A KILOGRAMM ÚJ MEGHATÁROZÁSÁN DOLGOZNAK
A mai SI-mértékegységrendszer alapegységei közül a kilogramm az egyetlen, amelynek meghatározása nem nagy pontossággal ismert fizikai állandókon, hanem egy mintadarabon alapul. 1799-ben Londonban készítették, ma Franciaországban Sévres-ben őrzik az egy kilogramm tömegű platina-irídium hengert. Az egyes országok ennek azonos módon készült hiteles másolatait őrzik. Kérdés, hogy a mai őskilogramm pontosan azonos-e kétszáz évvel ezelőtti önmagával. Az akkori londoni levegő nagyon szennyezett volt, a szennyezés egy része azóta kipárologhatott a mintából, tehát csökkent a tömege. A tömege azonban nőhetett is, ha a platinaötvözet higanyt vett fel a levegőből. Ha volt változás, az egyes országokban őrzött hiteles másolatok azonosan változtak-e az idők folyamán? Régóta keresnek megoldást a kilogramm újradefiniálására, és két módszer közel is jutott a megoldáshoz, az egyik a Watt-mérleg, a másik az atomok megszámlálásán alapul.
Az atomok számlálásához pontosan egy kilogramm tömegű, tökéletesen gömb alakú mintadarabot készítenek szilíciumból a német szövetségi mérésügyi laboratóriumban. Az első kísérleti példány már elkészült, ötszázezer ponton mérték meg az egykristály gömb alakját. A szilícium kristályszerkezete jól ismert, tehát az egy kilogramm tömegű gömb átmérőjének és az atomok távolságának ismeretében meghatározható a gömböt alkotó atomok száma, és a jövőben ez lehetne a kilogramm definíciója. A jelenlegi próbadarab természetes szilíciumból készült, az pedig három különböző tömegű izotóp keveréke. Az izotópok arányát korábban néhány rész a 10 millióban pontossággal határozták meg, ez azonban nem elegendő a tervezett standardhoz. Az újabb gömb alapanyaga 99,99 %-ban tiszta szilícium-28 izotóp lesz. Az izotópdúsítást orosz, az urándúsításban gyakorlatot szerzett laboratóriumok végzik. Az új gömb elkészítésének költségét egymillió euróra becsülik. Kritikusok szerint ez a megközelítés nem jó, végül is csak szilícium-gömbre cserélnék a platina-irídium hengert.
A Watt-mérlegen a kilogrammnyi tömeg súlyát egy mozgatható indukciós tekercs elektromágneses ereje egyensúlyozza ki. A mérés helyszínén pontosan ismerni kell a gravitációs teret. Az erős mágneses térbe helyezett tekercsre adott áramimpulzus hatására a tekercs felfelé elmozdul, ennek a felfelé ható erőnek kell kiegyensúlyoznia a kilogramm tömegű minta súlyát. Az egyensúly elérésekor megmérik az elektromos áramot és a mágneses tér erősségét. A londoni National Physical Laboratory-ban 1:100 millió pontossággal akarják a kilogrammot az elemi állandókhoz kötni, az új meghatározás a hosszúságra, időre, a gravitációra, és a Planck-állandóra épülne. A londoni laboratóriumban már a kívánt pontosság közelében jártak, de az értékek idővel megváltoztak. Most vákuumban ismétlik meg a méréseket. Hasonló berendezéssel kísérleteznek Washington közelében a National Institute of Standards and Technology kutatói, továbbá Svájcban, és Párizsban most építenek egy Watt-mérleget. A berendezések működési elve azonos, de fizikai kivitelezése eltérő. Ha azonos eredményt adnak, akkor a módszer valóban alkalmas lehet standardnak.
Walker, Gabrielle: A Most Unbearable Weight. Science. 304, 7 May 2004, 812-813
Pohl, Otto: Scientists Struggling to Make the Kilogram Right Again. The New York Times. 27 May 2003, F3.
J. L.
KIS KORREKCIÓK, MESSZE VEZETŐ KÖVETKEZMÉNYEK
Újra kiértékelték az amerikai Fermi Nemzeti Laboratóriumban a legnehezebb, a top kvarkról korábban gyűjtött adatokat. Az új matematikai technikával végrehajtott elemzés eredményeképpen a top kvark tömegét az eddigi 174 gigaelektronvolt (GeV) helyett 178 GeV-re módosították, a részleteket a Nature június 10-i száma közölte. A Fermi laboratóriumban végzett friss mérések is magasabb kvarktömegre mutatnak. Az új adat miatt magasabbra kerül a régen keresett Higgs-bozon lehetséges tömegének alsó határa, a Higgs-bozon mindenképpen nehezebb 117 GeV-nél. Ez az energiatartomány a korábbi kísérletekben elérhetetlen volt, tehát a CERN LEP gyorsítójánál nem találhatták meg a Higgs-bozont, felfedezésére néhány év múlva lesz reális esély a CERN most épülő új nagy hadronütköztető (LHC) gyorsítójánál. Az elektrogyenge kölcsönhatás elméletében a Higgs-térrel való kölcsönhatás következtében kapnak nyugalmi tömeget a részecskék, a Higgs-tér közvetítő részecskéje a keresett Higgs-bozon.
Seife, Charles: Top Quark Tips the Scale for a Heavier Higgs Boson. Science. 304, 11 June 200, 1580.
*
Egy atommagreakció korábbi tudásunkhoz képest lassabban megy végbe, ezért a csillagok is öregebbek, mindeddig gondoltuk. A csillagok belsejében a termonukleáris fúzióban hidrogénből hélium jön létre, ennek egyik módja a többlépéses szén-nitrogén-oxigén (CNO) ciklus. A CNO ciklus összességében olyan gyors, mint a leglassabb eleme, ez az a magreakció, amelyben a nitrogén-14 izotóp elnyeli a hidrogén protonját, és oxigén-15 izotóppá alakul át. Olaszországban, a Gran Sasso föld alatti laboratóriumban újramérték a magreakció jellemzőit. A reakció fele olyan gyorsan megy végbe, mint eddig tudni vélték. Ha ennek alapján újraszámolják a csillag életkorát, akkor a legöregebb csillagok korára legalább 700 millió évvel több, 14 milliárd év adódik. (A Wilkinson Microwave Anisotropy Probe műhold adataiból 13,7 milliárd év adódott az univerzum korára.) A korábbi mérésekben valószínűleg a kozmikus sugárzás torzította el az eredményt, az 1400 méter mélységben fekvő laboratóriumban ezt sikerült kiküszöbölni. Az eddigi méréseket 140 keV bombázó proton energiánál végezték, a vizsgálatokat 25 keV proton energián folytatják, a csillagok belsejében ez a jellemző energiaérték. Az eredményeket a Physics Letters B és az Astronomy and Astrophysics közli.
Krieger, Kim: New Measurement of Stellar Fusion Makes Old Stars Even Older. Science. 304, 28 May 2004, 1226.
J. L.
ZSÁKUTCÁBAN AZ AIDS ELLENI HARC?
Az AIDS elleni küzdelemre fordított dollármilliárdok ellenére sem sikerült eredményeket elérni a járvány megfékezésében. Sőt... Az ENSZ HIV/AIDS bizottsága július elején bejelentette a 2004-es év meghökkentő adatait. Eszerint tavaly többen fertőződtek meg a végzetes vírussal, mint a betegség felfedezése óta eltelt évek bármelyikében, és többen is haltak meg AIDS-ben. A világon a vírushordozók száma 4,8 millióval növekedett, elérve ezzel a 38 milliót, és a HIV 3 millió embert ölt meg.
A járvány teljesen globálissá vált. Míg korábban elsősorban Afrikában, a Szaharától délre eső területeken dúlt, mostanra Ázsiában és Kelet-Európában is ijesztő méreteket öltött. Ma már a fertőzöttek 25 %-a ázsiai, ami tekintetbe véve a földrész óriási népsűrűségét - a Föld lakosságának 60 %-a Ázsiában él -, elég ijesztőnek tűnik. Thaiföldön és Kambodzsában elsősorban a promiszkuis heteroszexuális életet élők között terjed az AIDS, míg Indiában és Kínában az egyre terjedő intravénás droghasználat miatt szélesedik a járvány.
Bár az ENSZ jelentése felhívja a figyelmet arra, hogy nagyobb nemzetközi összefogásra és a kormányok hatékonyabb fellépésére van szükség az AIDS elleni küzdelemben, igazából egyetlen konkrét javaslatot sem tartalmaz, hogy mit kellene tenni. A tavalyi statisztikák ugyanis azt jelzik, hogy az eddigi stratégiák nem sok eredményt hoztak.
Magyarországon egyelőre még mindig kedvező az AIDS-helyzet: a regisztrált fertőzöttek száma 1100 körül van, az összes vírushordozók számát háromezerre becsülik. Az elmúlt öt évben évente átlagosan 68 új infekciót azonosítottak. A biztató adatok ellenére az egészségügyi tárca 2010-ig tartó új nemzeti AIDS-stratégiát dolgozott ki. Nem lehet ugyanis figyelmen kívül hagyni, hogy a környező országokban a járvány rohamosan terjed, Oroszországban például a fertőzöttek száma eléri a 860 ezret.
G. J.
A TEJ SEGÍT A BÉLRÁK MEGELŐZÉSÉBEN
A rendszeres tejfogyasztás - ez legalább napi két és fél decit jelent - 15 %-kal csökkenti a vastagbélrák kialakulásának kockázatát - állítják amerikai kutatók a Nemzeti Rákintézet lapjában július 7-én. A tanulmányról július elején több internetes tudományos honlap is beszámolt. Nem véletlenül: a vastagbélrák a legelterjedtebb daganatfajták közé tartozik, tavaly egymillió új beteget diagnosztizáltak a világon.
Eunyoung Cho (Harvard Medical School, Boston) munkatársaival korábbi tanulmányokat elemzett, és így a világ eddigi legnagyobb, a bélrák és a táplálkozási szokások összefüggéseit kutató epidemiológiai tanulmányát végezte el. Több mint 530 ezer ember adatait dolgozták fel, akik közül az évek folyamán ötezren kaptak vastagbélrákot.
Szignifikáns összefüggést csak a tejfogyasztással kapcsolatban kaptak, más tejtermékek védő szerepe nem igazolódott. Ez azért meglepő, mert a daganatellenes hatás feltehetően a tejben lévő kálciumnak tulajdonítható, és kálciumot a tejtermékek zöme is jelentős mennyiségben tartalmaz. Valószínűleg túlságosan kevés tejterméket fogyasztanak az emberek ahhoz, hogy a védőhatás érvényesülni tudjon.
Chóék tanulmánya alátámasztja mindazok véleményét, akik régóta hangsúlyozzák a táplálkozási szokások jelentős szerepét a béldaganatok kialakulásában.
Cho, Eunyoung et al.: Dairy Foods, Calcium, and Colorectal Cancer: A Pooled Analysis of 10 Cohort Studies. Journal of the National Cancer Institute. 7 July 2004. 96, 1015-1022.
G. J.
GYÓGYÍTÓ GÉNKIKAPCSOLÁS
Hibás gének elhallgattatásával örökletes idegrendszeri betegség megjelenését akadályozták meg egereken amerikai kutatók. A gyógyításhoz felhasznált génterápiás eljárás során olyan örökítőanyag-darabkákat juttattak az állatok agyába, amely kikapcsolta a kórkép megjelenéséért felelős hibás gént. A beavatkozás eredményeként az egerek idegrendszerében nem jelent meg a tüneteket okozó hibás fehérje, és így nem alakult ki az idegsejtek pusztulásával járó degeneratív betegség. Az Iowa Egyetemen kezelt állatok még a génterápia után hat hónappal sem mutatták a jellegzetes mozgászavar tüneteit, és mellékhatások sem jelentkeztek. A kontrollcsoport tagjai kivétel nélkül mind betegek lettek.
A kutatásokat irányító Beverly Davidson szerint a kísérleteket érdemes az emberi betegségek irányába is folytatni. Az egyetlen gén hibás működése miatt negyvenéves kor körül jelentkező, és hamar halállal végződő Huntington-kór - közismert nevén vitustánc -, az egyik olyan kórkép, amelyben ígéretes lehet a beteg gén elhallgattatásának technikája. A gene silencing új szemléletet jelent a génterápiában. Az eddigi próbálkozások ugyanis elsősorban arra irányultak, hogy a beteg gén mellé bejuttassák az egészségest, és ezzel érjék el a gyógyulást, míg itt a hibás gén "ártalmatlanításáról" van szó. A feladat azonban nehéz, hiszen számos tényező még mindig ismeretlen. A Huntington-kórral kapcsolatban például az egyik nehézség, hogy a hibás gének olyan agyterületeken működnek, amelyekbe igen nehéz a kikapcsolást biztosító genetikai anyag bejuttatása - mondja Davidson.
Mivel az elmúlt években az egyetlen génhibához kötött betegségek génterápiája egyáltalán nem váltotta be a hozzá fűződő reményeket, a kutatók folyamatosan keresik az új utakat. Davidsonék eredményeiről a NewScientist.com internetes folyóirat is beszámolt július 4-én.
Xia, Haibin et al.: RNAi Suppresses Polyglutamine-induced Neurodegeneration in a Model of Spinocerebellar Ataxia. Nature Medicine: doi:10.1038/nm1076 04 July 2004
Vince, Gaia: Gene Silencing Prevents Hereditary Brain Disease in Mice. http://www.newscientist.com/news/news.jsp?id=ns99996109
G. J.