Znajdź zawartość

Yale University udostępnił w sieci swoje archiwa i biblioteki. Z czasem każdy chętny będzie mógł oglądać miliony obiektów przechowywanych przez uczelnię. Obecnie w sieci udostępniono niemal 260 000 zdjęć, które może przeglądać dzięki specjalnie przygotowanemu katalogowi. Władze uczelni chcą w ten sposób jak najszerzej udostępnić kulturowe dziedzictwo, które ma ona w swoich zbiorach. Zdjęcia można dowolnie kopiować i używać bez żadnych ograniczeń. Niezwykle bogate zbiory Yale obejmują m.in. stelle z hieroglifami, rękopisy Mozarta, obrazy Williama Blake'a czy pochodzącą z XV wieku złotą rękojeść sztyletu z Jawy. Mimo, iż zbiór fotografii 260 tysięcy obiektów robi wrażenie, musimy pamiętać, że to tylko znikoma część kolekcji Yale. Uczelnia ta dysponuje bowiem jednymi z największych zbiorów na świecie. Warto wspomnieć, że samo tylko Peabody Museum of Natural History może pochwalić się 12 milionami obiektów. Z kolei Yale University Art Gallery i Yale Center for British Art szczyci się słynnymi zbiorami sztuki od czasów starożytnych po współczesne. Nie można pominąć też bibliotek Yale, które tworzą siódmy na świecie pod względem wielkości system biblioteczny. W 18 bibliotekach znajduje się ponad 10 milionów woluminów oraz olbrzymia liczba manuskryptów i dokumentów. Część kolekcji można obejrzeć na specjalnie przygotowanym pokazie slajdów.

W 50 lat po powstaniu lasera naukowcom z Yale University udało się zbudować pierwszy w historii antylaser. To urządzenie, w którym dochodzi do interferencji pomiędzy dwiema wiązkami światła w taki sposób, że idealnie się znoszą. Odkrycie przeciera drogę do powstania olbrzymiej liczby nowych technologii i postępu w wielu dziedzinach od optoelektroniki po radiologię. Już niemal przed rokiem fizyk z Yale A. Douglas Stone wraz z zespołem opublikowali teorię dotyczącą budowy antylasera, dowodząc, że można go stworzyć na bazie krzemu. Jednak dopiero teraz, po połączeniu sił z grupą pracującą pod kierunkiem Hui Cao udało się zbudować postulowany antylaser. Urządzenie nazwano doskonałym pochłaniaczem koherencyjnym (coherent perfect absorber - CPA). Naukowcy skupili we wnęce zawierającej plaster krzemu dwie wiązki laserowe o konkretnej częstotliwości. Krzem zadziałał jak "medium utraty", idealnie zestrajając wiązki tak, że zostały uwięzione we wnęce i odbijały się w niej tak długo, aż zostały zaabsorbowane i zamienione w ciepło. Stone uważa, że CPA będzie można w przyszłości wykorzystywać w roli optycznych przełączników, detektorów i innych komponentów komputerów optycznych. Uczony uważa również, że jego wynalazek trafi do radiologii, gdyż możliwe będzie dostrojenie go do konkretnej emisji elektromagnetycznej z wybranych regionów ciała i obrazowanie tkanek, które obecnie są niewidoczne. Teoretycznie CPA jest w stanie zaabsorbować 99,999% światła. Obecnie urządzenie absorbuje 99,4%, jednak jest to spowodowane ograniczeniami laboratoryjnymi i faktem, iż zbudowano na razie prototypowe urządzenie. Pierwsze CPA ma długość 1 centymetra, ale symulacje komputerowe dowodzą, iż możliwe jest zbudowanie antylasera o wielkości zaledwie 6 mikrometrów.

Cechy naszego wyglądu - nasz fenotyp - zależą jedynie od posiadanych przez nas genów, tak od zawsze twierdziły podręczniki genetyki. Mimo że wątpliwości co do tej wyłączności pojawiały się od dziesięcioleci, dopiero niedawno zyskały wsparcie dzięki klonowaniu zwierząt. Ku zdziwieniu bowiem naukowców, sklonowane osobniki różniły się od swoich „wzorców" posiadając na przykład odmienne umaszczenie. Dzięki naukowcom z Yale udało się zajrzeć w zaskakujący mechanizm, który wspiera geny w ich działaniu. Wskazówką były dziwne efekty u much pozbawionych proteiny Hsp-90. Podlegały one losowym i zaskakującym mutacjom, na przykład w miejsce oczu wyrastały im nogi. Hsp-90 ma uaktywniać inne białka do odpowiedzi na stres, ale stało się oczywiste, że pełni także inną rolę - chroni genom przed przypadkowymi i szkodliwymi zmianami. Początkowo przypuszczano, że po prostu Hsp-90 hamuje aktywność transpozonów (zwanych wędrującymi genami), czyli sekwencji DNA, które potrafią przemieszczać się w obrębie genomu. Mechanizm okazał się nieco bardziej skomplikowany: białko Hsp-90 blokuje zarówno powstawania, jak i ekspresję nowych wariantów genów, ale czyni to we współpracy z jeszcze jedną cząsteczką oraz tzw. Piwi-interacting RNA (piRNA). Współpraca Hsp-90 oraz piRNA wyjaśnia także zdolność niektórych prostych komórek (jak fibroblasty) do przekształcania się w komórki macierzyste. Może także stanowić klucz do wielu zagadek związanych z powstawaniem nowotworów i szkodliwych mutacji. Jak podsumowuje Haifan Lin, główny autor studium, musimy się jeszcze wiele nauczyć o sposobach, w jakich jesteśmy kształtowani przez nasze geny.

Komputery kwantowe - przyszłość informatyki, która brzmi bardziej niesamowicie, niż technologie z filmów science-fiction. Na drodze do ich realizacji zrobiono kolejny krok - użyto lasera do schłodzenia cząsteczek. Kwantowe komputery mają działać szybciej dzięki wykorzystaniu kwantowych bitów informacji, czyli kubitów. W tej roli uczeni obsadzali w swoich eksperymentach albo atomy, albo „sztuczne atomy". Czym jest sztuczny atom? To grupa wielu atomów, zachowująca się na poziomie kwantowym jak pojedynczy atom. I jedno, i drugie rozwiązanie ma wady: splątane atomy nie komunikują się ze sobą wystarczająco silnie na potrzeby obliczeń, sztuczne atomy spisują się tu doskonale, ale z powodu swojej masy sprawiają inny problem: zbyt łatwo poddają się zakłóceniom ze świata zewnętrznego. Czy nie da się znaleźć innego rozwiązania? Narzuca się wykorzystanie cząsteczek chemicznych, ale z różnych powodów również się to dotąd nie sprawdzało. Jeden z tych problemów właśnie rozwiązali naukowcy z Yale University: David DeMille, Edward Shuman i John Barry. Jeśli chcemy stworzyć kwantowy komputer, potrzebujemy możliwości manipulowania jego kubitami, a to jest trudne ponieważ każda manipulacja zakłóca ich stan kwantowy. Ponadto cząsteczki bez przerwy poruszają się, wibrują i obracają. Jak wiadomo, ruch cząsteczek to inaczej temperatura, jeśli chcemy cząsteczkę uciszyć, musimy obniżyć jej temperaturę blisko zera absolutnego, czyli -273,15 °C. Jak można schłodzić pojedynczą cząsteczkę? Udało się to zrobić z wykorzystaniem lasera. Wielu może zdziwić, w jaki sposób laser, kojarzony raczej z wysoką temperaturą można wykorzystać do chłodzenia? Promień lasera to najprościej mówiąc: strumień fotonów, które trafiając w cząsteczkę, poruszają nią. Jeśli cząsteczkę umieścimy pomiędzy dwoma przeciwległymi promieniami, to ograniczymy jej ruchy i przytrzymamy. A mniej ruchu to niższa temperatura. Chłodzenie laserem wykorzystywano już do pojedynczych atomów, ale nie stosowano wcześniej tej metody do cząsteczek, ponieważ mają one nieregularne kształty i zachowują się nieprzewidywalnie. Dlatego osiągnięcie zespołu DeMille'a jest takim sukcesem. Schłodzili oni niemal do zera absolutnego cząsteczkę monofluorku strontu, ale zamierzają ją rozwinąć i zastosować również do cząsteczek innych związków. To rewolucja - mówią autorzy. Technika znajdzie zastosowanie nie tylko przy konstruowaniu kwantowych komputerów, ale również do wielu innych eksperymentów. Jednym z nich jest uzyskanie efektu tunelowania kwantowego, ale przyda się również do precyzyjnych pomiarów struktury molekuł, czy wynajdywania nowych, nieznanych dotąd cząsteczek.

W tym roku mija pół wieku od skonstruowania pierwszego działającego lasera, przypomnijmy, że był to laser rubinowy, zbudowany przez Theodore'a Maimana. Zespół inżynierów z Uniwersytetu w Yale uczcił rocznicę w zaskakujący sposób: opublikował pomysł zbudowania... antylasera. Gdyby nie renoma placówki, można by pomyśleć, że to żart. Ale to całkiem poważna koncepcja. Jak mniej więcej każdy się orientuje, laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation - wzmocnienie światła poprzez wymuszoną emisję promieniowania) to urządzenie emitujące monochromatyczną (jednobarwną) i spójną (nierozproszoną) wiązkę światła. Koncepcja jego odwrotności, czyli antylasera, to urządzenie pochłaniające wiązkę światła o określonej długości fali (barwie). Pochłanianie wybranej długości światła pozwoliłoby na uzyskanie wąskiej „czarnej dziury" w spektrum światła, jak tłumaczy A. Douglas Stone, członek zespołu. Autorzy nazywają swój - na razie teoretyczny - wynalazek „spójnym absorberem doskonałym" (coherent perfect absorber) lub „laserem wstecznego czasu" (time-reversed laser). Jak mówi Marin Soljačić z MIT, znany ze słynnego opracowania sposobu na bezprzewodowe przekazywanie energii elektrycznej: zaskakujące, że przez pięć dekad nikt nie wpadł na taki prosty pomysł. Laser na dobre zawojował świat, znajdując tak wiele zastosowań, że trudno byłoby znaleźć dom, czy zakład pracy, gdzie nie znajdowałoby się kilka laserów. Antylaser nie ma może takiego potencjału, ale z pewnością znajdzie zastosowanie w kilku dziedzinach techniki, jak przełączniki optyczne w komputerach, dzięki możliwości natychmiastowej zmiany stanu z pochłaniającego światło na nieaktywny. Oczywiście, najpierw musi zostać skonstruowany i zbudowany naprawdę, dotychczas pozostaje jedynie pomysłem na papierze. Ale przecież również laser był początkowo jedynie śmiałym pomysłem Gordona Goulda i potrzeba było kilku lat, żeby stał się rzeczywistością. Zastosowania już czekają - teoretyczne studium naukowców z Yale wymienia kilka z nich w artykule w Physical Review Letters.

Naukowcy z Yale University wykazali, że wystarczy pojedyncza mutacja w komórce, by doszło do rozwoju nowotworu. Dotychczas większość specjalistów sądziła, że musi nastąpić nagromadzenie mutacji. Tymczasem zespół profesora Tian Xu wykazał, że mutacje umiejscowione w różnych komórkach "współpracują" ze sobą w celu rozwinięcia nowotworu. Jak mówią uczeni, to zła wiadomość, gdyż istnieje większe prawdopodobieństwo nagromadzenia się kancerogennych mutacji w tkance niż w pojedynczej komórce. Zespół z Yale badał wpływ stresu u muszek owocówek na ekspresję dwóch genów, o których wiadomo, iż biorą udział w rozwoju nowotworów u ludzi. Jeden z nich to RAS, mający związek z około 30% przypadków nowotworów. Drugi to tłumiący guza tzw. scribble, który po zmutowaniu zaczyna wspierać jego wzrost. Już wcześniej wykazano, że jeśli dojdzie do mutacji tylko jednego z nich, guz się nie rozwinie. Jeśli jednak w ramach pojedynczej komórki zmutują oba, dojdzie do zmian nowotworowych. Najnowsze badania Amerykanów przyniosły jednak złą wiadomość - udowodniły one, że jeśli w jednej komórce dojdzie do mutacji RAS, może rozwinąć się nowotwór jeśli w którejś z pobliskich komórek znajdzie się zmutowany scribble. Uczeni udowodnili też, że w sytuacjach stresowych wysyłane są sygnały rozpoczynające rozwój nowotworu. Wystarczy bowiem, by tkanka, w której znajduje się komórka ze zmutowanym RAS, została uszkodzona, a wspomniana komórka zamieni się w nowotworową. Odpowiedzialna jest w tym przypadku kinaza JNK, która jest związana z odpowiedzią organizmu na stres. Bardzo dużo mechanizmów może aktywować kinazę JNK: stres fizyczny, emocjonalny, infekcje, zapalenia. To kolejna zła wiadomość - powiedział Xu. Nowe odkrycia poszerzają naszą wiedzę o mechanizmie powstawania nowotworów, dzięki czemu umożliwią skuteczniejszą walkę z nimi. Zespół z Yale odkrył bowiem, że co prawda sygnały wysyłane przez JNK rozprzestrzeniają się między komórkami, jednak można je blokować.

Po raz pierwszy w historii udało się zbudować tranzystor złożony z jednej molekuły. Dokonali tego uczeni z Yale University oraz Instytutu Nauki i Technologii Gwangju z Korei Południowej. Amerykańsko-koreański zespół udowodnił, że podłączona do złota molekuła benzenu działa tak, jak krzemowy tranzystor. Byli w stanie manipulować stanami energetycznymi molekuły za pomocą napięcia, a dzięki temu mogli kontrolować prąd przepływający przez molekułę. Jednym z autorów najnowszego odkrycia jest profesor Mark Reed. Tranzystor z molekuły mógł powstać dzięki jego wcześniejszym badaniom, gdyż to on w latach 90. ubiegłego wieku udowodnił, że możliwe jest uwięzienie pojedynczej molekuły pomiędzy dwoma stykami elektrycznymi. Od tamtego czasu wraz z profesorem Takhee Lee opracowywał technikę, która pozwoliła im "zobaczyć" co się dzieje z taką molekułą. Opracowali też metody produkowania miniaturowych styków elektrycznych, zidentyfikowali molekuły, które mogą z nimi współpracować, dowiedzieli się w jaki sposób umieścić je pomiędzy stykami i jak podłączyć całość do prądu. Profesor Reed rozwiewa jednak nadzieje tych, którzy chcieliby w niedalekiej przyszłości zobaczyć urządzenia z molekularnymi tranzystorami. Nie skonstruujemy następnej generacji układów scalonych. Jednak po latach pracy osiągnęliśmy nasz cel i pokazaliśmy, że molekuły mogą działać jak tranzystory - mówi Reed. Od molekularnych komputerów, o ile te w ogóle powstaną, dzielą nas dziesiątki lat.