Η αίσθηση της όσφρησης είναι κβαντική, Study Bolsters Quantum Vibration Scent Theory

The quantum details of a flower's chemicals may make the difference to our noses.

Η όσφρηση σε αντίθεση με την όραση και την ακοή, παραμένει ακόμη και σήμερα η λιγότερο μελετημένη αίσθηση. και οι δύο συνεργάτες επιζητούσαν να ρίξουν φως στα παράδοξα της όσφρησης. Η επικρατούσα θεωρία για την όσφρηση δεν φαίνεται ικανή να εξηγήσει κάποιες παρατηρήσεις. Η θεωρία αυτή θέλει την ύπαρξη ενός μηχανισμού αντίστοιχου με εκείνου του κλειδιού και της κλειδαριάς: οι ουσίες-κλειδιά φτάνουν και προσδένονται στα μόρια-κλειδαριές που εντοπίζονται στις μύτες των θηλαστικών ή στις κεραίες των εντόμων. Αποτέλεσμα της πρόσδεσης είναι η αλλαγή της στερεοδιάταξης του μορίου-κλειδαριάς γεγονός που πυροδοτεί την αποστολή χημικών σημάτων στον εγκέφαλο ώστε να αντιληφθεί, να καταγράψει την έλευση της ουσίας-κλειδιού.

Η θεώρηση αυτή για τη λειτουργία της όσφρησης δεν έχει προβλεπτική ικανότητα: δεν μπορεί κανείς να υποθέσει πώς θα μυρίζει ένα μόριο μόνο και μόνο από τη στερεοδιάταξή του. Παραδείγματος χάριν, η αντικατάσταση ενός μορίου οξυγόνου της αιθανόλης, η οποία έχει μυρωδιά βότκας, από ένα μόριο θείου δίνει την αιθανοθειόλη η οποία αν και με στερεοδιάταξη πολύ κοντά σε αυτή της αιθανόλης, έχει την ανυπόφορη μυρωδιά των χαλασμένων αβγών. Κι ακόμη, είναι γνωστό ότι υπάρχουν μόρια που έχουν σχεδόν ίδια μυρωδιά αλλά η στερεοδιάταξή τους είναι τελείως διαφορετική (και ως εκ τούτου δεν μπορεί να αποτελούν κλειδί για την ίδια κλειδαριά).

Είναι η μύτη μας μια «κβαντομηχανή»; Η δική μας δεν ξέρουμε ακόμη, αλλά πάντως της μύγας είναι! Drosophila melanogaster It doesn't just smell. It quantum tunnels. Mr.checker via Wikimedia

Πριν από δυο χρόνια, ο Έλληνας νευροβιολόγος Δρ Ευθύμιος Σκουλάκης από το Ερευνητικό Κέντρο Βιοϊατρικών Επιστημών «Αλέξανδρος Φλέμινγκ» στη Βάρη σε συνεργασία με τον βιοφυσικό Λούκα Τιούριν, πειραματίστηκαν με την Drosophila melanogaster (μύγα του ξιδιού), και απέδειξαν ότι τα έντομα αντιλαμβάνονται τις οσμές από τις ταλαντώσεις των μορίων τους. Καθώς όμως οι ανθρώπινοι οσφρητικοί υποδοχείς διαφέρουν από εκείνους των εντόμων, οι δύο ερευνητές θέλησαν να διερευνήσουν αν το ίδιο ίσχυε και για εμάς.

The new experiments hinged on making a brand-new molecule - in "heavy" and "light" versions.

Για να το πετύχουν αυτό ζήτησαν τη βοήθεια της Vioryl, της μόνης ελληνικής βιομηχανίας αρωμάτων η οποία διαθέτει μια μεγάλη ερευνητική ομάδα αποτελούμενη κυρίως από χημικούς. Η ομάδα αυτή πήρε ένα από τα ευρέως χρησιμοποιούμενα μόρια στην αρωματοποιία, το μασκ (musk) και το τροποποίησε. Για την ακρίβεια, άλλαξε τα μόρια υδρογόνου με μόρια δευτέριου (το δευτέριο είναι ισότοπο του υδρογόνου). Η αλλαγή είχε σαν αποτέλεσμα να μεταβληθούν οι μοριακές ταλαντώσεις του musk, αλλά όχι και η στερεοδιάταξή του.

Σύμφωνα με το άρθρο των Ελλήνων ερευνητών το οποίο δημοσιεύεται στην επιθεώρηση PlosOne, η δευτεριωμένη έκδοση του musk μυρίζει διαφορετικά από την κανονική. Με άλλα λόγια, ένας άνθρωπος μπορεί να ξεχωρίσει τη μια από την άλλη.

Είναι λοιπόν η μύτη μας μια κβαντομηχανή;  Ο Λούκα Τιούριν ξέρει ότι παίρνει χρόνο για να αλλάξουν οι παλιές θεωρίες. Αλλά, τα τελευταία ευρήματα ίσως είναι αρκετά για να πούμε ότι υπάρχει και μια κβαντική συνιστώσα στην ανθρώπινη όσφρηση.

Το «μωσαϊκό» του Ήλιου. The many faces of the Sun: Nasa reveals stunning 'patchwork quilt' of solar surface

Το «κολάζ» του Ήλιου. This collage of solar images from NASA's Solar Dynamics Observatory (SDO) shows how observations of the sun in different wavelengths helps highlight different aspects of the sun's surface and atmosphere. (The collage also includes images from other SDO instruments that display magnetic and Doppler information.) Credit: NASA/SDO/Goddard Space Flight Center

Η NASA έδωσε στη δημοσιότητα ένα εντυπωσιακό κολάζ του Ήλιου που αποτελεί σύνθεση διαφόρων εικόνων του μητρικού μας άστρου τις οποίες έχει καταγράψει το διαστημικό παρατηρητήριο SDO. Κάθε εικόνα αποτυπώνει και μια διαφορετική περιοχή, δραστηριότητα και φαινόμενο στον Ήλιο σε διαφορετικά μήκη κύματος. Η μελέτη των φαινομένων στα διαφορετικά μήκη κύματος αποκαλύπτει στους επιστήμονες την κίνηση των σωματιδίων και της θερμότητας μέσα στην ατμόσφαιρα του Ήλιου.

Οι παρατηρήσεις

Each of the wavelengths observed by NASA's Solar Dynamics Observatory (SDO) was chosen to emphasize a specific aspect of the sun's surface or atmosphere. This image shows imagery both from the Advanced Imaging Assembly (AIA), which helps scientists observe how solar material moves around the sun's atmosphere, and the Helioseismic and Magnetic Imager (HMI), which focuses on the movement and magnetic properties of the sun's surface. More details for each wavelength and links to real-time SDO imagery follows.Credit: NASA/SDO/GSFC

Η μονάδα μέτρησης σε ό,τι αφορά τα μήκη κύματος είναι το Ανγκστρομ (Angstrom) και το SDO κάνει παρατηρήσεις σε δέκα μήκη κύματος τόσο στην επιφάνεια όσο και στα διάφορα στρώματα της ατμόσφαιρας του Ηλίου. Κάνει επίσης παρατηρήσεις στις περιοχές του Ήλιου που έχουν έντονη μαγνητική δραστηριότητα. 

Οι περιοχές στο κολάζ όπου το ηλιακό φως έχει κιτρινοπράσινη απόχρωση ανήκουν στην επιφάνεια του άστρου όπου αναπτύσσονται θερμοκρασίες 5.700 βαθμών Κελσίου. Οι περιοχές με έντονο υπεριώδες φως αποτελούνται από ύλη η θερμοκρασία της οποίας ξεπερνά τους έξι εκατομμύρια βαθμούς Κελσίου!

Eνδείξεις για ηλιακό σύστημα στη γειτονιά μας, Alien Solar System May Exist in Nearby Star Cluster

An artist's impression of a massive asteroid belt in orbit around a star. The new work with SDSS data shows that similar rubble around many white dwarfs contaminates these stars with rocky material and water. CREDIT: NASA-JPL / Caltech / T. Pyle (SSC)

Το αστρικό σμήνος των Υάδων είναι το κοντινότερο αστρικό σμήνος στη Γη. Το σμήνος που βρίσκεται στον αστερισμό του Ταύρου πήρε το όνομα του από τις Υάδες, τις αδελφές των Νυμφών, οι οποίες σύμφωνα με τη μυθολογία ήταν αυτές που έφερναν τη βροχή.

Αστρονόμοι στις ΗΠΑ εντόπισαν ενδείξεις της ύπαρξης πλανητών γύρω από ένα από τα άστρα του σμήνους. Αν η ανακάλυψη επιβεβαιωθεί θα πρόκειται για το κοντινότερο σε εμάς ηλιακό σύστημα που έχει εντοπιστεί μέχρι σήμερα.

Η σκόνη

Η παρουσία ύλης από αστεροειδείς σε άστρα υποδεικνύει και την παρουσία πλανητών γύρω από αυτά.

Οι Υάδες βρίσκονται πολλά χρόνια στο στόχαστρο των επιστημόνων που αναζητούν την ύπαρξη πλανητών στα άστρα του σμήνους. Αστρονόμοι του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας στο Λος Αντζελες (UCLA) παρατήρησαν έναν λευκό νάνο του σμήνους χρησιμοποιώντας εκτός των άλλων οργάνων και το εξαιρετικά ευαίσθητο φασματόμετρο που βρίσκεται στο Αστεροσκοπείο Keck στη Χαβάη.

Διαπίστωσαν ότι η ατμόσφαιρα του άστρου έχει «μολυνθεί» από την ύλη αστεροειδών (σκόνη) οι οποίοι κάποια στιγμή τέθηκαν σε τροχιά γύρω από αυτό και τελικά κονιορτοποιήθηκαν. Βασικό εύρημά τους ήταν η παρουσία ασβεστίου, στοιχείο που κανονικά δεν υπάρχει στην ατμόσφαιρα ενός λευκού νάνου.

Σύμφωνα με τους ερευνητές, η παρουσία ύλης των αστεροειδών στο άστρο υποδεικνύει και την παρουσία ενός ή και περισσότερων πλανητών γύρω από αυτό. Όπως αναφέρουν, η πιο πιθανή εξήγηση για την παρουσία των αστεροειδών στο άστρο είναι η ύπαρξη ενός ή και περισσότερων πλανητών που κινούνται γύρω του.

This cosmic vista stretches almost 20 degrees across the gentle constellation Taurus. It begins at the Pleiades and ends at the Hyades, two of the best known star clusters in planet Earth's sky. At left, the lovely Pleiades star cluster is about 400 light-years away. In a familiar celestial scene, the cluster stars shine through dusty clouds that scatter blue starlight. At right, the V-shaped Hyades cluster looks more spread out compared to the compact Pleiades and lies much closer, 150 light-years distant. Of course, the Hyades cluster stars seem anchored by bright Aldebaran, a red giant star with a yellowish appearance. But Aldebaran actually lies only 65 light-years away, by chance along the line of sight to the Hyades cluster. Faint dust clouds found near the edge of the Taurus Molecular Cloud are also evident throughout the remarkable 12 panel mosaic. The wide field of view includes the youthful star T Tauri and Hind's variable nebula about four degrees left of Aldebaran on the sky. Image Credit & Copyright: Rogelio Bernal Andreo

Η βαρυτική έλξη ενός πλανήτη μπορεί να εκτρέψει την τροχιά ενός αστεροειδή και να τον οδηγήσει στο μητρικό άστρο του πλανήτη. Επιστήμονες του Ινστιτούτου Διαστημικής Τηλεσκοπικής Επιστήμης στο Πανεπιστήμιο Τζονς Χόπκινς στη Βαλτιμόρη επιβεβαίωσαν ότι η σκόνη που υπάρχει στον λευκό νάνο προέρχεται από αστεροειδείς και όχι από κάποια άλλη πηγή ενισχύοντας έτσι τις υποψίες για την ύπαρξη ενός ηλιακού συστήματος στις Υάδες.