Laser sestřelující rakety 

V americké poušti byl proveden úspěšný pokus s vysokoenergetickým laserem, kterému se podařilo sestřelit letící raketu. Systém sám zaměří letící objekt a vyšle na něj paprsek, který ho zlikviduje. Jde o výsledek čtyřletého projektu, na němž spolupracovaly vlády USA a Izraele. Od podzimu má systém využívat izraelská obrana proti raketám, které na ni posílají arabští stoupenci Hizbolláhu. Laser sestřeluje i rakety typu kaťuše, takže je patrně dost rychlý a účinný. Žádné detailnější informace o nové laserové zbrani pochopitelně uveřejněny nebyly. Technologie koncentrace energie je údajně tak perfektní, že paprsek by neměl ztrácet svou sílu ani na vzdálenost desítek kilometrů a poměrně brzy i tisíců kilometrů. Star Trek pomalu přestává být fantazií - osud všech scifi je podezřele stejný:)
Zdroj: BBC a BAJT
 
Dosavadní domnělá hranice rychlosti světla prolomena 

Další dogma bere za své. Americkým vědcům z laboratoří firmy NEC se podařilo experimentálně prokázat, že oněch světelných cca 300,000 km/s není žádnou rychlostní hranicí. Jejich experiment nastínil, že možná vůbec žádný limit neexistuje a že všechno je úplně jinak. Tím hlavním, v čem je všechno jinak, je možná funkce času. Vědci při svém pokusu prohnali světlo rychlostí třistakrát větší, než byl dosavadní domnělý limit. Fotony se objevovaly ve svém cíli takřka dříve, než vůbec vystartovaly ze zdroje. Spekuluje se s časovým skokem.

Bohužel, detailní informace o podmínkách experimentu se zatím tutlají, protože výhradní právo na jejich zveřejnění si zajistil časopis Nature. Až to v něm vyjde, bude jasněji. Zatím se ví aspoň to, že pokus probíhal v prostoru naplněném plyny césia. Pozoruhodné je, že vyslaný světelný puls se objevil v cíli dřív, než cestující fotony dorazily do cíle. Tak se vyskytovaly současně na dvou místech, než "splynuly". To je ovšem pohled běžného člověčího pozorovatele. Relativně teoretický fyzik to zřejmě vidí poněkud jinak (vidí-li to vůbec nějak:)

Informace o pokusu se prošeptaly do vědecké obce a vyvolávají v ní velké spory. Ty se točí především kolem kauzality, coby jednoho ze základních principů všech dějů - napřed musí být příčina, teprve potom následek. Pokud by fotony nesly informaci a předstihovaly čas, informace by se v místě jejího dopadu objevila dřív, než by se odehrála, resp. než by byla do fotonů uložena ve zdroji. O tom, že fotony i jiné částice mohou existovat současně na dvou místech, se už nějakou dobu ví.

Článek Neodposlouchávatelná komunikace kvantovým teleportováním? v březnových News on 'Net informuje o (mých superoblíbených) fotonových dvojčatech a možnostech jejich využití v komunikaci. Mezi těmito dvojčaty jako by neexistoval čas a prostor - co se stane s jedním, se okamžitě stane i s druhým, ať jsou od sebe jakkoli vzdálená. Že ale něco bude kolem rychlostí částic a vln jinak, než se dosud myslelo, je stále zřejmější, i když teoretici hovoří jen o jakémsi klamu, který nic nemění na maximální možné rychlosti světla. Např. italským vědcům se podařilo hnát mikrovlny prostorem o čtvrtinu větší rychlostí, než je rychlost světla. Otázkou zůstává, zda se tyto jevy podaří vysvětlit současnou teorií relativity bez jejího revidování. Praktické aplikace jsou nabíledni - v konstrukcích superrychlých počítačů, v ničím neomezené komunikaci a časem možná i v cestování vesmírem (kapitánko Janewayová, my vás z toho deltakvadrantu dostaneme!:)
Zdroj: Sunday Times a BAJT
Nová gravitační teorie pro vícerozměrné zauzlování mozku:) 

Když jsem pročítal teoretické vize fyziků z Berkeleyské university a pár dalších, bylo mi v mém třírozměrném prostoru (plus času) hodně těsno:) Jestli se - zatím bezejmenná - gravitační teorie prokáže, budoucí generace lidstva se budou muset naučit zcela běžně myslet vícerozměrně. První praktické pokusy pro dokazování teorie začnou v nově stavěném urychlovači hadronových částic, alias "Velkém Hadronu", ve švýcarském CERNu. Hotov by měl být v roce 2005. O co jde? Fyzik Nima Arkani-Hamed s kolegy předpokládá, že gravitace je síla, jejímž prostřednictvím probíhá ve vesmíru, resp. vesmírech vzájemná komunikace, na hony vzdálená dosud poznaným principům chování elektromagnetického pole, resp. vln/hmoty částic, jako jsou např. fotony.

Abych v tom zauzlování mozku nebyl tak sám, hned zkraje na vás vybafnu největší zašmodrchanec - podle zmíněné teorie máte celý vesmír, resp. celou složku všech vesmírů na dosah nějakého milimetru. Ty vesmíry sice nevidíte, ale gravitací se ony spojují s vámi (ovlivňují vás) a vy se můžete gravitony spojovat s nimi. Zatímco světlo z nějaké hvězdy k nám letí miliardy let, tu hvězdu máme prostřednictvím gravitace hned nějaký milimetříček od sebe (třeba i milimetříček od své levé ledviny:) Ještě něčím chcete dorazit?:) Zjištění, zda taková a podobné teorie jsou opodstatněné, byly zatím limitované dosažitelnými energiemi v urychlovačích a Planckovou konstantou (10^-33 m) - za ní se má objevit svět, o jakém se zatím pouze teoretizuje. Velký Hadron se těmto limitům má přiblížit.

V Hadronu bude údajně možno vytvářet kolize částic s tak obrovskou výslednou energií, jaká se objevila při velkém třesku. Díky této energii a podmínkám, které vytvoří, mají gravitony "odejít" do jiných prostorů o dalších dimenzích (bude-li libo vytvořit miniaturní černé díry, žádný problém). Teprve v Hadronu bude možno začít prakticky koketovat s dalšími rozměry a vztahy mezi nimi. Odcestování gravitonů do jiných prostorů by ovšem bylo v rozporu s prvním zákonem termodynamiky, který by pro gravitony s vícerozměrným prostorem neplatil. Sluší se podotknout, že n-rozměrné prostory se možná objeví až při uplatnění Planckovy konstanty - jejich zdroj tedy bude z našeho pozemského pohledu hodně titěrný. Poslat jím svačinu Pepovi do jiného vesmíru by asi jen tak nešlo:)

Hodně se přemýšlí o tom, zda je gravitace opravdu tak slabou silou, jak se nám v našem třírozměrném Newtonově světě zatím zdá. V něm gravitace roste/klesá s druhou mocninou vzdálenosti mezi objekty. Ve čtyřech rozměrech se třetí mocninou. V n-rozměrném prostoru s mocninou n-1...

Jedna metafora, vysvětlující vícerozměrný prostor, trochu uvolňuje míru zmatenosti třírozměrně žijícího člověka. Výše zmíněné světlo, cestující z hvězdy, si představte jako foton putující skleněným vláknem. Ten z vlákna nemůže uniknout, okolní svět jako by pro něj neexistoval. Pohybuje se v jednom rozměru (dejme tomu, že v přímce). Obdobně máme být my uzavřeni ve třírozměrném prostoru, přestože existují další rozměry, které pro nás jako by neexistovaly. Ale onu hvězdu máme mít na dosah, pokud se na ni obrátíme prostřednictvím vícerozměrného prostoru. Světlo z ní k nám totiž jde jako by podél zdi jednoho (třírozměrného) prostoru, ale "za tou zdí" ve vícerozměrném prostoru je hvězda kousíček od nás. Je to samozřejmě jen metafora, procítění věci vyžaduje matematický aparát.

I když se nová gravitační teorie nezabývá přímo teorií strun (viz Strunová teorie Matkou všech teorií? v News on 'Net z loňského července), má s ní leccos společného a mohla by přispět k jejímu vyjasňování. Vědci přemýšlejí i o zařízeních, která by se dala postavit na stůl a v nichž by se daly měřit gravitační síly na malou vzdálenost (pod jeden milimetr). Něco takového bylo dosud rovněž nepředstavitelné. První takové zařízení už zapracovalo.

Co z toho pro praxi? Opravdu těžko soudit. Aplikování neskutečné energie, potřebné k prostupu mezi prostory, nepřipadá při našich současných znalostech v úvahu (časoprostorové brány scifi zůstanou asi ještě hodně dlouho snem, pokud není všechno jinak, než se zatím soudí - myslím nutnost užití extrémně velké energie). A co komunikace mezi prostory s využitím gravitonů? Další dlouhý sen. Taky o čem a s kým bychom tam někde za n-prostorovými zdmi komunikovali?:) Pokud vás svět v rozměrech Planckovy konstanty zajímá, velmi vřele doporučuji vaší pozornosti ParticleAdventure, kde je všechno souvisle, čtivě a srozumitelně nastíněno. Stránky upírají svou pozornost rovněž k tzv. Standardnímu modelu vesmíru či světa. Právě k takovému univerzálnímu modelu by nás uvedená gravitační teorie mohla posunout. Pokud máte rádi např. Star Trek, na ParticleAdventure zaskočte - je to skvělá fantastika, ovšem opřená o vývoj vědy (vědci tam rovněž přispívají).
Zdroj: Berkeley Lab a BAJT
Virová sabotáž imunitního systému organismů 

Vědci Kalifornské university objevili způsob, jakým některé viry nabourávají standardní reakci imunitního systému na vetřelce. V organismech savců jsou jednou z hlavních součástí imunitního systému T-buňky, které průběžně zjišťují zdravotní stav všech buněk. Každá buňka informuje o svém stavu prostřednictvím svého interního systému MHC (major histocompatibility complex). Geny, aktivně se podílející na MHC, podněcují tvorbu proteinových molekul, které se transportují na povrch buňky a informují T-buňky o svém stavu. T-buňky tuto informaci hledají a čtou. Pokud zjistí, že buňka je kompatibilní s daným organismem, je vše v pořádku. Pokud vyčtou, že je buňka porušená nebo je v ní cizí element, spustí příslušnou imunitní reakci (buď dají podnět k úplnému zlikvidování buňky, nebo k odstranění cizího elementu). Svůj poznatek předají i dalším imunitním buňkám, aby mohly spustit zápas s novým vetřelcem v celém organismu (projevem spuštěného zápasu je např. horečka při infekčních onemocněních).

Část virů - mj. i rakovinotvorných - si vypracovala způsob, jak tento systém nabourat. Když virus buňku napadne, začne sabotovat transport proteinů, informujících T-buňky o jejím zdravotním stavu, resp. o její kompatibilitě s organismem. T-buňky pak nevyvolají alarm, spouštějící akce proti vetřelcům. Viry se mohou vesele množit a způsobit organismu velmi závažné defekty, vedoucí až k jeho skonu (podobný systém používají viry AIDS, vyvolávající onemocnění HIV). Podle biologů je konflikt mezi viry a organismy neustálý boj, v němž viry hledají nové způsoby ošálení obrany organismů, které pak se zpožděním upravují postupy svého imunitního systému vůči novému zbrojnímu arsenálu virů.

Podobnost s napadáním počítačových systémů je přímo průzračná. Podobně jako antivirové a antihackerské počítačové firmy, i biologové hledají způsoby úpravy reakcí imunitního systému na vetřelce (T-buňky pacienta se v živném roztoku upraví, namnoží a natrénují na rozeznání přítomnosti virů v buňkách a poté se pustí do těla pacienta). V této souvislosti se mi líbí jeden postup imunitního systému, který u počítačů zatím neexistuje. T-buňky vznikají z generovaných, resp. replikovaných kmenových buněk (to jsou buňky, které předem nemají přesné funkční určení, ale získají ho podle budoucího místa či prostoru svého nasazení, o němž rozhodují příslušné systémy organismu). T-buňky po svém zrodu putují do brzlíku, kde se školí. Učí je tam zkušené T-buňky, které už mají přehled o organismu. Po předání zkušeností vyrážejí nováčkové do světa svého organismu. Učení není jen kvůli mučení:)

Pro úplnost - T-buňky v mnoha případech vystupují i jako pomocní mediátoři, čili zprostředkovatelé, předávající informace zjištěné od MHC tzv. přirozeným zabijákům, což jsou buňky, tvrdě likvidující postižené či nepřátelské buňky, na něž T-buňky poukážou. Kromě nich likvidují všechno cizí buňky zvané makrofagy (jejich komunikaci s buňkami popisuje článek v minulé sadě zpráv News on 'Net).

Systém MHC se dělí do tří tříd. Na imunitní komunikaci se podílí hlavně třída I a částečně II. Třída III a částečně II se rovněž podílí na zjišťování kompatibility buněk organismů, ale při jejich rozmnožovacích procesech. Tyto třídy např. nepřipustí, aby - pro názornost použiju starý vtip - bača měl potomky se svými ovcemi:) Funguje to i u flóry. Zajímavým projevem MHC je bránění tomu, aby oboupohlavní rostliny oplodňovaly samy sebe. MHC u nich neblokuje pouze nepříbuznost, ale i tu zcela nejvyšší možnou příbuznost pohlavních buněk.
Zdroj: University of California a BAJT

 

Jednogigabajtový hard disk IBM Microdrive o váze 16 gramů 

.a o rozměrech 5 x 43 x 36 mm. Průměrný přístupový čas 12 ms. 3,600 otáček za minutu. Čtení/zápis mezi 2,6 a 4,2 MB/s. Spotřeba cca 0,5 mW na 1 MB (250 mA pro zápis při 3,3 V, možno i 5 V, v klidu 20 mA). Rozhraní disku CF+ je kompatibilní se standardy ATA a PCMCIA. Cena ovšem není zrovna malá - $499. Využití disku je v mobilních zařízeních, jako jsou PDA, přehrávače, videokamery, notebooky atd. Nový Microdrive se chystají do svých produktů začlenit firmy Kodak, Fuji, HP a Nikon. Miniaturizace hard disků a rostoucí hustota zápisu je úžasná. Člověku je skoro až líto, že je čeká zánik po dokončení vývoje budoucích pamětí RAM s mizivou spotřebou a zachováním obsahu i bez dodávky energie.
Zdroj: IBM a BAJT
Molekuly cukru objeveny ve volném prostoru vesmíru 

26,000 světelných let vzdálená mezihvězdná mračna v blízkosti centra Mléčné dráhy obsahují jednoduchou molekulu cukru. Glykolaldehyd je složen z osmi atomů uhlíku, kyslíku a vodíku. Tato molekula se může slučovat s dalšími molekulami a vytvořit složitější cukry, jako je ribóza a glukóza. Ribóza je stavebním kamenem nukleových kyselin RNA a DNA, jež jsou nositeli genetických informací. Glukóza je cukr obsažený např. v ovoci. Přítomnost glykolaldehydu zjistil 12-metrový rádiový teleskop v Arizoně. Teleskop zaznamenává rádiové frekvence ze zaměřených částí vesmíru.

Molekuly rotují - při přechodech z jednoho rotačního energetického stavu do druhého emitují rádiové vlny v milimetrových pásmech. Molekuly mají své charakteristické frekvence. Podle nich je rádioastronomové spolehlivě identifikují (každá má svůj spektrografický otisk). Odkaz vysvětlující složení glykolaldehydu upozorňuje, že tenhle cukr není tak úplně tím, co se za cukr už dá opravdu považovat, ale jen jeho nejprimitivnějším základem.

Objev cukru v mezihvězdných mračnech, z nichž se utvářejí hvězdy, poněkud mění dosavadní předpoklady o vzniku života na planetách. Možná si vzpomenete na dávnější laboratorní pokusy o náhodné vytvoření komplexnějších molekul z kyslíku, vodíku a uhlíku v prostředí, simulujícím domnělé podmínky na Zemi před miliardami let (hodně se v té baňce blýskalo:) Jak ale vidět, cukr už je ve vesmíru "předem namíchán" (pámbu to rád sladké:) Kde se tam vzal a jak vznikl, nikdo zatím netuší. Z kondenzovaných mezihvězdných mračen vznikla i naše Sluneční soustava.

Vědci se domnívají, že složitější molekuly byly na Zemi i na další planety zaneseny z komet, které je míjely (komety mají samozřejmě stejné složení jako původní mezihvězdná mračna). Pro osvětlení všeho bude nutný další výzkum vesmíru. Napomůže mu i nově budovaný 64-anténní rádioteleskop v Chile. Mimochodem, vědci NASA oznámili, že ze snímků Mars Global Surveyoru se zdá, že na Marsu je voda a že by mohla pramenit z útrob planety. A hned se vynořuje otázka o možné existenci primitivních organismů. Přece jen se dočkáme hledání Marťánků:)
Zdroj: NRAO a BAJT
Biologové objevili nový mechanismus imunitního systému 

Ještě donedávna se předpokládalo, že jediným způsobem rozeznávání vetřelců v organismu je identifikace tzv. bezpečnostního znaku MHC třídy I, charakteristického pro daný organismus. Pokud tento znak ve zkoumané buňce chybí nebo je porušený, strážní buňky imunitního systému spustí alarm. MHC třídy I je molekula, která prostřednictvím peptidů informuje na povrchu buňky o jejím vnitřním stavu. Když strážní buňka zjistí, že je vše v pořádku (buňka je kompatibilní s daným organismem), nechá buňku v klidu, jinak zasáhne.

Vědci Washingtonské university svými pokusy potvrdili přítomnost dalšího identifikátoru kompatibility - proteinu CD47, který sídlí rovněž na povrchu buňky. Po proteinu CD47 se pídí makrofagy (fagocyt je buňka schopná pohlcovat cizorodé částice). Makrofagy požírají mikroby a parazity, které se nemohou vykázat proteinem CD47. Vědci byli překvapeni jednoduchostí tohoto rozeznávacího systému. Zkusili zbavit bílé krvinky myši proteinu CD47 a pustili je do krevního systému zdravých myší. Brzy zjistili, že počet těchto krvinek v krevním oběhu klesá. Při jejich hledání je vědci našli v části sleziny, kde makrofagy čistí krev od porušených buněk a cizorodých částic.

Makrofagy se pohybují ve vnitřnostech organismu, např. v plících, střevech, kde kontrolují všechno na přítomnost CD47. Takže se dá o nich mluvit jako o silné první frontě, která likviduje velkou část toho, co v těle nemá co pohledávat. Možná si vzpomenete, že T-buňky imunitního systému si uchovávají paměť o vetřelcích (očkování), organismus rovněž generuje tyto buňky s náhodnými strukturami, které hledají svou podobnost např. s viry. Proto se vědcům jeví systém identifikace "domáckých" buněk jen podle jedné proteinové molekuly CD47 tak skvěle prostý.

S těmito molekulami se experimentuje i ve snaze vyvolat imunitní reakci vůči rakovinným buňkám (při napadení rakovinou je imunitní systém vůči nim velmi tolerantní). Buňky rakoviny jsou charakteristické proteiny, na které ovšem imunitní systém neslyší. Před pár lety byly provedeny první pokusy s odebráním imunitních buněk pacienta, jejich rozmnožením v živném roztoku a jejich aktivací vůči proteinům rakovinných buněk (šlo o molekuly CD3 a CD28). Po vrácení buněk do organismu pacienta se začaly chovat vůči rakovinným buňkám agresivně a ničily je. Vše je teprve v počátcích a nejde o jednoduchou terapii (např. je nutné zamezit tvorbě kmenových buněk z kostní dřeně pacienta, aby převážila upravená implantovaná populace T-buněk). Přesto se už v první fázi pokusů podařilo vyléčit dva ze dvaceti lidských pacientů, u šesti byl úspěch menší, u zbytku nešlo postup plně aplikovat z různých důvodů.

I molekula CD47 může někdy nepříjemně klamat svůj vlastní imunitní systém - např. rakovinné buňky vaječníku produkují CD47, takže je makrofagy ignorují. Jak to tak vypadá, imunitní systém je zřejmě mnohem členitější, než se po léta myslelo. Jeho poznání - spolu s genovými modifikacemi - určitě povede k vývoji téměř inženýrských postupů v léčbě mnoha dosud neléčitelných nemocí a vrozených indispozic.
Zdroj: Science Daily a BAJT