Νόμπελ Ιατρικής σε τρεις επιστήμονες για την ανακάλυψη του ιού της ηπατίτιδας C. Nobel Prize in Medicine Awarded to Scientists Who Discovered Hepatitis C Virus

To βραβείο Νομπέλ 2020 στην Ιατρική μοιράζονται οι: Harvey J. Alter, Michael Houghton και Charles M. Rice «για την ανακάλυψη του ιού της ηπατίτιδας C.» Harvey Alter, Michael Houghton and Charles Rice shared the 2020 Nobel Prize in Physiology or Medicine. Credit: Jonathan Nackstrand/Agence France-Presse — Getty Images

Σε τρεις επιστήμονες που ανακάλυψαν τον ιό της ηπατίτιδας C απονεμήθηκε το Νόμπελ Ιατρικής 2020. Οι νικητές είναι ο Βρετανός Μάικλ Χότον και οι Αμερικανοί Χάρβεϊ Άλτερ και Τσαρλς Ράις, με την επιτροπή των βραβείων Νόμπελ να τονίζει πως οι ανακαλύψεις τους έσωσαν εκατομμύρια ζωές.

Ο εν λόγω ιός αποτελεί κοινό αίτιο καρκίνου στο πάγκρεας και σημαντικό λόγο για μεταμοσχεύσεις ήπατος. Όπως ανακοινώθηκε για τον καθένα ξεχωριστά, οι μελέτες του Χάρβεϊ Άλτερ έδειξαν πως ένας άγνωστος ιός αποτελούσε κοινό αίτιο χρόνιας ηπατίτιδας, ενώ ο Τσαρλς Ράις έδωσε τα τελικά στοιχεία που έδειχναν πως από μόνος του ο ιός της ηπατίτιδας C μπορούσε να προκαλέσει ηπατίτιδα. Ο Μάικλ Χότον χρησιμοποίησε μια νέα στρατηγική για την απομόνωση του γονιδιώματος του νέου ιού, ο οποίος έλαβε το όνομα του ιού της ηπατίτιδας C.

Οι τρεις επιστήμονες, όπως ανακοινώθηκε, «συνέβαλαν αποφασιστικά στη μάχη κατά της ηπατίτιδας που μεταδίδεται από το αίμα, ενός σημαντικού προβλήματος υγείας που προκαλεί κίρρωση και καρκίνο του ήπατος σε ανθρώπους ανά τον κόσμο».

Τη δεκαετία του 1960 υπήρχε έντονη ανησυχία πως οι μεταγγίσεις αίματος μπορεί να μετέδιδαν χρόνια ηπατίτιδα μέσω μιας άγνωστης, μυστηριώδους νόσου- σε βαθμό που τότε η μετάγγιση αίματος αποτελούσε ένα είδος «Ρώσικης Ρουλέτας». Πλέον ειδικά, εξαιρετικά ευαίσθητα τεστ αίματος σημαίνουν πως σε πολλά μέρη του κόσμου αυτός ο κίνδυνος έχει αντιμετωπιστεί επιτυχώς, ενώ έχουν αναπτυχθεί επίσης αποτελεσματικά φάρμακα.

Η ηπατίτιδα προκαλείται κυρίως από ιικές μολύνσεις, αν και η υπερβολική κατανάλωση αλκοόλ, τοξίνες από το περιβάλλον και αυτοάνοσα είναι επίσης σημαντικά αίτια. Τη δεκαετία του 1940 διαπιστώθηκε πως υπήρχαν δύο κύρια ήδη μολυσματικής ηπατίτιδας. Η πρώτη, ηπατίτιδα Α, μεταδίδεται μέσω μολυσμένου νερού ή τροφίμων και γενικά δεν αφήνει μακροπρόθεσμες επιπτώσεις στον ασθενή. Το δεύτερο είδος μεταδίδεται μέσω αίματος και σωματικών υγρών και αποτελεί πολύ σοβαρότερη απειλή, που μπορεί να οδηγήσει σε χρόνια προβλήματα, με ανάπτυξη κίρρωσης και καρκίνου του ήπατος. Αυτή η μορφή ηπατίτιτδας είναι ιδιαίτερα ύπουλη, καθώς άτομα που είναι κατά τα άλλα υγιή μπορεί να είναι μολυσμένα για πολλά χρόνια πριν εκδηλωθούν σοβαρά προβλήματα. Η ηπατίτιδα που μεταδίδεται με το αίμα έχει υψηλά επίπεδα θνησιμότητας και προκαλεί πάνω από ένα εκατομμύριο θανάτους ετησίως σε όλο τον κόσμο.

Τη δεκαετία του 1960 ο Μπάρουχ Μπλούμπεργκ διαπίστωσε πως μία μορφή ηπατίτιδας που μεταδίδεται από το αίμα προκαλείται από έναν ιό που έγινε γνωστός ως ο ιός της ηπατίτιδας Β, και η ανακάλυψη αυτή οδήγησε στην ανάπτυξη διαγνωστικών τεστ και ενός εμβολίου. Ο Μπλούμπεργκ κέρδισε το Νόμπελ Ιατρικής το 1976.

Ο Άλτερ εκέινη την περίοδο μελετούσε στα US National Institutes of Health την εμφάνιση ηπατίτιδας σε ασθενείς που είχαν λάβει μεταγγίσεις αίματος. Αν και τα τεστ για τον ιό ηπατίτιδας Β είχαν μειώσει τις περιπτώσεις ηπατίτιδας που μεταδιδόταν μέσω μετάγγισης, ο Άλτερ και συνάδελφοί του προβληματίζονταν επειδή σημειώνονταν ακόμα πολλές. Τεστ για την ηπατίτιδα Α αναπτύχθηκαν επίσης εκείνη την περίοδο, και διαπιστώθηκε πως η ηπατίτιδα Α δεν ήταν η αιτία. Εν τέλει ο Άλτερ και συνεργάτες του έδειξαν πως υπήρχε μια νέα μορφή χρόνιας ηπατίτιδας την οποία προκαλούσε ιός. Η μυστηριώδης αυτή ασθένεια ονομάστηκε «non-A, non-B» ηπατίτιδα.

Ο Μάικλ Χότον, που εργαζόταν για τη φαρμακευτική Chiron, ανέλαβε να απομονώσει τη γενετική αλληλουχία του ιού που την προκαλούσε και διέφευγε του εντοπισμού. Το αποτέλεσμα ήταν ο εντοπισμός ενός ιού που ανήκει στην οικογένεια Flavivirus, και ονομάστηκε ιός της ηπατίτιδας C. Η παρουσία αντισωμάτων σε ασθενείς με χρόνια ηπατίτιδα έδειχνε πως ο ιός ήταν πιθανότατα η αιτία. Η εξέλιξη αυτή ήταν αποφασιστικής σημασίας, μα έλειπε ακόμα ένα κομμάτι: Να επιβεβαιωθεί πως αυτός προκαλούσε την ηπατίτιδα- και αυτό το έκανε ο Τσαρλς Ράις, ερευνητής του Washington University in St. Louis, παρέχοντας τις τελικές αποδείξεις που χρειάζονταν για να επιβεβαιωθεί πέρα από κάθε αμφιβολία πως επρόκειτο για τον ιό που προκαλούσε τις ανεξήγητες περιπτώσεις ηπατίτιδας που είχε προκληθεί από μετάγγιση αίματος.

Όπως τόνισε η επιτροπή των βραβείων Νόμπελ, για πρώτη φορά η ασθένεια μπορεί πλέον να θεραπευτεί, αυξάνοντας τις ελπίδες πως ο ιός της ηπατίτιδας C μπορεί να εξαφανιστεί από τον παγκόσμιο πληθυσμό- ένας στόχος για την επίτευξη του οποίου απαιτούνται διεθνείς προσπάθειες όσον αφορά στις εξετάσεις αίματος και στην ανάπτυξη και διάθεση των κατάλληλων φαρμάκων ανά τον πλανήτη.

Πηγές: www.nobelprize.org/prizes/medicine/2020/press-release - https://www.nytimes.com/2020/10/05/health/nobel-prize-medicine-hepatitis-c.html - https://www.naftemporiki.gr/story/1642792/nompel-iatrikis-se-treis-epistimones-gia-tin-anakalupsi-tou-iou-tis-ipatitidas-c

 

 

 

 

Ανακάλυψη «ακραίου» εξωπλανήτη από το Cheops. An ‘Extreme’ Exoplanet Observed by CHEOPS

Ένα νέο, κοντινό πλανητικό σύστημα που περιλαμβάνει έναν από τους θερμότερους και πιο «ακραίους» εξωπλανήτες που είναι γνωστοί ως τώρα, τον WASP-189b, ανακάλυψε η αποστολή Cheops του ΕΟΔ. WASP-189b is one of the most ‘extreme’ planets ever discovered and its star holds some surprises too. Artist’s impression of CHEOPS in front of the exoplanet WASP-189b, as if the space telescope were between the day side of the planet and its blue star. In reality, CHEOPS observes exoplanets from Earth orbit. © Frederik Peeters / David Ehrenreich

Το Cheops (Characterising Exoplanet Satellite), το οποίο εκτοξεύτηκε τον Δεκέμβριο του 2019, είναι σχεδιασμένο για την παρατήρηση κοντινών άστρων που θεωρείται πως «φιλοξενούν» πλανήτες.

An artist’s impression of the CHEOPS telescope — the ESA’s first S-Class project which will search for suitable exoplanets for future investigations — planets like WASP-189b (ESA)

Μέσω μετρήσεων ακριβείας στα επίπεδα του φωτός που προέρχονται από αυτά τα συστήματα, καθώς οι πλανήτες περιστρέφονται γύρω από τα άστρα, το Cheops μπορεί να κατηγοριοποιήσει αυτούς τους πλανήτες- και στη συνέχεια να βοηθήσει στην εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με το πώς σχηματίζονται και εξελίσσονται.

Infographic of the WASP-189b and its system (ESA)

Η νέα ανακάλυψη έχει να κάνει με έναν αποκαλούμενο «υπερ-θερμό Δία», υπό την ονομασία WASP-189b. Οι πλανήτες αυτοί είναι γίγαντες αερίων σαν τον Δία, ωστόσο βρίσκονται πολύ πιο κοντά στο άστρο τους, και ως εκ τούτου έχουν πολύ ακραίες θερμοκρασίες. Ο WASP-189b βρίσκεται 20 φορές πιο κοντά στο άστρο του από ό,τι η Γη στον ήλιο, και πραγματοποιεί μια πλήρη περιστροφή σε μόλις 2,7 ημέρες. Το άστρο του είναι πολύ μεγαλύτερο και πολύ πιο θερμό από τον ήλιο, οπότε εμφανίζεται να έχει γαλάζια λάμψη.

An artist’s impression of an ultrahot Jupiter. Image credit: Sci-News.com.

«Μόνο λίγοι πλανήτες είναι γνωστοί γύρω από τόσο θερμά άστρα, και αυτό το σύστημα είναι μακράν το φωτεινότερο» είπε η Μόνικα Λεντλ του University of Geneva στην Ελβετία. «Το WASP-189b είναι επίσης ο φωτεινότερος θερμός Δίας που μπορούμε να παρατηρήσουμε, καθώς διέρχεται μπροστά ή πίσω από το σύστημά του, κάτι που κάνει πραγματικά ενδιαφέρον το όλο σύστημα».

Highly precise brightness measurements of WASP-189b with CHEOPS: When a planet passes in front of its star as seen from Earth, the star seems fainter for a short time. This phenomenon is called a transit. When the planet passes behind the star, the light emitted and/or reflected by the planet is obscured by the star for a short time. This phenomenon is called occultation. (ESA)

Η θερμοκρασία στον πλανήτη υπολογίζεται στους 3.200 βαθμούς Κελσίου, κάτι που καθιστά τον WASP-189b έναν από τους θερμότερους και πιο «ακραίους» γνωστούς πλανήτες- εντελώς διαφορετικό από τους πλανήτες στο ηλιακό μας σύστημα. Σε τέτοιες θερμοκρασίες, ακόμα και μέταλλα όπως ο σίδηρος λιώνουν και μετατρέπονται σε αέριο.

Πηγές: https://www.aanda.org/component/article?access=doi&doi=10.1051/0004-6361/202038677 - https://medium.com/predict/wasp-189b-an-extreme-exoplanet-observed-by-cheops-ad974aba822b - https://www.naftemporiki.gr/story/1641048/anakalupsi-akraiou-eksoplaniti-apo-to-cheops-tou-eod

 

 

 

Homo Sapiens: Έφτασε στο δυτικό σημείο της Ευρώπης 5.000 χρόνια νωρίτερα από ότι νομίζαμε. Modern humans reached westernmost Europe 5,000 years earlier than previously known

Μυστήριο παραμένει το πώς - Το έκανε ακολουθώντας ποτάμια στην ευρωπαϊκή ενδοχώρα ή μία παράκτια διαδρομή; Modern humans arrived in the westernmost part of Europe 41,000—38,000 years ago, about 5,000 years earlier than previously known, according to Jonathan Haws, Ph.D., professor and chair of the Department of Anthropology at the University of Louisville, and an international team of researchers. Tools discovered in Lapa do Picareiro in central Portugal. Credit: Jonathan Haws.

Οι πρόγονοι του σύγχρονου ανθρώπου (Homo sapiens) έφθασαν στο πιο δυτικό σημείο της Ευρώπης πριν από 41.000 έως 38.000 χρόνια, περίπου 5.000 χρόνια νωρίτερα από ό,τι εκτιμάτο έως τώρα, σύμφωνα με νέα επιστημονικά ευρήματα στην Πορτογαλία.

View of Lapa do Picareiro looking in from the entrance. Credit: Jonathan Haws

Η νέα εκτίμηση βασίζεται στην ανακάλυψη στο σπήλαιο Λάπα ντο Πικαρέιρο, κοντά στην ατλαντική ακτή της Κεντρικής Πορτογαλίας, λίθινων εργαλείων που χρονολογήθηκαν προ 38.000 έως 41.000 ετών και τα οποία -με βάση τη μορφολογία τους- εκτιμάται ότι ανήκαν σε προγόνους μας και όχι σε Νεάντερταλ, που πιθανώς συνυπήρχαν στην περιοχή εκείνη την εποχή.

View of the excavation of the early modern human (foreground) and Neanderthal layers (background) of Lapa do Picareiro. Credit: Jonathan Haws

Οι ερευνητές από τις ΗΠΑ και διάφορες ευρωπαϊκές χώρες, οι οποίοι έκαναν τη σχετική δημοσίευση στο περιοδικό της Εθνικής Ακαδημίας Επιστημών των ΗΠΑ (PNAS), ανέφεραν ότι η ανακάλυψη υποδηλώνει πως υπήρξε ταχεία διασπορά του Homo sapiens διαμέσου της Ευρασίας και προς τα δυτικά, μέσα σε λίγες χιλιάδες χρόνια μετά την πρώτη εμφάνιση των προγόνων του σύγχρονου ανθρώπου στη νοτιοανατολική Ευρώπη.

Παραμένει ασαφές πώς ακριβώς οι πρόγονοί μας έφθασαν στο δυτικό άκρο της Ευρώπης, αν, δηλαδή, σύμφωνα με τους ερευνητές, το έκαναν ακολουθώντας ποτάμια στην ευρωπαϊκή ενδοχώρα ή αν ακολούθησαν μία παράκτια διαδρομή.

Πηγές: Jonathan A. Haws el al., "The early Aurignacian dispersal of modern humans into westernmost Eurasia," PNAS (2020). www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.2016062117 - https://phys.org/news/2020-09-modern-humans-westernmost-europe-years.html - https://www.tovima.gr/2020/09/29/science/homo-sapiens-eftase-sto-dytiko-simeio-tis-eyropis-5-000-xronia-noritera-apo-oti-nomizame/

 

 

 

Ενδείξεις για τέσσερις υπόγειες λίμνες στον Άρη. On Mars, 4 supersalty lakes may be hiding under the south pole ice cap

Όχι μία αλλά τέσσερις λίμνες με αλμυρό νερό μπορεί να βρίσκονται θαμμένες κάτω από τους πάγους στο νότιο πόλο του Άρη, σύμφωνα με νέες εκτιμήσεις Ιταλών επιστημόνων, κάτι ανάλογο με αυτό που συμβαίνει στη Γη κάτω από τους πάγους της Ανταρκτικής. Using new radar data from ESA’s Mars Express spacecraft, researchers have detected three reservoirs of liquid water trapped below the south polar cap of the Red Planet. An artist’s impression of ESA’s Mars Express spacecraft. Image credit: ESA / ATG Medialab / DLR / FU Berlin / CC BY-SA 3.0 IGO.

Αν αυτό όντως επιβεβαιωθεί, αυξάνονται οι πιθανότητες εύρεσης ιχνών ζωής στον γειτονικό πλανήτη, όπως έχει βρεθεί να υπάρχουν μικροοργανισμοί στις υπόγειες λίμνες της Ανταρκτικής.

Με μπλε χρώμα οι θέσεις των υπόγειων λιμνών στο νότιο πόλο του Άρη. Potential underground lakes below the south pole of Mars are shown in blue.  (Image credit: Elena Pettinelli et al, Nature.)

Όπως αναφέρουν οι ερευνητές σε σχετική δημοσίευση τους στο περιοδικό «Nature Astronomy», η ανάλυση των στοιχείων που συνέλλεξε μεταξύ 2012-2019 το ραντάρ MARSIS του σκάφους Mars Express του Ευρωπαϊκού Διαστημικού Οργανισμού, το οποίο βρίσκεται σε τροχιά από το 2003 γύρω από τον Άρη, δείχνει ότι είναι πολύ πιθανό πως κάτω από 1.400 μέτρα πάγου βρίσκεται μια μεγάλη λίμνη, η οποία περιβάλλεται από τρεις μικρότερες.

Παλαιότερες παρατηρήσεις των ίδιων επιστημόνων από το 2018 -οι οποίες τότε είχαν αντιμετωπιστεί με ενθουσιασμό αλλά και σκεπτικισμό από τη διεθνή επιστημονική κοινότητα- είχαν δώσει ενδείξεις ότι ίσως υπάρχει μια υπόγεια λίμνη διαμέτρου περίπου 19 χιλιομέτρων σε βάθος ενάμισι χιλιομέτρου κάτω από το νότιο πόλο του γειτονικού πλανήτη. Οι νέες μετρήσεις παρέχουν περισσότερα στοιχεία και μάλιστα για περισσότερες από μία αλμυρές λίμνες, οι οποίες είναι διασκορπισμένες σε μια έκταση περίπου 75.000 τετραγωνικών χιλιομέτρων.

An artist's depiction of Mars covered in water, as it may have been about 4 billion years ago. (Image: © NASA/GSFC)

Οι επιστήμονες είναι βέβαιοι ότι κάποτε, πριν περίπου τέσσερα δισεκατομμύρια χρόνια, ο Άρης ήταν πολύ πιο ζεστός και υγρός από ό,τι τώρα. Οι Ιταλοί ερευνητές εκτιμούν ότι ένα μέρος από τα αρχαία επιφανειακά ύδατα υπάρχουν ακόμη κρυμμένα και δεν αποκλείουν να βρουν ενδείξεις για ακόμη πιο πολλές υπόγειες λίμνες στο μέλλον, ίσως και κάτω από το βόρειο πόλο του «κόκκινου» πλανήτη.

Mars Orbiter Laser Altimeter topographic map of Ultimi Scopuli and location of MARSIS profiles collected in the region. Image credit: Lauro et al, doi: 10.1038/s41550-020-1200-6.

Η νέα έρευνα, με επικεφαλής τη γεωφυσικό και πλανητική επιστήμονα δρα Έλενα Πετινέλι του Πανεπιστημίου της Ρώμης (Roma Tre), εκτιμά ότι η μεγάλη λίμνη έχει διαστάσεις 20 επί 30 χιλιόμετρα και είναι άγνωστο το βάθος της, καθώς το ραντάρ δεν μπορεί να διαπεράσει το αλμυρό νερό. Οι τρεις άλλες κοντινές λίμνες εκτιμάται ότι έχουν διαστάσεις της τάξης των δέκα χιλιομέτρων περίπου.

Η μεγάλη περιεκτικότητα των λιμνών σε άλατα τις βοηθά να παραμένουν υγρές και να μην παγώνουν, χωρίς να αποκλείεται η πιθανότητα μιας υπόγειας γεωθερμικής δραστηριότητας που λιώνει τους πάγους. Ως πιθανότερη πάντως εκδοχή θεωρούν ότι οι λίμνες περιέχουν πανάρχαιο νερό, «που κάποτε βρισκόταν στην επιφάνεια και, αν αυτό όντως συμβαίνει, ασφαλώς μπορεί να αποτελούν ένα καλό μέρος για να φιλοξενήσουν ζωή, εξαφανισμένη πια ή και τωρινή», ανέφερε η Πετινέλι. Όμως, όπως είπε, για να επιβεβαιώσει κανείς κάτι τέτοιο, πρέπει να κάνει γεώτρηση στον Άρη σε βάθος ενάμισι χιλιομέτρου, κάτι που δεν είναι εφικτό με την υπάρχουσα τεχνολογία.

Άλλοι πάντως πλανητικοί επιστήμονες και γεωφυσικοί, όπως ο Τζακ Χολτ του Πανεπιστημίου της Αριζόνα και ο Μάικ Σόρι του Πανεπιστημίου Πέρντιου της Ινδιάνα, εξέφρασαν στο περιοδικό «Nature» τις επιφυλάξεις τους για το κατά πόσο και τα νέα στοιχεία πράγματι αφορούν κανονικές αλμυρές λίμνες. Η κινεζική αποστολή Tianwen-1 καθ’ οδόν για τον Άρη, η οποία αναμένεται να εισέλθει σε τροχιά γύρω του το Φεβρουάριο του 2021 και μετά θα στείλει ένα ρομποτικό ρόβερ στην επιφάνεια του, το οποίο θα διαθέτει ραντάρ, ίσως ρίξει περισσότερο φως στο υγρό παρελθόν -και πιθανώς υγρό παρόν- του Άρη.

Πηγές: https://www.nature.com/articles/s41550-020-1200-6 - http://www.sci-news.com/space/mars-express-three-new-water-bodies-martian-south-pole-08895.html - https://www.space.com/mars-hiding-salty-subsurface-lakes - https://www.amna.gr/home/article/491890/Nees-endeixeis-gia-tesseris-upogeies-limnes-me-almuro-nero-sto-notio-polo-tou-Ari

 

 

Σμικρύνοντας τους επιταχυντές σωματιδίων. SLAC invention could make particle accelerators 10 times smaller

Οι επιστήμονες του SLAC εφηύραν μια δομή επιταχυντή από χαλκό που θα μπορούσε να κάνει τα μελλοντικά λέιζερ ακτίνων Χ και τους επιταχυντές για ακτινοθεραπεία μικρότερα και ευκολότερα στην χρήση  τους. Τροφοδοτώντας με ακτινοβολία terahertz μια μικροσκοπική κοιλότητα επιταχύνονται σωματίδια σε τεράστιες ενέργειες. Στην φωτογραφία φαίνεται ένα τμήμα της κατασκευής – η κοιλότητα απεικονίζεται σε μεγέθυνση στο ένθετο. Η εικόνα του ένθετου προέκυψε από ηλεκτρονικό μικροσκόπιο σάρωσης για ένα τμήμα της κοιλότητας μήκους 3,5 mm και πλάτους 280 μm στο στενότερο σημείο του. SLAC scientists have invented a copper accelerator structure that could make future X-ray lasers and accelerators for radiation therapy more compact. It feeds terahertz radiation into a tiny cavity to boost particles to tremendous energies. This image shows one half of the structure with the cavity in the circled area. Inset: Scanning electron microscope image of a section of the cavity, which is 3.5 millimeters long and 280 microns wide at its narrowest point. (Chris Pearson/Emilio Nanni/SLAC National Accelerator Laboratory)

Οι επιταχυντές σωματιδίων δημιουργούν δέσμες ηλεκτρονίων, πρωτονίων και ιόντων υψηλής ενέργειας που με τη σειρά τους χρησιμοποιούνται, στην διερεύνηση των υποατομικών συστατικών της φύσης, στην παραγωγή λέιζερ ακτίνων Χ που φιλμογραφούν άτομα και μόρια κατά τη διάρκεια χημικών αντιδράσεων, στις ιατρικές συσκευές για τη θεραπεία του καρκίνου κ.λπ. Εν γένει, οι μεγαλύτεροι σε μέγεθος επιταχυντές είναι και οι ισχυρότεροι.

Πρόσφατα, μια ομάδα ερευνητών από το εργαστήριο του επιταχυντού SLAC εφηύρε μια νέα κατασκευή που παρέχει 10 φορές μεγαλύτερη ενέργεια για μια δεδομένη απόσταση, σε σχέση με τους συμβατικούς επιταχυντές. Αυτό θα μπορούσε κάνει τους επιταχυντές που χρησιμοποιούνται σε συγκεκριμένες εφαρμογές κατά 10 φορές μικρότερους.

Η βασική ιδέα πίσω από τη νέα τεχνολογία είναι η χρήση ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας terahertz για την ενίσχυση της ενέργειας των σωματιδίων και περιγράφεται σε πρόσφατο άρθρο στο Applied Physics Letters.

Στους σημερινούς επιταχυντές, τα σωματίδια αντλούν ενέργεια από ένα πεδίο ραδιοσυχνοτήτων που τροφοδοτείται σε ειδικά διαμορφωμένες δομές επιταχυντών ή κοιλότητες. [Accelerating: Radiofrequency cavities]

Κάθε κοιλότητα μπορεί να προσφέρει μόνο μια περιορισμένη ενεργειακή ώθηση σε μια δεδομένη απόσταση, οπότε απαιτούνται πολύ μακριές σειρές κοιλοτήτων για την παραγωγή δεσμών σωματιδίων υψηλής ενέργειας.

Η ακτινοβολία terahertz και τα ραδιοκύματα είναι και τα δύο ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία που διαφέρουν στις αντίστοιχες συχνότητες (ή μήκη κύματος). Επειδή η ακτινοβολία terahertz έχει 10 φορές μικρότερo μήκος κύματος από τα ραδιοκύματα, οι κοιλότητες σε έναν επιταχυντή terahertz μπορεί επίσης να είναι πολύ μικρότερες. Στην παραπάνω εργασία είχε μήκος μόλις μισό εκατοστό. Μάλιστα η ερευνητική ομάδα του SLAC ανέπτυξε και μια πρωτότυπη μέθοδο για την ακριβή επεξεργασία και κατασκευή αυτών των μικροσκοπικών κοιλοτήτων.

Στο άμεσο μέλλον οι ερευνητές σχεδιάζουν να μετατρέψουν την εφεύρεσή τους σε «πυροβόλο» ηλεκτρονίων – μια συσκευή που θα μπορούσε να παράγει πολύ ισχυρές δέσμες ηλεκτρονίων για διάφορα πειράματα που απαιτούν τέτοιες δέσμες, για την κατασκευή νέας γενιάς λέιζερ ακτίνων Χ, αλλά και μικροσκόπια ηλεκτρονίων που θα μας επιτρέψουν να δούμε σε πραγματικό χρόνο πως λειτουργεί η φύση σε ατομικό επίπεδο. Αυτές οι δέσμες θα μπορούσαν επίσης να χρησιμοποιηθούν και για τη θεραπεία του καρκίνου.

Πηγές: M. Othman et al., Applied Physics Letters, 18 August 2020 (10.1063/5.0011397) - https://www6.slac.stanford.edu/news/2020-09-23-slac-invention-could-make-particle-accelerators-10-times-smaller.aspx - https://physicsgg.me/2020/09/25/

 

 

Υπάρχουν κοσμικές χορδές; Has NANOGrav found first evidence for cosmic strings?

Tα δεδομένα του Παρατηρητηρίου ΝανοΧερτς Βαρυτικών Κυμάτων της Βόρειας Αμερικής (NANOGrav) μπορεί να περιέχουν ενδείξεις ύπαρξης κοσμικών χορδών. The North American Nanohertz Observatory for Gravitational Waves (NANOGrav) has recently reported strong evidence for a stochastic common-spectrum process affecting the pulsar timing residuals in its 12.5-year data set. We demonstrate that this process admits an interpretation in terms of a stochastic gravitational-wave background emitted by a cosmic-string network in the early Universe.

Στην δημοσίευση με τίτλο «Has NANOGrav found first evidence for cosmic strings?», εξετάζεται η πιθανότητα τα δεδομένα του πειράματος NANOGrav να περιέχουν βαρυτικό σήμα σε συχνότητες nano-Hertz που προκαλείται από κοσμικές χορδές που δημιουργήθηκαν στις πρώτες στιγμές της δημιουργίας του σύμπαντος.

Οι ερευνητές Simone Blasi, Vedran Brdar, και Kai Schmitz υποστηρίζουν ότι μια στοχαστική διαδικασία που παρατηρήθηκε στα δεδομένα 12,5 ετών του NANOGrav θα μπορούσε να οφείλεται σε βαρυτικά κύματα που παρήγαγε ένα δίκτυο κοσμικών χορδών.

Many theories about the birth of the universe suggest it is threaded through with cosmic strings: cracks in space-time created during rapid cooling after the big bang. This model shows the strings in orange and many smaller loops in green. Adapted from Carlos Martins & Paul Shellard

Οι κοσμικές χορδές είναι σαν τις χορδές που συνθέτουν τα στοιχειώδη σωματίδια αλλά τεντωμένες σε «κοσμικά μήκη» – και περιγράφονται με τα ίδια μαθηματικά των στοιχειωδών χορδών.

Gravitational wave detectors are our best hope for listening in on the cracks and hums of cosmic strings. They are all tuned to different frequencies. LIGO and VIRGO might hear high-pitched whipcracks, pulsar timing arrays could hear sub-bass rumblings, and LISA can fill the gaps.

Οι κινήσεις αυτών των τεραστίων διαστάσεων χορδών θα μπορούσαν να δημιουργήσουν βαρυτικά κύματα ανιχνεύσιμα στη Γη. Οι Blasi et al ισχυρίζονται πως είναι δυνατή η εκτίμηση των βασικών χαρακτηριστικών των κοσμικών χορδών μέσα από τα δεδομένα του πειράματος του NANOGrav, εφόσον αυτά περιέχουν βαρυτικά σήματα που οφείλονται στις κοσμικές χορδές.

Πριν από 20 χρόνια είχε ο προταθεί η μοναδική πιθανή παρατήρηση κοσμικής χορδής που έφερε το όνομα CSL-1, αλλά αργότερα αποδείχθηκε πως επρόκειτο λάθος ερμηνεία. Τώρα βλέπουμε για άλλη μια φορά ότι πειραματικά δεδομένα θα μπορούσαν να υποστηρίξουν την θεωρία των χορδών, κάτι βέβαια που θα κάνει έξαλλους τους αρνητές της – οι οποίοι υποστηρίζουν ότι δεν πρόκειται απλά για μια λάθος θεωρία, αλλά … not even wrong.

Πηγές: https://arxiv.org/abs/2009.06607 - https://cds.cern.ch/record/2730516/plots - https://cosmosmagazine.com/science/physics/cracks-in-the-universe-the-search-for-cosmic-strings/ - physicsgg

 

 

 

 

Ο ρόλος που έπαιξε το κλίμα στη ναυμαχία της Σαλαμίνας. The role of weather during the Greek–Persian 'Naval Battle of Salamis'

Τη σπουδαιότητα του κλίματος κατά τη διάρκεια της ναυμαχίας της Σαλαμίνας το 480 π.Χ. επισημαίνει έρευνα του Πανεπιστημίου Αθηνών. The area of the battle with the Persians in Salamis was chosen by the ancient Greeks after a thorough study of the local climatic conditions, according to a new study by the Center for Atmospheric Physics and Climatology Research of the Academy of Athens, led by academic professor Christos Zerefos, which was published in the international scientific journal Atmosphere. Wilhelm von Kaulbach (1805–1874), The Battle of Salamis (1868), oil on canvas, dimensions not known, Maximilianeum (Bayerischer Landtag) Senatssaal, Munich, Germany. Wikimedia Commons.

Η επιλογή του σημείου της σύγκρουσης με τους Πέρσες στη Σαλαμίνα ήταν άριστα μελετημένη από τους αρχαίους Έλληνες και καθόλου τυχαία, αναφέρει μία νέα μελέτη από το Κέντρο Ερεύνης Φυσικής της Ατμόσφαιρας και Κλιματολογίας της Ακαδημίας Αθηνών, με επικεφαλής τον ακαδημαϊκό καθηγητή Χρήστο Ζερεφό.  

Η επιλογή αυτή βασιζόταν στη γνώση των τοπικών κλιματολογικών συνθηκών, προσθέτει η έρευνα, που δημοσιεύθηκε στο διεθνές επιστημονικό περιοδικό Atmosphere.

Ο φετινός Σεπτέμβριος σηματοδοτεί την επέτειο των 2.500 ετών από τη ναυμαχία της Σαλαμίνας.  

Στα τέλη του Σεπτεμβρίου του 480 π.Χ. ο ελληνικός στόλος, με μικρές δυνάμεις αλλά με άριστη τακτική και υπό την ηγεσία του Θεμιστοκλή, πραγματοποίησε μία από τις αποφασιστικότερες νίκες της ιστορίας.

Henri-Camille Danger (1857–1937), Themistocles Drinking Poison (1887), oil on canvas, dimensions not known, École nationale supérieure des beaux-arts, Paris. Image by VladoubidoOo, via Wikimedia Commons.

Η νέα μελέτη δείχνει ότι η εμπνευσμένη στρατηγική του Θεμιστοκλή βασίστηκε σε μεγάλο βαθμό στο γεγονός, ότι οι αρχαίοι Έλληνες και ο ίδιος ο Θεμιστοκλής γνώριζαν τις κλιματολογικές συνθήκες και ιδιαίτερα τους ανέμους που έπνεαν στο στενό της Σαλαμίνας, προσαρμόζοντας τον στρατηγικό σχεδιασμό τους ανάλογα, ώστε να επωφεληθούν από την ημερήσια διακύμανσή τους.

Battle of Salamis, 480 BC.

Τα επιστημονικά ευρήματα δείχνουν πως ο συνδυασμός ενός βορειοδυτικού ανέμου που έπνεε κατά τη διάρκεια της νύχτας, με τη θαλάσσια αύρα που σηκώθηκε μετά τις 10:00, σχημάτισε μία «λαβίδα» ανέμου, η οποία, όσο περνούσε η μέρα, εγκλώβισε τον περσικό στόλο στη Σαλαμίνα.

Η κλιματολογική ανάλυση του ανεμολογικού πεδίου στην περιοχή όπου διεξήχθη η ναυμαχία βασίστηκε στις διαθέσιμες μετρήσεις των μετεωρολογικών σταθμών στην περιοχή, καθώς και σε δεδομένα των κλιματικών και μετεωρολογικών μοντέλων ERA5 και WRF για το χρονικό διάστημα 1960-2019, παράλληλα με τις ιστορικές μαρτυρίες από τις αρχαίες πηγές («Ιστορίαι» του Ηρόδοτου, «Πέρσαι» του Αισχύλου κ.ά.).

Όπως προκύπτει από τα αποτελέσματα της έρευνας, οι κλιματολογικές συνθήκες που επικρατούν σήμερα στην περιοχή είναι παρόμοιες με αυτές που επικρατούσαν πριν από 2.500 χρόνια.  

Η κυριότερη αιτία του μελτεμιού, που πνέει από βόρειες, γενικά, διευθύνσεις στο Αιγαίο κατά τη διάρκεια της θερμής περιόδου, είναι ο συνδυασμός του μουσωνικού χαμηλού, δηλαδή ενός θερμικού χαμηλού που δημιουργείται πάνω από την ευρύτερη περιοχή της Ινδικής Χερσονήσου, με τις υψηλές πιέσεις που επικρατούν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού πάνω από τα Βαλκάνια και την Κεντρική Ευρώπη.  

Ο παραπάνω συνδυασμός έχει ως αποτέλεσμα τη δημιουργία ενός ενισχυμένου βορείου ρεύματος στο Αιγαίο με την ονομασία «ετησίαι» (που σημαίνει «ετησίως επαναλαμβανόμενοι»). Οι εν λόγω κλιματολογικές συνθήκες περιγράφηκαν για πρώτη φορά από τον Αριστοτέλη στο βιβλίο του «Μετεωρολογικά».

Σε τοπικό επίπεδο, η αποδυνάμωσή των μελτεμιών τον Σεπτέμβριο ευνοεί την επικράτηση μικρότερων συστημάτων κυκλοφορίας, όπως είναι οι θαλάσσιες αύρες (μπάτης-μπουκαδούρα). 

Battle order. The Achaemenid fleet (in red) entered from the east (right) and confronted the Greek fleet (in blue) within the confines of the strait.

Οι Έλληνες είχαν γνώση της τοπικής κλιματολογίας και προσάρμοσαν ανάλογα το στρατηγικό σχέδιό τους. Ο περσικός στόλος έλαβε θέσεις μάχης στην ακτή της Αττικής (Αμφιάλη-Πέραμα) κατά τη διάρκεια της νύχτας.  Ωστόσο, με το πρώτο φως της ημέρας τα ελληνικά πλοία, αντί να προσπαθήσουν να διαφύγουν, όπως περίμεναν οι Πέρσες, εμφανίστηκαν επίσης παρατεταγμένα σε σχηματισμό μάχης από την πλευρά της Σαλαμίνας.  

Όταν ο περσικός στόλος κινήθηκε εναντίον του ελληνικού, τα ελληνικά πλοία κινήθηκαν ανάποδα, κωπηλατώντας συντεταγμένα μέχρι την ακτή της Σαλαμίνας.  

Σύμφωνα με τον Πλούταρχο, αυτός ο ελιγμός αποτελούσε μέρος του στρατηγικού σχεδίου του Θεμιστοκλή και αποσκοπούσε στο να παρασύρει τους Πέρσες βαθύτερα μέσα στο στενό και να καθυστερήσει τη σύγκρουση, περιμένοντας την αλλαγή του ανέμου. Πράγματι, μετά τις 10:00 ο άνεμος στράφηκε σε νοτιοδυτικό (θαλάσσια αύρα) και μόνο τότε ξεκίνησε η ελληνική αντεπίθεση. 

Fleet of triremes based on the full-sized replica Olympias.

Η θαλάσσια αύρα, σε συνδυασμό με τη στενότητα του διαύλου, αποδιοργάνωσε τον περσικό στόλο. Τα ψηλότερα περσικά πλοία ήταν πιο δύσκολο να κυβερνηθούν, καθώς στρέφονταν πλάγια από τον άνεμο και το κύμα, και έτσι έγιναν εύκολος στόχος για τα έμβολα των ελληνικών τριήρεων. Επιπλέον, η ισχυρή νοτιοανατολική αύρα δεν επέτρεψε στους Πέρσες να ανοίξουν πανιά για να υποχωρήσουν γρήγορα προς τον ανοιχτό Σαρωνικό Κόλπο και να μεταφέρουν εκεί τη σύγκρουση.  

Τελικά, ένα μεγάλο μέρος του περσικού στόλου χάθηκε, ενώ τα υπόλοιπα πλοία διέφυγαν προς τον Κόλπο του Φαλήρου κατά τις απογευματινές ώρες, όταν οι άνεμοι ολοκλήρωσαν τον καθημερινό κύκλο τους και γύρισαν ξανά σε βορειοδυτικούς.   Σύμφωνα με τον Ηρόδοτο, ο δυτικός άνεμος «Ζέφυρος» μετέφερε τα συντρίμμια του περσικού στόλου μέχρι την περιοχή του σημερινού Αγίου Κοσμά, σηματοδοτώντας το τέλος της περσικής παρουσίας στη Μεσόγειο.  

Η ερευνητική ομάδα περιελάμβανε, εκτός του κ. Ζερεφού, τους ερευνητές της Ακαδημίας Αθηνών Σταύρο Σολωμό, Ιωάννη Καψωμενάκη και Χρήστο Ρεπαπή, καθώς επίσης τον καθηγητή του Αριστοτελείου Πανεπιστημίου Θεσσαλονίκης Δημήτρη Μελά.  

Η μελέτη χρηματοδοτήθηκε από το Μαριολοπούλειο - Καναγκίνειο Ίδρυμα Επιστημών Περιβάλλοντος.

Πηγές: https://www.mdpi.com/2073-4433/11/8/838 - https://www.amna.gr/en/article/489467/ - https://www.lifo.gr/now/tech_science/296667/ereyna-o-rolos-poy-epaikse-to-klima-sti-naymaxia-tis-salaminas