Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Japońsko-amerykańska grupa uzyskała osiem wyjątkowo ciężkich izotopów

Recommended Posts

Japońsko-amerykański zespół naukowy w Michigan State University i RIKEN Nishina Center odkrył osiem nowych izotopów fosforu, siarki, chloru, argonu, potasu, skandu i wapnia. To najcięższe ze znalezionych izotopów tych pierwiastków.

Najbardziej interesującymi z izotopów, które właśnie odkryto dzięki Radioactive Isotope Beam Factory (RIBF) w RIKEN są wapń-59 i wapń-60. Jądro wapnia-60 zawiera 20 protonów i 40 neutronów. To o 12 więcej niż najcięższy ze znanych stabilnych izotopów wapnia, wapń-48. W przeciwieństwie do niego wapń-60 jest izotopem niestabilnym, rozpada się po kilku tysięcznych sekundy.

Oleg Tarasov z Michigan State University mówi, że potwierdzenie istnienia pewnych izotopów danych pierwiastków pomaga w zrozumieniu sił atomowych. W sercu atomu protony i neutrony są utrzymywane razem przez siły atomowe, tworząc jądro atomu. Naukowcy wciąż badają, jaka kombinacja protonów i neutronów może przetrwać, nawet jeśli istnieje ona tylko przez ułamki sekund.

Profesor Alexandra Gade zauważa, że nowe odkrycia wymuszą weryfikację niektórych modeli teoretycznych. Część z tych modeli przewiduje, że nie jest możliwe, by 20 protonów i 40 neutronów utrzymało się razem i stworzyło jądro Ca-60. Odkrycie wapnia-60 oznacza konieczność poszukania brakujących elementów w tych modelach. Podobnie odkrycie siarki-49 i chloru-52 oznacza konieczność zmiany modeli, wedle których izotopy takie nie mogą istnieć.

W celu uzyskania wspomnianych izotopów naukowcy przyspieszyli atomy cynku i zderzyli je z berylem. Japoński RIBF to obecnie najpotężniejszy akcelerator służący do uzyskiwania egzotycznych izotopów. W przyszłości Facility for Rare Isotope Beams (FRIB) na Michigan State University, może pozwolić na uzyskanie wapnia-68, a może nawet Ca-70.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Analizy badań EPIC-Oxford sugerują, że weganie, wegetarianie oraz osoby, które z mięsa jedzą wyłącznie mięso ryb, są bardziej narażeni na złamania kości niż osoby jedzące mięso. Ryzyko takie jest szczególnie widoczne w przypadku wegan, którzy narażeni są na zwiększone prawdopodobieństwo złamania wszelkich kości, w tym kości nóg czy kręgosłupa. Ponadto weganie, wegetarianie i osoby jedzące tylko mięso ryb są szczególnie narażeni na złamania biodra.
      We wszystkich wymienionych przypadkach ryzyko złamań było mniejsze, gdy uczestnicy badań mieli większą masę ciała i przyjmowali więcej wapnia oraz białka. To sugeruje, że zwiększone ryzyko złamań w porównaniu z osobami jedzącymi mięso jest spowodowane faktem, iż osoby nie jedzące mięsa są zwykle szczuplejsze, zatem ich kości nie są tak dobrze chronione przez mięśnie i tłuszcz, a poza tym przyjmują mniej białka i wapnia, co negatywnie wpływa na wytrzymałość kości. Nie zauważono także, by osoby nie jedzące mięsa lub jedzące tylko ryby były narażone na większe ryzyko złamań nadgarstka, kostki lub ramienia.
      Główna autorka badań, doktor Tammy Tong z Oxford University mówi: To pierwsze tak szeroko zakrojone badania na temat ryzyka złamań u osób stosujących różną dietę. Okryliśmy, że w przypadku wegan ryzyko złamań kości jest wyższe o niemal 20 przypadków na 1000 osób w przeciągu 10 lat w porównaniu z osobami jedzącymi mięso. Najwyższe ryzyko występuje w przypadku złamań biodra. Tutaj jest ono u wegan 2,3 raza wyższe niż u jedzących mięso, co odpowiada 15 dodatkowym przypadkom na 1000 osób na 10 lat.
      Badania EPIC-Oxford prowadzone były w latach 1993–2001 na niemal 55 000 brytyjskich kobiet i mężczyzn. Autorzy najnowszych badań śledzili losy tych osób roku 2016. W tym czasie doszło do niemal 4000 złamań kości.
      O ile zwiększenie ryzyka dla całej badanej grupy nie jest zbyt wysokie, w końcu to około 20 dodatkowych przypadków na 1000 osób w ciągu 10 lat, to szczególną uwagę należałoby zwrócić na osoby starsze. Wtedy to ryzyko złamań rośnie, a same złamania są bardziej niebezpieczne. Dlatego tego weganie i wegetarianie powinni zwracać szczególną uwagę na zdrowie kości. Jest mało prawdopodobne, by bez przyjmowania suplementów weganie mieli w diecie odpowiednią ilość wapnia, mówi doktor Tong. Uczona zwraca też uwagę, że obecnie sytuacja wegetarian może być lepsza, gdyż w latach 90. producenci mleka rzadziej wzbogacali go wapniem.
      Heather Russel, dietetyk z brytyjskiego Vegan Society mówi: Z pewnością możliwe jest zadbanie o kości w dobrze zaplanowanej wegańskiej diecie. Ale ludzie potrzebują informacji, by dokonywać odpowiednich wyborów.
      Szczegóły badań opublikowano w BMC Medicine.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Jak wyliczyli fizycy jądrowi z japońskiego instytutu RIKEN, dodanie hiperonu Ξ (Ksi) do jądra helu zawierającego trzy nukleony, prowadzi do powstania czasowo stabilnego jądra. Obliczenia takie są bardzo ważne dla fizyków eksperymentalnych, którzy dzięki nim mogą prowadzić eksperymenty, które dostarczą nam nowej wiedzy o fizyce jądrowej czy budowie gwiazd neutronowych.
      Jądro atomowe zawiera nukleony – czyli protony i neutrony – z których każdy składa się z trzech kwarków. Istnieje sześć rodzajów kwarków: górny, dolny, dziwny, powabny, niski oraz wysoki. Jednak protony i neutrony składają się wyłącznie z kwarków górnych i dolnych.
      Fizycy jądrowi od dawna interesują się hiperjądrami. To jądra atomowe, w których co najmniej jeden nukleon został zastąpiony przez hiperon. Hiperony są, podobnie jak nukleony, barionami. Jednak w przeciwieństwie do nukleonów zawierają co najmniej jeden kwark dziwny. Mają one masę większa od nukleonów.
      Typowy czas życia hiperjądra wynosi 10-10 sekundy, a pierwsze hiperjądra zaobserwowali w 1952 roku Marian Danysz i Jerzy Pniewski z Uniwersytetu Warszawskiego. Hiperjądra dają cenny wgląd w budowę jądra. Standardowe jądra są definiowane przez liczbę protonów i neutronów. I to wszystko. Są dwuwymiarowe. Hiperony, dzięki kwarkom dziwnym, dają nam dodatkowy wymiar. To zaś pozwala nam lepiej przyjrzeć się jądru i siłom, które powodują, że jest ono stabilne, mówi Takumi Doi z RIKEN.
      Dotychczas większość badań skupia się na hiperjądrach z hiperonami Λ i z Σ− zawierającymi 1 kwark dziwny. Jednak możliwe są też jądra z hiperonami Ξ, które zawierają dwa kwarki dziwne. Dotychczas uzyskano 1 takie jądro. Zawiera ono hiperon Ξ i 14 nukleonów.
      Doi i jego koledzy wyliczają, zemogą istnieć też lżejsze hiperjądra zawierające hiperon Ξ. Z ich obliczeń wynika, że jądro zawierające do 3 nukleonów i 1 hiperon Ξ byłoby na tyle stabilne, że można by przeprowadzić różnego typu eksperymenty. To jednocześnie, jak wynika z obliczeń, najlżejsze możliwe jądro z hiperonem Ξ.
      Wyliczenia takie nie tylko przydadzą się fizykom eksperymentalnym, ale mogą nam sporo powiedzieć od gwiazdach neutronowych. W ich wnętrzu panują tak ekstremalne warunki, że mogą tam istnieć hiperjądra z hiperonami Ξ.
      Szczegóły badań zostały opisane na łamach Physical Review Letters.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Naukowcy z Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL) odkryli nowy izotop mendelewu (Md). 244Mendlew to 17. i najlżejszy znany izotop tego sztucznie otrzymanego pierwiastka. Mendelew został po raz pierwszy uzyskany w 1955 roku właśnie w Berkeley Lab. To jeden z 16 pierwiastków, który odkryli lub pomogli odkryć naukowcy z LBNL.
      Md-244 uzyskano w uruchomionym przed 3 laty 88-calowym cyklotronie. To rodzaj akceleratora, który został w 1930 roku opracowany przez Ernesta O. Lawrence'a, od którego nazwiska pochodzi nazwa laboratorium.
      Uczeni z Berkeley Lab odkryli 12 z 17 izotopów mendelewu. W sumie laboratorium ma na swoim koncie odkrycie 640 izotopów, czyli około 20% ze wszystkich – 3308 – znanych izotopów. Żadna inna instytucja naukowa nie może pochwalić się takim osiągnięciem. 244Md to pierwszy izotop odkryty w LBNL od 2010 roku.
      Odkrycie nowego izotopu mendelewu nie było proste, gdyż wszystkie sąsiadujące z nim izotopy mają bardzo podobny sposób rozpadu, mówi Jennifer Pore, która stała na czele zespołu badawczego. W ramach badań jej zespół dokonał szczegółowych pomiarów właściwości 10 atomów 244Md. Wyniki ich pracy ukazały się na łamach Physical Review Letters.
      Każdy z izotopów ma unikatową kombinację protonów i neutronów. Gdy odkrywamy nowy izotop wiemy, że taka kombinacja nigdy wcześniej nie była obserwowana. Badania izotopów prowadzą nas do lepszego zrozumienia natury materii, wyjaśnia Pore.
      Naukowcy zdobyli dowody, że 244Md może rozpadać się na dwa różne sposoby, co prowadzi do różnego okresu półżycia wynoszącego 0,4 oraz 6 sekund.
      Badając mendelew naukowcy dokonali też dodatkowego odkrycia. Jako pierwsi zdobyli dowody na rozpad alfa berkelu-236, który zmienia się w ameryk-232.
      Kluczowym elementem, dzięki któremu odkryto 244Md był wspomniany już 88-inch Cyclotron, którego centralny element stanowi FIONA (For the Identification Of Nuclide A).
      Michael Thoennessen z Michigan State University, który zarządza listą izotopów zauważa, że w ostatnich latach nowe izotopy są odkrywane rzadziej niż wcześniej. Nowe izotopy odkrywane są cyklicznie, a odkrycia zależą od pojawiania się nowych akceleratorów i postępach w rozwoju sprzętu do prowadzenia eksperymentów. Naukowiec mówi, że to takie urządzenia jak FIONA czy FRIB (Facility for Rare Isotope Beams) budowany właśnie na Michigan State University, mają unikatowe właściwości i olbrzymi potencjał dokonania nowych odkryć.
      Zespół Pore, chcąc upewnić się, że FIONA pracuje bez zarzutu, najpierw przeprowadził w cyklotronie szczegółowe analizy rozpadu innych izotopów mendelewu, w tym 247Md, 246Md i 245Md. Uzyskane wyniki były zgodne z tym, co o izotopach tych wiedziano wcześniej. Gdy już zyskaliśmy pewność, że instrument dobrze wyznaczył właściwości tych izotopów, przystąpiliśmy do eksperymentów mających na celu okrycie nieznanego dotychczas izotopu 244Md, mówi Pore.
      Nowy izotop mendelewu uzyskano kierując wiązkę zawierającą argon-40 na cienką folię z bizmutu-209. Uczeni mieli nadzieję, że dojdzie do bezpośredniego zderzenia i połączenia obu izotopów, w wyniku czego powstanie 244Md, a oni zdążą zbadać jego właściwości, zanim ulegnie on rozpadowi. Eksperyment zakończył się sukcesem dzięki temu, że w skład cyklotronu, obok FIONA, wchodzi też Berkeley Gas-Filled Separator. Urządzenie to oddziela poszukiwane atomy od reszty, umożliwiając szybkie zbadanie ich właściwości.
      Teraz, gdy FIONA sprawdziła się w roli wykrywacza nowych izotopów, Pore już planuje prace nad odkryciem innych nieznanych jeszcze izotopów.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Niektóre składniki odżywcze wydłużają życie, ale tylko wówczas, gdy pochodzą z pożywienia, a nie z suplementów. Autorzy najnowszych badań nie znaleźli związku pomiędzy spożywaniem suplementów a zmniejszonym ryzykiem zgonu. Co więcej, nadmiar wapnia spożywanego w suplementach (powyżej 1000 mg/dzień) zwiększał ryzyko zgonu z powodu nowotworów. Wyniki badań ukazały się w najnowszym numerze Annals of Internal Medicine.
      Wciąż prowadzi się badania nad pozytywnymi i negatywnymi stronami przyjmowania suplementów. Niektóre badania wykazały istnienie związku pomiędzy nadmierną suplementacją, a negatywnymi skutkami, w tym zwiększonym ryzykiem niektórych nowotworów, mówi profesor Fang Fang Zhang z Tufts University, współautor najnowszych badań. Ważne jest, byśmy rozumieli wpływ, jaki składniki odżywcze i ich źródła mogą wywierać na nasze zdrowie, szczególnie, gdy może być to wpływ negatywny.
      Na potrzeby najnowszych badań wykorzystano dane o ponad 27 000 Amerykanów w wieku co najmniej 20 lat. Uczeni sprawdzali, czy spożywanie suplementów wpływało na ryzyko zgonu z jakiejkolwiek przyczyny, z powodu chorób układu krążenia i nowotworów. Oceniali, czy badani nie zażywali zbyt dużo suplementów oraz jak to wpłynęło ryzyko zgonu. Tak uzyskane wyniki porównali z analogicznymi badaniami dotyczącymi spożywania składników odżywczych w pożywieniu.
      Naukowcy zauważyli, że:
      – spożywanie odpowiedniej ilości witaminy K i magnezu jest powiązane z niższym ryzykiem zgonu w ogóle,
      – spożywanie odpowiedniej ilości witaminy A, K i cynku jest powiązane z niższym ryzykiem zgonu z powodu chorób układu krążenia,
      – spożywanie nadmiernej ilości wapnia jest powiązane z wyższym ryzykiem zgonu z powodu nowotworu.
      Gdy osobno przeanalizowano źródła składników odżywczych i porównano żywność z suplementami, okazało się, że:
      – niższe ryzyko zgonu spowodowane spożywaniem odpowiedniej ilości witaminy K i magnezu dotyczyło tylko tych przypadków, gdy witamina K i magnez pochodziły z żywności, nie z suplementów,
      – niższe ryzyko zgonu z powodu chorób układu krążenia związane z zażywaniem odpowiedniej ilości witamin A, K i cynku dotyczy tylko tych osób, które związki te otrzymują z pożywieniem, a nie z suplementami,
      – spożywanie wraz z suplementami wapnia w ilości powyżej 1000 mg/dzień było powiązane z wyższym ryzykiem zgonu z powodu raka, ale związku takiego nie zauważono, gdy wapń pochodził z żywności.
      Co więcej, naukowcy stwierdzili, że u osób, które wraz z żywnością przyjmują zbyt mało składników odżywczych, suplementy nie wpływają na ryzyko zgonu. Jednocześnie pewne dane sugerowały, że jeśli osoba, u której nie występują niedobory witaminy D zażywa suplementy z witaminą D, naraża się na zwiększone ryzyko zgonu z jakiejkolwiek przyczyny. Tutaj konieczne są dalsze badania w celu potwierdzenia obserwacji.
      Nasze badania potwierdzają tezę, że o ile suplementy przyczyniają się do zwiększenia spożycia skałdników odżywczych, to w ich przypadku nie niesie to ze sobą tych samych korzyści dla zdrowia, co spożywanie składników odżywczych w żywności. To tylko potwierdza, że badania epidemiologiczne dotyczące śmiertelności powinny brać pod uwagę źródło składników odżywczych, mówi Zhang.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Czemu spalamy tłuszcz i rozgrzewamy się, ćwicząc czy mając dreszcze? Amerykanie zauważyli właśnie, że sarkolipina, peptyd występujący wyłącznie w mięśniach, zwiększa wydatkowanie energii i utlenianie tłuszczów.
      Zespół z Sanford Burnham Prebys Medical Discovery Institute (SBP) wykazał, że oddziałując z transporterem jonów wapnia SERCA, sarkolipina zmusza mięśnie do wykorzystywania większych ilości energii do przemieszczania Ca2+. Przez to mitochondria produkują więcej energii, spalając więcej tłuszczów.
      To badanie wskazuje na bezpośrednie związki między sarkolipiną i metabolizmem energii - opowiada dr Muthu Periasamy.
      Wydatkowanie energii w mięśniach zwiększają 2 czynniki: ćwiczenia i chłód. Gdy zadziała któryś z nich, komórki mięśni nasilają obieg wapnia i zatrudniają SERCA do transportowania kationów wapnia do siateczki sarkoplazmatycznej, czyli retikulum endoplazmatycznego miocytów (gromadzi ono jony wapnia, które są potrzebne do skurczu mięśni). Proces ten jest bardzo energochłonny, gdyż by przenieść wapń, SERCA potrzebuje ATP.
      Gdy sarkolipina wiąże się z SERCA, energia (ATP) jest nadal zużywana, ale nie ma już mowy o efektywnym transporcie kationów wapnia. Efekt jest taki, że powstaje więcej ciepła, a spalanie tłuszczów ulega nasileniu.
      Gdy ćwiczymy, mięśnie szkieletowe generują mitochondria [zachodzi ich biogeneza] i utleniają więcej tłuszczów. Brakującym elementem jest sarkolipina, która jest "werbowana" w czasie ćwiczeń bądź ekspozycji na zimno i która zmienia obieg wapnia, by zwiększyć biogenezę mitochondriów i spalanie tłuszczów - wyjaśnia Periasamy.
      Podczas eksperymentów autorzy publikacji z pisma Cell Reports zauważyli, że myszy pozbawione sarkolipiny mają mniej mitochondriów i problemy ze spalaniem tłuszczów; w mięśniach zachodziła ich akumulacja (lipotoksyczność), a to powszechna przyczyna insulinooporności miocytów. Gryzonie z większą ilością sarkolipiny miały za to więcej mitochondriów i wykazywały nasilone utlenianie tłuszczów.
      Gdy myszy ze zwiększoną ilością sarkolipiny karmiliśmy wysokotłuszczową paszą, nie akumulowały tłuszczów w mięśniach i nie rozwijały insulinooporności czy cukrzycy typu 2. - podkreśla dr Santosh Maurya.
      Czy można zatem wykorzystać sarkolipinę do terapii osób z otyłością i/lub cukrzycą typu 2.? Naukowcy wykazali już, że skrajna otyłość pogarsza działanie sarkolipiny. Być może istnieje okno terapeutyczne, kiedy da się zaangażować sarkolipinę do spalania większej ilości energii. Taka strategia powinna pomóc osobom z zaburzeniami metabolicznymi, a także tym, którym trudno jest ćwiczyć.
      Mamy więcej pomp SERCA, niż potrzebujemy. Niektóre są związane z sarkolipiną, ale w danym momencie lipid wiąże się tylko z ok. 25% transporterów. Przydałyby się więc leki, które zwiększą skuteczność tego procesu.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...