Βρέθηκε ο Αδάμ; First Known Human Found in Ethiopia

Η ανακάλυψη πάει ακόμη πιο πίσω την εμφάνιση του ανθρώπου στον πλανήτη. Scientists have possibly discovered the first human ever to walk the Earth, based on an ancient jaw fossil from Ethiopia dating back 2.8 million years ago, according to new research that also reveals the conditions under which the earliest humans evolved.

Ομάδα παλαιοντολόγων ανακάλυψε στην Αιθιοπία μια κάτω γνάθο, η οποία χρονολογείται προ 2,75 έως 2,8 εκατομμυρίων ετών και πιστεύεται ότι είναι το αρχαιότερο γνωστό μέχρι σήμερα απολίθωμα προγόνου του σύγχρονου ανθρώπου. Πρόκειται πιθανώς για απομεινάρι από το αρχαιότερο μέλος της ανθρώπινης οικογένειας (Homo), που έχει βρεθεί ποτέ.

Το εύρημα είναι αρχαιότερο κατά τουλάχιστον 400.000 χρόνια, σε σχέση με το πότε πίστευαν έως τώρα οι επιστήμονες ότι εμφανίστηκαν οι πρώτοι Homo. Προηγουμένως, το αρχαιότερο ανθρώπινο απολίθωμα ήταν μια άνω γνάθος ηλικίας 2,35 εκατ. ετών, που είχε βρεθεί επίσης στην περιοχή Αφάρ της Αιθιοπίας στην ανατολική Αφρική, τη θεωρούμενη ως πιο πιθανή κοιτίδα της ανθρωπότητας.

Τα ευρήματα

Η κάτω γνάθος και τα πέντε δόντια ενός ανθρώπου που όπως φαίνεται ήταν από τους πρώτους ανθρώπους στον πλανήτη.  A close-up view of the mandible from an early Homo species, shown just steps from where Arizona State University graduate student Chalachew Seyoum from Ethiopia spotted it. Credit: Kaye Reed

Το σημαντικό απολίθωμα περιλαμβάνει μόνο ένα μέρος της κάτω γνάθου και πέντε δόντια, αλλά οι επιστήμονες πιστεύουν ότι αυτά τα ευρήματα είναι αρκετά για να βγάλουν τα συμπεράσματά τους για τη σημασία του. Οι ερευνητές, με επικεφαλής τους Μπράιαν Βιλμόουρ του Πανεπιστημίου της Νεβάδα και Έριν ΝτιΜάτζιο του Πανεπιστημίου της Πενσιλβάνια, έκαναν δύο σχετικές δημοσιεύσεις μία στην επιθεώρηση «Science Express» και μία στο στην επιθεώρηση «Nature».

A camel caravan as the animals move across the so-called Lee Adoyta region in the Ledi-Geraru research site near where researchers discovered the early Homo mandible. Credit: Erin DiMaggio, Penn State

Η ανακάλυψη, δείχνει ότι πιθανότατα η κλιματική αλλαγή (ξηρασία και εξαφάνιση των δασών και των ποταμών) ήταν αυτή που ώθησε τους προγόνους μας να κατέβουν από τα δέντρα που ζούσαν έως τότε και να βαδίσουν όρθιοι στις απέραντες ξερές πεδιάδες σε αναζήτηση τροφής, νερού και στέγης. Κάπως έτσι, χρειάστηκε να εφεύρουν τα εργαλεία και να αρχίσουν να τρώνε κρέας, αναπτύσσοντας στην πορεία μεγαλύτερο εγκέφαλο.

Οι πρώτοι Homo

With each new discovery, paleoanthropologists have to rewrite the origins of man's ancestors, adding on new branches and tracking when species split. This model was fashioned from pieces of a skull and jaw found among the remains of 17 pre-humans (nine adults, three adolescents and five children) which were discovered in the Afar Region of Ethiopia in 1975. The ape-man species, Australopithecus afarensis, is believed to have lived 3.2 million years ago. Several more bones from this species have been found in Ethiopia, including the famed "Lucy," a nearly complete A. afarensis skeleton found in Hadar.

Οι επιστήμονες, ξεκαθάρισαν ότι η γνάθος ανήκει σε άνθρωπο και όχι σε ανθρωποειδή πίθηκο, όπως ήταν η περίπτωση της παλαιότερης «Λούσι», ηλικίας 3,2 εκατ. ετών, που είχε ανακαλυφθεί το 1974 στην κοντινή περιοχή Χαντάρ της Αιθιοπίας. Η «Λούσι» ανήκε στους Αυστραλοπίθηκους, που εξαφανίστηκαν μάλλον εξαιτίας της κλιματικής αλλαγής, ενώ το νέο απολίθωμα πιθανότατα σηματοδοτεί την έναρξη της οικογενειακής «αλυσίδας» του γένους Homo. Κατά κάποιο τρόπο, από ανατομική πλευρά «γεφυρώνει» τα προανθρώπινα χαρακτηριστικά με τα κατοπινά πιο εξελιγμένα ανθρώπινα χαρακτηριστικά. Είναι πάντως ασαφές αν ανήκει στον «επιδέξιο» άνθρωπο (Homo habilis) ή σε κάποιο άλλο ανθρώπινο είδος που έζησε πριν από αυτόν.

Άλλοι επιστήμονες, όπως ο καθηγητής Κρις Στρίνγκερ του Μουσείου Φυσικής Ιστορίας του Λονδίνου, χαρακτήρισαν πολύ σημαντική την ανακάλυψη, επεσήμαναν όμως πως είναι πιθανό ότι, πριν από περίπου 2 εκατ. χρόνια, στην Αφρική είχαν εκ παραλλήλου εξελιχτεί -και σε άλλες περιοχές όπως η Νότια Αφρική- διαφορετικά ανθρώπινα είδη που ανήκαν στην ευρύτερη οικογένεια του Ηomo. Από αυτά, τελικά μόνο ένα επιβίωσε και, με ενδιάμεσα στάδια τον «επιδέξιο» άνθρωπο (Homo habilis) και στη συνέχεια τον «όρθιο» άνθρωπο (Homo erectus), εξελίχτηκε τελικά στον σημερινό σύγχρονο άνθρωπο (Homo sapiens).

Δεν λείπουν και οι πιο επιφυλακτικοί, όπως ο Πιέρ Σαρντέν του Εθνικού Ινστιτούτου Υγείας και Ιατρικών Ερευνών της Γαλλίας, που περιμένουν να βρεθεί ένα πιο πλήρες απολιθωμένο κρανίο, προτού οριστικά εντάξουν το νέο εύρημα στο γένος Homo. Κανείς πάντως επιστήμονας δεν μπορεί να είναι ακόμη σίγουρος πώς έμοιαζε ο πρώτος Homo και πώς συμπεριφερόταν.

Ο πλανήτης με τους τέσσερις ήλιους! Planet 'Reared' by Four Parent Stars

Καλλιτεχνική απεικόνιση του πλανήτη 30 Ari με τα τέσσερα άστρα που τον συντροφεύουν. This artist's conception shows the 30 Ari system, which includes four stars and a planet. The planet, a gas giant, orbits its primary star (yellow) in about a year's time. The primary star, called 30 Ari B, has a companion -- the small "red dwarf" star shown at upper left. This pair of stars is itself locked in a long-distance orbit with another pair of stars (upper right), known as 30 Ari A. Researchers using instruments at the Palomar Observatory near San Diego, Calif., recently discovered the red star at upper left, bringing the total number of known stars in the system from three to four. Image credit: Karen Teramura, UH IfA

Η ύπαρξη πλανητών τους οποίους συντροφεύουν περισσότερα από ένα άστρα έγινε ευρύτερα γνωστή από τον «Πόλεμο των Άστρων» και τον πλανήτη του πρωταγωνιστή της θρυλικής ταινίας που ανήκε σε δυαδικό αστρικό σύστημα. Τα τελευταία χρόνια τα διαστημικά τηλεσκόπια και τα ολοένα και πιο ισχυρά επίγεια τηλεσκόπια έχουν εντοπίσει πολλούς πλανήτες στον γαλαξία μας που βρίσκονται ανάμεσα σε δύο πλανήτες. Έχουν εντοπιστεί επίσης αρκετά άστρα που δεν βρίσκονταν ανάμεσα σε δύο αλλά σε τρία άστρα και τώρα εντοπίζονται άστρα που βρίσκονται ανάμεσα σε τέσσερα άστρα!

Η ανακάλυψη

The four stars and one planet of the 30 Ari system are illustrated in this diagram. This quadruple star system consists of two pairs of stars: 30 Ari B and 30 Ari A. A gas giant planet (red) orbits one of the stars in 30 Ari B about once a year. New observations led by NASA's Jet Propulsion Laboratory in Pasadena, California, identified the fourth star in the system (green); the three others stars and the planet were previously known. This is the second quadruple star system known to host a planet. The orbits shown are only approximations and are not as circular as they appear. Distances are not drawn to scale. Image credit: NASA/JPL-Caltech

Ο πρώτος πλανήτης με τέσσερα άστρα εντοπίστηκε το 2013 και τώρα ομάδα ερευνητών χρησιμοποιώντας τα τηλεσκόπια του Αστεροσκοπείου Palomar στις ΗΠΑ εντόπισε άλλο ένα. Πρόκειται για ένα πλανητικό σύστημα σε απόσταση 136 έτη φωτός στον αστερισμό του Κριού. Το σύστημα έλαβε την ονομασία 30 Ari και ο πρώτος πλανήτης που εντοπίστηκε σε αυτό είναι πραγματικά τεράστιος. Πρόκειται για ένα γίγαντα αερίου με μάζα δέκα φορές μεγαλύτερη από εκείνη του Δία. Ο πλανήτης ολοκληρώνει μια πλήρη περιστροφή γύρω από το μητρικό του άστρο σε 335 μέρες. Οι ερευνητές εκτιμούν ότι τόσο ο πλανήτης όσο και οι δορυφόροι που πιθανώς έχει δεν διαθέτουν συνθήκες φιλικές στην ζωή. Σύμφωνα με τους ερευνητές αν κάποιος βρισκόταν σε αυτόν τον πλανήτη θα έβλεπε ένα σχετικά μικρό ήλιο, δύο πιο απομακρυσμένα λαμπερά άστρα ορατά και στον πρωινό ουρανό ενώ το τέταρτο άστρο θα το έκρυβαν τα άλλα τρία.

Η ανακάλυψη οδηγεί τους ειδικούς στην διαπίστωση ότι οι πλανήτες σε τετραπλά αστρικά συστήματα είναι περισσότεροι από όσο πιστεύαμε μέχρι σήμερα. Οι ερευνητές εντόπισαν επίσης και ένα ακόμη πλανήτη που βρίσκεται σε τριπλό αστρικό σύστημα και πιο συγκεκριμένα στο σύστημα HD 2638 σε απόσταση 175 ετών φωτός από εμάς στον αστερισμό του Κήτους. Επικεφαλής των ερευνητών ήταν επιστήμονες του Εργαστηρίου Αεροπροώθησης (JPL) της NASA η οποία προέβη και στις σχετικές ανακοινώσεις.

Η σιέστα αποκαθιστά τις βλάβες της έλλειψης ύπνου. Napping reverses health effects of poor sleep, study finds

Edward Cucuel, Sleepy. Ένας υπνάκος 30 λεπτών μέσα στην ημέρα μπορεί να φέρει τον οργανισμό στα... ίσια του όταν υποφέρει από έλλειψη ύπνου, σύμφωνα με νέα στοιχεία. A short nap can help relieve stress and bolster the immune systems of men who slept only two hours the previous night, according to a new study.

Ένας δυναμωτικός 30λεπτος υπνάκος μέσα στην ημέρα μπορεί να «επιδιορθώσει» πλήρως τις βλάβες που έχει προκαλέσει μια προηγούμενη άυπνη νύχτα, σύμφωνα με νέα μελέτη.

Μείωση του στρες, ώθηση στο ανοσοποιητικό

Συγκεκριμένα ερευνητές στη Γαλλία ανακάλυψαν ότι ο υπνάκος του ημιώρου μπορεί να ανακουφίσει το άτομο από το στρες και να δώσει ώθηση στο ανοσοποιητικό σύστημα αποκαθιστώντας τις ορμόνες του οργανισμού σε φυσιολογικά επίπεδα. Όπως αναφέρουν οι επιστήμονες από το Πανεπιστήμιο Paris Descartes - Sorbonne Paris Cité στους οποίους ανήκει η νέα μελέτη, ελπίζουν ότι τα ευρήματά τους θα βοηθήσουν τους εργαζόμενους σε βάρδιες αλλά και όσους υποφέρουν από αϋπνίες, μειώνοντας τις βλάβες που προκαλούν οι λίγες ή οι άστατες ώρες ύπνου στον οργανισμό.

Η έλλειψη ύπνου θέτει το άτομο σε αυξημένο κίνδυνο ατυχημάτων λόγω κούρασης. Υπάρχουν όμως και μακροπρόθεσμες συνέπειες που αφορούν την ανάπτυξη χρόνιων προβλημάτων υγείας, όπως η παχυσαρκία, ο διαβήτης, η υψηλή αρτηριακή πίεση και η κατάθλιψη.

Όπως σημείωσε ο επικεφαλής της μελέτης δρ Μπρις Φαρό, «τα στοιχεία μας μαρτυρούν ότι ένας 30λεπτος ύπνος μέσα στην ημέρα μπορεί να αναστρέψει την ορμονική επίδραση μιας νύχτας έλλειψης ύπνου». Ο ειδικός συμπλήρωσε ότι η συγκεκριμένη μελέτη «είναι η πρώτη που έδειξε πως η σιέστα μπορεί να αποκαταστήσει τους βιοδείκτες της νευροενδοκρινικής και ανοσολογικής υγείας σε φυσιολογικά επίπεδα». Σύμφωνα με τον δρα Φαρό λίγα λεπτά ύπνου μπορούν να προσφέρουν στον οργανισμό έναν τρόπο αντιμετώπισης της έλλειψης ύπνου μέσω της «ανάρρωσης» του ανοσοποιητικού και του νευροενδοκρινικού συστήματος.

Η μελέτη

Στο πλαίσιο της νέας μελέτης εξετάστηκε η σχέση μεταξύ των ορμονών και του ύπνου σε μια ομάδα 11 υγιών ανδρών ηλικίας 25-32 ετών. Οι εθελοντές κοιμήθηκαν την πρώτη νύχτα ένα γεμάτο (κανονικό) οκτάωρο. Τη δεύτερη νύχτα αναγκάστηκαν να κοιμηθούν μόλις δύο ώρες. Την ημέρα μετά την... αγρύπνια τους επετράπη να πάρουν δύο 30λεπτους υπνάκους προτού κοιμηθούν και πάλι κανονικά τη νύχτα.

Κατά τη διάρκεια και των τριών ημερών οι ειδικοί έλαβαν δείγματα ούρων και σάλιου από τους νεαρούς εθελοντές τα οποία και ανέλυσαν προκειμένου να προσδιορίσουν πώς η έλλειψη ύπνου αλλά και η σιέστα επηρέαζαν τα επίπεδα των ορμονών (σε σύγκριση μάλιστα με τον φυσιολογικό νυχτερινό ύπνο).

Όπως φάνηκε, μετά τη νύχτα του λίγου ύπνου οι άνδρες παρουσίασαν αύξηση κατά δυόμισι φορές στα επίπεδα νορεπινεφρίνης, μιας ορμόνης και νευροδιαβιβαστή που εμπλέκεται στην απόκριση του οργανισμού στο στρες. Η νορεπινεφρίνη αυξάνει τον καρδιακό ρυθμό, την αρτηριακή πίεση και τα επίπεδα σακχάρου του αίματος.

Όταν όμως οι άνδρες έπαιρναν έναν 30λεπτο ύπνο μετά την άυπνη νύχτα, τα επίπεδα της νορεπινεφρίνης επανέρχονταν στο φυσιολογικό.

Επίδραση και στην ιντερλευκίνη-6

Francisco de Goya, Sleep, 1800. Για πρώτη φορά μελέτη δείχνει ότι 30 λεπτά ύπνου μέσα στην ημέρα επαναφέρουν στο φυσιολογικό τις ορμόνες του οργανισμού οι οποίες έχουν διαταραχθεί ύστερα από μια άυπνη νύχτα. Lack of sleep can lower the levels of interleukin-6, a virus fighting protein, and increase levels of the stress hormone norepinephrine. Half an hour of nap, however, appears to reverse these unwanted effects.

Η έλλειψη ύπνου φάνηκε να επιδρά και στα επίπεδα της ιντερλευκίνης-6, μιας πρωτεΐνης με αντι-ιικές ιδιότητες που εντοπίζεται στο σάλιο. Μετά τη νύχτα περιορισμένου ύπνου τα επίπεδα ιντερλευκίνης-6 έπεφταν αλλά επέστρεφαν στο φυσιολογικό μετά τη σιέστα.

Οι ερευνητές σημειώνουν στην επιθεώρηση «Journal of Clinical Endocrinology & Μetabolism» ότι οι αλλαγές αυτές στα ορμονικά επίπεδα δείχνουν πως ο σύντομος ύπνος μπορεί να ωφελήσει το ανοσοποιητικό σύστημα. Καταλήγουν υπογραμμίζοντας ότι «τα ευρήματα δείχνουν πως απαιτείται η ανάπτυξη πρακτικών στρατηγικών που θα αφορούν ομάδες του πληθυσμού οι οποίες στερούνται χρονίως τον ύπνο, όπως τα άτομα που εργάζονται νύχτα ή σε βάρδιες».

Η γονιδιακή δικαίωση των μπαμπάδων. Humans Are Genetically More Similar to Their Fathers, Study Finds

Pablo Picasso, Paternité, Paternity, 1971. Οι μπαμπάδες μπορούν να νιώσουν καλύτερα αφού μπορεί τα παιδιά τους να μοιάζουν εξωτερικά στη μαμά τους αλλά εσωτερικά «μοιάζουν» σε εκείνους. You might resemble or act more like your mother, but a novel research study reveals that mammals are genetically more like their dads.

Στην αιώνια διελκυστίνδα που «παίζεται» στη φύση ανάμεσα στα γονίδια του πατέρα και σε εκείνα της μητέρας, φαίνεται πως τα πρώτα επικρατούν, σύμφωνα με μια νέα αμερικανική επιστημονική έρευνα. Αυτό σημαίνει, κατά τους επιστήμονες, πως ακόμη κι αν ένα παιδί μοιάζει εξωτερικά περισσότερο στη μαμά του, θα είναι γενετικά μάλλον πιο όμοιο με τον μπαμπά του.

  

Τα πειράματα

Newborn baby and his father's hand. Specifically, the research shows that although we inherit equal amounts of genetic mutations from our parents -- the mutations that make us who we are and not some other person -- we actually "use" more of the DNA that we inherit from our dads. Credit: © millaf / Fotolia

Οι ερευνητές της Ιατρικής Σχολής του Πανεπιστημίου της Β. Καρολίνα, με επικεφαλής τον καθηγητή Φερνάνδο Πάρδο Μανουέλ πραγματοποίησαν πειράματα με διάφορες ομάδες ποντικιών, που είχαν σκοπίμως μεταλλαχθεί, ώστε να εμφανίζουν γενετικές διαφορές μεταξύ τους Μετά από την αναπαραγωγή διαδοχικών γενεών πειραματόζωων, οι επιστήμονες κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι τα γονίδια εκείνα που ήσαν πιο ενεργά («εκφρασμένα»), προέρχονταν αναλογικά περισσότερο από την πλευρά του πατέρα.

Οι άνθρωποι και τα άλλα ζώα κληρονομούν ίσες ποσότητες γενετικού υλικού από κάθε γονέα, όμως, όπως δείχνει η νέα μελέτη, τα γονίδια του μπαμπά είναι πιο πιθανό να ενεργοποιηθούν στο DNA του απογόνου. Αυτό, μεταξύ άλλων, όπως έδειξαν τα πειράματα, αφορά και τον εγκέφαλο του παιδιού. Η ανακάλυψη αυτή έχει σημασία για την μελέτη διαφόρων ασθενειών (καρκίνου, διαβήτη, σχιζοφρένειας, καρδιοπάθειας κ.α.), καθώς μια δυνητικά επικίνδυνη μετάλλαξη θα έχει πιθανώς μεγαλύτερη επίπτωση στο παιδί, αν κληρονομηθεί από τον πατέρα, παρά από τη μητέρα του. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Genetics».

Ένα ποτήρι κρασί μας κάνει πιο ελκυστικούς. How drinking one glass of wine improves your looks

Caravaggio, The Young Bacchus, c.1589. Ένα ποτήρι κρασί αυξάνει την ελκυστικότητα μας αναφέρει η νέα μελέτη. Scientists claim that wine and other alcohol can dilate pupils, bring on rosy cheeks and relax facial muscles to make a person appear more approachable. But to look your best, they advise sticking to just one glass.

Ένα ιδιαίτερα ενδιαφέρον εύρημα προέκυψε από μια μικρή μελέτη ερευνητών του Πανεπιστήμιου του Μπρίστολ στη Βρετανία. Οι ερευνητές ζήτησαν από 40 άτομα να καταναλώσουν διαφορετικές ποσότητες αλκοόλ και μελέτησαν τις επιπτώσεις που είχε η κατανάλωση αυτή στην εξωτερική τους εμφάνιση και ειδικότερα στα χαρακτηριστικά του προσώπου τους. Διαπίστωσαν ότι ένα ποτήρι κρασί βελτιώνει την εξωτερική μας όψη, μας κάνει πιο ελκυστικούς. Σύμφωνα με τους ερευνητές αυτή η ευεργετική δράση στην εξωτερική μας εμφάνιση οφείλεται στο ότι το κρασί χαλαρώνει τους μύες του προσώπου με τέτοιο τρόπο ώστε να εμφανιζόμαστε πιο ελκυστικοί.

Jean Béraud, The Drinkers, 1908. Προσοχή όμως γιατί το επόμενο διαγράφει τις ευεργετικές επιπτώσεις του πρώτου. Any more than two glasses of wine or beer, and rosy cheeks will turn red, and relaxed facial muscles will start looking unnatural, according to the Bristol University study.

Είναι σημαντικό ότι οι ερευνητές αναφέρουν ότι πίνοντας κάποιος ένα ποτήρι κρασί γίνεται ελκυστικός στα μάτια του ατόμου που βρίσκεται απέναντι του ακόμη και όταν το άτομο αυτό δεν έχει πιει καθόλου αλκοόλ. Η επισήμανση είναι σημαντική γιατί έχουν υπάρξει μελέτες που αναφέρουν ότι πως η κατανάλωση αλκοόλ μειώνει τα στάνταρτ αισθητικής αξιολόγησης ενός ατόμου. Όσοι ενδιαφέρονται να φαίνονται ελκυστικοί θα πρέπει να παραμείνουν στο ένα ποτήρι κρασί γιατί όπως διαπιστώθηκε στην νέα μελέτη από το δεύτερο κιόλας ποτήρι οι ευεργετικές επιπτώσεις στο πρόσωπο του διαγράφονται.

Στο φως η «διπλή προσωπικότητα» του... φωτός. The first ever photograph of light as both a particle and wave

Η εικόνα που έδωσε στη δημοσιότητα η ερευνητική ομάδα και αποτυπώνει την διττή συμπεριφορά του φωτός. Light behaves both as a particle and as a wave. Since the days of Einstein, scientists have been trying to directly observe both of these aspects of light at the same time. Now, scientists have succeeded in capturing the first-ever snapshot of this dual behavior. Energy-space photography of light confined on a nanowire, simultaneously shows both spatial interference and energy quantization. Credit: Fabrizio Carbone/EPFL

Eίναι γνωστό ότι το φως συμπεριφέρεται ταυτόχρονα ως κύμα και ως σωματίδιο, αλλά μέχρι σήμερα οι επιστήμονες είχαν καταφέρει να το παρατηρήσουν μόνο σε μία από τις δύο καταστάσεις. Μια ομάδα ερευνητών του EPFL (Ecole Polytechnique Federale de Lausanne) ανέπτυξε μια νέα τεχνική απεικόνισης και με τη βοήθεια ενός ισχυρού ηλεκτρονικού μικροσκοπίου κατέγραψε για πρώτη φορά σε μια εικόνα το φως στην διπλή του φύση. Το επίτευγμα που παρουσιάζεται στην επιθεώρηση «Nature Communications» μπορεί σύμφωνα με τους ειδικούς να αποδειχθεί ιδιαίτερα χρήσιμο στην έρευνα επαναστατικών τεχνολογιών όπως για παράδειγμα, σε αυτή για τους κβαντικούς υπολογιστές.

Η μέθοδος

Diagram of the experiment. Credit: Fabrizio Carbone/EPFL

Οι ερευνητές επινόησαν μια καινούργια στρατηγική στην προσπάθεια τους να καταγράψουν την διττή φύση του φωτός. Χρησιμοποίησαν ένα μεταλλικό σύρμα νανομετρικών διαστάσεων το οποίο «χτύπησαν» με παλμούς λέιζερ. Στόχος ήταν να προσδώσουν ενέργεια στα φορτισμένα σωματίδια του σύρματος τα οποία τελικά άρχισαν να ταλαντώνονται. Η διάδοση του φωτός μέσα στο σύρμα γινόταν σε δύο αντίθετες κατευθύνσεις. Όταν ένα κύμα συναντούσε ένα άλλο που ερχόταν από αντίθετη κατεύθυνση το αποτέλεσμα ήταν να σχηματιστεί ένα νέο κύμα που ανήκει στην κατηγορία των λεγόμενων στάσιμων κυμάτων. Τα κύματα αυτά ονομάζονται έτσι επειδή δεν διαδίδουν ενέργεια στον χώρο. Τα στάσιμα κύματα με τη σειρά τους λειτουργούσαν ως πηγές φωτός ακτινοβολώντας μέσα στο σύρμα.

Τα ηλεκτρόνια

Όταν σχηματίζονταν τα στάσιμα κύματα οι ερευνητές εξέπεμπαν δέσμες ηλεκτρονίων κοντά στο σύρμα, χρησιμοποιώντας τις δέσμες για να απεικονίσουν τα στατικά κύματα. Τα ηλεκτρόνια αλληλεπιδρούσαν με τα στάσιμα κύματα και άλλα επιταχύνονταν ενώ άλλα επιβραδύνονταν. Παρόλο που με αυτό το φαινόμενο εκδηλωνόταν η κυματική φύση του φωτός, ταυτόχρονα αποκάλυπτε και τη σωματιδιακή του συμπεριφορά. Χρησιμοποιώντας ένα πανίσχυρο μικροσκόπιο οι ερευνητές κατάφεραν να καταγράψουν το φαινόμενο με τον φακό να αποτυπώνει και τις δύο φύσεις του φωτός.

Η ύλη επικράτησε της αντιύλης εξαιτίας του πεδίου Higgs. Higgs Boson Could Explain Matter’s Dominance over Antimatter

In this illustration, two protons collide at high energy, producing a Higgs boson that instantly decays, producing two tau particles. The rest of the energy from the collision sprays outward in two jets (pink cones). Measuring the angle between these jets could reveal whether or not the Higgs is involved in charge-parity (CP) violation, which says that nature treats a particle and its oppositely charged antiparticle differently. A SLAC researcher and his colleagues propose such an experiment in a recent paper in Physical Review D. Credit: SLAC National Accelerator Laboratory

Την αιτία που ενδεχομένως κρύβεται πίσω από το γεγονός ότι η ύλη υπερίσχυσε της αντιύλης στα πρώτα στάδια της κοσμικής δημιουργίας, με συνέπεια το σύμπαν σήμερα να κατακλύζεται από σωματίδια, διατυπώνουν Αμερικανοί φυσικοί από το Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Λος Άντζελες (UCLA). Όπως υποστηρίζουν οι επιστήμονες σε άρθρο τους στο περιοδικό Physical Review Letters [Postinflationary Higgs Relaxation and the Origin of Matter-Antimatter Asymmetry], η ασυμμετρία της ύλης με την αντιύλη στο «νεαρό» σύμπαν σχετίζεται με το μποζόνιο Χιγκς, η ύπαρξη του οποίου επιβεβαιώθηκε το 2012 από μετρήσεις στον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων στο CERN.

Με βάση τη θεωρία της Μεγάλης Έκρηξης, όταν το σύμπαν είχε «ηλικία» μόλις 10^-32 δευτερόλεπτα, ένα μέρος των φωτονίων που είχαν δημιουργηθεί άρχισε να μετατρέπεται σε ύλη, με τη μορφή ζευγών από σωματίδια και αντισωματίδια. Μόλις δημιουργούνταν, τα ζεύγη αυτά συγκρούονταν και αλληλοεξουδετερώνονταν, παράγοντας πάλι ακτινοβολία.

Ωστόσο, δεν εξαϋλώθηκαν όλα τα σωματίδια αφού, έστω και σε απειρολάχιστο βαθμό, τα σωματίδια υπερείχαν αριθμητικά των αντισωματιδίων – για κάθε 1 δισεκατομμύριο αντισωματίδια υπήρχαν 1 δισεκατομμύρια και 1 αντισωματίδια. Μια ασυμμετρία στην οποία «χρωστάμε» το γεγονός ότι προέκυψαν τα πρώτα σταθερά υποατομικά σωματίδια, και εν τέλει το σύμπαν όπως το γνωρίζουμε σήμερα.

Αν και αυτή η απειροελάχιστη υπεροχή είναι η αιτία που οι αστέρες και οι πλανήτες αποτελούνται από ύλη, με την αντιύλη να σπανίζει στο σύμπαν, συνιστά γρίφο για τους κοσμολόγους επειδή δεν μπορεί να εξηγηθεί με τους νόμους της φυσικής, οι νόμοι δεν κάνουν «διακρίσεις» ανάμεσα στα σωματίδια και τα αντισωματίδια. Σύμφωνα όμως με την ομάδα από το UCLA, πιθανόν οφείλεται στη συμπεριφορά του μποζονίου Χιγκς, το οποίο προσδίδει μάζα στην ύλη και την αντιύλη.

Πιο συγκεκριμένα, όπως υποστηρίζει η ερευνητική ομάδα, η ανισοκατανομή προήλθε από την κίνηση του πεδίου Χιγκς, το οποίο σχετίζεται με το μποζόνιο, η οποία είχε σαν συνέπεια σε εκείνο το στάδιο της κοσμικής δημιουργίας οι μάζες των σωματιδίων και των αντισωματιδίων να είναι παροδικά άνισες. Η εξήγηση αυτή βασίζεται στην υπόθεση πως, στις πρώτες φάσεις της Μεγάλης Έκρηξης, η ένταση του πεδίου ήταν πολύ μεγαλύτερη από την «τιμή ισορροπίας» που έχει σήμερα. Γεγονός που με τη σειρά του επέτρεψε στα σωματίδια να «κυριαρχήσουν» στα αντισωματίδια.

Computer simulation of particle tracks from an LHC collision that produced a Higgs boson. Credit: CERN

Το σωματίδιο Χιγκς προτάθηκε το 1964 από τον Βρετανό Πίτερ Χιγκς και τον Γάλλο Φρανσουά Ανγκλέρ, ως ο μηχανισμός απόκτησης μάζας που συμπλήρωνε και την τελευταία «ψηφίδα» στο Καθιερωμένο Πρότυπο. Το σωματίδιο κέρδισε τα φώτα της δημοσιότητας το 2012, όταν δύο ανεξάρτητα πειράματα στον επιταχυντή του CERN ανακοίνωσαν την πειραματική επαλήθευσή του. Την επόμενη χρονιά, οι δύο επιστήμονες απέσπασαν το βραβείο Νόμπελ Φυσικής, για την πρόβλεψή τους.

Πηγές: naftemporiki.gr - www.scientificamerican.com