Rekordowe tesle. Nowy magnes dla akceleratorów cząstek wygenerował 14,5 tesli
dodany przez
KopalniaWiedzy.pl, w Technologia
-
Podobna zawartość
-
przez KopalniaWiedzy.pl
Japoński akcelerator cząstek SuperKEKB pobił światowy rekord świetlności. Pracujący przy nim naukowcy obiecują, że to dopiero początek. W ciągu najbliższych lat chcą zwiększyć świetlność urządzenia aż 40-krotnie, co ma pozwolić zarówno na odkrycie ciemnej materii, jak i wyjście z fizyką poza Model Standardowy. Mamy nadzieję, że akcelerator pozwoli nam wykryć ciemną materię – o ile ona istnieje – i badać ją w niedostępny obecnie sposób, mówi profesor Kay Kinoshita z University of Cincinnati.
Świetlność akceleratora to liczba kolizji, która w nim zachodzi. Podczas tych zderzeń powstają nowe cząstki. Im więc więcej zderzeń, tym więcej cząstek, więcej danych i większa szansa n a zarejestrowanie czegoś nowego.
SuperKEKB zderza pozytony i elektrony przyspieszane w 3-kilometrowym tunelu. Akcelerator został uruchomiony w 2018 roku i naukowcy ciągle pracują nad zwiększaniem jego jasności. Profesor Alan Schwartz i jego studenci z University of Cincinnati zaprojektowali i zbudowali jeden z detektorów akceleratora. To krok milowy w projektowaniu akceleratorów. SuperKEKB wykorzystuje architekturę tzw. „nano strumieni”. W technice tej strumienie cząstek są ściskane wzdłuż osi pionowej, dzięki czemu są bardzo cienkie, wyjaśnia Schwartz. To pierwszy na świecie akcelerator, który korzysta z tej techniki.
Ze względu na rozmiary cząstek, szansa, że dojdzie do zderzenia, jest niewielka. Im bardziej ściśnięty strumień, tym większe zagęszczenie cząstek i tym większe prawdopodobieństwo zderzeń. Obecnie wysokość wiązki w punkcie zderzenia wynosi 220 nanometrów. W przyszłości ma to być zaledwie 50 nanometrów, czyli około 1/1000 grubości ludzkiego włosa.
Profesor Kay Kinoshita poświęciła całą swoją naukową karierę zagadnieniu zwiększania świetlności akceleratorów. Uczona pracuje nad tym zagadnieniem od 1982 roku. To bardzo interesujące, gdyż jest bardzo wymagające. Wiesz, że robisz coś, czego nikt nigdy nie zrobił, mówi.
Poprzednik SuperKEKB, akcelerator KEKB, który działał w latach 1999–2010 w KEK (Organizacja Badań nad Akceleratorami Wysokich Energii), również był światowym rekordzistą. Urządzenie pracowało ze świetlnością 2,11x1034 cm-2s-1. Dopiero w 2018 roku rekord ten został pobity przez Wielki Zderzacz Hadronów, który osiągnął świetlność 2,14x1034 cm-2s-1. Rekord LHC nie utrzymał się długo, dnia 15 czerwca 2020 roku SuperKEKB osiągnął świetlność 2,22x1034 cm-2s-1. Już tydzień później, 21 czerwca naukowcy poinformowali o nowym rekordzie. Teraz SuperKEKB pracuje ze świetlnością wynoszącą 2,40x1034 cm-2s-1.
W ciągu najbliższych lat świetlność SuperKEKB ma wzrosnąć 40-krotnie. Docelowo ma ona wynieść 8x1035 cm-2s-1.
Sukces SuperKEKB to sukces międzynarodowej współpracy. Nadprzewodzące magnesy, które ostatecznie skupiają strumienie cząstek zostały zbudowane we współpracy z amerykańskimi Brookhaven National Laboratory oraz Fermi National Accelerator Laboratory. Systemy monitorowania kolizji to dzieło SLAC National Accelerator Laboratory i University of Hawaii. Naukowcy ze Szwajcarii (CERN), Francji (IJCLab), Chin (IHEP) i USA (SLAC) biorą udział w pracach i badaniach, w których wykorzystywany jest akcelerator. Wykorzystujący diament system monitorowania promieniowania oraz system przerywania wiązki to dzieło włoskich Narodowego Instytutu Fizyki Jądrowej oraz Uniwersytetu w Trieście, a system monitorowania jasności powstał w Rosji.
Wiązki elektronów i pozytonów rozpędzane w SuperKEKB zderzają się w centrum detektora Belle II, który opisywaliśmy przed 2 laty. To niezwykłe urządzenie zostało zbudowane przez grupę 1000 fizyków i inżynierów ze 119 uczelni z 26 krajów świata. I to właśnie wewnątrz Belle II naukowcy mają nadzieję znaleźć ciemną materię i rozpocząć badania jej właściwości.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
O niesporczakach, albatrosach, gepardach i innych rekordzistach świata zwierząt słyszeliśmy niejednokrotnie. Jednak świat pełen jest niezwykłych stworzeń, o których mało kto słyszał. Dlatego nasze zestawienie niezwykłych osiągnięć przygotowaliśmy nieco inaczej. Uwzględniliśmy w nim te mniej znane, może nie tak spektakularne, ale na pewno warte poznania zwierzęta.
Złote włosy i łuski
Jednym z takich niezwykłych, a przy tym niemal zupełnie nieznanych zwierząt jest Chrysomallon squamiferum. Już jego wygląd wskazuje, że nie mamy do czynienia ze ślimakiem jak każdy inny. Jego nazwa gatunkowa, przełożona na polski, brzmi "Złotowłosy noszący łuski". Niezwykły, przepiękny mięczak został po raz pierwszy zauważony w 2001 roku na głębokości ponad 2000 metrów w pobliżu studni hydrotermalnych. Nieformalnie nazywano go „łuskostopym”. I nic dziwnego, bo setki czarnych metalicznych sklerytów pokrywają stopę tego ślimaka. Miękki rdzeń rdzeń sklerytów pokryty jest konchioliną, biopolimerem stanowiącym warstwę ochronną mięczaków. Konchiolina była z kolei pokryta siarczkami żelaza: pirytem i greigitem. Nadawały one zwierzęciu wspaniały złoty kolor. Więc dwa lata po odkryciu pojawiła się propozycja nazwy gatunkowej: Chrysomallon squamiferum.
Niedługo potem na jaw wyszła kolejna tajemnica ślimaka. Naukowcy zauważyli, że jego muszla również pokryta jest siarczkami żelaza, co czyni go jedynym znanym zwierzęciem, które wbudowało żelazo w swój szkielet.
Minęły kolejne lata, zanim w 2015 roku Chong Chen – wówczas pracujący na University of Oxford – i jego zespół opisali gatunek zgodnie z wszelkimi wymogami, co umożliwiło jego sklasyfikowanie i nadanie mu nazwy. „Złotowłosy” stał się pierwszym przedstawicielem nowego rodzaju, Chrysomallon, do którego należy jako jedyny gatunek. W międzyczasie zaś okazało się, że „Złotowłosy” wcale nie musi być złoty. Przy jednym z kominów hydrotermalnych odkryto białą odmianę, której brak warstwy siarczku żelaza.
Chrysomallon występuje wyłącznie przy kominach hydrotermalnych Oceanu Indyjskiego, na głębokościach 2400–2900 metrów. Ten zagrożony gatunek jest niezwykły nawet jak na standardy spokrewnionych z nim ślimaków żyjących na dużych głębokościach.
Jego przełyk zamieszkują gammaproteobakterie prawdopodobnie zapewniające mu składniki odżywcze. Chrysomallon squamiferum może też pochwalić się wyjątkowo dużym sercem. Stanowi ono aż 4% objętości ciała. W stosunku do wielkości organizmu jest ono więc 3-krotnie większe niż serce człowieka.
Przed pająkami nie ma ucieczki
Wiosna i lato to ulubione pory roku niezliczonej rzeszy ludzi. A byłyby jeszcze bardziej ulubione, gdyby nie różne niewielkie żyjątka. I tym razem nie chodzi nam o wroga numer 1, czyli komara. Mowa o pająkach. Dla wielu ludzi są to najbardziej przerażające ze zwierząt zamieszkujących Ziemię. A w ciepłych miesiącach jest ich zdecydowanie zbyt dużo. Dlatego też ci, którzy boją się pająków, często z ulgą witają nadejście zimy. Jednak chłody od pająków nie chronią. Najzimniejszym miejscem zamieszkałym przez pająki jest bowiem wieś Ojmiakon w Jakucji. Najniższa zanotowana tam temperatura wyniosła -71,2 stopnia Celsjusza. A mimo to we wsi i jej okolicach zarejestrowano... 55 gatunków, należących do 11 rodzin. Głównie są to przedstawiciele rodzin Gnaphosidae, Lycosidae i Linyphiidae.
Przed pająkami nie chronią też upały. Mieszkają one również w Dolinie Śmierci w Kalifornii, gdzie zanotowano najwyższą temperaturę na powierzchni Ziemi (56,7 stopnia Celsjusza). Niektóre z gatunków wydają się celowo wybierać szczególnie gorące miejsca, gdzie znajduje się dużo soli. Pająki znaleziono też na Mount Everest na wysokości 6700 metrów, na Grenlandii i Svalbardzie.
Jedyny miejscem, w których mogą schronić się osoby cierpiące na arachnofobię jest Antarktyka. Znajdowano tam co prawda pająki, ale były to martwe osobniki zawleczone przez ludzi. Pająków nie ma też w morzach i oceanach. Nie wyewoluowały zdolności do ciągłego przebywania w słonej wodzie. Istnieją co prawda zwierzęta nazywane potocznie „pająkami morskimi”, ale w rzeczywistości nie są to pająki, a daleko z nimi spokrewnione kikutnice.
Są jednak pająki, żyjące w wodzie słodkiej. To gatunek Argyroneta aquatica. Potrafi oddychać pod wodą, zatem w niej poluje, pożywia się, linieje, składa jaja i kopuluje.
Wzór dla nanosatelitów
Alvinella pompejana to kolejny niezwykły mieszkaniec morskich głębin. Żyje przy kominach hydrotermalnych i trzeba mu przyznać, że lubi ciepełko. To najbardziej odporny na wysokie temperatury organizm na Ziemi. Tak, wiemy o niesporczakach. Jednak ich zdolność do przetrwania skrajnie wysokich temperatur związana jest z wejściem w stan anabiozy. Tymczasem kilkunastocentymetrowa Alvinella pompejana buduje rurkowate norki, w których mieszka, u wylotów kominów hydrotermalnych na Pacyfiku i prowadzi tam normalne życie. W miejscu, w którym takie mieszkanie jest przyczepione do podłoża, temperatury dochodzą do 105 stopni Celsjusza, a w samej rurce nie jest dużo chłodniej. Temperatury zmierzone u wylotu rurki wynoszą od 20 do 45 stopni Celsjusza. Znacznie trudniej jest zmierzyć je wewnątrz, gdyż zwierzęta żyją na głębokości 2500 metrów.
Dotychczasowe pomiary pokazały, że temperatura w rurce nie spada poniżej 60 stopni Celsjusza, z wielokrotnymi wzrostami do 80 stopni. Zwierzę aktywnie chłodzi wnętrze swojego mieszkania, zanurzając się i wynurzając z rurki. Miesza w ten sposób wodę z zewnątrz, z tą podgrzewaną w rurce przez podłoże. Zaobserwowano też, że A. pompejana jest w stanie przez krótki czas przebywać w wodzie o temperaturze do 105 stopni Celsjusza.
Okazuje się, że w życiu w temperaturach sięgających 80 stopni pomagają zwierzęciu... bakterie. Alvinella pompejana pokryta jest włochatymi naroślami. Przyczepione są do nich bakterie, które mogą tworzyć grubą warstwę, chroniącą zwierzę przed ekstremalnymi temperaturami. Bez bakterii zwierzę ginie, gdy temperatura otoczenia przekroczy 55 stopni Celsjusza.
A co ma głębinowy wieloszczet wspólnego z nanosatelitami? Przed kilkoma miesiącami naukowcy ze Szwecji zaproponowali rozwiązanie problemu przegrzewania się nanosatelitów inspirowane badaniami nad A. pompejana.
Mrówka-pędziwiatr
Cataglyphis bombycina biegają wyjątkowo szybko. Bo muszą. Te żyjące na Saharze mrówki wychodzą na powierzchnię na bardzo krótko, gdy ich główni wrogowie, jaszczurki, szukają schronienia w cieniu. A jaszczurki przecież lubią słońce. Jeśli się chowają, to naprawdę musi być gorąco.
Z okazji korzystają Cataglyphis bombycina. I pędzą do ciał zwierząt, zabitych przez upał. Te maleństwa poruszają się z prędkością 3,1 km/h, czyli 855 milimetrów na sekundę. W ciągu tej sekundy przebywają odległość 108 razy większą, niż długość ich ciała. Teraz porównajmy ich osiągnięcia z prędkością człowieka. H. sapiens o wzroście 170 cm musiałby w ciągu sekundy przebyć 183,6 metra, by dorównać mrówce. Oznacza to prędkość 661 km/h. Znacie kogoś, kto tak szybko jechał samochodem? A mrówka biega tak szybko, że dorówna kroku człowiekowi idącemu średnim tempem.
O tej porze dnia, gdy mrówki wychodzą na powierzchnię, temperatura piasku może sięgać 70 stopni Celsjusza. Tymczasem zwierzę musi utrzymać temperaturę własnego ciała poniżej zabójczej dla niego granicy 53,6 stopnia. Przetrwanie zapewniają zwierzęciu nie tylko sprawne odnóża, ale też srebrne włoski. Pędząca mrówka wygląda jak poruszająca się kropla rtęci. Pokrywające zwierzę włoski mają niezwykłe właściwości, które mogą zainspirować stworzenie nowatorskich osłon termicznych. Odbijają światło w zakresie widzialnym oraz bliskiej podczerwieni, ułatwiając jednocześnie oddawania ciepła przez mrówkę w średniej podczerwieni.
10 000 kroków? Nigdy w życiu!
W zalanych jaskiniach wschodniej Hercegowiny żyją odmieńce jaskiniowe. Mogą dożywać 100 lat, są niezwykle odporne na brak żywności, której zresztą w jaskiniach nie jest zbyt wiele. Mogą nie jeść przez wiele lat, a gdy już się biorą za posiłek, to są nim niewielkie kręgowce, ślimaki i czasem owady. Odmieńce to główne drapieżniki wodnych systemów jaskiniowych. Średnia długość ciała odmieńca wynosi około 24 centymetrów, chociaż są i takie, które dorastają do 40 centymetrów.
Odmieńce są ślepe, ale wrażliwe na światło. Uciekają od niego. Ich larwy mają normalne oczy, jednak szybko przestają się one rozwijać i rozpoczyna się ich atrofia. To, co z nich pozostaje leży głęboko pod skórą właściwą i rzadko jest widoczne z zewnątrz.
Żyją w kompletnej ciemności pod wodą. Nie mają naturalnych wrogów. I nie są zbyt ruchliwe. Gdy naukowcy z Budapesztu oznakowali grupę tych zwierząt i śledzili ruchy każdego z osobników dowiedzieli się, że przez ponad 10 lat każdy z odmieńców przemieszcza się średnio o 10 metrów. Wydaje się, że jedną z niewielu rzeczy, zdolnych do zmuszenia odmieńca do ruchu jest poszukiwanie partnera. Salamandry kopulują jednak średnio raz na 12,5 roku.
Jednak nawet wśród nich zdarzają się rekordziści bezruchu. Jedna z obserwowanych salamander pozostawała w tym samym miejscu przez 2569 dni. To ponad 7 lat bezruchu!
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Chirurdzy ze Sri Lanki usunęli największy i najcięższy kamień nerkowy. Jak podaje Księga rekordów Guinnessa, kamień mierzył 13,37 na 10,55 cm i ważył aż 800 gramów. Operację przeprowadzono 1 czerwca. Pacjent - 62-letni emerytowany żołnierz Canistus Coonghe - czuje się dobrze.
Poprzedni rekord wielkości kamienia pochodził jeszcze z 2004 r.; 13-cm złóg usunięto wtedy mieszkańcowi Indii Vilasowi Ghuge. Jeśli chodzi o wagę, poprzedni rekord został ustanowiony w 2008 r. przez Wazira Muhammada z Pakistanu - jego kamień nerkowy ważył 620 gramów.
Kamień stwierdził u Coonghego zespół urologiczny ze Szpitala Wojskowego w Kolombo. Pielolitotomię wykonał dr Kugadas Sutharshan.
We wpisie na Facebooku lekarz podkreślił, że w okresie pooperacyjnym nie wystąpiły żadne powikłania. Co najważniejsze, nerka funkcjonuje prawidłowo. Dr Sutharshan powiedział, że wątroba, trzustka, śledziona i pęcherzyk żółciowy pacjenta okazały się niepowiększone. Stwierdzono jedynie powiększenie gruczołu krokowego.
Kamienie nerkowe powstają z odfiltrowywanych przez nerki minerałów. Mogą się one zlepiać i tworzyć złogi. Gdy kamienie są małe, mogą zostać bezobjawowo wydalone. Przy większych kamieniach pojawiają się bóle, a pozbycie się kamieni wymaga podjęcia leczenia. Kamienie mogą blokować drogi moczowe, prowadząc do uszkodzenia nerek. Na kamicę nerkową najczęściej chorują mężczyźni. Ich główną przyczyną jest nieodpowiednia dieta i zbyt małe nawodnienie.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Pochodzący z Krymu rzadki złoty grecki stater przedstawiający głowę satyra osiągnął najwyższą cenę, jaką kiedykolwiek uzyskano za starożytną monetę. Zabytek w przeszłości znajdował się w zbiorach Ermitażu, wraz z innymi dziełami sztuki został sprzedany w latach 30. XX wieku, by zapełnić pustki w skarbie ZSRR. W ubiegłym tygodniu trafił na aukcję zorganizowaną w Zurychu przez firmę Numismatica Ars Classica.
Z jednej strony monety przedstawiono głowę satyra, na drugiej zaś gryfa trzymającego w pysku włócznię. Tym, co czyni monetę tak cenną, jest sposób przedstawienia satyra. Zwykle postaci te przedstawiano na monetach z profilu. Tutaj zaś głowa jest lekko obrócona, widzimy 3/4 twarzy. Specjaliści uważają, że to zaledwie jedna z trzech zachowanych monet z takim przedstawieniem satyra i jedyna, która nie znajduje się w zbiorach muzealnych. Dlatego też anonimowy nabywca zdecydował się zapłacić za monetę – wraz ze wszystkimi wymaganymi opłatami – 5,9 miliona dolarów.
Stater został wybity w IV wieku p.n.e. w greckim mieście Pantikapajon na Krymie, w pobliżu dzisiejszego Kerczu. W VI wieku mieszkańcy Miletu założyli tam kolonię, która szybko się bogaciła. Po 480 roku przed Chrystusem greckie miejscowości położone po obu stronach Bosporu Kimeryjskiego (Cieśnina Kerczeńska) zjednoczyły się tworząc Królestwo Bosporańskie, a jego stolicą został Pantikapajon. Przedstawiony na monecie satyr może być nawiązaniem do Satyrosa I, który rządził Królestwem w latach 432–389 p.n.e. Gryf z kolei to mityczny strażnik złóż złota znajdujących się w górach Scytii.
« powrót do artykułu -
przez KopalniaWiedzy.pl
Dla nauki Joseph Dituri z Uniwersytetu Południowej Florydy spędzi pod wodą 100 dni. Naukowiec i emerytowany komandor amerykańskiej marynarki wojennej prowadzi badania nad reakcjami organizmu na długotrwałą ekspozycję na wysokie ciśnienie, uczy studentów inżynierii biomedycznej online, a przy okazji stara się pobić rekord świata.
Od 1 marca Dituri, który w internecie posługuje się przydomkiem Dr Deep Sea, mieszka w habitacie o powierzchni ok. 9 m2 (Jules' Undersea Lodge). Jego lokum znajduje się na głębokości 9 m.
Zespół medyczny dokumentuje stan zdrowia ochotnika. Zgodnie z planem przed, w trakcie i po zakończeniu projektu NEPTUNE 100 naukowiec ma przejść serię testów psychospołecznych, psychologicznych i medycznych, w tym badania krwi, USG i EKG oraz badania komórek macierzystych.
Psycholodzy i psychiatrzy udokumentują wpływ przebywania w samotności w ograniczonym środowisku przez dłuższy czas.
Studniowa misja obejmuje liczne projekty. Pięćdziesięciopięciolatek będzie np. testować szereg nowych technologii, w tym opracowane przez kolegę narzędzie SI; może ono skanować ludzki organizm pod kątem choroby i określać, czy potrzebny jest jakiś lek.
Do Dituriego będą też dołączać inni naukowcy, z którymi podyskutuje o metodach ochrony i odnowy środowiska morskiego (spotkania mają być dostępne na kanale Doktora Deep Sea na YouTube'ie).
Specjalista zaprasza też dorosłych i dzieci z opiekunami na dobowe pobyty, podczas których można eksplorować ocean i dowiedzieć się czegoś o procesie naukowym. Dituri chce w ten sposób popularyzować nauki przyrodniczo-techniczno-matematyczne (STEM, od ang. science, technology, engineering, mathematics).
Podczas całego pobytu w Jules' Undersea Lodge Habitat Dituri będzie prowadzić eksperymenty z zakresu ludzkiej fizjologii, demonstrować nowe technologie i realizować podwodne badania.
Dituri przez 28 lat służył w marynarce wojennej jako nurek saturowany. Po zakończeniu kariery zrobił doktorat i specjalizuje się w urazowych uszkodzeniach mózgu (TBI, z ang. traumatic brain injury). Chce sprawdzić, czy długotrwały pobyt w warunkach podwyższonego ciśnienia można wykorzystać do leczenia zarówno TBI, jak i innych chorób.
Jak sam mówi, bardziej niż samo bicie rekordu interesuje go wymiar edukacyjny przedsięwzięcia. Nawet gdybym wytrzymał tylko 60 dni, ale udałoby mi się zachęcić grupę dzieci do eksplorowania środowiska morskiego, odniósłbym zwycięstwo - podkreślił naukowiec w wypowiedzi dla Jacqueline Hale z pisma Keys Weekly.
Warto podkreślić, że jeśli wszystko się uda, Dituri pobije dotychczasowy rekord czasu mieszkania pod wodą w celach naukowych. Został on ustanowiony w 2014 r. przez dwoje biologów z Tennessee, którzy spędzili w podwodnym habitacie nieco ponad 73 dni, a konkretnie 73 dni, 2 godziny i 34 minuty. Jessica Fain (wówczas 25-letnia) i Bruce Cantrell (63) również mieszkali w Jules' Undersea Lodge. Przed nimi rekord należał do akwanauty Richarda Presleya, który w 1992 r. w ramach projektu Atlantis spędził w podwodnym hotelu niemal 10 tyg. (69 dni). Był on realizowany przez Marine Resources Development Foundation i NASA i miał symulować izolację doświadczaną przez astronautów w czasie długich misji kosmicznych.
Najdłuższym znanym przypadkiem przebywania ludzi pod wodą jest patrol brytyjskiego okrętu HMS Warspite, który na przełomie 1982 i 1983 roku nie wynurzał się przez 111 dni.
« powrót do artykułu
-
-
Ostatnio przeglądający 0 użytkowników
Brak zarejestrowanych użytkowników przeglądających tę stronę.