Ανακοίνωσαν την ανακάλυψη του σωματιδίου Odderon. Researchers find evidence of elusive Odderon particle

Επί 50 χρόνια, η επιστημονική κοινότητα αναζητούσε ανεπιτυχώς το ‘σωματίδιο’ Odderon. Πριν από ένα μήνα περίπου, μια σουηδo-ουγγρική ερευνητική ομάδα υποστήριξε σε δημοσίευσή της, ότι ανακάλυψε το μυθικό σωματίδιο, μετά από διεξοδική ανάλυση πειραματικών δεδομένων από τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων (LHC), όπου πραγματοποιούνται συγκρούσεις πρωτονίων. For 50 years, the research community has been hunting unsuccessfully for the so-called Odderon particle. Now, a Swedish-Hungarian research group has discovered the mythical particle with the help of extensive analysis of experimental data from the Large Hadron Collider at CERN in Switzerland.

Το σωματίδιο Odderon σχηματίζεται όταν τα πρωτόνια συγκρούονται ελαστικά μεταξύ τους σε υψηλές ενέργειες, δηλαδή δεν «σπάνε σε κομμάτια», αλλά μεταβάλλουν μόνο την κατεύθυνσή τους. Τα πρωτόνια αποτελούνται από κουάρκ και γλοιόνια, που σχηματίζουν για λίγο τα σωματίδια που ονομάστηκαν Odderon και Pomeron.

Roman Pasechnik, particle physics researcher at Lund University. Credit: Gunnar Ingelman

Στην δεκαετία του 1960 οι φυσικοί χρησιμοποίησαν την θεωρία Regge για να κατανοήσουν τις ελαστικές αλληλεπιδράσεις των πρωτονίων. Η θεωρία Regge παρουσίασε μερικές νέες ιδέες: ένα φαινόμενο που ονομάστηκε Pomeron (από το όνομα του φυσικού Isaak Pomeranchuk) και ένα άλλο που ονομάστηκε Odderon (διότι συνίσταται από περιττό αριθμό γλοιονίων). Το Pomeron είχε σκοπό να εξηγήσει γιατί τα εκτρεπόμενα πρωτόνια είναι πιο πιθανό να αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε υψηλότερες ενέργειες. Οι φυσικοί ερμήνευσαν με επιτυχία την ελαστική σκέδαση σε υψηλές ενέργειες και μικρή μεταφορά ορμής, με την ανταλλαγή ενός Pomeron, το οποίο στην σύγχρονη γλώσσα είναι μια κατάσταση δυο συσσωματωμένων γλοιονίων. Το Odderon, που μελετήθηκε θεωρητικά στις αρχές της δεκαετίας του 1970, βοήθησε στην ερμηνεία της διαφοράς μεταξύ σκέδασης πρωτονίων-πρωτονίων και αντιπρωτονίων-πρωτονίων.

Η ερευνητική ομάδα με τη συμμετοχή φυσικών από το Πανεπιστήμιο Lund, κατάφερε να εντοπίσει το Odderon με ακρίβεια μεγαλύτερη από 5 σίγμα, αφού ολοκλήρωσε μια εξονυχιστική ανάλυση δεδομένων από τον LHC. Σύμφωνα με τον Roman Pasechnik, που συμμετείχε στην έρευνα, «η ανακάλυψή τους αποτελεί ένα ορόσημο για την σωματιδιακή φυσική!»

Πηγές: T. Csörgő et al. Evidence of Odderon-exchange from scaling properties of elastic scattering at TeV energies, The European Physical Journal C (2021). DOI: 10.1140/epjc/s10052-021-08867-6 - https://scitechdaily.com/after-50-year-international-hunt-physicists-discover-mythical-odderon-particle/ - https://physicsgg.me/2021/03/22/

 

 

Το Hubble βλέπει τις αλλαγές των εποχών στον Κρόνο. Hubble Sees Changing Seasons on Saturn

Φωτογραφίες του Κρόνου από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubbleπου που λήφθηκαν διαδοχικά το 2018, 2019, και 2020 καθώς το βόρειο ημισφαίριο του πλανήτη μεταβαίνει από το καλοκαίρι προς το φθινόπωρο. Hubble Space Telescope images of Saturn taken in 2018, 2019, and 2020 as the planet’s northern hemisphere summer transitions to fall. Credit: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Οι τέσσερις εποχές στη Γη, χειμώνας, άνοιξη, καλοκαίρι και φθινόπωρο, σχετίζονται με έναν θεμελιώδη νόμο της φυσικής: την αρχή διατήρησης της στροφορμής. Συνέπεια της διατήρησης της ιδιοστροφορμής είναι η σταθερότητα του άξονα περιστροφής της Γης, και της διατήρησης της τροχιακής στροφορμής, η επίπεδη τροχιά της.

Did you know that the Sun’s light shines differently on Earth at different times of the year? In this visualization watch as the Earth orbits the Sun, rotating, like a slightly tilted, spinning top. This rotation changes the angle at which sunlight hits the surface of our planet, creating the different seasons we experience here on Earth. Can you see how sunlight at different times of the year changes the productivity of life on land and in our oceans? Video Credit: California Academy of Sciences Visualization Studio

Παρά λοιπόν το γεγονός ότι η Γη περιφέρεται αδιάκοπα γύρω από τον Ήλιο, ο άξονας περιστροφής της Γης έχει κλίση 23,4° με την κάθετη στο επίπεδο της τροχιάς της. Και γι αυτό δημιουργούνται οι 4 εποχές στην Γη, όπως εξηγεί το παραπάνω βίντεο.

Hubble Space Telescope images of Saturn taken in 2018, 2019, and 2020 as the planet’s northern hemisphere summer transitions to fall. Credits: NASA/ESA/STScI/A. Simon/R. Roth

Κάτι παρόμοιο συμβαίνει και στον πλανήτη Κρόνο (η αντίστοιχη κλίση του άξονα ιδιοπεριστροφής του είναι 27°), με την διαφορά ότι οι η κάθε εποχή του διαρκεί πάνω από 7 χρόνια. Τα δεδομένα του διαστημικού τηλεσκοπίου Hubble δείχνουν ότι από το 2018 έως το 2020 ο ισημερινός του Κρόνου έγινε 5 έως 10% τοις εκατό φωτεινότερος και οι άνεμοι μεταβλήθηκαν. Το 2018, οι άνεμοι που μετρήθηκαν κοντά στον ισημερινό είχαν ταχύτητα περίπου 1.600 χιλιόμετρα την ώρα, ισχυρότεροι από αυτούς που μετρήθηκαν από το διαστημικό σκάφος Cassini της NASA κατά την περίοδο 2004-2009, όταν η ταχύτητά τους ήταν περίπου 1.300 χιλιόμετρα την ώρα. Το 2019 και το 2020 μειώθηκαν στις ταχύτητες που είχε μετρήσει το Cassini.

Ο Κρόνος είναι ο έκτος πλανήτης του ηλιακού μας συστήματος σε απόσταση περίπου 1,4 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο. Χρειάζονται περίπου 29 γήινα χρόνια για να ολοκληρώσει μια πλήρη περιφορά γύρω απόν Ήλιο, και γι αυτό η κάθε εποχή στον Κρόνο διαρκεί κάτι περισσότερο από επτά γήινα χρόνια.

Πηγές: “Midsummer Atmospheric Changes in Saturn’s Northern Hemisphere from the Hubble OPAL Program” by Amy A. Simon, Ricardo Hueso, Agustín Sánchez-Lavega and Michael H. Wong, 11 March 2021, Planetary Science Journal. DOI: 10.3847/PSJ/abe40f - https://www.nasa.gov/image-feature/goddard/2021/saturn-season-change - http://www.sci-news.com/astronomy/hubble-midsummer-atmospheric-changes-northern-hemisphere-saturn-09469.html - https://physicsgg.me/2021/03/20/

 

iBlastoid: «Ξεκλειδώνουν» τα μοριακά μυστήρια της πρώιμης ανθρώπινης ανάπτυξης. Meet the iBlastoid: A game-changer in unlocking the molecular mystery of early human life

Για πρώτη φορά, οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν ανθρώπινα κύτταρα για να φτιάξουν δομές που μιμούνται τα πρώτα στάδια ανάπτυξης, κάτι που λένε ότι θα ανοίξει το δρόμο για περισσότερη έρευνα χωρίς να χρειαστεί να ξεφύγουν από περιορισμούς στη χρήση πραγματικών εμβρύων. Scientists have discovered that they can generate induced blastoids, or iBlastoids, that emulate natural human blastoids. Because iBlastoids are built of reprogrammed skin cells, they represent research material that may come to be more readily available than natural human blastoids, which are typically donated to researchers following in vitro fertilization. The iBlastoid structures look like real human blastocysts. Credit: Monash University

Για πρώτη φορά στον κόσμο, δύο ανεξάρτητες διεθνείς επιστημονικές ομάδες ανακοίνωσαν ότι κατάφεραν να δημιουργήσουν -μέσω κυτταρικής καλλιέργειας στο εργαστήριο- μοντέλα του πρώιμου ανθρώπινου εμβρύου, της βλαστοκύστης, κάνοντας είτε χρήση κυττάρων του δέρματος ενηλίκων είτε πολυδύναμων βλαστικών κυττάρων. Το επίτευγμα που -και για τις δύο τεχνικές- χαρακτηρίζεται επαναστατικό, θα επιτρέψει, μεταξύ άλλων, την καλύτερη μελέτη των αιτιών της αποβολής στο αρχικό στάδιο της κύησης, καθώς επίσης των επιπτώσεων των φαρμάκων και τοξικών ουσιών στην ανάπτυξη του εμβρύου.

Professor Jose Polo in front of images of model embryos. Credit: Monash University

Στην πρώτη περίπτωση, οι ερευνητές από την Αυστραλία, τις ΗΠΑ, την Κίνα και τη Σιγκαπούρη, με επικεφαλής τον καθηγητή Χοσέ Πόλο του Ινστιτούτου Βιοϊατρικής Ανακάλυψης του αυστραλιανού Πανεπιστημίου Μόνας, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό «Nature», αναπρογραμμάτισαν ανθρώπινα κύτταρα δέρματος (ινοβλάστες), ώστε να μετατραπούν σε μία τρισδιάστατη σφαιρική κυτταρική δομή, η οποία μοροφολογικά και μοριακά είναι παρόμοια (αν και όχι τελείως ίδια) με τη βλαστοκύστη του ανθρώπου, δηλαδή με το αρχικό -μόλις λίγων ημερών- στάδιο ανάπτυξης του εμβρύου.

A: The fertilisation process leading to human blastocyst; B: the process leading to human iBlastoids generated from skin cells.

Αυτό το εργαστηριακό μοντέλο εμβρύου, που ονομάστηκε iBlastoid, μπορεί πλέον να χρησιμοποιηθεί -αντί ενός κανονικού εμβρύου- για τη μελέτη της εμβρυϊκής βιολογίας. Μέχρι σήμερα ο μόνος τρόπος για να μελετηθούν οι πρώτες ημέρες του εμβρύου είναι από βλαστοκύστες που έχουν αποκτηθεί μέσω δωρεάς από τη διαδικασία της εξωσωματικής γονιμοποίησης, κάτι που περιορίζει τη διαθεσιμότητά τους. Πιο πρόσφατα, άλλοι επιστήμονες ανέπτυξαν δομές τύπου βλαστοκυστών σε ποντίκια, αλλά είναι η πρώτη φορά που κάτι ανάλογο γίνεται με τη χρήση ανθρώπινων κυττάρων.

«Τα iBlastoids θα επιτρέψουν στους επιστήμονες να μελετήσουν τα πολύ αρχικά βήματα της ανθρώπινης ανάπτυξης και μερικές από τις αιτίες της υπογονιμότητας, των εκ γενετής παθήσεων και της επίπτωσης των τοξινών και των ιών στα πρώιμα έμβρυα, χωρίς να χρειάζεται η χρήση ανθρώπινων βλαστοκυστών, επιταχύνοντας έτσι την κατανόησή μας και την ανάπτυξη νέων θεραπειών», δήλωσε ο δρ Πόλο.

Η υπογονιμότητα και η πρώιμη αποβολή του εμβρύου συμβαίνει μέσα στις πρώτες δύο εβδομάδες μετά τη σύλληψη, όταν οι γυναίκες δεν ξέρουν καν ότι είναι έγκυες. Αυτές οι «σιωπηλές» αποβολές πιθανώς αποτελούν ένα σημαντικό ποσοστό του συνολικού αριθμού αποβολών παγκοσμίως. Τα iBlastoids θα συμβάλουν, ώστε οι επιστήμονες να ρίξουν περισσότερο φως σε αυτές τις αφανείς αποβολές.

Two new papers describe the generation of so-called blastoids, which could avoid the use of embryonic cells and make studying early human development much more accessible. A human blastoid with nuclei labeled in blue, cell membranes in red, and cell junctions in green. CREDIT: COURTESY JUN WU LAB, UT SOUTHWESTERN

Στη δεύτερη μελέτη, που δημοσιεύθηκε επίσης στο «Nature», οι ερευνητές, με επικεφαλής τον δρα Τζουν Γου του Νοτιοδυτικού Ιατρικού Κέντρου του Πανεπιστημίου του Τέξας, ακολούθησαν μία διαφορετική στρατηγική, ξεκινώντας από ανθρώπινα πολυδύναμα βλαστοκύτταρα, για να αναπτύξουν στο εργαστήριο τρισδιάστατα βλαστοειδή σαν τις βλαστοκύστες. Τα εργαστηριακά βλαστοειδή μοιάζουν με τις ανθρώπινες βλαστοκύστες στη μορφολογία, στο μέγεθος, στον αριθμό των κυττάρων και στη σύνθεση. Τόνισαν, πάντως, ότι αυτά τα βλαστοειδή δεν είναι ισοδύναμα ακριβώς με τις βλαστοκύστες και δεν μπορούν να εξελιχθούν σε βιώσιμο ανθρώπινο έμβρυο.

Αναπόφευκτα, οι νέες έρευνες, οι οποίες χρειάζονται περίπου μία εβδομάδα για να καλλιεργήσουν στο εργαστήριο τα μοντέλα των βλαστοκυστών, εγείρουν ζητήματα βιοηθικής. Καθώς δεν υπάρχει νομικό προηγούμενο αναφορικά με την έρευνα σε μοντέλα βλαστοκυστών όπως τα iBlastoids και με δεδομένο ότι οι διεθνείς επιστημονικές οδηγίες είναι οι ανθρώπινες βλαστοκύστες να μην καλλιεργούνται στο εργαστήριο (in vitro) πέρα από τη 14η ημέρα της εμβρυικής ανάπτυξης, ο Πόλο και οι συνεργάτες του δεν καλλιέργησαν τα iBlastoids πέρα από την 11η ημέρα.

Σύντομα αναμένονται οι νέες καθοδηγητικές αρχές της Διεθνούς Εταιρείας για την Έρευνα σε Βλαστικά Κύτταρα και δεν είναι γνωστό κατά πόσο θα περιλαμβάνουν κάτι και για τις νέες βλαστοκύστες εργαστηρίου όπως τα iBlastoids.

Πηγές:   X. Liu et al., “Modelling human blastocysts by reprogramming fibroblasts into iBlastoids,” Nature, doi:10.1038/s41586-021-03372-y, 2021.- L. Yu et al., “Blastocyst-like structures generated from human pluripotent stem cells,” Nature, doi:10.1038/s41586-021-03356-y, 2021. -   https://lens.monash.edu/@medicine-health/2021/03/18/1382960/meet-the-iblastoid-a-game-changer-in-unlocking-the-molecular-mystery-of-early-human-life - https://www.newscientist.com/article/2271680-human-skin-cells-altered-to-mimic-early-stage-of-embryo-development/ - https://www.the-scientist.com/news-opinion/human-blastocyst-like-structures-made-in-the-lab-68552 - https://www.amna.gr/home/article/537337/Ta-prota-ston-kosmo-montela-proimou-anthropinou-embruou-dimiourgisan-oi-epistimones-sto-ergastirio-chrisimopoiontas-kuttara-dermatos-i-blastokuttara

 

Το χρώμα των ματιών, πιο μυστηριώδες από ό,τι πιστεύαμε. Eye color genetics not so simple, study finds

Η γενετική βάση του χρώματος των ματιών μας είναι πιο περίπλοκη από ότι πίστευαν μέχρι πρότινος οι επιστήμονες. An international team of researchers led by King's College London and Erasmus University Medical Center Rotterdam have identified 50 new genes for eye color in the largest genetic study of its kind to date. Louise Élisabeth Vigée Le Brun (1755–1842), Life Study of Lady Hamilton as the Cumaean Sybil (1792), oil on canvas, 73 x 57.2 cm, Private collection. Wikimedia Commons.

Το χρώμα της ίριδας που βλέπουμε όταν κοιτάμε κατάματα το αγαπημένο μας πρόσωπο ενδέχεται να είναι αποτέλεσμα πιο πολύπλοκων διεργασιών απ’ ότι γνώριζε μέχρι πρότινος η επιστημονική κοινότητα.

Αυτό υποδεικνύουν τα αποτελέσματα έρευνας με βάση το Βασιλικό Κολλέγιο του Λονδίνου, τα οποία δημοσιεύτηκαν πρόσφατα στην επιθεώρηση Science Advances. Οι επιστήμονες αναγνώρισαν 61 γονίδια που παίζουν ρόλο στον καθορισμό του χρώματος των ματιών. Η μελέτη, η οποία όπως σημειώνεται είναι η μεγαλύτερη που έχει πραγματοποιηθεί μέχρι σήμερα για το χρώμα των ματιών, συμπεριέλαβε 195.000 ανθρώπους, από τους οποίους οι 157.485 στην Ευρώπη και 35.501 την Ασία.

Πολύπλοκη γονιδιακή βάση

The largest genome-wide association study for eye color to date, involving up to 192,986 European participants from 10 populations, has identified 124 independent associations arising from 61 genomic regions, including 50 previously unidentified, and demonstrated that several of these genes also have an effect on eye color in Asians. Human eye color is highly heritable, but its genetic architecture is not yet fully understood. Image credit: Pexels.

Για να διαπιστώσουν ποια γονίδια εμπλέκονται στη ρύθμιση του χρώματος της ίριδας, οι ερευνητές πραγματοποίησαν μια μελέτη συσχέτισης σε όλο το γονιδίωμα (GWS), κατά την οποία ελέγχονται παραλλαγές μιας ποικιλίας γονιδίων. Με τον τρόπο αυτό εντόπισαν συνολικά 61 γονίδια που εμπλέκονται στο χρώμα της ίριδας, από τα οποία 50 δεν είχαν αναγνωριστεί προηγουμένως να συμβάλουν στον καθορισμό του χρώματος.

Επιπλέον, οι ερευνητές ανέλυσαν το γονιδίωμα 1.636 ανθρώπων ασιατικής προέλευσης προκειμένου να διερευνήσουν εάν τα γονίδια του χρώματος είναι ίδια με αυτά στους ανθρώπους ευρωπαϊκής προέλευσης. Η ανάλυση έδειξε ότι ανάμεσα σε Ασιάτες των οποίων το χρώμα το ματιών έχει αποχρώσεις του καφέ και σε Ευρωπαίους των οποίων η ίριδα είναι σκούρο καφέ μέχρι και ανοιχτό μπλε, υπάρχει παρόμοια γενετική βάση.

Πολύτιμα συμπεράσματα για τις ασθένειες

“The findings are exciting because they bring us to a step closer to understanding the genes that cause one of the most striking features of the human faces, which has mystified generations throughout our history. This will improve our understanding of many diseases that we know are associated with specific pigmentation levels” Dr. Hysi said. Gustave Moreau (1826–1898), Oedipus and the Sphinx (detail) (1864), oil on canvas, 206.4 x 104.8 cm, The Metropolitan Museum of Art (Bequest of William H. Herriman, 1920), New York, NY. Courtesy of The Metropolitan Museum of Art, via Wikimedia Commons.

Όπως σημείωσαν οι ερευνητές, τα ευρήματα θα συμβάλουν στην κατανόηση της γενετικής βάσης ασθενειών όπως κάποιες μορφές γλαυκώματος ή αλφισμού, στις οποίες επηρεάζονται οι χρωστικές του ματιού. «Τα αποτελέσματα της έρευνας είναι ενδιαφέροντα επειδή μας φέρνουν ένα βήμα πιο κοντά στο να κατανοήσουμε τα γονίδια που βρίσκονται πίσω από ένα από τα πιο εντυπωσιακά γνωρίσματα του ανθρώπινου προσώπου» σημείωσε ο Δρ. Πίρο Χίσι, ένας από τους συγγραφείς της δημοσίευσης, συμπληρώνοντας ότι «τα αποτελέσματα θα συμβάλουν επίσης στην κατανόηση πολλών ασθενειών οι οποίες γνωρίζουμε ότι συνδέονται με συγκεκριμένα επίπεδα χρωματισμού».

Πηγές: Genome-wide association study in almost 195,000 individuals identifies 50 previously unidentified genetic loci for eye color. Science Advances, 2021; 7 (11): eabd1239 DOI: 10.1126/sciadv.abd1239 - http://www.sci-news.com/genetics/50-eye-color-genes-09451.html - https://www.tovima.gr/2021/03/18/science/to-xroma-ton-mation-pio-mystiriodes-apo-oti-pisteyame/

 

 

Επιστήμονες ανακάλυψαν δεινόσαυρο καθισμένο σε φωλιά αυγών με απολιθωμένα έμβρυα. Frozen in time: Scientists find rare fossil of dinosaur sitting on eggs with embryos inside

Τον ενθουσιασμό των επιστημόνων έχει προκαλέσει η πρώτη ανακάλυψη ενός απολιθωμένου δεινοσαύρου που εντοπίστηκε να κάθεται πάνω σε μια φωλιά αυγών με απολιθωμένα έμβρυα. Το απολίθωμα του Οβιραπτορόσαυρου αποκαλύφθηκε σε βράχους ηλικίας 70 εκατομμυρίων ετών. The discovery proves oviraptorosaur was just a parent who nurtured its young, says paleontologist. An attentive oviraptorid theropod dinosaur broods its nest of blue-green eggs while its mate looks on in what is now Jiangxi Province of southern China some 70 million years ago. Artwork by Zhao Chuang, PNSO.

Τουλάχιστον τρία από αυτά ήταν ορατά. Το απολίθωμα του Οβιραπτορόσαυρου αποκαλύφθηκε σε βράχους ηλικίας 70 εκατομμυρίων ετών στην πόλη Ganzhou της Κίνας, δήλωσε το Μουσείο Φυσικής Ιστορίας Carnegie (CMNH) σε δελτίο τύπου τον Ιανουάριο. Οι Οβιραπτορόσυροι ήταν μέρος μιας διαφορετικής ομάδας φτερωτών δεινοσαύρων, που ζούσαν κατά την κρητιδική περίοδο.

The ~70-million-year-old fossil in question: an adult oviraptorid theropod dinosaur sitting atop a nest of its eggs. Multiple eggs (including at least three that contain embryos) are clearly visible, as are the forearms, pelvis, hind limbs, and partial tail of the adult. Photo by Shundong Bi, Indiana University of Pennsylvania.

«Οι δεινόσαυροι που διατηρούνται στις φωλιές τους είναι σπάνιοι, όπως και τα έμβρυα. Αυτή είναι η πρώτη φορά που ένας δεινόσαυρος που δεν ανήκει στα πτηνά βρέθηκε να κάθεται σε μια φωλιά με αυγά, που διατηρούν μέσα τα έμβρυα. Ένα μοναδικό, θεαματικό δείγμα», δήλωσε ο Shundong Bi, Ερευνητής και καθηγητής του CMNH στο Πανεπιστήμιο της Ιντιάνα της Πενσυλβανίας.

Ο Bi και ο Xing Xu, καθηγητής στην Κινεζική Ακαδημία Επιστημών, ήταν οι κύριοι συγγραφείς μιας εργασίας που ανακοίνωσε την ανακάλυψη στο Science Bulletin.

Skeletal reconstruction of the adult oviraptorid showing preserved bones (in white). Artwork by Andrew McAfee, Carnegie Museum of Natural History.

Σύμφωνα με τα απολιθώματα αυτού, που πιστεύεται ότι είναι ένας ενήλικος Οβιραπτορόσαυρος, εικάζεται ότι είχε πάνω από 24 αυγά, από τα οποία, τουλάχιστον επτά, διατηρούσαν τα οστά μερικών εμβρύων, που βρέθηκαν στο εσωτερικό, ανέφεραν οι ερευνητές στο περιοδικό. Μερικά από τα έμβρυα, μέσα στα αυγά ήταν ορατά, καθώς και άλλα μέρη όπως ήταν «η λεκάνη, τα οπίσθια άκρα και μερική ουρά του ενήλικα», δήλωσε το CMNH.

«Το τελευταίο στάδιο ανάπτυξης των εμβρύων και η εγγύτητα του ενήλικα με τα αυγά υποδηλώνει έντονα ότι η «μαμά» πέθανε κατά την επώαση στη φωλιά» ανέφερε το CMNH. Η ανακάλυψη αυτή φέρνει στο φως πολλές λεπτομέρειες για το είδος αυτό του δεινοσαύρου. Μεταξύ αυτών και το γεγονός ότι οι δεινόσαυροι φρόντιζαν τους απογόνους τους.

Matt Lamanna is a paleontologist and dinosaur researcher from the Carnegie Museum of Natural History. (Carnegie Museum of Natural History)

Παρόλο που στο παρελθόν βρέθηκαν μερικοί ενήλικοι Οβιραπτορόσαυροι στις φωλιές των αυγών τους, δεν βρέθηκαν ποτέ έμβρυα μέσα σε αυτά τα αυγά», δήλωσε ο δρ Matt Lamanna, παλαιοντολόγος - επικεφαλής του τμήματος στο CMNH.

«Στο νέο δείγμα, τα μωρά ήταν σχεδόν έτοιμα να εκκολαφθούν, κάτι που μας λέει - χωρίς αμφιβολία- ότι αυτός ο Οβιραπτορόσαυρος τα φρόντιζε για πολύ καιρό. Αυτός ο δεινόσαυρος ήταν ένας γονιός που νοιαζόταν, ένας γονιός που τελικά έχασε τη ζωή του ενώ φρόντιζε τα μικρά του» πρόσθεσε.

Το απολίθωμα έδωσε επίσης στους ερευνητές μια εικόνα για την διατροφή, που ακολουθούσαν οι συγκεκριμένοι δεινόσαυροι. Και αυτό, επειδή εντοπίστηκαν στο απολίθωμα βότσαλα, πιθανότατα γαστρόλιθοι  ή «πέτρες στομάχου», στην κοιλιακή περιοχή.

Οι δεινόσαυροι συνήθιζαν να καταπίνουν σκόπιμα πέτρες για να αφομοιώνουν καλύτερα την τροφή τους. Ωστόσο, σύμφωνα με το CMNH, αυτή είναι η πρώτη φορά, που εντοπίστηκαν γαστρόλιθοι σε αυτό το είδος του δεινόσαυρου.

«Είναι εξαιρετικό αν σκεφτεί κανείς, πόσες πληροφορίες σχετικά με την βιολογία τους συλλέγονται από αυτό και μόνο το απολίθωμα», δήλωσε ο Xu. «Θα μαθαίνουμε από αυτό το δείγμα για πολλά χρόνια ακόμη» πρόσθεσε.

Πηγές: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2095927320307635?via%3Dihub - https://carnegiemnh.org/press/researchers-announce-worlds-first-dinosaur-preserved-sitting-on-nest-of-eggs-with-fossilized-babies/ - https://www.lifo.gr/now/world/epistimones-anakalypsan-deinosayro-kathismeno-se-folia-aygon-me-apolithomena-embrya

 

 

 

Σωματίδιο αντιύλης «τερατώδους» ενέργειας ανιχνεύθηκε στην Ανταρκτική. Monster antimatter particle slams into Antarctica

Μια καλλιτεχνική απόδοση του εργαστηρίου IceCube στο Νότιο Πόλο. Η μοναδική μέχρι σήμερα ανίχνευση ενός «συντονισμού Glashow» απεικονίζεται με την μπλε λάμψη μιας ράβδου. On December 6, 2016, a high-energy particle hurtled to Earth from outer space at close to the speed of light. It triggered the sensors of the IceCube Neutrino Observatory, a massive telescope buried in the Antarctic glacier. IceCube had seen a Glashow resonance event, a phenomenon predicted by Nobel laureate physicist Sheldon Glashow in 1960. A South Pole scene of the IceCube Laboratory against a backdrop of auroras displayed inside an artistic rendition of a photomultiplier tube. The resonance is depicted as a glowing blue rod, representing the first string in IceCube to observe early pulses from the event. Credit: IceCube Collaboration (ICL photo by Yuya Makino, IceCube/NSF)

Ένα αντινετρίνο έφτασε στη Γη με ενέργεια ίση με την κινητική ενέργεια ενός κουνουπιού ταχύτητας 8,2 Mach – τόση ενέργεια στον κόσμο των σωματιδίων θεωρείται ‘εκκωφαντικά’ τεράστια – και συγκρούστηκε με ένα ηλεκτρόνιο των πάγων της Ανταρκτικής, προκαλώντας μια σπάνια αλληλεπίδραση. Τέτοια σπάνια γεγονότα είχαν προβλεφθεί θεωρητικά το 1960, αλλά ουδέποτε είχαν ανιχνευθεί.

Το εν λόγω γεγονός συνέβη το 2016, όμως οι ερευνητές το διερεύνησαν αναλυτικά και το επιβεβαιώνουν στην εργασία τους που δημοσιεύθηκε στις 10 Μαρτίου στο περιοδικό Nature. Το αντινετρίνο του ηλεκτρονίου με ταχύτητα σχεδόν ίση με την ταχύτητα του φωτός, συγκρούστηκε με ένα ηλεκτρόνιο κάπου στον πάγο της Ανταρκτικής.

A visualization of the Glashow event recorded by the IceCube detector. Each colored circle shows an IceCube sensor that was triggered by the event; red circles indicate sensors triggered earlier in time, and green-blue circles indicate sensors triggered later. This event was nicknamed “Hydrangea.” Credit: IceCube Collaboration

Αυτή η σύγκρουση δημιούργησε έναν πίδακα σωματιδίων που εντοπίστηκαν από τον υπόγειο ανιχνευτή IceCube – ο οποίος είναι υπεύθυνος για μεγάλο μέρος της έρευνας σχετικά με τα νετρίνα υψηλής ενέργειας την τελευταία δεκαετία.

Οι φυσικοί του IceCube αναφέρουν ότι αυτός ο πίδακας σωματιδίων περιείχε αποδεικτικά στοιχεία για ένα φαινόμενο που είχε προβλεφθεί θεωρητικά, αλλά ποτέ δεν είχε εντοπιστεί, γνωστό ως «συντονισμός Glashow» .

A timeline of major milestones in neutrino astronomy. Credit: IceCube Collaboration

Το 1960, ο φυσικός Sheldon L. Glashow, τότε μεταπτυχιακός ερευνητής στο Σκανδιναβικό Ινστιτούτο Θεωρητικής Φυσικής στη Δανία, προέβλεψε ότι όταν ένα αντινετρίνο με την κατάλληλα υψηλή ενέργεια συγκρούεται με ένα ηλεκτρόνιο, παράγεται βαρύ βραχύβιο σωματίδιο γνωστό σήμερα ως μποζόνιο W:

Η πρόβλεψη του Glashow βασίζεται στους θεμελιώδεις κανόνες του Kαθιερωμένου Προτύπου της σωματιδιακής φυσικής, την θεωρία που περιγράφει το κόσμο των στοιχειωδών σωματιδίων. Υπενθυμίζεται ότι το μποζόνιο W, φορέας των ασθενών αλληλεπιδράσεων, ανακαλύφθηκε το 1983!

Το αντινετρίνο του ηλεκτρονίου το οποίο δημιούργησε το γεγονός του συντονισμού Glashow έφτασε από πολύ μακριά πριν φτάσει στο IceCube. Στο παραπάνω γράφημα  (χωρίς κλίμακα) η μπλέ διακεκομμένη γραμμή δείχνει την διαδρομή του αντινετρίνου. The electron antineutrino that created the Glashow resonance event traveled quite a distance before reaching IceCube. This graphic shows its journey; the blue dotted line is the antineutrino’s path. (Not to scale.) Credit: IceCube Collaboration

Η ανίχνευση του συντονισμού Glashow είναι μια ισχυρή επιβεβαίωση του Καθιερωμένου Προτύπου. Αλλά απαιτεί το νετρίνο να μεταφέρει ενέργεια 6.3 PetaelectronVolts (1PeV=10¹⁵eV), πολύ περισσότερη από οποιαδήποτε ενέργεια μπορεί σήμερα να επιτευχθεί στους επιταχυντές σωματιδίων.

Συνήθως είναι δύσκολο να αντιληφθούμε τους αριθμούς που περιγράφουν μεγέθη των σωματιδίων υψηλών ενεργειών. Ένα νετρίνο έχει μάζα μικρότερη από 2×10⁻³⁷kg, και χιλιάδες νετρίνα χαμηλής ενέργειας που παράγονται στον ήλιο περνούν μέσα από το σώμα μας κάθε δευτερόλεπτο χωρίς να τα αντιλαμβανόμαστε. Ένα νετρίνο με ενέργεια 6,3 PeV είναι ‘θηριώδες’. Σύμφωνα με το CERN, ένα teraelectronvolt (TeV) ισοδυναμεί με την ενέργεια ενός κουνουπιού που πετά με ταχύτητα 1 mph (1,6 km/h). Και τα 6,3 PeV είναι 6.300 TeV. Έτσι, ένα σμήνος 6.300 κουνουπιών με αυτή την ταχύτητα (ή ένα μόνο κουνούπι με ταχύτητα 8,2 Mach, πάνω από τέσσερις φορές η μέγιστη ταχύτητα ενός F-16), ισοδυναμεί με την ενέργεια ενός απειροελάχιστου σωματιδίου που απαιτείται για τον συντονισμό του Glashow.

Συγκριτικά, μπορούμε να πούμε επίσης ότι η ενέργεια των 6,3 PeV είναι 450 φορές η μέγιστη ενέργεια που μπορεί να παράγει ο Μεγάλος Επιταχυντής Αδρονίων (LHC).

An photograph shows the surface portion of the IceCube Neutrino Observatory. (Image credit: Martin Wolf/IceCube/NSF)

Δεδομένης της τεράστιας απαιτούμενης ενέργειας, κανένας δεν ήλπιζε να ανιχνεύσει τον συντονισμό του Glashow στα πειράματα των επίγειων επιταχυντών. Αλλά το IceCube, ανιχνεύει σωματίδια που καταφτάνουν από το αχανές διάστημα. Το σωματίδιο που χτύπησε στον  πάγο της Ανταρκτικής το 2016 παρήγαγε έναν χαρακτηριστικό πίδακα σωματιδίων που σύμφωνα με τους ερευνητές προήλθε από την διάσπαση του μποζονίου W. Κι αυτό είναι το χαρακτηριστικό σημάδι ενός αντινετρίνου 6.3PeV και του συντονισμού του Glashow.

Sheldon L. Glashow. Higgins Professor of Physics, Emeritus. 1979 Nobel Prize in Physics: "For ... contributions to the theory of the unified weak and electromagnetic interaction between elementary particles, including, inter alia, the prediction of the weak neutral current."

Ο Sheldon Glashow, που βραβεύθηκε με το Νόμπελ Φυσικής το 1979 για την συνεισφορά του στην ενοποίηση ασθενών και ηλεκτρομαγνητικών δυνάμεων και την πρόβλεψη του ασθενούς ουδέτερου ρεύματος, δήλωσε σχετικά με την ανίχνευση του συντονισμού του: «Για να είμαστε απολύτως σίγουροι, θα πρέπει να δούμε άλλο ένα τέτοιο γεγονός στην ίδια ενέργεια με αυτό που παρατηρήσαμε. Μέχρι στιγμής υπάρχει ένα, και στο μέλλον θα υπάρχουν περισσότερα».

Οι φυσικοί εξακολουθούν να μην είναι σίγουροι για το πώς παράχθηκε το τερατώδους ενέργειας σωματίδιο της αντιύλης. Η ανίχνευση περισσότερων γεγονότων, θα βελτιώσει την θεωρητική περιγραφή των κοσμικών επιταχυντών που παράγουν τέτοια ακραία σωματίδια, εκτοξεύοντάς τα προς τη Γη.

Πηγές:  The IceCube Collaboration., Aartsen, M.G., Abbasi, R. et al. Detection of a particle shower at the Glashow resonance with IceCube. Nature 591, 220–224 (2021). https://doi.org/10.1038/s41586-021-03256-1 - https://icecube.wisc.edu/news/press-releases/2021/03/icecube-detection-of-a-high-energy-particle-proves-60-year-old-theory/ -  www.livescience.com - https://physicsgg.me/2021/03/17/

 

 

 

Θεωρητική μέθοδος για ταξίδια σε ταχύτητες μεγαλύτερες του φωτός. Breaking the warp barrier for faster-than-light travel

Επανεκκινείται η συζήτηση για την πιθανότητα ταξιδιών σε ταχύτητες μεγαλύτερες του φωτός με βάση τη συμβατική φυσική. New theoretical hyper-fast soliton solutions. If travel to distant stars within an individual's lifetime is going to be possible, a means of faster-than-light propulsion will have to be found. To date, even recent research about faster-than-light transport would require vast amounts of hypothetical particles and states of matter that have 'exotic' physical properties. New research gets around this problem by constructing a new class of hyper-fast 'solitons.'

Η επίτευξη ταχυτήτων μεγαλύτερων αυτής του φωτός θα αποτελούσε «κλειδί» για να καταστούν δυνατά τα ταξίδια σε μακρινά άστρα- ωστόσο ακόμα και οι πιο σύγχρονες έρευνες για μεταφορές σε υπερφωτονικές ταχύτητες με βάση τη γενική θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν θα απαιτούσαν μεγάλες ποσότητες υποθετικών σωματιδίων και καταστάσεων ύλης με «εξωτικές» φυσικές ιδιότητες, όπως η αρνητική πυκνότητα ενέργειας. Αυτός ο τύπος ύλης είτε δεν μπορεί να βρεθεί είτε δεν μπορεί να παραχθεί σε ικανές ποσότητες. Αντίθετα, νέα έρευνα που διεξήχθη στο Πανεπιστήμιο του Γκέτινγκεν «παρακάμπτει» αυτό το πρόβλημα δημιουργώντας μια νέα κατηγορία εξαιρετικά ταχέων «σολιτονίων», χρησιμοποιώντας πηγές με μόνο θετικές ενέργειες που μπορούν να επιτρέψουν ταξίδι σε οποιαδήποτε ταχύτητα. Αυτό επανεκκινεί τη συζήτηση για την πιθανότητα ταξιδιών σε ταχύτητες μεγαλύτερες του φωτός με βάση τη συμβατική φυσική.

Artistic impression of different spacecraft designs considering theoretical shapes of different kinds of “warp bubbles.” Credit: E Lentz.

Η εν λόγω έρευνα δημοσιεύτηκε στο Classical and Quantum Gravity. Ο συντάκτης της, Έρικ Λεντς, ανέλυσε υπάρχουσες έρευνες και ανακάλυψε κενά σε προηγούμενες μελέτες πάνω σε «κινητήρες στρέβλωσης» (warp drives). Ο Λεντς πρόσεξε ότι υπήρχαν ανεξερεύνητες ακόμα καταστάσεις καμπυλότητας του χωροχρόνου οργανωμένες σε «σολιτόνια», που έχουν τη δυνατότητα να επιλύσουν τον γρίφο, διατηρώντας τη φυσική βιωσιμότητα.

What is a warp drive? Are they scientifically possible? How does the Alcubierre drive work? Credit: Sabine Hossenfelder

Ένα σολιτόνιο- ανεπίσημα χαρακτηρίζεται και ως «φυσαλίδα στρέβλωσης» (ή «δίνης»)- είναι ένα συμπαγές κύμα που διατηρεί το σχήμα του και κινείται με συνεχή ταχύτητα. Ο Λεντς «έβγαλε» εξισώσεις Αϊνστάιν για ανεξερεύνητες διαρρυθμίσεις σολιτονίων, διαπιστώνοντας ότι οι αλλαγμένες γεωμετρίες χωροχρόνου μπορούσαν να σχηματιστούν με έναν τρόπο που λειτουργούσε ακόμα και με συμβατικές ενεργειακές πηγές. Στην ουσία, η νέα μέθοδος χρησιμοποιεί την ίδια τη δομή του χωροχρόνου, διαρρυθμισμένη σε ένα σολιτόνιο, για να παρέχει μια λύση για ταξίδια γρηγορότερα από το φως, που θα χρειαζόταν μόνο πηγές με θετικές πυκνότητες ενέργειας- χωρίς να απαιτούνται «εξωτικές» αρνητικές πυκνότητες ενέργειας.

Image to show how long it would take different types of spacecraft to travel from our solar system to Proxima Centauri (the nearest known star). Currently, the only option would be to use a chemical rocket meaning a journey time of over 50,000 years. Credit: E Lentz

Εάν μπορούσε να παραχθεί επαρκής ενέργεια, οι εξισώσεις που χρησιμοποιήθηκαν σε αυτή την έρευνα θα μπορούσαν να επιτρέψουν ένα ταξίδι στον Εγγύτατο Κενταύρου (το κοντινότερο σε εμάς άστρο) και πάλι πίσω στη Γη μέσα σε μερικά χρόνια αντί για δεκαετίες ή χιλιετίες. Συγκριτικά, με την παρούσα πυραυλική τεχνολογία θα χρειάζονταν πάνω από 50.000 χρόνια απλά και μόνο για να πάει κάποιος εκεί. Επιπρόσθετα, τα σολιτόνια διαρρυθμίστηκαν έτσι ώστε να περιλαμβάνουν μια περιοχή με ελάχιστες παλιρροιακές δυνάμεις, έτσι ώστε το πέρασμα του χρόνου μέσα στο σολιτόνιο να είναι αντίστοιχο αυτού έξω από αυτό- ένα ιδανικό περιβάλλον για ένα διαστημόπλοιο. Αυτό θα σήμαινε ότι δεν θα παρατηρούνται παράδοξα όπως το αποκαλούμενο «παράδοξο του διδύμου», όπου ένας από δύο διδύμους που ταξιδεύει κοντά στην ταχύτητα του φωτός γηράσκει πολύ πιο αργά από τον άλλο, που παραμένει στη Γη. Με βάση αυτές τις εξισώσεις, και οι δύο δίδυμοι θα είχαν την ίδια ηλικία όταν συναντιούνταν ξανά.

Erik Lentz (Göttingen University)

«Η δουλειά αυτή έχει πάει το πρόβλημα των υπερφωτονικών ταξιδιών ένα βήμα πιο μακριά από τη θεωρητική έρευνα στη θεμελιώδη φυσική και πιο κοντά στη μηχανολογία. Το επόμενο βήμα είναι να βρούμε πώς θα μειώσουμε την αστρονομική ποσότητα ενέργειας που απαιτείται, εντός των ορίων των σημερινών τεχνολογιών, όπως μια μεγάλη σύγχρονη γεννήτρια πυρηνικής σχάσης. Τότε μπορούμε να συζητήσουμε για την κατασκευή των πρώτων πρωτοτύπων» είπε ο Λεντς- διευκρινίζοντας πως αυτή τη στιγμή η ενέργεια που απαιτείται για αυτό το νέο είδος διαστημικής προώθησης είναι τεράστια: «Η ενέργεια που απαιτείται για έναν τέτοιο κινητήρα που θα ταξιδεύει σε ταχύτητα του φωτός, περιβάλλοντας ένα διαστημόπλοιο ακτίνας 100 μέτρων, είναι της τάξης μάζας εκατοντάδων φορών αυτής του Δία. Η εξοικονόμηση ενέργειας θα έπρεπε να είναι δραστική για να βρεθεί εντός του εύρους των σύγχρονων πυρηνικών αντιδραστήρων σχάσης».

Πηγές: Erik W Lentz. Breaking the warp barrier: hyper-fast solitons in Einstein–Maxwell-plasma theory. Classical and Quantum Gravity, 2021; 38 (7): 075015 DOI: 10.1088/1361-6382/abe692 - https://scitechdaily.com/breaking-the-warp-barrier-for-faster-than-light-travel-new-theoretical-hyper-fast-solitons-discovered/ - https://www.naftemporiki.gr/story/1701374/theoritiki-methodos-gia-taksidia-se-taxutites-megaluteres-tou-fotos