Μήνας: Μάιος 2013

Επιστήμονες του CERN πραγματοποιούν ένα από τα πιο παράξενα πειράματα, εξετάζοντας εάν η αντιύλη υπακούει στη βαρύτητα ή πέφτει προς τα πάνω.

Οι επιστήμονες πειραματίζονται με την αντιύλη ως πιθανό μέσο για τη δημιουργία ενός συστήματος προώθησης διαστημικών οχημάτων με βάση την αντιβαρύτητα. Τα σωματίδια αντιύλης ενεργούν αντίστροφα από την κανονική ύλη, φέροντας ίσο αλλά αντίθετο ηλεκτρικό φορτίο. Οι ερευνητές δεν είναι ακόμα βέβαιοι για το πώς η αντιύλη ανταποκρίνεται στη βαρύτητα, αλλά η επικρατούσα θεωρία είναι ότι «πέφτει» προς τα πάνω αντί προς τα κάτω.

Το πείραμα Alpha του CERN μπορεί να είναι το επόμενο βήμα για την επιβεβαίωση αυτής της ιδέας. To Alpha (Antihydrogen Laser Physics Apparatus) είναι μία συσκευή λέιζερ αντιυδρογόνου που έχει σχεδιαστεί για να παγιδεύει άτομα αντιύλης προς μελέτη. Το αντιυδρογόνο είναι ένα άτομο που αποτελείται από ένα αντιπρωτόνιο και ένα ποζιτρόνιο, τα αντισωματίδια του πρωτονίου και ηλεκτρονίου αντίστοιχα.

Το 2011, οι ερευνητές του Alpha κατάφεραν να παγιδεύσουν άτομα αντιυδρογόνου για 1.000 δευτερόλεπτα. Νωρίτερα αυτό το έτος, επέστρεψαν πίσω σε αυτά τα δεδομένα προκειμένου να ελέγξουν με ποιον τρόπο η αντιύλη αντιδρά στη βαρύτητα.

«Κατά τη διάρκεια των πειραμάτων, απελευθερώσαμε τα άτομα αντιυδρογόνου και εξετάσαμε την εξολόθρευσή τους», δήλωσε ο Τζέφρυ Χανγκστ, μέλος της πειραματικής ομάδας. «Εξετάσαμε όλα αυτά τα δεδομένα για να δούμε εάν υπάρχει οποιαδήποτε επίδραση της βαρύτητας στις θέσεις στις οποίες εξολοθρεύεται. Αναζητούσαμε άτομα που να πέφτουν στο σύντομο χρονικό διάστημα (30 χιλιοστά του δευτερολέπτου) που υπάρχουν όταν κλείνει το μαγνητικό πεδίο και πριν χτυπήσουν τον τοίχο», πρόσθεσε.

Έως τώρα, οι επιστήμονες ήταν σε θέση να καθορίσουν δύο πράγματα. Εάν ένα άτομο αντιυδρογόνου πέφτει προς τα κάτω, η βαρυτική μάζα του δεν μπορεί να είναι πάνω από 110 φορές μεγαλύτερη από ότι αδρανειακή μάζα του. Αν πέφτει προς τα πάνω, η βαρυτική του μάζα μπορεί να είναι το πολύ 65 φορές μεγαλύτερη.

Η βαρυτική μάζα είναι η μάζα ενός σώματος, όπως αυτή μετράται από τη βαρυτική έλξη της σε άλλα σώματα, και είναι αυτή που παράγει το «βάρος» ενός αντικειμένου που έλκεται από τη Γη.

Αδρανειακή μάζα είναι η μάζα του σώματος όπως μετράται από το πόσο έντονα έχει επιταχυνθεί από μια δεδομένη δύναμη.

Ενώ τα στοιχεία ήταν πολύ ενδιαφέροντα, δεν ήταν αρκετά σαφή. Ωστόσο, η ομάδα Alpha αισιοδοξεί ότι τα πρόσφατα ευρήματα μπορούν να οδηγήσουν σε πιο ξεκάθαρα συμπεράσματα στο άμεσο μέλλον.

«Δεν είναι μία πολύ επιτυχημένη προσπάθεια ακόμα, αλλά είναι η πρώτη φορά που κάποιος έχει τη δυνατότητα να μιλήσει για αυτό», δήλωσε ο Χανγκστ.

«Στην πραγματικότητα έχουμε ένα μηχάνημα που μπορεί να αντιμετωπίσει αυτό το ερώτημα, και αυτό είναι συναρπαστικό για εμάς εδώ. Έχουμε πολλές επιλογές για τη μελέτη της αντιύλης και αυτή εδώ είναι μία που έχει πλούσιο μέλλον», κατέληξε.

http://www.naftemporiki.gr/story/647771

Καθήκοντα εξερευνητή των παγετώνων της Γροιλανδίας θα αναλάβει το GROVER: πρόκειται για ένα ρομποτικό όχημα- τανκ (Greenland Rover/ Goddard Remotely Operated Vehicle for Exploration and Research) το οποίο θα περιπλανηθεί στις παγωμένες ερημιές, συλλέγοντας δείγματα και κάνοντας μετρήσεις για λογαριασμό των επιστημόνων που μελετούν τις αλλαγές στους παγετώνες.

Το GROVER είναι ένα ρομπότ το οποίο κινείται με ηλιακή ενέργεια και είναι εφοδιασμένο με ραντάρ ικανό να «βλέπει» μέσα στο έδαφος, μελετώντας τον τρόπο συσσώρευσης του χιονιού. Η κατάσταση του παγετώνα της Γροιλανδίας παρουσιάζει μεγάλο ενδιαφέρον για τον επιστημονικό κόσμο, καθώς το καλοκαίρι του 2012 οι υψηλότερες του αναμενομένου θερμοκρασίες προκάλεσαν τήξη στο 97% της επιφάνειας του παγετώνα. Οι επιστήμονες του Goddard Space Flight Center της NASA, χάρη στο GROVER, θα έχουν τη δυνατότητα να μελετήσουν την κατάσταση που διαμορφώθηκε μετά από το συγκεκριμένο φαινόμενο.

Οι δοκιμές του GROVER ξεκινούν σήμερα και θα διαρκέσουν ως τις 8 Ιουνίου, στο υψηλότερο σημείο της Γροιλανδίας. Τότε θα φτάσει στην περιοχή ένα άλλο ρομπότ, το Cool Robot, που έχει αναπτυχθεί στο Dartmouth College. Γενικότερα, οι έρευνες στους πόλους με ρομποτικά «rovers» κοστίζουν σαφώς λιγότερο από ό,τι οι αντίστοιχες με τις συνήθεις πλατφόρμες, δηλαδή δορυφόρους και αεροσκάφη.

Κάτι αξιοσημείωτο στην περίπτωση του GROVER είναι ότι αναπτύχθηκε μεταξύ το 2010 και του 2011 από ομάδες φοιτητών μου συμμετείχαν σε θερινές δραστηριότητες μηχανολογικής εκπαίδευσης στο Goddard. Οι φοιτητές ενδιαφέρθηκαν για την κατασκευή ενός οχήματος και απευθύνθηκαν στη Λώρα Κένιγκ, παγετωνολόγο του κέντρου και πλέον επιστημονική σύμβουλο του προγράμματος. «Ρομπότ σαν το GROVER μας δίνουν ένα νέο εργαλείο για τις μελέτες των παγετώνων» λέει σχετικά.Τα δεδομένα τέτοιου είδους συνήθως συλλέγονται από ραντάρ που μεταφέρονται από snowmobiles και αεροσκάφη- η πρόταση εγκατάστασης ραντάρ σε rover ήταν ιδέα της Κένιγκ. Στο πρόγραμμα συνέδραμε και ο Χανς Πίτερ Μάρσαλ, παγετωνολόγος του Boise State University.

Το ρομποτικό «πολικό τανκ» της NASA έχει ύψος περίπου δύο μέτρα, συμπεριλαμβανομένων των ηλιακών συλλεκτών του. Το βάρος του είναι περίπου 360 κιλά και τροφοδοτείται πλήρως από ηλιακή ενέργεια. Ξεκινώντας από τον ερευνητικό σταθμό Summit Camp του National Science Foundation, θα κινείται με ταχύτητα 2 χιλιομέτρων ανά ώρα. Από τη στιγμή που ο ήλιος δεν εξαφανίζεται ποτέ από τον ορίζοντα κατά το αρκτικό καλοκαίρι, το GROVER θα είναι σε θέση να δουλεύει ασταμάτητα, συλλέγοντας περισσότερα στοιχεία από ό,τι ένας άνθρωπος σε όχημα.

«Πιστεύουμε πως είναι πραγματικά ισχυρό» λέει ο Γκάμπριελ Τρίσκα, μεταπτυχιακός φοιτητής του Boise State University που ανέπτυξε το λογισμικό του GROVER. «Το ρομπότ θα μπορούσε να βρίσκεται οπουδήποτε στον κόσμο, και εμείς θα μπορούσαμε να το ελέγχουμε από οπουδήποτε».

Ο Μάικλ Κομπέριεϊτ, πρώην μηχανικός της NASA και μάνατζερ του Engineering Boot Camp του Goddard, παρομοίασε την αποστολή με τις αποστολές οχημάτων στο Διάστημα: «Το GROVER είναι ακριβώς όπως ένα διαστημόπλοιο, αλλά πρέπει να λειτουργεί στο έδαφος. Πρέπει να επιβιώσει χωρίς επιτήρηση για μήνες σε ένα εχθρικό περιβάλλον,  με λίγες εντολές για να διαπιστώνουν την κατάστασή του και να του δίνουν οδηγίες σχετικά με την αντιμετώπιση καταστάσεων στις οποίες βρίσκεται».

http://www.naftemporiki.gr/story/648161

Η έρευνα διήρκεσε τρία χρόνια και βασίστηκε σε ερευνητικές τεχνικές οι οποίες αναπτύχθηκαν σε βάθος 17 ετών

Δομικός βιολόγος του Πανεπιστημίου Φλόριντα Στέιτ ανακοίνωσε ανακαλύψεις που μπορούν να οδηγήσουν την επιστημονική κοινότητα ένα βήμα πιο κοντά στο να κατανοήσουν πώς ακριβώς εμφανίστηκε ζωή στη Γη πριν από δισεκατομμύρια χρόνια.

Ο καθηγητής Μάικλ Μπλέηαμπερ και η ομάδα του δημοσίευσαν δεδομένα που υποστηρίζουν την ιδέα ότι δέκα αμινοξέα που υπήρχαν στη Γη πριν από τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, ήταν ικανά να σχηματίζουν αναδιπλούμενες πρωτεΐνες σε ιδιαίτερα αλόφιλο περιβάλλον. Τέτοιου είδους πρωτεΐνες θα είχαν τη δυνατότητα να παράσχουν μεταβολικές δραστηριότητες, ώστε οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί να εμφανιστούν πριν από 3,5 με 3,9 δισεκατομμύρια χρόνια.

Η έρευνα του Μπλέιμπερ διήρκεσε τρία χρόνια και βασίστηκε σε ερευνητικές τεχνικές οι οποίες αναπτύχθηκαν σε βάθος 17 ετών. Τα αποτελέσματα της έρευνας δημοσιεύτηκαν στο επιστημονικό περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών.

Οι πρώτοι ζωντανοί οργανισμοί ήταν μικροσκοπικά κύτταρα με τη δυνατότητα αναπαραγωγής και προσαρμογής σε διάφορα περιβάλλοντα. «Σύμφωνα με τα έως τώρα στοιχεία πιστεύεται ότι το ριβονουκλεϊκό οξύ (RNA) σχηματίστηκε πρώτο σε περιβάλλοντα υψηλής θερμοκρασίας», δήλωσε ο Μπλέημπερ. «Τα δικά μας ευρήματα δείχνουν περισσότερο πως αρχικά εμφανίστηκαν οι πρωτεΐνες, και μάλιστα σε αλόφιλο περιβάλλον», συμπλήρωσε.

Οι πρωτεΐνες μπορούν να σχηματίζουν ακριβείς δομές, απαραίτητες για τη διατήρηση της ζωής, χάρις στην ιδιότητά τους να αναδιπλώνονται. Η αναδίπλωση τούς δίνει τη δυνατότητα αλληλεπίδρασης με άλλες πρωτεΐνες και εκτέλεσης συγκεκριμένων χημικών αντιδράσεων, προκειμένου να προσαρμόζονται στο περιβάλλον.

Θραύσματα κομητών και μετεωριτών, όπως αυτά που πρόσφατα έπεσαν στη Ρωσία, μας έχουν παράσχει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με την άφιξη των αμινοξέων στη Γη. Τα θραύσματα αυτά είναι παλαιότερα από τη Γη και είναι υπεύθυνα για τη μεταφορά των 10 προβιοτικών αμινοξέων, τα οποία προήλθαν από το σχηματισμό του ηλιακού μας συστήματος.

Σήμερα το ανθρώπινο σώμα χρησιμοποιεί είκοσι κοινά αμινοξέα για την παραγωγή των απαραίτητων πρωτεϊνών. Δέκα εξ αυτών σχηματίζονται μέσω βιοσύνθεσης, ενώ ο σχηματισμός των δέκα προβιοτικών αμινοξέων γίνεται μέσω χημικών διεργασιών που δεν απαιτούν κάποια βιοσυνθετική ατραπό.

Χρησιμοποιώντας μια τεχνική που ονομάζεται συμμετρική αποδόμηση, το εργαστήριο του Μπλέημπερ κατόρθωσε να εντοπίσει μικρά πεπτίδια-δομικά στοιχεία ικανά να συναρμολογούνται αυτόματα σε ιδιαίτερες και σύνθετες πρωτεϊνικές αρχιτεκτονικές. Τα τελευταία πειράματα διερεύνησαν αν τέτοια δομικά στοιχεία μπορούν να αποτελούνται μόνο από τα 10 προβιοτικά αμινοξέα και να διατηρούν ακόμα τη δυνατότητα αναδίπλωσης.

Η υπόθεση αυτή αποδείχθηκε προς το παρόν σε βαθμό 80%, καθώς δημιουργήθηκαν αναδιπλούμενες πρωτεΐνες με 12 αμινοξέα. Αν η ομάδα του Μπλέημπερ καταφέρει να αποδείξει πλήρως την υπόθεσή της, ολόκληροι κλάδοι της βιολογίας που ασχολούνται με την αβιογένεση (την εμφάνιση της ζωής) και όχι μόνο, θα μετατοπίσουν το ενδιαφέρον τους στις πρωτεΐνες και τα αλόφιλα περιβάλλοντα

http://www.naftemporiki.gr/story/637086

Επιστήμονες διαπίστωσαν πως η θερμοκρασία κοντά στο κέντρο της Γης είναι περίπου 6.000 βαθμοί Κελσίου, 1.000 βαθμοί υψηλότερη από ότι είχε υποδείξει προηγούμενο πείραμα προ εικοσαετίας.

Αυτές οι μετρήσεις επιβεβαιώνουν γεωφυσικά μοντέλα που προβλέπουν ότι η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του στερεού πυρήνα και του μανδύα πρέπει να είναι τουλάχιστον 1500 βαθμοί, ώστε να εξηγεί γιατί η Γη διαθέτει μαγνητικό πεδίο.

Ο πυρήνας της Γης αποτελείται κυρίως από μια σφαίρα υγρού σιδήρου σε θερμοκρασία 4.000 βαθμών Κελσίου και πίεση 1,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Υπό αυτές τις συνθήκες, ο σίδηρος είναι σε υγρή μορφή. Μόνο στο κέντρο της Γης, όπου η πίεση και η θερμοκρασία είναι ακόμα πιο υψηλές, στερεοποιείται ο υγρός σίδηρος.

Από την ανάλυση των σεισμικών κυμάτων προκύπτει το πάχος των στερεών και υγρών πυρήνων, καθώς και το πώς η πίεση στη Γη αυξάνεται ανάλογα με το βάθος. Ωστόσο, αυτά τα κύματα δεν παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τη θερμοκρασία, η οποία έχει σημαντική επίδραση στην κίνηση των υλικών εντός του υγρού πυρήνα και του στερεού μανδύα. Η διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του μανδύα και του πυρήνα είναι η κύρια κινητήρια δύναμη των θερμικών κινήσεων μεγάλης κλίμακας, που μαζί με την περιστροφή της Γης, δρουν σαν ένα δυναμό που παράγει το μαγνητικό πεδίο της Γης.

Για να δημιουργήσουν μια ακριβή εικόνα της θερμοκρασίας εντός του κέντρου της Γης, οι επιστήμονες εξέτασαν το σημείο τήξης του σιδήρου σε διαφορετικές πιέσεις στο εργαστήριο, χρησιμοποιώντας ισχυρές ακτίνες λέιζερ για να θερμάνουν τα δείγματα σε θερμοκρασίες 4.000 ή ακόμη και 5.000 βαθμών Κελσίου.

«Στην πράξη, πολλές πειραματικές προκλήσεις πρέπει να πληρούνται, καθώς το δείγμα του σιδήρου πρέπει να μονώνεται θερμικά και επίσης δεν πρέπει να επιτρέπεται να αντιδρά χημικά με το περιβάλλον του», εξηγεί η επικεφαλής της έρευνας Ανιές Ντεβελέ. «Ακόμη και αν ένα δείγμα φθάσει τις ακραίες θερμοκρασίες και πιέσεις του κέντρου της Γης, θα το κάνει μόνο για δευτερόλεπτα. Σε αυτό το σύντομο χρονικό διάστημα, είναι εξαιρετικά δύσκολο να προσδιοριστεί κατά πόσον έχει αρχίσει να λιώνει ή αν εξακολουθεί να είναι στερεό», πρόσθεσε.

Για αυτό το λόγο οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ακτίνες Χ, σε μια νέα τεχνική όπου μια έντονη δέσμη ακτίνων-Χ μπορεί να εξετάσει ένα δείγμα και να αποφανθεί αν είναι στερεό, υγρό ή εν μέρει λιωμένο μέσα σε ελάχιστο χρονικό διάστημα, χρησιμοποιώντας μια γνωστή διαδικασία περίθλασης, σύμφωνα με τον Μοχάμεντ Μεζουάρ, μέλος της επιστημονικής ομάδας. Η διαδικασία αυτή είναι αρκετά σύντομη ώστε να κρατήσει τη θερμοκρασία και την πίεση σταθερές, χωρίς να επιτρέπει χημικές αντιδράσεις.

Οι επιστήμονες προσδιόρισαν πειραματικά το σημείο τήξης του σιδήρου στους 4800 βαθμούς Κελσίου με πίεση 2,2 εκατομμύρια ατμόσφαιρες. Στη συνέχεια με τη μέθοδο της αναγωγής προσδιόρισαν ότι στις 3,3 εκατομμύρια ατμόσφαιρες, δηλαδή την πίεση στα σύνορα μεταξύ υγρού και στερεού πυρήνα, η θερμοκρασία θα είναι 5.500-6.500 βαθμοί.

«Είμαστε φυσικά πολύ ικανοποιημένοι που το πείραμά μας επικύρωσε τις καλύτερες σύγχρονες θεωρίες για τη μεταφορά θερμότητας από τον πυρήνα της Γης και την παραγωγή του μαγνητικού πεδίου της Γης. Είμαι αισιόδοξη ότι στο όχι και τόσο μακρινό μέλλον, θα μπορέσουμε να αναπαράξουμε στα εργαστήριά μας, και να διερευνήσουμε με ακτίνες Χ, κάθε κατάσταση της ύλης στο εσωτερικό της Γης», κατέληξε η Ντεβελέ.

http://www.naftemporiki.gr/story/648398