Znajdź zawartość
Wyświetlanie wyników dla tagów 'pole magnetyczne' .
Znaleziono 33 wyników
-
Po dziesięcioleciach udało się odkryć ambipolarne (dwukierunkowe) pole elektryczne Ziemi. To słabe pole elektryczne naszej planety, które jest tak podstawową jej cechą jak grawitacja czy pola magnetyczne. Hipoteza o istnieniu takiego pola pojawiła się ponad 60 lat temu i od tamtego czasu poszukiwano tego pola. Jest ono kluczowym mechanizmem napędzającym „wiatr polarny”, czyli ucieczkę naładowanych cząstek z ziemskiej atmosfery w przestrzeń kosmiczną. Ma ona miejsce nad ziemskimi biegunami. „Wiatr polarny” został odkryty w latach 60. XX wieku. Od samego początku naukowcy uważali, że jego siłą napędową jest nieznane pole elektryczne. Uważano, że jest ono generowane w skali subatomowej i jest niezwykle słabe. Przez kolejnych kilkadziesiąt lat ludzkość nie dysponowała narzędziami, które mogły zarejestrować takie pole. W 2016 roku Glyn Collinson i jego zespół z Goddars Space Flight Center zaczęli pracować nad instrumentami zdolnymi do zmierzenia ambipolarnego pola elektrycznego. Stworzone przez nich urządzenia oraz metoda pomiaru zakładały przeprowadzenie badań za pomocą rakiety suborbitalnej wystrzelonej z Arktyki. Badacze nazwali swoją misję Endurance, na cześć statku, którym Ernest Shackleton popłynął w 1914 roku na swoją słynną wyprawę na Antarktykę. Rakietę postanowiono wystrzelić ze Svalbardu, gdzie znajduje się najbardziej na północ wysunięty kosmodrom. Svalbard to jedyny kosmodrom na świecie, z którego można wystartować, by przelecieć przez wiatr polarny i dokonać koniecznych pomiarów, mówi współautorka badań, Suzie Imber z University of Leicester. Misja Endurance została wystrzelona 11 maja 2022 roku. Rakieta osiągnęła wysokość 768,03 km i 19 minut później spadła do Morza Grenlandzkiego. Urządzenia pokładowe zbierały dane przez 518 kilometrów nabierania wysokości i zanotowały w tej przestrzeni zmianę potencjału elektrycznego o 0,55 wolta. Pół wolta to tyle co nic, to napięcie baterii w zegarku. Ale to dokładnie tyle, ile trzeba do napędzenia wiatru polarnego, wyjaśnia Collinson. Generowane pole elektryczne oddziałuje na jony wodoru, które dominują w wietrze polarnym, z siłą 10,6-krotnie większą niż grawitacja. To więcej niż trzeba, by pokonać grawitację. To wystarczająco dużo, by wystrzelić jony z prędkością naddźwiękową prosto w przestrzeń kosmiczną, dodaje Alex Glocer z NASA. Pole napędza też cięższe pierwiastki, jak jony tlenu. Z badań wynika, że dzięki obecności tego pola elektrycznego jonosfera jest na dużej wysokości o 271% bardziej gęsta, niż byłaby bez niego. Mamy tutaj rodzaj taśmociągu, podnoszącego atmosferę do góry, dodaje Collinson. Pole to nazwano ambipolarnym (dwukierunkowym), gdyż działa w obie strony. Opadające pod wpływem grawitacji jony ciągną elektrony w dół, a w tym samym czasie elektrony – próbując uciec w przestrzeń kosmiczną – ciągną jony w górę. Wskutek tego wysokość atmosfery zwiększa się, a część jonów trafia na wystarczającą wysokość, by uciec w przestrzen kosmiczną w postaci wiatru polarnego. Odkrycie ambipolarnego pola elektrycznego otwiera przed nauką nowe pola badawcze. Jest ono bowiem, obok grawitacji i pola magnetycznego, podstawowym polem energetycznym otaczającym naszą planetę, wciąż wpływa na ewolucję naszej atmosfery w sposób, który dopiero teraz możemy badać. Co więcej, każda planeta posiadająca atmosferę powinna mieć też ambipolarne pole elektryczne. Można więc będzie go szukać i badać na Marsie czy Wenus. « powrót do artykułu- 1 odpowiedź
-
- 1
-
-
- ambipolarne pole elektryczne
- Ziemia
- (i 2 więcej)
-
Intensywność pola magnetycznego Ziemi zmniejsza się od około 200 lat. Proces ten przebiega na tyle szybko, że niektórzy naukowcy ogłosili, iż w ciągu 2000 lat dojdzie do zamiany biegunów magnetycznych. Przebiegunowanie mogłoby spowodować, że przez kilka tysięcy lat Ziemia byłaby gorzej chroniona przed szkodliwym promieniowaniem kosmicznym i słonecznym. To z kolei doprowadziłoby do poważnych zakłóceń i awarii sprzętu elektronicznego, wzrostu przypadków zachorowań na nowotwory i zwiększenia się liczby mutacji genetycznych. Niewykluczone, że ucierpiałyby też te gatunki zwierząt, które w swoich migracjach orientują się wedle pola magnetycznego. Naukowcy z MIT-u opublikowali na łamach PNAS artykuł opisujący wyniki ich badań nad stanem pola magnetycznego planety. Ich zdaniem przebiegunowanie nie grozi nam w najbliższym czasie. Uczeni obliczyli średnią intensywność stabilnego ziemskiego pola magnetycznego na przestrzeni ostatnich 5 milionów lat i odkryli, że obecnie pole to jest dwukrotnie bardziej intensywne niż średnia z tego okresu. To oznacza, że minie jeszcze sporo czasu, zanim pole magnetyczne planety stanie się niestabilne i dojdzie do przebiegunowania. To olbrzymia różnica, czy dzisiejsze pole magnetyczne jest takie jak średnia długoterminowa czy też jest powyżej średniej. Teraz wiemy, że nawet jeśli intensywność pola magnetycznego Ziemi się zmniejsza to jeszcze przez długi czas będzie się ono znajdowało w bezpiecznym zakresie - mówi Huapei Wang, główny autor badań. Z innych badań wiemy, że w przeszłości wielokrotnie dochodziło do przebiegunowania naszej planety. Jest to jednak proces bardzo nieregularny. Czasami przez 40 milionów lat nie było przebiegunowania, a czasem bieguny zmieniały się 10-krotnie w ciągu miliona lat. Średni czas pomiędzy przebiegunowaniami wynosi kilkaset tysięcy lat. Ostatnie przebiegunowanie miało miejsce około 780 000 lat temu, zatem średnia już została przekroczona - dodaje Wang. Sygnałem nadchodzącego przebiegunowania jest znaczący spadek poniżej średniej długoterminowej intensywności pola magnetycznego. To wskazuje, że stanie się ono niestabilne. Zarówno z badań terenowych jak i satelitarnych mamy dobre dane dotyczące ostatnich 200 lat. Mówiąc o przeszłości musimy opierać się na mniej pewnych szacunkach. Grupa Wanga zdobywała informacje o przeszłości ziemskiego pola magnetycznego badając skały wyrzucone przez wulkany na Galapagos. To idealne miejsce, gdyż wyspy położone są na równiku. Stabilne pole magnetyczne jest dipolem, jego intensywność powinna być taka sama na obu biegunach, a na równiku powinna być o połowę mniejsza. Wang stwierdził, że jeśli pozna historyczną intensywność pola magnetycznego na równiku i na biegunach uzyska dokładne dane na temat średniej historycznej intensywności. Sam zdobył próbki z Galapagos, a próbki z Antarktyki dostarczyli mu naukowcy ze Scripps Institution of Oceanography. Naukowcy najpierw zmierzyli naturalny magnetyzm skał. Następnie podgrzali je i ochłodzili w obecności pola magnetycznego i zmierzyli ich magnetyzm po ochłodzeniu. Naturalny magnetyzm skał jest proporcjonalny do pola magnetycznego, w którym stygły. Dzięki eksperymentom naukowcy byli w stanie obliczyć średnią historyczną intensywność pola magnetycznego. Wynosiła ona około 15 mikrotesli na równiku i 30 mikrotesli na biegunach. Dzisiejsza intensywność wynosi zaś, odpowiednio, 30 i 60 mikrotesli. To oznacza, że dzisiejsza intensywność jest nienormalnie wysoka i jeśli nawet ona spadnie, to będzie to spadek do długoterminowej średniej, a nie ze średniej do zera, stwierdza Wang. Uczony uważa, że naukowcy, którzy postulowali nadchodzące przebiegunowanie opierali się na wadliwych danych. Pochodziły one z różnych szerokości geograficznych, ale nie z równika. Dopiero Wang wziął pod uwagę dane z równika. Ponadto odkrył, że w przeszłości źle rozumiano sposób, w jaki w skałach pozostaje zapisana informacja o ziemskim magnetyzmie. Z tego też powodu przyjęto błędne założenie. Uznano, że gdy poszczególne ferromagnetyczne ziarna w skałach ulegały schłodzeniu spiny elektronów przyjmowały tę samą orientację, z której można było odczytać intensywność pola magnetycznego. Teraz wiemy, że jest to prawdą ale tylko do pewnej ograniczonej wielkości ziaren. Gdy są one większe spiny elektronów w różnych częściach ziarna przyjmują różną orientację. Wang opracował więc metodę korekty tego zjawiska i zastosował ją przy badaniach skał z Galapagos. Wang przyznaje, że nie wie, kiedy dojdzie do kolejnego przebiegunowania. Jeśli założymy, że utrzyma się obecny spadek, to za 1000 lat intensywność pola magnetycznego będzie odpowiadała średniej długoterminowej. Wówczas może zacząć się zwiększać. Tak naprawdę nie istnieje sposób, by przewidzieć, co się stanie. Proces magnetohydrodynamiczny ma bowiem chaotyczną naturę". « powrót do artykułu
-
Jak wrócić do domu, gdy się jest małą mrówką i mieszka na pustyni? Można korzystać z polaryzacji światła słonecznego, liczenia kroków czy dwutlenku węgla wydychanego przez owady w gnieździe. Okazuje się też, że w wyjątkowych sytuacjach udaje się skorzystać ze wskazówek magnetycznych i wibracyjnych. Naukowcy z Instytutu Ekologii Chemicznej Maxa Plancka w Jenie przeprowadzili eksperymenty na mrówkach z rodzaju Cataglyphis w ich naturalnym środowisku w Tunezji i Turcji. Wyniki studium ukazały się w pismach PLoS ONE i Current Biology. Niemcy sprawdzali, czy przy braku wskazówek innego rodzaju mrówki posłużą się magnetyzmem i drganiami. Jak ujawnia doktorantka Cornelia Buehlmann, dokładnie tak było. Wytrenowane C. noda bez problemu wskazywały swoje gniazdo, kiedy przed wejściem do niego zamontowano zasilane bateriami urządzenie wibracyjne. By wykluczyć elektromagnetyczny wpływ urządzenia, umieszczono je też w taki sposób, że nie miało kontaktu z gruntem. Wtedy wytrenowane mrówki zachowywały się tak samo jak ich towarzyszki z grupy kontrolnej - poruszały się bez celu. Jeśli nad gruntem w pobliżu wejścia do gniazda umieszczono dwa silne magnesy neodymowe, które wytwarzały pole o natężeniu ok. 21 militesli (pole magnetyczne Ziemi wynosi, dla porównania, 0,041 militesli), mrówki znowu bez problemu trafiały do domu. Nie wiadomo, który ze zmysłów mrówki wykorzystują, orientując się na podstawie sztucznego pola magnetycznego wokół gniazda. To nie oznacza, że mrówki mają narząd czuciowy do wykrywania pól magnetycznych. Ich zachowanie może również być wynikiem zmienionych wzorców komunikacji elektrycznej między neuronami, które owady zapamiętują. Co ciekawe, reakcja pojawia się, choć w naturze C. noda nie spotkają się raczej ani z drganiami, ani z silnymi magnesami. Jak widać, przystosowując się do nieprzyjaznych życiu środowisk, mrówki mogą polegać na wszystkich zmysłach. Zamieszkujące tunezyjskie pustynie solne mrówki Cataglyphis fortis polegają na zapachu gniazda. Podczas eksperymentów poruszały się pod wiatr (czyli jakby wzdłuż "śladu" dwutlenku węgla z gniazda), jeśli stężenie CO2 nie było zbyt wysokie i odpowiadało poziomowi występującemu zwykle wokół norki. Jak jednak rozpoznać własne gniazdo, skoro bez względu na kolonię owady wydzielają taki sam gaz? Niemcy wyjaśniają, że mrówki polegają głównie na integracji trasy - polaryzacji światła i liczeniu kroków. Gdy mrówki przeniesiono w pobliże gniazda po tym, jak udały się do źródła pokarmu, unikały podążania za wyziewami z własnej norki, bo nie pasowała im liczba kroków.
-
Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda są pierwszymi, którzy uzyskali system składający się z „zaprojektowanych elektronów“. Pozwala to na dobranie właściwości elektronów, a w przyszłości umożliwi stworzenie nowych typów materiałów. Sercem wszystkich dzisiejszych technologii jest zachowanie się elektronów w materiale. Teraz jesteśmy w stanie dobrać podstawowe właściwości elektronów tak, by zachowywały się one w sposób rzadko spotykany w zwykłych materiałach - mówi profesor Hari Manoharan. Pierwszym stworzonym w ten sposób materiałem jest struktura w kształcie plastra miodu, zainspirowana grafenem. Naukowcy nazwali ją „molekularnym grafenem“. Uczeni za pomocą skaningowego mikroskopu elektronowego umieszczali pojedyncze molekuły tlenku węgla na idealnie gładkiej powierzchni miedzi. Węgiel odpychał wolne elektrony z atomów miedzi i zmuszał je do utworzenia heksagonalnej struktury, w której miały właściwości podobne do elektronów w grafenie, czyli zachowywały się tak, jakby nie miały masy. Aby odpowiednio dobrać ich właściwości uczeni przesuwali molekuły CO, co zmieniało symetrie przepływu elektronów. W pewnych ustawieniach zachowywały się one tak, jakby były wystawione na działanie pola elektrycznego bądź magnetycznego. Inne ułożenie molekuł umożliwiało np. na precyzyjne dobranie gęstości elektronów na powierzchni. Możliwe było też wyznaczenie obszarów, na których elektrony zachowywały się tak, jakby posiadały masę. Jedną z najbardziej niesamowitych rzeczy, którą osiągnęliśmy jest spowodowanie, by elektrony zachowywały się tak, jakby znajdowały się w silnym polu magnetycznym, podczas gdy w rzeczywistości nie ma żadnego pola - stwierdza Manoharan. Dzięki teorii opracowanej przez współautora badań, którym jest Francisco Guinea z Hiszpanii, naukowcy byli w stanie obliczyć, jak ułożyć atomy węgla, by elektrony zachowywały się jak zostały poddane polu magnetycznemu do 60 tesli. To nowe pole do badań dla fizyki. Grafen molekularny to pierwsza z wielu możliwych struktur. Sądzimy, że nasze badania pozwolą na stworzenie nowych przydatnych w elektronice materiałów - mówi Manoharan.
-
Międzynarodowy zespół uczonych wpadł na trop rewolucyjnej, niespodziewanej metody zapisu danych na dyskach twardych. Pozwala ona na setki razy szybsze przetwarzanie informacji niż ma to miejsce we współczesnych HDD. Naukowcy zauważyli, że do zapisu danych wystarczy jedynie ciepło. Dzięki temu będzie ona zachowywana znacznie szybciej i zużyje się przy tym mniej energii. Zamiast wykorzystywać pole magnetyczne do zapisywania informacji na magnetycznym nośniku, wykorzystaliśmy znacznie silniejsze siły wewnętrzne i zapisaliśmy informację za pomocą ciepła. Ta rewolucyjna metoda pozwala na zapisywanie terabajtów danych w ciągu sekundy. To setki razy szybciej niż pracują obecne dyski. A jako, że nie trzeba przy tym wytwarzać pola magnetycznego, potrzeba mniej energii - mówi fizyk Thomas Ostler z brytyjskiego University of York. W skład międzynarodowego zespołu, który dokonał odkrycia, wchodzili uczeni z Hiszpanii, Szwajcarii, Ukrainy, Rosji, Japonii i Holandii. Doktor Alexey Kimel z Instytutu Molekuł i Materiałów z Uniwersytetu w Nijmegen mówi: Przez wieki sądzono, że ciepło może tylko niszczyć porządek magnetyczny. Teraz pokazaliśmy, że w rzeczywistości jest ono impulsem wystarczającym do zapisania informacji na magnetycznym nośniku. Uczeni wykazali, że bieguny w domenach magnetycznych na dysku można przełączać nie tylko za pomocą pola magnetycznego generowanego przez głowicę zapisująco-odczytującą, ale również dzięki ultrakrótkim impulsom cieplnym.
-
Wiadomo już, czemu wiele osób w czasie wykonywania rezonansu magnetycznego lub podczas wyciągania ze skanera doświadcza oczopląsu. Silne pole magnetyczne wprawia w ruch endolimfę wypełniającą kanały błędnika (Current Biology). Wskutek ruchów cieczy w uchu wewnętrznym pacjenci mają wrażenie spadania lub nieoczekiwanych, chwiejnych ruchów. Zespół z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa, który pracował pod kierownictwem Dale’a C. Robertsa, umieścił w aparacie MRI 10 osób ze zdrowym błędnikiem i 2 z błędnikiem niedziałającym w skanerze. Skupiano się nie tylko na autoopisie dot. zawrotów głowy, ale również na nystagmusie, czyli niezależnych od woli poziomych drganiach gałek ocznych (in. nazywanych oczopląsem położeniowym). Ponieważ wskazówki wzrokowe mogą je stłumić, eksperyment przeprowadzano w ciemnościach. Nagrania z kamery noktowizyjnej pokazały, że nystagmus wystąpił u wszystkich zdrowych badanych, nie pojawił się zaś u pozostałej dwójki. Sugeruje to, że (zdrowy) błędnik odgrywa kluczową rolę w zawrotach głowy w skanerze MRI. Amerykanie zastanawiali się, jak natężenie pola magnetycznego wytwarzanego przez skaner wpływa na błędnik, dlatego ochotników umieszczano na różne okresy w aparatach o niejednakowych parametrach technicznych. Przyglądano się oczopląsowi położeniowemu podczas wkładania i wyjmowania ze skanera (i to zarówno podczas wkładania i wyjmowania tradycyjną drogą, jak i od tyłu tuby). W ten sposób oceniano wpływ kierunku pola magnetycznego na wrażenia ochotników. Silniejsze pole magnetyczne wywoływało znacznie szybszy nystagmus. Ruchy gałek ocznych utrzymywały się cały czas, bez względu na długość sesji. Kierunek ruchu oczu zmieniał się w zależności od drogi wprowadzania/wyciągania człowieka ze skanera (czyli kierunku pola). Zespół Robertsa uważa, że oczopląs położeniowy to rezultat wzajemnych oddziaływań między prądami elektrycznymi przepływającymi przez endolimfę a polem magnetycznym. Siła Lorentza wpływa na ruch ładunków elektrycznych w uchu wewnętrznym, odbierany przez komórki zmysłowe jako pobudzenie. Akademicy z Uniwersytetu Johnsa Hopkinsa sądzą, że ich odkrycia mogą zmienić interpretację wyników uzyskanych za pomocą funkcjonalnego rezonansu magnetycznego. Ich autorzy analizują przepływ krwi w mózgu pod wpływem określonych zadań, tymczasem okazuje się, że skaner jako taki wzmacnia aktywność związaną z ruchem i równowagą. Wykazaliśmy, że nawet gdy sądzimy, że nic się w mózgu nie dzieje, kiedy ochotnicy znajdują się w aparacie, w rzeczywistości dzieje się dużo, ponieważ samo MRI wywołuje jakiś efekt – podsumowuje Roberts, dodając, że niewykluczone, iż silne pole skanera do rezonansu magnetycznego przyda się otolaryngologom jako bardziej komfortowa metoda badania błędnika (alternatywa dla standardowej elektronystagmografii).
-
Multishot Magnet bliski osiągnięcia natężenia 100 tesli
KopalniaWiedzy.pl dodał temat w dziale Astronomia i fizyka
Naukowcy z Los Alamos National Laboratory ustanowili nowy rekord natężenia pola magnetycznego uzyskanego za pomocą magnesów, które nie ulegają zniszczeniu podczas wytwarzania takiego pola. Najpierw, 18 sierpnia, osiągnęli natężenie rzędu 92,5 tesli, bijąc niemiecki rekord, który wynosił 91,4 tesli, a następnego dnia uzyskali na krótką chwilę pole o natężeniu 97,4 tesli. Możliwość uzyskania impulsów pola magnetycznego o niezwykle wysokim natężeniu pozwala na przeprowadzenie wielu istotnych eksperymentów z dziedziny materiałoznawstwa. Co prawda wcześniej uzyskiwano już znacznie większe natężenia pola magnetycznego, ale albo używano przy tym magnesów, które natychmiast ulegały zniszczeniu, albo też wykorzystywano materiały wybuchowe, co wykluczało prowadzenie innych eksperymentów. Teraz powstał system, który jest zdolny do wielokrotnego generowania pola o silnym natężeniu magnetycznym. Będzie on świetnym uzupełnieniem systemu magnesów z Florydy, które przez długi czas potrafią generować pole o natężeniu 25 tesli. Uczeni z Los Alamos myślą o przekroczeniu „magicznej" granicy 100 tesli, do osiągnięcia której od wielu lat dążą zespoły w Niemiec, Chin, Francji czy Japonii. Potężne pola magnetyczne pozwalają na „zajrzenie" w głąb materiałów i poznanie ich właściwości kwantowych. Multishot Magnet z Los Alamos zasilany jest przez generator o mocy 1,4 gigawata, a w jego zwojach płynie prąd o energii przekraczającej 100 megadżuli. -
Satelita odkrył antyprotony uwięzione przez pole magnetyczne Ziemi. To kolejne, po pozytronach, cząsteczki antymaterii otaczające naszą planetę. Naładowane cząsteczki bez przerwy penetrują atmosferę, zderzając się z obecnymi tam cząsteczkami. W wyniku kolizji powstają nowe cząsteczki, z których wiele uwięzionych jest w pasach Van Allena. Pasy te to dwa półkoliste obszary naładowanych cząsteczek, otaczające Ziemię. Składają się one głównie z elektronów i protonów. Już wcześniej odkryto tam też pozytrony, czyli odpowiedniki elektronów z antymaterii. Teraz narzędzie PAMELA, znajdujące się na pokładzie rosyjskiego satelity, trafiło na ślad antyprotonów, które są niemal 2000 razy cięższa od pozytronów. O odkryciu poinformował Piergiorgio Picozza z Uniwersytetu Roma Tor Vergata. Pomiędzy lipcem 2006 a grudniem 2008 PAMELA odkryła 28 antyprotonów uwięzionych w polu magnetycznym Ziemi nad biegunem południowym. Jako, że PAMELA bada jedynie niewielki fragment pola, można przypuszczać, że antyprotonów są miliardy. To interesujące, że pole magnetyczne Ziemi działa podobnie do pułapek magnetycznych, które wykorzystujemy w laboratorium - mówi Rolf Landua z CERN-u. Alessandro Bruno z Uniwersytetu w Bari uważa, że antymateria uwięziona przez pole magnetyczne Ziemi może pewnego dnia posłużyć jako paliwo dla pojazdów kosmicznych. Podczas interakcji pomiędzy materią a antymaterią dochodzi do produkcji energii, a proces ten jest bardziej efektywny niż fuzja zachodząca we wnętrzu Słońca. To najbardziej obfite źródło antyprotonów w pobliżu Ziemi. Kto wie, może pewnego dnia pojazd kosmiczny wystrzelony z Ziemi zostanie zatankowany w tym obszarze protonami i uda się w dalszą podróż - mówi Bruno.
-
Zwierzęta polegają na polu magnetycznym Ziemi. Ptaki wykorzystują je podczas przelotów, krowy ustawiają się jak kompas w linii północ-południe, a lisy podczas polowania niemal zawsze skaczą na ofiarę w kierunku nieco odchylonym od linii północ-południe. Teraz po przeszczepieniu muszkom owocowym białka z ludzkiej siatkówki także okazało się, że może ono wyczuwać pole magnetyczne naszej planety. Czy to oznacza, że dysponujemy niezauważoną dotąd umiejętnością? U zwierząt za wyczuwanie pola magnetycznego Ziemi odpowiadają światłoczułe reakcje angażujące kryptochrom (fotoreceptor światła niebieskiego). Wcześniej naukowcy ze Szkoły Medycznej University of Massachusetts, autorzy najnowszego studium, zauważyli, że także u muszek owocowych kryptochrom może działać jako światłozależny czujnik magnetyczny. Mając to wszystko na uwadze, zespół postanowił sprawdzić, czy ludzki kryptochrom 2 (hCRY2) wykazuje podobne właściwości. Dr Steven Reppert, Lauren Foley i dr Robert Gegear stworzyli transgeniczny model muszki, u którego nie występował kryptochrom Drosophila, dochodziło za to do ekspresji hCRY2. Amerykanie wykazali, że transgeniczne owady były w stanie wyczuć i zareagować na pole magnetyczne generowane przez cewkę elektryczną (było to zachowanie zależne od światła). Naukowcy uważają, że udało im się zademonstrować, że hCRY2 ma molekularną możliwość spełniania funkcji magnetycznego systemu czujnikowego. W przyszłości ekipa chce przetestować zdolności magnetyczne ludzi, ale raczej w kontekście wpływu pola magnetycznego na widzenie niż na pozawzrokową nawigację w terenie.
-
Zbyt gęsta krew może uszkodzić naczynia krwionośne i zwiększyć prawdopodobieństwo zawału. Prof. Rongjia Tao, fizyk z Temple University, zauważył jednak, że krew można rozrzedzić, poddając ją działaniu pola magnetycznego (Physical Review E). Wcześniej ten sam naukowiec zasłynął jako pionier wykorzystania pól elektrycznych i magnetycznych do zmniejszania lepkości ropy w silnikach i rurociągach. Obecnie analogiczny mechanizm zastosowano, by rozrzedzić krew. Ponieważ hemoglobina czerwonych krwinek zawiera żelazo, włączając na około minutę pole magnetyczne (indukcja wynosiła 1,3 T, czyli mniej więcej tyle, co w przypadku aparatów do rezonansu), Tao był w stanie zmniejszyć lepkość krwi aż o 20-30%. Amerykanie przeprowadzili testy na próbkach krwi. Ustalili, że pole magnetyczne polaryzuje erytrocyty. Łączą się one w krótkie łańcuchy, co przyspiesza przepływ krwi. Jako że taki łańcuch jest większy od pojedynczej komórki, płynie środkiem, przez co zmniejsza się tarcie o ściany naczynia. Summa summarum krew staje się rzadsza i płynie swobodniej. Po wyłączeniu pola w ciągu kilku godzin dochodziło do przywrócenia pierwotnej lepkości. Tao tłumaczy, że manipulując natężeniem pola i długością pulsu, można zmieniać wielkość agregatów krwinek. Opisana forma magnetoreologii stanowi skuteczny sposób kontrolowania lepkości krwi w wybranym zakresie. Fizyk dodaje, że jego technika przewyższa obecnie stosowaną aspirynę pod wieloma względami. Po pierwsze, jest bezpieczniejsza. Po drugie, zapewnia powtarzalność. Co ważne, zmniejszenie lepkości nie wpływa na normalną funkcję erytrocytów, dzięki czemu nadal mogą wykonywać swoje zadania i dostarczać tkankom tlen.
-
Profesor Hynek Burda z Uniwersytetu Duiburg-Essen, który przed dwoma laty analizując na Google Maps pozycję stad pasących się krów odkrył, że zwierzęta te prawdopodobnie kierują się ziemskim polem magnetycznym, zauważył podobne zachowania u lisów. Na podstawie obserwacji tych zwierząt, które prowadził w Czechach, stwierdził, że podczas polowania niemal zawsze skaczą one na ofiarę w kierunku nieco odchylonym od linii północ-południe, zgodnie z położeniem bieguna magnetycznego. Zespół Burdy zanotował dwa rodzaje zachowania lisów w czasie polowań. Gdy zwierzę widzi ofiarę, skacze z każdej pozycji. Jednak gdy ofiara jest ukryta, to lis niemal zawsze wykonuje skok zgodnie z położeniem bieguna magnetycznego. Co więcej, w takim przypadku zwierzę dopada ofiarę w 72% przypadków. Gdy skacze w innym kierunku odsetek udanych ataków wynosi 18%. Burda skonsultował się z Johnem Philipsem z Virginia Tech, a ten zasugerował mu, że lisy mogą wykorzystywać pole magnetyczne do pomiaru odległości do ofiary, której przecież nie widzą. Obaj uczeni spekulują, że lisy starają się zawsze skakać na tę samą odległość. Ma im pomagać w tym "cień" na siatkówce, który jest najciemniejszy, gdy zwierzę patrzy w kierunku północnego bieguna magnetycznego. Lis podkrada się do ofiary, którą słyszy, tak długo, aż "cień" na siatkówce zgra się z miejscem, z którego dochodzi dźwięk. To daje mu pewność, że ofiara za każdym razem znajduje się w takiej samej odległości.
-
Nanotechnologom zależy na tym, by kiedyś w przyszłości móc wpływać na pojedyncze struktury i procesy zachodzące w komórce. Nanocząstki doskonale się do tego nadają, bo są małe i da się je zaprojektować pod wykonanie konkretnego zadania. Pobudzone przez pole elektromagnetyczne o częstotliwościach radiowych (RF) mogłyby np. stopić nić DNA, rozproszyć agregaty białek czy uszkodzić jądro. Nie wiadomo jednak, na co je w takich sytuacjach stać, bo do tej pory nie umiano zmierzyć ich temperatury. Specjaliści z Rensselaer Polytechnic Institute opracowali nową technikę określania wzrostu temperatury w pobliżu nanocząstek wzbudzonych polem magnetycznym o częstotliwościach radiowych. Jako czujniki wykorzystali fluorescencyjne kropki kwantowe. Zespół ustalił, że gdy nanocząstki były wzbudzone, mierzalny wzrost temperatury był taki sam, bez względu na to, czy czujniki po prostu zmieszano z nanocząstkami, czy powstało pomiędzy nimi wiązanie kowalencyjne (elektrony były współdzielone przez nanocząstki i kropki). Dokonywanie lokalnych pomiarów jest ważne, gdyż pokazuje ograniczenia ogrzewania RF, a przynajmniej unaocznia je w zakresie badanych częstotliwości – podsumowuje szefowa projektu Diana Borca-Tasciuc.
-
Naukowcy z amerykańskiego National Institute of Standards and Technology (NIST) i niemieckiego Physikalisch Technische Bundesanstalt (PTB) ocenili w warunkach bardzo zbliżonych do wymaganych podczas testów klinicznych przydatność atomowego czujnika magnetycznego do śledzenia pracy ludzkiego serca (Applied Physics Letters). Dotąd czujnik badano głównie w laboratoriach. Najnowszy eksperyment miał miejsce w berlińskiej siedzibie PTB, w budynku z najlepszym na świecie ekranowaniem magnetycznym. Umożliwia ono zablokowanie pola magnetycznego Ziemi oraz innych zewnętrznych źródeł. Gwarantuje to uzyskanie wiarygodnych i precyzyjnych pomiarów. Czujnik stworzony przez specjalistów z NIST to de facto niewielkie pudełko, w którym znajduje się ok. 100 mld atomów rubidu w stanie gazowym (laser podczerwieni małej mocy) oraz elementy optyczne. Urządzenie zmierzyło unikatową sygnaturę magnetyczną serca w pikoteslach. Podczas przełomowego badania naukowcy umieszczali czujnik 5 mm nad lewą częścią klatki piersiowej leżącej na plecach osoby. Sensor wychwycił słaby, ale regularny wzorzec cyklu pracy serca. Utrwalono go także dzięki nadprzewodnikowemu interferometrowi kwantowemu SQUID (ang. superconducting quantum interference device) i następnie porównano oba zapisy. Okazało się, że miniczujnik NIST poprawnie zmierzył cykl i zidentyfikował wiele typowych cech. Choć wygenerował więcej zakłóceń interferencyjnych, zdobywa przewagę dzięki temu, że może pracować w temperaturze pokojowej. SQUID potrzebuje zaś temperatury -296 °C i drogiej aparatury wspierającej. Czujnik magnetyczny skonstruowano w 2004 r., jednak dopiero 3 lata temu dodano do niego światłowód, który wykrywa sygnały świetlne pozwalające wnioskować o natężeniu pola magnetycznego. W okresie tym udało się również zminiaturyzować układ kontrolny. Najnowsze badania wskazują, że minisensory znajdą zastosowanie w magnetokardiografii, stanowiącej uzupełnienie bądź alternatywę dla tradycyjnego ekg. Zapewniają one stabilność pomiaru na czas dziesiątych części sekundy, co bez wątpienia przyda się w rozwijanej dopiero magnetorelaksometrii (ang. magnetorelaxometry, MRX), mierzącej odmagnesowanie magnetycznych nanocząstek. MRX jest wykorzystywana do lokalizowania, zliczania i obrazowania tego typu nanocząstek, które wprowadzono do tkanek w celach medycznych.
-
Ziemia, nasza planeta jest chroniona przed niebezpiecznym dla życia promieniowaniem kosmicznym i słonecznym dzięki swojemu polu magnetycznemu, które otula ją swoim kokonem. Naładowane elektrycznie cząstki „ześlizgują się" po liniach pola i omijają naszą planetę. To coś, za co powinniśmy być wdzięczni, bo nie wszystkie planety posiadają takie pole ochronne. Są też jednak planety, których pole magnetyczne jest znacznie silniejsze od ziemskiego. Na przykład Jowisz. To, co jest zaletą dla życia na planecie chronionej takim „polem siłowym", może być problemem dla kogoś z zewnątrz, kto zechce taką planetę zbadać. To dlatego, że takie pole samo jest źródłem silnego promieniowania. Na Jowiszu życia najpewniej nie ma, ale jego pole magnetyczne jest co najmniej kłopotliwe dla ziemskich misji badawczych. Promieniowanie, naładowane elektrycznie i rozpędzone cząsteczki, którymi „sieje" gazowy olbrzym i jego księżyce, to poważne zagrożenie dla delikatnej aparatury sond. Dlatego misja badawcza Juno planowana jest w szczególny sposób. Jowisza badała już misja Galileo w latach 1995-2003, ale nie wchodziła ona w obszar największego zagrożenia i dlatego jej elektronice wystarczała stosunkowo umiarkowana osłona. Trzeba też zauważyć, że w miarę postępu układy elektroniczne stają się coraz bardziej skomplikowane i podatne na zakłócenia. Sonda Juno będzie zmuszona przechodzić przez strefę największego promieniowania, wokół równika planety. Konieczna jest więc solidna osłona antyradiacyjna, która ochroni główny komputer, układy zarządzania energią, elektronikę przyrządów pomiarowych i drobniejsze układy. Całość zamknięta będzie w sześciennym „sejfie", którego każda ściana ma prawie metr kwadratowy powierzchni, centymetr grubości i 18 kilogramów wagi. Na materiał osłony wybrano tytan. Ołów stanowiłby co prawda lepszą osłonę, ale jest zbyt miękki, żeby przetrzymać wibracje startowe, z innymi materiałami trudno zaś pracować. Sama osłona to jednak mało, żeby serce i mózg sondy wytrzymały piętnastomiesięczną misję wokół Jowisza. Dlatego większość elektroniki wykonano nie z krzemu, ale z tantalu i wolframu. Wszystkie układy zapakowane są ciasno, aby chroniły się wzajemnie. Wszystkie połączenia i kable chronione są koszulkami z metalowego oplotu. Również trajektoria sondy projektowana jest tak, by zminimalizować ekspozycję na promieniowanie. Obecnie pancerna skrzynia, przez którą Juno nazywany jest żartobliwie „czołgiem" jest instalowana na swoim miejscu i poddawana wymagającym testom. Do startu pozostał jeszcze ponad rok, ale to wbrew pozorom nie jest dużo czasu. Do 5 sierpnia 2011 wszystko musi być przygotowane i sprawdzone setki razy, żeby zagwarantować powodzenie misji kosztującej 700 milionów dolarów.
-
W RPA odkryto najstarsze dowody istnienia pola magnetycznego Ziemi, tym samym początki jego istnienia cofnięto w czasie o 250 mln lat. W skałach dacytowych z gór otaczających miejscowość Barberton znaleziono bowiem charakterystycznie ułożone niewielkie minerały żelaza. Ich analiza wykazała, że 3,45 mld lat temu siła pola magnetycznego naszej planety była o wiele mniejsza niż obecnie. Profesor John Tarduno z University of Rochester opowiadał kolegom po fachu o swoich odkryciach na konferencji nt. nauk o Ziemi w Wiedniu. Wg niego, ok. 3,45 mld lat temu miał miejsce krytyczny okres, ponieważ to również wtedy pojawiły się pierwsze formy życia. Być może te dwa zjawiska są ze sobą powiązane. Amerykanie opracowali metodę badania magnetytów (drobinek minerału zaliczanego do grupy spineli żelazowych), które zostały uwięzione w kryształach skały wulkanicznej. W stygnącej lawie minerały żelaza orientują się w stosunku do pola magnetycznego. Ich pozycja ulega utrwaleniu, kiedy temperatura krzepnących skał spada poniżej 580 stopni Celsjusza. Tarduno uważa, że choć dzisiaj granica między magnetosferą a wiatrami słonecznymi znajduje się w odległości 10 promieni od centrum Ziemi, kiedyś mogła być zlokalizowana znacznie bliżej, bo w odległości 3-5 promieni. Oznaczałoby to, że w zamierzchłej przeszłości zorze występowały na mniejszych szerokościach geograficznych, gdyż więcej naładowanych cząstek słonecznych (protonów i elektronów) pokonywało pole magnetyczne naszej planety i zderzało się z cząstkami występującymi w atmosferze. Profesor zakłada także, że z atmosfery w szybszym - niż wcześniej zakładano - tempie zniknęła większa ilość lekkich pierwiastków, np. wodoru. Zespół dywaguje, że może to oznaczać, że na wczesnej Ziemi było w takim razie o wiele więcej wody. W Afryce, Indiach i Australii występują bardzo stare skały wulkaniczne. Ich wiek ocenia się na 3,6 mld lat. Tarduno nimi nie dysponuje, ale pozyskał młodsze skały osadowe, które zawierają minerały erodujące ze starożytnych skał, liczących sobie nawet 4 mld lat. Opracowujemy technologie i wierzymy, że potrafimy naprawdę odtworzyć utrwalone w nich pole magnetyczne.
-
Naukowcy z Children's Hospital of Philadelphia wykorzystali pola magnetyczne, aby dostarczyć zawierające żelazo nanocząsteczki do metalowych stentów w uszkodzonych naczyniach krwionośnych. Cząsteczki zawierały lekarstwa zapobiegające blokowaniu naczyń krwionośnych. Badania na zwierzętach wykazały, że metoda taka jest bardziej skuteczna niż standardowo wykorzystywane terapie. Robert J. Levy, główny autor badań, stwierdził, że nowa metoda może stać się główną techniką dostarczania leków i innych materiałów do określonych miejsc w organizmie. Ma ona bowiem tę zaletę, w porównaniu z tradycyjnymi sposobami, że pozwala na dostarczenie wyższych dawek leku, wielokrotne ich transportowanie oraz umożliwia przesłanie różnych leków i innych substancji do jednego stentu. Laboratorium Levy'ego wyprodukowało nanocząsteczki o średnicy 290 nanometrów. Były one zbudowane z biodegradowalnego polimeru pokrytego magnetytem. Najpierw w arteriach szczurów umieszczono stalowe stenty, a następnie dostarczono do nich nanocząsteczki z lekiem o nazwie paklitaksel. Następnie zwierzęta poddano działaniu pola magnetycznego przez pięć minut. Było ono 10-krotnie słabsze niż pole generowane przez urządzenia do rezonansu magnetycznego. Dzięki niemu nanocząsteczki przedostały się wgłąb stentu i do okolicznych tkanek. Grupie kontrolnej dostarczono nanocząsteczki w sposób tradycyjny. Po pięciu dniach zbadano obie grupy zwierząt i okazało się, że grupa, na której użyto pola magnetycznego, miała w okolicznych tkankach od 4 do 10 razy więcej nanocząsteczek. Ponadto po 14 dniach od podania pojedynczej dawki paklitakselu w nanocząsteczkach, u zwierząt poddawanych działaniu pola magnetycznego zauważono znacząco mniej przypadków ponownego zwężenia arterii.
-
Zaledwie po kilku dniach od udanego umieszczenia na orbicie satelity CryoSat-2 Earth Explorer, Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) zawarła umowę z firmą Eurockot na wystrzelenie dwóch kolejnych misji obserwacyjnych. Pierwsza z nich, pod nazwą Earth Explorer: Swarm, składać się będzie z trzech satelitów przeznaczonych do badań ziemskiego pola magnetycznego. W ramach serii Earth Explorer nad Ziemią krążą już trzy europejskie satelity. GOCE (Gravity field and steady-state Ocean Circulation Explorer) zajmuje się badaniem ziemskiego pola grawitacyjnego i cyrkulacji wodnej w oceanach, SMOS (Soil Moisture and Ocean Salinity) bada wilgotność gleby i poziom zasolenia oceanów, zadaniem CryoSat jest dostarczanie informacji na temat zmian grubości i obszaru polarnych czap lodowych. Satelity GOCE i SMOS zostały wystrzelone w marcu i listopadzie 2009 roku przez spółkę Eurockot. Misja CryoSat miała pierwotnie wystartować w 2005 ale wyniesienie satelity na orbitę się nie udało. Unowocześniona wersja została wystrzelona dopiero trzy dni temu przez firmę Kosmotras. Udana współpraca z Eurockotem skłoniła Europejską Agencję Kosmiczną do podpisania kontraktu na dwie kolejne misje: właśnie Swarm oraz jeszcze jedną, która zostanie dopiero wybrana. Podpisanie kontraktu odbyło się 9 kwietnia w niemieckim Bremen. Planowana data wystrzelenia satelitów Swarm to pierwsza połowa 2012 roku, planowane zaś miejsce to kosmodrom w rosyjskim Plesiecku. Eurockot GmbH to spółka firm: niemieckiej Astrium i rosyjskiej Khrunichev.
-
Naukowcy z Instytutu Ornitologii Maxa Plancka ustalili, że nocki duże (Myotis myotis) orientują się w ciemnościach dzięki ziemskiemu polu magnetycznemu i choć są aktywne głównie nocą, kalibrują swój kompas na podstawie położenia słońca podczas zachodu. Od lat 40. ubiegłego wieku wiedziano, że odtwarzając topografię najbliższego otoczenia, nietoperze posługują się echolokacją. Niektóre jednak wypuszczają się podczas polowań na odległość 20 km od swoich kryjówek. Ponadto często letnie i zimowe noclegownie są oddalone o ponad 50 km, a pewne znane chiropterologom gatunki migrują każdego roku na terenie Europy, pokonując nawet do 1000 km (!). Najnowsze badania ujawniły, że podczas dłuższych podróży nietoperze wykorzystują pole magnetyczne naszej planety. Naukowcy z Instytutu Ornitologii Maxa Plancka potwierdzili to na nockach. Oceniali ich zdolność odnalezienia drogi do domu, manipulując polem magnetycznym o zachodzie słońca. Richard Holland, Ivailo Borissov i Björn Siemers sprawdzali, czy nietoperze potrafią się zorientować w nieznanym terenie. Wyłapywali zatem latające ssaki i wypuszczali je 25 km od macierzystej jaskini. Śledzili trasę ich lotu za pomocą miniaturowych nadajników radiowych. Okazało się, że już po 1-3 km większość nietoperzy kierowała się w stronę miejsca zamieszkania. Byłem dość sceptyczny, że pierwsza część eksperymentu się powiedzie. Dlatego zrobiło na mnie duże wrażenie, że najszybsze nietoperze dotarły do jaskini zaledwie dwie godziny po wypuszczeniu – wyjawia Siemers. Na tym etapie badaczy najbardziej interesowała kwestia, czy nawigacja po nieznanej okolicy ma jakiś związek z polem magnetycznym, a jeśli tak, to czy – jak u migrujących ptaków – kalibracja kompasu zachodzi dzięki słońcu. Posługując się cewką Helmholtza, w przypadku połowy nietoperzy Niemcy zmienili o zachodzie słońca kierunki pola magnetycznego – w ten sposób północ stała się wschodem. W odróżnieniu od grupy kontrolnej, osobniki te skręcały o mniej więcej 90 stopni na wschód, zamiast lecieć na południe do jaskini. Na samym końcu naukowcy powtórzyli eksperyment nocą. Znów u połowy ssaków zamieniono kierunki pola magnetycznego, ale zrobiono to dopiero wtedy, gdy z nieba znikły jakiekolwiek ślady zachodu słońca. W takich warunkach wszystkie zwierzęta – zarówno z grupy eksperymentalnej, jak i kontrolnej – przemieszczały się w stronę jaskini. Nocki duże wykorzystują pozycję naszej gwiazdy jako najpewniejszy wskaźnik kierunku i kalibrują z nim pole magnetyczne, by posługiwać się tym później w nocy jak kompasem – tłumaczy Holland. Dla nietoperzy zachód jest tam, gdzie chowa się słońce, nieważne, co "mówi" pole magnetyczne. W danej lokalizacji złoża żelaza w skorupie ziemskiej mogą zaburzać pole magnetyczne, lepiej więc wybrać coś pewniejszego, nawet jeśli miałaby to być jedynie lekka poświata na widnokręgu...
-
Zespół pracujący pod kierownictwem Ji-Ping Huanga z Uniwersytetu Fudan w Szanghaju zaproponował teoretyczną "płynną czapkę-niewidkę". Pomysł Chińczyków może stać się składnikiem, ułatwiającym produkcję metamateriałów. Ji-Ping Huang proponuje umieścić w wodzie 10-nanometrowe kulki magnetytu pokryte 5-nanometrową warstwą srebra. Kulki należałoby połączyć za pomocą polimerowych łańcuchów, co zapobiegnie ich zbijaniu się w gromady. W normalnych warunkach takie kulki będą swobodnie unosiły się na powierzchni wody. Jeśli jednak poddamy je działaniu pola magnetycznego, cząstki spontanicznie ułożą się w łańcuchy, których długość będzie zależała od siły pola. Łańcuchy będą się przyciągały, tworząc szerokie kolumny. Łańcuchy i kolumny będą układały się wzdłuż kierunku linii pola magnetycznego. Jeśli będą zorientowane pionowo, wówczas uzyskają ujemny indeks refrakcji, zaginając światło w odwrotną stronę, niż dzieje się to w normalnych warunkach. Chińczycy przeprowadzili symulowane doświadczenia dla trzech długości światła czerwonego i podczerwonego. Inni specjaliści mówią, że zaprezentowana teoria jest przekonująca, ale to nadal teoria. Huang wraz z Xiang Zhangiem z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley pracują teraz nad stworzeniem płynnego metamateriału.
-
Implanty wysycone lekami są jedną z najbardziej obiecujących form leczenia wielu chorób. Są one wygodne i uwalniają pacjenta np. od przyjmowania licznych zastrzyków, lecz jest to, niestety, powiązane z brakiem kontroli nad dawkowaniem leku. Ta niekorzystna sytuacja może się jednak zmienić, bowiem zespół dr. Daniela Kohane'a z Children's Hospital Boston opracował metodę dozowania leku z wykorzystaniem pola magnetycznego. Urządzenie opracowane przez amerykańskich badaczy ma średnicę zaledwie 1 cm, dzięki czemu wszczepienie go do wnętrza organizmu nie stanowi żadnego problemu. Jego sercem jest komora wypełniona lekiem oraz nanocząstkami magnetytu - aktywnego magnetycznie minerału złożonego z tlenku żelaza (II) i żelaza (III). Zbiorniczek jest otoczony warstwą reagującego na ciepło żelu, pełniącego funkcję regulatora dawek przechowywanej substancji. W temperaturze odpowiadającej ciepłocie ciała żel uniemożliwia wyciek leku. Po przyłożeniu pola magnetycznego dochodzi jednak do rozgrzania drobin magnetytu, czego efektem jest chwilowe zaburzenie struktury żelowej membrany i powstanie porów ułatwiających ucieczkę leczniczego ładunku. Po wyłączeniu źródła pola magnetycznego błona zamyka się, a niewykorzystana dawka leku zostaje zamknięta we wnętrzu zbiornika. O potencjalnej przydatności implantu świadczą testy na zwierzętach, w których wykazano, że utrzymuje on swoją aktywność aż do 45 dni i pozwala na precyzyjne dozowanie zawartej w jego wnętrzu substancji. Temperatura jego aktywacji została przy tym dobrana tak, by nie uruchamiał się on np. w czasie gorączki, lecz jednocześnie nie stanowił zagrożenia dla organizmu podczas nagrzewania się. Przedstawiciele amerykańskich Narodowych Instytutów Zdrowia (NIH), sponsora badań nad terapeutycznym implantem, są pełni nadziei na dalszy rozwój wynalazku. Ich zdaniem ostateczne wersje urządzenia mogą być bardzo przydatne ze względu na możliwość precyzyjnego dawkowania leków oraz uwolnienia pacjentów od konieczności regularnego przyjmowania zastrzyków.
-
Północna i południowa zorza polarna nie zawsze są swoimi lustrzanymi odbiciami. Doktorzy Karl Laundal i Nikolai Østgaard z Uniwersytetu w Bergen dowodzą, że asymetryczne zorze to dowód istnienia nieobserwowanego dotąd zjawiska atmosferycznego (Nature). Zorza powstaje, gdy atomy i cząsteczki, przede wszystkim azotu i tlenu, emitują promieniowanie. Dochodzi do tego w wyniku zbombardowania przez elektrony i protony wysyłane podczas rozbłysków Słońca. Większość tych cząstek jest odbijana przez ziemską magnetosferę, lecz niektóre zostają przechwycone. Zaczynają się wtedy poruszać wzdłuż linii pola magnetycznego i wzbudzają cząsteczki w obszarach polarnych. Laundal i Østgaard wyjaśniają, że zakłada się, iż zorze północna i południowa będą swoimi lustrzanymi odbiciami, ponieważ protony i elektrony poruszają się wzdłuż symetrycznych linii pola magnetycznego. Norwegowie posłużyli się jednak zdjęciami satelitarnymi i odkryli asymetryczne zorze, których nie można wyjaśnić tylko i wyłącznie liniami pola magnetycznego. Naukowcy sądzą, że w grę wchodzą tzw. prądy międzypółkulowe, zjawisko opisane teoretycznie, lecz dotąd nieobserwowane. Prądy międzypółkulowe to przepływ elektronów generowany w jonosferze, zachodzący w różnych kierunkach na półkuli północnej i południowej.
-
Dzięki współpracy uniwersytetu Ryukoku oraz szkoły medycznej z Osaki powstały zdalnie sterowane kapsułki endoskopowe. Dotychczas lekarze nie byli w stanie kontrolować ruchów miniaturowego endoskopu po połknięciu go przez pacjenta. Japońscy naukowcy opracowali urządzenie, które generuje zmienne pole magnetyczne i wyposażyli kapsułkę w małe magnesy i rodzaj płetw. Dzięki generatorowi pola magnetycznego możliwe jest sterowanie prędkością przesuwania się kapsułki oraz kierunkiem, w którym się porusza. Standardowe wymiary urządzenia wynoszą 11 milimetrów średnicy i 26 milimetrów długości. Po wyposażeniu go w magnesy i płetwy zwiększają się one, odpowiednio, do 14 i 48 milimetrów. Dzięki urządzeniu możliwe będzie wykonanie np. szczegółowych badań żołądka. Wystarczy wypić wodę, w której kapsułka będzie mogła pływać. Przeprowadzono już eksperymenty, podczas których kapsułkę podano psu. Potwierdziły one, że pole magnetyczne nie wpływa na pracę kamery i przesyłanie obrazu. Sam obraz jest dobrej jakości, a prędkość i kierunek ruchu kapsułki można kontrolować.
-
W najnowszym numerze Nature Physics ukazał się artykuł, którego autorzy opisują, w jaki sposób wykorzystać laser do przyspieszenia 100 000 razy operacji odczytu i zapisu na dyskach twardych. Zespół z francuskiego Instytutu Chemii i Fizyki Materiałów pod przewodnictwem Jeana-Yvesa Bigota użył femtosekundowego lasera. Obecnie korzystamy z zapisu magnetycznego i mówimy o spintronice, czyli elektronice spinu. Nasza metoda to fotonika spinu, gdyż używamy fotonów do zmiany i odczytu spinu elektronów - wyjaśnia Bigot. Odczyt i zapis danych na współczesnych dyskach twardych odbywa się za pomocą pola magnetycznego i zmiany w spinie elektronów. Metoda ta jest jednak dość powolna. Francuzi udowodnili, że femtosekundowy laser pozwala na zmianę spinu elektronów, a tym samym, na znaczne przyspieszenie całej operacji. Niestety, w najbliższej przyszłość nie powinniśmy się spodziewać, że kupimy bardzo szybko działające dyski twarde. Femtosekundowe lasery to obecnie bardzo duże urządzenia o wymiarach około 30x10 centymetrów. Jednak wraz z postępującą miniaturyzacją mogą one w przyszłości stanowić część HDD. Zainteresowanie pracami Francuzów wyrazili już najwięksi producenci dysków twardych.
-
Analizy cegieł i zaprawy murarskiej francuskich budynków z IX i X wieku dostarczają ważnych informacji na temat pola magnetycznego Ziemi w tym okresie. Naukowcy z zespołu Annick Chauvin z Université de Rennes 1 zbadali próbki materiałów używanych do skonstruowania średniowiecznego zamku i 4 kościołów środkowozachodniej Francji. Ich wiek określono za pomocą datowania radiowęglowego zaprawy. Potem akademicy zajęli się cegłami, w których zachował się zapis siły pola magnetycznego w czasie, gdy zostały uformowane. Na podstawie właściwości zaprawy i cegieł ustalono, że pole magnetyczne było w średniowiecznej Francji najsilniejsze w 840 roku i wynosiło ok. 70 mikrotesli. Obecnie w opisywanym rejonie sięga ono 48 mikrotesli. Nowe dane paleomagnetyczne są bardzo ważne, ponieważ dotąd naukowcy dysponowali zaledwie kilkoma takimi pomiarami dla średniowiecznej Francji. Archeolodzy mogą się nimi posłużyć podczas szacowania wieku namagnetyzowanych artefaktów z regionu. Dzięki cegłom da się ocenić siłę pola magnetycznego, ale nie jego kierunek, gdyż po ostudzeniu były one przemieszczane – tłumaczy Chauvin.
-
Badacze z Lawrence Berkeley National Laboratory dowiedli, że pole elektryczne może posłużyć do przełączania stanów w multiferroikach. To z kolei umożliwi wykorzystanie w przyszłości tych materiałów do przechowywania danych zarówno za pomocą zjawisk magnetycznych jak i spintronicznych. Multiferroiki to materiały charakteryzujące się jednocześnie więcej niż jedną cechą materiałów ferroikowych. Ich cztery podstawowe właściwości to ferromagnetyzm, ferroelektryczność, ferroelastyczność i ferrotoroidalność. Najpierw jego zespół wzbogacił żelazian bizmutu o akceptory jonów wapnia, gdyż zwiększają one ilość prądu, który może przepłynąć przez BiFeO3. Spowodowało to powstanie pozytywnie naładowanych wakancji tlenowych. Po przyłożeniu pola elektrycznego, wakancje te stały się ruchome. Powędrowały do góry materiału, tworząc złącze typu n, a nieruchome jony wapnia utworzyły w dolnej części materiału złącze typu p. Po odwróceniu kierunku pola elektrycznego obszary p i n zamieniły się miejscami. Z kolei zastosowanie pola elektrycznego o średnim natężeniu pozwoliło na wykasowanie obszarów p i n. Na takiej samej zasadzie działają współczesne urządzenia CMOS, gdzie przyłożenie napięcia pozwala na kontrolowanie właściwości przepływu elektronów i zmienia oporność z wysokiej (izolator) na niską (przewodnik) - zauważa Ramesh. W typowym urządzeniu CMOS różnica w oporności obu stanów jest milionkrotna. W żelazianie bizmutu osiągnięto dotychczas tysiąckrotną różnicę pomiędzy stanami on i off. To i tak dwa razy więcej, niż najlepszy wynik uzyskany za pomocą pola magnetycznego. Wystarczy też, by urządzenia z żelazianu bizmutu działały.