Ultranagy energiájú kozmikus sugarak
Az Argentínában működő Pierre Auger Obszervatórium detektorrendszere eddig 27 darab 57 exaelektronvoltnál (exa- : tíz 18. hatványa) nagyobb energiájú kozmikus részecskét észlelt. A mai legnagyobb részecskegyorsítókban ennél százmilliószor kisebb energiákon zajló folyamatokat tudunk megfigyelni. Az Auger-obszervatórium 3000 km2 területen gyűjti az adatokat. A hatalmas területre azért van szükség, mert a legnagyobb energiájú részecskékből évszázadonként és négyzetkilométerenként egynél kevesebb várható. (Az Auger-obszervatórium működéséről lásd a Kitekintés rovatot a Magyar Tudomány 2006/1 számában.)
Az észlelt részecskék többsége 3°-on belül egy 250 millió fényévre lévő aktív galaxismag (AGN) irányából érkezik. A 250 millió fényév elég kis távolság ahhoz, hogy a részecske ne veszítsen sok energiát a kozmikus háttérsugárzással való kölcsönhatása során. A részletek elemzésével kiderítették, hogy a szuperenergikus részecskék protonok. Az aktív galaxismagokat szupernehéz fekete lyukaknak gondolják. A megfigyelések azt azonban nem bizonyítják, hogy az AGN lenne a részecskék forrása. A megfigyelések érdekessége, hogy nem jönnek az égbolt minden irányából nagyenergiájú kozmikus sugarak, csak kitüntetett irányokból. Az adatgyűjtés folytatódik, egyelőre 1:1000 esélye annak, hogy a megfigyelt korreláció értelmetlen véletlen.
Az Auger-obeszervatórium kutatócsoportja egy éven belül elkészíti egy háromszor nagyobb, az északi féltekén telepítendő hasonló mérőrendszer terveit, ezzel lehetővé válna teljes égbolt megfigyelése. Továbbra is nyitott a kérdés: mi gyorsítja fel a protonokat fantasztikusan nagy energiákra?
Cho, Adrian: Universe's Highest-Energy Particles Traced Back to Other Galaxies., Science. 318, 9 November 2007. 896–897.
The Pierre Auger Collaboration: Correlation of the Highest-Energy Cosmic Rays with Nearby Extragalactic Objects. Science. 318 9 November 2007. 938–943.
J. L.
Új egzotikus atommag
A Michigan State University kutatói olyan atommagot hoztak létre, amely két, eddig bevált, elfogadott elméleti modell szerint nem is létezhetne. Az új izotóp az alumínium-42, amely a 13 proton mellett 29 neutront tartalmaz. Az egyetlen stabil alumíniumizotópban tizenöttel kevesebb, mindössze 14 neutron van a 13 proton mellett. A rendkívül gyorsan bomló magból összesen 27 darabot hoztak létre a ciklotron laboratóriumban. Kalcium-48 magokat lőttek volfrám céltárgyra, az ütközés során nagy ritkán a kalcium hét protont vesztett és egy neutront nyert, így született meg az alumínium-42. Ha az alumínium-42 létezik, akkor az alumínium-43, -44 és -45 létezésére is számíthatunk, a mag héjszerkezetéből lehet erre következtetni. A kísérletekben egy lehetséges alumínium-43 atommagot is észleltek. Az alumínium-44 és -45 kísérleti vizsgálata egyelőre kívül esik a lehetőségeken.
Cho, Adrien: Neutron-Laden Nucleus Pushes Limit. Science. 318, 26 October 2007. 549.
Baumann, T. et al.: Discovery of 40Mg and 42Al Suggests Neutron Drip-line Slant towards Heavier Isotopes. Nature. 449, 25 October 2007. 1022–1024.
J. L.
Új német kutatóközpont
Megkezdődött a FAIR (Facility for Antiproton and Ion Research) kutatóközpont létrehozása a GSI laboratórium mellett Darmstadtban. Az 1969-ben alapított GSI elsősorban a szupernehéz elemek előállításában játszott szerepéről vált ismertté, Dubna és Berkeley mellett a GSI is több szupernehéz elem első állításával büszkélkedhet. Ugyancsak kiemelkedő eredményeik vannak az egzotikus atommagok kutatásában. A FAIR teljes kiépítését 2016-ra tervezik. Német törvények szerint működő társaság irányítja, a tulajdonosok között tizenhárom külföldi partner van, európai országok mellett Oroszország, India és Kína is részese a programnak. Az építés tervezett költsége 1,2 milliárd euro. A német szövetségi kormány azzal a feltétellel vállalta a finanszírozást, hogy a költségek legalább egynegyedét a külföldi partnerek állják.
Két nagyenergiás szupravezető szinkrotront építenek, ezekben bármilyen atomot gyorsítani lehet, akár uránt is. Három tárológyűrű épül a részecskenyalábok tárolására. A részecskenyalábok tízezerszer intenzívebbek és harmincszor nagyobb energiájúak lesznek a ma elérhetőnél. A GSI mai gyorsítói a FAIR-rendszer előgyorsítói lesznek. A tervezésben 2500 tudós és mérnök vett részt a világ számos országából. Az egzotikus atommagok kutatási programja harminc ország hétszáz szakértőjének a munkája. A nagyon instabil izotópok tanulmányozása a kémiai elemek eredetének felderítése szempontjából fontos. A FAIR-ben állítják majd elő a világ legintenzívebb antiprotonnyalábját, az anyag és az antianyag minden eddiginél finomabb összehasonlítására nyílik majd lehetőség. Nem tudjuk a választ arra, miért nincs ma számottevő mennyiségben antianyag az ismert világegyetemben. A hadronok (például: protonok, neutronok) belső szerkezetének feltárása, az ősrobbanás utáni pillanatokban valaha létezett kvark-gluon plazma létrehozása is a fontos kutatási célok közé tartozik. A brookhaveni RHIC és a CERN LHC kísérletektől eltérően a FAIR-ben nem a hőmérséklet, hanem a nyomás növelésével akarják a kvark-gluon plazmát, a neutroncsillagbeli állapotokat létrehozni.
Clery, Daniel: A Lab to Get the Measure of Matter. Science. 318, 2 November 2007. 738–739.
J. L.
Hírek a Vénuszról
Az 1978-ban indított amerikai Pioneer Venus Orbiter után most az Európai Űrügynökség (ESA) Venus Express űrszondája tanulmányozza a Vénusz bolygót. Az űrszondát 2005 novemberében indították, 2006 áprilisban ért a Vénuszhoz, májusban pedig már működtek mérőrendszerei. A Nature közölte az első mérési adatok tudományos feldolgozását.
Az űrszonda fedélzetén magnetométer és spektrométerek sora működik. Az ASPERA (Analyser of Space Plasma and Energetic Atoms) a légkör felső tartományában levő semleges és töltött részecskéket vizsgálja, adatai alapján arra keresnek választ, hogy miért szöknek el anyagok a Vénuszról a napszél hatására. A kísérletet a svéd űrfizikai intézet vezeti, Szegő Károly, a KFKI Részecske- és Magfizikai Kutatóintézet (RMKI) tudományos tanácsadója társkutatóként vesz részt a nemzetközi teamben. Az ASPERA detektor kalibrációs rendszerét az RMKI munkatársai dolgozták ki.
A Pioneer Venus Orbiter adatai arra mutattak, hogy nehéz ionok, például oxigénionok távoznak a bolygóról. A napszél akadálytalanul behatol a légkörbe, ionizálja a semleges atomokat, majd magával sodorja az ionokat. A folyamat részleteit a Venus Express tárta fel. Megállapították, hogy elsősorban pozitív töltésű oxigén-, hélium- és hidrogénatomok távoznak. Hidrogénionból 1,9-szer annyi távozik, mint oxigénionból. Egy vízmolekulában kétszer annyi hidrogénion van, mint oxigén-. A mért 1,9 arányérték tehát nagyon közel esik ehhez, a mérési bizonytalanságot figyelembe véve valószínűsíthető, hogy a Vénusz folytonosan vizet veszít. Hidrogén és oxigén nemcsak ionos, hanem semleges formában is távozhat a bolygóról, más mérésekből erre a folyamatra is a vízre jellemző arány adódik. A Venus Express adataiból a kutatók meglepetésére az derült ki, hogy a kisodort ionok nem véletlenszerűen, nem egyenletesen oszlanak el a bolygó körül, hanem a Nap felől nézve a bolygó mögött egy lepelszerű tartományban sűrűsödnek átmenetileg.
A magnetométer mérései alapján gyakori felhő-felhő villámlást valószínűsítenek. A légköri elektromosság kulcsszerepet játszhat a kémiai átalakulásokban.
Az atmoszférában a korábbi adatokkal megegyezően 70 km magasság felett közel 100 m/s sebességű szeleket észleltek. A bolygó mindkét sarkvidékén hatalmas örvényben süllyednek le a gáztömegek, ahogy a melegebb egyenlítőtől a hűvösebb sarkok felé tart a légáramlás.
Barabash, Stanislav – … Szegő K. – …: The Loss of Ions from Venus through the Plasma Wake. Nature. 29 November. 2007. doi:10.1038/nature06434
J. L.
Korán felismerhető az Alzheimer-kór
Az Alzheimer-betegség igen korai felismerésének lehetőségét teremtették meg a Stanford Egyetem kutatói. A vérteszt képes arra, hogy már hat évvel az első tünetek megjelenése előtt kimutassa a betegséget. A Tony Wyss-Coray által vezetett kutatócsoport tagjai százhúsz féle fehérjét vizsgáltak abból a szempontból, hogy melyek szerkezete mutat eltérést az egészségesek, illetve a betegek vérében. Végül tizennyolc olyan proteint találtak, amelyek mind az enyhe, mind a súlyos Alzheimer-kórban szenvedőknél eltérő struktúrával jelentek meg, és a továbbiakban ezek kimutatására koncentráltak. Ennek eredményeként tíz esetből kilencben diagnosztizálni tudták a betegséget, mégpedig akár már hat évvel a tünetek megjelenése előtt. Ugyanis egyes alzheimeres, illetve ebben nem szenvedő páciensek korábbi, akár hat évvel korábbi vérmintái is rendelkezésre álltak, és a találati arányok ez esetben is 90 százalékosak voltak.
Ezek az eredmények azt ígérik, hogy hamarosan megszületik az első olyan módszer, amely alkalmas a teljes szellemi leépüléssel járó Alzheimer-kór kimutatására. A betegség ma még gyógyíthatatlan, az előrehaladás lassításának vagy megállításának kulcsa azonban a szakemberek szerint a korai felismerés.
Nature Medicine. 2007. 13, 408–409. | doi:10.1038/nm0407-408
G. J.
Csimpánzok lepipálták az egyetemistákat
Bizonyos memóriatesztekben a csimpánzok jobbnak bizonyultak az egyetemistáknál. A Kiotói Egyetem kutatói három majompárt – anyát és kölykét – tanítottak meg a számokra egytől kilencig. A kísérletek következő részében a számok véletlenszerűen felvillantak egy képernyőn, majd helyükön üres négyzetek jelentek meg. A kísérleti állatoknak, illetve a kísérleti személyeknek arra kellett emlékezniük, hogy az egyes számok hol voltak az érintésre érzékeny monitoron. A fiatal csimpánzok nemcsak anyjukat, hanem az egyetemistákat is lepipálták a tesztsorozatban.
Később a kutatók – vezetőjük Macuzava Tecuró (Tetsuro Matsuzawa) – növelték a számok felvillanásának és eltűnésének sebességét, és minél rövidebb időre jelentek meg a számok, a csimpánzok annál jobban teljesítettek az embernél.
Macuzava szerint arról van szó, hogy a csimpánzok agya jobb fényképezőgép, mint az embereké, ennek oka feltehetően az emberi beszéd kialakulása. A kutató szerint az is elképzelhető, hogy a gyerekek ilyen szempontból jobb képességekkel rendelkeznek, mint a felnőttek. A tervek szerint a majmok legközebb gyerekekkel mérik össze tudásukat.
Current Biology. 04. 12. 2007. 17, R1004–R1005.
Nature. | doi:10.1038/news.2007.317, 2007. 12. 03.
G. J.
A csecsemők is tudják, hogy valaki barát vagy ellenség?
Már hat, illetve tíz hónapos kisbabák is képesek valamiféle ítéletet alkotni arról, hogy valaki jó vagy gonosz, barát vagy ellenség. A Yale Egyetem kutatói a Nature-ben számoltak be kísérletsorozataikról, amelyeket Kiley Hamlin vezetésével végeztek.
Vizsgálataik első részében olyan animációkat mutattak a gyerekeknek, amelyekben azt látták, hogy egy szemekkel rendelkező kör alakú figura mászik fel egy hegyre. Ezt követően kétféle eseményt figyelhettek meg a gyerekek: egy, ugyancsak szemekkel rendelkező más színű, háromszög alakú bábu felülről felhúzta a felfelé igyekvőt, azaz segített neki feljutni, a másik esetben pedig egy négyzet alakú, harmadik színű bábu fentről tuszkolta lefelé, tehát gátolta őt célja elérésében.
A gyerekek többször megnézték az animációkat, majd a kísérletek azzal folytatódtak, hogy a bábukat letették eléjük. Megismerkedhettek velük, kézbe vehették, megvizsgálhatták őket, mégpedig szabad választásuk szerint. Mind a hat, mind a tízhónapos babák sokkal gyakrabban választották a segítő figurát, mint az ellenségesen viselkedőt. (Azt kizárták, hogy a gyerekeknek az egyik szín vagy forma tetszett volna jobban, mert váltogatták, hogy mikor melyik formájú és színű bábu játszotta el a különböző szerepeket.)
Olyan kísérletsorozatot is elvégeztek, amelyben a bábu az animációban feljutott a hegyre, majd legurult ahhoz, amelyik segítette, illetve amelyik hátráltatta őt. Ekkor azt vizsgálták, hogy a gyerekek mennyi ideig nézik a jelenetet, és azt találták, hogy jóval tovább figyelték az „eseményeket” akkor, hogyha a leguruló bábu a gonosz „ölébe” pottyant. A kutatók a fejlődéslélektan ún. elvárás-megszegési paradigmájának jegyében végezték el és elemezték ezt a kísérletsorozatot, nevezetesen, hogy a kisbabák arra a jelenségre fordítanak hosszabban figyelmet, amely váratlan számukra, azaz kevésbé értették, amikor az ártóhoz gurultak a bábuk.
Mindezek a kísérletek Hamlin és munkatársai szerint azt bizonyítják, hogy a csecsemők olyan veleszületett képességgel rendelkeznek, amelyek alapul szolgálnak a későbbi, felnőtt értékrend kialakulásához, bonyolult erkölcsi ítéletek meghozatalához. A kísérletek további érdekessége volt, hogy a gyerekek csak akkor „ítélkeztek”, ha a figurák szemmel rendelkeztek és mozogtak, vagyis ha emberre emlékeztették őket. Vagyis ez a velünk született képesség nem „úgy általában” segít eligazodni jó vagy rossz között, hanem a fajtársakra, illetve ahhoz közel álló fajokra vonatkozhat.
Nature 450, 557-559 (2007.11.22.) | doi: 10.1038/nature06288
G. J.
Jéki László – Gimes Júlia
<-- Vissza a 2008/01 szám tartalomjegyzékére
<-- Vissza a Magyar Tudomány honlapra
[Információk] [Tartalom] [Akaprint Kft.]