NOVOSTI O ZNANOSTI
U ovoj temi će se objavljivati sav sadržaj vezan za znanost, kao što su neke novosti za fiziku, hemiju i sve sličnog tome.
Sadržaj postavljaju isključivo MODERATORI podforuma !
Printable View
NOVOSTI O ZNANOSTI
U ovoj temi će se objavljivati sav sadržaj vezan za znanost, kao što su neke novosti za fiziku, hemiju i sve sličnog tome.
Sadržaj postavljaju isključivo MODERATORI podforuma !
Eksperiment koji mijenja fiziku: Jesmo li na pragu otkrića nove fundamentalne sile?
Fizičari diljem svijeta uzbuđeni su zbog najnovijih rezultata eksperimenta provedenog u Fermilabu, objavljenih ovog tjedna, a oni najoptimističniji nadaju se kako se radi o prvom uvidu u sasvim novo područje teoretske fizike - neobjašnjivoj anomaliji za kakvom se traga već desetljećima.
Pokojni velikan znanstvene fantastike i popularizator znanosti Isaac Asimov jednom je primijetio kako najuzbudljivija fraza u znanosti nije “Eureka!”, već: “Hmmm... ovo je neobično”. Upravo je to fraza kojom su znanstvenici sa CERN-a opisali rezultate mjerenja magnetskog dipolnog momenta muona prije više od pola stoljeća.
Rijetko koja fraza je manje inspirativna od “mjerenje magnetskog dipolnog momenta muona”. Ostavlja dojam da se radi o zapučku fizike, nevažnom eksperimentu koji je tim znanstvenika preuzeo samo da bi mogli staviti još jednu kvačicu na popis predviđanja standardnog modela - teorije fizike koja opisuje ponašanje najsitnijih poznatih čestica i elementarnih sila.
No, rezultati mjerenja na CERN-u nisu se poklapali s vrijednostima koje su predviđale teorije. Slavlja ni panike ipak nije bilo, jer odstupanje se moglo objasniti i mogućom pogreškom pri mjerenju, ili čistom statističkom anomalijom. Pouzdanost rezultata bila je daleko od “5 sigma” - pet standardnih devijacija daleko od prosjeka, standarda u fizici koji znači da su šanse da je rezultat statistička slučajnost manje od 1 u 3,5 milijuna.
Seljenje eksperimenta
Ispitivanje su potom preuzeli američki znanstvenici u Brookhaven National Laboratory. Njihov je eksperiment završio 2001, a anomalija koju su izmjerili dosegla je razinu pouzdanosti od 3,7 sigma - šansa da je rezultat bio slučajan pala je na 1,4%.
Eksperiment je potom doslovno preseljen u Fermilab - cijeli 14-metarski magnetni prsten koji se koristio u mjerenju prenesen je s Long Islanda u laboratorij nedaleko od Chicaga, gdje je sva oprema obnovljena i unaprijeđena, te je eksperiment nastavljen 2015.
-Najnoviji rezultati s Fermilaba, objavljeni prošlog tjedna, potvrdili su postojanje anomalije i podigli pouzdanost rezultata na razinu od 4,2 sigma - vjerojatnost da se radi o slučajnosti sada je samo 0,3%. Brojni fizičari diljem svijeta iznimno su uzbuđeni zbog ovog rezultata, jer ozbiljno ukazuje na postojanje teoretske rupe u standardnom modelu.
-Standardni model do sada je najpotpunija i najtočnija teorija o subatomskim česticama i fundamentalnim silama koju su fizičari razvili, te bi se moglo doimati neobično da se toliko vesele podacima koji ju prijete srušiti, no bilo kakva anomalija u standardnom modelu sa sobom nosi nadu rješenja puno većeg problema u fizici.
-Ono što je za subatomske čestice standardni model, to je za makroskopski svemir - planete, zvijezde i galaksije - Einsteinova Opća teorija relativnosti. I jedna i druga teorija najbolje su dosad u opisivanju fenomena kojima se bave, njihova predviđanja temeljito su potvrđena eksperimentima, i prema našim spoznajama savršeno opisuju svemir u kojem se nalazimo.
'Teorija svega'
Jedini je problem u tome što su te dvije teorije u međusobnoj kontradikciji. Standardni model ne može objasniti gravitaciju, a kvantna fizika standardnog modela “ne sluša” zakonitosti teorije relativnosti. Fizičari stoga već dulje od stoljeća tragaju za “teorijom svega”, koja bi povezala kvantnu fiziku i gravitaciju, no već desetljećima manje-više tapkaju u mjestu.
-Teorija struna, koja je jedno vrijeme najviše obećavala, pokazala se kao vrlo izgledna slijepa ulica, s matematičkim konstruktima koji zahtijevaju postojanje 11 dimenzija prostorvremena kako bi teorija ostala konzistentna. Standardni model i teorija relativnosti i dalje postojano stoje kao najbolje teorije čija se predviđanja mogu eksperimentalno provjeriti, i koje niti jedan eksperiment nije uspio dovesti u pitanje. Do sad.
-Muon je čestica iz porodice leptona, znatno masivniji “brat” elektrona, s kojim dijeli većinu svojstva, poput električnog naboja i spina. Poput elektrona i drugih nabijenih čestica, i muon se ponaša poput magneta koji se vrti, a snaga njegovog magnetnog polja i frekvencija rotacije opisuju se takozvanim “g faktorom”.
Prema standardnom modelu, g faktor muona morao bi biti nešto malo veći od 2, kada se pobroje sve moguće interakcije s virtualnim česticama koje predviđa standardni model. Eksperiment na Fermilabu upravo se zato zove “Muon g-2”, jer su znanstvenici mjerili koliko je točno g faktor muona veći od 2.
-Rezultat koji su dobili za g faktor muona - 2,00233184122 - za točno 0,00116592061 veći je od onog kojeg predviđa standardni model. Možda se ne doima kao mnogo, no kod svih drugih provjera predviđanja standardnog modela do sada, teorija je uvijek precizno pogodila konačni rezultat.
Britanski znanstvenik Mark Lancaster sa Sveučilišta u Manchesteru, jedan od voditelja istraživanja na Fermilabu, smatra kako je rezultat kojeg su dobili iznimno značajan. “Ovo je očito vrlo uzbudljivo,” kazao je za BBC, “jer potencijalno ukazuje na budućnost s novim zakonima fizike, nove čestice i novu silu koju do sada nismo vidjeli.”
Širenje razumijevanja
Ovakvi rezultati, ovakve “rupe” u sveprihvaćenim teorijama u prošlosti su u većini slučajeva vodile do širenja našeg razumijevanja fizike, i otkrivanja dubljih zakona odgovornih za iznimke u rezultatima, koji su se obično skrivali iza činjenice da pojedine pojave nismo mogli mjeriti dovoljno precizno.
-Lancaster i mnogi njegovi kolege stoga se nadaju da će i nova anomalija dovesti do novog teoretskog proboja - otkrića nekih dubljih, temeljnijih zakona fizike koji se skrivaju ispod standardnog modela, ili koji će barem proširiti standardni model dosad nepoznatim česticama. Najveća je nada fizičara otkriće nove, pete fundamentalne sile.
-Sve se interakcije među česticama i predmetima koje smo do sada opažali mogu opisati kroz četiri fundamentalne sile - elektromagnetizma, gravitacije, te jake i slabe nuklearne sile. No, različite sile na različite čestice djeluju na različite načine - elektromagnetizam, primjerice, slabo djeluje na čestice koje nemaju električni naboj. Jedna je od mogućnosti čudnog ponašanja muona da on jedini od poznatih čestica posjeduje fizikalno svojstvo na koje, poput elektromagnetizma na naboj, djeluje nova sila.
-Slično se nada i profesor Ben Allanach sa Sveučilišta Cambridge, koji predosjeća da bi ovo otkriće moglo biti upravo ono što je godinama čekao.
“Cijelu svoju karijeru tragam za silama i česticama izvan onoga što već poznajemo, i ovo je to,” kazao je Allanach za BBC.
“Ovo je trenutak koji sam čekao, i ne spavam baš dobro koliko sam uzbuđen.”
Druga objašnjenja
Ipak, postoje i druga, manje uzbudljiva moguća objašnjenja, koliko god malo vjerojatna bila. I dalje je moguće da je otkriveni signal samo statistički šum - anomalija u mjerenju koja se po zakonima vjerojatnosti kad-tad morala pojaviti u nekom eksperimentu. Postoji mogućnost i da su teoretski izračuni predviđanja standardnog modela pogrešni ili nepotpuni, da su znanstvenici previdjeli neke moguće interakcije virtualnih čestica koje bi mogle objasniti novi signal. Iako objektivno fizičari imaju razloga za veselje, potrebno je ipak još malo pričekati.
Tim sa Fermilaba obradio je podatke s tek 6% mjerenja koje su proveli do sada, dok ostale podatke tek treba obraditi u mjesecima i godinama koje slijede.
Nadaju se kako će s većim brojem obrađenih mjerenja signal postajati samo sve jači. Teoretski fizičari, ponukanim novim nalazima, s obnovljenim su se žarom bacili na stvaranje novih teorija i izmjene postojećih koje bi mogle objasniti neočekivane rezultate eksperimenta. Koji kod bio konačni zaključak znanstvenika sa Fermilaba, njihov će rezultat sigurno ostaviti značajan trag na polju fizike u narednih nekoliko godina.
Otkriven gen važan za dug život. Starost će se moći liječiti?RIJETKA varijanta gena zabilježena kod ljudi koji su doživjeli 100 i više godina usporava temeljne procese starenja, tvrde autori nove studije, objavljene u časopisu PNAS.
https://ip.index.hr/remote/indexnew....765&height=402
Znanstvenici koji su proveli novo istraživanje kako bi otkrili koji mehanizmi stoje iza ovog učinka smatraju da bi nova otkrića trebala omogućiti razvoj lijekova protiv starenja.
Istraživanja procesa starenja i mogućnosti njegova usporavanja posljednjih godina postaju sve popularnija jer bi mogla postati temelj za lukrativnu anti-ageing industriju. Primjerice, istraživanja su pokazala da metformin, jedan od lijekova za dijabetes, produžava životni vijek oboljelih od dijabetesa iako bi bilo za očekivati da oni žive nešto kraće. Taj je lijek navodno vrlo popularan među milijarderima Silicijske doline.
Važna uloga gena Sirt6 u starenju
Jedna je od meta znanstvenika koji se bave starenjem, među ostalim, i gen Sirt6. Brojna istraživanja već su ranije utvrdila da su aktivnosti tog gena, koji se može naći kod ljudi, ali i kod brojnih životinja, važne u staničnim funkcijama i bolestima, u popravljanju DNA te da su snažno povezane s dugovječnošću. U novoj studiji Vera Gorbunova sa Sveučilišta Rochester u New Yorku i njezini kolege odlučili su pronaći mehanizme kojima on djeluje na dugovječnost jer je to razumijevanje ključno za eventualni razvoj supstanci koje bi mogle imati učinak na starenje.
Istraživanje molekularne funkcije i uloge Sirt6 u starenju i dugovječnosti kod vinskih mušica Drosophila pokazalo je da pojačana ekspresija (overexpression - OE) Sirt6 u eksperimentalnim uvjetima utječe na životni vijek kod nižih višestaničnih organizama eukariota, baš kao i kod brojnih viših organizama. Također je utvrdilo da je ključni mehanizam kojim pojačana ekspresija dSirt6 uzrokuje produljenje životnog vijeka potiskivanje aktivnosti transkripcije dMyc, proteina koji se povezuje sa stvaranjem brojnih tumora kod ljudi.
Autori ističu da je jedno od najuzbudljivijih otkrića da povećanje razine ekspresije gena Sirt6 produljuje životni vijek miševa.
Dodatno, autori su pokazali da se ekspresija Sirt6, pojačana pomoću sustava za uključivanje gena GeneSwitch-GAL4, dovoljna za produljenje životnog vijeka može pokrenuti u odrasloj dobi, a ne isključivo tijekom rane faze razvoja. To znači da bi eventualni lijekovi mogli djelovati na trajanje života čak i ako organizam nije programiran za pojačanu ekspresiju Sirt6 u ranoj fazi razvoja. Naime, u svim dosad provedenim istraživanjima znanstvenici su genski modificirali životinje tako da inherentno imaju pojačanu ekspresiju Sirt6; nisu im naknadno davali terapije.
Autori pišu da su neka novija istraživanja već utvrdila da pojačana ekspresija Sirt6 pomoću GeneSwitch sustava produljuje život miševa, dabrova i vinskih mušica, što govori u prilog tezi da je Sirt6 dovoljno specifičan da se može koristiti za produljenje životnog vijeka. Nadalje, znanstvenici su utvrdili da je OE dSirt6 specifičnog za masno tkivo dovoljna za produženje života, a poznato je da je masno tkivo vinske mušice analogno masnom tkivu, jetri i imunosnom tkivu sisavaca.
Zanimljivo je također da je kod miševa kojima je životni vijek produžen pomoću pojačane ekspresije Sirt6 u jetri i bijelom masnom tkivu zabilježena smanjena fosforilacija AKT-a koji ima ključnu ulogu u više staničnih procesa, poput metabolizma glukoze te proliferacije, migracije i programirane smrti stanica.
Jedno nedavno istraživanje također je pokazalo da pojačana ekspresija Sirt6 štiti od starenja povezanog sa smanjenjem proizvodnje glukoze u jetri i homeostaze. Zajedno, ovi nalazi ukazuju na važnost tih tkiva u produljenju životnog vijeka pomoću Sirt6.
Razumijevanje mehanizma djelovanja Sirt6
Glavni cilj nove studije, pišu autori, bilo je bolje razumijevanje molekularnih mehanizama pomoću kojih dSirt6 produljuje životni vijek. Analiza je pokazala da je dSirt6 snažan negativni regulator biogeneze ribosoma i gena za sintezu proteina, koji su također ciljni geni za dMyc.
No studija je pokazala da OE dSirt6 ne djeluje na produženje života samo kroz smanjenje aktivnosti dMyc.
Tim smatra da je moguće objašnjenje da pojačana ekspresija dSirt6 kod vinskih mušica poboljšava popravljanje grešaka na DNA te da smanjuje ekspresiju RTE, što su dvije dodatne funkcije Sirt6 koje su snažno povezane sa starenjem i dugovječnošću. Ovo zapažanje u skladu je s ranijim nalazima da SIRT6 poboljšava popravak dvolančanih lomova DNA, jednog od tipova oštećenja našeg genetskog materijala.
Autori pišu da je posljednjih godina identificirano nekoliko malih molekula aktivatora gena Sirt6, što otvara mogućnost da bi se njihovom primjenom mogla pojačati aktivnost ovog enzima te bi se ti spojevi mogli koristiti u produljenju zdravlja ljudi i liječenju bolesti povezanih sa starenjem.
Zašto baš Sirt6?
Sirt6 nije jedini gen koji sudjeluje u popravljaju DNA. No, voditeljica novog istraživanja Vera Gorbunova smatra da je on iz terapeutske perspektive zanimljiviji od drugih jer se čini da je popravak DNA njegova glavna funkcija. Primjerice, gen FOXO3 također sudjeluje u popravljanju DNA, no budući da je zadužen i za neke druge funkcije u stanici, pojačavanje njegove funkcije imalo bi utjecaja i na neke druge bitne mehanizme u stanici. To Sirt6 čini jednom od potencijalnih meta za razvoj novih anti-aging terapija.
No treba imati na umu da je put od laboratorija do lijekova obično vrlo dug.Otkriven gen važan za dug život. Starost će se moći liječiti?
U Americi prva žena na svijetu izliječena od AIDS-a transplantacijom koštane krvihttps://img.24sata.hr/6XFxY8XF1oLOv_.../vijesthiv.jpg
Dosadašnja dva slučaja izliječenja od AIDS-a odnosila su se na muškarce, jednog bijelca i jednog latina, a oni su izliječeni putem odraslih matičnih stanica, koji se inače koriste prilikom transplatacije koštane srži
Američki znanstvenici objavili su kako su od AIDS-a uspješno izliječili prvu ženu, a ukupno treću osobu, presađivanjem koštane srži donora koji je imao prirodni imunitet na virus koji uzrokuje bolest.Slučaj sredovječne pacijentice miješane rase predstavljen je na znanstvenoj konferenciji o retrovirusima i infekcijama u Denveru, a ona je prva osoba koja je liječena novom metodom koja uključuje matične stanice iz krvi pupčane vrpce.
Otkako je primila krv iz pupčane vrpce za liječenje akutne mijeloidne leukemije, oblika raka koji se formira u stanicama koje formiraju krv u koštanoj srži, pacijentica se nalazi u remisiji te je izliječena od virusa 14 mjeseci.Dosadašnja dva slučaja izliječenja od AIDS-a odnosila su se na muškarce, jednog bijelca i jednog latina, a oni su izliječeni putem odraslih matičnih stanica, koji se inače koriste prilikom transplatacije koštane srži.
Ovaj slučaj je dio veće studije koja se bavi liječenjem 25 osoba zaraženih virusom HIV-a, a koje će se podvrgnuti transplataciji koštane srži. Svi će se oni prvo podvrgnuti kemoterapiji kako bi se uklonile kancerogene stanice. Tada će im se transplatirati koštana srž osoba sa specifičnom genskom mutacijom, a koji nemaju receptore koje virus koristi kako bi inficirao stanice.
Znanstvenici vjeruju kako će te osobe zatim razviti imunosni sustav koji je otporan na HIV.
Novi "vorteks snopovi" atoma i molekula prvi su takve vrste
https://i.imgur.com/8BMCDdL.jpg
Naučnici su već znali kako da naprave spiralne snopove svjetlosti ili elektrona, poznate kao vrtložni snopovi. Sada su na meniju prvi vrtložni snopovi atoma i molekula, izvještavaju istraživači.
Vrtložni snopovi napravljeni od svjetlosti ili elektrona pokazali su obećanje za pravljenje posebnih tipova mikroskopskih slika i za prijenos informacija korištenjem kvantne fizike. No, vrtložni snopovi većih čestica poput atoma ili molekula toliko su novi da moguće primjene još nisu jasne. "Možda je prerano da zaista znamo šta možemo da uradimo s tim."
U kvantnoj fizici, čestice su opisane talasnom funkcijom, talasastim uzorkom koji omogućava naučnicima da izračunaju verovatnoću pronalaska čestice na određenom mjestu . Ali talasi vrtložnih zraka ne pljuskaju gore-dole kao talasi na vodi. Umjesto toga, čestice snopa imaju valne funkcije koje se kreću vadičepom dok snop putuje kroz prostor. To znači da snop nosi rotaciju poznatu kao orbitalni ugaoni moment. "Ovo je nešto zaista vrlo čudno, vrlo neintuitivno", kaže fizičar Edvardas Narevicius.
Narevicius i kolege stvorili su nove zrake propuštanjem atoma helijuma kroz mrežu posebno oblikovanih uzoraka proreza, svaki širok samo 600 nanometara. Tim je otkrio karakterističan znak vrtložnih zraka: niz prstenova u obliku krofne utisnutih na detektoru atomima, u kojima svaka krofna odgovara snopu s različitim orbitalnim ugaonim momentom.
Drugi set krofni otkrio je prisustvo vrtložnih snopova eksimera helijuma, molekula nastalih kada se atom helijuma u pobuđenom ili energiziranom stanju upari s drugim atomom helijuma.
https://i.imgur.com/AMVRpny.jpg
Zatim bi naučnici mogli da istraže šta se dešava kada se vrtložni snopovi molekula ili atoma sudare sa svetlošću, elektronima ili drugim atomima ili molekulima. Takvi sudari su dobro shvaćeni za normalne snopove čestica, ali ne i za one s orbitalnim ugaonim momentom. Slični vrtložni snopovi napravljeni od protona mogu poslužiti i kao metoda za ispitivanje misteriozne unutrašnjosti subatomske čestice .
U fizici, "najvažnije stvari se postižu kada se revidiramo poznate fenomene sa novom perspektivom", kaže fizičar Ivan Madan iz EPFL-a. “I, sigurno, ovaj eksperiment nam to omogućava.”