~ * ΠΩΣ ΘΑ ΛΕΙΤΟΥΡΓΕΙ ΕΝΑΣ ΚΒΑΝΤΙΚΟΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗΣ Οι υπολογιστές του μέλλοντος: Εκατομμύρια φορές ισχυρότεροι, μέσω... κβαντομηχανικής * ~

Τα τελευταία χρόνια, η τεχνολογία μας έχει μάθει πως το μέγεθος και η ισχύ δεν... πάνε μαζί. Ενας υπολογιστής δεν χρειάζεται να είναι μεγάλος για να είναι «ισχυρός».

Η λογική του 0 και 1 και οι «περιορισμένες» δυνατότητες των υπολογιστών

Σήμερα τα smartphones, παρόλο που χωράνε στην τσέπη του παντελονιού μας, είναι πολύ ισχυρότερα από τους υπολογιστές που πριν μερικά χρόνια καταλάμβαναν ολόκληρες αίθουσες. Παρόλα αυτά ακόμα και ο πιο ισχυρός υπερυπολογιστής σήμερα, λειτουργεί πάνω στην ίδια λογική με αυτούς που δημιουργήθηκαν πρώτοι. Την λογική των bits, ή αλλιώς του 0 και του 1.

Κάθε γράμμα, αριθμός ή οτιδήποτε άλλο σε έναν κλασικό υπολογιστή, αντιστοιχεί σε μια ακολουθία μηδενικών και άσων. Η τεχνολογική πρόοδος τα τελευταία χρόνια έχει εξελίξει σε τεράστιο βαθμό την ισχύ των τρανζίστορ, κάνοντας τους υπολογιστές πολύ μικρότερους, πολύ γρηγορότερους αλλά και πολύ μεγαλύτερους σε χωρητικότητα. Παρόλα αυτά, ακόμα και τώρα οι ικανότητες ενός υπολογιστή είναι περιορισμένες. Υπάρχουν αμέτρητα προβλήματα, εκ των οποίων κάποια έχουν τεράστια αξία, τα οποία δεν οι σημερινές μηχανές δεν είναι ικανές να λύσουν.

Για αυτό το λόγο, οι επιστήμονες κλήθηκαν να δημιουργήσουν μια διαφορετική μηχανή, η οποία δεν θα λειτουργεί με τον «κλασικό» δυαδικό σύστημα. Κάπως έτσι προέκυψε η εισαγωγή της κβαντικής θεωρίας πάνω στις υπολογιστικές μηχανές και δημιουργήθηκε η ιδέα του κβαντικού υπολογιστή. Μιας μηχανής που, όσο απίθανο και αν ακούγεται, μπορεί να είναι εκατομμύρια φορές γρηγορότερη από τις σημερινές!

Το πρόβλημα των πρώτων αριθμών – Πράξεις που... δεν τελειώνουν ποτέ

Στο μυαλό μας, ένας υπολογιστής είναι μια συσκευή που μας επιτρέπει να σερφάρουμε, να στείλουμε email ή να εκτελέσουμε προγράμματα. Στην πραγματικότητα όμως, ο υπολογιστής είναι απλώς μια «αριθμομηχανή» που ακολουθεί ένα προκαθορισμένο σύστημα οδηγιών, που ονομάζεται πρόγραμμα. Πίσω από κάθε εντυπωσιακή λειτουργία του, κρύβονται σειρές από 0 και 1. Τα πάντα ορίζονται από αυτούς τους δύο αριθμούς.

Εκει βρίσκεται και το μεγάλο πρόβλημα των συμβατικών υπολογιστών, οι οποίοι χρησιμοποιούν τρανζίστορ που, σαν διακόπτες, είναι αναμμένοι ή σβηστοί συμβολίζοντας το 0 ή το 1. Αν θελήσουμε να υπολογίσουμε κάτι που απαιτεί έναν τεράστιο αριθμό πράξεων, τότε ακόμα και οι πιο ισχυροί υπολογιστές είναι υπερβολικά αργοί, καθώς δεν μπορούν να υπολογίζουν ταυτόχρονα πολλά ενδεχόμενα.

Ενα κλασικό παράδειγμα αποτελούν οι τεράστιοι πρώτοι αριθμοί. Γνωρίζουμε πως υπάρχουν άπειροι αριθμοί που διαιρούνται μόνο με τον εαυτό τους και την μονάδα. Ο μεγαλύτερος πρώτος αριθμός που έχει βρεθεί είναι ο 274,207,281-1 και για να επαληθευτεί χρειάστηκαν 20 χρόνια συνεχόμενων υπολογισμών από υπερυπολογιστές! Για να συμβεί αυτό, έπρεπε ο υπολογιστής να διαιρέσει τον παραπάνω αριθμό με όλους τους πιθανούς διαιρέτες που θα έδιναν ακέραιο αποτέλεσμα. Ο αριθμός των πράξεων που χρειάζονται για αυτό είναι αδιανόητος. Και κάθε πράξη γίνεται ξεχωριστά. Με λίγα λόγια, για ακόμα μεγαλύτερους αριθμούς μπορεί να χρειαστούν χιλιάδες χρόνια υπολογισμών!

Τι είναι ο κβαντικός υπολογιστή και γιατί θα είναι εκατομμύρια φορές γρηγορότερος

Η κβαντική θεωρία είναι ικανή να δώσει την λύση σε προβλήματα σαν το παραπάνω. Την θέση των bits, στον κόσμο των κβαντικών υπολογιστών θα πάρουν τα qubits. Οι κβαντικοί υπολογιστές δεν θα περιορίζονται σε 0 και 1, αλλά σε γραμμικούς συνδυασμούς αυτών των δύο. Τι ακριβώς σημαίνει αυτό;

Αν τα τρανζίστορ σε έναν συμβατικό υπολογιστή μπορούν να είναι αναμμένα ή σβηστά, θα μπορούσαμε να πούμε πως σε έναν κβαντικό υπολογιστή θα έχουν... συγκεκριμένη ένταση που θα μπορεί να πάρει όλες τις ενδιάμεσες φωτεινότητες! Κάθε qubit θα είναι 0 και 1 ταυτόχρονα, αλλά σε συγκεκριμένη αντιστοιχία. Το ποσοστό του 0 και του 1 θα αθροίζουν στο 100%. Ακούγεται πολύ μπερδεμένο, αλλά αποτελεί την εφαρμογή της κβαντικής θεωρίας πάνω στον κόσμο των υπολογιστικών μηχανών.

Οπως το φως μπορεί να είναι κυματική ή σωματιδιακή φύση, έτσι και το qubit μπορεί να είναι παράλληλα 0 και 1. Χρησιμοποιώντας τώρα την ιδιότητα της υπέρθεσης, όπου δύο κβαντικές καταστάσεις προστίθενται μεταξύ έτσι ώστε να μπορούν να συνυπάρχουν ταυτόχρονα, ένας κβαντικός υπολογιστής θα μπορεί να εμφανίζει την ίδια στιγμή όλες τις ενδεχόμενες καταστάσεις αντί να το κάνει ξεχωριστά, όπως ο συμβατικός υπολογιστής.

Αρα λοιπόν ένας κβαντικός υπολογιστής θα μπορεί να αποθηκεύσει αλλά και να επεξεργαστεί πολλούς αριθμούς ταυτόχρονα. Φανταστείτε πως έχετε να χρωματίσετε ένα κομμάτι χαρτί με μαρκαδόρο. Οσο χρόνο χρειάζεται ο συμβατικός υπολογιστής για να κάνει μια μικρή τελεία, άλλο τόσο χρειάζεται ο κβαντικός για να τραβήξει μια ολόκληρη γραμμή! Η δεύτερη διαδικασία, φυσικά, είναι εκατομμύρια φορές γρηγορότερη από την πρώτη.

Μάλιστα υπολογίζεται πως μόλις 100 qubit μπορούν να αποθηκεύσουν 1.267.650.600.288.229.401.496.703.205.375 διαφορετικούς αριθμούς. Αυτός ο αριθμός ξεπερνάει την αποθηκευτική ικανότητα όλων των υπολογιστών που έχουν φτιαχτεί ποτέ!

Τα 3 προβλήματα ενός κβαντικού υπολογιστή

Φυσικά, η θεωρία απέχει πολύ από την πράξη. Η ιδέα του κβαντικού υπολογιστή δεν «γεννήθηκε» πρόσφατα. Εδώ και σχεδόν τρεις δεκαετίες οι μεγαλύτερες τεχνολογικές εταιρίες εργάζονται πάνω στην συγκεκριμένη φιλοσοφία, αλλά παρόλα αυτά δεν έχει δημιουργηθεί ακόμα κάποιος αξιόπιστος κβαντικός υπολογιστής. Πλέον, βρισκόμαστε ολοένα και πιο κοντά στην συγκεκριμένη τεχνολογία, η οποία πρόκειται να φέρει μια επανάσταση ακόμα μεγαλύτερη από αυτήν των κλασικών υπολογιστών ή του Internet.

Για να συμβεί αυτό όμως, πρέπει πρώτα να λυθούν 3 βασικά προβλήματα. Το πρώτο και το βασικότερο, είναι να δημιουργηθούν αξιόπιστοι κβαντικοί υπολογιστές. Να βρεθεί δηλαδή το κατάλληλο θεωρητικό υπόβαθρο που θα υποστηρίζει την λειτουργία τους.

Το δεύτερο, είναι πως η έννοια του προγραμματισμού θα αλλάξει ριζικά. Υπάρχουν πάρα πολλοί άνθρωποι που γνωρίζουν να προγραμματίζουν, αλλά πάνω στους υπάρχοντες υπολογιστές. Σε έναν κβαντικό υπολογιστή, θα πρέπει να ξεκινήσουμε από την αρχή και θα χρειαστεί αρκετός χρόνος μέχρι να μάθουμε πως να δημιουργούμε σωστά και «αποτελεσματικά» προγράμματα για αυτές τις μηχανές που θα έχουν εντελώς διαφορετική λογική.

Το τρίτο πρόβλημα, που λογικά είναι και το δυσκολότερο, είναι πως ένας κβαντικός υπολογιστής θα έχει τόσο μεγάλη υπολογιστική δυνατότητα, που κανείς δεν θα μπορεί να εξακριβώσει αν τα αποτελέσματα που δίνει είναι σωστά ή όχι. Θα είναι δηλαδή μια μηχανή την οποία ο άνθρωπος θα πρέπει να «εμπιστεύεται» και για αυτό το λόγο δεν υπάρχει περιθώριο για λάθη στην δημιουργία του.

Πηγή: Οι υπολογιστές του μέλλοντος: Εκατομμύρια φορές ισχυρότεροι, μέσω... κβαντομηχανικής | iefimerida.gr http://www.iefimerida.gr/news/292707/oi-ypologistes-toy-mellontos-ekatommyria-fores-ishyroteroi-meso-kvantomihanikis#ixzz4NBpgTEf2

~ * ΥΠΑΡΧΟΥΝ 35 ΤΡΙΣ. ΣΤΟ ΣΩΜΑ Ξεκινά η χαρτογράφηση των ανθρώπινων κυττάρων -Με χρηματοδότηση του Ζούκερμπεργκ * ~

Επιστήμονες από όλο τον κόσμο ανακοίνωσαν ότι ξεκινούν μια φιλόδοξη παγκόσμια πρωτοβουλία για να δημιουργήσουν έναν «Άτλαντα των Ανθρωπίνων Κυττάρων», που θα καταγράψει κάθε κύτταρο στο ανθρώπινο σώμα. 

Με αυτό τον τρόπο, ελπίζουν ότι θα επιταχύνουν την πρόοδο στη βιοϊατρική και στη φαρμακευτική έρευνα.

Είναι η πρώτη φορά που θα επιδιωχθεί κάτι τέτοιο και το εγχείρημα θυμίζει το Πρόγραμμα Ανθρωπίνου Γονιδιώματος που «διάβασε» το DNA του ανθρώπου. 

Ο «Ανθρώπινος Κυτταρικός Άτλας» -που αναμένεται να πάρει τουλάχιστον μια δεκαετία για να δημιουργηθεί- θα «χαρτογραφήσει» τα είδη και τις ιδιότητες όλων των ανθρωπίνων κυττάρων σε όλους τους ιστούς και σε όλα τα όργανα, ώστε να δημιουργήσει ένα «χάρτη αναφοράς» του ανθρωπίνου σώματος.

Το πρώτο βήμα έγινε σε διεθνή συνάντηση στο Λονδίνο, μετά από πρωτοβουλία του κοινού Ινστιτούτου Broad των πανεπιστημίων ΜΙΤ και Χάρβαρντ, καθώς και του βρετανικού Ινστιτούτου Wellcome Trust. 

Αποφασίσθηκε ότι ο Άτλας θα είναι ελεύθερα προσβάσιμος στους επιστήμονες και γιατρούς όλου του κόσμου, βοηθώντας τους έτσι να δώσουν πιο αποτελεσματικά τη μάχη κατά των διαφόρων ασθενειών, διευκολύνοντας τόσο καλύτερες διαγνώσεις όσο και θεραπείες.

Το ανθρώπινο σώμα αποτελείται από τρισεκατομμύρια κύτταρα, αδύνατο να υπολογισθούν πόσα ακριβώς, αλλά εκτιμώνται σε περίπου 35 τρισεκατομμύρια. 

Τα εγχειρίδια βιολογίας και ιατρικής αναφέρουν ότι στο σώμα μας υπάρχουν περίπου 200 διαφορετικά είδη κυττάρων, αλλά οι επιστήμονες θεωρούν σίγουρο ότι στην πραγματικότητα υπάρχουν αρκετά περισσότερα.

Σε πρώτη φάση, θα γίνουν ορισμένα πιλοτικά ερευνητικά προγράμματα και θα συνταχθεί μια «Λευκή Βίβλος» για τα επόμενα βήματα. 

Οι συνεχείς βελτιώσεις στην τεχνολογία γεννούν την αισιοδοξία ότι πλέον ένας τέτοιος κυτταρικός «Άτλας» είναι εφικτός. 

Η Πρωτοβουλία Τσαν-Ζούκερμπεργκ, που έχουν ιδρύσει ο επικεφαλής του Facebook και η σύζυγός του, έχει ήδη κάνει γνωστό ότι θα στηρίξει χρηματοδοτικά το εγχείρημα.

(ΑΠΕ-ΜΠΕ)

Πηγή: Ξεκινά η χαρτογράφηση των ανθρώπινων κυττάρων -Με χρηματοδότηση του Ζούκερμπεργκ | iefimerida.gr http://www.iefimerida.gr/news/294714/xekina-i-hartografisi-ton-anthropinon-kyttaron-me-hrimatodotisi-toy-zoykermpergk#ixzz4NBo8WzD3

~ * ΡΕΠΟΡΤΑΖ ΤΟΥ BBC Ανατρεπτική αποκάλυψη: Οι αρχαίοι Ελληνες έφτιαξαν τον Πήλινο Στρατό της Κίνας! * ~

Μια συγκλονιστική αρχαιολογική αποκάλυψη δείχνει ότι η έμπνευση των αρχαίων Κινέζων για τη δημιουργία του περίφημου «πήλινου στρατού» προήλθε από την αρχαία Ελλάδα.

Ανατρεπτικά είναι τα νέα αρχαιολογικά δεδομένα καθώς οι ειδικοί πιστεύουν ότι η Κίνα και η Δύση ήρθαν σε επαφή 1.500 χρόνια πριν φτάσει ο Μάρκο Πόλο στην αχανή χώρα. Σύμφωνα με το BBC οι αρχαιολόγοι εκτιμούν ότι η έμπνευση για τον πήλινο στρατό, που βρέθηκε σε τάφο του πρώτου αυτοκράτορα, κοντά στην σημερινή πόλη Ξιάν, προήλθαν από την αρχαία Ελλάδα.

Και όχι μόνο αυτό, αλλά εκτιμούν ότι αρχαίοι Ελληνες τεχνίτες εκπαίδευσαν τους κινέζους τον 3ο π.Χ αιώνα. Πολύ πριν δηλαδή τον 13ο αιώνα μ.Χ που έφτασε στην Κίνα ο Μάρκο Πόλο που μέχρι σήμερα θεωρούνταν ο πρώτος Ευρωπαίους που ταξίδεψε εκεί.

«Εχουμε τώρα στοιχεία ότι υπήρχε στενή επαφή μεταξύ του Πρώτου Αυτοκράτορα της Κίνας και της Δύσης πριν το επίσημο άνοιγμα του Δρόμου του Μεταξιού. Αυτό είναι πιο νωρίς απ' ότι πιστεύαμε μέχρι σήμερα», λέει ο επικεφαλής αρχαιολόγος Λι Χιουτζέν του Μουσείου του Αυτοκράτορα Κιν Σι Χουάνγκ.

Ξεχωριστή μελέτη δείχνει ότι ευρωπαϊκής προέλευσης μιτοχονδριακό DNA βρέθηκε σε περιοχές της επαρχίας Ξινγιάνγκ που σημαίνει ότι Δυτικοί κατοικούσαν και πέθαναν εκεί πριν και μετά την εποχή του Πρώτου Αυτοκράτορα.

Ο πήλινος στρατός της Κίνας βρέθηκε τυχαία από αγρότες το 1974. Πρόκειται για περίπου 8.000 φιγούρες στρατιωτών, αλόγων και αμαξών, φτιαγμένες από πηλό, σε φυσικό μέγεθος και καθεμιά φιγούρα είναι ξεχωριστή.

Όμως μέχρι σήμερα δεν υπήρχε εξήγηση ούτε και παράδοση να συνδέει την κατασκευή αυτών των γιγαντιαίων αγαλμάτων.

Η εξήγηση που δίνει πλέον ο Δρ Χιουτζέν είναι ότι η επιρροή για την κατασκευή τους ήρθε εκτός Κίνας.

«Τώρα πιστεύουμε ότι ο Πήλινος Στρατός, οι Ακροβάτες και τα χάλκινα αγάλματα που βρέθηκαν στο σημείο έχουν την έμπνευσή τους στην αρχαία Ελλάδα», λέει με βεβαιότητα. Και ο καθηγητής Λούκας Νίκελ από το Πανεπιστήμιο της Βιέννης λέει ότι τα αγάλματα με ακροβάτες του τσίρκου που βρέθηκαν πρόσφατα στον τάφο του Πρώτου Αυτοκράτορα υποστηρίζουν αυτή την θεωρία.

Πιστεύει ότι ο Πρώτος Αυτοκράτορας επηρεάστηκε από την άφιξη των ελληνικών αγαλμάτων στην Κεντρική Ασία έναν αιώνα μετά τον Μέγα Αλέξανδρο ο οποίος πέθανε το 323 π.Χ. «Φαντάζομαι ότι ένας έλληνας γλύπτης βρέθηκε εκεί και εκπαίδευσε τους ντόπιους», λέει.

Πηγή: Ανατρεπτική αποκάλυψη: Οι αρχαίοι Ελληνες έφτιαξαν τον Πήλινο Στρατό της Κίνας! [εικόνες] | iefimerida.gr http://www.iefimerida.gr/news/294022/anatreptiki-apokalypsi-oi-arhaioi-ellines-eftiaxan-ton-pilino-strato-tis-kinas-eikones#ixzz4Mw60Ger0

~ * Χημεία: Νανομηχανές από γίγαντες της έρευνας * ~

Για να καταλάβουμε κάπως τη σημασία του βραβείου Νομπέλ για τη Χημεία αυτή τη χρονιά χρειάζεται να βρεθούμε και εμείς, όπως η Αλίκη στη χώρα των θαυμάτων, μέσα από ένα υποθετικό άνοιγμα σε κόσμο όπου τα μεγέθη δεν είναι μεγαλύτερα από μερικά νανόμετρα. Οπου ένα νανόμετρο είναι ακριβώς ένα δισεκατομμυριοστό του μέτρου. Και τι «καιρό» κάνει εκεί κάτω; Καθόλου καλό.

Μόρια κινούνται γύρω μας ασταμάτητα, θύελλα πραγματική, και αν δεν βρεις μιαν επιφάνεια να κρατηθείς θα σε πάρουν μαζί τους. Πρόκειται για την αδιάκοπη κίνηση Brown, που μελέτησε προσεκτικά ο Αϊνστάιν και απέδειξε πως είναι εντελώς τυχαία. Σε αυτό το περιβάλλον, ήδη από το 1960, και με την προτροπή του Ρίτσαρντ Φάινμαν, που πίστευε, χωρίς να ξέρει πώς, ότι μπορούσαν να κατασκευαστούν νανομηχανές, κάποιοι ερευνητές είχαν επιχειρήσει τις πρώτες έρευνες.

Και όταν κάνουμε λόγο για νανομηχανές, θεωρητικά θα έχουμε στο μυαλό μας ότι πρόκειται για μοριακά συγκροτήματα που τοποθετούνται με τέτοιον τρόπο ώστε να κάνουν κάποιες κινήσεις όταν υπάρξει το κατάλληλο ερέθισμα με τη μορφή προσφοράς ενέργειας (π.χ. ακτινοβολία, θερμότητα, αλλαγή του Πε Χα). Οχι βίδες, ρόδες, λάδια, αλλά με τα «εξαρτήματά» τους να είναι εντελώς χαλαρά συνδεδεμένα μεταξύ τους και να μη βλέπεις τίποτα με γυμνό μάτι.

Ζαν Πιέρ Σοβάζ. Γεννήθηκε το 1944 στο Παρίσι. Σήμερα είναι ομότιμος καθηγητής στο Πανεπιστήμιο του Στρασβούργου και στο Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)

Πρώτος ο Γάλλος Ζαν Πιέρ Σοβάζ το 1983 ενώ μελετούσε φωτοχημικά μόρια κατάφερε κάτι έως τότε ακατόρθωτο. Το να συνδεθούν κάποια μόρια μεταξύ τους, όχι όμως με τις δυνάμεις ενός χημικού δεσμού, αλλά εντελώς μηχανικά, όπως δυο κρίκοι μιας αλυσίδας. Σε ένα μόριο με κυκλική δομή έφερνε κοντά δυο μόρια με σχήμα ημισελήνου και με τη μεσολάβηση ενός ιόντος μονοσθενούς χαλκού, που μετά το απομάκρυνε, δημιουργούσε τους δυο κρίκους.

Σερ Τζέιμς Φρέιζερ Στόνταρντ. Γεννήθηκε το 1942 στο Εδιμβούργο. Σήμερα εργάζεται στο Πανεπιστήμιο Northwestern των ΗΠΑ

Γρήγορα κατάλαβε ότι είχε καταφέρει να συνδέονται μεταξύ τους μηχανικά δυο εξαρτήματα. Το επόμενο βήμα έγινε το 1991 όταν ο Τζέιμς Φρέιζερ Στόνταρντ, γεννημένος στη Σκωτία, κατάφερε με την ομάδα του να «περάσει» δυο μόρια με κυκλικό σχήμα στον άξονα που δημιουργούσε ένα τρίτο με ευθύγραμμη δομή μόριο και αυτό ονομάστηκε ροταξάνιο. Δίνοντας με κατάλληλο τρόπο ενέργεια στο ροταξάνιο τα δύο μόρια μπορούσαν να πλησιάζουν και να απομακρύνονται.

Μπέρναρντ Φέρινγα. Γεννήθηκε το 1951 στην Ολλανδία. Σήμερα είναι καθηγητής Οργανικής Χημείας στο Πανεπιστήμιο του Γκρόνινγκεν

Το 1999, ο Ολλανδός Μπέρναρντ Φέρινγα κατάφερε να παρουσιάσει κάτι που θύμιζε περιστρεφόμενη μοριακή μηχανή.

Στην ουσία εκμεταλλευόταν την κίνηση Μπράουν αλλά διατηρώντας μόνον μία φορά περιστροφής. Δηλαδή κατασκεύασε ένα μόριο με τέτοια δομή σαν να ήταν δυο φτερωτές που γύριζαν εναλλάξ μόνον προς μία κατεύθυνση. Ενας μηχανισμός με δόντια, όπως η καστάνια ή το χειρόφρενο, που πηγαίνουν εύκολα μόνον προς μία κατεύθυνση.

Σήμερα ο κινητήρας στρέφεται με 12 εκατομμύρια στροφές στο δευτερόλεπτο και άλλοι ερευνητές κάνουν όνειρα για νανορομπότ που θα κυκλοφορούν στον οργανισμό μας και θα κάνουν θαύματα ενώ, όπως έσπευσε η ειδική παρουσιάστρια της Σουηδικής Ακαδημίας να πει, αυτό δεν θα γίνεται με βιολογικά μόρια και για σκοτεινούς σκοπούς. Βέβαια το μέλλον θα δείξει αν το σωστό ρήμα είναι «έσπευσε» και όχι «βιάστηκε»...

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=834493

~ * Κυτταρική ανακύκλωση, εξωτική ύλη και μοριακές μηχανές Στο βασίλειο του αοράτου κινήθηκαν εφέτος τα βραβεία Νομπέλ: στα άδυτα του κυττάρου και στην αποκάλυψη των μηχανισμών ανακύκλωσης, στην παράξενη ύλη που προκύπτει όταν τα άτομα πέφτουν στη νιρβάνα του απόλυτου μηδενός και στις νανομηχανές * ~

Εβδομάδα Νομπέλ αυτή που μόλις πέρασε και η επιτροπή των βραβείων πρέπει να είναι πολύ ευτυχής καθώς ολοκλήρωσε ένα τιτάνιο έργο. Αρκεί να πούμε ότι μόνο για το Νομπέλ Φυσιολογίας και Ιατρικής, το οποίο ανακοινώθηκε τη Δευτέρα, οι υποψήφιοι ήταν 380! Τελικά το βραβείο δόθηκε - και μάλιστα ολόκληρο! - στον 71 ετών Ιάπωνα Γιοσινόρι Οσούμι (Yoshinori Ohsumi), ο οποίος ανακάλυψε τους μοριακούς μηχανισμούς της κυτταρικής αυτοφαγίας.  Την Τρίτη ήρθε η ανακοίνωση των βραβείων Φυσικής τα οποία εφέτος δόθηκαν ίσως στο πιο δυσνόητο για τον μέσο άνθρωπο θέμα. Απονεμήθηκαν σε δύο Βρετανούς, τον Ντέιβιντ Θούλες (David J. Thouless) και τον Ντάνκαν Χάλντεϊν (F. Duncan, M. Haldane), και έναν Σκωτσέζο, τον Μάικλ Κόστερλιτζ (J. Michael Kosterlitz), οι οποίοι περιέγραψαν με μαθηματικούς όρους τα εξωτικά τοπία της ύλης όταν αυτή ψύχεται στο απόλυτο μηδέν. Την Τετάρτη τα βραβεία Χημείας μοιράστηκαν και πάλι σε τρεις επιστήμονες (τα βραβεία μπορούν να δοθούν σε έναν, δύο ή τρεις ερευνητές οι οποίοι πρέπει να είναι εν ζωή). Ο  Γάλλος Ζαν-Πιερ Σοβάζ (Jean-Pierre Sauvage), ο Σκωτσέζος Φρέιζερ Στόνταρντ (Sir J. Fraser Stoddart) και ο Ολλανδός Μπερνάρ Φέρινγα (Bernard L. Feringa) μοιράζονται το βραβείο για τον σχεδιασμό και τη σύνθεση μικροσκοπικών μοριακών μηχανών (τα μεγέθη τους μετρούνται σε νανόμετρα) που απ' ό,τι φαίνεται θα κυριαρχήσουν στη ζωή μας.

http://www.tovima.gr/science/article/?aid=834492

~ * Σχεδόν εξωγήινο μικρόβιο βρέθηκε να τρώει ραδιενέργεια Με... θρεπτικό ουράνιο τρέφεται το Desulforudis audaxviator που εντοπίστηκε σε παλιό χρυσωρυχείο στη Νότια Αφρική * ~

Ένα είδος βακτηρίου που βρέθηκε να ζει βαθιά στο υπέδαφος αποκαλύπτεται ότι έχει τη μοναδική ικανότητα να αντλεί ενέργεια από τη ραδιενεργό διάσπαση του ουρανίου. Η ανακάλυψη, λένε αμερικανοί ερευνητές, αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο ύπαρξης εξωγήινων που τρέφονται με καθαρή ακτινοβολία.

Το μοναδικό βακτήριο, με την ονομασία Desulforudis audaxviator, βρέθηκε να ζει σε ένα παλιό χρυσωρυχείο στη Νότια Αφρική, σε βάθος 2,8 χιλιομέτρων. «Τράβηξε την προσοχή μου επειδή αντλεί ενέργεια αποκλειστικά από ραδιενεργές ουσίες» λέει στο δικτυακό τόπο του «Science» ο Ντιμίτρα Άτρι, αστροβιολόγος του Διαστημικού Ινστιτούτου Επιστήμης «Blue Marble» στο Σιάτλ. «Ποιος ξέρει αν συμβαίνει το ίδιο με τη ζωή σε άλλους κόσμους;» εικάζει.

Οι περισσότεροι οργανισμοί στη Γη είτε εκμεταλλεύονται το φως του ήλιου για να φωτοσυνθέσουν την τροφή τους, είτε τρέφονται με φωτοσυνθετικούς οργανισμούς. Το Desulforudis audaxviator ανήκει σε μια διαφορετική, σπάνια κατηγορία οργανισμών, οι οποίοι αντλούν ενέργεια απευθείας από ανόργανες χημικές ουσίες του περιβάλλοντος.

Ραδιενεργό γεύμα

Το ουράνιο και άλλα ραδιενεργά στοιχεία που υπάρχουν σε μικρές ποσότητες στον γήινο φλοιό εκπέμπουν ακτινοβολία, η οποία διασπά άλλα μόρια στο έδαφος. Διασπά για παράδειγμα ενώσεις που περιέχουν οξυγόνο και θείο, παράγοντας έτσι θειικά ιόντα, υπεροξείδιο του υδρογόνου και άλλα προϊόντα που διατηρούν αποθηκευμένη χημική ενέργεια.

Αυτή είναι η ενέργεια που αξιοποιεί για την επιβίωσή του το θαυμαστό βακτήριο: απορροφά τα μόρια και τα ιόντα που προκύπτουν, ρουφά την ενέργειά τους και στη συνέχεια τα φτύνει πίσω στο περιβάλλον.

Ο Άτρι υποψιάζεται ότι η ίδια διαδικασία θα μπορούσε να κρατά ταϊσμένα εξωγήινα μικρόβια ακόμα και σε κόσμους που στερούνται ατμόσφαιρας. Τα μικρόβια αυτά θα μπορούσαν να αξιοποιούν όχι την ακτινοβολία της ραδιενεργού διάσπασης, αλλά την ενέργεια των λεγόμενων κοσμικών ακτίνων, μιας βροχής από σωματίδια υψηλής ενέργειας που λούζει τα πάντα στο Διάστημα.

Η Γη διαθέτει μαγνητικό πεδίο που λειτουργεί ως ασπίδα προστασίας για την κοσμική ακτινοβολία. Δεν συμβαίνει όμως το ίδιο με τον Άρη ή άλλα «αφιλόξενα» σώματα του Ηλιακού Συστήματος.

Χρησιμοποιώντας τα διαθέσιμα δεδομένα για την κοσμική ακτινοβολία, ο ερευνητές προσομοίωσε τις συνθήκες σε άλλα ουράνια σώματα, και διαπίστωσε ότι, σε όλους τους πλανήτες εκτός από τη Γη, η συνεχής ροή σωματιδίων από το Διάστημα θα προσέφερε αρκετή ενέργεια για την επιβίωση μικρών, σχετικά απλών οργανισμών όπως τα βακτήρια.

Αν ο Άτρι έχει δίκιο, οι προσπάθειες αναζήτησης εξωγήινης ζωής θα πρέπει να διευρυνθούν, και να συμπεριλάβουν κόσμους που δεν διαθέτουν μαγνητικό πεδίο και θεωρούνταν μέχρι σήμερα εχθρικοί για την υποστήριξη ζωντανών οργανισμών.

Ποιος ξέρει; Βαθιά στο υπέδαφος του Άρη ίσως κρύβεται το εξωγήινο ανάλογο του απίθανου Desulforudis audaxviator.

H μελέτη του Ντιμίτρ Άτρι δημοσιεύεται στο «Journal of the Royal Society Institute»..

http://www.tovima.gr/science/medicine-biology/article/?aid=835243

~ * Φουτουριστική φάρμα στην έρημο λειτουργεί με θαλασσόνερο Εγκαινιάστηκε στην Αυστραλία και λειτουργεί με νερό από τον ωκεανό και ηλιακή ενέργεια * ~

Χωρίς χώμα, χωρίς φυτοφάρμακα, χωρίς πετρέλαιο, χωρίς νερό από γεώτρηση: είναι το πρώτο θερμοκήπιο που λειτουργεί μόνο με νερό από τον ωκεανό και ηλιακή ενέργεια, το οποίο μόλις εγκαινιάστηκε στην αφιλόξενη έρημο της Αυστραλίας.

Η γιγάντια, φουτουριστική εγκατάσταση της εταιρείας Sundrop, έκτασης 200 στρεμμάτων, κρατά ευτυχισμένες 180.000 ντοματιές και εκτιμάται ότι θα παράγει 17.000 τόνους ντομάτας το χρόνο, αναφέρει το περιοδικό «New Scientist».

Οι μεγάλες ποσότητες νερού που απαιτούνται για την άρδευση του θερμοκηπίου παράγονται επιτόπου από μονάδα αφαλάτωσης, η οποία ρουφά θαλασσινό νερό από τον Κόλπο Σπένσερ της Νότιας Αυστραλίας μέσω ενός αγωγού δύο χιλιομέτρων.

Αλμυρές... καλλιέργειες

Οι καλοκαιρινοί καύσωνες καθιστούν την περιοχή ακατάλληλη για συμβατικά συστήματα καλλιέργειας, ωστόσο το φουτουριστικό θερμοκήπιο μπορεί να δροσίζει τις ντοματιές διαβρέχοντας με θαλασσινό νερό μια εσωτερική επένδυση από χαρτόνι.

Τα ίδια τα φυτά αναπτύσσονται μέσα σε ένα «οικολογικό» υπόστρωμα από αλεσμένα κελύφη κοκοφοίνικα, αντί για το συμβατικό υπόστρωμα από τύρφη που ενοχοποιείται για βλάβες στο περιβάλλον.

Για τη λειτουργία της μονάδας αφαλάτωσης και για τη θέρμανση του θερμοκηπίου το χειμώνα, η εγκατάσταση χρησιμοποιεί σύστημα ηλιοθερμικής ενέργειας: συνολικά 23.000 καθρέπτες εστιάζουν το φως στην κορυφή ενός πύργου ύψους 115 μέτρων, ο οποίος θερμαίνεται, παράγει ατμό και κινεί γεννήτριες για την παραγωγή έως και 39 megawatt ηλεκτρικού ρεύματος.

Για την περίπτωση έλλειψης ενέργειας τις ημέρες με συννεφιά, το θερμοκήπιο είναι συνδεδεμένο στο δίκτυο ηλεκτροδότησης. Η Sundrop σχεδιάζει ωστόσο βελτιώσεις που θα καταστήσουν περιττή ακόμα και αυτή τη δικλείδα ασφαλείας.

Χάρη στη χρήση ηλιακής ενέργειας, τα λειτουργικά έξοδα της εγκατάστασης είναι μικρότερα από ό,τι σε ένα συμβατικό θερμοκήπιο ίδια έκτασης, λέει η εταιρεία. Αυτό σημαίνει ότι το υψηλό κόστος της υποδομής, ύψους 200 εκατ. δολαρίων, θα αποσβεστεί σχετικά γρήγορα.

Χρειάστηκαν έξι χρόνια μελετών και πειραματισμών για τη δημιουργία της πρωτοποριακής φάρμας, και η Sundrop είναι πλέον αρκετά ικανοποιημένη ώστε να σχεδιάζει παρόμοια θερμοκήπια στην Πορτογαλία, τις ΗΠΑ και σε μια ακόμα περιοχή της Αυστραλίας.

Θερμοκήπια που υδροδοτούνται από μονάδες αφαλάτωσης δοκιμάζονται εξάλλου και σε χώρες όπως το Ομάν, το Κατάρ και τα Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτα, αν και το ηλεκτρικό ρεύμα που χρειάζονται προέρχεται στις περισσότερες περιπτώσεις από το δίκτυο.

http://www.tovima.gr/science/technology-planet/article/?aid=835287