Τετάρτη, 12 Μαρτίου 2014

Μικροσκόπιο του ενός δολαρίου. Low-cost paper microscope folds like origami

The Foldscope is a microscope that can be folded from a schematic printed on a piece of A4 paper and with a couple of additional components, it costs as little as 50 cents. (Credit: Foldscope Team)

Ερευνητές του πανεπιστημίου Stanford της Καλιφόρνια, ανέπτυξαν ένα μικροσκόπιο το οποίο μπορεί να συναρμολογηθεί μέσα σε δέκα λεπτά, ενώ το κόστος του δεν ξεπερνά το ένα δολάριο.

Τα τεχνικά χαρακτηριστικά και οι λεπτομέρειες κατασκευής βρίσκονται ΕΔΩ: http://arxiv.org/abs/1403.1211

Το Foldscope project, όπως έχει ονομαστεί, μιμείται σε κάποιο βαθμό την ιαπωνική τέχνη Origami, κατά την οποία ο καλλιτέχνης μπορεί να δημιουργήσει διάφορα αντικείμενα, απλά διπλώνοντας χαρτί με τον κατάλληλο τρόπο. Οι ερευνητές του Stanford δημιούργησαν ένα μικροσκόπιο απλά διπλώνοντας πεπιεσμένο χαρτί και προσαρμόζοντας σε αυτό έναν φακό μικρής αξίας.

Σύμφωνα με τον Manu Prakash, επικεφαλής του Foldscope project, το χειροποίητο μικροσκόπιο προορίζεται για χρήση τόσο στο χώρο της εκπαίδευσης όσο και στο χώρο της υγείας, κυρίως σε αναπτυσσόμενες περιοχές, όπου τα κανονικά μικροσκόπια εργαστηρίου είναι είδος πολυτελείας.

Το μικροσκόπιο αποτελείται κυρίως από χαρτί και για την ολοκλήρωσή του απαιτείται ένας μικροσκοπικός φακός αξίας 0,56 δολαρίων, μία μπαταρία κουμπί ισχύος 3V, αξίας 0,06 δολαρίων, ένα LED, αξίας 0,21 δολάρια, λίγη μονωτική ταινία και ένας διακόπτης. Το συνολικό κόστος ανέρχεται στα 0,97 δολάρια.

Πέρα από την ευκολία κατασκευής, η συσκευή είναι και εύκολη στη χρήση. Ο χρήστης θα πρέπει απλά να τοποθετήσει το μάτι του αρκετά κοντά στον φακό και στη συνέχεια να ρυθμίζει την επικέντρωση, ρυθμίζοντας τη θέση του φακού και την απόσταση με το αντικείμενο παρατήρησης, με τον αντίχειρά του.

(Credit: Foldscope Team)

Σύμφωνα με τους ερευνητές του Stanford, τα αποτελέσματα είναι εντυπωσιακά αφού μπορεί να επιτύχει μεγέθυνση 2.000x, ζυγίζει ελάχιστα, είναι αρκετά μικρό ώστε να μεταφέρεται ακόμη και μέσα σε μία τσέπη, δεν απαιτεί τη χρήση εξωτερικής παροχής ισχύος και είναι ιδιαίτερα ανθεκτικό σε πτώσεις. Μάλιστα κατά τις δοκιμές του Foldscope ήταν εφικτός ο εντοπισμός κοινών βακτηρίων και παρασίτων.

Όπως δηλώνουν, στο Technology Review του MIT, οι ερευνητές του Stanford, οι σύγχρονες μέθοδοι μαζικής εκτύπωσης και παραγωγής θα μπορούσαν να δημιουργήσουν τις προϋποθέσεις παραγωγής δισεκατομμυρίων τέτοιων μικροσκοπίων. Αν φυσικά διευθετηθούν και θέματα πολιτικά, οικονομικά και διανομής.

Ο κίτρινος γίγαντας του Σύμπαντος. Largest Yellow Hypergiant Star in the Universe Discovered

O κίτρινος γίγαντας που εντόπισαν οι ευρωπαίοι αστρονόμοι. HR 5171, the brightest star just below the centre of this wide-field image, is a yellow hypergiant, a very rare type of stars with only a dozen known in our galaxy. Its size is over 1300 times that of the Sun — one of the ten largest stars found so far. Observations with ESO’s Very Large Telescope Interferometer have shown that it is actually a double star, with the companion in contact with the main star. Credit: ESO/Digitized Sky Survey 2

Ομάδα ευρωπαίων αστρονόμων εντόπισε ένα άστρο, πραγματικό γίγαντα, το οποίο έχει διάμετρο τουλάχιστον 1.300 φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Ήλιου. Το άστρο είναι περίπου ένα εκατομμύριο φορές πιο λαμπερό από τον Ήλιο! Πρόκειται για το μεγαλύτερο κίτρινο άστρο που έχει ποτέ ανακαλυφθεί και ένα από τα δέκα μεγαλύτερα άστρα εν γένει που έχουν ποτέ παρατηρηθεί.

Ο βασιλιάς της κατηγορίας του

This artist’s impression shows the yellow hypergiant star HR 5171. This is a very rare type of star with only a dozen known in our galaxy. Its size is over 1300 times that of our Sun — one of the largest ten stars found so far. Observations with ESO’s Very Large Telescope Interferometer have shown that it is actually a double star, with the companion in contact with the main star. Credit: ESO

Ερευνητές με επικεφαλής τον αστρονόμο Ολιβιέ Σεζνό του Αστεροσκοπείου της Κυανής Ακτής στη Νίκαια χρησιμοποίησαν το συμβολόμετρο του Πολύ Μεγάλου Τηλεσκοπίου (VLT) του Ευρωπαϊκού Νοτίου Αστεροσκοπείου (ESO) στη Χιλή για να μελετήσουν το τεράστιο άστρο HR 5171 A. Το άστρο βρίσκεται στην κατεύθυνση του αστερισμού του Κενταύρου, σε απόσταση περίπου 12.000 ετών φωτός από τη Γη. Είναι τόσο μεγάλο, που σχεδόν είναι δυνατό να παρατηρηθεί με γυμνά μάτια.

Συνήθως τόσο μεγάλα άστρα δεν είναι κίτρινοι, αλλά ερυθροί γίγαντες, που φθάνουν να έχουν διάμετρο 1.000 έως 1.500 φορές μεγαλύτερη από τον Ήλιο. Οι κίτρινοι γίγαντες δεν αναμένεται να έχουν διάμετρο μεγαλύτερη από 400 έως 700 φορές σε σχέση με αυτή του Ήλιου, γι’ αυτό η ανακάλυψη ενός τέτοιου άστρου, που είναι 1.300 φορές μεγαλύτερο αποτελεί κάτι ξεχωριστό.

Το άστρο, που ήδη είναι κατά 50% μεγαλύτερο από έναν διάσημο γίγαντα, το ερυθρό άστρο Μπελτεγκέζ, γίνεται συνεχώς μεγαλύτερο κατά τα τελευταία 40 χρόνια. Όσο μεγαλώνει, τόσο πέφτει η θερμοκρασία του, η οποία σήμερα είναι περίπου 5.000 βαθμοί Κελσίου στην επιφάνειά του.

Ο γίγαντας έχει ένα μικρότερο και ελαφρώς πιο θερμό άστρο- συνοδό, που διαγράφει μια τρομερά κοντινή τροχιά γύρω του κάθε 1.300 γήινα χρόνια. Σύμφωνα με τον Σεζνό, «τα δύο άστρα είναι τόσο κοντά, που έρχονται σε επαφή και το όλο αστρικό σύστημα μοιάζει με ένα γιγάντιο φιστίκι». H ανακάλυψη δημοσιεύεται στον δικτυακό τόπο επιστημονικών προδημοσιεύσεων arXiv.

Η τεχνική

This chart shows the constellation of Centaurus (The Centaur). Most of the stars that can be seen in a dark sky with the unaided eye are marked. The position of the yellow hypergiant star HR 5171 is marked with a circle. This star can be easily seen with a pair of binoculars. Credit: ESO, IAU and Sky & Telescope

Οι αστρονόμοι αξιοποίησαν την τεχνική της συμβολομετρίας, η οποία τους επέτρεψε να συνδυάσουν το φως που συλλέγουν πολλά επιμέρους μικρότερα τηλεσκόπια, δημιουργώντας έτσι στην ουσία ένα γιγάντιο τηλεσκόπιο διαμέτρου 140 μέτρων. Στο παρελθόν, ακόμα και πριν από 60 χρόνια, είχαν υπάρξει κάποιες παρατηρήσεις του ίδιου άστρου, όμως είναι η πρώτη φορά που, χάρη στη νέα αστρονομική τεχνολογία, κατέστη εφικτό να διαπιστωθεί η πραγματική διάσταση και συμπεριφορά αυτού του διπλού συστήματος άστρων, του υπερ-γίγαντα και του μικρότερου συντρόφου του.

Οι κίτρινοι υπερ-γίγαντες αποτελούν μια πολύ σπάνια κατηγορία άστρων και μέχρι σήμερα μόνο γύρω στους δέκα έχουν εντοπιστεί στο γαλαξία που βρίσκεται και η Γη, με πιο γνωστή περίπτωση το άστρο R της Κασσιόπειας. Τα κίτρινα άστρα είναι ανάμεσα στα μεγαλύτερα και φωτεινότερα άστρα του σύμπαντος, ενώ βρίσκονται σε μια ασταθή φάση του κύκλου της ζωής τους, κατά την οποία αλλάζουν με ταχύ ρυθμό. Εξαιτίας αυτής της αστάθειας, εκτινάσσουν μεγάλες ποσότητες αστρικών υλικών προς το διάστημα, δημιουργώντας μια εκτεταμένη «ατμόσφαιρα» γύρω τους.

Το ουράνιο τόξο της Αφροδίτης. Venus Express spies rainbow-like 'glories'

Το «διπλό ουράνιο τόξο» της Αφροδίτης. Για πρώτη φορά καταγράφεται το φαινόμενο σε άλλο πλανήτη.  False colour composite of a ‘glory’ seen on Venus on 24 July 2011. The image is composed of three images at ultraviolet, visible, and near-infrared wavelengths from the Venus Monitoring Camera. The images were taken 10 seconds apart and, due to the motion of the spacecraft, do not overlap perfectly. The glory is 1200 km across, as seen from the spacecraft, 6000 km away. Credit: ESA/MPS/DLR/IDA

Ομάδα ερευνητών του Ινστιτούτου Ερευνας του Ηλιακού Συστήματος Max Planck στη Γερμανία έκαναν μια ιστορική ανακάλυψη. Εντόπισαν και κατέγραψαν ένα ουράνιο τόξο στην Αφροδίτη. Είναι η πρώτη φορά που το εντυπωσιακό ατμοσφαιρικό φαινόμενο εντοπίζεται σε κάποιο πλανήτη εκτός της Γης.

Διπλό

Τρεις εικόνες που δείχνουν το ουράνιο τόξο μήκη κύματος υπεριώδους (αριστερά) , ορατού (κέντρο) και εγγύς υπέρυθρου φωτός (δεξιά).Three images showing the glory at ultraviolet (left,) visible (centre) and near-infrared (right) wavelengths as taken by the Venus Monitoring Camera. The feature was observed on 24 July 2011 and measures 1200 km across, as seen from the spacecraft, 6000 km away. Credit: ESA/MPS/DLR/IDA

Οι ερευνητές μελέτησαν δεδομένα και καταγραφές της ευρωπαϊκής αποστολής Venus Express που εξερευνά την Αφροδίτη και σε μια από αυτές εντόπισαν το φαινόμενο. Μάλιστα σύμφωνα με τους επιστήμονες το ουράνιο τόξο που κατέγραψε το σκάφος ανήκει σε έναν σπάνιο τύπο που στα αγγλικά ονομάζεται «glory» αλλά στα ελληνικά έχει επικρατήσει ο όρος «διπλό ουράνιο τόξο».

Πρόκειται στην ουσία για δύο «αλληλοεμπλεκόμενα» ουράνια τόξα. Το εσωτερικό ουράνιο τόξο είναι πιο φωτεινό, για αυτό και ονομάζεται πρωτεύον. Τα χρώματα είναι αντίθετα στα δυο ουράνια τόξα, δηλαδή, στο πρωτεύον τόξο εσωτερικά βρίσκεται το ιώδες και εξωτερικά το ερυθρό χρώμα, ενώ στο δευτερεύον τόξο έχουμε το ερυθρό στο εσωτερικό και το ιώδες στο εξωτερικό του τόξου.

Προσομοίωση του ουράνιου τόξου, όπως φαίνεται στην Αφροδίτη (αριστερά) εξαιτίας των σταγονιδίων θειικού οξέος και όπως φαίνεται στην Γη (δεξιά) εξαιτίας των σταγονιδίων νερού. Η κύρια διαφορά ανάμεσα στην εμφάνιση του ουράνιου τόξου στην Αφροδίτη και στη Γη, δεν οφείλεται στην σύνθεση των σταγονιδίων, αλλά στο μέγεθός τους. Τα σταγονίδια στην Αφροδίτη είναι πολύ μικρότερα από αυτά που σχηματίζονται στη Γη. Simulated views of the glory phenomena on Venus (left) and Earth (right), without considering any effects of haze or background cloud brightness. Glories occur when sunlight shines on cloud droplets – water particles in the case of Earth, sulphuric acid particles for Venus. The main difference between the appearance of the glory on Venus and on Earth is not because of composition, but rather the particle size. Cloud droplets on Earth are typically between 10 and 40 thousandths of a millimetre in diameter, but on Venus the droplets found at the cloud tops are much smaller, typically no more than 2 thousandths of a millimetre across. Because of this, the coloured fringes are further apart than they would appear on Earth. Credit: C. Wilson/P. Laven

Οι δύο αυτές διαφορές οφείλονται στο γεγονός ότι στο πρωτεύον ουράνιο τόξο η ηλιακή ακτίνα αντανακλάται στο εσωτερικό της σταγόνας βροχής μια φορά, ενώ στο δευτερεύον τόξο έχουμε δυο διαδοχικές εσωτερικές ανακλάσεις, με αποτέλεσμα μικρότερη φωτεινότητα και αντιστροφή των ακραίων χρωμάτων του ηλιακού φάσματος. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Icarus».