CP v2

Category: Mokslas

  • Mokslininkai atskleidė, kodėl išliko raudonplaukių genai: viskas gali suktis apie vitaminą D

    Mokslininkai atskleidė, kodėl išliko raudonplaukių genai: viskas gali suktis apie vitaminą D

    Naujas didelės apimties senovinės DNR tyrimas rodo, kad natūrali atranka per pastaruosius 10 000 metų europiečių protėvių populiacijose veikė gerokai aktyviau, nei ilgą laiką manyta. Mokslininkai nustatė šimtus genetinių variantų, kurių paplitimas laikui bėgant ryškiai kito dėl atrankos, o ne vien dėl migracijos ar atsitiktinumo.

    Tyrimo autoriai analizavo beveik 16 000 senovinių genomų iš Vakarų Eurazijos, apimančių laikotarpį nuo ankstyvųjų žemdirbystės pradžios etapų iki istorinių laikų. Rezultatai leidžia tiksliau rekonstruoti, kokie biologiniai bruožai galėjo suteikti pranašumą skirtingomis gyvenimo sąlygomis.

    Raudoni plaukai ir šviesi oda

    Tarp ryškiausių atrankos paveiktų variantų išskiriami su šviesesne oda ir raudonais plaukais siejami pokyčiai, dažnai aptariami kalbant apie MC1R geną. Pasak mokslininkų, šie variantai galėjo išplisti ne dėl estetinių priežasčių, o dėl biologinio pranašumo, susijusio su saulės šviesa.

    Viena pagrindinių hipotezių sieja šviesesnę odą su efektyvesne vitamino D gamyba odoje, kai saulės spinduliuotės mažiau, ypač šiauresnėse platumose. Tai galėjo tapti svarbiau žmonėms perėjus nuo medžioklės ir rankiojimo prie žemdirbystės, kai mityba dažniau rėmėsi augaliniais produktais ir grūdais.

    Kodėl atranka galėjo spartėti?

    Tyrime pabrėžiama, kad pastarųjų tūkstantmečių gyvenimo būdo pokyčiai sukūrė naujus spaudimo veiksnius: tankesnes gyvenvietes, didesnį infekcijų krūvį, mitybos pokyčius, kitokį fizinį krūvį ir socialinę struktūrą. Tokios permainos galėjo lemti, kad tam tikri genetiniai variantai tapo naudingesni, o kiti, priešingai, mažino išgyvenamumą ar palikuonių skaičių.

    Mokslininkai taip pat pažymi, kad dalis šiandien su ligų rizika siejamų variantų praeityje galėjo turėti ir teigiamą pusę, pavyzdžiui, gerinti atsparumą infekcijoms. Tai primena, kad genų poveikis priklauso nuo aplinkos ir laikmečio, todėl šiuolaikinės reikšmės ne visada tiesiogiai perkeliamas į senovę.

    Ką keičia nauja metodika?

    Didžiausia pažanga siejama su tuo, kad tyrėjai pritaikė metodą, leidžiantį tiksliau atskirti natūralios atrankos signalą nuo demografinių procesų, tokių kaip migracija ar populiacijų maišymasis. Anksčiau dėl riboto senovinės DNR kiekio buvo sunku patikimai nustatyti, ar variantų dažnis kito dėl atrankos, ar dėl žmonių judėjimo.

    Tyrimo autoriai pabrėžia, kad išvados dar nereiškia paprastų ir universalių atsakymų, kodėl konkreti savybė išplito. Vis dėlto didelis senovinių genomų skaičius leidžia daug aiškiau matyti, kad žmonių evoliucija nesustojo, o atranka veikė ir palyginti neseniai.

    „Turėdami tūkstančius genomų, apimančių tūkstantmečius, galime stebėti, kaip atranka realiu laiku keitė variantų dažnį“, – sakė vienas iš tyrimo autorių.

    Dar viena svarbi žinutė – tokie metodai gali būti pritaikyti ir kitų regionų senovinei DNR, o ateityje padėti tiksliau suprasti, kaip istorinės aplinkos sąlygos formavo šiandieninių populiacijų sveikatos rizikas. Mokslininkai tikisi, kad plečiantis duomenų bazėms bus galima dar tiksliau susieti atrankos bangas su konkrečiais klimato, mitybos ir ligų paplitimo pokyčiais.

  • Kasachstane po 6 metrų sluoksniu aptiko aukso žmogų: kas slypi legendiniame kape?

    Kasachstane po 6 metrų sluoksniu aptiko aukso žmogų: kas slypi legendiniame kape?

    Vakarų Kasachstane archeologai, tyrinėdami senovinių pilkapių kompleksą, aptiko išskirtinį, maždaug 6 metrų gylyje buvusį kapą. Jame rasti vyro palaikai ir gausios auksu puoštos aprangos detalės, dėl kurių laidojimas siejamas su vadinamąja aukso žmogaus tradicija.

    Tyrimai vyko Aktobės srityje, netoli Taskopos kaimo, kur identifikuota apie 15 pilkapių. Iki šiol ištirti keturi, o viename jų ir buvo aptiktas prestižinis laidojimas, galimai datuojamas V amžiumi prieš mūsų erą.

    Pilkapių radinys su auksu

    Pasak tyrėjų, kapavietėje rastas vyras buvo palaidotas su drabužiais, dekoruotais įmantriais auksiniais elementais. Tokie laidojimai Centrinėje Azijoje dažniausiai siejami su aukšto statuso kariais ar bendruomenių lyderiais, o auksas laikomas ne tik turto, bet ir galios simboliu.

    Ypatingą dėmesį patraukė šalia palaidotas arklys, kurio kamanos ir pakinktai taip pat buvo puošti metalinėmis detalėmis. Klajoklių stepės kultūrose arklys turėjo išskirtinę reikšmę: jis buvo ir transporto priemonė, ir socialinio rango ženklas, todėl laidojimai su žirgais neretai aiškinami kaip karių ar elito atstovų kapai.

    Kodėl aukso žmogus svarbus

    Aukso žmogaus vardas regione jau tapęs simboliu dėl anksčiau atrastų panašaus tipo laidojimų, įskaitant plačiai žinomą Issyko radinį, kuriame rasta tūkstančiai auksinių papuošimų. Tokie atradimai rodo aukštą amatininkystės lygį ir sudėtingą socialinę struktūrą, būdingą senosioms Saka ir kitoms stepės bendruomenėms.

    Naujasis kapas gali papildyti žinias apie ankstyvųjų klajoklių hierarchiją, laidojimo ritualus ir jų pasaulėžiūrą. Kadangi daugelis šių bendruomenių nepaliko rašytinių šaltinių, būtent archeologiniai radiniai tampa pagrindiniu būdu atkurti jų istoriją.

    Ką dar atskleis laboratorijos

    Tyrėjai pabrėžia, kad darbai tik prasideda: artefaktai bus tiriami laboratorijose, siekiant nustatyti tikslesnį datavimą, aukso dirbinių gamybos technologijas ir galimas žaliavų kilmės kryptis. Tokios analizės leidžia suprasti ir prekybinius ryšius, nes metalų bei dirbinių stilius neretai atskleidžia kontaktus su kitais regionais.

    Archeologai neatmeta, kad ne visi pilkapiai jau atskleidė savo paslaptis, todėl regione gali būti ir daugiau panašių laidojimų. Tolimesni kasinėjimai bei tyrimai turėtų padėti aiškiau atsakyti, kam priklausė šis kapas ir kokią vietą žmogus užėmė tuometėje stepės visuomenėje.

  • Mokslininkai laive rado juodą mazą: DNR tyrimas atskleidė iki šiol nežinomas gyvybės formas

    Mokslininkai laive rado juodą mazą: DNR tyrimas atskleidė iki šiol nežinomas gyvybės formas

    JAV mokslininkus nustebino keistas radinys tyrimų laive Blue Heron, plaukiojančiame Didžiųjų ežerų regione. Per įprastą techninę apžiūrą 2024 metais iš vairo veleno ėmė sunktis tiršta, juoda, beveik dervingos konsistencijos masė, kuri iš pradžių atrodė kaip tepalų ar nešvarumų sankaupa.

    Vienas iš darbuotojų, užuot medžiagą tiesiog išvalęs ir išmetęs, paėmė mėginį ir perdavė laboratorijai. Ten tyrėjai tikėjosi patvirtinti įprastą techninę taršą, tačiau genetiniai tyrimai parodė ką kita: masėje buvo gausu gyvų mikroorganizmų ir jų genetinės medžiagos.

    DNR analizė atskleidė, kad dalis aptiktų organizmų neatitinka iki šiol mokslui žinomų grupių. Tyrėjams pavyko atkurti apie 20 genomų ir jie kelia prielaidą, jog juodoje masėje gali slėptis visiškai naujos mikroorganizmų linijos, įskaitant galimai naują archėjų eilę ir naują bakterijų tipą.

    Netikėta buveinė mechanizmo viduje

    Mokslininkus suintrigavo ir pati aplinka, kurioje šie mikroorganizmai galėjo išgyventi. Vairo mechanizmo vidus yra šiltas, prastai aprūpinamas deguonimi ir gana izoliuotas, todėl primena vadinamąsias ekstremalias nišas, kurias biologai dažniau sieja su giliųjų nuosėdų sluoksniais ar uolienų vidaus mikropasauliu.

    Manoma, kad mikrobai į šią vietą galėjo patekti kartu su tepalais ar kitais teršalais, o vėliau prisitaikyti ir suformuoti savotišką uždarą mikroekosistemą. Toks scenarijus išryškina, kad naujų organizmų paieškos nebūtinai turi apsiriboti vien atokiomis ar egzotiškomis vietovėmis.

    Kodėl tai svarbu ne tik biologams

    Tyrėjai atkreipia dėmesį, kad dalis aptiktų mikroorganizmų galėtų būti susiję su metano gamyba. Nors tai dar tik hipotezės ir ankstyvos išvados, tokie organizmai ilgainiui gali sudominti ir taikomųjų technologijų kūrėjus, pavyzdžiui, ieškančius efektyvesnių biologinių procesų energijos gamybai.

    Šis atvejis primena, kad Žemės mikropasaulis vis dar menkai pažintas, o net kasdienės, žmogaus sukurtos konstrukcijos gali slėpti netikėtų biologinių staigmenų. Mokslininkai pabrėžia, kad tolimesni tyrimai bus būtini, siekiant tiksliai nustatyti, kas tai per organizmai, kaip jie prisitaikė ir kokį vaidmenį atlieka savo mikroaplinkoje.

  • MIT idėja apie neutrinų lazerį: proveržis, galintis pakeisti mokslą ir ryšį po žeme

    MIT idėja apie neutrinų lazerį: proveržis, galintis pakeisti mokslą ir ryšį po žeme

    JAV mokslininkai, tarp jų ir Masačusetso technologijos instituto (MIT) tyrėjai, pasiūlė ambicingą koncepciją, kuri galėtų iš esmės pakeisti neutrinų tyrimus ir net ryšio technologijas. Kalbama apie teorinį neutrinų lazerį, kuris, skirtingai nei dabartiniai šaltiniai, leistų sukurti kryptingą ir kontroliuojamą neutrino dalelių pluoštą. Tokia priemonė, jei kada nors būtų realizuota, atvertų naują etapą fundamentinėje fizikoje.

    Neutrinai dažnai vadinami dalelėmis vaiduokliais, nes su medžiaga sąveikauja itin silpnai. Milžiniški jų kiekiai nuolat praeina pro Žemę ir žmogaus kūną, tačiau aptikti juos pavyksta tik retais atvejais, todėl pasaulyje statomi didžiuliai detektoriai giliai po žeme, lede ar po vandeniu. Būtent šis sunkiai „pagavimas“ ir yra priežastis, kodėl tikslūs eksperimentai su neutrinais iki šiol buvo labai riboti.

    Kas trukdo dabartiniams šaltiniams

    Šiandien neutrino pluoštai paprastai išgaunami naudojant branduolinius reaktorius arba didelius dalelių greitintuvus. Tai brangūs, sudėtingi ir didelio masto įrenginiai, o jų skleidžiami neutrinai dažnai būna prastai suvaldomi: pluoštas mažiau kryptingas, o parametrus tiksliai reguliuoti sunku. Dėl to dalis matavimų tampa statistiškai lėti, o kai kurios idėjos lieka tik teorijoje.

    MIT mokslininkų siūlomas sprendimas siekia sukurti laboratorinio masto šaltinį, kuris bent teoriškai tilptų į mažesnę eksperimentinę infrastruktūrą. Pagrindinis tikslas yra ne „galingesnis reaktorius“, o visai kitoks principas: priversti emisiją vykti darniai, kad neutrino signalas taptų tankesnis ir labiau kryptingas.

    Idėjos šerdis: BEC ir rubidis

    Koncepcija remiasi itin žemomis temperatūromis, artimomis absoliučiam nuliui, kai medžiaga gali pereiti į Bose ir Einšteino kondensato būseną. Tokiu režimu atomai ima elgtis ne kaip atskiri objektai, o kaip vieninga kvantinė sistema, kurioje procesai gali sinchronizuotis. Ši savybė ir laikoma raktu į valdomą, „suderintą“ emisiją.

    Siūloma naudoti radioaktyvių atomų debesį, kaip pavyzdį minint rubidžio izotopą. Įprastai radioaktyvus skilimas vyksta atsitiktinai ir yra sunkiai prognozuojamas laike, tačiau kondensato būsenoje atsiranda galimybė tikėtis labiau suderinto elgesio. Teorinis tikslas būtų gauti ne pavienius, o sutelktus neutrino impulsus.

    Superradiacija ir galimos pasekmės

    Vienas svarbiausių aptariamų reiškinių yra superradiacija, kai daugelio emiterių kolektyvinis elgesys gali smarkiai sustiprinti spinduliuotės intensyvumą. Jei toks efektas būtų pritaikomas neutrinų generavimui, emisija galėtų vykti gerokai greičiau ir „ryškiau“ nei įprasto atsitiktinio skilimo atveju. Tai leistų teoriškai priartėti prie tankaus, eksperimentams patogesnio neutrino pluošto.

    Tokio įrankio vertė fundamentinei fizikai būtų didelė, nes neutrino savybės yra vienas jautriausių langų į fizikos ribas. Tikslūs matavimai prisidėtų prie neutrino masės ir kitų parametrų tikslinimo, o tai svarbu aiškinantis, kaip formuojasi medžiagos ir antimaterijos disbalansas Visatoje. Praktinėje plotmėje dažniausiai minima požeminė komunikacija, nes neutrinai gali prasiskverbti per medžiagą ten, kur radijo bangos ar šviesa nebeveikia.

    Vis dėlto patys autoriai pabrėžia, kad tai kol kas teorinis pasiūlymas, o ne paruoštas įrenginys. Didžiausios kliūtys yra inžinerinės: sukurti ir ilgai išlaikyti stabilų Bose ir Einšteino kondensatą iš radioaktyvių atomų, užtikrinti sistemos saugumą ir išsaugoti kvantinę darną skilimo procesuose. Net jei pirmieji bandymai būtų kuklūs, sėkmė reikštų naują kryptį, kurioje susitinka kvantinė optika, branduolinė fizika ir itin tiksli laboratorinė kontrolė.

  • Drėgmė, kuri maitina: 3D spausdintas nanogeneratorius žada perversmą dėvimoje elektronikoje

    Drėgmė, kuri maitina: 3D spausdintas nanogeneratorius žada perversmą dėvimoje elektronikoje

    Drėgmė – ne priešas, o energijos šaltinis

    Dėvimoji elektronika ir miniatiūriniai jutikliai ilgus metus kentėjo nuo paprastos problemos: didesnė drėgmė greitai „nusodina“ krūvį ir mažina įrenginių efektyvumą. Tai ypač aktualu sprendimams, kurie turi veikti prie žmogaus odos, kur natūraliai susidaro šiluma ir drėgmė.

    Naujas tyrimas, publikuotas mokslo žurnale „Advanced Functional Materials“, siūlo netikėtą kryptį: ne izoliuoti prietaisą nuo vandens, o drėgmę paversti jo darbo dalimi. Mokslininkai sukūrė 3D spausdintą nanogeneratorių, kurio galia didėja kylant santykinei oro drėgmei.

    Kaip veikia TENG ir kodėl čia svarbus 3D spausdinimas

    Tokio tipo įrenginiai vadinami triboelektriniais nanogeneratoriais (TENG). Jie generuoja elektrą, kai dvi skirtingos medžiagos periodiškai susiliečia ir atsiskiria, o dėl trinties bei krūvio persiskirstymo sukuriamas elektrinis signalas.

    Iki šiol TENG technologijos silpnoji vieta buvo drėgmė: maždaug nuo 60–70 proc. santykinės drėgmės daugelio prototipų našumas smarkiai krisdavo. Naujojo sprendimo esmė – naudoti itin hidrofilinę, drėgmę aktyviai pritraukiančią polimerinę medžiagą, kurią galima tiksliai formuoti LCD 3D spausdinimu.

    Polimeras, kuris „mėgsta“ vandenį

    Tyrėjai išbandė kelis akrilinių polimerų variantus su skirtingomis funkcinėmis grupėmis, o geriausius rezultatus parodė medžiaga su amidinėmis grupėmis. Tokia struktūra geba tvirtai „įkurdinti“ vandens molekules polimero tinkle, todėl drėgmė nebe veikia kaip laidus sluoksnis, kuris iškart išsklaidytų krūvį.

    Bandymuose prietaiso parametrai gerėjo didėjant drėgmei ir didžiausią našumą pasiekė prie maždaug 90 proc. santykinės drėgmės. Tai yra sąlygos, kurios realiame pasaulyje dažnos prie odos, sportuojant ar dirbant šiltesnėse, prastai vėdinamose patalpose.

    „Vietoje bandymų užrakinti įrenginį nuo aplinkos, mes pasirinkome padaryti aplinką jo pranašumu“, – sakė tyrėjų komandos atstovai, apibendrindami darbo logiką.

    Zwitterioninės medžiagos ir įspūdingi skaičiai

    Papildomą šuolį suteikė zwitterioninis komponentas – sulfobetaino metakrilatas, turintis ir teigiamą, ir neigiamą krūvį, bet išliekantis elektriškai neutralus. Toks priedas sustiprina medžiagos poliarizaciją ir padeda dar efektyviau „surišti“ drėgmę taip, kad ji didintų signalą, o ne kurtų nuotėkį.

    Optimizavus sudėtį, pranešama apie iki 802 voltų įtampą, 45,6 mikroampero srovę ir 48,4 vato kvadratiniam metrui galios tankį. Tyrime pabrėžiama, kad tai pasiekta be neorganinių užpildų, kurie dažnai apsunkina gamybą ir riboja spausdinimo tikslumą.

    Kartu nurodoma aiški riba: didinant joninių priedų kiekį iki 10 proc., našumas ima kristi, nes jonai formuoja sankaupas ir išauga laidumas, atsiranda nepageidaujamas krūvio nuotėkis. Kitaip tariant, lemiamas tampa ne tik pats priedas, bet ir preciziškai parinkta jo koncentracija.

    Ką tai gali pakeisti kasdienybėje

    Tokie nanogeneratoriai laikomi vienu realiausių kelių į elektroniką be baterijų, kai energija „nurenkama“ iš judesio, prisilietimų ar aplinkos. Jei technologija pasitvirtins už laboratorijos ribų, ji galėtų išplėsti dėvimų jutiklių, išmaniųjų tekstilės sprendimų ir medicininių stebėsenos priemonių galimybes, kur dabar dažnai riboja baterijų dydis, įkrovimas ir sandarinimas.

    Praktiškai tai reikštų įrenginius, kuriems drėgna oda ar drėgnesnė darbo aplinka nebėra problema, o veikiau sąlyga geresniam veikimui. Kitas svarbus aspektas – 3D spausdinimas: jis leidžia greitai kurti sudėtingas geometrijas ir taikyti sprendimą skirtingiems paviršiams bei formoms, kas dėvimai elektronikai yra kritiška.

  • Černobylis ir Fukušima išmokė svarbią pamoką: štai kaip radiacija keliauja gamtoje

    Černobylis ir Fukušima išmokė svarbią pamoką: štai kaip radiacija keliauja gamtoje

    Radiacija ne „stovi vietoje“

    Po branduolinių avarijų, tokių kaip Černobylio ar Fukušimos, visuomenėje dažnai įsitvirtina įspūdis, kad pavojus aplinkoje išlieka vienodas ir nekintantis. Tačiau moksliniai stebėjimai rodo dinamišką vaizdą: radioaktyviosios medžiagos migruoja, keičia chemines formas ir laikui bėgant silpsta dėl skilimo bei išsisklaidymo.

    Šie procesai priklauso nuo radionuklidų savybių, meteorologinių sąlygų ir vietinės aplinkos. Dėl to vienose vietovėse tarša gali išlikti ilgiau, o kitur sumažėti greičiau, ypač kai suveikia natūralūs skiedimo ir nuosėdų nusėdimo mechanizmai.

    Kaip radionuklidai plinta ore, dirvožemyje ir vandenyje

    Pagrindiniai aplinkos taršos „keliautojai“ po avarijų yra radionuklidai, kurių skilimo trukmė labai skiriasi. Vieni suyra per dienas, kiti, pavyzdžiui, cezio ar stroncio izotopai, aplinkoje gali išlikti dešimtmečiais, todėl ilgalaikis monitoringas tampa būtinas.

    Tarša dažnai prasideda atmosferoje, kai mikrodalelės vėjo nunešamos dideliais atstumais, kartais peržengdamos valstybių ir net žemynų ribas. Krituliai, tokie kaip lietus ar sniegas, radionuklidus „nuleidžia“ ant žemės, kur prasideda dirvožemio ir paviršinių vandenų užteršimo grandinė.

    Tolimesnę taršos eigą lemia chemija ir sąveika su aplinka. Cezis cheminiu požiūriu gali elgtis panašiai kaip kalis, todėl lengviau patenka į gyvų organizmų audinius, o stroncis dėl panašumo į kalcį gali kauptis kauluose, didindamas ilgalaikių padarinių riziką.

    Dirvožemis gali veikti ir kaip filtras, ir kaip „transporto juosta“. Dalis radionuklidų stipriai prisijungia prie viršutinių sluoksnių ir juda lėtai, o kita dalis lengviau išplaunama, pamažu pasiekia gruntinius vandenis arba nuplaunama į upes, ežerus ir jūrą.

    Fukušimos atveju reikšminga taršos dalis pateko į vandenyną, todėl ypač svarbus tapo jūrų srovių ir skiedimo vaidmuo. Stebėjimai rodė, kad didėjant atstumui nuo šaltinio ir veikiant natūraliems procesams radionuklidų koncentracijos vandenyje mažėjo, o kartu ilgainiui mažėjo ir dalies jūrų organizmų užterštumas.

    Maistas, stebėsena ir taršos mažinimas

    Vienas jautriausių kelių į žmogų yra mitybos grandinė, kai radionuklidai iš dirvožemio patenka į augalus, vėliau į gyvulius ir galiausiai į maisto produktus. Dėl šios priežasties po avarijų taikomos griežtos maisto kontrolės priemonės ir reguliariai tikrinamos žaliavos, pašarai bei galutiniai produktai.

    Šiuolaikinė radiacinė sauga remiasi ne vien pavieniais matavimais, o nuolatiniu stebėjimo tinklu ir detaliu taršos kartografavimu. Be tradicinių dozimetrų, naudojami pažangūs sprendimai, leidžiantys sudaryti tikslius taršos žemėlapius ir greičiau nustatyti vietas, kuriose reikalingos valymo ar ribojimo priemonės.

    Taršos mažinimo metodai parenkami pagal situaciją: kai kur efektyviausia nuimti viršutinį dirvožemio sluoksnį ir jį saugiai sutvarkyti, kitur taikomas uždengimas švaria žeme ar kitomis medžiagomis, mažinant dulkėjimą ir apšvitą. Žemės ūkyje kai kada pasitelkiamos ir priemonės, kurios mažina radionuklidų pasisavinimą augaluose, pavyzdžiui, koreguojant tręšimą.

    Ne mažiau svarbi pamoka iš Černobylio ir Fukušimos yra aiški, greita ir nuosekli komunikacija krizės metu. Tyrimai ir institucijų praktika rodo, kad visuomenės nerimą dažnai didina ne vien pati rizika, bet ir prieštaringi ar pavėluoti pranešimai, todėl skaidrūs duomenys ir suprantami paaiškinimai laikomi esmine saugos dalimi.

    Apibendrinant, radiacija aplinkoje nėra nekintanti grėsmė: ji juda, kinta ir nyksta pagal fizikos bei chemijos dėsnius. Būtent todėl ilgalaikiai matavimai, taršos žemėlapiai ir tikslingos valymo priemonės leidžia realistiškai įvertinti riziką ir mažinti poveikį žmonėms bei gamtai.

  • ATLAS priartėjo prie Dievo dalelės paslapties: Higso bozonas gali atskleisti Visatos pradžią

    Vienas svarbiausių šiuolaikinės dalelių fizikos klausimų – kaip Higso bozonas sąveikauja pats su savimi. Ši vadinamoji Higso bozonų savisąveika laikoma raktu, galinčiu paaiškinti ne tik masės atsiradimą, bet ir tai, kaip ankstyvoji Visata kito netrukus po Didžiojo sprogimo.

    Naujausia CERN Didžiajame hadronų priešpriešinių srautų greitintuve veikiančio ATLAS eksperimento analizė pateikė iki šiol griežčiausius šios savybės apribojimus. Mokslininkai pabrėžia, kad kuo tiksliau pavyksta apibrėžti Higso savisąveiką, tuo aiškiau matyti, ar už Standartinio modelio ribų slypi nauja fizika.

    Retas procesas ir „auksinis“ kanalas

    Higso bozonų poros susidarymas yra itin retas reiškinys – tokie įvykiai pasitaiko tik labai mažoje protonų susidūrimų dalyje. Todėl ATLAS komanda rėmėsi kanalu, kuriame vienas Higso bozonas skyla į du b kvarkus, o kitas – į du fotonus.

    Toks derinys laikomas vienu švariausių būdų atskirti signalą nuo foninių procesų, nes fotonų energijos požymiai detektoriuje fiksuojami labai tiksliai. Tačiau net ir šiuo atveju reikia peržvelgti milžiniškus duomenų kiekius, kad išryškėtų kelios dešimtys ar šimtai kandidatinių įvykių.

    Duomenų šuolis ir DI pagalba

    Analizėje sujungti antrojo LHC darbo periodo 2015–2018 metais duomenys ir naujausi trečiojo periodo 2022–2024 metais matavimai. Bendrai įvertintas duomenų kiekis viršijo 300 atvirkštinių femtobarnų, o tai reiškia didžiulį statistinį pagrindą retesniems procesams medžioti.

    Norint iš filtruoti foną, kai kiti Standartinio modelio procesai gali imituoti ieškomą signalą, pasitelkti pažangūs duomenų analizės metodai ir DI. Tai leido tiksliau atpažinti subtilius susidūrimų geometrijos bei energijų pasiskirstymo skirtumus ir pagerino rezultatų patikimumą.

    Ką rodo nauji apribojimai?

    ATLAS pateikti skaičiavimai apribojo Higso savisąveikos stiprį intervale nuo minus 1,6 iki 6,6 karto, lyginant su Standartinio modelio prognoze. Taip pat susiaurintos ribos sąveikai, kurioje dalyvauja du Higso bozonai ir du vektoriniai bozonai W arba Z, – nuo minus 0,5 iki 2,6 karto teorinės vertės.

    Nors šie intervalai dar nereiškia tiesioginio savisąveikos išmatavimo, jie ženkliai sumažina erdvę, kurioje galėtų slėptis nukrypimai nuo Standartinio modelio. Būtent tokie nukrypimai būtų vienas aiškiausių signalų, kad egzistuoja nauji reiškiniai, kurių dabartinė teorija neaprašo.

    Artimiausiais metais mokslininkai tikisi dar tikslesnių išvadų, kai bus pilnai išanalizuoti trečiojo periodo duomenys. Dar didesnio proveržio laukiama iš didelio šviesingumo LHC modernizacijos, kuri turėtų smarkiai padidinti susidūrimų skaičių ir priartinti momentą, kai Higso savisąveiką bus galima ne tik riboti, bet ir tiksliai išmatuoti.

  • Po Antarktidos ledu – keisti signalai: mokslininkai sako, kad tai patvirtina seną prognozę

    Po Antarktidos ledu – keisti signalai: mokslininkai sako, kad tai patvirtina seną prognozę

    Po storu Antarktidos ledo sluoksniu užfiksuoti mįslingi radijo impulsai, kurių mokslininkai ieškojo dešimtmečius. Signalus aptiko eksperimentas Askaryan Radio Array, įrengtas taip, kad „klausytųsi“ trumpų radijo blyksnių, atsirandančių dalelėms sąveikaujant su ledu.

    Tyrėjai praneša, kad per daugiau nei 200 dienų duomenų rinkimo laikotarpį identifikavo 13 neįprastų impulsų. Jų kryptis, dažnių spektras ir poliarizacija sutapo su tuo, ko tikimasi pagal teoriją, aprašančią vadinamąjį Askariamo efektą.

    Kas yra Askariamo efektas

    Dar 1962 metais sovietų fizikas Gurgenas Askariamas pasiūlė idėją, kad itin didelės energijos dalelėms judant tankioje terpėje, pavyzdžiui, lede ar druskoje, turėtų susidaryti specifinis radijo impulsas. Tokia spinduliuotė atsiranda, kai dalelių kaskadoje susiformuoja perteklinis neigiamas krūvis, trumpam „blykstelintis“ radijo bangomis.

    Praktinis šio reiškinio patvirtinimas gamtinėmis sąlygomis ilgai buvo sudėtingas, nes reikia ir milžiniškos stebėjimų apimties, ir labai tylios elektromagnetinės aplinkos. Antarktida tam tinka: storas, skaidrus ledas tampa natūraliu detektoriumi, o žmogaus sukelto triukšmo ten minimaliai.

    Iš kur gali kilti signalai

    Nors tokie impulsai dažnai siejami su neutrinų paieška, šiuo atveju tikėtiniausias šaltinis gali būti itin didelės energijos kosminiai spinduliai. Jiems atsitrenkus į ledo paviršių, susidaro antrinių dalelių kaskada, kuri prasiskverbia į ledą ir sukuria trumpą, bet intensyvų radijo blyksnį.

    Vis dėlto pagrindinis mokslinis „prizas“ yra ne patys kosminiai spinduliai, o galimybė tokiu pačiu principu aptikti ultradidelės energijos neutrinus. Šios beveik su medžiaga nesąveikaujančios dalelės gali atnešti informaciją apie ekstremaliausius Visatos procesus, tačiau būtent dėl savo „nematomumo“ jos yra vienos sunkiausiai pagaunamų.

    Kodėl tai svarbu astrofizikai

    Jei Antarktidos ledas patikimai „veikia“ kaip radijo detektorius, atsiveria kelias kurti dar didesnius, šimtus kubinių kilometrų apimančius stebėjimų tinklus. Tokie detektoriai būtų jautrūs energijoms, kurios gerokai viršija pasiekiamas Žemės dalelių greitintuvuose, todėl leistų tyrinėti fiziką, kuri kitu atveju lieka už laboratorijų ribų.

    Didžiausias artimiausių metų iššūkis – atskirti signalus, kuriuos sukelia kosminiai spinduliai, nuo tų, kuriuos sukeltų neutrinai. Skirtumas dažnai slypi įvykių geometrijoje: kosminiai spinduliai paprastai sąveikauja arčiau paviršiaus, o neutrinai gali prasiskverbti gerokai giliau, kol sukelia aptinkamą efektą.

    Tyrėjų vertinimu, užfiksuotų impulsų atsitiktinio triukšmo tikimybė yra itin maža, todėl rezultatai laikomi stipriu argumentu, kad metodas realiai veikia. Tai reiškia, kad Antarktidos ledas gali tapti vienu svarbiausių „langų“ į didžiausios energijos kosminius reiškinius.

  • Archeologai liko be žado: Šveicarijoje rado romėnų duoną, išsilaikiusią 2 000 metų

    Archeologai liko be žado: Šveicarijoje rado romėnų duoną, išsilaikiusią 2 000 metų

    Šveicarijoje, Vindonišos archeologinėje vietovėje Vindiše, mokslininkai aptiko itin retą radinį – apanglėjusį romėniškos duonos kepalėlį, kuriam gali būti apie 2 000 metų. Tokie organiniai produktai archeologijoje išlieka ypač retai, todėl atradimas iškart sulaukė didelio dėmesio.

    Radinius archeologai aptiko tirdami kelių tūkstančių kvadratinių metrų teritoriją, kurioje I amžiuje veikė viena svarbiausių Romos karinių bazių šiaurinėje imperijos dalyje. Kasinėjimai atskleidė ankstesnės, laikinos stovyklos pėdsakus, egzistavusius dar iki vėlesnių mūrinių įtvirtinimų atsiradimo.

    Apie ankstyviausią stovyklą liudija lygiagrečiai išsidėstę grioviai, medinių kuolų paliktos žymės bei būdingas V formos gynybinis griovys. Remdamiesi šiomis struktūromis tyrėjai pirmą kartą galėjo patikimiau įvertinti pirmosios stovyklos mastą – ji galėjo driektis iki maždaug 400 metrų.

    Stovyklos teritorijoje taip pat identifikuotas pastatas, kurio planas leidžia manyti, kad čia buvo ir gyvenamosios, ir dirbtuvių erdvės. Rasti įrankiai, metalo apdirbimo atliekos bei ginkluotės fragmentai rodo, kad karių kasdienybė greta buities apėmė ir amato darbus, reikalingus kariuomenei aprūpinti.

    Didžiausia staigmena laukė prie didelės molinės krosnies, kuri, tikėtina, buvo naudojama maistui ruošti didesniais kiekiais. Visai šalia jos aptiktas nedidelis tamsus objektas po atsargaus iškėlimo ir laboratorinių tyrimų buvo atpažintas kaip apanglėjęs duonos kepalėlis, maždaug 10 centimetrų skersmens ir apie 3 centimetrų storio, panašus į plokščią paplotį.

    Mokslininkai pabrėžia, kad radinio išskirtinumas slypi ne tik jo amžiuje, bet ir išlikimo aplinkybėse. Duona ir kiti organiniai maisto produktai paprastai suyra, o išsilaikyti gali tik esant specifinėms sąlygoms, dažniausiai apanglėjimo atveju, kai sustabdomi irimo procesai.

    Panašūs radiniai dažniau siejami su Pompėja, kur duonos kepiniai išliko po Vezuvijaus išsiveržimo 79 metais. Todėl Vindonišos atvejis vertinamas kaip ypač svarbus, o tyrėjai jį įvardija kaip pirmą patvirtintą romėniškos duonos atradimą Šveicarijos teritorijoje.

    Duona jau buvo tirta Bazelio universitete, o papildomi tyrimai planuojami specializuotoje laboratorijoje Vienoje. Tikimasi tiksliau nustatyti sudėtį ir kepimo technologiją, kas galėtų suteikti naujų įžvalgų apie romėnų legionierių mitybą, maisto tiekimą karinėse bazėse ir vietines kepimo tradicijas imperijos pakraščiuose.

  • Kiek rudųjų lokių gyvena Tatruose? Genetiniai tyrimai rodo didesnę populiaciją

    Kiek rudųjų lokių gyvena Tatruose? Genetiniai tyrimai rodo didesnę populiaciją

    Ką parodė genetinis skaičiavimas

    Rudųjų lokių skaičius Tatruose įvertintas pasitelkus genetinius tyrimus, vykdytus 2023 metais nuo kovo iki spalio. Tyrimas atliktas Tatrų nacionalinio parko užsakymu, o mokslininkai rinko biologinius pėdsakus ir laboratorijoje išskyrė lokių DNR.

    Pagal sudarytus genetinius profilius nustatyti 64 unikalūs genotipai, leidžiantys identifikuoti atskirus individus. Tyrėjai suskaičiavo 38 pateles ir 24 patinus, o duomenys apima ir lokius, migruojančius tarp valstybių, todėl skaičius atspindi Tatruose nuolat ar laikinai besilaikančią populiaciją.

    Tyrėjai pažymi, kad dalies surinktos medžiagos nepavyko tiksliai priskirti konkrečiam individui dėl kokybės ar fragmentiškumo. Dėl to daroma atsargi prielaida, kad realus Tatruose fiksuojamų rudųjų lokių skaičius gali būti didesnis, nei leidžia patvirtinti turimi genetiniai profiliai.

    Kodėl susitikimai su žmogumi tampa pavojingi

    Mokslininkai ir gamtosaugos specialistai pabrėžia, kad lokio ir žmogaus susidūrimas pavojingiausias tada, kai sutampa biologiniai veiksniai ir netinkamas žmonių elgesys. Pavasarį po žiemos miego lokiai būna nusilpę, intensyviai ieško maisto, o patelės su jaunikliais gali reaguoti itin gynybiškai.

    Rizika išauga ir tada, kai žmogus miške juda tyliai, o lokys jį pamato per vėlai arba neturi kur atsitraukti. Tokiose situacijose gyvūnas gali reaguoti instinktyviai, ypač jei jaučia grėsmę ar saugo maisto šaltinį.

    Kaip mažinti konfliktus kalnuose

    Ekspertai rekomenduoja kalnuose ir miškuose aiškiai pažymėti savo buvimą, pavyzdžiui, kalbant garsiau ar skleidžiant įprastus žygio garsus, kad lokys spėtų pasitraukti. Svarbiausia išlikti ramiems ir neskatinti artimo kontakto, ypač prie takų, kur matomumas prastas.

    Problemos augant lokių populiacijai dažnai siejamos su lengvai prieinamu maistu šalia žmonių gyvenviečių. Tai gali būti neapsaugotos atliekos, palikti maisto likučiai ar kiti nuolatiniai traukos taškai, dėl kurių lokiai pripranta lankytis prie sodybų ir turistinių vietų.

    Gamtosaugininkai akcentuoja, kad vien reagavimas į incidentus nepakanka, jei nepašalinamos priežastys. Todėl siūlomos priemonės apima saugių atliekų konteinerių diegimą lokių areale, profesionalių reagavimo komandų stiprinimą ir nuoseklią visuomenės edukaciją apie elgesį lokių teritorijose.