Showing posts with label ΕΠΙΣΤΗΜΗ. Show all posts
Showing posts with label ΕΠΙΣΤΗΜΗ. Show all posts

27.1.20

Way to harness the entire spectrum of sunlight

Scientists for the first time have developed a single molecule that can absorb sunlight efficiently and also act as a catalyst to transform solar energy into hydrogen, a clean alternative to fuel for things like gas-powered vehicles.  This new molecule collects energy from the entire visible spectrum, and can harness more than 50% more solar energy than current solar cells can. The researchers showed, for the first time, that it is possible to collect energy from the entire visible spectrum of sunlight—including low-energy infrared, a part of the solar spectrum that previously had been difficult to collect—and transform it, quickly and efficiently, into hydrogen. Hydrogen is a clean fuel, meaning it doesn't produce carbon or carbon dioxide as a byproduct of its use.

The researchers outlined their findings in a study published today in Nature Chemistry. The research team was led by Claudia Turro, a chemistry professor and director of The Ohio State University Center for Chemical and Biophysical Dynamics. "The whole idea is that we can use photons from the sun and transform it into hydrogen. To put it simply, we are saving the energy from sunlight and storing it into chemical bonds so it can be used at a later time," Turro said. Photons are elemental particles of sunlight that contain energy. "What makes it work is that the system is able to put the molecule into an excited state, where it absorbs the photon and is able to store two electrons to make hydrogen," Turro said. "This storing of two electrons in a single molecule derived from two photons, and using them together to make hydrogen, is unprecedented."

21.1.20

Νέο είδος ανοσοποιητικού κυττάρου που εξοντώνει σχεδόν όλα τα καρκινικά κύτταρα - Σχεδόν 50 φάρμακα για άλλες παθήσεις μπορούν να καταστρέψουν τα καρκινικά κύτταρα

Οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου του Κάρντιφ, με επικεφαλής τον καθηγητή ‘Αντριου Σιούελ, που έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό ανοσολογίας “Nature Immunology”, ανέλυαν δείγματα από μια τράπεζα αίματος της Ουαλίας, αναζητώντας ανοσοποιητικά κύτταρα που μπορούν να καταπολεμήσουν τα βακτήρια, όταν βρήκαν ένα νέο τύπο Τ-κυττάρου με σημαντικές αντικαρκινικές ικανότητες.  Το εν λόγω κύτταρο διαθέτει ένα άγνωστο έως τώρα είδος υποδοχέα (TCR), που του επιτρέπει να αναγνωρίζει και να στρέφεται εναντίον των καρκινικών κυττάρων αποκλειστικά, αγνοώντας τα υγιή κύτταρα, μέσω ενός μηχανισμού που δεν είναι ακόμη σαφής στους επιστήμονες. Οι εργαστηριακές μελέτες που ακολούθησαν, έδειξαν ότι αυτά τα ανοσοκύτταρα καταστρέφουν τους καρκίνους του δέρματος, του αίματος, του εντέρου, του μαστού, των οστών, του προστάτη, των ωοθηκών, των νεφρών και του τραχήλου της μήτρας. Ο δρ Σιούελ δήλωσε ότι είναι «άκρως ασυνήθιστο» να βρίσκεται ένα κύτταρο με τόσες αντικαρκινικές δυνατότητες, πράγμα που δίνει ελπίδες ακόμη και για μια καθολική θεραπεία του καρκίνου στο μέλλον, σύμφωνα με το BBC και τις βρετανικές «Ιντιπέντεντ» και «Τέλεγκραφ».

ESA: Σε λειτουργία πιλοτική μονάδα παραγωγής οξυγόνου από σεληνιακή σκόνη

Ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (ESA) άρχισε να παράγει οξυγόνο από προσομοιωμένη σεληνιακή σκόνη (ρηγόλιθο), σε μια πιλοτική μονάδα που είναι εγκατεστημένη στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Διαστημικής Έρευνας και Τεχνολογίας (ESTEC) στην Ολλανδία. Η πρωτοποριακή τεχνολογία -ουσιαστικά η δημιουργία αέρα στο φεγγάρι- μπορεί να αποδειχθεί ζωτική για τις μελλοντικές επανδρωμένες αποστολές αποίκισης της Σελήνης, οι οποίες θα επιδιώξουν να αξιοποιήσουν τους τοπικούς πόρους τόσο για να αναπνέουν οι άνθρωποι οξυγόνο όσο και για να παράγουν πυραυλικά καύσιμα, που επίσης χρειάζονται το οξυγόνο.

Ο σεληνιακός ρηγόλιθος αποτελείται σε ποσοστό 40% ως 45% από οξυγόνο, που είναι το πιο άφθονο συστατικό της σεληνιακής σκόνης. Όμως αυτό το οξυγόνο είναι προσδεμένο χημικά με τη μορφή οξειδίων, συνεπώς δεν είναι άμεσα αξιοποιήσιμο. Η νέα ευρωπαϊκή μονάδα επιτρέπει την εξαγωγή του οξυγόνου από τον ρηγόλιθο, ενώ ό,τι απομένει από αυτόν, μετατρέπεται σε επίσης χρήσιμα κράματα μετάλλων.

Ο πυρήνας της τεχνολογίας αναπτύχθηκε από τη βρετανική εταιρεία Metalysis. Ο ρηγόλιθος τοποθετείται σε ένα μεταλλικό δοχείο μαζί με άλατα, θερμαίνεται σε θερμοκρασία έως 950 βαθμών Κελσίου και μετά διοχετεύεται σε αυτόν ηλεκτρικό ρεύμα. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ο διαχωρισμός του οξυγόνου. Η όλη διαδικασία εξαγωγής οξυγόνου είναι αθόρυβη και το οξυγόνο μπορεί να αποθηκευθεί μετά την παραγωγή του. Μια μεγαλύτερη μονάδα παραγωγής οξυγόνου από σεληνόσκονη θα είναι έτοιμη έως τα μέσα της δεκαετίας μας, έτσι ώστε να μπορεί να αξιοποιηθεί και στη Σελήνη.

14.1.20

xenobots: Τεχνητοί βιολογικοί οργανισμοί ...

Ερευνητές στις ΗΠΑ ανακοίνωσαν ότι δημιούργησαν μικροσκοπικές ζωντανές μηχανές, ένα είδος βιολογικού ρομπότ που μπορεί να προγραμματιστεί για να κάνει διάφορες εργασίες Οι τεχνητοί βιολογικοί οργανισμοί (οι οποίοι ονομάστηκαν xenobots) δημιουργήθηκαν από ζωντανά κύτταρα που ελήφθησαν από έμβρυα βατράχων, σχεδιάστηκαν σε υπερυπολογιστή και στη συνέχεια συναρμολογήθηκαν σε τελείως νέες μορφές ζωής μήκους μερικών χιλιοστών. Μπορούν να κινηθούν μόνα τους προς ένα στόχο και να αυτοθεραπευθούν μετά από ένα κόψιμο. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή ρομποτικής Τζόσουα Μπόνγκαρντ του Τμήματος Επιστήμης των Υπολογιστών του Πανεπιστημίου του Βερμόντ, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS). «Πρόκειται για καινοτόμες έμβιες μηχανές. Δεν είναι ούτε παραδοσιακά ρομπότ, ούτε οποιοδήποτε γνωστό είδος ζώου. Είναι μια νέα κατηγορία δημιουργήματος: ένας ζωντανός προγραμματιζόμενος οργανισμός», δήλωσε ο Μπόνγκαρντ.

Διαβάστε Περισσότερα: https://www.liberal.gr/news/dimiourgithikan-ta-prota-zontana-rompot/281780

13.1.20

Νέα μέθοδος ακτινοθεραπείας για καρκινοπαθείς

Η νέα ακτινοθεραπεία-εξπρές FLASH έχει αρχίσει να αναπτύσσεται στο Κέντρο Καρκίνου Άμπραμσον της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια και οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή ογκολογίας Κωνσταντίνο Κουμένη, μετά από σχετικά πειράματα σε ζώα (τρωκτικά), έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο διεθνές ογκολογικό περιοδικό “International Journal of Research Oncology, Biology & Physics”.

Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ακτινοβολία πρωτονίων για να δημιουργήσουν σε επιταχυντή (κύκλοτρο) μια δόση διάρκειας 100 έως 200 χιλιοστών του δευτερολέπτου που -θεωρητικά τουλάχιστον- είναι αρκετή για να δώσει σε ένα καρκινοπαθή όλη την αναγκαία ακτινοθεραπεία. Οι πρώτες δοκιμές της τεχνικής FLASH δείχνουν ότι έχει το ίδιο αποτέλεσμα στους όγκους με την παραδοσιακή θεραπεία φωτονίων, χωρίς μάλιστα να προξενεί βλάβη στους υγιείς ιστούς λόγω της πολύ σύντομης διάρκειας της. Η νέα τεχνική (Proton FLASH Radiation Therapy System), που δοκιμάστηκε στο πανεπιστημιακό Κέντρο Θεραπείας Πρωτονίων Ρόμπερτς, δείχνει ότι, με τις κατάλληλες τεχνικές τροποποιήσεις, οι σημερινοί επιταχυντές πρωτονίων μπορούν να επιτύχουν δόσεις με κλινική χρησιμότητα.

Οι ερευνητές ήδη ετοιμάζονται για την πρώτη κλινική δοκιμή τους σε ανθρώπους. Προς το παρόν η τεχνική FLASH έχει δείξει την αποτελεσματικότητα της μόνο σε μικρά ζώα και σε μικρές περιοχές ιστών. Η μέθοδος πρέπει να βελτιωθεί, ώστε αποδεδειγμένα να έχει ανάλογο αποτέλεσμα σε μεγαλύτερη περιοχή του σώματος και σε μεγαλύτερα σώματα όπως το ανθρώπινο. Ακόμη, θα επιδιωχθεί η δόση να διαρκεί λιγότερο από 100 χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Human body temperature has decreased in the US since the 19th century

Since the 19th century, the average human body temperature in the United States has dropped, according to a study by researchers at the Stanford University School of Medicine. The standard of 98.6 degrees Fahrenheit was established by German physician Carl Reinhold August Wunderlich in 1851. Modern studies, however, have called that number into question, suggesting that it's too high. A recent study, for example, found the average temperature of 25,000 British patients to be 97.9 F. In a study published today in eLife, Parsonnet and her colleagues explore body temperature trends and conclude that temperature changes since the time of Wunderlich reflect a true historical pattern, rather than measurement errors or biases. Parsonnet, who holds the George DeForest Barnett Professorship, is the senior author. Myroslava Protsiv, a former Stanford research scientist who is now at the Karolinska Institute, is the lead author. The researchers propose that the decrease in body temperature is the result of changes in our environment over the past 200 years, which have in turn driven physiological changes.

Copper-based nanomaterials can kill cancer cells in mice

An interdisciplinary team of scientists from KU Leuven, the University of Bremen, the Leibniz Institute of Materials Engineering, and the University of Ioannina has succeeded in killing tumour cells in mice using nano-sized copper compounds together with immunotherapy. After the therapy, the cancer did not return. Recent advances in cancer therapy use one's own immunity to fight the cancer. However, in some cases, immunotherapy has proven unsuccessful. The team of biomedical researchers, physicists, and chemical engineers found that tumours are sensitive to copper oxide nanoparticles—a compound composed of copper and oxygen. Once inside a living organism, these nanoparticles dissolve and become toxic. By creating the nanoparticles using iron oxide, the researchers were able to control this process to eliminate cancer cells, while healthy cells were not affected.

Chemists report a new use for the waste product of nuclear power generation...

...by transforming an unused and stockpile into a versatile compound which could be used to create valuable commodity chemicals as well as new energy sources.

Depleted uranium (DU) is a radioactive by-product from the process used to create nuclear energy. With many fearing the health risks from DU, it is either stored in expensive facilities or used to manufacture controversial armour-piercing missiles. But, in a paper published in the Journal of the American Chemical Society, Professor Geoff Cloke, Professor Richard Layfield and Dr. Nikolaos Tsoureas, all at the University of Sussex, have revealed that DU could, in fact, be more useful than we might think. By using a catalyst which contains depleted uranium, the researchers have managed to convert ethylene (an alkene used to make plastic) into ethane (an alkane used to produce a number of other compounds including ethanol). Their work is a breakthrough that could help reduce the heavy burden of large-scale storage of DU, and lead to the transformation of more complicated alkenes.

10.1.20

Βιολόγοι επέκτειναν τη διάρκεια ζωής σκουληκιών κατά 500%

Επιστήμονες στο MDI Biological Laboratory σε συνεργασία με επιστήμονες από το Buck Institute for Research on Aging στο Νοβάτο της Καλιφόρνια και από το Πανεπιστήμιο Ναντσίνγκ στην Κίνα εντόπισαν κυτταρικούς «μηχανισμούς»/ «οδούς» μακροζωίας που επεκτείνουν κατά πολύ τη διάρκεια ζωής του C. elegans- ενός σκουληκιού που χρησιμοποιείται ως μοντέλο στις έρευνες πάνω στη γήρανση (και την αντιμετώπισή της).  

Η έρευνα αυτή βασίζεται στην ανακάλυψη δύο σημαντικών μηχανισμών που έχουν να κάνουν με τη γήρανση στο C. Elegans, το οποίο είναι δημοφιλές στις σχετικές έρευνες γιατί έχει πολλά κοινά γονίδια με τους ανθρώπους και επειδή η μικρή διάρκεια ζωής του – τρεις ή τέσσερις εβδομάδες- επιτρέπει στους επιστήμονες να αξιολογούν γρήγορα τα αποτελέσματα των παρεμβάσεών τους. Οι μηχανισμοί αυτοί έχουν διατηρηθεί και στους ανθρώπους κατά τη διάρκεια της εξέλιξης, οπότε και διερευνώνται αναλυτικά.

Στο πλαίσιο της νέας έρευνας χρησιμοποιήθηκε ένα «διπλά μεταλλαγμένο» πειραματόζωο, με τροποποιήσεις στους δύο μηχανισμούς (IIS και TOR). Μέσω της τροποποίησης του πρώτου παρατηρείται 100% αύξηση, και μέσω του δεύτερου κατά 30%- ωστόσο εν τέλει αντί για το αναμενόμενο 130% παρατηρήθηκε αύξηση κατά 500%, στο πλαίσιο μιας αξιοσημείωτης συνέργειας, η ανακάλυψη της οποίας θα μπορούσε να οδηγήσει σε συνδυαστικές θεραπείες.

Τέτοιου είδους θεραπείες θα μπορούσαν να επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής και σε ανθρώπους. Η αύξηση αυτή της διάρκειας ζωής σε ανθρώπους θα αντιστοιχούσε σε διάρκεια ζωής 400-500 ετών. Μια σειρά φαρμάκων που επεκτείνουν τη διάρκεια ζωής μέσω τροποποιήσεων σε αυτούς τους μηχανισμούς είναι ήδη υπό ανάπτυξη.

ΑΜΠΕ

6.1.20

Researchers build a particle accelerator that fits on a chip

For the first time, scientists at Stanford and SLAC have created a silicon chip that can accelerate electrons—albeit at a fraction of the velocity of that massive instrument—using an infrared laser to deliver, in less than a hair's width, the sort of energy boost that takes microwaves many feet.

Read: https://phys.org/news/2020-01-particle-chip.html

8.12.19

Τα φυτά βγάζουν υπερηχητικά «ουρλιαχτά» όταν στρεσάρονται…

Όπως οι άνθρωποι που καμιά φορά κραυγάζουν λόγω έντονου στρες, έτσι και τα φυτά, όταν βιώνουν στρες λόγω ξηρασίας ή φυσικής βλάβης, συχνά εκπέμπουν υπερηχητικές κραυγές, που δεν γίνονται αντιληπτές από τους ανθρώπους. Αυτό υποστηρίζει για πρώτη φορά μια νέα έρευνα από Ισραηλινούς επιστήμονες, σύμφωνα με την οποία τα φυτά όχι μόνο βλέπουν, μυρίζουν και ακούνε, αλλά επίσης είναι μόνο φαινομενικά σιωπηλά, καθώς στην πραγματικότητα «μιλάνε» και μάλιστα «φωνάζουν», όταν…ζορίζονται. Οι ερευνητές του Πανεπιστημίου του Τελ Αβίβ, με επικεφαλής τον Ιτζάκ Καΐτ, που έκαναν τη σχετική προδημοσίευση στη βάση δεδομένων bioRxiv (ακόμη δεν έχει υπάρξει κανονική επιστημονική δημοσίευση), τοποθέτησαν ευαίσθητα μικρόφωνα κοντά σε ντοματιές και φυτά καπνού, που βίωναν συνθήκες στρες. Τα μικρόφωνα «έπιασαν» υπερηχητικά ουρλιαχτά από απόσταση περίπου δέκα εκατοστών. «Τα ευρήματα μας μπορούν να αλλάξουν τον τρόπο που σκεφτόμαστε για το φυτικό βασίλειο, το οποίο έχει θεωρηθεί σχεδόν σιωπηλό μέχρι τώρα», σύμφωνα με τους ερευνητές.

Οι ήχοι είναι στη γκάμα των 20 έως 100 kilohertz, η οποία μπορεί να γίνει αντιληπτή από μερικούς οργανισμούς σε απόσταση έως πέντε μέτρων από τα φυτά, σύμφωνα με τους ερευνητές, οι οποίοι πιστεύουν ότι οι κραυγές αυτές ακούγονται από ορισμένα έντομα, άλλα ζώα και φυτά. Θα μπορούσαν όμως να τις ακούσουν και οι άνθρωποι με τα κατάλληλα όργανα, πράγμα που θα ειδοποιούσε έγκαιρα π.χ. για την έλλειψη νερού στις γεωργικές καλλιέργειες. Όπως τα ζώα, έτσι και τα φυτά αντιδρούν στο φυσικό στρες με διάφορους τρόπους, π.χ. την απελευθέρωση χημικών ουσιών με διακριτές οσμές, την αλλαγή του χρώματος ή του σχήματος τους κ.α. Μελέτες έχουν δείξει ότι αρκετά ζώα φαίνεται να αναγνωρίζουν και να ανταποκρίνονται σε αυτά τα σήματα, ενώ ακόμη και άλλα φυτά ανιχνεύουν τις οσμές-σήματα στον αέρα. Είχε επίσης διαπιστωθεί παλαιότερα ότι ορισμένα φυτά αντιδρούν στους ήχους, αλλά η νέα έρευνα πηγαίνει ένα βήμα παραπέρα, υποστηρίζοντας ότι τα ίδια βγάζουν ηχητικά σήματα, όταν κάτι δεν πάει καλά στο περιβάλλον τους.

15.11.19

Πρώτο λέιζερ αξιοποίησης του φάσματος των τεραχέρτζ

Ερευνητές των πανεπιστημίων ΜΙΤ και Χάρβαρντ, καθώς και του στρατού των ΗΠΑ, δημιούργησαν ένα λέιζερ τεραχέρτζ, που ανοίγει τον δρόμο για την αξιοποίηση ενός μεγάλου και έως τώρα σε μεγάλο βαθμό μη χρησιμοποιούμενου τμήματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος, των τεραχέρτζ. Τα terahertz (1THz = 1.000GHz) είναι μια περιοχή συχνοτήτων που βρίσκεται ανάμεσα στα μικροκύματα και στο υπέρυθρο και το ορατό φως. Μέχρι σήμερα αυτή η περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος δεν έχει βρει πολλές εφαρμογές, επειδή οι υπάρχουσες ηλεκτρονικές ή οπτικές πηγές κυμάτων τεραχέρτζ είναι ογκώδεις, μη αποδοτικές, πολύπλοκες και απαιτούν ειδικές συνθήκες λειτουργίας (π.χ. χαμηλή θερμοκρασία). Γι’ αυτό έως τώρα δεν έχουν υπάρξει τέτοια μηχανήματα με όραση-Τ στα αεροδρόμια ή στα νοσοκομεία. Η νέα συσκευή λέιζερ τεραχέρτζ, που ξεπερνά κάθε άλλη πηγή λέιζερ σε αυτή τη συχνότητα, είναι μικρή (όσο ένα κουτί παπουτσιών), απλούστερη και δουλεύει σε θερμοκρασία δωματίου, κάτι που θα της επιτρέψει να βρει πολλές εφαρμογές στο μέλλον. Η συσκευή συνδυάζει ένα λέιζερ κβαντικής αλληλουχίας (QCL) με ένα λέιζερ οξειδίου του αζώτου (γνωστού και ως «αέριου του γέλιου») για να παράγει συχνότητες σχεδόν 1 THz.

14.11.19

Το ρόβερ Curiosity ανίχνευσε στον Άρη μυστηριώδεις αυξομειώσεις και στο οξυγόνο

Μετά το μυστήριο του μεθανίου στον Άρη, το επίπεδο του οποίου τη μία εμφανίζεται αυξημένο και την άλλη πεσμένο έως ανύπαρκτο, η Αμερικανική Διαστημική Υπηρεσία (NASA) ανακοίνωσε ότι το ρόβερ της Curiosity ανίχνευσε παρόμοιες μυστηριώδεις και μέχρι στιγμής ανεξήγητες αυξομειώσεις και στο λιγοστό οξυγόνο του γειτονικού πλανήτη. Οι επιστήμονες συνεχίζουν τις προσπάθειές τους να εξιχνιάσουν το μυστήριο του μεθανίου που εμφανίζει έντονα εποχικά και τυχαία «σκαμπανεβάσματα» (έως και 60%) και τώρα διαπιστώνουν ότι επίσης το αέριο οξυγόνο αυξομειώνεται με τρόπο που φαίνεται τυχαίος, χωρίς κάποια προφανή αιτία. Κάποια πηγή ή μηχανισμός παράγει το οξυγόνο (η αύξηση του επιπέδου του φθάνει το 30%) και μετά αυτό αφαιρείται πάλι από τον αέρα.

Η αρειανή ατμόσφαιρα αποτελείται κατά κύριο λόγο από διοξείδιο του άνθρακα (σε ποσοστό περίπου 95%), ενώ 2,6% είναι το μοριακό άζωτο, το αργό 1,6%, το μοριακό οξυγόνο 0,16% και το μονοξείδιο του άνθρακα 0,06%. Τα άλλα αέρια όπως το άζωτο και το αργό εμφανίζουν προβλεψιμότητα στη συμπεριφορά τους, αυξομειούμενα περιοδικά ανάλογα με το πόσο διοξείδιο του άνθρακα υπάρχει στην αρειανή ατμόσφαιρα, κάτι που όμως δεν συμβαίνει με το οξυγόνο.«Πασχίζουμε να βρούμε μια εξήγηση για το οξυγόνο. Σκεφτόμαστε ότι είναι ένα ζήτημα που δεν έχει να κάνει με τη δυναμική της ατμόσφαιρας, αλλά με κάποια χημική πηγή», δήλωσε η επικεφαλής ερευνήτρια Μελίσα Τρέινερ, πλανητική επιστήμονας του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Goddard της NASA στο Μέριλαντ.

6.11.19

Το Voyager 2 εξερευνά τα όρια του διαστρικού διαστήματος

Ένα χρόνο πριν, στις 5 Νοεμβρίου του 2018, το Voyager 2 της NASA έγινε το δεύτερο διαστημόπλοιο στην ιστορία που βγήκε από την ηλιόσφαιρα- την προστατευτική «φυσαλίδα» σωματιδίων και μαγνητικών πεδίων που δημιουργείται από τον ήλιο. Σε απόσταση 18 δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων από τη Γη, το διαστημόπλοιο βγήκε στο διαστρικό διάστημα (το διάστημα ανάμεσα στα άστρα).

Η ηλιόσφαιρα είναι σαν ένα «πλοίο» που ταξιδεύει στο διαστρικό διάστημα. Τόσο η ηλιόσφαιρα όσο και το διαστρικό διάστημα είναι γεμάτα πλάσμα- ένα αέριο το οποίο περιέχει άτομα που έχουν χάσει τα ηλεκτρόνιά τους. Το πλάσμα στην ηλιόσφαιρα είναι θερμό και αραιό, ενώ στο διαστρικό διάστημα είναι ψυχρό και πυκνότερο. Το διάστημα ανάμεσα στα άστρα περιέχει επίσης κοσμικές ακτίνες, ή αλλιώς, σωματίδια που επιταχύνονται από άστρα που εκρήγνυνται.

Το Voyager 1 ανακάλυψε ότι η ηλιόσφαιρα προστατεύει τη Γη και άλλους πλανήτες από πάνω από το 70% αυτής της ακτινοβολίας. Πριν το Voyager 1 φτάσει στα όρια της ηλιόσφαιρας το 2012, οι επιστήμονες δεν ήξεραν ακριβώς πόσο μακριά ήταν αυτό το όριο από τον ήλιο. Όταν το Voyager 2 βγήκε από την ηλιόσφαιρα πέρυσι, επιστήμονες ανακοίνωσαν τον εντοπισμό δύο σημαντικών αλλαγών: Ο ρυθμός εντοπισμού σωματιδίων της ηλιόσφαιρας μειώθηκε, ενώ ο ρυθμός της κοσμικής ακτινοβολίας αυξήθηκε κατά πολύ. Οι αλλαγές αυτές επιβεβαίωσαν πως το σκάφος είχε εισέλθει σε μια νέα περιοχή του διαστήματος.

Τα δύο σκάφη βγήκαν από αυτήν σε διαφορετικά σημεία και σε διαφορετικές χρονικές στιγμές του 11ετούς ηλιακού κύκλου, όπου η ηλιακή δραστηριότητα κυμαίνεται σε χαμηλά και υψηλά επίπεδα. Οι επιστήμονες περίμεναν το όριο της ηλιόσφαιρας, η ηλιόπαυση, να μετακινείται καθώς η δραστηριότητα του ήλιου μεταβάλλεται (όπως πχ ένας πνεύμονας κατά την αναπνοή). Αυτό συνάδει με το δεδομένο ότι τα δύο σκάφη συνάντησαν την ηλιόπαυση σε διαφορετικές αποστάσεις από τον ήλιο.

Τα νέα επιστημονικά άρθρα επιβεβαιώνουν πως το Voyager 2 δεν βρίσκεται ακόμα σε «ήρεμο» διαστρικό διάστημα: Όπως και το αδελφό του σκάφος, φαίνεται πως βρίσκεται σε μια ταραγμένη μεταβατική περιοχή, αμέσως μετά την ηλιόσφαιρα. Τα δύο σκάφη έχουν πλέον επιβεβαιώσει ότι το πλάσμα στο τοπικό διαστρικό διάστημα είναι σημαντικά πυκνότερο από αυτό μέσα στην ηλιόσφαιρα. Το 2012, το Voyager 1 παρατήρησε μια ελαφρώς υψηλότερη του αναμενομένου πυκνότητα πλάσματος μόλις έξω από την ηλιόσφαιρα, υποδεικνύοντας ότι το πλάσμα κάπως συμπιέζεται.

25.10.19

Syngas από τεχνητό «φύλλο»

Ένα είδος αερίου που παράγεται αυτή τη στιγμή από ορυκτά καύσιμα μπορεί αντ'αυτού να παραχθεί από ένα τεχνητό «φύλλο», που χρησιμοποιεί μόνο φως, διοξείδιο του άνθρακα και νερό, οδηγώντας ενδεχομένως στη χρήση του για την ανάπτυξη ενός υγρού καυσίμου που θα μπορούσε να αποτελέσει εναλλακτική στη βενζίνη. Αντί να λειτουργεί με ορυκτά καύσιμα, το τεχνητό φύλλο λειτουργεί με φως, αν και συνεχίζει να είναι αποδοτικό τις πιο συννεφιασμένες ημέρες. Επίσης, αντίθετα με τις σημερινές βιομηχανικές διαδικασίες για την παραγωγή syngas, το φύλλο δεν απελευθερώνει επιπλέον διοξείδιο του άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Το syngas αυτή τη στιγμή φτιάχνεται από ένα μείγμα υδρογόνου και μονοξειδίου του άνθρακα και χρησιμοποιείται για την παραγωγή ενός εύρους προϊόντων, όπως καυσίμων, φαρμάκων, πλαστικών και λιπασμάτων.

Επιστήμονες του University of Cambridge έδειξαν πως η συγκεκριμένη «carbon neutral» συσκευή μπορεί να παράγει απευθείας το συγκεκριμένο αέριο (syngas) με βιώσιμο και απλό τρόπο.  «Ίσως να μην έχετε ακούσει για το ίδιο το syngas, αλλά κάθε μέρα καταναλώνετε προϊόντα που δημιουργήθηκαν με αυτό. Το να είμαστε σε θέση να το παράγουμε με βιώσιμο τρόπο θα ήταν κρίσιμο βήμα για να κλείσει ο παγκόσμιος κύκλος του άνθρακα και να δημιουργηθεί μια βιώσιμη βιομηχανία χημικών και καυσίμων» είπε ο καθηγητής Έρβιν Ράισνερ, του τμήματος Χημείας του πανεπιστημίου, που δούλευε πάνω στο συγκεκριμένο αντικείμενο για επτά χρόνια.

23.10.19

Prime editing: Νέα τεχνική/μέθοδος επεξεργασίας του DNA

Επιτρέπει την επεξεργασία/τροποποίηση του DNA, παρέχοντας τη δυνατότητα διόρθωσης του 89% των λαθών στον «κώδικα της ζωής» που προκαλούν ασθένειες, σύμφωνα με επιστήμονες του ΜΙΤ και του Χάρβαρντ στις ΗΠΑ. Η τεχνολογία αυτή έχει χαρακτηριστεί ως «γενετικός επεξεργαστής κειμένου», καθώς επιτρέπει να ξαναγράφεται με ακρίβεια ο γενετικός κώδικας. Το prime editing διαφέρει από άλλα προηγούμενα συστήματα από την άποψη πως χρησιμοποιεί RNA για να κατευθύνει την εισαγωγή νέων αλληλουχιών DNA σε ανθρώπινα κύτταρα.

Στο πλαίσιο της νέας αυτής τεχνικής, που αποτελεί βελτίωση της τεχνικής CRISPR, συνδυάζονται δύο από τις πιο σημαντικές πρωτεΐνες στη μοριακή βιολογία (CRISPR-Cas9 και μια αντίστροφη μεταγραφάση) σε μια νέα μέθοδο. Το σύστημα επιτρέπει την απευθείας τροποποίηση ανθρώπινων κυττάρων και αυξάνει σημαντικά τις δυνατότητες ως προς τη χρήση του «gene editing» για βιολογικούς και ιατρικούς σκοπούς, ενώ μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη διόρθωση του 89% των γνωστών γενετικών μεταλλάξεων που προκαλούν ασθένειες.

21.10.19

Ο πρώτος μεγάλος κβαντικός επεξεργαστής, φτιαγμένος μόνο από φως

Μετά από προσπάθειες δέκα ετών δημιουργήθηκε ένας επεξεργαστής, όλα τα συστατικά του οποίου είναι φτιαγμένα από φως. Στον νέο επεξεργαστή, ειδικά σχεδιασμένοι κρύσταλλοι μετατρέπουν το συνηθισμένο φως λέιζερ σε έναν τύπο κβαντικού φωτός, το «συμπιεσμένο» φως, το οποίο τελικά λειτουργεί ως επεξεργαστής με τη βοήθεια ενός δικτύου κατόπτρων, διαχωριστών δέσμης και οπτικών ινών. Ο νέος επεξεργαστής (που λέγεται «cluster state») αποτελείται από μία ομάδα κβαντικά «διαπλεκόμενων» συστατικών που επιτρέπουν την εκτέλεση κβαντικών υπολογισμών.

Μία διεθνής ομάδα ερευνητών από την Αυστραλία, την Ιαπωνία και τις ΗΠΑ ανακοίνωσε ότι άνοιξε έναν νέο δρόμο στο πεδίο των κβαντικών υπολογιστών, δημιουργώντας τον πρώτο κβαντικό επεξεργαστή μεγάλης κλίμακας, κατασκευασμένο αποκλειστικά από φως λέιζερ. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Νίκολας Μενικούτσι του Κέντρου Κβαντικού Υπολογισμού και Τεχνολογίας Επικοινωνιών του Πανεπιστημίου RMIT της Μελβούρνης, έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Science».

ΑΜΠΕ

13.10.19

"β-Bi2Pd": Νέο υλικό υπεραγωγιμότητας

Η ιδιαιτερότητά του είναι ότι μπορεί να υπάρχει στην κβαντική κατάσταση φυσικά, χωρίς να ασκεί επιρροή μαγνητικών πεδίων για να πραγματοποιήσει αυτή την κατάσταση. Εκεί όπου άλλα υπεραγώγιμα υλικά απαιτούν την εφαρμογή μαγνητικών πεδίων σε κάθε qubit για να φθάσουν στην κβαντική κατάσταση, το νέο υλικό είναι φυσικά σε μια κβαντική κατάσταση. Οι ερευνητές σημείωσαν ότι ένας δακτύλιος β-Bi2Pd υπάρχει ήδη στα σημεία που το ηλεκτρικό ρεύμα μπορεί ταυτόχρονα να ρέει δεξιόστροφα και αριστερόστροφα. Οι συντάκτες της μελέτης πιστεύουν ότι το πρόσφατα ανακαλυφθέν υπεραγώγιμο υλικό, θα γεφυρώσει το μεγαλύτερο κομμάτι του Quantum Computing, χάρη στη σταθερότητα και τη χαμηλή απαίτηση συντήρησης του υλικού.

Οι κβαντικοί υπολογιστές λειτουργούν διαφορετικά από τους κλασικούς υπολογιστές. Σε αντίθεση με την κανονική πληροφορική όπου οι πληροφορίες μεταφέρονται σε 0 ή 1 bit, η κβαντομηχανική επιτρέπει σε ένα άτομο να βρίσκεται ταυτόχρονα σε κατάσταση 0 και 1. Τα bit, που είναι επίσης η βασική μονάδα στην κβαντομηχανική, ονομάζονται qubit.

https://www.researchgate.net/publication/258666567_Superconductivity_at_54K_in_b-Bi2Pd

https://materials.springer.com/isp/crystallographic/docs/sd_0457487

ΣΧΕΤΙΚΟ: Rare 'Lazarus superconductivity' observed in promising, rediscovered material

4.10.19

Νέο ρεκόρ κβαντικής υπέρθεσης με 2.000 άτομα να βρίσκονται ταυτόχρονα σε δύο διαφορετικά μέρη

Ευρωπαίοι επιστήμονες ανακοίνωσαν ότι πέτυχαν ένα νέο παγκόσμιο ρεκόρ κβαντικής υπέρθεσης, δοκιμάζοντας την εν λόγω αρχή της κβαντομηχανικής για πρώτη φορά σε τόσο μεγάλη κλίμακα. Συγκεκριμένα, ερευνητές από τα πανεπιστήμια της Βιέννης και της Βασιλείας έφεραν σε κατάσταση κβαντικής υπέρθεσης καυτά πολύπλοκα μόρια που αποτελούνταν συνολικά από σχεδόν 2.000 άτομα. Επιβεβαίωσαν έτσι σε μαζική κλίμακα το φαινόμενο της κβαντικής υπέρθεσης, το οποίο βρίσκεται στην «καρδιά της κβαντομηχανικής», σύμφωνα με τα λόγια του διάσημου φυσικού Ρίτσαρντ Φάινμαν. Στο νέο πείραμα τα σχεδόν 2.000 άτομα παρέμειναν σε κβαντική υπέρθεση για περισσότερα από επτά χιλιοστά του δευτερολέπτου.

Το επίτευγμα, με επικεφαλής τους Μάρκους Αρντ και Μαρσέλ Μαγιόρ, παρουσιάστηκε στο περιοδικό φυσικής «Nature Physics». Στην υπέρθεση, που προκύπτει από τη θεμελιώδη εξίσωση της κβαντομηχανικής (του Σρέντιγκερ), δύο κβαντικές καταστάσεις προστίθενται μεταξύ τους με τρόπο που τους επιτρέπει να συνυπάρχουν ταυτόχρονα. Το φαινόμενο έχει πιστοποιηθεί κβαντικά σε φωτόνια, ηλεκτρόνια, νετρόνια, άτομα, ακόμη και μόρια. Κανείς όμως δεν έχει ιδέα αν και πώς η υπέρθεση «μεταφράζεται» στον κόσμο της καθημερινής εμπειρίας μας.

ΑΜΠΕ