Νέοι ανιχνευτές ελαφρών σωματιδίων σκοτεινής ύλης. New detectors allow search for lightweight dark matter particles

By carefully re-engineering a detector for heavy dark matter particles, so-called WIMPS, the CRESST collaboration succeeded in improving the detector to measure lightweight dark matter particles with masses in the range of a proton mass. Credit: Max Planck Institute for Physics

Η Γη, οι πλανήτες, τα άστρα και οι γαλαξίες αποτελούν το μόνο ορατό μέρος της ύλης στο σύμπαν, όμως το μεγαλύτερο ποσοστό της ύλης του σύμπαντος είναι η αορατη «σκοτεινή ύλη».

Οι επιστήμονες συνεχίζουν να ψάχνουν για τα σωματίδια της σκοτεινής ύλης με πολυάριθμα πειράματα – αλλά μάταια μέχρι τώρα.

Ιn the Grand-Sasso underground laboratory in Italy, scientists are trying to learn more about the nature of the so-called dark matter. Credit: Max Planck Institute for Physics

Με το πείραμα CRESST (Cryogenic Rare Event Search with Superconducting Thermometers), η ακτίνα αναζήτησης μπορεί πλέον να διευρυνθεί σημαντικά: Οι αναβαθμισμένοι ανιχνευτές CRESST είναι σε θέση να ανιχνεύσουν σωματίδια των οποίων η μάζα βρίσκεται κάτω από το μέχρι τώρα εύρος μετρήσεων. Ως εκ τούτου, η πιθανότητα εντοπισμού της σκοτεινής ύλης αυξάνεται.

Θεωρητικά μοντέλα και αστροφυσικές παρατηρήσεις δεν αφήνουν σχεδόν καμιά αμφιβολία ότι η σκοτεινή ύλη υπάρχει, και μάλιστα είναι πέντε φορές περισσότερη από την ορατή ύλη.

Σύμφωνα με τους ερευνητές του πειράματος CRESST, «μέχρι στιγμής πιθανός υποψήφιος για το σωματίδιο σκοτεινής ύλης πιστεύεται ότι είναι ένα βαρύ σωματίδιο, το αποκαλούμενο WIMP (Weakly Interacting Massive Particle)». Έτσι τα περισσότερα από τα σημερινά πειράματα ψάχνουν σε ένα εύρος μαζών από 10 και 1000 GeV/c2. Το τωρινό κατώτατο όριο των 10 GeV/c2 αντιστοιχεί περίπου στη μάζα ενός ατόμου άνθρακα.

Όμως πρόσφατα, διατυπώθηκαν νέα θεωρητικά μοντέλα που λύνουν διάφορα προβλήματα που προέκυπταν στις προσομοιώσεις σκοτεινής ύλης στους γαλαξίες. Πολλά από αυτά τα μοντέλα υπαινίσσονται υποψήφια σωματίδια σκοτεινής ύλης με μικρότερη μάζα από τα παραδοσιακά WIMPs.

Τώρα με το πείραμα CRESST επιτυγχάνεται ένα σημαντικό βήμα προς τον εντοπισμό πιθανών ελαφρύτερων σωματιδίων σκοτεινής ύλης: οι ερευνητές του πέτυχαν ένα κατώφλι ενέργειας 307 eV. Ο ανιχνευτής αυτός διαθέτει πολύ μεγάλη ευαισθησία και είναι ο καταλληλότερος για μετρήσεις μεταξύ 0,5 και 4 GeV/c2.

Έτσι, είναι δυνατή η ανίχνευση σωματιδίων πολύ ελαφρύτερων σωματιδίων σε σχέση με τα WIMPs, όπως για παράδειγμα πιθανά σωματίδια σκοτεινής ύλης με μάζα της τάξης του πρωτονίου, 0,94 GeV/c2.

Οι επιστήμονες του CRESST θα εξοπλίσουν το πείραμα με νέους ανιχνευτές και ο επόμενος κύκλος μετρήσεων αναμένεται να ξεκινήσει στα τέλη του 2015 και θα διαρκέσει από ένα έως δύο χρόνια.

Schematic Drawing of the CRESST Setup (© MPI für Physik).

Το κεντρικό τμήμα όλων των ανιχνευτών CRESST είναι ένας κρύσταλλος από βολφραμικό άλας του ασβεστίου, CaWO4. Όταν ένα σωματίδιο χτυπήσει κάποιο από τα άτομα που αποτελούν τον κρύσταλλο (ασβέστιο, βολφράμιο ή οξυγόνο), οι ανιχνευτές μετρούν ταυτόχρονα την ενέργεια και τα φωτεινά σήματα που παράγονται από την σύγκρουση, παρέχοντας έτσι πληροφορίες σχετικά με τη φύση του σωματιδίου πρόσκρουσης.

Για μεγαλύτερη απόδοση οι μονάδες του ανιχνευτή ψύχονται σχεδόν μέχρι το απόλυτο μηδέν (-273,15 βαθμούς C) και για την εξάλειψη των ενοχλητικών γεγονότων υποβάθρου, οι επιστήμονες του CRESST χρησιμοποίησαν υλικά με μικρή φυσική ραδιενέργεια. Επιπλέον, το πείραμα βρίσκεται σε μεγαλύτερο υπόγειο εργαστήριο του κόσμου, στο Gran Sasso στην Ιταλία, και ως εκ τούτου είναι ιδιαίτερα προστατευμένο από τις κοσμικές ακτίνες.

Nearly one and a half kilometers of rock sorround the the CRESST Experiment at Gran Sasso in Italy. Here, physicists from around Europe are searching for a new form of matter, the Dark Matter. It is believed to consists of so-called WIMPs, weakly interacting massive particles produced in the early universe and still present today. Only highly sensitive detectors are able to record the rare event of an interaction of a WIMP with ordinary matter. At the Max Planck Institute for Phyics in Munich scientists develop and test new detectors.

Το πείραμα CRESST θα λειτουργήσει στο μέλλον με μικρότερους και – σε σύγκριση με τα υλικά που διατίθενται στο εμπόριο – υπερκαθαρούς κρυστάλλους. Με το μειωμένο μέγεθος μπορεί να επιτευχθεί ένα χαμηλότερο κατώφλι ενέργειας. Αυτοί οι κρύσταλλοι αναπτύσσονται στο Πανεπιστήμιο του Μονάχου και εμφανίζουν εξαιρετικά χαμηλή φυσική ραδιενέργεια, καθιστώντας το πείραμα πιο ευαίσθητο.

Η ακρίβεια των φωτοανιχνευτών έχει βελτιστοποιηθεί, έτσι ώστε οι συγκρούσεις των ήδη γνωστών σωματιδίων να διακρίνονται σαφέστερα από τις συγκρούσεις των σωματιδίων της σκοτεινής ύλης.

Πηγή: Results on light dark matter particles with a low threshold CRESST-II detector, The European Physical Journal C, Sept 2015. arxiv.org/abs/1509.01515

Βρήκαν τι «βάφει» κόκκινο τον βόρειο πόλο του Χάροντα. New Horizons Probes the Mystery of Charon’s Red Pole

Μια από τις νέες εικόνες του Χάροντα στην οποία διακρίνεται ο ερυθρής απόχρωσης βόρειος πόλος του. Details of Pluto’s largest moon, Charon, are revealed in this image from New Horizons’ Long Range Reconnaissance Imager (LORRI), taken July 13, 2015, from a distance of 289,000 miles (466,000 kilometers), combined with color information obtained by New Horizons’ Ralph instrument on the same day. The marking in Charon’s north polar region appears to be a thin deposit of dark material over a distinct, sharply bounded, angular feature; scientists expect to learn more by studying higher-resolution images still to come. Image credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Τα δεδομένα που καταφτάνουν καθημερινά από το New Horizons από την εξερεύνηση του Πλούτωνα και των δορυφόρων του αποκαλύπτουν συνεχώς νέα άκρως ενδιαφέροντα δεδομένα που φωτίζουν αυτόν τον σκοτεινό, παγωμένο κόσμο στην άκρη του ηλιακού μας συστήματος. Τα τελευταία δεδομένα ρίχνουν φως στον Χάροντα, ένα από τους πέντε δορυφόρους του Πλούτωνα, ο οποίος έχει ένα βόρειο πόλο ερυθρής απόχρωσης εξαιτίας σύνθετων γεωατμοσφαιρικών διεργασιών.

Το παράξενο μόριο

Scientists at Johns Hopkins University’s Hörst Laboratory have produced complex chemical compounds called tholins, which may give Pluto its reddish hue. Image credit: Chao He, Xinting Yu, Sydney Riemer, and Sarah Hörst, Johns Hopkins University

Ο αμερικανός αστροφυσικός και κοσμολόγος Καρλ Σάγκαν άφησε ανεξίτηλα την σφραγίδα του τόσο στην έρευνα του Διαστήματος όσο και στην μετάδοση των νέων ανακαλύψεων και γνώσεων στον τομέα του σε απλή κατανοητή γλώσσα στο ευρύ κοινό μέσα από βιβλία και τηλεοπτικές εκπομπές.

Κάποια στιγμή ο Σαγκάν είχε ενδιαφερθεί ιδιαίτερα για τον Τιτάνα, τον μεγάλο δορυφόρο του Κρόνου, και τα πυκνά νέφη του. Ο Σαγκάν προσπάθησε να αναπαραγάγει στο εργαστήριο τις συνθήκες που πιθανώς επικρατούν στην επιφάνειά του. Ήδη, πειράματα από τη δεκαετία του 1950 είχαν αποκαλύψει ότι το φως και οι ηλεκτρικές εκκενώσεις σε παρόμοιο περιβάλλον μετέτρεπαν τα απλά μόρια σε περίπλοκες οργανικές ενώσεις, σχετικές με τη ζωή. Το αποτέλεσμα στο εργαστήριο του Σάγκαν ήταν ένα σκούρο οργανικό υλικό, που ο επιστήμονας ονόμασε θολίνη.

   

Ο κόκκινος πόλος

This artist's concept depicts the interaction of the solar wind with Pluto's tenuous atmosphere, which is predominantly nitrogen. Some of the molecules in the atmosphere are swept away from Pluto and escape into space. Credit: NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/Southwest Research Institute

Τα νέα δεδομένα που έστειλε το New Horizons αποκαλύπτουν ότι ο βόρειος πόλος του Χάροντα κυριαρχείται από θολίνη. Η θολίνη δεν έχει σταθερή απόχρωση η οποία μεταβάλλεται από μια σειρά παράγοντες στους οποίους εκτίθεται όπως η θερμοκρασία, ατμοσφαιρικά αέρια, ηλιακή και κοσμική ακτινοβολία κ.α. Προηγούμενες παρατηρήσεις σε συνδυασμό με τα νέα δεδομένα επιτρέπουν στους επιστήμονες να συνθέσουν τώρα το παζλ της ύπαρξης του κόκκινου βόρειου πόλου του Χάροντα. Έχει διαπιστωθεί ότι μέρος της λεπτής ατμόσφαιρας του Πλούτωνα εγκαταλείπει τον πλανήτη νάνο και η βαρύτητα του Χάροντα την παγιδεύει για ένα μικρό διάστημα αλλά στη συνέχεια η ατμόσφαιρα ξεφεύγει και από τον δορυφόρο και καταλήγει στο διαστημικό κενό.

Οι πολικές περιοχές του Χάροντα έχουν θερμοκρασίες που πλησιάζουν το απόλυτο μηδέν. Σύμφωνα με τις εκτιμήσεις των ειδικών οι θερμοκρασίες στους πόλους του Χάροντα κυμαίνονται από -258 ως -213 βαθμούς Κελσίου. Οι θερμοκρασίες αυτές σε συνδυασμό με τη λεπτή ατμόσφαιρα που υπάρχει στον Χάροντα δεν επιτρέπουν την παρουσία υγρών και τα αέρια αυτά παγιδεύονται στους πάγους. Κάποια στιγμή το ηλιακό φως πέφτει πάνω στον Χάροντα εξαχνώνοντας τους πάγους απελευθερώνοντας έτσι την παγιδευμένη ατμόσφαιρα για να συνεχίσει το ταξίδι της στο Διάστημα. Όμως κατά τη διάρκεια αυτών των διεργασιών και πριν τα αέρια ξεφύγουν η ηλιακή ακτινοβολία υποχρεώνουν τους πάγους μέσα στους οποίους βρίσκονται να παράγουν θολίνη. Οι συνθήκες του Χάροντα δημιουργούν θολίνη ερυθρής απόχρωσης.

Ενδείξεις ότι η νόσος Αλτσχάιμερ είναι… κολλητική! Protein linked to Alzheimer's could be spread during surgery, say researchers

Είναι πιθανό να μεταδοθεί στη διάρκεια κάποιας χειρουργικής επέμβασης. The small study indicated that potential routes of transmission, such as surgical instruments, should be investigated. Photograph: David Levene/the Guardian

Οι άνθρωποι είναι πιθανό ότι μπορεί να κολλήσουν τη νόσο Αλτσχάιμερ στη διάρκεια κάποιας χειρουργικής επέμβασης ή άλλης ιατρικής διαδικασίας, με τον ίδιο τρόπο που είναι δυνατό να μεταδοθεί η εγκεφαλική νόσος Κρόϊτσφελντ-Γιάκομπ (των «τρελών» αγελάδων), σύμφωνα με Βρετανούς επιστήμονες.

  

Τα ευρήματα

Απρόσμενη ανακάλυψη ότι η νόσος Αλτσχάιμερ μπορεί να είναι σε κάποιες περιπτώσεις μεταδοτική. Professor John Collinge, from University College London, has warned in a potentially explosive study that the devastating condition, Alzheimer's (pictured) can, like mad cow disease, spread through ‘medical accidents’.

Είναι η πρώτη ένδειξη για μετάδοση του Αλτσχάιμερ από άνθρωπο σε άνθρωπο, αν και όχι υπό κανονικές αλλά από ιατρικές συνθήκες. Έως τώρα η νόσος θεωρείται τυχαία (σποραδική) ή κληρονομική. Οι ερευνητές όμως επεσήμαναν πως τα ευρήματά τους είναι προκαταρκτικά και ότι είναι πρόωρο να θεωρήσει κανείς το Αλτσχάιμερ μεταδοτική ασθένεια, αν και το ζήτημα χρήζει περαιτέρω διερεύνησης. Πολλοί άλλοι επιστήμονες έσπευσαν να κάνουν καθησυχαστικές δηλώσεις.

Η πιθανή μετάδοση της νόσου από άνθρωπο σε άνθρωπο ίσως μπορεί να γίνει από μολυσμένο ιατρικό εργαλείο στο χειρουργείο ή από ένεση, π.χ. για τη χορήγηση αναπτυξιακών ορμονών. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή Τζον Κόλιντζ του University College του Λονδίνου (UCL) ανέφεραν ότι σε τέτοιες περιπτώσεις φαίνεται πως ο κίνδυνος μετάδοσης είναι σπάνιος μεν, αλλά πιθανός.

Η επιστημονική ανακοίνωση -που δημιουργεί ανησυχίες- έρχεται μετά τη νεκροψία του εγκεφάλου οκτώ ασθενών, οι οποίοι είχαν πρόσφατα πεθάνει από τη νόσο Κρόϊτσφελντ-Γιάκομπ. Οι επιστήμονες παρατήρησαν ότι επτά από τους οκτώ νεκρούς είχαν συγκεντρώσεις της πρωτεϊνης βήτα αμυλοειδούς, το χαρακτηριστικό σημάδι της νόσου Αλτσχάιμερ στους ηλικιωμένους.

Όμως οι συγκεκριμένοι ασθενείς είχαν πεθάνει σχετικά νέοι (36 έως 51 ετών), πράγμα που δεν δικαιολογούσε την αυξημένη παρουσία του βήτα αμυλοειδούς, με δεδομένο μάλιστα ότι κανείς δεν είχε ιστορικό εμφάνισης Αλτσχάιμερ στην οικογένειά του. Κανείς δεν είχε αναπτύξει κανονικό Αλτσχάιμερ στον εγκέφαλό του, αλλά στους μισούς η παθολογική εικόνα του εγκεφάλου τους έδειχνε πιθανό ότι θα είχαν εμφανίσει Αλτσχάιμερ, αν προηγουμένως δεν είχαν πεθάνει από Κρόϊτσφελντ-Γιάκομπ.

Όλοι οι νεκροί ασθενείς είχαν κολλήσει τη νόσο από μολυσμένες ενδομυϊκές ενέσεις με ανθρώπινες ορμόνες ανάπτυξης που είχαν κάνει όταν ήσαν παιδιά (το 1985 οι ορμόνες αυτές καταργήθηκαν και αντικαταστάθηκαν από συνθετικές).

Οι ορμόνες

Scientists believe a protein known to be a hallmark of Alzheimer's can be passed in the same way as the key protein that marks CJD.

Μεταξύ 1958-1985 περίπου 30.000 άνθρωποι παγκοσμίως είχαν κάνει θεραπεία κατά του νανισμού με ανθρώπινες ορμόνες ανάπτυξης που προέρχονταν από εγκεφάλους πτωμάτων. Όμως μερικές ορμόνες ήσαν μολυσμένες με τις πρωτεϊνες «πριόνια», με αποτέλεσμα ορισμένοι άτυχοι άνθρωποι (πάνω από 200 μέχρι σήμερα) να κολλήσουν τη νόσο Κρόιτσφελντ-Γιάκομπ. Η υποψία είναι ότι μια ανάλογη μόλυνση μπορεί να συμβεί με τις πρωτεϊνες του Αλτσχάιμερ, καθώς οι βρετανοί ερευνητές βρήκαν στον εγκέφαλο των νεκρών ασθενών όχι μόνο «πριόνια», αλλά και εστίες βήτα αμυλοειδούς.

Οι βρετανοί ερευνητές πιστεύουν ότι με ανάλογο τρόπο όπως η νόσος Κρόϊτσφελντ-Γιάκομπ, η πρωτεϊνη βήτα αμυλοειδές μπορεί να εξαπλωθεί στον εγκέφαλο ενός ανθρώπου κατά λάθος, στη διάρκεια κάποιας χιερουργικής ή άλλης ιατρικής πράξης. Δεν υπάρχουν όμως αποδείξεις ότι όντως οι ενέσεις της ορμόνης ανάπτυξης ήσαν η αιτία για την αύξηση του βήτα αμυλοειδούς.

Η ασθένεια

Professor Collinge said the similarities between the amyloid beta protein of Alzheimer’s and the prion protein that causes CJD means we must question if the two can spread in the same way. He warned dental procedures cannot be given the all clear, and urged for more research to be conducted.

Η νόσος Αλτσχάιμερ είναι μια ανίατη μέχρι σήμερα νευροεκφυλιστική πάθηση, που αποτελεί μια κοινή μορφή άνοιας. Όσο περνάνε τα χρόνια, αναμένεται να πάσχουν από αυτή οπλοένα περισσότεροι άνθρωποι τριτης ηλικίας. Όσοι έχουν σχετικό οικογενειακό ιστορικό, κινδυνεύουν περισσότερο. Τα χαρακτηριστικά σημάδια της στον εγκέφαλο είναι οι πλάκες αμυλοειδούς και οι συγκεντρώσεις μιας άλλης πρωτεϊνης, της ταυ, που έχουν ως συνέπεια να καταστρέφονται τα εγκεφαλικά κύτταρα.

Αν και δεν είναι σαφές γιατί μερικοί άνθρωποι παθαίνουν Αλτσχάιμερ και άλλοι όχι, οι επιστήμονες γενικά συμφωνούν ότι δεν μπορεί κανείς να κολλήσει τη νόσο όπως το κρυολόγημα. Ο Κόλιντζ επεσήμανε πως χρειάζεται περαιτέρω πάνω στο ζήτημα και σκοπεύει να ελέγξει παλαιότερα αποθέματα ορμονών ανάπτυξης, για να διαπιστώσει αν μέσα σε αυτά υπάρχει βήτα αμυλοειδές. Δήλωσε πάντως πως δεν υπάρχει κανένας λόγος αδικαιολόγητης ανησυχίας, όσον αφορά τις μεταγγίσεις αίματος ή τις οδοντιατρικές εργασίες. «Δεν μπορεί να κολλήσει κανείς Αλτσχάιμερ ζώντας μαζί ή φροντίζοντας κάποιον με τη νόσο», τόνισε. Η έρευνα δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Γιώργος Δάγλας, Τρία Άτιτλα

Theresa Bernstein, The Immigrants, 1923

1.

Είναι κάτι πλοία

που ταξιδεύουν ακυβέρνητα

χρόνια πολλά

σε μια παράξενη ομίχλη.

Πλοία φαντάσματα τα λένε

κι όλοι αποφεύγουν να μιλάνε γι’ αυτά.

Είναι κάποιοι κυνηγημένοι

που κάποτε μας υπερασπίστηκαν

και χάθηκαν μ’ ένα όπλο στον ώμο

χωρίς σκιά.

Πότε πότε ένας αλαφροΐσκιωτος τους βλέπει,

μα όλοι αποφεύγουν να τον πιστέψουν.

Josef Herman, Refugees, c.1941

***

2.

Vincent van Gogh, The Painter on the Road to Tarascon, 1888

Δρόμοι μικροί και ξένοι

και τόσο δικοί μας

που τόσο ποθήσαμε

και δεν βαδίσαμε ποτέ.

Πόσες φόρες

μέχρι το άλλο τετράγωνο είπαμε

μετά θα φύγουμε.

Τώρα σκοτεινοί συνωμότες σκάβουν τα θεμέλια.

Καταργήθηκαν οι θέσεις των ασυρματιστών

των ταχυδρομικών διανομέων.

Τώρα κατασκευαστές αοράτων συρματοπλεγμάτων και ταριχευτές πουλιών μας ορίζουν.

Αύριο,

πίσω από τα βουνά

πίσω από τη ψυχή μας

ένα τρένο θα περιμένει την αιωνία αναχώρηση

Πιο κάτω, μέσα στην ομίχλη

το πλοίο. Το πλοίο που θα μας πάρει

Κι όλο να πλησιάζει η καταιγίδα

η έκρηξη

η ανάληψη

Κι όλο να μένουμε πίσω

στις αποβάθρες της πίκρας

στα λιμάνια της αποδοχής

Κι όμως

ένα μικρό βήμα ήταν…

Giacomo Balla, Jeune fille courant sur le balcon, 1912

***

3.

Winslow Homer, The Gulf Stream, 1899

Τελευταία φορά που υποχωρώ

σ’ αυτό το πόλεμο

που τρέχω στους δακρυσμένους δρόμους

πίσω από τους κρότους των ασπίδων

που ανοίγω καταφύγια

που φοβάμαι το αίμα και το σώμα

τα ουρλιαχτά του θηρίου

τα μάτια – τις λέξεις-τους τροχούς των αρμάτων

Το Κολοσσαίον

τις ιαχές στο γήπεδο Καραϊσκάκη. Τελευταία φορά

που με σέρνουν δεμένο στα άλογα τους

που περιμένω στην ουρά του ταμείου να πληρώσω το παράβολο υποταγής τελευταία φορά

που παραμερίζω

να περάσουν οι μισθοφόροι του αυτοκράτορα

που κοιτάζω αδιάφορα τα πτώματα στους δρόμους

τους υπηρέτες να μεταφέρουν τον έφορο εσόδων

τους κυβερνήτες να αναγελούν την άνοιξη

Τελευταία φορά

που ανοίγω την πόρτα

στους εισαγγελικούς λειτουργούς

στους ιεροκήρυκες μίσους

στους διανομείς ελπίδας

στους μεταπράτες ονείρων

στους επενδυτές φόβου

ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΦΟΡΑ ΠΟΥ ΥΠΟΧΩΡΩ ΜΕ ΤΟ ΑΤΑΚΤΟ ΠΛΗΘΟΣ. ΤΕΛΕΥΤΑΙΑ ΦΟΡΑ

Umberto Boccioni, The City Rises (La città che sale), 1910

Αστροναύτης ελέγχει ρομπότ στη Γη. An astronaut aboard the ISS just controlled a robot on Earth

Ανοίγει ο δρόμος για να φτιαχτούν εύκολα βάσεις ή και πόλεις σε άλλους πλανήτες. Ο Κένταυρος όπως ονομάζεται το ρομπότ που βρίσκεται στην Ολλανδία ελέγχεται από ένα αστροναύτη. Scientists say they are closer to being able to build human settlements on distant planets after an astronaut on the International Station Station remotely guided the Interact Centaur Rover (pictured) on Earth by touch alone.

Ένα ακόμη εντυπωσιακό πείραμα εξελίσσεται στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό. Ο Δανός αστροναύτης Αντρέας Μόγκενσεν ελέγχει από τον ISS ένα ρομπότ που βρίσκεται στο εργαστήριο τηλερομποτικής τεχνολογίας του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος στην Ολλανδία.

Danish astronaut Andreas Mogensen (pictured) performed the experiment in which he placed a peg into a very tight hole from the ISS.

Το επίτευγμα ανοίγει τον δρόμο για την ανάπτυξη τεχνολογιών που θα επιτρέπουν την εκτέλεση εργασιών σε άλλους πλανήτες από ρομπότ από πολύ μακριά.

NASA Commentator Crawford Jones talks with Dr. Andre Schiele, the head of the ESA (European Space Agency) Telerobotics and Haptics Laboratory and the principal investigator of the Interact experiment, about the plans for a first of its kind operation from the International Space Station. Danish astronaut Andreas Mogenson will use a special joystick in the Columbus module to perform the first force-feedback-based teleoperation of a rover-based robotic arm system on Earth, getting tactile force feedback from the ground through the joystick to perform a mechanical assembly task with extremely tight clearances. Such a system could permit astronauts orbiting a planet to control robots on the surface, or people on Earth to drive robots in areas too dangerous for people to go themselves.

Οι θιασώτες αυτής της ιδέας είναι να αναπτυχθούν τεχνολογίες που θα μας επιτρέπουν να στέλνουμε σε άλλους πλανήτες ρομποτικούς «εργάτες» που θα κατασκευάζουν γρήγορα βάσεις ή ακόμη και ολόκληρες πόλεις για να εγκατασταθούν εκεί άνθρωποι.

Αφήστε τους μαθητές να... χορτάσουν ύπνο. Sleep scientists' wake-up call for later school starts

Augustus Edwin Mulready, 'A Recess on a London Bridge'. Πρέπει σύμφωνα με τους ειδικούς να ξεκινούν πιο αργά τα μαθήματα στα σχολεία για να κερδίζουν ύπνο οι μαθητές. Go away: scientific research supports the teenage view that they should not be bothered and should be left to sleep.

Την τολμηρή πρόταση τα δημοτικά να ξεκινάνε στις 8:30 έως 9 το πρωί, τα σχολεία της δευτεροβάθμιας εκπαίδευσης στις 10 και τα πανεπιστήμια στις 11, ώστε οι νέοι -που πάσχουν από χρόνια έλλειψη ύπνου- να κοιμούνται περισσότερο, έκαναν Βρετανοί επιστήμονες.

Οι πειρασμοί και τα οφέλη

"Screen time" in the evening can contribute to body clock disruption (Thinkstock).

Σήμερα πολλοί έφηβοι δεν κοιμούνται πάνω από έξι ώρες το βράδυ, καθώς εξαιτίας των νέων ηλεκτρονικών συσκευών (έξυπνα κινητά υπολογιστές ταμπλέτες κ.α.), οι νυχτερινοί «πειρασμοί» έχουν αυξηθεί. Είναι πάντως αμφίβολο -με βάση την έως τώρα εμπειρία- κατά πόσο οι εκπαιδευτικοί, αλλά και πολλοί γονείς, ιδίως οι εργαζόμενοι, θα ενθουσιαστούν από την ιδέα.

Οι Βρετανοί επιστήμονες, με επικεφαλής τον δρ. Πολ Κέλι του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, που ετοιμάζουν μια μεγάλη έρευνα για να «τεστάρουν» στην πράξη την ιδέα τους, παρουσίασαν το σκεπτικό τους στο Βρετανικό Φεστιβάλ Επιστήμης.

The availability of artificial light has shifted humans' daily rhythm (Thinkstock).

Οι ερευνητές υποστήριξαν ότι η καθυστερημένη έναρξη του σχολείου «θα έχει τεράστια οφέλη για τους εφήβους». Όπως είπαν, η σύγχρονη κοινωνία κακώς δίνει πολύ μικρή σημασία στο λεγόμενο βιολογικό «ρολόι», με συνέπεια να έχει απορυθμιστεί ο βιολογικός ρυθμός των νέων, οι οποίοι κοιμούνται αργά και ξυπνάνε νωρίς.

Σύμφωνα με τους επιστήμονες, η χρόνια στέρηση του ύπνου έχει αρνητικές επιπτώσεις στην υγεία, στην ψυχολογία, αλλά και στην ικανότητα μάθησης των νέων. Για «τεράστιο κοινωνικό ζήτημα» έκανε λόγο ο Κέλι, καθώς οι νέοι χάνουν καθημερινά γύρω στις δύο ώρες αναγκαίου ύπνου ή δέκα συνολικά μέσα στην εβδομάδα (πλην του σαββατοκύριακου).

Το πρόγραμμα

The body clock of adolescents tends to run up to three hours later than young children and older adults (Science Photo Library).

Οι ερευνητές της Οξφόρδης θα ξεκινήσουν εντός του 2016 το νέο πρόγραμμα «Teensleep» (Εφηβικός Ύπνος), με τη συμμετοχή 100 σχολείων, προκειμένου να διεξάγουν «την μεγαλύτερη στον κόσμο τυχαιοποιημένη δοκιμή» πάνω στο θέμα, με τα σχολεία αυτά να ξεκινάνε σε διαφορετικές ώρες.

Τα αποτελέσματα -μεταξύ των οποίων η επίδραση στους βαθμούς των μαθητών- θα ανακοινωθούν το 2018. Ο Κέλι επεσήμανε ότι όχι μόνο στην περίπτωση των νέων, αλλά στους περισσότερους ανθρώπους ηλικίας δέκα έως 55 ετών ο οργανισμός τους δεν είναι βιολογικά προγραμματισμένος να σηκώνονται τόσο νωρίς είτε για το σχολείο είτε για τη δουλειά, γι' αυτό, άλλωστε, καταφεύγουν στα ξυπνητήρια.     

«Έχουμε μια κοινωνία στερημένη από ύπνο, απλώς η ηλικιακή ομάδα 14-24 ετών είναι πιο στερημένη από τις άλλες», τόνισε και πρόσθεσε ότι δεν υπάρχει καμία επιστημονική δικαιολογία, προκειμένου τα σχολεία να ξεκινάνε τόσο νωρίς. Οι επιστήμονες υπογράμμισαν ότι, μεταξύ άλλων, η χρόνια ανεπάρκεια του ύπνου επιδρά στον τρόπο που «δουλεύουν» τα γονίδια και ορισμένες ψυχικές παθήσεις, όπως η σχιζοφρένεια, έχουν σχετιστεί και με την έλλειψη ύπνου.

Γονιδιακή «ρωγμή» στην καταγωγή των Βάσκων. Ancient genomes link early farmers to Basques

Ενδιαφέροντα στοιχεία για το παρελθόν των Βάσκων παρουσιάζει η νέα μελέτη. Δεν είναι αυτόχθονες όπως υποστηρίζουν αλλά προϊόν πρόσμιξης με άλλους πληθυσμούς. An international team led by researchers at Uppsala University reports a surprising discovery from the genomes of eight Iberian Stone-Age farmer remains. The analyses revealed that early Iberian farmers are the closest ancestors to modern-day Basques, in contrast previous hypotheses that linked Basques to earlier pre-farming groups. This is an illustration of every day life in the El Portalon cave during the Neolithic and Copper Age. Credit: Artist: María de la Fuente

Οι Βάσκοι της βόρειας Ισπανίας και της νότιας Γαλλίας ανέκαθεν θεωρούσαν τους εαυτούς τους ως έναν ξεχωριστό πληθυσμό, ενώ η μοναδική γλώσσα τους, που είναι άσχετη από τις ινδοευρωπαϊκές αλλά και από οποιανδήποτε άλλη στον κόσμο, πάντα αποτελούσε πονοκέφαλο για τους γλωσσολόγους.

Τώρα, για πρώτη φορά, με τη βοήθεια της ανάλυσης του αρχαίου DNA, αποκαλύπτεται ότι οι Βάσκοι κατάγονται από τους τοπικούς πληθυσμούς των κυνηγών-τροφοσυλλεκτών της Ιβηρικής Χερσονήσου, οι οποίοι αναμείχθηκαν σταδιακά με τους πρώτους γεωργούς που ήλθαν ως μετανάστες από τα ανατολικά. Έτσι, μάλλον καταρρίπτεται ο ισχυρισμός ότι οι Βάσκοι ήταν ένας πληθυσμός καταγόμενος αποκλειστικά από αυτόχθονες κυνηγούς-συλλέκτες, απομονωμένος εδώ και τουλάχιστον 10.000 χρόνια - κάτι που ίσως τους δυσαρεστήσει!

Η μελέτη

The burial was found deliberately sheltered by large limestone blocks and three other blocks carefully protected the child´s head. The grave was scattered with grave goods suggesting a special status of this boy. The burial is covered by different ornaments, such as ceramics fragments of different sizes sealed with a green-like clay, vessel parts, flint flakes, a bone arrowhead, quartzite and, most surprisingly, the boy was left accompanied by an almost complete calf in anatomical position. This child possibly died of malnutrition as evidenced by a series of lesions in his skull and bones indicating the boy suffered from rickets and/or scurvy (Castilla et al, 2014) at different stages of his life. Credit: Eneko Iriarte

Διεθνής ομάδα γενετιστών, με επικεφαλής τον καθηγητή Ματίας Γιάκομπσον του σουηδικού Πανεπιστημίου της Ουψάλα ανέλυσαν δείγματα DNA από οκτώ σκελετούς της λίθινης εποχής, που βρέθηκαν στο σπήλαιο Ελ Πορταγιόν στην Αταπουέρκα της βόρειας Ισπανίας (καρδιά της χώρας των Βάσκων) και ζούσαν πριν από 3.500 έως 5.500 χρόνια, σε μια εποχή που η γεωργία είχε επικρατήσει, άρα ήσαν γεωργοί.

Η ανάλυση συμπέρανε ότι οι στενότεροι γενετικά συγγενείς των σημερινών Βάσκων ήσαν οι εκείνοι οι πρώτοι νεολιθικοί αγρότες της Ιβηρικής και όχι οι μεσολιθικοί αυτόχθονες κυνηγοί-τροφοσυλλέκτες που προηγήθηκαν των γεωργών. Το βασκικό γονιδίωμα έχει μια παρεμφερή ιστορία με τους ανθρώπους της κεντρικής και βόρειας Ευρώπης, οι οποίοι επίσης προήλθαν από ένα ανακάτεμα των ντόπιων κυνηγών-συλλεκτών με τους αγρότες-μετανάστες.

Οι ερευνητές δήλωσαν ότι οι Βάσκοι - αφότου «γεννήθηκαν» από την επιμιξία των ντόπιων νομάδων και των αγροτών μεταναστών- έμειναν σχετικά απομονωμένοι, χάρη και στο δυσπρόσιτο της περιοχής τους, κατά τα τελευταία 5.000 χρόνια, αλλά όχι περισσότερο. Αυτοί οι πρώτοι Βάσκοι κατάφεραν να απομονωθούν από όλες τις κατοπινές μεταναστεύσεις στην Ιβηρική και έτσι να διατηρήσουν μια διακριτή γενετική και πολιτισμική ταυτότητα. Η μελέτη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «PNAS».

Η γλώσσα

Όσον αφορά τη σύγχρονη βασκική γλώσσα, το μυστήριο παραμένει. Μια εκδοχή -την οποία υποστηρίζει η νέα γενετική έρευνα- είναι ότι προήλθε από μια γλώσσα που μιλούσαν οι πρώτοι γεωργοί στην Ιβηρική, προτού επικρατήσει η ινδο-ευρωπαϊκή γλωσσική οικογένεια. Μια εναλλακτική εκδοχή είναι ότι οι ρίζες της βασκικής βρίσκεται σε μια γλώσσα που μιλούσαν οι κυνηγοί-συλλέκτες και η οποία διατηρήθηκε ακόμη και μετά την επικράτηση της γεωργίας στην Ιβηρική. Πολλοί από τους σχεδόν 700.000 Βάσκους από παλιά ζητούν να γίνουν ανεξάρτητο κράτος.

Πηγή: Ancient genomes link early farmers from Atapuerca in Spain to modern-day Basques, PNAS, www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1509851112