Látták az eddig láthatatlan hullámokat

Kísérletileg igazolták az Albert Einstein által elméleti úton száz éve megjósolt gravitációs hullámok létezését. A több mint ezerszerzős közlemény a fizikában az elmúlt évtizedek legszenzációsabb tudományos eredményét tárta a szakemberek elé február 11-én.

Einstein szerint – következtetését az általános relativitáselmélet egyenleteinek megoldása alapján vonta le – a gyorsuló testek mozgásukkal fénysebességgel haladó hullámokat keltenek a téridő hálójában. Minél nagyobb a gyorsuló test tömege, és minél nagyobb a gyorsulása, annál nagyobb az általa keltett gravitációs hullám.

A kutatók két fekete lyuk összeolvadásakor keltett gravitációs hullámot észleltek a LIGO (Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory) nevű berendezéssel, amely két egyforma, egymástól 3000 kilométerre lévő detektorból áll. Az egyik a Louisiana állambeli Livingstone-ban, a másik Washington államban, Hanfordban található. Mindkettő két, egymásra merőleges, 4 km hosszú csőből áll, amelyek végén tükrök helyezkednek el. A légüres térben elhelyezett két tükör között ide-oda pásztázó lézersugár segítségével azt észlelték, hogy a gravitációs hullámok hatására a csövek hosszúsága kicsit megváltozott. A változás parányi: kb. 10-18 méter.

Az esemény, a két fekete lyuk összeolvadása több mint egymilliárd évvel ezelőtt történt. Ennyi ideig tartott, míg a gravitációs hullámok elérték a LIGO detektorait. A kéttized másodpercig tartó jeleket a két távoli érzékelő hétezred másodperces különbséggel észlelte.

A számítások szerint a 0,2 másodperces jel ideje alatt az egymástól 200 kilométeres távolságban keringő fekete lyukak nyolc kört írtak le, majd összeolvadtak. Az így keletkező objektum tömege három naptömeggel kevesebb lett, mint az összeolvadók tömegének összege. A tömegkülönbséghez tartozó energia, amely Einstein E=mc2 egyenlete alapján kiszámolható, gravitációs hullámok formájában hagyta el a fekete lyukat. A LIGO ennek az energiának a hatását tudta kimérni.

A LIGO-projekt egymilliárd dollárba került. A nemzetközi együttműködés 1998-ban kezdődött. A programban magyar kutatók (ELTE, Szegedi Tudományegyetem, MTA Wigner Fizikai Kutatóközpont, MTA Atomki munkatársai) is részt vesznek. A technológia új fejezetet nyithat a csillagászatban, az asztrofizikában is, hiszen ha a gravitációs hullámok észlelése rendszeressé válik, sok új ismeretet hozhat a fekete lyukak és más objektumok tulajdonságairól, viselkedéséről, az Univerzum fejlődési folyamatairól.

B. P. Abbott et al.: Observation of Gravitational Waves from a Binary Black Hole Merger. (LIGO Scientific Collaboration and Virgo Collaboration) Physical Review Letters. (Received 21 January 2016, published 11 February 2016). 116, 061102 (2016) DOI: 10.1103/PhysRevLett.116.061102
 

Új, Lyme-kórt okozó baktériumot találtak

Lyme-kórt okozó, eddig ismeretlen baktériumot azonosítottak amerikai kutatók. A CDC (Centers for Disease Control and Prevention) a baktériumnak a Borrelia mayonii nevet adta, jelezve, hogy közeli rokona a kór egyetlen, ismert kórokozójának, a B. burgdorferi-nek.

Az új baktériumot olyan betegekben mutatták ki, akiknél feltételezhető volt, hogy Lyme-kórban szenvednek, de a diagnózisra szolgáló laboratóriumi teszt furcsa eredményt adott. Vérmintáikon emiatt további genetikai elemzéseket végeztek, így jöttek rá, hogy betegségüket egy újfajta baktérium okozza.

A Borrelia mayonii fertőzést követően is megjelenik a kiütés, a láz, a fej- és nyakfájás, majd későbbiekben az ízületi gyulladások. Ez a baktérium azonban émelygéssel és hányingerrel is tetézi a tüneteket, és elveszi a kapaszkodót, ami fontos volt ahhoz, hogy egyáltalán felmerüljön a Lyme-kór lehetősége: a kullancscsípés körül megjelenő és növekvő vörös folt. Ez a fertőzés diffúz, több helyen jelentkező kiütésekkel is járhat.

A kórokozót egyes kullancsokban egyelőre Minnesota és Wisconsin államok területén mutatták ki. Egy most induló hároméves kutatási programban a kórokozó elterjedtségét fogják vizsgálni. Harmincezer olyan kullancsot szeretnének összegyűjteni és a bennük lévő mikroorganizmusok örökítő anyagát elemezni, amelyek csípése Lyme-kórt okozott.

Pritt, Bobbi S. – Mead, Paul S. – Johnson, Diep K. Hoang et al.: Identification of a Novel Pathogenic Borrelia Species Causing Lyme Borreliosis with Unusually High Spirochaetaemia: A Descriptive Study. The Lancet Infectious Diseases. Published Online: 05 February 2016. DOI: 10.1016/S1473-3099(15)00464-8

Új akkumulátor, új kihívás

Az egyre több akkumulátor egyre jobban fenyegeti az élő környezetet. A mobil elektronikai eszközök robbanásszerű szaporodása és az elektromos autók elterjedése egyre olcsóbb, stabilabb és nagyobb teljesítményű elektromosenergia-tárolók kifejlesztését eredményezte. De, míg az elektromos autók sokat javíthatnak a városok levegőjének minőségén, az elhasználódott akkumulátorok tömege új környezeti problémákat generálhat.

A korszerű lítium-ion akkumulátorok elektródjai nanorészecskék felhasználásával készülnek. Egy kisebb elektromos autó akkumulátoraiban körülbelül 38 kg nanoméretű katódanyag van, és az ilyen eszközöket újrafeldolgozó infrastruktúra a hagyományos ólomakkumulátorokéhoz képest meglehetősen fejletlen. Egy közelmúltbeli kutatás szerint a lítium-ion akkumulátorok katódanyaga (nikkel-, mangán-, kobalttartalmú) súlyosan károsít egy fontos szerepet betöltő talajbaktériumot. A Földön mindenütt megtalálható Shewanella oneidensis MR-1 baktérium környezetvédelmi vizsgálatokban gyakran szerepel modellrendszerként. A részletes elemzések alapján készült, most közölt eredmények szerint lítium-ion akkumulátor-elektród környezetében, főleg a vizes közegben, az elektródból kioldódó nikkel és kobalt miatt szaporodása, növekedése jelentősen lelassul.

Hang, M. N. – Gunsolus, I. L. – Wayland, H. et al.: Impact of Nanoscale Lithium Nickel Manganese Cobalt Oxide (NMC) on the Bacterium Shewanella oneidensis MR-1. Chemistry of Materials. Article ASAP. Publication Date (Web): 22 January 2016. DOI: 10.1021/acs.chemmater.5b04505 • WEBCÍM
 

Modell a Hirsch-index becslésére

A kutatás és a kutatók eredményességének értékelésére a huszadik század utolsó harmadában saját tudományterület alakult ki. A tudománymetria sokat vitatott módszerei, a különböző mutatók és faktorok, amelyek megpróbálják néhány számba sűríteni egy-egy kutató vagy intézmény teljesítményét, mára általánosan elterjedtek, minősítés vagy pályázat már nem fordulhat elő nélkülük.

A sokféle mutató között viharos gyorsasággal vált népszerűvé a h-index (vagy Hirsch-index), melynek alkalmazását az argentin származású amerikai fizikus, Jorge Hirsch 2005-ben javasolta. Népszerűségét az is jelzi, hogy már a mutató becslésére is módszereket dolgoztak ki. Lengyel matematikus, fizikus, informatikus és rendszerkutatók most publikált tanulmányukban egy olyan korábbi szimulációs modellt fejlesztettek tovább, amellyel a publikációk és az összes hivatkozás számából becsülhető a h-index.

A szerzők modelljük teljesítőképességét Hirsch saját h-indexének becslésével is demonstrálták. (Hirsch Hirsch-indexe 52, amit a most publikált modell pontosan eltalált.) Ezen kívül, egy publikációs adatbázisból száz véletlenszerűen kiválasztott szerző becsült és valódi h-indexét is összehasonlították.

Żogała-Siudem, Barbara – Siudem, Grzegorz – Cena, Anna – Gagolewski, Marek: Agent-based Model for the h-index – Exact Solution. Euopean Physical Journal B. 2016. 89, 21, DOI: 10.1140/epjb/e2015-60757-1 • http://www.epj.org/images/stories/news/ 2016/10.1140--epjb--e2015-60757-1.pdf
 

A vezetők két arca

Főnöki viselkedést kutató amerikai pszichológusok arra a megállapításra jutottak, hogy ha egy vezető etikusan viselkedik, akkor a következő nap nagyobb valószínűséggel gorombáskodik, piszkálódik a beosztottakkal. A szakirodalomban korábban főként a vezetők etikus viselkedésének a beosztottakra gyakorolt pozitív hatásairól lehet tanulmányokat találni, a mostani kutatás során azonban azt vizsgálták, hogy a korrekt magatartás magára a vezetőre milyen hatással van. A programban hosszabb ideig figyeltek 172, különböző területen – kereskedelemben, oktatásban, iparban, egészségügyben – dolgozó, vezető beosztású résztvevőt.

Az eredmények azt mutatják, hogy a vezetőkre saját jóindulatuk rossz hatással van. Ahogy egy inga az egyik oldali kitérés után átlendül a másik oldalra, a főnök jó napja után rossz következik. Az etikus viselkedés mentális fáradtságot okoz, és morális fellazuláshoz vezet. A kutatók szerint az etikus viselkedés után a főnökök némiképp elengedik magukat. Valószínűleg úgy érzik, hogy a beosztottakkal szembeni korábbi pozitív hozzáállásuk feljogosítja őket a keményebb, kíméletlenebb fellépésre; mintegy jogosítványt szereztek az alárendeltek zaklatására.

Lin, Szu-Han (Joanna) – Ma, Jingjing; Johnson, Russell E.: When Ethical Leader Behavior Breaks Bad: How Ethical Leader Behavior Can Turn Abusive via Ego Depletion and Moral Licensing. Journal of Applied Psychology. online first publication, Feb 11 , 2016, DOI: 10.1037/apl0000098