Skocz do zawartości
Forum Kopalni Wiedzy

Rekomendowane odpowiedzi

Mark Fromhold wraz z zespołem z University of Nottingham opracował teoretyczny model pokazujący, w jaki sposób urządzenia półprzewodnikowe mogą zamieniać dźwięk w światło o częstotliwości liczonej w terahercach. Takie światło umożliwia wykrywanie np. raka skóry zanim jeszcze ujawni się on na powierzchni. Przyda się ono również w systemach bezpieczeństwa.

Emisja terahercowa mieści się pomiędzy podczerwienią a mikrofalami. Fale takie przechodzą przez tworzywa sztuczne i włókna naturalne, ale są odbijane przez materiały wybuchowe i metal. Mogą zatem zastąpić kontrowersyjne skanery wykorzystywane obecnie na niektórych lotniskach, a pokazujące dokładny zarys ciała człowieka. Fale terahercowe reagują też na zmiany w tkankach wywołane np. rozwijającym się nowotworem.

Brytyjscy naukowcy pokazali matematyczny model tego, co dzieje się, gdy kryształy składające się z naprzemiennych warstw dwóch półprzewodników (np. arsenku galu i arsenku glinowo-galowego) zostaną poddane działaniu fali dźwiękowej o częstotliwości około 60 GHz.

W takich warunkach pojawia się skompresowana fala, która rozprzestrzenia się w krysztale, wyłapuje wolne elektrony i je ze sobą unosi. Jednak gdy amplituda fali przekracza pewną wartość to, jak wynika z opracowanego właśnie modelu, elektrony są uwalniane przez falę i zaczynają oscylować wokół siatki krystalicznej. Pojawia się zjawisko zwane oscylacjami Blocha, które jest zwykle obserwowane po przyłożeniu napięcia do kryształu.

Oscylujące elektrony działają jak dipole i emitują fotony o terahercowej częstotliwości.

Urządzenie wykorzystujące opisany przez Fromholda model musiałoby używać źródła dźwięku o wysokiej częstotliwości. Takie źródło już powstało i jest nim wynaleziony niedawno saser.

Najpoważniejszą przeszkodą w praktycznym zastosowaniu modelu Fremholda jest fakt, że używany półprzewodnik musi być schłodzony do temperatury 4,2 kelwinów, gdyż tylko to daje pewność, iż w półprzewodniku nie pojawią się wibracje spowodowane temperaturą, co zniszczyłoby oscylacje Blocha.

Prace Brytyjczyków chwali Arkadii Krokhin z University of North Texas: Wyliczenia są piękne. Pomysł zupełnie nowy. Nigdy nie słyszałem o zamienianiu dźwięku w terahercowe światło.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

fizycy budza mój skrajny podziw i... przerażenie.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jak mknę na wysokości lamperii, to widzę światełko w tunelu.

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Niezły pomysł... szkoda że tylko teoretyczny. Ale z drugiej strony - 4.2K to temperatura do jakiej chłodzony jest LHC - zatem 'można'. Gorzej jak te wyliczenia byłyby dla 0K :D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Tylko że dla zakresu terahercowego trafniej zamiast "światło" użyć "promieniowanie optyczne". Co to za "światło", którego nie widać  :D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Hehe, tak się składa że światła którego nie widać jest jakieś 98% zakresu całego widma :D

 

Większość stanowi podczerwień, ultrafiolet i promieniowanie gamma.

A to że my akurat jesteśmy tacy 'ułomni', że widzimy tylko wąski wycinek promieniowania elektromagnetycznego, to już inna sprawa ;)

 

Tym niemniej po części popieram - lepiej mówić o promieniowaniu/falach elektromagnetycznych w tym wypadku... W końcu mikrofal, fal telewizyjnych czy radiowych też nie przyjęło się nazywać światłem :D

Udostępnij tę odpowiedź


Odnośnik do odpowiedzi
Udostępnij na innych stronach

Jeśli chcesz dodać odpowiedź, zaloguj się lub zarejestruj nowe konto

Jedynie zarejestrowani użytkownicy mogą komentować zawartość tej strony.

Zarejestruj nowe konto

Załóż nowe konto. To bardzo proste!

Zarejestruj się

Zaloguj się

Posiadasz już konto? Zaloguj się poniżej.

Zaloguj się

  • Podobna zawartość

    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W ostatnich latach coraz częściej słyszymy o rosnącej liczbie nowotworów u osób przed 50. rokiem życia. Media częściej informują o takich przypadkach, szczególnie gdy nowotwór zostanie zdiagnozowany u osoby znanej. To zwiększone zainteresowanie nowotworami u ludzi młodych spowodowało wzrost liczby artykułów naukowych na ten temat oraz zmianę zaleceń dotyczących badań przesiewowych. Na przykład w USA zalecono, by badania pod kątem raka okrężnicy robić po 45., a raka piersi po 40. roku życia.
      Naukowcy z Harvard Medical School, Brigham and Women's Hospital oraz Dell Medical School postanowili sprawdzić, czy wzrost liczby zdiagnozowanych nowotworów u osób przed ukończeniem 50. roku życia związany jest ze wzrostem zachorowań czy też z poprawioną diagnostyką i większą liczbą badań.
      Naukowcy skupili się na 8 nowotworach, w przypadku których w USA od 1992 roku notuje się najszybszy wzrost diagnoz. Są to rak tarczycy, odbytu, nerki, jelita cienkiego, jelita grubego, endometrium, trzustki oraz szpiczak. W przypadku każdego z nich liczba diagnozowanych przypadków rośnie w tempie ponad 1% rośnie i łącznie od 1992 roku liczba diagnoz wzrosła dwukrotnie. Jednocześnie jednak liczba zgonów pozostała na tym samym poziomie. Wzrosła ona nieco w przypadku raka jelita grubego i endometrium, a pozostała stabilna lub nieco spadła w pozostałych przypadkach. To sugeruje, że zwiększona liczba diagnoz jest spowodowana leszymi metodami diagnostycznymi i większą liczbą badań, niż rzeczywistym wzrostem zachorowań.
      Najczęściej wykrywanym nowotworem u osób młodych jest rak piersi (liczba diagnoz rośnie tutaj w tempie 0,6% rocznie). Jednocześnie, pomimo częstszego identyfikowania tej choroby u kobiet poniżej 50. roku życia, śmiertelność spadła o około połowę.
      Podsumowując wyniki swoich badań, z którymi można zapoznać się na łamach JAMA Internal Medicine, autorzy stwierdzają, że te wcześniejsze diagnozy nie pozwalają stwierdzić, że mamy do czynienia z klinicznie istotnym wzrostem zachorowań. O ile w niektórych przypadkach wzrost ten może mieć znaczenie, to wydaje się on niewielki i ograniczony. Za większość wzrostu liczby diagnoz prawdopodobnie odpowiada zwiększenie liczby badań oraz diagnozy fałszywie pozytywne (to znany problem w diagnozie raka nerki i trzustki). Interpretowanie wzrostu wykrywalności jako epidemii nowotworów może prowadzić do niepotrzebnych badań, niepotrzebnego leczenie oraz do odwracania uwagi od innych, ważniejszych problemów zdrowotnych wśród młodych ludzi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      W ostatnich latach coraz częściej słyszymy o rosnącej liczbie nowotworów u osób przed 50. rokiem życia. Media częściej informują o takich przypadkach, szczególnie gdy nowotwór zostanie zdiagnozowany u osoby znanej. To zwiększone zainteresowanie nowotworami u ludzi młodych spowodowało wzrost liczby artykułów naukowych na ten temat oraz zmianę zaleceń dotyczących badań przesiewowych. Na przykład w USA zalecono, by badania pod kątem raka okrężnicy robić po 45., a raka piersi po 40. roku życia.
      Naukowcy z Harvard Medical School, Brigham and Women's Hospital oraz Dell Medical School postanowili sprawdzić, czy wzrost liczby zdiagnozowanych nowotworów u osób przed ukończeniem 50. roku życia związany jest ze wzrostem zachorowań czy też z poprawioną diagnostyką i większą liczbą badań.
      Naukowcy skupili się na 8 nowotworach, w przypadku których w USA od 1992 roku notuje się najszybszy wzrost diagnoz. Są to rak tarczycy, odbytu, nerki, jelita cienkiego, jelita grubego, endometrium, trzustki oraz szpiczak. W przypadku każdego z nich liczba diagnozowanych przypadków rośnie w tempie ponad 1% rośnie i łącznie od 1992 roku liczba diagnoz wzrosła dwukrotnie. Jednocześnie jednak liczba zgonów pozostała na tym samym poziomie. Wzrosła ona nieco w przypadku raka jelita grubego i endometrium, a pozostała stabilna lub nieco spadła w pozostałych przypadkach. To sugeruje, że zwiększona liczba diagnoz jest spowodowana leszymi metodami diagnostycznymi i większą liczbą badań, niż rzeczywistym wzrostem zachorowań.
      Najczęściej wykrywanym nowotworem u osób młodych jest rak piersi (liczba diagnoz rośnie tutaj w tempie 0,6% rocznie). Jednocześnie, pomimo częstszego identyfikowania tej choroby u kobiet poniżej 50. roku życia, śmiertelność spadła o około połowę.
      Podsumowując wyniki swoich badań, z którymi można zapoznać się na łamach JAMA Internal Medicine, autorzy stwierdzają, że te wcześniejsze diagnozy nie pozwalają stwierdzić, że mamy do czynienia z klinicznie istotnym wzrostem zachorowań. O ile w niektórych przypadkach wzrost ten może mieć znaczenie, to wydaje się on niewielki i ograniczony. Za większość wzrostu liczby diagnoz prawdopodobnie odpowiada zwiększenie liczby badań oraz diagnozy fałszywie pozytywne (to znany problem w diagnozie raka nerki i trzustki). Interpretowanie wzrostu wykrywalności jako epidemii nowotworów może prowadzić do niepotrzebnych badań, niepotrzebnego leczenie oraz do odwracania uwagi od innych, ważniejszych problemów zdrowotnych wśród młodych ludzi.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Ćmy decydują o tym, gdzie złożyć jaja na podstawie... dźwięków wydawanych przez rośliny – donoszą naukowcy z Uniwersytetu w Tel Awiwie. Okazuje się zatem, że nie tylko rośliny modyfikują swoje zachowanie, odbierając dźwięki wydawane przez owady – o czym pisaliśmy niedawno – ale również zwierzęta reagują na dźwięki wydawane przez rośliny. I podejmują na tej podstawie jedne z najważniejszych decyzji w ich życiu.
      Izraelscy naukowcy z laboratoriów profesora Yossiego Yovela i profesor Lilach Hadany już przed dwoma laty odkryli, że zestresowane w wyniku niekorzystnych warunków środowiskowych rośliny emitują ultradźwięki. Wiele gatunków zwierząt jest w stanie je usłyszeć. Odkrycie to otworzyło nowe pole badawcze dotyczące akustycznej interakcji pomiędzy roślinami a zwierzętami.
      Profesor Yovel i jego zespół wysunęli hipotezę że skoro rośliny wydają dźwięki słyszalne przez zwierzęta, to być może zwierzęta reagują na te dźwięki i odpowiednio się zachowują. Naukowcy skupili się więc na samicach ciem składających jaja na roślinach. Założyli, że owady będą chciały składać jaja na zdrowych roślinach, by larwy po wykluciu się miały dostęp do jak najlepszego pożywienia. Postanowili więc sprawdzić, czy owady złożą jaja na roślinach, które wydają dźwięki świadczące o tym, iż brakuje im wody.
      W pierwszym eksperymencie, chcąc wyizolować element akustyczny od optycznego i zapachowego, naukowcy skonfrontowali ćmy z dwoma pudełkami. W jednym znajdował się głośnik odtwarzający dźwięk odwodnionego krzaku pomidora, z drugiego pudełka nie wydobywały się żadne dźwięki. Ćmy wyraźnie wybierały pudełko z głośnikiem, interpretując je jako żywą roślinę. To wskazało, że zwierzęta odbierają dźwięki wydawane przez rośliny i reagują na nie. Gdy bowiem naukowcy zneutralizowali organy ciem odpowiadające za odbieranie dźwięków, zwierzęta zaczęły traktować oba pudełka jednakowo, co pokazało, że ich preferencje opierały się właśnie na dźwięku, a nie innych sygnałach.
      W drugim eksperymencie ćmy miały do czynienia z dwoma zdrowymi krzakami pomidorów. Przy jednym z nich ustawiono głośnik wydający dźwięki zestresowanej rośliny, drugi krzak nie wydawał dźwięków. Ćmy wybierały cichą roślinę. Najwyraźniej uznały ją za zdrową, a więc lepsze miejsce do złożenia jaj.
      Podczas trzeciego eksperymentu samice znowu miały do czynienia z dwoma pudełkami. W jednym znajdował się samiec, który emituje ultradźwięki podobne do tych emitowanych przez rośliny. W tym przypadku samice nie wykazywały żadnych preferencji i składały jaja na obu pudełkach.
      Na podstawie tak przeprowadzonych badań naukowcy stwierdzili, że samice reagują na dźwięki wydawane przez rośliny i na tej podstawie decydują o miejscu złożenia jaj. Jesteśmy przekonani, że to dopiero początek. Interakcje akustyczne pomiędzy roślinami a zwierzętami są bez wątpienia znacznie bardziej bogate, stwierdzają badacze.
      Źródło: Female Moths Incorporate Plant Acoustic Emissions into Their Oviposition Decision-Making Process, https://elifesciences.org/reviewed-preprints/104700

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Prawdopodobieństwo, z jakim w ciągu życia zachorujemy na nowotwór, może być określane jeszcze przed urodzeniem, twierdzą naukowcy z Van Andel Institute (VAI). Na łamach Nature Cancer informują oni o zidentyfikowaniu dwóch różnych stanów epigenetycznych, które pojawiają się w życiu płodowym, a które powiązane są z ryzykiem nowotworu. Jeden z nich związany jest z niskim, drugi z wysokim ryzykiem zachorowania. Odkrycie może znacząco zmienić postrzeganie nowotworów.
      Jeśli nowotwór pojawi się u osoby z niskim ryzykiem zachorowania, z większym prawdopodobieństwem będzie to nowotwór wywodzący się z krwi czy układu limfatycznego, jak białaczka lub chłoniak. U osób z wysokim ryzykiem zachorowania częściej będzie to nowotwór tworzący guzy lite, jak rak prostaty czy płuc.
      Do większości zachorowań na nowotwory dochodzi na późniejszych etapach życia, a choroby te są postrzegane przez pryzmat mutacji lub genetyki. Dlatego też nie prowadzono dotychczas zbyt wielu badań nad tym, w jaki sposób rozwój płodowy wpływa na ryzyko nowotworu. Nasze odkrycie to zmienia. Zidentyfikowanie dwóch różnych stanów genetycznych otwiera drzwi do zupełnie nowego świata badań nad nowotworami, mówi współautor badań doktor J. Andrew Pospisilik, dyrektor Wydziału Epigenetyki w VAI.
      Ryzyko rozwoju nowotworu rośnie z wiekiem, gdyż dochodzi do akumulacji uszkodzeń DNA oraz innych czynników. Jednak nie zawsze prowadzi to do nowotworu. W ostatnich latach naukowcy odkryli wiele innych elementów, jak na przykład zmiany epigenetyczne, które również mają wpływ na zachorowania.
      Pospisilik i jego współpracownicy odkryli, że identyczne myszy, które różni jedynie aktywność genu Trim28, mają jeden z dwóch wzorców epigenetycznych w genach związanych z nowotworami. Wzorce te pojawiają się w czasie życia płodowego. I determinują one ryzyko zachorowania.
      Podczas gdy mutacje DNA są niezbędne do rozwoju nowotworu, tylko niewielka część zmutowanych komórek powoduje zachorowanie. Dotychczas nie znaliśmy mechanizmu określającego podatność na zachorowanie. Wykorzystaliśmy unikatowy mysi model wrodzonego zróżnicowania rozwojowego (Trim28+/D9) do zbadania, czy pojawiające się na wczesnych etapach życia różnice epigenetyczne wpływają na podatność na nowotwór w późniejszym życiu. Odkryliśmy, że heterozygotyczność Trim28 jest wystarczająca do powstania dwóch różnych stanów epigenetycznych powiązanych z różną podatnością na rozwój nowotworu, czytamy w opublikowanym artykule. Autorzy badań dodają, że różnice te można wykryć już w 10. dniu rozwoju.
      Każdy jest w pewnym stopniu narażony. Ale gdy pojawia się nowotwór, myślimy o nim jako o pechu. Tymczasem sam pech nie wyjaśnia, dlaczego jedni ludzie chorują, a inni nie. A co najważniejsze, pecha nie można leczyć. Natomiast zmiany epigenetyczne możemy. Nasze badania pokazują, że korzenie nowotworu mogą tkwić w niezwykle ważnym etapie naszego rozwoju. To otwiera nową perspektywą badawczą i potencjalnie daje szanse na nowe metody diagnostyki i leczenia, dodaje doktor Ilaria Panzeri.
      Co więcej, badacze znaleźli dowody, że odkryte przez nich dwa stany epigenetyczne są widoczne w tkankach w całym ciele, co sugeruje, iż mogą one dotyczyć wszystkich rodzajów nowotworów. W przyszłości planują więc badać zależności pomiędzy tymi stanami a konkretnymi chorobami.

      « powrót do artykułu
    • przez KopalniaWiedzy.pl
      Wiek to jeden z najważniejszych czynników ryzyka rozwoju nowotworów. W miarę, jak stajemy się coraz starsi, w naszych organizmach akumulują się mutacje, które w końcu mogą doprowadzić do pojawienia się choroby. Naukowcy z Memorial Sloan Kettering Cancer Center i ich współpracownicy opisali mechanizm, za pomocą którego zaawansowany wiek chroni przed rozwojem nowotworu. Swoje badania prowadzili na mysim modelu raka płuc.
      Nowotwory płuc są najczęściej diagnozowane u ludzi około 70. roku życia. Jednak u osób w wieku 80–85 lat odsetek zachorowań zaczyna spadać. Nasze badania pokazują dlaczego tak się dzieje. Starzejące się komórki tracą zdolność do regeneracji i ten właśnie mechanizm zapobiega rozrostowi nowotworu, mówi jedna z autorek badań, doktor Xueqian Zhuang.
      Naukowcy badali mysi model gluczorakoraka, który odpowiada za około 7% światowych zgonów na nowotwory. Zauważyli, że im myszy stawały się starsze, ich organizmy wytwarzały więcej proteiny NUPR1, a im jej więcej tym bardziej komórki w płucach działały tak, jakby miały niedobór żelaza. W rzeczywistości w komórkach żelaza było więcej, ale z powodów, których nie do końca rozumiemy, działały jak przy jego niedoborze, mówi doktor Zhuang. A że niedobór żelaza upośledza zdolność komórek do regeneracji, obecność NUPR1 powodowała, że guzy nowotworowe nie mogły się rozrastać, więc u starszych myszy były ich mniej niż u młodszych.
      Naukowcy zauważyli też, że mogą odwrócić to zjawisko, albo podając starszym zwierzętom żelazo, albo zmniejszając ilość NPUR1 w ich komórkach. Myślimy, że odkrycie to można będzie szybko wykorzystać u ludzi. Obecnie miliony ludzi żyją z nie w pełni sprawnymi płucami, gdyż nie zregenerowały się one po infekcji COVID-19 lub nie funkcjonują prawidłowo z innego powodu. Nasze badania wykazały, że podanie żelaza pozwala na regenerację płuc, a przecież posiadamy bardzo skuteczne metody podawania leków bezpośrednio do płuc, takie jak inhalatory, dodaje główny autor badań, doktor Tuomas Tammela. To jednak może być obosieczny miecz. Zwiększając zdolność komórek płuc do regeneracji, zwiększa się też zdolność tkanek do rozwoju nowotworu. "Tego typu leczenie może być więc nieodpowiednie dla ludzi, którzy już są narażeni na wysokie ryzyko nowotworu", dodaje Tammela.
      Badania mają tez znaczenie dla terapii bazujących na ferroptozie. To opisana w 2012 roku zależny od żelaza nie-apoptyczny rodzaj śmierci komórkowej. Obecnie istnieją już leki wykorzystujące ferroptozę, a które są badane np. pod kątem zastosowania ich w terapiach przeciwnowotworowych. Obecne badania pokazują, że starsze komórki są bardziej odporne na ferroptozę niż młodsze, gdyż funkcjonują tak, jakby brakowała im żelaza. To zaś wskazuje, że leki wykorzystujące ferroptozę są mniej skuteczne u starszych ludzi.
      Podsumowując wyniki badań doktor Tammela stwierdza: uzyskane przez nas dane dotyczące zapobiegania nowotworom sugerują, że to, co robimy sobie jako młodzi ludzie, jest prawdopodobnie bardziej niebezpieczne, niż gdy robimy to w starszym wieku. Powstrzymanie młodych ludzi przed paleniem tytoniu, opalaniem się czy innymi czynnościami zwiększającymi ryzyko nowotworów, jest prawdopodobnie bardziej istotne, niż sądziliśmy.

      « powrót do artykułu
  • Ostatnio przeglądający   0 użytkowników

    Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.

×
×
  • Dodaj nową pozycję...