkukrotnie, a sposób, w jaki promienie wchodzą w interakcje podczas opuszczania półsfery decyduje o tym, czy uzyskamy kolor czy nie. Na przykład dwa promienie białego światła wchodzące i wychodzące z półsfery pod tym samym kątem mogą w jej wnętrzu odbijać się zupełnie inaczej. Jeśli jeden z nich odbije się trzy razy, będzie miał dłuższą drogę niż ten, który odbije się dwukrotnie, zatem opuści półsferę nieco później. Jeśli dojdzie do interferencji, to różnica faz spowoduje, że zobaczymy kolor, a zjawisko to będzie znacznie silniejsze w mniejszych niż w większych kroplach. Uzyskany kolor zależy też od struktury półsfer, na przykład od ich rozmiaru i krzywizn. Naukowcy stworzyli matematyczny model, pozwalający im przewidzieć, jaki kolor otrzymają w danych warunkach, a następnie przetestowali go w laboratorium. Na szalce Petriego stworzyli cały zbiór kropli o identycznych rozmiarach, a następnie oświetlili je pojedynczym promieniem białego światła. Następnie całość rejestrowali za pomocą kamery, która krążyła wokół szalki. Zaobserwowali dzięki temu jak zmieniają się kolory w miarę zmiany kąta obserwacji. W ramach innego eksperymentu stworzyli na szalce krople o różnych rozmiarach i sprawdzali, jaki ma to wpływ na kolor. Okazało się, że w miarę jak kropla była coraz większa uzyskany kolor był coraz bardziej czerwony, ale po przekroczeniu pewnej granicy wielkości kropli powracał do niebieskiego. To zjawisko, które było zgodne z modelem teoretycznym, gdyż im większa kropla tym większe przesunięcie faz promieni światła. Ponadto sprawdzono też wpływ krzywizn kropli na kolor. Różne krzywizny uzyskano umieszczając krople na mniej lub bardziej hydrofobowych podłożach. Co jednak najbardziej interesujące z punktu widzenia praktycznych zastosowań, uczeni uzyskali podobne efekty w stałym materiale. Wydrukowali krople o różnych kształtach, wielkościach i z różnego rodzaju przezroczystych polimerów, a po poddaniu ich działaniu promieni światła okazało się, że również i w ten sposób można uzyskiwać żywe kolory.   « powrót do artykułu

W Science ukazał się artykuł, z którego dowiadujemy się, jak dużo światła wyemitowały wszystkie gwiazdy w całej historii obserwowalnego wszechświata. Obliczeń dokonał astrofizyk Marco Ajello i jego zespół z Clemson College of Science, którzy wykorzystali dane z Germi Gamma-ray Space Telescope. Pierwsze gwiazdy zaczęły powstawać kilkaset milionów lat po powstaniu wszechświata. Obecnie istnieje około 2 bilionów galaktyk i biliony bilionów gwiazd. Dane z teleskopu Fermi pozwoliły nam na zmierzenie całego światła gwiazd, jakie zostało wyemitowane w dziejach wszechświata, mówi Ajello. Z wyliczeń wynika, że dotychczas gwiazdy wyemitowały 4x1084 fotonów. Warto też zauważyć, że pomimo tej olbrzymiej liczby fotonów, to całe światło, jakie dociera do Ziemi – z wyjątkiem światła ze Słońca i naszej galaktyki – jest niezwykle słabe. Odpowiada ono światłu z 60-watowej żarówki, jakie w zupełnej ciemności dotarłoby do nas z odległości około 4 kilometrów. Dzieje się tak ze względu na olbrzymi rozmiar wszechświata. Fermi Gamma-ray Space Telescope został wystrzelony w czerwcu 2008 roku. Obserwuje on promieniowanie gamma i jego interakcję z pozagalaktycznym promieniowaniem tła (EBL). EBL to rodzaj mgły złożonej z całego ultrafioletowego, podczerwonego i widzialnego światła emitowanego przez gwiazdy i sąsiadujący z nimi pył. Profesor Ajello i jego koledzy przeanalizowali dane z 739 emitujących promieniowanie gamma blazarów zebrane przez Fermi w ciągu 9 lat. Fotony promieniowania gamma wędrujące przez mgłę EBL są z dużym prawdopodobieństwem absorbowane. Mierząc, jak wiele fotonów zostało zaabsorbowanych, byliśmy w stanie zmierzyć, jak gruba jest mgła i zmierzyć, jako funkcję w czasie, jak wiele światła się w niej znajduje, mówi Ajello. Wykorzystując blazary znajdujące się w różnej odległości od nas zmierzyliśmy całkowite światło w różnych odcinkach czasu. Zmierzyliśmy całkowite światło dla każdej z epok: miliard lat temu, dwa miliardy lat temu i tak dalej i tak dalej, aż do czasu uformowania się pierwszych gwiazd. To pozwoliło nam zrekonstruować całkowite EBL i określić historię formowania się gwiazd w sposób bardziej efektywny, niż robiono to dotychczas", dodaje współpracownik Ajello, Vaidehi Paliya. « powrót do artykułu

Badacze z Japonii opracowali kamizelkę ze źródłami światła, która pozwala zdalnie kontrolować przemieszczanie się psów. Jak wyjaśniają pomysłodawcy, bazuje ona na zamiłowaniu czworonogów do gonienia za światłem. Dzięki temu można ominąć przeszkody i doprowadzić psa do konkretnego celu bez użycia inwazyjnej technologii. Na nagraniu zamieszczonym na YouTube'ie widać pudla ubranego w kamizelkę z latarkami, które świecą na ziemię w kierunku, gdzie pies powinien pójść. Naukowcy z Tohoku University wyjaśniają, że w kamizelce znajduje się też kamera, która zapewnia człowiekowi widok z perspektywy psa. Film przedstawia, jak podążając za światłem, pudel przechodzi między biurkami i dociera do wybranego przez operatora punktu A. Japończycy zaznaczają, że takie podejście może pomóc w zwiększeniu skuteczności psów pracujących w trudnych środowiskach. Dodają, że choć psy poszukujące/ratownicze potrafią się przecisnąć przez wąskie przestrzenie i dotrzeć tam, gdzie nie dostanie się ich opiekun, trudno nimi wtedy pokierować. W takiej sytuacji pomógłby właśnie prosty system świetlny.   « powrót do artykułu

Niezwykłe połączenie gwiazd neutronowych, o którego odkryciu informowaliśmy w zeszłym roku, wyrzuciło strumień materiału, który wydawał się poruszać z prędkością... 4-krotnie większą od prędkości światła, informują autorzy najnowszych badań. To „wydawał się” jest tutaj kluczowym stwierdzeniem. Nadświetlna prędkość materiału była iluzją, spowodowaną bardzo szybkim poruszaniem się strumienia oraz faktem, że pędził niemal prosto w naszym kierunku. Na podstawie naszych analiz stwierdzamy, że strumień był prawdopodobnie bardzo wąski, co najwyżej miał 5 stopni szerokości, i był odchylony od kierunku Ziemi jedynie o 20 stopni, mówi współautor badań Adam Deller z australijskiego Swinburne University of Technology. Jak wynika z obliczeń, do pojawienia się złudzenia prędkości nadświetlnej konieczne było, by materiał poruszał się z prędkością przekraczającą 97% prędkości światła, dodaje uczony. Deller wraz z zespołem, kierowanym przez Kunala Mooleya z National Radio Astronomy Observatory i California Institute of Technology, wykorzystali liczne radioteleskopy, do zbadania historycznego połączenia się gwiazd neutronowych, znanego jako GW 170817. Historycznego, gdyż po raz pierwszy udało się bezpośrednio zaobserwować fale grawitacyjne oraz emisję światła pochodzące ze zderzenia takich gwiazd. Oznaczenie pochodzi od słów „fale grawitacyjne” (gravitational waves - GW) oraz od daty obserwacji, czyli 17 sierpnia 2017 roku. Początkowo strumień materii wszedł w interakcje ze szczątkami gwiazd i utworzył się kokon, który poruszał się wolniej niż strumień. W końcu strumień wyrwał się z kokona do przestrzeni międzygwiezdnej. Uważamy, że kokon dominował w emisji w zakresie fal radiowych przez około 60 dni od zderzenia, a później emisja była zdominowana przez strumień, mówi Ore Gottlieb, teoretyk z Uniwersytetu w Tel Awiwie. Po 155 dniach od połączenia gwiazd wydawało się, że strumień przebył 2 lata świetlne, przemieszczając się z prędkością 4-krotnie większą od prędkości światła. Było to jednak złudzenie. « powrót do artykułu

W miarę wzrostu globalnego ocieplenia i w obliczu braku chęci redukcji gazów cieplarnianych, naukowcy coraz częściej biorą pod uwagę geoinżynierię. Jednak manipulowanie klimatem planety może przynieść nieoczekiwane, niekorzystne skutki. Zanim ktokolwiek tego spróbuje, musimy zbadać, jakie będą tego konsekwencje. Musimy dowiedzieć się, w co się możemy wpakować", mówi profesor Solomon Hsiang z University of California, Berkeley. Hsiang i jego zespół chcą zbadać, jakie skutki może przynieść celowe rozpylanie w atmosferze miniaturowych cząstek, które odbijałyby część promieniowania słonecznego. Zespół Hsianga skupił się tutaj na wpływie takich działań na produkcję rolniczą. Coraz więcej badań pokazuje, że rosnąca temperatura zaczyna wywierać tak niekorzystny wpływ na rośliny, iż można obawiać się o wielkość plonów. Powstrzymanie ocieplenia poprzez rozpylenie związków, mogących powstrzymać wzrost temperatury może powstrzymać spadek plonów i zapewnić ludzkości dostateczną ilość pożywienia. Ponadto niewykluczone, że rośliny wolą rozproszone światło, a takie zapewniłoby rozpylenie w atmosferze chroniących Ziemię cząstek. Jednocześnie jednak na powierzchnię naszej planety trafiałoby mniej światła, a to mogłoby negatywnie odbić się na plonach. Nie wiadomo, który z elementów przeważy i jaki wpływ na rolnictwo miałyby działania geoinżynieryjne tego typu. Hsiang i jego zespół postanowili więc bliżej przyjrzeć się dwóm dużym erupcjom wulkanicznym, wybuchowi Mount Pinatubo na Filipinach z 1991 roku oraz eksplozji meksykańskiego El Chichon z 1982 roku. Podczas obu erupcji do atmosfery przedostały się miliony ton dwutlenku siarki, gazu, który tworzy w atmosferze aerozole blokujące dopływ promieni słonecznych. Wiadomo, że po eksplozji Mt. Pinatubo średnie temperatury na Ziemi spadły na dwa lata o około 0,5 stopnia Celsjusza. Naukowcy wykorzystali dane satelitarne dotyczące obu erupcji oraz informacje o zbiorach kukurydzy, soi, ryżu i pszenicy ze 105 krajów z lat 1979–2009. Jako, że chcieli dowiedzieć się, jak przesłonięcie światła słonecznego wpłynęło na plony, pod uwagę wzięli też, w celu wyeliminowania tych czynników, inne zjawiska, jak np. wielkość opadów. Okazało się, że erupcja Mt. Pinatubo z pewnością zmniejszyła plony płodów rolnych. Zjawisko takie jest znacznie mniej widoczne w przypadku wybuch El Chichon, jednak erupcja ta jest znacznie słabiej poznana, co mogło wpłynąć na ostateczny wynik badań grupy Hsianga. Naukowcy wyliczyli, że wskutek wybuchu Mount Pinatubo światowe zbiory kukurydzy zmniejszyły się o 9%, a plony soi, ryżu i pszenicy spadły o 5%. Tak duże spadki były zaskoczeniem. Uczeni spodziewali się bowiem, że rozproszone światło będzie korzystne dla roślin. Wyniki analizy zastosowano do modeli klimatycznych i obliczono, jak mogą wyglądać przyszłe zbiory z geoinżynierią i bez niej. Okazało się, że wszelkie potencjalne korzyści z geoinżynierii są niweczone przez mniejszą dostępność światła. Geoinżynieria nie przynosi rolnictwu szkody, ale też mu nie pomaga. Dotychczas wielu sądziło, że jeśli zastosujemy geoinżynierię i nie dopuścimy dzięki niej do wzrostu temperatury, to rolnictwo na tym skorzysta, gdyż plony nie będą spadać z powodu gorąca. Jednak, jak się okazało, zmieni się tylko przyczyna spadku. Nie zmniejszą się one z powodu gorąca, ale z powodu mniejszej dostępności światła. Część naukowców przestrzega jednak przed wyciąganiem pochopnych wniosków, argumentując, że mamy zbyt mało danych, by cokolwiek jednoznacznie stwierdzać. Geoinżynieeria zmieni klimat w zupełnie inny sposób niż czynią to erupcje wulkanów, mówi David Keith, profesor fizyki z Harvard University. Po pierwsze geoinżynieria byłaby związana z ciągłym wypuszczaniem aerozoli do atmosfery. Wybuch wulkanu to jednokrotne gwałtowne wydarzenie. Przez to inna byłaby dynamika schładzania planety i inny wpływ geoinżynierii na klimat i różne jego aspekty, jak opady. Z kolei profesor klimatologii Alan Robock z Rutgers University zauważa, że rolnictwo i stosowane przezeń rozwiązania, ciągle się zmieniają, w zależności od sytuacji. Nie wiadomo, czy moglibyśmy stosować dzisiejsze rozwiązania gdy zaczniemy zajmować się geoinżynierią. « powrót do artykułu