Το δέρμα των αστροναυτών... λεπταίνει. Space travel thins your skin

Η αστροναύτισσα Σαμάνθα Κριστοφορέτι της ESA μελετήθηκε από τους γερμανούς ερευνητές πριν και μετά το ταξίδι της στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό προκειμένου να δοθεί μια απάντηση σχετικά με τα προβλήματα που εμφανίζει το δέρμα των αστροναυτών στο Διάστημα. European Space Agency (ESA) astronaut Samantha Cristoforetti in the cupola of the International Space Station. Credit: NASA

Μια πολυαναμενόμενη... ανθρώπινη αποστολή στον Κόκκινο Πλανήτη βρίσκεται ακόμη μακριά, καθώς η NASA σχεδιάζει το πρώτο επανδρωμένο ταξίδι στον Άρη τη δεκαετία του 2030. Σε κάθε περίπτωση, όταν φθάσει εκείνη η ώρα, και μόνο η απόσταση των περισσότερων από 55 εκατομμυρίων χιλιομέτρων που θα έχουν να διανύσουν οι αστροναύτες επί τουλάχιστον μισό χρόνο προκειμένου να φθάσουν στον Άρη (χωρίς να αναφερθούμε και στο ταξίδι του γυρισμού) δημιουργεί τεράστιες προκλήσεις. Μεταξύ του πλήθους των εμποδίων που πρέπει να ξεπεραστούν για ένα τέτοιο μακρινό ταξίδι, η υγεία των αστροναυτών κατά τη διάρκεια μιας τόσο μακράς περιόδου στο Διάστημα κρίνεται υψίστης σημασίας.

Το περίεργο φαινόμενο

Επιστήμονες στη Γερμανία χρησιμοποιούν προηγμένες απεικονιστικές τεχνικές προσπαθώντας να κατανοήσουν το εξής περίεργο φαινόμενο: για ποιον λόγο το δέρμα των αστροναυτών γίνεται πιο λεπτό όσο βρίσκονται στο Διάστημα. Οι ερευνητές με επικεφαλής τον καθηγητή Κάρστεν Κένιγκ από το Τμήμα Βιοφωτονικής και Τεχνολογίας Λέιζερ στο Πανεπιστήμιο Σάαρλαντ χρησιμοποιούν τομογραφίες του δέρματος υψηλής ανάλυσης προκειμένου να διερευνήσουν σε βάθος τα δερματικά κύτταρα αστροναυτών πριν και μετά το ταξίδι τους στο Διάστημα.

Οι ειδικοί που ανέπτυξαν την προηγμένη τεχνολογία λέιζερ αναφέρουν ότι η χωρική ανάλυσή της (η ικανότητα εστίασης) είναι χίλιες φορές μεγαλύτερη σε σύγκριση με εκείνη των συσκευών υπερήχων. Αυτή η τεχνολογία έχει μάλιστα την ικανότητα, σύμφωνα με τον καθηγητή Κένιγκ, να φέρει επανάσταση και στη διάγνωση εντός των νοσοκομείων.

Το προηγμένο σκανάρισμα

Researchers analyzed the skin of astronauts Samantha Cristoforetti, Alexander Gerst and Luca Parmitano, both before and after their missions on the global Space Station (ISS) (not pictured here) (Photo: NASA Goddard Space Flight Center).

«Χρησιμοποιούμε παλμούς λέιζερ femtosecond. Σκανάρουμε το δέρμα και λαμβάνουμε σήματα από αυτό, ιδίως φθορίζοντα, καθώς και ένα άλλο σήμα που ονομάζεται δεύτερη αρμονική συχνότητα. Έτσι με αυτά τα δύο σήματα μπορούμε να "χτίσουμε" εικόνες και να δούμε το δέρμα σε υψηλή ανάλυση. Η ανάλυση αυτή είναι χίλιες φορές καλύτερη από εκείνη των υπερήχων. Έτσι μπορούμε πλέον να λαμβάνουμε τις πληροφορίες που χρειαζόμαστε χωρίς τη διενέργεια βιοψίας, μέσα σε δευτερόλεπτα και με φανταστική ανάλυση» τόνισε ο Κένιγκ προσθέτοντας ότι οι εφαρμογές της μεθόδου περιλαμβάνουν από την ιστολογική ανάλυση για την πρώιμη διάγνωση του καρκίνου ως τον προσδιορισμό των επιδράσεων της γήρανσης του δέρματος.

Τον δρα Κένιγκ, ο οποίος είναι επίσης διευθυντής της γερμανικής εταιρείας JenLab, προσέγγισε ο Ευρωπαϊκός Οργανισμός Διαστήματος (European Space Agency, ESA) προκειμένου να χρησιμοποιήσει την τεχνολογία femtosecond λέιζερ για το πρόγραμμα «Skin B», το οποίο στοχεύει στην κατανόηση «μηχανισμών γήρανσης του δέρματος που είναι πολύ αργοί στη Γη (με αποτέλεσμα να είναι σχεδόν αδύνατη η αποτελεσματική μελέτη τους) αλλά επιταχύνονται σημαντικά σε συνθήκες έλλειψης βαρύτητας».

Όπως λέει ο καθηγητής, «τόσο η ESA όσο και η NASA ήρθαν και μας ζήτησαν, αν είναι δυνατόν, να μελετήσουμε το δέρμα των αστροναυτών. Και αυτό διότι ήθελαν να γνωρίζουν αν λαμβάνει χώρα κάποια ταχεία διαδικασία γήρανσης του δέρματος στο Διάστημα και ποιες ακριβώς αλλαγές παρατηρούνται στους αστροναύτες, καθώς εργάζονται επί έξι μήνες μακριά από τη Γη. Και αυτό διότι πολλοί αστροναύτες παραπονιούνται για δερματικά προβλήματα».

Μελέτη «πριν και μετά»

Ο Ιταλός αστροναύτης Λούκα Παρμιτάνο (αριστερά) είναι επίσης ένα από τα... πειραματόζωα των επιστημόνων που μελετούν την επίδραση των διαστημικών συνθηκών στο δέρμα. O Γερμανός Αλεξάντερ Γκερστ συμμετείχε επίσης στο πείραμα του... δέρματος.

Μέχρι στιγμής η ερευνητική ομάδα έχει «σαρώσει» το δέρμα τριών αστροναυτών πριν και μετά το ταξίδι τους στο Διάστημα: πρόκειται για τους Ιταλούς Λούκα Παρμιτάνο και Σαμάνθα Κριστοφορέτι καθώς και τον Γερμανό Αλεξάντερ Γκερστ.

Η Κριστοφορέτι της ESA εξετάστηκε πριν από το ταξίδι της στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό (ISS) τον Νοέμβριο του 2014. Όταν επέστρεψε στη Γη ύστερα από 199 ημέρες, στις 11 Ιουνίου του 2015, έγινε κάτοχος ενός νέου ρεκόρ παραμονής μιας μόνο γυναίκας στο Διάστημα (το προηγούμενο ρεκόρ κατείχε η Σουνίτα Γουίλιαμς της NASA με 195 ημέρες παραμονής στο Διάστημα το 2006-2007). Τα δερματικά κύτταρα της Κριστοφορέτι εξετάστηκαν από τον δρα Κένιγκ με χρήση του πανίσχυρου λέιζερ μετά την επιστροφή της, οδηγώντας σε αναπάντεχα αποτελέσματα.

Συρρίκνωση της επιδερμίδας

Astronaut Paolo Nespoli sleeps during a 2007 mission on board the ISS. Credit: NASA

«Έχουμε ήδη ενδιαφέροντα αποτελέσματα από τους τρεις αστροναύτες που έχουμε μελετήσει ως τώρα. Φαίνεται ότι στο Διάστημα λαμβάνει χώρα μεγάλη παραγωγή κολλαγόνου. Ξαφνικά οι αστροναύτες έχουν περισσότερο κολλαγόνο. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει κάποιου είδους αντιγηραντική επίδραση, τουλάχιστον στο κατώτερο τμήμα του δέρματος, τη δερμίδα. Συγχρόνως ανακαλύψαμε ότι η επιδερμίδα, κυρίως το τμήμα των ζώντων κυττάρων, συρρικνώνεται, οπότε το δέρμα γίνεται πιο λεπτό» εξήγησε ο καθηγητής Κένιγκ.

Συμπλήρωσε ότι δεν υπάρχει ακόμη εξήγηση για το φαινόμενο. Η ερευνητική ομάδα αναμένει να εξετάσει και άλλους αστροναύτες ώστε να καταλάβει τι συμβαίνει και έτσι να προστατεύσει τους ταξιδιώτες του Διαστήματος από τη... συρρίκνωση της επιδερμίδας τους. «Είδαμε ότι η επιδερμίδα λεπταίνει κατά σχεδόν 20% και μέχρι στιγμής δεν έχουμε εξήγηση για αυτό. Ωστόσο αυτό συνέβη μέσα σε έξι μήνες. Το ερώτημα είναι αν κάποιος πάει στον Άρη - το ταξίδι αυτό απαιτεί ένα-δύο χρόνια ή και παραπάνω - τι θα γίνει με την επιδερμίδα του. Διότι δεν είναι προφανώς καλό να λεπταίνει συνεχώς».

Καλλιόπη Εξάρχου, Φιλοξενία του θέρους...

Léon De Smet, Louise, 1916.

“Η καλή μέρα

από το πρωί φαίνεται”

- σκέφτηκε-

και βάλθηκε

να περιποιηθεί το αιδοίο της

Πρώτα

άνοιξε την είσοδο

μην την πουν κι αφιλόξενη

μετά υποδέχθηκε

τους καλεσμένους της

και στο τέλος

πήρε θέση

απέναντι

στον «καυλομάχο ήλιο»*

Έτσι κάνει

πάντα

η γη

πριν τη σπορά

Vincent Van Gogh, Le Semeur, 1888.  

Καλλιόπη Εξάρχου, θέρος 2015

* Έκφραση του Δημήτρη Δημητριάδη από τον "Ευαγγελισμό της Κασσάνδρας", Σαιξπηρικόν 2012.

Το πρώτο τεχνητό ριβόσωμα κυττάρου. Researchers design first artificial ribosome

Λειτουργεί σχεδόν όπως το πραγματικό παράγοντας πρωτεΐνες και ένζυμα. Researchers at the University of Illinois at Chicago and Northwestern University have engineered a tethered ribosome that works nearly as well as the authentic cellular component, or organelle, that produces all the proteins and enzymes within the cell. The engineered ribosome may enable the production of new drugs and next-generation biomaterials and lead to a better understanding of how ribosomes function.

Επιστήμονες στις ΗΠΑ δημιούργησαν το πρώτο τεχνητό ριβόσωμα κυττάρου, το οποίο «δουλεύει» σχεδόν όπως το πραγματικό κυτταρικό οργανίδιο, παράγοντας πρωτεΐνες και ένζυμα.

Νέοι δρόμοι

Η δημιουργία τεχνητών ριβοσωμάτων μπορεί να φέρει επανάσταση στην ιατρική. Credit: Flickr/eLife - the journal, CC BY 2.0

Το σημαντικό αυτό επίτευγμα -που αναμένεται να τελειοποιηθεί στο μέλλον- ανοίγει νέους δρόμους στα πεδία της συνθετικής βιολογίας και της βιομοριακής μηχανικής. Μεταξύ άλλων, αναμένεται να επιτρέψει την παραγωγή νέων φαρμάκων και βιο-υλικών, ενώ θα βοηθήσει τους βιολόγους να κατανοήσουν καλύτερα πώς λειτουργούν αυτά τα ζωτικά συστατικά του κυττάρου.

Οι ερευνητές των πανεπιστημίων Ιλινόις και Northwestern στο Σικάγο, με επικεφαλής τον διευθυντή του Κέντρου Βιομοριακών Επιστημών του Κολλεγίου Φαρμακευτικής βιοχημικό Αλεξάντερ Μάνκιν και τον επίκουρο καθηγητή χημικής και βιολογικής μηχανικής Μάικλ Τζούιτ ονόμασαν το πρώτο τεχνητό ριβόσωμα ‘Ribo-T'.

Το τεχνητό ριβόσωμα, όπως έδειξαν τα πειράματα, κατάφερε να παράγει αρκετές πρωτεϊνες σε ένα δοκιμαστικό σωλήνα. Επιπλέον, όπως είπαν οι αμερικανοί επιστήμονες, το Ribo-T θα μπορούσε να «χειραγωγηθεί» κατάλληλα, ώστε να κάνει πράγματα που ένα φυσικό ριβόσωμα δεν μπορεί. Για παράδειγμα, το Ribo-T θα ήταν δυνατό να μετατρέψει ένα κύτταρο σε «εργοστάσιο» κατά παραγγελία χημικών και βιολογικών υλικών, παράγοντας π.χ. μοναδικά πολυμερή, βιολογικά και μη.

Κάθε έμβιος οργανισμός οφείλει την ύπαρξή του στα ριβοσώματα, αυτές τις σκληρά εργαζόμενες μοριακές «μηχανές», που συνεχώς «διαβάζουν» τις εντολές του DNA και του RNA, δημιουργώντας πρωτεΐνες από αμινοξέα. Με τη βοήθεια του τεχνητού ριβοσώματος, θα ήταν δυνατό να ενσωματωθούν "αφύσικα" αμινοξέα στις πρωτεΐνες και έτσι, μεταξύ άλλων, να παραχθούν φάρμακα (π.χ. αντιβιοτικά) με ασυνήθιστες θεραπευτικές ιδιότητες. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Πηγή: Cédric Orelle, Erik D. Carlson, Teresa Szal, Tanja Florin, Michael C. Jewett, Alexander S. Mankin. Protein synthesis by ribosomes with tethered subunits. Nature, 2015; DOI: 10.1038/nature14862

Αρειανά «κεχριμπάρια» ζωής μελετά η NASA. The mystery of the 'Moose' and 'Elk' on Mars

Το Curiosity εντόπισε πετρώματα που μπορεί να κρύβουν ίχνη αρχαίας ζωής στον Άρη. Curiosity has been working on Mars since early August 2012. The main mission objective now is to examine successively higher layers of Mount Sharp.

Το ρομπότ Curiosity της NASA που εξερευνά τον Άρη από το 2012 εντόπισε δύο πολύ διαφορετικά σε εμφάνιση και σύσταση πετρώματα από εκείνα που υπάρχουν στον Άρη. 

Το ένα εκ των δύο πετρωμάτων μέσα στα οποία μπορεί να κρύβονται ίχνη αρχαίας ζωής στον Άρη. Nasa's Curiosity rover has back tracked on itself to study an unusual group of rocks unlike anything seen on Mars. The rocks - dubbed 'Elk' and 'Lamoose' (pictured) - contain high levels of silica and hydrogen. These could act like the Martian version of amber, preserving evidence of ancient life. Image released July 23, 2015 Credit: Image credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Τα δύο πετρώματα επειδή θυμίζουν κέρατα ελαφιού έλαβαν τις ονομασίες «Elk» και «Moose» που είναι ονομασίες κάποιων ειδών ελαφιών. Όπως δείχνουν οι πρώτες αναλύσεις τα πετρώματα αυτά περιέχουν υψηλά επίπεδα διοξειδίου πυριτίου.

Το δεύτερο μυστηριώδες πέτρωμα που εντόπισε το Curiosity. NASA's Curiosity rover saw this rock outcrop dubbed "Missoula," near Marias Pass on Mars. Image released July 23, 2015. Credit: NASA/JPL-Caltech/MSSS

Το διοξείδιο του πυριτίου είναι ένωση του πυριτίου οξυγόνο πολύ διαδεδομένη στη φύση σε κρυσταλλική ή άμορφη κατάσταση. Η κοινή θαλάσσια άμμος αποτελείται κυρίως από διοξείδιο του πυριτίου. Η κρυσταλλική μορφή ονομάζεται «χαλαζίας» ενώ η άμορφη «άμμος». Η ανακάλυψη είναι ιδιαίτερα σημαντική επειδή το διοξείδιο του πυριτίου θεωρείται ιδανικό για τη διατήρηση των ιχνών οργανικής ύλης τα οποία με τη σειρά τους αποτελούν ενδείξεις της παρουσίας κάποιων αρχαίων μορφών ζωής. Σύμφωνα με ειδικούς της NASA αυτά τα πετρώματα μπορεί να λειτουργούν ως οι αρειανές εκδοχές των κεχριμπαριών της Γης μέσα στα οποία διατηρούνται οργανικές ύλες που παραπέμπουν σε μορφές ζωής αλλά πολλές φορές βρίσκονται μέσα σε αυτά και διάφοροι αρχαίοι οργανισμοί.

Εκπληκτικό εξωηλιακό σέλας! First Alien Auroras Found, Are 1 Million Times Brighter Than Any On Earth

Καλλιτεχνική απεικόνιση του καφέ νάνου στον οποίο εντοπίστηκε το εκπληκτικό σέλας. An artist's concept of brilliant auroras on the brown dwarf LSR J1835+3259, a misfit failed star about 18.5 light-years from Earth. The auroras are the first ever detected beyond our own solar system. Credit: Chuck Carter and Gregg Hallinan/Caltech

Οι αστρονόμοι παρατήρησαν για πρώτη φορά ένα σέλας εκτός του ηλιακού μας συστήματος και μάλιστα το φαινόμενο είναι πολύ πιο εντυπωσιακό, καθώς εκτιμάται ότι είναι δεκάδες χιλιάδες, ίσως κι ένα εκατομμύριο φορές πιο λαμπερό από ό,τι στη Γη. Το θεαματικό σέλας, που είναι περισσότερο κόκκινο παρά πράσινο-μπλε όπως στον πλανήτη μας, εντοπίσθηκε όχι πάνω από έναν εξωπλανήτη, αλλά γύρω από ένα καφέ νάνο μεγάλο όσο ο Δίας, σε απόσταση 18 ετών φωτός, στον αστερισμό της Λύρας.

Αποτυχημένα

This image shows the brown dwarf ISO-Oph 102, or Rho-Oph 102, in the Rho Ophiuchi star-forming region. Its position is marked by the crosshairs. This visible-light view was created from images forming part of the Digitized Sky Survey 2. Credit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Digitized Sky Survey 2. Acknowledgement: Davide De Martin

Οι καφέ νάνοι είναι σώματα που θεωρούνται άστρα, καθώς σχηματίζονται στο κέντρο πλανητικών συστημάτων από τη συμπύκνωση γιγάντιων σύννεφων υδρογόνου. Τα περισσότερα άστρα έχουν τόσο μεγάλη μάζα ώστε η πίεση στο εσωτερικό τους είναι αρκετή για να πυροδοτήσει αντιδράσεις πυρηνικής σύντηξης. Οι καφέ νάνοι, αντίθετα, δεν έχουν αρκετή μάζα για να λάμπουν και εκπέμπουν μόνο ένα αμυδρό κοκκινωπό φως ή υπέρυθρη ακτινοβολία για αυτό και αποκαλούνται συχνά «αποτυχημένα άστρα».

Η ανακάλυψη

Το φαινόμενο εντοπίστηκε σε καφέ νάνο 18 έτη φωτός μακριά από τη Γη. Auroras detected on the brown dwarf LSR J1835+3259 are much brighter than auroras on Earth, possibly 1 million times brighter than the best northern lights we can see, scientists say. Credit: Chuck Carter and Gregg Hallinan/Caltech

Επιστήμονες από διάφορες χώρες, με επικεφαλής τον καθηγητή αστρονομίας Γκρεγκ Χάλιναν του Ινστιτούτου Τεχνολογίας της Καλιφόρνια (Caltech), που έκαναν την ανακάλυψη με επίγεια οπτικά τηλεσκόπια και ραδιοτηλέσκόπια δήλωσαν ότι αποτελεί αίνιγμα με ποιο τρόπο παράγεται σέλας στον καφέ νάνο που έλαβε την κωδική ονομασία LSR J1835.

Το φαινόμενο του σέλαος στη Γη -και σε άλλους πλανήτες του ηλιακού μας συστήματος- δημιουργείται, όταν φορτισμένα σωματίδια από τον Ήλιο αλληλεπιδρούν ορμητικά με την πλανητική  μαγνητόσφαιρα και ατμόσφαιρα. Το γήινο μαγνητικό πεδίο παγιδεύει τα σωματίδια του Ήλιου και τα επιταχύνει, υποχρεώνοντας τα ηλεκτρόνιά τους να πέσουν σαν «βροχή» στην ατμόσφαιρα, με συνέπεια να συγκρούονται με τα μόρια των χημικών στοιχείων και να τα υποχρεώνουν να εκπέμψουν φωτεινή ακτινοβολία.

Astrophotographer Bob Simmerman sent in a photo of an auroral display over Good Harbor Bay, Leelanau County, Michigan, taken on the evening of June 22-23, 2015. Credit: Bob Simmerman

Στη Γη το σέλας είναι κυρίως πρασινωπό, επειδή τα ηλιακά ηλεκτρόνια συγκρούονται με τα άφθονα άτομα οξυγόνου της γήινης ατμόσφαιρας, ενώ στην περίπτωση του καφέ νάνου LSR J1835 είναι ερυθρωπό, επειδή η ατμόσφαιρά του περιέχει κυρίως υδρογόνο. Επειδή όμως το LSR J1835 δεν έχει άλλα άστρα κοντά του για να το «βομβαρδίζουν» με ακτινοβολία, παραμένει ερωτηματικό μέσω ποιου μηχανισμού παράγεται το σέλας του.

Απάντηση στο ερώτημα

Our cosmic backyard as seen from 30 light-years away. Red circles indicate the discoveries of brown dwarfs by NASA's WISE space telescope. Credit: NASA/JPL-Caltech

Από την άλλη, επειδή συνεχίζεται η διαμάχη κατά πόσο οι καφέ νάνοι είναι παρ' ολίγον κανονικά άστρα ή παρ' ολίγον μεγάλοι πλανήτες, η νέα ανακάλυψη φαίνεται να ενισχύει τη δεύτερη εκδοχή. Εφόσον έχουν ήδη εντοπισθεί νέφη στην ατμόσφαιρα τέτοιων ουρανίων σωμάτων και τώρα παρατηρείται και σέλας, η «ζυγαριά», όσον αφορά τη φύση τους, γέρνει μάλλον προς την πλευρά των πλανητών.

Οι αστρονόμοι αισιοδοξούν ότι σύντομα θα είναι σε θέση να παρατηρήσουν το φαινόμενο του σέλαος και σε κανονικούς εξωπλανήτες. Μέχρι σήμερα το πιο λαμπρό σέλας έχει εντοπισθεί στον Δία, ο οποίος διαθέτει το πιο ισχυρό μαγνητικό πεδίο στο ηλιακό μας σύστημα. Το σέλας του LSR J1835 είναι τουλάχιστον 200 φορές πιο φωτεινό από εκείνο του Δία. Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature».

Ένα ακόμη «πλήγμα» για την υπερσυμμετρία. LHC Keeps Bruising 'Difficult to Kill' Supersymmetry

Οι μετρήσεις προήλθαν από τον Μεγάλο επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN και είναι εντελώς συμβατές με το Καθιερωμένο Πρότυπο, με συνέπεια να μην χρειάζονται κάποια εναλλακτική φυσική θεωρία για να ερμηνευθούν. Computer visualization of proton collisions inside the LHC's CMS detector. Credit: CMS/LHC/CERN

Αν και τα προηγούμενα χρόνια είχαν εκφρασθεί ελπίδες πως ένα σπάνιο υποατομικό φαινόμενο θα μπορούσε να εξηγηθεί από τη θεωρία της υπερσυμμετρίας, αποτελώντας έτσι μια βάσιμη ένδειξη για την ισχύ του συγκεκριμένου φυσικού μοντέλου, νέες μετρήσεις έρχονται να διαψεύσουν αυτές τις προσδοκίες. Οι μετρήσεις προήλθαν από τον Μεγάλο επιταχυντή Αδρονίων (LHC) στο CERN και είναι εντελώς συμβατές με το Καθιερωμένο Πρότυπο, με συνέπεια να μην χρειάζονται κάποια εναλλακτική φυσική θεωρία για να ερμηνευθούν.

Το φαινόμενο αφορά τα κουάρκ, δηλαδή τους βασικούς τύπους των στοιχειωδών σωματιδίων της ύλης, και πιο συγκεκριμένα τη σπάνια διάσπαση του χαμηλού (bottom) κουάρκ σε άνω (up) κουάρκ. Καθώς τα έως τώρα δεδομένα ήταν αντικρουόμενα, ορισμένοι επιστήμονες είχαν προτείνει μία εξήγηση πέρα από το Καθιερωμένο Πρότυπο – στα πλαίσια της υπερσυμμετρίας.

Ωστόσο, οι τελευταίες παρατηρήσεις «είναι απολύτως συνεπείς με το Καθιερωμένο Πρότυπο και καθιστούν άχρηστη την ανάγκη μίας τέτοιας υπόθεσης», αναφέρει στο Γαλλικό Πρακτορείο ο Γκάι Γουίλκινσον, καθηγητής φυσικής στο πανεπιστήμιο της Οξφόρδης και επικεφαλής της ομάδας πίσω από το πείραμα στον LHC. «Βέβαια, δεν μπορώ να αρνηθώ πως θα ήταν συναρπαστικό αν δείχναμε πως κάτι δεν πάει καλά με το Καθιερωμένο Πρότυπο», πρόσθεσε.

Το Καθιερωμένο Πρότυπο περιγράφει όλα τα στοιχειώδη σωμάτια που συγκροτούν την ύλη, όπως και τις δυνάμεις, πλην της βαρύτητας, με τις οποίες αυτά αλληλεπιδρούν. Ωστόσο, πέρα από το ότι δεν περιγράφει τη βαρύτητα, έχει αρκετές ακόμη αδυναμίες – με κυριότερη πως δεν εξηγεί τη φύση της σκοτεινής ενέργειας και της σκοτεινής ύλης, που αποτελούν το 95% του σύμπαντος.

Η υπερσυμμετρία βασίζεται στην ένωση σε μια οικογένεια των δυο μεγάλων ομάδων σωματιδίων που το καθιερωμένο πρότυπο θεωρεί πολύ διαφορετικές μεταξύ τους: των μποζονίων (φορείς αλληλεπιδράσεων) και των φερμιονίων (ύλη). Σύμφωνα με τις θεωρίες αυτού του είδους τα μεν μετατρέπονται στα δε αλλάζοντας ρόλους. Κάθε γνωστό σωματίδιο έχει έναν «υπερσυμμετρικό σύντροφο». Τα κουάρκ τα s-κουάρκ, το φωτόνιο το φωτίνο κ.ο.κ. Κάθε μποζόνιο διαθέτει το υπερσυμμετρικό του σωματίδιο, το οποίο είναι ένα φερμιόνιο και αντίστοιχα κάθε φερμιόνιο διαθέτει το υπερσυμμετρικό του σωματίδιο, το οποίο είναι ένα μποζόνιο. Όμως τα συνήθη μποζόνια δεν είναι τα υπερσυμμετρικά σωματίδια των συνήθων φερμιονίων και το αντίθετο.

Γνωστή και ως SUSY, η υπερσυμμετρία αποτελεί μία από τις θεωρίες που έχουν προταθεί και δίνουν «απάντηση» σε αυτές τις αδυναμίες. Γι’ αυτό τον σκοπό, υποθέτει πως για κάθε γνωστό σωματίδιο υπάρχει ένας υπερσυμμετρικός του «εταίρος». Ορισμένοι επιστήμονες αξιοποιούν τη θεωρία για την εξήγηση της σκοτεινής ύλης, υποθέτοντας πως αποτελείται από το ελαφρύτερο υπερσυμμετρικό σωματίδιο.

Από την άλλη πλευρά, όμως, μέχρι σήμερα δεν έχει προκύψει καμία πειραματική ένδειξη για την ύπαρξη κάποιου υπερσυμμετρικού σωματιδίου – και μάλιστα ούτε καν στην πρώτη φάση λειτουργίας του LHC, κάτι που αναμενόταν από πολλούς υπέρμαχους της θεωρίας. Παρ’ όλα αυτά, ο Γουίλκινσον λέει πως «είναι πολύ νωρίς» για να ξεγράψουμε την υπερσυμμετρία.

«Είναι δύσκολο να “πεθάνει” η υπερσυμμετρία: μοιάζει σαν τέρας με πολλά κεφάλια», ανέφερε. Το επιχείρημα που χρησιμοποιεί συμμερίζονται και οι περισσότεροι ειδικοί στη στοιχειώδη φυσική, υποστηρίζοντας πως η δεύτερη φάση λειτουργίας του LHC, που ξεκίνησε τον Απρίλιο, μπορεί κάλλιστα να κρύβει εκπλήξεις. Κι αυτό γιατί η μέγιστη ισχύς των συγκρούσεων στο εσωτερικό του θα αγγίξει τα 13 TeV. Μια απόδοση που όχι μόνο υπερβαίνει τα 8 TeV της πρώτης φάσης, αλλά και που για πρώτη φορά θα έχουν στη διάθεσή τους όσοι επιστήμονες μελετούν τα «μυστήρια» του υποατομικού κόσμου.

Εντούτοις, σύμφωνα με τον καθηγητή του πανεπιστήμιου της Οξφόρδης, τα αμέσως επόμενα χρόνια θα είναι κρίσιμα για την υπερσυμμετρία. «Αν δεν υπάρξει κάποια ανακάλυψη μέσα στην επόμενη διετία, τότε η θεωρία θα περιέλθει σε ακόμη δεινότερη θέση. Ο αριθμός των υποστηρικτών της είναι σίγουρο πως θα μειωθεί».

Πηγή: naftemporiki.gr – news.discovery.com

Η «λευκή ατμόσφαιρα» της Δήμητρας. Strange Bright Spots on Ceres Create Mini-Atmosphere on Dwarf Planet

Κοντινή λήψη των λαμπερών κηλίδων στον κρατήρα της Δήμητρας. The brightest spots on Ceres. The largest is about four miles (seven kilometers) across. While a picture is worth a thousand words, “wow” might summarize this picture pretty well. The famous bright spots at the bottom of Ceres' Occator crater appear to be sublimating material into space, creating a localized atmosphere within the walls of the 57-mile-wide (92 kilometers) hole in the ground, new observations by NASA's Dawn spacecraft suggest. Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Από τον περασμένο Μάρτιο το διαστημικό σκάφος Dawn βρίσκεται στη Δήμητρα, έναν πλανήτη νάνο του ηλιακού μας συστήματος, και την εξερευνά. Όταν πλησίασε το «Dawn» στη Δήμητρα εντόπισε δύο ασυνήθιστα λαμπερές κηλίδες μέσα στη λεκάνη ενός κρατήρα, διαμέτρου 98 χλμ.

There is bright material easily visible inside and around the crater near the upper right. Did the powerful impact that excavated the crater deposit bright material that it brought from elsewhere in space, excavate bright material from underground or create the conditions that subsequently caused some material to become bright? The reason for the greater reflectivity is not yet known. Image credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Η φύση τους παραμένει αδιευκρίνιστη, ωστόσο οι ερευνητές εικάζουν ότι πρόκειται για πάγο ή άλατα που ήρθαν στην επιφάνεια λόγω κάποιας πρόσκρουσης. Άλλοι επιστήμονες εικάζουν ότι πιθανώς πρόκειται για ένα ηφαίστειο που αντί για πυρακτωμένα υλικά εκτοξεύει νερό.

The investigation into the dwarf planet Ceres' mysterious bright spots has taken an intriguing new twist. The famous bright spots at the bottom of Ceres' Occator crater appear to be sublimating material into space, creating a localized atmosphere within the walls of the 57-mile-wide (92 kilometers) hole in the ground, new observations by NASA's Dawn spacecraft suggest. "If you look at a glancing angle, you can see what seems to be haze, and it comes back in a regular pattern," Dawn principal investigator Christopher Russell, of UCLA, said during a presentation.

Ερευνητές του Πανεπιστημίου της Καλιφόρνιας μελετώντας τα δεδομένα που στέλνει το Dawn κατέληξαν στο συμπέρασμα ότι στον κρατήρα που ονομάστηκε Occator δημιουργείται πολύ συχνά μια ομίχλη. Πρόκειται για ένα τοπικό ατμοσφαιρικό φαινόμενο στον πλανήτη.

Dawn has also spotted numerous long, linear features whose cause is unknown, as well as one big mountain that mission team members have dubbed "The Pyramid." This massif, which is about 3 miles (5 km) tall and 19 miles (30 km) wide, features a flat top and strangely streaked flanks, Russell said. Credit: NASA/JPL-Caltech/UCLA/MPS/DLR/IDA.

Αν ο ισχυρισμός των ερευνητών επιβεβαιωθεί, ταυτόχρονα λύνεται και το μυστήριο της ταυτότητας των λαμπερών κηλίδων, αφού η ύπαρξη τέτοιας ατμοσφαιρικής δραστηριότητας μπορεί να συνδέεται με την παρουσία πάγου και όχι αλάτων.