Znajdź zawartość

Naukowcy z Oxford University dokonali znaczącego kroku w kierunku budowy kwantowych komputerów. Po raz pierwszy w historii udało im się uzyskać na krzemie 10 miliardów splątanych kwantowo par elektron-atom. Uczeni wykorzystali pole magnetyczne oraz niską temperaturę do splątania elektronów z jądrami atomów fosforu umieszczonymi na krysztale krzemu. Każda z takich par, a właściwie jej spin, może przechowywać jeden bit kwantowej informacji. W pracach brali udział uczeni z Wielkiej Brytanii, Japonii, Kanady i Niemiec. Kluczowe było zestrojenie spinów za pomocą pola magnetycznego i niskiej temperatury. Później za pomocą precyzyjnych impulsów mikrofal oraz fal radiowych można spowodować, by spiny weszły w interakcję, doprowadzając do splątania, a następnie udowodnić, że do niego doszło - mówi Stephanie Simmons, główna autorka badań. Osiągnięcie jest tym bardziej ważne, że do uzyskanna par użyto materiałów, które już obecnie są wykorzystywane w przemyśle półprzewodnikowym, a zatem samo zintegrowanie istniejącej technologii z już istniejącymi nie powinno stanowić większego problemu. Stworzenie 10 miliardów stabilnych splątanych par w krzemie to dla nas ważny krok. Teraz musimy zastanowić się, jak połączyć te pary, by zbudować skalowalny komputer kwantowy - stwierdził doktor John Morton.

Uczeni z Oxford University's BHF Health Promotion Research Group przeanalizowali związek pomiędzy dostępnością jedzenia a średnią wagą przeciętnego obywatela. Porównywane dane dotyczyły roku 1986 oraz 2000 - w tym czasie ilość zjadanego pożywienia „na głowę" znacznie wzrosła, przekładając się, według teoretycznych wyliczeń, na dodatkowe 4,7 kilograma wagi. Niestety, przybór wagi statystycznego Brytyjczyka przez te 15 lat był znacznie większy i wynosił aż 7,7 kilograma. Za dodatkowe kilogramy naukowcy obarczają winą bardziej siedzący tryb życia. Wiąże się to nie tylko ze zmianą nawyków, ale też ze zjawiskami społecznymi: coraz większą część pracy wykonuje się siedząc, praca fizyczna jest eliminowana przez postęp technologiczny. Od roku 2000, dla którego analizowano dane, upłynęło już sporo czasu i jest raczej pewne, że ten trend się utrzymuje: w latach 1986-1987 do otyłych zaliczano 7 procent Brytyjczyków, dziś odsetek ten przekroczył 25 procent. Doktor Peter Scarborough, autor badania, alarmuje, że choroby związane z otyłością i siedzącym trybem życia to tykająca bomba zegarowa rozwiniętych społeczeństw. Polska szybkim krokiem podąża za zachodnimi społeczeństwami, więc najwyższy czas zacząć się martwić. Studium finansowane przez British Heart Foundation zostało opublikowane w British Journal of Nutrition.

Według współczesnych teorii wszechświat narodził się wskutek Wielkiego Wybuchu, który miał miejsce 13,7 miliarda lat temu. Najnowsze odkrycie pozwala nam zobaczyć, co działo się przed Wielkim Wybuchem. Jego autorami są fizyk z Oxford University Roger Penrose oraz Vahe Gurzadyan z Erewańskiego Instytutu Fizyki. W mikrofalowym promieniowaniu tła (CMB) znaleźli oni ślady zdarzeń, które miały miejsce przed Wielkim Wybuchem. Mikrofalowe promieniowanie tła występuje w całym kosmosie. W latach 90. ubiegłego wieku odkryto, iż temperatura CMB charakteryzuje się anizotropią. To potwierdzałoby teorię Wielkiego Wybuchu, a zmiany w temperaturze CMB miały być zupełnie losowe, gdyż - jak się uważa - Wybuch spowodował, że promieniowanie jest niemal jednorodne. Penrose i Gurzadyan odkryli jednak w CMB koncentryczne kręgi, w których różnice temperatur są znacznie mniejsze niż oczekiwane. To z kolei oznacza, że anizotropia mikrofalowego promieniowania tła nie jest całkowicie przypadkowa. Obaj naukowcy sądzą, że kręgi te to wynik zderzeń supermasywnych czarnych dziur. W wyniku takich kolizji miałyby być gwałtowanie uwalniane olbrzymie ilości energii. Te rozbłyski energii były izotropiczne. I tutaj dochodzimy do najciekawszej części odkrycia. Otóż z wyliczeń obu naukowców wynika, że część z izotropicznych kręgów pochodzi sprzed Wielkiego Wybuchu. Uczeni zaznaczają, iż nie oznacza to, że Wybuch nie miał miejsca. Ich zdaniem odkrycie takie sugeruje, że żyjemy w cyklicznie zmieniającym się wszechświecie, w którym co jakiś czas dochodzi do Wielkiego Wybuchu. Kolizje czarnych dziur, o których była mowa powyżej, miały zaś miejsce pod koniec życia poprzedniego wszechświata.

Czasy, kiedy ewolucja wydawała się prosta jak drut - mutacja, przystosowanie, różnicowanie - minęły bezpowrotnie. Wszystkie organizmy na Ziemi, również ludzie, noszą w sobie nie tylko geny pochodzące od swoich przodków, ale również mnóstwo genetycznych „nieproszonych gości". Takimi gośćmi, którzy stali się przez miliony lat udomowieni, są tzw. retrowirusy endogenne. Wirusy to zwykle nasz największy przeciwnik, bezlitośnie zwalczany przez układ odpornościowy. Bywa jednak tak, że przeciwnik nie zostanie pokonany. Bywa, że pozostaje w żyjącym organizmie na zawsze. Rzadko, ale jednak zdarza się, że taki zadomowiony wirus, infekując komórki rozrodcze, zostanie przekazany następnym pokoleniom. Nasz ludzki kod genetyczny, jak szacowano do tej pory, zawiera aż około ośmiu procent genów pochodzących od wirusów, które istniały przed milionami lat. Takie wtrącenia obcego DNA przekazywane są z pokolenia na pokolenie, ale pozostają najczęściej uszkodzone i nieaktywne. Ot, taka genetyczna skamieniałość. Jak jednak twierdzą naukowcy z Oxford University, takie „udomowienie" wrażych wirusów zdarza się częściej, niż dotąd sądzono. Doktor Aris Katzourakis z wydziału zoologii, badając genom różnych ssaków, odkrył, że od co najmniej stu milionów lat te zwierzęta przyswajały nie tylko więcej wirusów, niż się spodziewano, ale także o wiele bardziej różnorodne ich gatunki. U leniwców, lemurów czy królików znaleziono DNA pochodzące od bardzo dawnych przodków współczesnych wirusów takich jak ebola czy HIV. Co ciekawsze, badanie dowodzi, że organizm zwierzęcy potrafi takie przyswojone wirusy wykorzystać dla własnych korzyści. To skłania do przypuszczenia, że wirusy endogenne miały większy wpływ na na ziemską ewolucję, niż można by przypuszczać. Doktor Katzourakis ma nadzieję, że odkrycie pogłębi nie tylko naszą teoretyczną wiedzę, ale również przyczyni się do lepszego zrozumienia i opanowania procesu walki systemu immunologicznego z infekcjami wirusowymi. Uczony uważa, że potencjalnie każdy wirus może zostać zendogenizowany przez organizm zwierzęcy. Niewykluczone zatem, że udałoby się odkrycia na tym polu wykorzystać w biologii, na przykład do kontrolowanej ewolucji, czy w medycynie, do panowania nieuleczalnych dziś chorób.

Odkrycie aspiryny (kwasu acetylosalicylowego) było jednym z przełomów medycyny. Do dziś to jeden z najpowszechniejszych leków na umiarkowane bóle i gorączkę. Uboczny efekt tego leku, czyli rozrzedzanie krwi, znalazł zastosowanie w zapobieganiu zakrzepom i zawałom u osób z miażdżycą. Ale to nie koniec zastosowań, jakiś czas temu odkryto bowiem, że kwas acetylosalicylowy zmniejsza również ryzyko wystąpienia nowotworów odbytu i jelita grubego - hamuje na enzym COX-2, sprzyjający namnażaniu się komórek guza. Ponieważ jednak środek ten ma też niebezpieczne efekty uboczne, mogące zwiększać ryzyko śmierci - zażywanie aspiryny zwiększa ryzyko krwotoków - nie posunięto się do zalecania tego leku w celu zapobiegania nowotworom. Peter Rothwell, wykładowca na wydziale neurologii klinicznej na Oksfordzie postanowił sprawdzić, czy stosowanie mniejszych, bardziej bezpiecznych dawek aspiryny, również będzie miało skutek zapobiegawczy. Przeprowadzenie takich badań zabiera wiele czasu, dlatego skorzystano z gotowych danych, pozostałych z czterech masowych studiów nad skutkami zażywania aspiryny, jakie przeprowadzono w Wielkiej Brytanii i Szwecji w latach osiemdziesiątych i dziewięćdziesiątych. Średni czas testu wynosił sześć lat, wolontariusz przyjmowali różne dawki, od nie wielkich aż do 1200 mg (typowa dawka aspiryny to 500 mg). Wytypowano około 15 tysięcy osób, których stan zdrowia można było zweryfikować po osiemnastu latach od zakończenia testu, około czterystu zachorowało na raka odbytu lub jelita grubego. Po porównaniu danych, okazało się, że wystarczają niewielkie dawki aspiryny, nieprzekraczające 75 mg (większe dawki nie dawały już większych zysków), żeby wywołać korzystne efekty zapobiegawcze. Ostatecznie przyjmowanie kwasu salicylowego zmniejszało ryzyko zachorowania na raka o 24%, ryzyko zgonu spowodowanego tym nowotworem zmniejszało aż o 35%. Ponieważ rak jelita grubego jest jednym z najpowszechniejszych i najgroźniejszych nowotworów, rocznie zabijającym ponad 600 tysięcy osób, taki rezultat jest bardzo obiecujący. Autorzy studium ostrzegają jednak przed zbytnim entuzjazmem. Badania, których wyniki wykorzystano, nie były zaplanowane pod kątem związku między zażywaniem aspiryny a ryzykiem nowotworów, nie brały pod uwagę efektów ubocznych i ryzyka zgonu spowodowanego krwotokami, kiedy były przeprowadzane nie stosowano też powszechnie badań wykrywających polipy jelita, które stanowią istotny czynnik zachorowania na raka.

Fizjolodzy z Oxford University próbowali sfilmować szybką kamerą tkanki mięśnia sercowego i jednocześnie zrobić im zdjęcia w wysokiej rozdzielczości. Sfrustrowani niemożnością wykonania obu czynności naraz przerobili ogólnodostępną standardową kamerę konsumencką. Ich urządzenie okazało się tak skuteczne, że teraz we współpracy z firmą Isis Innovation chcą zaoferować je na rynku. Gil Bub i Peter Kohl wyposażyli standardową kamerę w układ scalony z domowych projektorów filmowych. Umieścili go pomiędzy soczewkami kamery a jej czujnikiem, na którym tworzony jest obraz. Układ z projektora składa się z wielu miniaturowych luster, które w kamerze zostały wykorzystane w roli migawki. Dzięki niemu podzielili obraz na 16 ramek o niższej rozdzielczości. W ten sposób kamera zaprojektowana do rejestrowania filmu z prędkością 25 klatek na sekundę była zdolna do rejestrowania obrazu z prędkością 400 fps. Jakby jeszcze tego było mało okazało się, że jeśli połączymy 16 kolejnych ujęć z kamery to otrzymamy jedno zdjęcie o wysokiej rozdzielczości. Największą zaletą wynalazku Buba i Kohla jest fakt, że ich system kosztuje jedynie ułamek kwoty, jaką trzeba zapłacić za urządzenia o podobnych możliwościach. Może więc trafić na rynek konsumencki i dokonać prawdziwej rewolucji zarówno w systemach kamer przemysłowych jak i w fotografii sportowej.

Jednym z podstawowych problemów związanych z prowadzeniem szczepień w krajach Trzeciego Świata jest fakt, że szczepionki bardzo źle przechowują się w wysokich temperaturach. Skuteczna dystrybucja i przechowywanie szczepionek w Afryce, Azji czy Ameryce Południowej są zatem niezwykle trudne. Niewykluczone, że naukowcy z firmy Nova Bio-Pharma Technologies oraz University of Oxford właśnie rozwiązali ten problem. Wystarczyło bowiem wymieszać szczepionki wirusowe z cukrem i pozwolić im wyschnąć na prostym filtrze, by można było przechowywać je przez całe miesiące nawet w tropikach. Obecnie szczepionki oparte na wirusach trzeba przechowywać w temperaturze 4-8 stopni Celsjusza. USA czy Wielka Brytania wydają rocznie około 200 milionów dolarów na utrzymanie "zimnego łańcucha" szczepionek. To, zdaniem Światowej Organizacji Zdrowia, podnosi cenę jednej dawki o 14-20 centów. Utworzenie "zimnego łańcucha" w krajach Trzeciego Świata jest niemożliwe, chociażby z tego powodu, że wielu ośrodkom zdrowia brakuje nie tylko lodówek, ale nawet energii elektrycznej. Stąd też bardzo ważne jest opracowanie metod przechowywania szczepionek w wysokich temperaturach. Nova Bio-Pharma Technologies już wcześniej udowodniła, że mieszanie z cukrem i suszenie pozwala na przechowywanie różnych typów szczepionek oraz lekarstw zawierających proteiny. Tym razem po raz pierwszy wykazano, że technika jest skuteczna również w przypadku szczepionek z żywymi wirusami. By szczepionka była efektywna, wirusy muszą żyć. Są one jednak wrażliwe na wysokie temperatury. Okazało się, że wysuszenie ich w roztworze cukru powoduje, iż są w stanie przetrwać. To może być wielki przełom - stwierdziła Stephanie James, dyrektor finansowanego przez Fundację Billa i Melindy Gatesów programu Grand Challenges in Global Health, który finansował opisywane badania. W ich ramach dwie szczepionki z żywymi wirusami wymieszano z sacharozą i trehalozą, a następnie umieszczono na membranie z włókna szklanego i wysuszono w temperaturze pokojowej w komorze o niskiej wilgotności. To spowodowało, że cukry utworzyły wokół włókien niekrystaliczna powłokę, która unieruchomiła wirusy i uniemożliwiła im kontakt ze światem zewnętrznym. Najważniejsze okazało się użycie odpowiedniej membrany, gdyż pozwoliło to na pozbycie się wody w relatywnie niskiej temperaturze. Naukowcom sporo czasu zajęło dobranie metodą prób i błędów odpowiedniego stężenia cukrów i budowy filtra. Żeby ponownie użyć szczepionki należy przemyć membranę w soli fizjologicznej, pozbywając się w ten sposób cukru. Testy wykazały, że dzięki takiej technice szczepionkę można przechowywać przez 6 miesięcy w temperaturze 45 stopni Celsjusza bez żadnej szkody dla niej. Z kolei w temperaturze 37 stopni można ją przechować przez rok kosztem niewielkiego spadku efektywności.

Okrzemki, jednokomórkowe glony zamieszkujące wody całej kuli ziemskiej mogą zostać użyte do produkcji ekologicznych, tanich opalizujących kosmetyków, farb oraz holograficznych elementów zabezpieczających. Zespół profesora Andrew Parkera z Oxford University uważa, że możemy wykorzystać sposób, w jaki okrzemki reagują ze światłem. Wyjątkowe, opalizujące właściwości okrzemków wynikają z faktu, iż są one przykryte pancerzykiem z krzemionki. Każdy z takich pancerzyków składa się z całego szeregu otworów, zwanych strukturami fotonicznymi. Fale światła o pewnych określonych długościach wnikają w te otwory, podczas gdy inne odbijają się od pancerzyka. Gdy przyglądamy się okrzemkom pod różnym kątem, wydają się one zmieniać kolor. W przyrodzie występują tysiące gatunków okrzemków, a ich pancerzyki mają różne właściwości. Profesor Parker poinformował, że wystarczyło do specjalnego roztworu z odżywką wprowadzić kilka okrzemków, by w ciągu doby uzyskać... tonę tego typu organizmów. Okrzemki mnożą się przez podział komórkowy, a jest to bardzo szybki proces. Gdy już wyhodowano odpowiednią liczbę organizmów, podnoszono temperaturę roztworu lub wprowadzano doń słaby kwas, który zabijał organizmy. Uzyskiwano w ten sposób opalizujące pancerzyki. Wystarczyło je następnie wymieszać z przezroczystą farbą, by uzyskać farbę opalizującą. Można w ten sposób uzyskać zarówno opalizujący lakier samochodowy, jak i kosmetyki. Za pomocą pancerzyków okrzemków możliwe jest też tworzenie holograficznych kodów zabezpieczających np. karty kredytowe. Jedynym problemem, nad jakim zastanawiają się naukowcy, jest znalezienie takich substancji odżywczych, które spowodują, że okrzemki wytworzą pancerzyki o takich właściwościach, jakie w danej chwili będą potrzebne. Profesor Parker jest jednak dobrej myśli. Uważa, że w ciągu dwóch lat opracowana przez niego technologia będzie gotowa do zastosowania w przemyśle.