Wetenschap en Technologie in het nieuws

Interessant. Wellicht dat de fitness van de schimmel groter wordt als er een gemuteerd gen onstaat dat de eigenschap heeft minder te muteren.

Ik kaap deze topic voor een algemeen nieuws topic. Als er dan heel interessante nieuwsberichten zijn, dan staat het iedereen vrij om even af te splitsen tot een nieuwe topic natuurlijk.

Dit nieuws is al een paar dagen oud, maar ik had het nog niet voorbij zien komen:

quote:

Mammoetresten gevonden in Drenthe

Orvelte, 25 sept. De Nederlandse Gasunie heeft tijdens werkzaamheden in Orvelte (Drenthe) bij het Oranjekanaal bijzondere mammoetrresten gevonden. Dat liet het het bedrijf vrijdag weten. Het gaat om twee kiezen en een slagtand van een of meerdere mammoeten en een onderarmbeen van een wolharige neushoorn.

De botten zijn 41.000 jaar oud. Volgens mammoetkenner Anton Verhagen is deze vondst erg bijzonder. ,,De meeste botten in Nederland zijn gevonden door vissers in de Noordzee of door baggeraars. Hierdoor is de exacte vindlocatie nooit bekend.''

De mammoet ligt waarschijnlijk in de omgeving waar hij heeft geleefd. Zo kunnen onderzoekers meer te weten komen over het leven in die tijd.

In 1991 werden tijdens werkzaamheden in Orvelte ook al een mammoetresten gevonden. Waarschijnlijk horen deze vondsten bij elkaar. De kaak die in 1991 werd gevonden miste namelijk twee kiezen.

Bron: ANP, via NRC Handelsblad.

quote:

Attenborough's classics go online


“You have to behave properly. And you mustn't conceal yourself too well. If you suddenly appeared close to them and took them by surprise, then they would almost certainly charge.”

A few moments after television viewers heard these words, they saw Sir David Attenborough being cuddled by the very group of mountain gorillas he had just described, lying alongside a huge male silverback, as two young infants inquisitively attempted to remove his shoes.

The iconic sequence, filmed more than 30 years ago in the forests of Rwanda, helped reshape our perceptions of this great ape, and has become a television classic.

It now ranks among Sir David's most favourite moments making wildlife documentaries, which are being made available to audiences online via the BBC Wildlife Finder.

Other sequences include filming Darwin's frog in the forests of southern Chile.

A number of males, just a few centimetres long, gather before apparently eating newly fertilised eggs laid by a female. The males don't swallow the eggs, however, but store them in their vocal pouches, where the eggs develop into wriggling tadpoles. The males are effectively "struck dumb" by their own offspring.

Sir David has also chosen his film of the coelacanth, the extremely rare fish that is often described as a living fossil, in part because it was thought to have died out tens of millions of years ago.

He also marks the huge surprises found filming deep under the world's oceans and even among communities of bacteria.

"The natural world is the greatest source of excitement of visual beauty and intellectual interest of so much that makes life worth living.

"And that's why I got involved in wildlife film-making in the first place," Sir David told the BBC.



“When I first started out, there was so much of the natural world we were unable to film. The cameras, the lighting, the size of the equipment all meant that the extremely small, the very large, the ultra fast, or the infinitesimally slow, were beyond our reach.”

“In the last 30 years things have changed out of all recognition. We can now film everything. From the giants of the world's oceans, to the small invertebrates.”

“State of the art high-speed cameras let us demonstrate exactly what goes on in some of the natural world's most dramatic events, lightning fast action that just can't be perceived by the human eye.”

“At the other end of the scale, sophisticated time lapse helps us make sense of events that would take too long to show in film. We are now able to find out and show more about the world's species, their habitats and how they are adapted to life on our planet than ever before.”

This embrace of new technologies has now been taken a step further, by harnessing the power of the internet to make these iconic sequences available to online audiences, says Sir David.

“And who knows where the lastest HD and 3D technologies will take us.”

“It has always been my hope that through filmmaking I can bring the wonder of the natural world into people's sitting rooms, inspire people to find out more and to care about the world we share.”

To view all of Sir David Attenborough's favourite moments, go to the BBC Wildlife Finder

Bron: BBC.

Opvallend nieuws hoe een land dat eigenlijk al lang niet meer bestaat toch nog doorleefde op het internet – tot morgen. Overigens geldt hetzelfde voor het .su-domein, dat nog wel actief is.

quote:

End in site for Yugoslav domains

Websites using the .yu domain extension will cease to be available online from 30 September.

The extension - assigned to the former Republic of Yugoslavia - has been replaced by .rs (for Serbia) and .me (for Montenegro).

Icann - which oversees the assigning of top-level domain names - allowed extra time for sites to make the transition before removing the .yu extension.

It is thought up to 4,000 websites have still not migrated to a new domain.

The Internet Corporation for Assigned Names and Numbers (Icann) removed the .yu extension from their list of approved country domain names in 2006.

The former Republic of Yugoslavia was renamed Serbia and Montenegro in 2003, although Montenegro subsequently broke from the union in 2006.

Icann says the .rs and .me extensions are now the appropriate domain names as the Republic of Yugoslavia no longer exists.

Established in 1989, the .yu domain was first assigned to the Socialist Federal Republic of Yugoslavia.

With the break-up of the Socialist Republic at the start of the Balkan wars, the .yu domain was held by newly independent Slovenia but was eventually passed on to the Federal Republic of Yugoslavia in 1994.

Since then, it has been managed by the Yugoslav Domain Registry at the University of Belgrade.

Bron: BBC

Hetzelfde bericht, maar nu uit drie bronnen. Het is eigenlijk fascinerend dat zo’n bekend dier, namelijk de paling, eigenlijk zo mysterieus is. Hoe een paling precies opgroeit, wat deze precies eet als hij jong is, hoe hij z’n reis precies aflegt, en vooral, waarom de palingstand op het moment zo ontzettend laag is (1% van wat het begin jaren 50 was!), allemaal vragen waar geen (volledige) antwoorden op zijn. Maar men komt iets verder:

quote:

Eel reveals its migration secrets

The European eel's migration to the Sargasso Sea to spawn is one of nature's great unsolved mysteries.

For many years, biologists have puzzled over exactly where they go and what they do after leaving our rivers.

Now scientists using satellite tags have tracked 22 eels, revealing what they do in the first 1,300km of an epic 5,000km migration.

Using this method, biologists hope the whole journey to the Sargasso Sea will soon be revealed.

Bron: BBC, Lees meer.

quote:

Unlocking The Mystery Of European Eel Migrations

The spawning migration of European eels from rivers and brackish waters in Europe to the Sargasso Sea is one of the most impressive feats of animal migration and orientation. Yet after over 2000 years of study it is still a mystery to be solved. But, thanks to research ongoing since 2006, scientists are getting closer to a full understanding.

Bron: Science Daily, Lees meer.

quote:

Palingen met zenders gevolgd richting Sargassozee

Eindelijk zijn palingen gevolgd tijdens een deel van hun mysterieuze trek naar de Sargassozee. 22 palingen hebben een deel van de reis naar hun paringsterrein afgelegd met een zender die aan hun rug vastzat. Daaruit bleek dat de palingen elke ochtend steil naar beneden duiken, tot meer dan een halve kilometer diep (Science, 25 september).

Bron: NRC Handelsblad, Lees meer.

quote:

Hawking treedt af als Lucasian Professor

LONDEN - De Britse natuurkundige Stephen Hawking is woensdag afgetreden als Lucasian Professor of Mathematics aan de universiteit van Cambridge. Hawking is in januari 67 geworden, de gangbare leeftijd waarop bekleders van deze leerstoel hun positie vrijgeven. Dat heeft een woordvoerster van de universiteit gezegd.

De leerstoel is zo’n 350 jaar oud en is in het verleden bekleed door illustere academici als Isaac Newton en Charles Babbage, een verre voorloper op het gebied van moderne computertechnieken. Hawking bekleedde de post sinds 1980. Hij heeft aangegeven wel op de universiteit te blijven werken.

Hawking is een wetenschappelijk wonderkind sinds hij een theorie lanceerde waarmee hij het geloof logenstrafte dat zwarte gaten zo dicht zijn dat niets aan hun aantrekkingskracht kan ontkomen. Hij toonde aan dat zwarte gaten licht en andere soorten straling lekken, een fenomeen dat sindsdien bekend is als Hawking-straling.

Zijn onderzoek omvat theorieën over de aard van tijd, werk dat hij voortzette ondanks een verlamming die hem in een rolstoel deed belanden. In 1988 was zijn boek ‘A brief history of time’ een internationale bestseller.

Bron: Volkskrant.

quote:

Gentechvoedsel helpt weinig tegen allergie

Het genetisch veranderen van fruit en pinda’s is volgens veel onderzoekers een prima oplossing tegen allergie. Maar volgens nieuw onderzoek zitten weinig allergiepatiënten daarop te wachten.

Pinda-allergie is relatief zeldzaam, maar wel een van de vervelendste soorten. Niet alleen pindakaas bevat restjes met allergeen materiaal, maar ook margarine, koek, taart en oosterse gerechten.

Lekker eten wat je wil – voor de meeste Nederlanders de gewoonste zaak van de wereld – is voor allergiepatiënten een heikele bezigheid. Als een allergiepatiënt per ongeluk het voor hem verkeerde voedsel eet – voor de één een appel, voor de ander een pinda – krijgt ‘ie huiduitslag en ademhalingsproblemen. Heel soms levert dat zelfs dodelijk gevaar op.

Om het leven van allergiepatiënten te vergemakkelijken, knutselen wetenschappers al jaren aan allergeen voedsel. Zulk voedsel bevat toevallig genen en eiwitten waarop allergiepatiënten abnormaal heftig reageren. Wanneer je het gen uitzet, blijft de allergische reactie uit. Op die manier hebben Nederlandse onderzoekers al een genetisch veranderde appel gemaakt die veilig is voor mensen met een appel-allergie.

Hoe mooi het klinkt, het zogenaamde hypoallergene eten is nog niet te koop. En volgens nieuw onderzoek van Wageningen Universiteit moeten we dat misschien helemaal niet willen. Dat concludeert voedselwetenschapper Margreet van Putten na het afnemen van tientallen interviews met onder meer allergiepatiënten en voedselfabrikanten.

Van Puttens belangrijkste vondst: in de meeste gevallen kan hypoallergeen voedsel in de supermarkt het leven van allergiepatiënten weinig verbeteren. Het probleem is dat sommige allergenen, zoals bijvoorbeeld pindaresten, in veel alledaagse producten zitten. En zolang er in restaurants en cafés en op feesten van vrienden eten met eventuele pindaresten wordt opgediend, moeten allergiepatiënten nog altijd op hun hoede zijn. Hypoallergeen voedsel in de supermarkt verandert daar weinig aan.

Toch is niet al het hypoallergeen voedsel nutteloos, schrijft Van Putten in haar proefschrift. Wanneer eten goed herkenbaar is en haast nergens in is verwerkt – denk aan de appel – kan een hypoallergene versie hiervan prima in de smaak vallen.

Bron: Kennislink.

quote:

Why am I the short fat one?
My identical twin brother Chris is 2cm taller than me.

Barely noticeable you would think. I can see what it is like to be him by standing on tip-toes just a little and frankly the world does not look much different from up there.

Nonetheless it bothers me: I could have been that tall. I have exactly the same genes as my brother.

Genes that, in the right environment, could have made me a full 185cm tall as opposed to my current 183cm.

Something, somewhere went wrong and I got stunted. Not by much but it is a reminder of what could have been.

And that is the real problem.

It is not the height, not that trousers fit him a little better or that he does not need to reach as far to change a light bulb.

It is that I wonder how many other things I am missing out on.

Ten points of IQ here, some grey hair there. Perhaps I will need glasses at age 35 instead of 40.

Identical twins Chris and Alexander took part in a pain tolerance experiment

Most people do not have any way of knowing whether or not they are getting the most out of their genes but if you have a twin sibling then you have an exact comparison.

So how did these differences arise?

The differences between identical twins - people who should be exactly the same - are becoming increasingly useful to medical researchers interested in everything from mental illness to our ability to do maths.

Bron: BBC, Lees meer.

quote:

Donkere materie nog raadselachtiger

AMSTERDAM - Donkere materie in het heelal gedraagt zich nog vreemder dan tot nog toe bekend was. Dat blijkt uit een deels Leidse studie die donderdag in Nature is gepubliceerd.

Donkere materie is de verklaring die veel astronomen gebruiken om uit te leggen waarom in veel sterrenstelsels veel meer zwaartekracht lijkt te bestaan dan de zichtbare sterren in het gebied kunnen uitoefenen. Kennelijk is er een niet-lichtgevende component die ook zwaartekracht geeft. Waaruit die bestaat, is onbekend.

In de nieuwe studie keken astronomen, onder wie de Leidse onderzoeker Hongshengh Zhao, naar de verdeling van donkere en lichtgevende materie en komen tot de conclusie dat er een zeer sterke samenhang is tussen beide materievormen.

Dat is verrassend omdat er op voorhand geen regel bekend is die aangeeft dat in een bepaald gebied een vaste verhouding van zichtbare en onzichtbare materie bestaat. De studie wijst nu zelfs uit dat die verhouding min of meer universeel zou zijn.

Volgens Zhao strookt het nieuwe resultaat niet met de bestaande ideeën over donkere materie. Mogelijk, suggereren hij en zijn mede-auteurs, moeten de wetten van de zwaartekracht op de helling. Hoe is niet duidelijk. Eerder werden al voorstellen voor zulke aangepaste zwaartekrachtstheorieën gedaan, maar volgens veel astronomen geven die op kosmologische schaal weer problemen.

Bron: Volkskrant

Misschien geen hoogstaand nieuws, en misschien niet superwetenschappelijk, maar wel vertederend,

quote:

Polar bear cub hitches a ride
^{By Jody Bourton
Earth News reporter}



Arctic waters are at best chilly and at worst close to freezing.

Which may explain why a polar bear cub has recently been seen riding on the back of its mother as the bears swim across parts of the Arctic Ocean.

The cub then briefly rode her back as she clambered out of the ice, a unique event photographed by a tourist.

Experts have rarely seen the behaviour, and they say the latest find suggests it may be a more common practice than previously thought.

Dr Jon Aars from the Norwegian Polar Institute in Tromso describes what happened in the journal Polar Biology.

On the 21 July 2006, Mrs Angela Plumb, a tourist from the UK, was aboard a ship in the mouth of a fjord in the Svalbard archipelago.

Holidaying in the wildlife hotspot of Duvefjorden, Nordaustlandet, Mrs Plumb spotted the mother bear with a seven-month-old cub hitching a ride on her back.

"The cub was on the back of the polar bear when it was in the water, then it got out of the water and stayed on its mother's back a little, then she shook it off," Mrs Plumb explains.

For large parts of the year, polar bears (Ursus maritimus) live among the sea ice, feeding mainly on seals.

The challenge for the bears is to navigate the many areas of open water between the islands of floating ice.

Seeing the bear had a radio collar, Mrs Plumb got in touch with Dr Aars to report her sighting and asked if this was a common behaviour.

"I hadn't seen this behaviour before or heard about it so I asked other researchers and found out it is something that has been observed but not frequently at all," Dr Aars says.

Out of the cold

Cubs are known to ride their mother's back when moving through deep snow as they leave their den areas.

Cubs of other bear species such as the sloth bear also ride on their parents.

However, the the extent to which polar bear cubs hitch a ride on swimming adults in open water is unknown.

Dr Aars was especially interested if this behaviour might have some adaptive value for the bears.

"This could be potentially important because it means that the cubs get exposed to less water. If they are in the water they would have to swim and very small cubs are very badly insulated in water," he says.

Adults are well adapted to swimming in the cold water with insulating subcutaneous fat and and large body mass.

However, young bears have very little insulating fat, as they do not develop brown fat stores until adulthood. Their fur coat also loses most of its insulating properties if immersed in ice water.

Dr Aars suggests staying out of the water could be vital for the cub's ability to survive in habitats where sea ice is scattered across open ocean.

Speedy transport

Another reason for the behaviour could be that it aids the mother's mobility in the water.

"I would imagine a big benefit is the ride is faster, an adult female polar bear is a strong swimmer, cubs of this size are much slower and time in water is time lost hunting," suggests Professor Andrew Derocher from the University of Alberta, Edmonton, Canada.

"The mother would rather put her time into gaining more food by reaching good habitat rather than swimming and using energy," he explains.

The scientists are interested to find out if this behaviour might be a regular occurrence within the polar bear population.

"It's important to remember the vast areas it may happen in. It has not been observed that much, but it could be more common than we think," says Dr Aars.

Prof Derocher also wonders if the people who share the bears' habitat might be able to help unravel this behaviour.

"It would be interesting to hear if Inuit have seen this behaviour, I'm always very impressed that our observations match what local people have seen before, but they don't tell you about them unless you ask."

Bron: BBC.

quote:

Nobelprijs Geneeskunde voor bescherming chromosomen

Rotterdam, 5 okt. De honderdste Nobelprijs voor Fysiologie of Geneeskunde is vanochtend toegekend aan Elizabeth Blackburn, Carol Greider en Jack Szostak. De drie Amerikanen kregen de prijs voor hun ontdekking van een mechanisme dat chromosomen beschermt terwijl ze worden gekopieerd, en dat daarmee de veroudering van cellen beïnvloedt.

De genetici ontdekten dat er aan de uiteinden van de chromosomen bepaalde structuren zitten, telomeren, die voorkomen dat de DNA-strengen ‘slijten’ tijdens het kopiëren van het erfelijk materiaal. Men vergelijkt telomeren daarom wel met het plastic uiteinde van een veter. Pas als de telomeren zelf zijn versleten, gaat er bij iedere kopieerronde erfelijk materiaal verloren en veroudert de cel.

Het enzym telomerase repareert de telomeren bij iedere ronde; de hoeveelheid telomerase bepaalt daarmee de levensduur van een cel. In kankercellen is die activiteit vaak verhoogd, wat leidt tot ongeremde celdeling. Is telomerase weinig actief, bijvoorbeeld bij bepaalde genetische ziekten, dan verouderen cellen juist te snel.

Bron: NRC Handelsblad.

05-10-2009

'Breinstimulatie laat mensen in slowmotion bewegen'

AMSTERDAM – Britse wetenschappers zijn er in geslaagd om mensen in slowmotion te laten bewegen door hun hersenen te stimuleren met elektriciteit.

© NU.nl/Chris HeijmansOnderzoekers van het University College in Londen plaatsten elektroden op het hoofd van veertien proefpersonen en wekten een zwak elektrisch stroompje op in hun brein.

Vervolgens moesten de deelnemers aan het experiment een puntje op een computerscherm zo snel mogelijk in een bepaalde richting verplaatsen met behulp van een joystick.

Wanneer hun hersenen werden gestimuleerd met de elektroden, daalde hun snelste tijd met gemiddeld 10 procent.


Snelle hersengolven

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Current Biology.

Bij het experiment werden vooral de zogenaamde snelle hersengolven van de proefpersonen gestimuleerd.

De activiteit van snelle hersengolven oftewel beta-golven is het grootste als mensen kracht zetten met hun spieren in een onveranderlijke houding, bijvoorbeeld bij het vasthouden van een boek. Zodra iemand in beweging komt, neemt de activiteit van snelle hersengolven normaal gesproken af.


Handelingssnelheid

Het Britse experiment bewijst volgens de wetenschappers dat de handelingssnelheid van mensen achteruit gaat als de beta-golven in de hersenen kunstmatig wordt gestimuleerd.

“We hebben voor het eerst aangetoond dat de activiteit van beta-golven de bewegingen van mensen kan vertragen”, aldus onderzoeker Peter Brown in het tijdschrift New Scientist.

De wetenschappers hopen dat hun bevindingen kunnen worden gebruikt bij de behandeling van motorische ziektes.


Parkinson

Het is al langer bekend dat mensen die lijden aan de ziekte van Parkinson ook meer zogenaamde beta-activiteit vertonen in hun hersenen. Het nieuwe onderzoek suggereert dat de vertraagde bewegingen van Parkinson-patienten een direct gevolg zijn van dat verschijnsel.

(nu.nl)

quote:

Nobelprijs Natuurkunde naar drie Amerikanen

Rotterdam, 6 okt. De Nobelprijs voor natuurkunde is vanmorgen toegekend aan drie Amerikaanse fysici die zorgden voor onze digitale netwerkmaatschappij.

Charles Kao (1933), die ook de Britse nationaliteit heeft, legde in 1966 de basis voor glasvezeltechnieken. Hij rekende toen voor het eerst uit dat het mogelijk moest zijn om lichtpulsen minstens honderd kilometer door een vezel van heel zuiver glas te laten reizen. De in die tijd bestaande vezels droegen licht slechts twintig meter ver.

Kao’s werk maakte ook anderen enthousiast voor glasvezeltechnieken, wat in 1970 leidde tot de eerste glasvezel. Nu, in 2009, zouden de glasvezels die in licht verpakte digitale informatie dragen, allemaal achter elkaar gelegd, ruim een miljard kilometer overspannen: 25.000 keer de aarde rond.

Willard S. Boyle (1924, ook in het bezit van de Canadese nationaliteit) en George E. Smith (1930) ontwikkelden in 1969 bij AT&T Bell Labs de eerste CCD-chip – het ‘elektronische oog’ in honderden miljoenen digitale camera’s, in elektronenmicroscopen en telescopen. CCD-chips zetten licht om in elektrische lading via het zogeheten foto-elektrisch effect. Voor zijn theoretische voorspelling van dat effect kreeg Albert Einstein in 1921 de Nobelprijs.

In de CCD van Smith en Boyle wordt het gebruikt om lichtsignalen elektronisch vast te leggen in een groot aantal beeldpunten, pixels, die later weer uitgelezen kunnen worden. Dat levert digitale beelden die heel makkelijk te verwerken en te verspreiden zijn, en de kleine chips konden op plaatsen komen – zelfs in het menselijk lichaam – die eerder niet voor mogelijk werden gehouden. „De CCD heeft ons kristalheldere beelden opgeleverd van ver in de kosmos tot diep in de oceaan”, zei het Nobelcomité.

De andere helft van de prijs wordt gedeeld door twee Amerikanen van de beroemde Bell Laboratories in New Jersey, voor de uitvindingen van de CCD-sensor: de lichtgevoelige chip die het hart vormt van de honderden miljoenen elektronische cameras die nu op de wereld gebruikt worden. Dit heeft de Zweedse academie van wetenschappen vanmorgen bekend gemaakt.

Bron: NRC Handelsblad.

tvp (als dat hier mag)

quote:

Nobelprijs Scheikunde naar drie wetenschappers
^{Uitgegeven: 7 oktober 2009 11:58
Laatst gewijzigd: 7 oktober 2009 11:58}

STOCKHOLM - De Nobelprijs voor Scheikunde is woensdag in Stockholm toegekend aan drie wetenschappers.

De Amerikanen Venkatraman Ramakrishnan en Thomas Steitz en de Israëlische Ada Yonath krijgen de onderscheiding voor hun studies van de structuur en de functie van het ribosoom.

Zij mogen een geldbedrag van bijna 1 miljoen euro verdelen.
Bron: nu.nl

quote:

Lucht zuiveren met elektriciteit

De onderzoeksgroep Electrical Power Systems (EPS) van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) gaat een tweetal Corona-reactoren in de praktijk testen. In deze reactoren wordt met behulp van gepulste hoogspanning een plasma opgewekt. Dit plasma wordt ingezet om lucht te reinigen.

...

Lees verder op de FOK!frontpage:
Lucht zuiveren met elektriciteit

quote:

Minuscule nucleaire batterij ontwikkeld

Batterijen die energie produceren met behulp van radioactieve isotopen zijn doorgaans erg groot, maar wetenschappers hebben nu een nucleaire accu ter grootte van een muntstuk gemaakt.

De door de universiteit van Missouri ontwikkelde nucleaire batterij is iets groter dan een Britse penny, zo toont de BBC.

Ruimtevaart

Nucleaire batterijen bevatten radioactieve elementen, die elektrische stroom kunnen opwekken. Grotere exemplaren worden al gebruikt voor militaire doeleinden en in de ruimtevaartindustrie, bijvoorbeeld in raketten. Volgens de onderzoekers kunnen nucleaire batterijen miljoen keer langer meegaan dan traditionele batterijen, maar zijn de huidige batterijen niet geschikt voor gebruik in kleine apparaten.

De meeste nucleaire batterijen maken gebruik van vaste halfgeleiders om de energie uit de radioactieve deeltjes te halen. Na verloop van tijd raakt deze echter beschadigd. Het team onder leiding van Jae Wan Kwon heeft daarom een vloeibare halfgeleider gebruikt, waarin de deeltjes zonder schade te veroorzaken kunnen worden omgezet. Hierdoor is een kleiner en lichter omhulsel nodig.

Gevaar

De wetenschappers in Missouri werken momenteel aan een nog kleinere nucleaire batterij. Volgens hem zijn deze volkomen veilig en bestaat er bij normaal gebruik geen stralingsgevaar. 'Bij het woord "nucleair" denken mensen aan iets heel erg gevaarlijks, maar nucleaire batterijen worden nu al gebruikt in medische apparatuur, satellieten en onder water', aldus een van hen.

Jaren geleden doken er al claims op van een 'eeuwige batterij' op kernenergie voor laptops die binnen twee tot drie jaar op de markt zou kunnen komen. Maar op die voorspelling werd toen sceptisch gereageerd, onder meer vanwege het risico van de overgebleven radioactieve stoffen.

Bron: Webwereld.

quote:

Tikfout haalt alle Zweedse domeinen offline

Door een minuscule tikfout in het updatescript van het .se topleveldomein waren bijna 1 miljoen Zweedse websites minimaal een halfuur lang onbereikbaar. Ook het e-mailverkeer werd verstoord.

De fout zorgde ervoor dat alle DNS-verzoeken voor .se-domeinen niet meer konden worden afgehandeld. Daardoor was het onmogelijk om Zweedse websites te bereiken. Het ging mis tijdens onderhoudswerkzaamheden van de Zweedse Internet Infrastructure Foundation, verantwoordelijk voor het beheer van het .se-topleveldomein en het registreren van websites.

De beheerder had de fout maandagavond direct door, bericht The Local. "Het moet hebben gelegen aan een bug in ons systeem wat leidde tot het verzenden van verkeerde informatie. We zagen het direct", aldus Danny Aerts, hoofd van de Internet Infrastructure Foundation tegen het lokale Zweedse nieuws. Het euvel ontstond rond tien uur 's avonds en veroorzaakte meteen grote problemen voor bezoekers van Zweedse sites.
DNS flushen

De software zorgde ervoor dat er een extra .se werd toegevoegd achter ieder Zweeds domein. "We hebben geen idee hoe dit heeft kunnen gebeuren, maar we gaan het onderzoeken", zei Aerts. Ook het e-mailverkeer werd verstoord doordat berichten naar adressen die eindigen op .se niet afgeleverd werden.

Volgens het Zweedse webmonitoringbedrijf Pingdom, die zich baseert op 'bronnen binnen de Zweedse webhostingindustrie', hielden de problemen een dik uur aan. Ook na het herstel hadden veel isp's nog problemen omdat DNS-verzoeken extern worden gecached door providers en webhosters, waardoor de problemen bij de grootste providers dik twee uur aanhielden.

Hierna lukte het om de foute DNS-verzoeken te vervangen voor nieuwe door het flushen van de DNS-cache. Was dit niet gebeurd, dan had de storing 24 uur geduurd.

Bron: Webwereld, lees meer…

Dit toont aan hoe fragiel zulke techniek ook is. Gansch het raderwerk staat stil als uw machtige arm het wil! – maar des te vaker als uw machtige arm het niet wil.

Bij Trouw, drie overzichten:

Tien jaar Nobelprijs Natuurkunde
Tien jaar Nobelprijs Scheikunde
Tien jaar Nobelprijs Geneeskunde

Het is niet echt nieuws, maar ook niet thread waardig.
Tioch wil ik dit korte filmpje van nog geen 3 minuten heeeeeel graag delen met mensen die het nog niet kennen, omdat het zo indrukwekkend is.



Sorry als hij hier niet hoort, wist echt niet waar anders ik hem beter kon plaatsen...

Vraag me trouwens t.o.v. het vorige bericht af of haar hersenen alleen alle cognitieve functies over ebben genomen of ook sensatie etc. Dus rechter gezichtsveld, linkerneusgat-geur etc.

quote:

Vatican to host Galileo exhibit

A new exhibition marking the 400th anniversary of Galileo's work is set to open in the Vatican.

The Catholic Church once labelled Galileo, now regarded as modern astronomy's founding father, a heretic.

He was tried for challenging the widely held belief that the sun travelled around the Earth.

Although Copernicus did much ground-breaking work on the link between the sun and the Earth, it was Galileo's instruments that proved the theory.

It was not until 1992 that Pope John Paul II declared that the Church's ruling was an error and that Catholics were not hostile to science.

Now a selection of Galileo's instruments - along with those of other key figures in astronomy - are being put on display in the Vatican.

There will also be some of Galileo's original documents in which he excitedly recorded his first discoveries.

The exhibition runs until January.

Bron: BBC.

quote:

‘Magnetricity’ Observed And Measured For First Time

ScienceDaily (Oct. 15, 2009) — A magnetic charge can behave and interact just like an electric charge in some materials, according to new research led by the London Centre for Nanotechnology (LCN).

The findings could lead to a reassessment of current magnetism theories, as well as significant technological advances.

The research, published in Nature, proves the existence of atom-sized ‘magnetic charges’ that behave and interact just like more familiar electric charges. It also demonstrates a perfect symmetry between electricity and magnetism – a phenomenon dubbed ‘magnetricity’ by the authors from the LCN and the Science and Technology Facility Council’s ISIS Neutron and Muon Source.

In order to prove experimentally the existence of magnetic current for the first time, the team mapped Onsager’s 1934 theory of the movement of ions in water onto magnetic currents in a material called spin ice. They then tested the theory by applying a magnetic field to a spin ice sample at a very low temperature and observing the process using muons at ISIS.

The experiment allowed the team to detect magnetic charges in the spin ice (Dy₂Ti₂O₇), to measure their currents, and to determine the elementary unit of the magnetic charge in the material. The monopoles they observed arise as disturbances of the magnetic state of the spin ice, and can exist only inside the material.

Professor Steve Bramwell, LCN co-author of the paper, said: “Magnetic monopoles were first predicted to exist in 1931, but despite many searches, they have never yet been observed as freely roaming elementary particles. These monopoles do at least exist within the spin ice sample, but not outside.

“It is not often in the field of physics you get the chance to ask ‘How do you measure something?’ and then go on to prove a theory unequivocally. This is a very important step to establish that magnetic charge can flow like electric charge. It is in the early stages, but who knows what the applications of magnetricity could be in 100 years time.”

Professor Keith Mason, Chief Executive of STFC said: “The unequivocal proof that magnetic charge is conducted in spin ice adds significantly to our understanding of electromagnetism. Whilst we will have to wait to see what applications magnetricity will find in technology, this research shows that curiosity driven research will always have the potential to make an impact on the way we live and work. Advanced materials research depends greatly on having access to central research labs like ISIS allowing the UK science community to flourish and make exciting discoveries like this.”

Dr Sean Giblin, instrument scientist at ISIS and co-author of the paper, added: “The results were astounding, using muons at ISIS we are finally able to confirm that magnetic charge really is conducted through certain materials at certain temperatures – just like the way ions conduct electricity in water.”

Bron: ScienceDaily

Artikel: S. T. Bramwell, S. R. Giblin, S. Calder, R. Aldus, D. Prabhakaran & T. Fennell. Measurement of the charge and current of magnetic monopoles in spin ice. Nature, 2009; 461 (7266): 956 DOI: 10.1038/nature08500.

15-10-2009

Vergaat de wereld in 2012?



Het internet staat vol met allerhande theorieën dat de wereld op het einde van 2012 dreigt te vergaan. Ook Hollywood is op de kar gesprongen. Volgende maand komt de film '2012' uit, waarin aardbevingen en meteorietenregens je om de oren spatten. Het Witte Huis krijgt zelfs een vliegdekschip, meegevoerd door een tsunami, op zijn dak. Al die doemscenario's zijn terug te brengen naar de kalender van de Maya's, die volgens believers ophoudt op 21 december 2012. Maar wat is daar nu precies van aan?


Volgens believers voorspelden de Maya's dat de wereld op 21 december zou vergaan.


Eeuwen geleden voorspelden de Maya's een grote verandering op die datum. Maar wat juist? Het einde van een tijdperk? Of zelfs het einde van een beschaving? Een woordje uitleg over de jaartelling van de Maya's is op zijn minst op zijn plaats.

'Baktuns'
De Maya's hadden meerdere systemen om de datum bij te houden, maar de kalender waar we het hier over hebben wordt 'de lange telling' genoemd. Het is eigenlijk een simpel idee: het telt gewoon de dagen sinds een vast beginpunt. Dat is 3114 voor Christus, waarna de kalendertelling vervolgens werd aangeduid in periodes van ongeveer 394 jaar, ook wel 'baktuns' genoemd. Het getal '13' was een belangrijk en heilig getal voor de Maya's, en laat de dertiende baktun nu net aflopen op ... 21 december 2012.

"Het is een speciale verjaardag van een creatie", zegt David Stuart, specialist in Mayaanse opschriften aan de universiteit van Texas. "De Maya's hebben nooit gezegd dat de Aarde vernietigd zou worden. Ze hebben zelfs nooit gezegd dat er iets ergs staat te gebeuren. Ze hebben die verjaardagsdatum gewoon aangekondigd op het zogenaamde 'Monument Zes'.

Bolon Yokte
Dat is een stenen tablet, in de jaren zestig teruggevonden in een ruïne in het zuiden van Mexico bij het aanleggen van een autostrade. Monument Zes is uniek in die zin dat het equivalent van het jaar 2012 in onze jaartelling erop vermeld wordt. De inscriptie beschrijft een gebeurtenis die in 2012 zal plaatsvinden met Bolon Yokte, een mysterieuze god van de Maya's die zowel met oorlog als creatie geassocieerd wordt.

Helaas was het tablet door de jaren heen erg beschadigd geraakt en is niet alles meer te lezen. Archeoloog Guillermo Bernal van de Vrije Universiteit van Mexico interpreteert de laatste woorden op het tablet als volgt: "En hij zal uit de hemel neerdalen". Angstaanjagend, misschien, maar Bernal voegt er wel meteen aan toe dat er op andere Mayasites inscripties zijn gevonden die jaartallen beschrijven die veel verder in de toekomst liggen. Eén ervan heeft het zelfs over het jaar 4772. Bernal heeft dan ook zijn eigen verklaring voor de doemscenario's. "De apocalyps is een Westers, christelijk concept dat nu op de Maya's wordt geprojecteerd. Misschien omdat alle Westerse mythes over het einde van de wereld al lang weerlegd zijn?"

Melkweg
Maar er is meer. Het is algemeen bekend dat de Maya's qua astronomie haarscherp waren in hun berekeningen en voorspellingen. Zo berekenden ze dat op 21 december 2012 de Aarde en de zon op één lijn komen te staan met het centrum van onze Melkweg, iets wat slechts één keer om de 25.800 jaar gebeurt. Technisch zou je dan een soort nultoestand krijgen in de draaiingen van de elektromagnetische velden van ons zonnestelsel.

"De tectonische platen op Aarde beginnen massaal te verschuiven, waardoor de magnetische polen van plaats veranderen en een wereldwijde ramp niet te overzien is", klinkt het in allerlei doemscenario's. "Op alle continenten vinden aardbevingen plaats, gigantische tsunami's overspoelen kuststeden met miljoenen doden als gevolg. Het wordt de ultieme planetaire catastrofe".

"En dan?"
Gelukkig zijn er opnieuw wetenschappers om alles met een korreltje zout te nemen. "De polen kunnen, in het beste geval, een graadje verschuiven in de loop van miljoenen jaren. Maar niets zegt dat dat begint in 2012." Phil Plait, een astronoom die de website 'Bad Astronomy' beheert, is ook allesbehalve overtuigd. "Ik heb een vraag voor die believers: 'En dan?' Ja, de Aarde en de zon komen op één lijn te staan met het centrum van de Melkweg. Maar niets zegt dat dat exact in 2012 zal gebeuren. Ze proberen gewoon heel erg hun best om toch maar een astronomische gebeurtenis te vinden die ze aan 2012 kunnen linken."

Om een lang verhaal kort te maken: u hoeft nog geen schietgebedje te doen. "Wat veel van die doemdenkers schijnen te vergeten is dat de laatste keer dat het einde van de wereld werd aangekondigd, er niets gebeurde", zegt Ann Martin van de prestigieuze Cornell University. Binnen pakweg drie jaar weten we wie gelijk heeft. (sps)



(HLN)

Israel Gelfand: beroemd om niet-beroemde wiskunde

De Russische wiskundige Israel Gelfand overleed maandag 5 oktober op 96-jarige leeftijd. Hij deed onderzoek in vrijwel alle deelgebieden van de wiskunde, iets wat in deze tijd uniek mag worden genoemd. Zijn belangstelling ging niet alleen uit naar zuiver abstracte wiskunde. Ook heeft hij baanbrekend werk gedaan in de toegepaste wiskunde; zo legde hij de wiskundige fundamenten voor het maken van MRI-scans, waarmee artsen gedetailleerd in een lichaam kunnen kijken.

Israel Moiseevich Gelfand was een wiskundige die het ‘gewone nieuws’ nooit haalde. Daarvoor moet je ofwel een beroemde stelling bewezen hebben, zoals de Laatste Stelling van Fermat die Andrew Wiles in 1994 bewees, ofwel een een excentriekeling zijn die een prestigieuze prijs weigert: Grigori Perelman won in 2006 de Fields Medal omdat hij het Vermoeden van Poincaré had opgelost, maar bedankte voor de eer. De drie andere Fields Medal winnaars bleven voor de media in de schaduw van Perelman staan.
gelfand2

Gelfand was niet wereldvreemd – hooguit een beetje raar, maar dat is niet ongewoon voor een wiskundige – en heeft geen bewijs van een van de grootste vraagstukken uit de wiskunde op zijn naam staan. Toch wordt hij wereldwijd beschouwd als een van de grootste wiskundigen uit de twintigste eeuw. Hij was een pionier in het bewandelen van de nog onbetreden wiskundige paden. Hij legde de grondslag voor diverse deelgebieden van de wiskunde en creëerde daarmee een schat aan onderzoeksmogelijkheden voor andere wiskundigen.

‘Mensen vergeleken Gelfand altijd met beroemdheden als Euler, Hilbert of Poincaré,’ zegt Vladimir Retakh, hoogleraar wiskunde aan Rutgers, de universiteit van New Jersey, waar Gelfand een groot deel van zijn tijd werkte na zijn vertrek uit Rusland in 1989. Gelfand studeerde bij Andrei Kolmogorov. De eveneens uit Rusland afkomstige wiskundige Vladimir Arnold noemt Kolmogorov en Gelfand ‘Ruslands twee grootste wiskundigen’. Hun werkwijze is echter totaal verschillend. ‘Stel je voor dat Kolmogorov en Gelfand beiden aankomen in een bergachtig landschap. Kolmogorov zou meteen proberen de hoogste top te beklimmen. Gelfand zou meteen beginnen met het aanleggen van wegen.’ Deze metafoor gebruikt Arnold om hun tegenstellingen aan te duiden. Kolmogorov zet zijn tanden in een belangrijke stelling die hij wil proberen te bewijzen. Gelfand zoekt naar nieuwe gebieden en slaat bruggen tussen takken uit de wiskunde die ogenschijnlijk niets met elkaar te maken hebben.

Van abstract naar toepassing

Een van de onderdelen waar Gelfand baanbrekend werk heeft verricht, is representatietheorie. Dit is een tak van de wiskunde die abstracte algebraïsche structuren bestudeert door hun elementen te representeren als lineaire transformaties van vectorruimten. Met deze definitie kan een leek helemaal niets; het wordt hooguit duidelijk dat het werk van Gelfand uiterst abstract is. Toch blijkt deze abstracte wiskunde zijn toepassing te hebben gevonden. Voor natuurkundigen die onderzoek doen op het gebied van kwantummechanica is de door Gelfand ontwikkelde theorie heel nuttig. ‘De taal die in de representatietheorie wordt gebruikt, wordt ook veel door theoretisch natuurkundigen gebruikt,’ zegt Andrei Zelevinsky, hoogleraar aan de Northeastern University in Boston.

Ander abstract werk van Gelfand, integraalmeetkunde, lijkt net zo abstract en obscuur. Niets is minder waar: deze theorie wordt nu gebruikt in de discrete tomografie. Dankzij het abstracte werk van Gelfand is het tegenwoordig mogelijk om biomedische beelden te bewerken, zoals het omzetten van MRI-scans in driedimensionale beelden. ‘Er zijn diepe wiskundige inzichten nodig om de apparatuur daarvoor te ontwikkelen,’ zegt Zelevinsky.

Vóór de twintigste eeuw waren de meeste wiskundigen uomo universale. In de twintigste eeuw veranderde dit beeld drastisch: meer en meer gingen wiskundigen zich specialiseren in een deelgebied. Het aantal deelgebieden groeide explosief, waardoor het welhaast onmogelijk is om de hele wiskunde te overzien. Dat is jammer, want al die verschillende gebieden hebben elkaar ook van alles te bieden. Gelfand was misschien wel de laatste wiskundige die in vrijwel elk gebied van de wiskunde werkte.

De maandagavondlezing

Israel Gelfand was niet alleen een uitstekend onderzoeker, hij was ook een begenadigd docent. Befaamd waren zijn seminars op de universiteit van Moskou. Vijftig jaar lang organiseerde hij wekelijks, op de maandagavond, een seminar over een wiskundig onderwerp. Het was vantevoren nooit bekend waar het over zou gaan. Retakh: ‘De standaardgrap op maandagmiddag was: we kunnen niet zeggen welk onderwerp vanavond besproken wordt; we kunnen wel zeggen wat er níét besproken wordt: het onderwerp dat op de aankondiging staat vermeld.’ De spreker kreeg het soms zwaar te verduren: Gelfand interrumpeerde vaak. Zijn vragen en opmerkingen kwamen soms hard aan – ‘Hij was niet de meest delicate persoon op aarde’, aldus Zelevinsky – maar het verlevendigde de avond wel.

Rutger University

Israel Gelfand werd geboren op 2 september 1913 in Krasnye Okny, Oekraïne. Zijn middelbare school maakte hij nooit af. Op zijn zestiende verhuisde hij naar Moskou, waar hij verschillende baantjes had. Altijd geïnteresseerd in wiskunde, bezocht hij diverse seminars aan de universiteit. Zonder diploma van de middelbare school mocht hij wiskunde studeren. In 1935 studeerde hij af, in 1940 promoveerde hij bij Andrei Kolmogorov. Tot 1989 werkte hij aan de universiteit van Moskou, waarna hij Rusland inruilde voor de Verenigde Staten. Na een jaar in Harvard en het Massachusetts Institute for Technology te hebben gewerkt, kreeg hij een positie aan Rutgers, de universiteit van New Jersey. Daar zette hij zijn wekelijkse seminars voort, zij het op kleinere schaal.
wodka

Voor Gelfand was wiskunde een manier van denken in het alledaagse leven. In 2003 zei hij in een interview met de New York Times: ‘Het is belangrijk om wiskunde niet te scheiden van het leven van alledag. Je kunt iedereen uitleggen wat breuken zijn, ook zware alcoholisten. Als je hen vraagt wat meer is, 2/3 of 3/5, zullen ze het antwoord schuldig blijven. Maar als je vraagt wat beter is, twee flessen wodka voor drie personen, of drie flessen wodka voor vijf personen, zullen ze onmiddellijk met het goede antwoord komen: twee voor drie, natuurlijk.’

Bron: Kennislink, geschreven door Alex van den Brandhof, gepubliceerd op 16 oktober 2009.

TVP

quote:

Quantum Coherence of Relic Neutrinos

We argue that in at least a portion of the history of the Universe the relic background neutrinos are spatially extended, coherent superpositions of mass states. We show that an appropriate quantum mechanical treatment affects the neutrino mass values derived from cosmological data. The coherence scale of these neutrino flavor wave packets can be an appreciable fraction of the causal horizon size, raising the possibility of spacetime curvature-induced decoherence.

Bron: Physical Review Letters 102, 201303.

Of iets populairder:

quote:

Invisible Particles Larger Than Thousands of Galaxies Span the Universe (A Weekend Feature)

An ancient subatomic signature extends across the universe. It seems that some subatomic particles, invisible and untouchable effects of the very creation of reality, might exist simultaneously across all of space. We're honestly surprised people who say science is boring don't spontaneously combust from the foolishness of their statements.

"Relic" neutrinos, like the relic photons that make up the cosmic microwave background, are leftovers from the hot, dense early universe that prevailed 13.7 billion years ago. But over the lifetime of the cosmos, these relic neutrinos have been stretched out by the expansion of the universe, enlarging the range in which each neutrino can exist.

Of course there's a little bit of physics involved when you talk about particles pouring out of the beginning of time. Neutrinos are tiny, almost undetectable neutral particles which stream through pretty much everything, ever. Over one hundred trillion have passed through you while reading this sentence. Most of those came from nuclear reactions, but a blast wave of neutrinos were also released shortly after the big bang and are, we presume, still going strong.

"We're talking maybe up to roughly ten billion light-years" for each neutrino, said study co-author George Fuller of the University of California, San Diego. "That's nearly on the order of the size of the observable universe." These oldest of the subatomic particles might each encompass a space larger than thousands of galaxies, new simulations suggest.

While trying to calculate masses for neutrinos, Fuller and his student Chad Kishimoto found that, as the universe has expanded, the fabric of space-time has been tugging at ancient neutrinos, stretching the particles' ranges over vast distances.

Such large ranges can remain intact, the scientists suggest in the May 22 issue of Physical Review Letters, since neutrinos pass right through most of the universe's matter. The big question is whether gravity—say, the pull from an entire galaxy—can force a meganeutrino to collapse down to a single location.

"Quantum mechanics was intended to describe the universe on the smallest of scales, and now here we're talking about how it works on the largest scales in the universe," Kishimoto said. "We're talking about physics that hasn't been explored before."

According to physicist Adrian Lee at the University of California, Berkeley, who was not part of the study team, "gravity is a real frontier these days that we don't really understand. "These neutrinos could be a path to something deeper in our understanding with gravity."

Although they should be extraordinarily common in the universe, the relic neutrinos now have only about one ten-billionth of the energy of neutrinos generated by the sun. "This makes relic neutrinos near impossible to detect directly, at least with anything one could build on Earth," study co-author Fuller said.

Still, the fact that there are so many relic neutrinos means that together they likely exert a significant gravitational pull—"enough to be important for how the universe as a whole behaves," Fuller added. "So by looking at the growth of structures in the universe," Fuller said, "you might be able to detect relic neutrinos indirectly by their gravity."

The second part of this crash-course in cosmologically relevant physics is quantum theory. Particles can be "spread out" as a wavefunction - a representation of possible states - until they're observed and the wave collapses into a single fact. While that explanation is so horrifically simplified it would make a quantum scientists eyes bleed, it's good enough for now. The wavefunction of relic neutrinos from the big bang is on the length scale of the universe itself. They literally are sort of everywhere, because the only thing which can "observe" them is gigantic black holes or galaxies.

It's astonishing stuff, not just for the cosmo-experts but the casual fan. Because even trying to wrap your mind around such concepts is like a gym for your brain, and a booster for your sense of awe.

Bron: Daily Galaxy.

quote:

Steenarend gefilmd tijdens jacht op rendieren
^{Uitgegeven: 22 oktober 2009 11:44
Laatst gewijzigd: 22 oktober 2009 11:43}
AMSTERDAM – Wetenschappers hebben voor het eerst met filmbeelden kunnen aantonen dat steenarenden soms op jonge rendieren jagen.

Cameramensen van de BBC slaagden er met hulp van de Finse bioloog Harri Norberg in om rendieren te filmen die tijdens hun migratie in het noorden van Finland werden aangevallen door steenarenden.

Op de beelden is onder meer te zien hoe een arend zich uit de lucht laat vallen om zijn klauwen in een kalf te zetten.

Onderzoekers vermoedden al langer dat steenarenden soms op rendieren jagen. De filmbeelden zijn het definitieve bewijs voor de theorie.

Doorboren

Er zijn al vaker kadavers van rendieren gevonden, waarop sporen van de klauwen van arenden waren te zien. Ook de Samen, de oorspronkelijke bewoners van noordelijk Finland, klagen al eeuwen over steenarenden die rendieren aanvallen.

De filmmakers legden meerdere confrontaties vast tussen de vogels en de migrerende rendieren. Op de beelden is te zien hoe de arenden steeds proberen om hun klauwen in de rug van de dieren te zetten om zo de longen van hun prooi te doorboren.

Rodeocowboy

“Ze kunnen de dieren niet in een keer doden en moeten daarom als een rodeocowboy op hun rug blijven rijden”, zo verklaart filmploeglid Ted Oakes op BBC News. “Dat is heel gevaarlijk, omdat hun prooi groter en zwaarder is dan zijzelf.”

“Bij een van de incidenten zag ik een arend die zich vanaf een kilometer hoogte naar beneden liet vallen”, aldus Oakes. In de laatste 80 meter zweefde hij op een krachtige manier op de rug van een rendier af. Geen documentairemaker heeft dit ooit eerder gefilmd.”

De beelden van de steenarenden die op rendieren jagen, worden getoond in de documentairereeks Life van de BBC.

Bron: nu.nl

quote:

Alcohol Tolerance 'Switch' Found

ScienceDaily (Oct. 22, 2009) — Researchers at North Carolina State University have found a genetic "switch" in fruit flies that plays an important role in making flies more tolerant to alcohol.

This metabolic switch also has implications for the deadly liver disease cirrhosis in humans. A counterpart human gene contributes to a shift from metabolizing alcohol to the formation of fat in heavy drinkers. This shift can lead to fatty liver syndrome -- a precursor to cirrhosis.

In the study, published in the October print issue of the journal Genetics, the research team measured the time it takes for flies to stagger due to alcohol intake while simultaneously identifying changes in the expression of all their genes. They used statistical methods to identify genes that work together to help the flies adapt to alcohol exposure. In looking at corresponding human genes, a counterpart gene called ME1 was associated with alcohol consumption in humans, as people with certain variations of the gene showed a tendency to drink stronger alcoholic beverages.

Dr. Robert Anholt, William Neal Reynolds Professor of Biology and Genetics at NC State and the senior author of the study, says the research has possible clinical implications.

"Our findings point to metabolic pathways associated with proclivity for alcohol consumption that may ultimately be implicated in excessive drinking," he said. "Translational studies like this one, in which discoveries from model organisms can be applied to insights in human biology, can help us understand the balance between nature and nurture, why we behave the way we do, and -- for better or worse -- what makes us tick."

Anholt conducted the study with Dr. Tatiana Morozova, a post-doctoral researcher in biology; Dr. Trudy Mackay, William Neal Reynolds Distinguished University Professor of Genetics; Dr. Eric Stone, an assistant professor of statistics; and graduate student Julien F. Ayroles. Researchers from Boston University's School of Medicine also contributed to the study.

The study was funded by a grant from the National Institute of Alcoholism and Alcohol Abuse, a unit of the National Institutes of Health.

Bron: Science Daily.

quote:

Einstein verkozen tot grootste fysicus
^{Wetenschapsredactie Volkskrant
Gepubliceerd op 22 oktober 2009 14:37, bijgewerkt op 22 oktober 2009 17:09}

AMSTERDAM - Albert Einstein is de grootste natuurkundige aller tijden. Dat bleek woensdagavond tijdens de Nacht van de Natuurkunde, een verkiezingsevenement georganiseerd door de Volkskrant, het maandblad NWT Natuurwetenschap & Techniek en Museum Boerhaave.

Van de ruim tweehonderd aanwezigen bracht 36 procent zijn stem uit op Einstein. De Nederlander Christiaan Huygens werd met 21 procent van de stemmen een goede tweede. Richard Feynman (17 procent), Isaac Newton (14) en Galileo Galileï (12) sloten de rij.

De Nacht van de Natuurkunde vloeit voort uit het boek Canon van de natuurkunde, een bloemlezing over honderd grote fysici en hun vondsten. Maar het idee om er een soort Idols voor natuurkundigen aan vast te knopen, was vooral ontstaan als ‘alibi om eens een mooie avond aan de natuurkunde te wijden’, zei presentator Maarten Keulemans, adjunct-hoofdredacteur van NWT.

Voor de gelegenheid hadden de Volkskrant en NWT vijf Nederlandse natuurkundigen van naam en faam verzocht ‘hun’ favoriet te verdedigen: Sander Bais (Einstein), Frans van Lunteren (Galileï), Ad Lagendijk (Feynman), Vincent Icke (Huygens) en Klaas Landsman (Newton).

In een voorronde op internet hadden al zo’n vierhonderd geïnteresseerden bepaald tussen welke vijf natuurkundigen het uiteindelijk zou gaan. Het werd een fotofinish: ook Marie Curie, Leonardo da Vinci, Niels Bohr, James Maxwell en Archimedes kregen veel publieke steun.

Dat het uiteindelijk appelen met peren vergelijken was, illustreerde de Leidse hoogleraar wetenschapscommunicatie Jos van den Broek. Hij liet in een ludiek experiment van enige hoogte een appel en een peer vallen op het gehelmde hoofd van de Nijmeegse mathematisch-fysicus Klaas Landsman. De conclusie was: geen verschil te merken.

Bron: Volkskrant.

quote:

Biofuel Displacing Food Crops May Have Bigger Carbon Impact Than Thought

ScienceDaily (Oct. 25, 2009) — A report examining the impact of a global biofuels program on greenhouse gas emissions during the 21st century has found that carbon loss stemming from the displacement of food crops and pastures for biofuels crops may be twice as much as the CO₂ emissions from land dedicated to biofuels production. The study, led by Marine Biological Laboratory (MBL) senior scientist Jerry Melillo, also predicts that increased fertilizer use for biofuels production will cause nitrous oxide emissions (N₂O) to become more important than carbon losses, in terms of warming potential, by the end of the century.

Using a global modeling system that links economic and biogeochemistry data, Melillo, MBL research associate David Kicklighter, and their colleagues examined the effects of direct and indirect land-use on greenhouse gas emissions as the production of biofuels increases over this century. They report their findings in the October 22 issue of Science Express.

Direct land-use emissions are generated from land committed solely to bioenergy production. Indirect land-use emissions occur when biofuels production on cropland or pasture displaces agricultural activity to another location, causing additional land-use changes and a net increase in carbon loss.

No major countries currently include carbon emissions from biofuel-related land-use changes in their carbon loss accounting and there is concern about the practicality of including such losses in a system designed to reduce fossil-fuel emissions. Moreover, methods to assess indirect land-use emissions are controversial. All quantitative analyses to date have either ignored indirect emissions altogether, considered those associated from crop displacement from a limited area, confused indirect emissions with direct or general land-use emissions, or developed estimates based on a static framework of today's economy.

Using a modeling system that integrates global land-use change driven by multiple demands for land and that includes dynamic greenhouse-gas accounting, Melillo and his colleagues factored in a full suite of variables, including the potential of net carbon uptake from enhanced land management, N₂O emissions from the increased use of fertilizer, environmental effects on carbon storage, and the economics of land conversion.

"Our analysis, which we think is the most comprehensive to date, shows that direct and indirect land-use changes associated with an aggressive global biofuels program have the potential to release large quantities of greenhouse gases to the atmosphere," says Melillo.

Melillo and his colleagues simulated two global land-use scenarios in the study. In Case 1, natural areas are converted to meet increased demand for biofuels production land. In Case 2, there is less willingness to convert land and existing managed land is used more intensely. Both scenarios are linked to a global climate policy that would control greenhouse gas emissions from fossil fuel sources to stabilize CO₂ concentrations at 550 parts per million, a target often talked about in climate policy discussions. Under such a climate policy, fossil fuel use would become more expensive and the introduction of biofuels would accelerate, ultimately increasing the size of the biofuels industry and causing additional effects on land use, land prices, and food and forestry production and prices.

The model predicts that, in both scenarios, land devoted to biofuels will become greater than the total area currently devoted to crops by the end of the 21st century. Case 1 will result in more carbon loss than Case 2, especially at mid-century. In addition, indirect land use will be responsible for substantially greater carbon losses (up to twice as much) than direct land use.

"Large greenhouse gas emissions from these indirect land-use changes are unintended consequences of a global biofuels program; consequences that add to the climate-change problem rather than helping to solve it," says Melillo "As our analysis shows, these unintended consequences are largest when the clearing of forests is involved."

In their model, Melillo and his colleagues also simulated N2O emissions from the additional fertilizer that will be required to grow biofuel crops in the future. They found that over the century, N₂O emissions will surpass CO₂ in terms of warming potential. By 2100, Melillo and his team estimate that in both study scenarios, biofuels production will account for more than half of the total N₂O emissions from fertilizer. "Best practices for the use of nitrogen fertilizer, such as synchronizing fertilizer application with plant demand, can reduce N₂O emissions associated with biofuels production," the scientists say.

Bron: Science Daily

26-10-2009

Bijna half miljoen dieren onnodig gedood in Nederland



Nederland heeft in 2008 bijna een half miljoen dieren onnodig gedood. Dat blijkt uit een jaaroverzicht over dierproeven en proefdieren van de Voedsel en Waren Autoriteit (VWA).

In totaal werden er in 2008 een miljoen proefdieren gefokt. Nadien werden daarvan 455.884 dieren gedood omdat ze overbodig waren. Het gaat niet alleen om muizen, ratten of konijnen, maar ook om varkens, apen, honden, katten, paarden, vogels en zelfs lama's.

"Naast het leed van de dieren kost deze verspilling de proefdierindustrie jaarlijks minstens twee miljoen euro", laat de organisatie weten. (ka)

(HLN)

http://www.technischweekblad.nl/

27-10-2009

Fantoom draait door

Onzichtbare arm maakt onmogelijke beweging

Mensen kunnen de merkwaardigste zelfbeelden hebben. Ze vinden zichzelf dik terwijl ze uitgemergeld zijn, of blank terwijl ze zwart zijn. Zelfs een onmogelijk zelfbeeld is mogelijk. Althans: als je een fantoomarm hebt. Die kun je namelijk onmogelijke bewegingen laten maken.

Ieder mens heeft soort kaart van zijn lichaam in zijn hoofd. Dit lichamelijke zelfbeeld komt meestal redelijk overeen met je fysieke lichaam. Maar niet altijd.

Het extreemste voorbeeld van een zelfbeeld waar iets aan schort is waarschijnlijk de body integrity identity disorder (BIID). Mensen die daaraan lijden, hebben het idee dat een bepaald lichaamsdeel niet bij ze hoort, bijvoorbeeld hun been. Het maakt gewoon geen deel uit van hun zelfbeeld. Deze mensen gebruiken soms extreme middelen om van hun alien limb af te komen, zoals de kettingzaag, de guillotine of koudijs.

Hoe uitzonderlijk ook, dit zelfbeeld is in ieder geval mogelijk. Een menselijk lichaam kan heel goed bestaan zonder been. Of juist met extra uitbreidingen. Gebruik een paar minuten een instrument of een stuk gereedschap, en je hersenen breiden de kaart van je lichaam al uit met dat instrument. Maar ook hier geldt dat het zelfbeeld wordt beperkt door de fysieke mogelijkheden van je lichaam.

Dat is anders bij het zelfbeeld van mensen met een fantoomarm. Mensen met een geamputeerd lichaamsdeel hebben vaak het levendige gevoel dat het er gewoon nog is. Ze kunnen aanwijzen waar en in welke stand het zich bevindt. Soms hebben ze zelfs pijn of kramp in dit fantoomledemaat. Normaal gesproken heeft het fantoom dezelfde mogelijkheden als een echt lichaamsdeel. Je kunt de knie van een fantoombeen maar naar één kant buigen, net als bij een echt been. Maar met een beetje oefening is de fantoomarm al snel in staat om fysiek onmogelijke bewegingen te maken. (PNAS, 26 oktober).

Terug of verder
Lorimer Mosely zocht samen met een collega zeven mensen bij elkaar die last hadden van een fantoomarm. De proefpersonen kregen de opdracht om in gedachten een beweging met hun fantoomhand te maken die in het echt niet mogelijk is (zie plaatje). De gewrichten in je arm maken het mogelijk om je hand ongeveer 270 graden te draaien. Als je het rondje wilt afmaken naar de oorspronkelijke positie, dan zul je weer 270 graden terug moeten, want verder draaien is niet mogelijk.

Maar vier van de zeven deelnemers waren na een tijdje in staat om hun fantoomhand ook die laatste 90 graden te draaien. Voor hun gevoel was hun fantoompolsgewricht van vorm veranderd om de beweging mogelijk te maken. Een van deelnemers zei nu een schouderachtig gewricht in zijn pols te hebben. Daardoor waren andere bewegingen die voorheen eenvoudig waren, in zijn beleving nu opeens een stuk moeilijker geworden. Een andere deelnemer zei dat zijn onderarm en hand nu waren verbonden met soort as, waar de hand vrijelijk omheen kon draaien.

Fake fantoom?
Nogal een kunst, denk je nu misschien, een denkbeeldige hand een onmogelijke beweging laten maken. Hoe weet je zeker dat de deelnemers de boel niet flesten? Dat leidden de onderzoekers af uit twee tests. In een daarvan kregen de deelnemers kort na elkaar twee foto’s te zien van een hand in twee verschillende posities. Door de snelle opeenvolging ontstaat de illusie van beweging.

Mensen in de controlegroep zagen de hand de lange rotatie van 270 graden maken, terwijl de vier deelnemers met het nieuwe zelfbeeld de hand de korte beweging van 90 graden zagen maken. Ook uit een proef met reactietijden bleek dat het zelfbeeld van de vier werkelijk was veranderd.

Voor een nieuw zelfbeeld zijn dus geen werkelijke veranderingen aan je lichaam nodig. Een tijdje denkbeeldig oefenen is voldoende. Nu maar afwachten of het voor gezonde mensen met een compleet lichaam net zo makkelijk is. Want de eigenaren van de fantoomarm hadden natuurlijk wel het voordeel dat ze niet werden teruggefloten door de beperkingen van een werkelijk bestaand lichaamsdeel.

Bouwe van Straten

Lorimer Moseley e.a., ‘Interdependence of movement and anatomy persists when amputees learn a physiologically impossible movement of their phantom limb’, in PNAS, 27 oktober 2009.

(Noorderlicht)

quote:

TU Delft finisht tweede in zonnerace
^{ANP, Gepubliceerd op 29 oktober 2009 13:01, bijgewerkt op 29 oktober 2009 14:04}

ADELAIDE - De zonne-auto van de TU Delft is donderdag als tweede gefinisht in de World Solar Challenge in Australië. De Nederlandse studenten moesten alleen een Japans team voor laten gaan.


De World Solar Challenge is een race van 3010 kilometer van Darwin naar Adelaide voor auto's die op zonne-energie rijden. De race begon zondag en na een dag stonden de Japanners al aan kop met hun auto, de Tokai Challenger. Het Nuon Solar Team van de Delftse Studenten won de afgelopen vier edities van de race.

Een woordvoerster meldt dat het team dolblij is, ondanks dat het de race niet won. ‘Door een crash vlak voor de wedstrijd waren we maar net op tijd klaar voor de race. We hadden daardoor onvoldoende tijd voor de laatste tests, waardoor tijdens de race bleek dat de zonnepanelen niet alle energie leverden. De tweede plek is daarom een prestatie waar we heel blij mee zijn.’

Voor Nederland doet ook nog een team mee van de Universiteit Twente en Saxion Hogeschool, de 21Revolution. De Twentse zonnewagen crashte deze week, maar kan na reparaties toch in de race blijven. De 21Revolution wist donderdag 600 kilometer af te leggen. Vrijdag moet nog een kleine 300 kilometer worden gereden. Het team moet voor elf uur ‘s ochtends op een bepaald punt (end of timing punt) aangekomen zijn. Als het dit niet redt, dan zal de 21Revolution buiten mededinging finishen.

Bron: Volkskrant.

quote:

Atlas toont landbouw halve eeuw later
^{Gepubliceerd op 29 oktober 2009 16:41, bijgewerkt op 29 oktober 2009 16:54}

AMSTERDAM - Van de zevenhonderd melkfabrieken die Nederland in 1959 telde, zijn er vijftig jaar later nog maar vijftig over. Dat is een van de opvallendste feiten uit een nieuwe editie van de landbouwatlas.

Het boekwerk vervangt de landbouwatlas die in 1959 in opdracht van het ministerie van Landbouw werd gemaakt. Het nieuwe standaardwerk is een particulier initiatief van drie landbouwkundig ingenieurs van de Wageningen Universiteit.

Samen met twee collega’s van Alterra begon Ir Willem Rienks vorig jaar een adviesbureau voor toekomstverkenning in de landbouw en het begeleiden van veranderingsprocessen op het platteland. ‘We liepen er tegenaan dat er geen overzicht bestaat dat in een oogopslag de stand van zaken in de landbouw duidelijk maakt’, vertelt Rienks.

‘Daarom rijpte langzaam het idee, zelf maar een atlas te maken. Dat heeft een hoop tijd en geld gekost, maar het was ook fantastisch om te doen; elke nieuwe kaart die zich ontvouwde, was een cadeautje.’ De nieuwe editie bevat vier keer zo veel kaarten als de atlas van 1959.

Kaartjes en overzichten maken in een oogopslag duidelijk dat het Hollandse boerenland drastisch is veranderd. Zo was het Groene Hart in 1959 het varkensgebied van het land, terwijl dat nu vooral in Brabant en op de Veluwe is geconcentreerd. Rogge en vlas zijn vrijwel van de akkers verdwenen, maar de maïs is succesvol opgemarcheerd. De aardappel- en suikerbietenteelt is vrijwel niet van plaats veranderd en Nederland kreeg er land bij, onder meer in de vorm van de Markerwaard.

Meer dan de helft van de 155.000 boerenbedrijven is verdwenen. Kaarsrechte ruilverkaveling heeft plaatsgemaakt voor nieuwe natuur met grutto’s.

Wat ook onherkenbaar is veranderd, aldus de samenstellers, is de populatie van de Wageningen Universiteit, toen nog Landbouwhogeschool. Daar studeerden in 1959 duizend jongeren, van wie slechts 10 procent vrouw was. Nu telt de universiteit ruim vijfduizend studenten, ongeveer evenveel mannen als vrouwen.


Bron: Wetenschapsredactie Volkskrant.

quote:

Lichtsnelheid op allerkleinste schaal niet anders

AMSTERDAM - De lichtsnelheid in vacuum, hoeksteen van Einsteins relativiteitstheorie, is een echte universele constante. Dat concludeert een internationale groep astrofysici na bestudering van straling van een verre gammaflits van 10 mei van dit jaar.

Het team bekeek het licht van de flitsster GRB 090510 met de Fermi Gamma-ruimtetelescoop, nadat het röntgensignaal met een radiotelescoop was opgepikt.

Het spectrum van het sterlicht zou vervormd moeten zijn als de lichtsnelheid niet op alle lengteschalen dezelfde zou zijn. Daarvoor, schrijven de onderzoekers deze week donderdag in Nature, is echter geen enkele aanwijzing te vinden.

In sommige speculatieve theorieën die zwaartekracht en quantummechanica combineren, is de lichtsnelheid op de allerkleinste ruimtelijke schaal (de Planck-schaal van ongeveer 10 tot de macht minus 35 meter) kleiner dan op alledaagse schaal. Dat soort theorieën, concluderen de sterlichtonderzoekers nu, kunnen dus gevoeglijk op de schroothoop.

Bron: Volkskrant.

Kreeft verslaat optische industrie

Het gezichtsvermogen van de bidsprinkhaankreeft is geavanceerder dan de technologie die in huidige optische instrumenten wordt toegepast. Dit is wellicht van belang voor een volgende generatie cd- en dvd- spelers.

Vier wetenschappers uit Groot-Brittannië, de VS en Australië hebben de functionering van de ogen van de bidsprinkhaankreeft doorgrond. Hun artikel over de werking van dit biologisch optische systeem is gepubliceerd in Nature Photonics van 25 oktober.

Bidsprinkhaankreeften maken onderscheid tussen lineair en circulair gepolariseerd licht – mensen kunnen dit onder normale omstandigheden niet - en kunnen deze polarisatievormen in elkaar omzetten. De optische industrie gebruikt zogenaamde kwart-golflengteplaatjes voor dergelijke transformaties van lineair naar circulair gepolariseerd licht en vice versa. Fabrikanten passen deze plaatjes onder meer toe in uitleessystemen van dvd- en cd-spelers.

Het kwart-golfplaatje van de bidsprinkhaankreeft bestaat uit in buizen gerolde celmembranen en werkt in het hele spectrum van ultraviolet tot infrarood licht. De huidige synthetische plaatjes werken binnen een veel beperkter deel van het elektromagnetische spectrum.

Lineair gepolariseerd laserlicht gaat in dvd- en cd-spelers twee keer door het plaatje – voor en na weerkaatsing op de schijf - en ondergaat hierbij een transformatie van lineair naar circulair en weer terug. Het nettoresultaat is een verandering van de trillingsrichting van het lineair gepolariseerde licht met negentig graden. Een polarisatieprisma stuurt het laserlicht met de gewijzigde polarisatie naar de detector. Een fotodiode in de detector leest de reeks van nullen en enen waarin beeld en geluid zijn gecodeerd.

Dr. Nicholas Roberts, hoofdauteur van het artikel, denkt dat betere optische instrumenten te maken zijn door de eigenschappen van celmembranen in de ogen van de bidsprinkhaankreeft na te bootsen met vloeibare kristallen.

http://www.technischweekb(...)tylus-scyllarus1.jpg



Bidsprinkhaankreeften onderscheiden twaalf basiskleuren, mensen slechts drie. (beeld: Jens Petersen)

door: Chris van Wijngaarden
donderdag 29 oktober 2009

DNA voorkomt kruising tussen soorten

Amerikaanse wetenschappers hebben ontdekt waarom de kruising tussen twee verschillende soorten fruitvliegjes geen levensvatbare vrouwelijke nakomelingen oplevert. Het X-chromosoom van de vader evolueert zo snel dat eiwitten van de moeder het DNA niet meer kunnen herkennen. Daardoor lopen de eerste celdelingen na de bevruchting al direct mis. Zo probeert de natuur te voorkomen dat verschillende soorten met elkaar kruisen.

Iedereen kent de kruising tussen een paard en een ezel, waarbij een onvruchtbaar muildier of muilezel ontstaat. Waarom is deze kruising niet succesvol? Dat komt doordat het paard en de ezel verschillende soorten zijn. Bij fruitvliegjes werkt dat net zo. Zo’n honderd jaar geleden ontdekten wetenschappers al dat een kruising tussen een mannetje van de soort Drosophila melanogaster en een vrouwtje van de soort Drosophila simulans geen succes was. De mannelijke nakomelingen overleven, maar er worden nooit levensvatbare vrouwtjes geboren.


^{Paard of ezel? Dit muildier is een kruising tussen een paardenmerrie en een ezelhengst. Vaak zijn nakomelingen uit zo’n kruising onvruchtbaar. Op die manier voorkomt de natuur dat verschillende soorten succesvol met elkaar gaan kruisen. © Sogospelman, Wikimedia Commons}

Plakkerig X-chromosoom
De natuur kent allerlei trucjes om te voorkomen dat verschillende soorten samen vruchtbare nakomelingen krijgen. Welk element er in fruitvliegjes voor zorgt dat vrouwtjes niet overleven en hoe dat precies gebeurt, was tot nu toe niet bekend. De Amerikaanse biologen Patrick Ferree en Daniel Barbash hebben de kruising tussen de twee soorten fruitvliegjes nu in detail bekeken. De vrouwelijke embryo’s sterven in een zeer vroeg stadium in de ontwikkeling, tijdens de eerste celdelingen. En dat is de schuld van een stuk DNA op het X-chromosoom van het Drosophila melanogaster mannetje.


^{Paring tussen een mannetje en een vrouwtje van de soort Drosophila melanogaster. Als een mannetje van deze soort kruist met een Drosophila simulans vrouwtje grijpt de natuur in. Er worden geen levensvatbare vrouwelijke nakomelingen geboren. © Sarefo, Wikimedia Commons}

Hoe zit dat precies in elkaar? Tijdens de eerste celdelingen (mitose) worden chromosomenparen uit elkaar getrokken. Het DNA van het mannelijke X-chromosoom wordt ‘plakkerig’ en dat chromosoom gaat daardoor niet goed uit elkaar. Dit betekent gelijk het einde voor het embryo. Ferree en Barbash weten ook waarom het stuk DNA van de mannelijke Drosophila melanogaster zo ‘plakkerig’ wordt. De regio bevat ruim vijf miljoen basenparen, terwijl dezelfde regio bij Drosophila simulans slechts 100.000 basenparen telt.

Algemeen mechanisme?
Tijdens de vroege ontwikkeling van een embryo komen de eiwitten die nodig zijn voor celdeling van de moeder, in dit geval een Drosophila simulans vrouwtje. Het stuk DNA op het X-chromosoom van Drosophila melanogaster is echter zo snel geëvolueerd dat de eiwitten van het vrouwtje dit DNA niet meer kunnen herkennen. Het X-chromosoom van het mannetje wordt als het ware over het hoofd gezien.


^{Geslachtschromosomen van Drosophila, met links de vrouwelijke combinatie XX en rechts de mannelijke combinatie XY. © Dixi, Wikimedia Commons}

Soortspecifieke verschillen in het DNA van het X-chromosoom verklaren dus waarom een kruising tussen verschillende soorten fruitvliegjes geen succes is. Ferree en Barbash zijn er nog niet over uit of hun ontdekking alleen voor fruitvliegjes geldt of dat zij te maken hebben met een algemeen mechanisme. Er bestaan wel meer kruisingen waarin vrouwelijke embryo’s niet overleven. Wellicht past de natuur daar hetzelfde trucje toe als bij de fruitvliegjes.

Bronnen
Species-specific heterochromatin prevents mitotic chromosome segregation to cause hybrid lethality in Drosophila (Patrick Ferree en Daniel Barbash), PLoS Biology, oktober 2009

© Kennislink

quote:

Arabische en Chinese webadressen mogen ook

^{Uitgegeven: 30 oktober 2009 09:38
Laatst gewijzigd: 30 oktober 2009 09:40}


SEOUL - Voortaan mogen webadressen ook in het Chinees, Arabisch of Hebreeuws worden geschreven. Tot nog toe kon door technische restricties alleen het Latijnse alfabet dat wij kennen gebruikt worden.

Icann, de organisatie die besluit welke webadressen mogen bestaan, besloot vrijdag in de Zuid-Koreaanse hoofdstad Seoul dat voortaan alle talen gebruikt mogen worden voor internetadressen.

''Dit is pas de eerste stap, maar het is een grote en historische verandering die leidt tot internationalisering van het internet, aldus voorzitter Rod Beckstrom van Icann.

Nieuwe gebruikers

Volgens Beckstrom wordt het internet door het besluit voor miljoenen nieuwe gebruikers toegankelijk. Die wonen onder meer in Azië, Rusland en het Midden-Oosten. Momenteel gebruiken ongeveer 1,6 miljard mensen het internet, die geen gebruik maken van het Latijnse schrift. Het merendeel van die websurfers komt uit China.

Half november wordt het eerste alfabet toegevoegd. In de komende jaren moeten langzaam maar zeker alle andere schriften ook beschikbaar worden.

Bron: ANP, via nu.nl.

Overigens zijn testdomeinen al wel beschikbaar, de volgende zouden moeten kunnen werken in moderne browsers:

http://አማርኛ.idn.icann.org
http://עברית.idn.icann.org
http://ភាសាខ្មែរ.idn.icann.org
http://ไทย.idn.icann.org
http://اردو.idn.icann.org
http://বাংলা.idn.icann.org

01-11-2009

Nieuwe scantechniek maakt gedachten zichtbaar



Gedachtenlezen wordt binnenkort een wetenschap, schrijft the Sunday Times. Amerikaanse vorsers hebben namelijk een techniek ontwikkeld waardoor scanners kunnen lezen wat er in de hersenen gebeurt en beelden kunnen reproduceren van wat mensen zien, of zelfs van wat ze zich herinneren.

Bewegende beelden
Jack Gllant en Shinji Nishimoto, twee neurologen van de universiteit van Californië, zijn erin geslaagd om de hersenactiviteit in de visuele cortex van het brein te koppelen aan statische beelden die dezelfde persoon ziet. Ze gingen een stap verder door bekend te maken dat ze nu ook de signalen decoderen die door bewegende beelden in de hersenen worden geregistreerd.

Video's kijken
Gallant and Nishimoto gebruikten de fMRI-techniek om de hersenen van twee patiënten te scannen terwijl die naar video's keken. Om het verband te leggen tussen de vormen, kleuren en bewegingen in de video's en de de activiteiten in de visuele cortex van de patiënten werd een speciaal computerprogramma ontwikkeld. Vervolgens werden 200 dagen YouTube-beelden in die computer gebracht die moest voorspellen welke hersengedeeltes door die beelden zouden worden gestimuleerd.

Niet scherp
Tenslotte werd deze software gebruikt om de hersenactiviteit te meten terwijl de patiënten een nieuwe film bekeken en om wat zij zagen te reproduceren - maar dan uitsluitend op basis van die hersenactiviteiten. Daaruit bleek dat de patiënten hele stukken konden terugbrengen van de film die ze bekeken, ook al waren die beelden verre van scherp.

Ooggetuigen misdrijf
Volgens dokter Gallant "kunnen we op deze manier boeiende dingen bereiken". "Op het ogenblik dat je iets ziet en je wilt het aan een ander vertellen, blijken woorden vaak niet voldoende. Deze technologie kan worden gebruikt om de beelden die je hebt gezien aan een ander te tonen. Het kan van nut zijn voor kunstenaars maar het kan ook worden gebruikt om een ooggetuigen van een misdrijf te laten 'tonen' wat en wie hij zag." (belga/kh)

(HLN)

03-11-2009

In Ethiopïe is een nieuwe zee aan het ontstaan



In september 2005 ontstond er een 8-meter brede scheur in de aarde langs een 60 kilometer lang deel van de Oost-Afrikaanse Grote Riftvallei in Afar in Ethiopië. Onderzoekers zijn er nu uit dat deze scheur in de continentale aardkorst Ethiopië en Eritrea van de rest van Afrika gaat isoleren. Uiteindelijk zal er een nieuwe zee ontstaan.



In 2005 kon een onderzoeksteam uit het Verenigd Koninkrijk, de Verenigde Staten en Ethiopië op basis van radargegevens van ESA's aardobservatiesatelliet Envisat vaststellen dat er zich op amper drie weken tijd een barst van 8 meter breedte had gevormd langs het 60 kilometer lange stuk van de slenk.

Proces
De waarnemingen toonden ook aan dat de tektonische platen van de aarde scheuren door de injectie van magma (gesmolten gesteente). Het is nu voor wetenschappers duidelijk dat gesmolten gesteente dat door de plaat naar bovenkomt de scheiding tussen Afrika en Arabië mogelijk maakt. Dat proces begon ongeveer 30 miljoen jaar geleden, toen lava van onder de aardkorst naar boven kwam en het Arabisch schiereiland van Afrika scheidde. Daarbij ontstond de Rode Zee. Het is een van de weinige gebieden op de aarde waar een continent actief gescheiden wordt door de krachten van platentektoniek. Eenzelfde tektonisch proces heeft waarschijnlijk ook de Atlantische Oceaan gevormd. De studie staat in het jongste nummer van Geophysical Research Letters.

Enkele centimeters per jaar
Volgens het onderzoek verwijderen de Afrikaanse en Arabische tektonische platen zich van elkaar met zelfde snelheid als de groei van vingernagels. Het gaat om enkele centimeters per jaar. Maar, waarschuwt Cindy Ebinger van de University of Rochester, aan de rand van de tektonische platen is de volkanische activiteit erg onvoorspelbaar. Ze gelooft dat de bevolking in de regio in gevaar is.

Uit de reconstructie van de scheur van 2005, blijkt dat die veel sneller ontstond dan werd aangenomen: in amper een paar dagen. Eerst barstte een vulkaan uit, de Dabbahu, aan het noordelijk eind van de scheur. Daarna begon magma over de hele lengte van de scheur omhoog te duwen en ontstond de opening. De wetenschappers omschrijven het als een ritssluiting die wordt geopend. Sindsdien is dat opnieuw een twaalftal keer gebeurd, zij het minder spectaculair. (mvl)

(HLN)

04-11-2009

Geheime foto's over dierproeven schokken Engeland



Engeland reageert geschokt op foto's van konijnen in veel te kleine kooien en muizen met een gebroken rug. Een medewerker van een dierenrechtenorganisatie nam de beelden toen hij undercover werkte in Wickham Laboratories in het Engelse Hants.

De konijnen in het laboratorium worden gebruikt om een de anti-rimpelbehandeling Dysport, een concurrent van Botox, te testen. Daarvoor worden de beestjes in veel te kleine kooien gestoken en krijgen ze injecties in hun oren. Het enige wat ze nog een beetje kunnen bewegen zijn hun kopjes.

Ook maakte de medewerker schokkende beelden van muizen die met een gebroken rug in hun bak liggen nadat laboranten geprobeerd hadden hen te doden met balpennen.

Diepgaand onderzoek
De Britse overheid neemt de foto's alvast ernstig en heeft beloofd een diepgaand onderzoek in te stellen naar de praktijken.

De directeur van het laboratorium liet aan de Britse tabloid The Sun weten dat zij alleen dierproeven doen wanneer dat ook rechtvaardigd kan worden. Bovendien houdt hij rekening met het welzijn van de dieren en krijgt hij daarvoor regelmatig controles. (ka)

(HLN)

04-11-2009

Gods kurkentrekker

Gaf licht uit de ruimte onze aminozuren een draai?

Circulair gepolariseerde lichtstralen uit de ruimte hebben de Aardse aminozuren mogelijk het zetje gegeven dat ze nodig hadden om allemaal dezelfde kant op te gaan draaien. Dat suggereren de Nijmeegse onderzoekers Wim Noorduin en Elias Vlieg op de website van Nature Chemistry.

Circulair gepolariseerd licht plant zich voort als een soort kurkentrekker. Eerder was al ontdekt dat je zulke lichtbundels kunt gebruiken om stereo-isomeren van elkaar te onderscheiden. En ook dat een racemisch mengsel onder invloed van circulair gepolariseerd licht een heel klein beetje uit evenwicht kan raken, waardoor je een geringe overmaat van één van beide stereo-isomeren krijgt. Op zich is dat effect echter lang niet sterk genoeg om het andere enantiomeer voor 100 procent weg te concurreren.

Noorduin en Vlieg hebben dat licht nu echter gecombineerd met het maal- en herkristalliseerproces, dat ze eerder uitvonden (zie ook C2W nummer 20). Bij dat proces bleek inderdaad één van beide enantiomeren geleidelijk de overhand te krijgen, waarbij het concentratieverschil aan het begin maar heel klein hoeft te zijn.

Een proefje met een aminozuurderivaat toonde aan dat de polarisatierichting van het licht inderdaad bepaalt welk enantiomeer je aan het eind overhoudt.

bron: C&EN

(c2w)

quote:

Babies' Language Learning Starts From The Womb

ScienceDaily (Nov. 5, 2009) — From their very first days, newborns' cries already bear the mark of the language their parents speak, reveals a new study published online on November 5th in Current Biology, a Cell Press publication. The findings suggest that infants begin picking up elements of what will be their first language in the womb, and certainly long before their first babble or coo.

"The dramatic finding of this study is that not only are human neonates capable of producing different cry melodies, but they prefer to produce those melody patterns that are typical for the ambient language they have heard during their fetal life, within the last trimester of gestation," said Kathleen Wermke of the University of Würzburg in Germany. "Contrary to orthodox interpretations, these data support the importance of human infants' crying for seeding language development."

Human fetuses are able to memorize sounds from the external world by the last trimester of pregnancy, with a particular sensitivity to melody contour in both music and language, earlier studies showed. Newborns prefer their mother's voice over other voices and perceive the emotional content of messages conveyed via intonation contours in maternal speech (a.k.a. "motherese"). Their perceptual preference for the surrounding language and their ability to distinguish between different languages and pitch changes are based primarily on melody.

Although prenatal exposure to native language was known to influence newborns' perception, scientists had thought that the surrounding language affected sound production much later, the researchers said. It now appears that isn't so.

Wermke's team recorded and analyzed the cries of 60 healthy newborns, 30 born into French-speaking families and 30 born into German-speaking families, when they were three to five days old. That analysis revealed clear differences in the shape of the newborns' cry melodies, based on their mother tongue.

Specifically, French newborns tend to cry with a rising melody contour, whereas German newborns seem to prefer a falling melody contour in their crying. Those patterns are consistent with characteristic differences between the two languages, Wermke said.

The new data show an extremely early impact of native language, the researchers say. Earlier studies of vocal imitation had shown that infants can match vowel sounds presented to them by adult speakers, but only from 12 weeks on. That skill depends on vocal control that just isn't physically possible much earlier, the researchers explain.

"Imitation of melody contour, in contrast, is merely predicated upon well-coordinated respiratory-laryngeal mechanisms and is not constrained by articulatory immaturity," they write. "Newborns are probably highly motivated to imitate their mother's behavior in order to attract her and hence to foster bonding. Because melody contour may be the only aspect of their mother's speech that newborns are able to imitate, this might explain why we found melody contour imitation at that early age."

The researchers include Birgit Mampe, University of Wurzburg, Wurzburg, Germany; Angela D. Friederici, Max-Planck-Institute for Human Cognitive and Brain Sciences, Leipzig, Germany; Anne Christophe, Ecole Normale Superieure/CNRS, Paris, France; and Kathleen Wermke, University of Wurzburg, Wurzburg, Germany.

Bron: Science Daily.

Scientists urge respect on advice

A group of senior academics has called for reassurances from the UK government that it will respect the independence and freedom of its scientific advisers.

The release of their statement follows the sacking of the former drugs adviser Professor David Nutt.

In it, they endorse a set of principles for the treatment of scientific advice.

These include protecting advisers from political interference and not using disagreement with government policy as grounds for criticism or dismissal.

The statement, which has been sent to government officials and ministers, calls for government to agree to ensure the academic freedom and independence of scientific advisers and to properly consider their advice.

The government already has a code of practice which is supposed to ensure the proper use of scientific advice and the protection of its advisers.

The new principles also include allowing advisers to speak publicly about their work and enabling expert committees to have independent press officers.

There is also a call to ensure that reports by expert committees are not criticised prior to publication.

Among the signatories is Professor Colin Blakemore, a scientific advisory committee chair and former chief executive of the Medical Research Council (MRC).

He said: "The priority now must be to rebuild the confidence of the scientific community in the way the government, and indeed the opposition parties, treat scientific advice and those who provide it.

"If the government can sign up to this statement, which essentially summarises commitments that have been made in the past, I hope that we can press the 'reset' button on the relationship."

The government said it was still formulating its response, the Associated Press reported.

In a separate development, Phil Willis MP, who is chair of the Science and Technology committee, has written to the Home Secretary Alan Johnson to ask for his account of the sequence of events leading to his decision to dismiss Professor Nutt.

Mr Willis has also written to Professor Nutt and Professor John Beddington, the government's Chief Scientific Adviser, to seek their accounts and views of the events.

Bron: BBC.

quote:

Gentherapie geneest twee jongetjes van ernstige hersenziekte
^{Gepubliceerd: 9 november 2009 15:14 | Gewijzigd: 9 november 2009 15:20
Djoke Hendriks}
Gentherapie heeft twee jongetjes genezen van de hersenziekte adrenoleukodystrofie (ALD). De experimentele behandeling is al twee jaar geleden uitgevoerd en beide jongens gaat het nog steeds goed (Science, 6 november). Een commentator in Science noemt het experiment een ‘comeback van de gentherapie’.

ALD is een erfelijke stofwisselingsziekte, die het zenuwstelsel aantast. De ziekte ontstaat door een mutatie in het ABCD1-gen dat op het X-chromosoom ligt. De genmutatie verstoort de aanmaak van het eiwit ALD, waar het ABCD1-gen voor codeert. Het ALD-eiwit voert vetzuren af uit hersencellen. Als het eiwit ontbreekt hopen de vetzuren zich op in de vettige beschermlaag (myeline) rond zenuwbundels, waardoor ontstekingen ontstaan. De getroffen zenuwcellen functioneren hierdoor niet goed meer.

In Nederland worden elk jaar ongeveer tien ALD-patiënten geboren. Vooral jongens worden ziek. De eerste symptomen verschijnen als de kinderen zes tot acht jaar oud zijn. De enige behandeling tot nu toe was een beenmergtransplantatie. Die moest na de eerste tekenen van de ziekte worden uitgevoerd, anders is de neurologische schade al te groot.

De onderzoekers in Parijs behandelden twee jongetjes van zeven waarvoor geen beenmergdonor beschikbaar was. Ze namen beenmerg van de patiëntjes zelf af en isoleerden daar stamcellen uit. Buiten het lichaam werd in deze cellen een werkend ABCD1-gen ingebouwd met behulp van een onschadelijk gemaakt hiv-achtig virus. De jongens kregen de gecorrigeerde cellen terug in hun beenmerg.

De stamcellen in het beenmerg kunnen uitgroeien tot verschillende bloedcellen, ook tot witte bloedcellen die in de hersenen actief zijn. Vijftien procent van de bloedcellen produceerde het ALD-eiwit. Dat percentage blijft al twee jaar constant. De hersenschade bij de jongens herstelde of bleef stabiel. Het resultaat is vergelijkbaar met dat van beenmergtransplantatie.

Het is nog onduidelijk hoe de gecorrigeerde of de getransplanteerde stamcellen de neurologische schade precies herstellen. De onderzoekers vermoeden dat ze de ontstekingen remmen en uiteindelijk de myelinelaag vernieuwen. Het is blijkbaar voldoende als slechts een deel van de cellen het ALD-eiwit kan maken.

Het is de eerste keer dat een ernstige hersenziekte met gentherapie wordt behandeld. De onderzoekers hopen het percentage cellen met het correcte gen in de toekomst te verhogen door de virusdeeltjes te verbeteren.

Bron: NRC Handelsblad.

11-11-2009

Joint veroorzaakt chaotische hersengolven



Na het roken van cannabis verslechtert het geheugen tijdelijk. Dat was al bekend, maar de oorzaak niet. Onderzoek van de Universiteit Utrecht heeft nu uitgewezen dat na een flinke haal van een sterke joint bepaalde hersengolven door elkaar gaan lopen met als resultaat een minder goed functionerend werkgeheugen. Dat maakte de universiteit woensdag bekend.

In het werkgeheugen van de hersenen wordt tijdelijke informatie opgeslagen. Een voorbeeld is het intoetsen van een telefoonnummer dat je net hebt gehoord. De Utrechtse onderzoekers lieten proefpersonen na het roken van een zeer sterke joint een kort rijtje cijfers onthouden. De inmiddels stonende vrijwilligers werd gevraagd of een bepaald getal in het rijtje voorkwam. Ze deden er twee keer zo lang over dan zonder roes.

De onderzoekers kwamen er na metingen achter dat de zogenaamde thètagolven door elkaar gingen lopen. Er ontstond als het ware een chaos die bleek samen te hangen met de afname van het werkgeheugen. Dat de mens een telefoonnummer voor korte tijd kan onthouden, komt door de herhaling van deze informatie tussen twee pieken van thètagolven. Wanneer die pieken wegvallen door cannabisgebruik, werkt het werkgeheugen minder goed. Thètagolven, die een snelheid van vier tot acht golven per seconde hebben, worden ook vaak gemeten tijdens lichte slaap

(depers.nl)

12-11-2009

'Mens kan uitsterven door opeenvolging van rampen'

AMSTERDAM - De mensheid kan waarschijnlijk alleen uitsterven door een opeenvolging van catastrofes. Dat heeft een Amerikaans onderzoek uitgewezen.
Onderzoekers van de Universiteit van Colorado Denver ontwikkelden een model om in te schatten welke rampen er moeten plaatsvinden om de gehele mensheid uit te roeien.

Voor elke ramp die aan het model werd toegevoegd, berekenden ze eerst de mogelijke impact, zoals bijvoorbeeld het aantal doden dat zou kunnen vallen bij een pandemie en de tijd die er overheen zou gaan om een kernoorlog te ontketenen.

Uit het onderzoeksmodel bleek dat alleen een combinatie van meerdere catastrofes zou kunnen leiden tot een totale vernietiging van de mensheid, zo meldt Discovery News.


Meteorietinslag

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Futures.

De onderzoekers noemen enkele voorbeelden van series van rampen die de mens fataal kunnen worden. Zo zouden een pandemie, een oorlog, de opwarming van de aarde én een meteorietinslag mogelijk kunnen leiden tot het uitsterven van de mensheid als ze in relatief korte tijd plaatsvinden.

Eén of twee catastrofes zijn volgens het onderzoeksmodel niet voldoende om alle mensen op aarde uit te roeien.


Aanpassing

De mensheid heeft haar lot volgens de wetenschappers dan voor een groot deel in eigen hand.

“De capaciteit om nieuw gedrag aan te leren in nieuwe omgevingen zorgt ervoor dat mensen bijna altijd in staat zullen zijn om te overleven.”, zo verklaart hoofdonderzoeker Tobin Lopes op Discovery News.


Evolutie

“Ik denk dat het vermogen tot snelle aanpassing uniek is voor de mens”, aldus Lopes. “Andere soorten evolueren ook wel om hun kansen tot overleving te vergroten, maar daar is veel meer tijd voor nodig.”

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

13-11-2009

Bewustzijn gesignaleerd

Bewuste blik is zichtbaar in het brein

Iedereen weet uit eigen ervaring hoe het ‘voelt’ om je ergens bewust van te zijn. Maar wat gebeurt er in de hersenen, bijvoorbeeld als je bewust ergens naar kijkt? Elke keer hetzelfde, ontdekten Amerikaanse wetenschappers.

Het bewustzijn is en blijft een groot raadsel. Je moet heel hard zoeken om een wetenschapper te vinden die bereid is om te beweren dat we zelfs maar in de buurt van een verklaring zijn voor dit fenomeen.

Maar er wordt wel hard aan gewerkt, en met resultaat. Het wordt bijvoorbeeld steeds duidelijker wat er in je hoofd gebeurt als er zich bewuste processen afspelen. Zo beschreef Raphaël Gaillard eerder dit jaar hoe bewust kijken leidt tot de integratie van verschillende hersendelen. Verschillende processen gaan dan synchroon lopen en zetten weer ander hersendelen aan tot extra activiteit.

Aaron Schurger borduurde samen met een aantal collega’s voort op dit gegeven, en ontdekte dat er elke keer hetzelfde in je hoofd gebeurt als je meerdere malen bewust ergens naar kijkt. Kijk tien keer naar het eerste plaatje naast dit artikel, en de hersenactiviteit – in je temporale kwabben, om precies te zijn – is tien keer hetzelfde.

Logisch, denk je dan in eerste instantie. Je ogen krijgen elke keer dezelfde informatie binnen, dat moet bijna wel tot overeenkomstige hersenactiviteit leiden. Maar dat hoeft helemaal niet. Want als je onbewust een aantal malen naar hetzelfde object kijkt, dan leidt dat niet elke keer tot dezelfde activiteit in het brein.

Kleurenspel
Hoe kwam Schurger daar achter? Je kunt moeilijk tegen iemand zeggen: kijk eens een paar keer onbewust naar een plaatje. De onderzoekers gebruikten een leuk foefje om dat probleem te omzeilen. In het kort komt het erop neer dat je het linker- en het rechteroog twee identieke plaatjes voorschotelt, maar de kleuren van het tweede plaatje precies omgedraaid zijn ten opzichte van de eerste. Bewust denk je dan een eenkleurig vlak te zien. Maar onbewust heb je de plaatjes wel degelijk waargenomen.

De onderzoekers lieten de proefpersonen tekeningen zien van een gezicht en van een huis. Om de hersenactiviteit bij bewust kijken te meten, lieten ze beide ogen van de proefpersonen hetzelfde plaatje zien. Om de onbewuste activiteit te meten, kreeg linkeroog een oranje gezicht of huis te zien met een groene omgeving, en het rechteroog een groen gezicht of huis met een oranje omgeving. Bewust zagen ze daardoor alleen een geel vlak, maar elk oog afzonderlijk zag de groene of oranje afbeelding.

Dit trucje stelde de onderzoekers in staat om met een hersenscanner te kijken naar het verschil in activiteit bij bewust en onbewust kijken. Bij onbewuste waarneming van de plaatjes was de hersenactiviteit elke keer anders, maar bij bewust kijken elke keer hetzelfde. Een bewuste actie is daardoor herkenbaar in het brein.

Bewusteloos of bij bewustzijn?
Dat geeft onderzoekers een handvat om vast te stellen of iemand bij bewustzijn is. Schurger hoopt dat zijn onderzoek het mogelijk gaat maken om vast te stellen of mensen die onder narcose of in coma liggen alweer bij bewustzijn aan het komen zijn, ongeveer zoals de Argentijnse blaastest dat ook doet.

Maar voor mensen die zijn geïnteresseerd in het probleem van het bewustzijn, is dit onderzoek ook zonder zijn praktische toepasbaarheid al interessant genoeg. Het licht namelijk weer een tipje van de sluier op van het mysterie dat bewustzijn heet.

Bouwe van Straten

Aaron Schurger e.a., ‘Reproducibility distinguishes conscious from nonconscious neural representations’, in Science, 13 november 2009.

(Noorderlicht)

quote:

'Universal' Programmable Two-Qubit Quantum Processor Created

ScienceDaily (Nov. 15, 2009) — Physicists at the National Institute of Standards and Technology (NIST) have demonstrated the first "universal" programmable quantum information processor able to run any program allowed by quantum mechanics -- the rules governing the submicroscopic world -- using two quantum bits (qubits) of information. The processor could be a module in a future quantum computer, which theoretically could solve some important problems that are intractable today.

The NIST demonstration, described in Nature Physics, marks the first time any research group has moved beyond demonstrating individual tasks for a quantum processor -- as done previously at NIST and elsewhere -- to perform programmable processing, combining enough inputs and continuous steps to run any possible two-qubit program.

The NIST team also analyzed the quantum processor with the methods used in traditional computer science and electronics by creating a diagram of the processing circuit and mathematically determining the 15 different starting values and sequences of processing operations needed to run a given program. "This is the first time anyone has demonstrated a programmable quantum processor for more than one qubit," says NIST postdoctoral researcher David Hanneke, first author of the paper. "It's a step toward the big goal of doing calculations with lots and lots of qubits. The idea is you'd have lots of these processors, and you'd link them together."

The NIST processor stores binary information (1s and 0s) in two beryllium ions (electrically charged atoms), which are held in an electromagnetic trap and manipulated with ultraviolet lasers. Two magnesium ions in the trap help cool the beryllium ions.

NIST scientists can manipulate the states of each beryllium qubit, including placing the ions in a "superposition" of both 1 and 0 values at the same time, a significant potential advantage of information processing in the quantum world. Scientists also can "entangle" the two qubits, a quantum phenomenon that links the pair's properties even when the ions are physically separated.

With these capabilities, the NIST team performed 160 different processing routines on the two qubits. Although there are an infinite number of possible two-qubit programs, this set of 160 is large and diverse enough to fairly represent them, Hanneke says, making the processor "universal." Key to the experimental design was use of a random number generator to select the particular routines that would be executed, so all possible programs had an equal chance of selection. This approach was chosen to avoid bias in testing the processor, in the event that some programs ran better or produced more accurate outputs than others.

Ions are among several promising types of qubits for a quantum computer. If they can be built, quantum computers have many possible applications such as breaking today's most widely used encryption codes, such as those that protect electronic financial transactions. In addition to its possible use as a module of a quantum computer, the new processor might be used as a miniature simulator for interactions in any quantum system that employs two energy levels, such as the two-level ion qubit systems that represent energy levels as 0s and 1s. Large quantum simulators could, for example, help explain the mystery of high-temperature superconductivity, the transmission of electricity with zero resistance at temperatures that may be practical for efficient storage and distribution of electric power.

The new paper is the same NIST research group's third major paper published this year based on data from experiments with trapped ions. They previously demonstrated sustained quantum information processing and entanglement in a mechanical system similar to those in the macroscopic everyday world. NIST quantum computing research contributes to advances in national priority areas, such as information security, as well as NIST mission work in precision measurement and atomic clocks.

In the latest NIST experiments reported in Nature Physics, each program consisted of 31 logic operations, 15 of which were varied in the programming process. A logic operation is a rule specifying a particular manipulation of one or two qubits. In traditional computers, these operations are written into software code and performed by hardware.

The programs did not perform easily described mathematical calculations. Rather, they involved various single-qubit "rotations" and two-qubit entanglements. As an example of a rotation, if a qubit is envisioned as a dot on a sphere at the north pole for 0, at the south pole for 1, or on the equator for a balanced superposition of 0 and 1, the dot might be rotated to a different point on the sphere, perhaps from the northern to the southern hemisphere, making it more of a 1 than a 0.

Each program operated accurately an average of 79 percent of the time across 900 runs, each run lasting about 37 milliseconds. To evaluate the processor and the quality of its operation, NIST scientists compared the measured outputs of the programs to idealized, theoretical results. They also performed extra measurements on 11 of the 160 programs, to more fully reconstruct how they ran and double-check the outputs.

As noted in the paper, many more qubits and logic operations will be required to solve large problems. A significant challenge for future research will be reducing the errors that build up during successive operations. Program accuracy rates will need to be boosted substantially, both to achieve fault-tolerant computing and to reduce the computational "overhead" needed to correct errors after they occur, according to the paper.

As a non-regulatory agency of the U.S. Department of Commerce, NIST promotes U.S. innovation and industrial competitiveness by advancing measurement science, standards and technology in ways that enhance economic security and improve our quality of life.

Bron: ScienceDaily.

16-11-2009

Nijlpaarden maken krokodil af



In het Serengetipark in Tanzania heeft een Tsjechische fotograaf het kiekje van zijn leven gemaakt. De 45-jarige Vaclav Silha stond met zijn fototoestel aan de oevers van de Nijl foto's te maken van ongeveer 50 badende nijlpaarden, toen plots een hevig gevecht uitbrak tussen de nijlpaarden en een krokodil.

Zelden ruzie
De twee diersoorten gaan zelden met elkaar in conflict, maar kunnen wel eens ruzie krijgen wanneer een reptiel te dicht bij een nijlpaardjong komt. Dat was ook nu het geval, waardoor een horde nijlpaarden de krokodil omsingelde. Opeens liep de krokodil over de ruggen van de nijlpaarden weg, "mogelijk omdat het dier dat als enige uitweg zag," zegt de fotograaf. "Ik kon mijn ogen niet geloven. Het was de àllerslechtste keuze voor de krokodil, en absoluut zijn laatste."

Woest
De nijlpaarden werden woest, en de krokodil maakte meermaals kennis met hun verwoestende bijtkracht. Hun beet kan verschillende tonnen druk uitoefenen, en daar is zelfs een krokodillenpantser niet tegen bestand. Het dier was meteen dood, en dreef weg met de stroom. (sam)













(HLN)

17-11-2009

Halve Chinees is hele kerel



De Chinees Peng Shuilin verbaast de medische wereld. Zijn halve lichaam moest worden geamputeerd nadat de 37-jarige man werd overreden door een vrachtwagen.



Peng verbleef twee jaar in het ziekenhuis in Shenzhen en onderging een massa operaties. Nagenoeg al zijn vitale organen moesten immers 'omgeleid' worden. Ook heeft hij leren lopen met een prothese.

Winkel geopend
De man is intussen uitgegroeid tot een waar rolmodel voor andere andersvaliden. Hij heeft een discount-supermarkt geopend met de naam 'Halve Man - Halve Prijzen'. In zijn rolstoel en met zijn lichaamslengte van 78 centimeter geeft de man lezingen over het (over)leven met een handicap.

Positieve instelling
Bij zijn jongste medisch onderzoek is gebleken dat Peng Shuilin fitter is dan de meeste andere mannen van zijn leeftijd. "Volgens ons is hij de enige persoon ter wereld die een dergelijke ingrijpende amputatie heeft overleefd", aldus Lin Liu van het Bujie ziekenhuis. Volgens de ziekenhuisdirecteur heeft hij dit te danken aan zijn positieve instelling. (eb)

(HLN)

19-11-2009

Hoe het brein ons telkens weer voor de gek houdt



Zien is een gecompliceerde wisselwerking tussen oog en brein. Met alle maffe gevolgen van dien.

Kijk strak naar een van de blokjes in de bovenste rij van bovenstaande illustratie. De lijnen daaronder en -boven zijn kaasrecht. Maar de andere blokjes en lijnen staan duidelijk schots en scheef. En toch, kijk naar een blokje tussen een ander stel lijnen, en prompt lopen daar de lijnen recht en alle andere lijnen scheef. Een visuele illusie die aantoont dat we niet in staat zijn om te ‘zien’ wat er te zien valt. Alles wat buiten ons centrale gezichtsveld valt, buiten dat hele kleine stukje van het netvlies dat werkelijk ‘scherp’ kan zien, blijft vaag, en wordt door het brein slechts globaal bekeken en geïnterpreteerd, volgens een aantal basisregels. Zo veroorzaakt het verschoven blokjespatroon een illusie van diepte, van verschuiving naar achteren, en prompt ‘denkt’ ons brein dat die vage lijnen wijken, dan wel samenkomen.

Het brein ziet niks. Het enige wat het van de ogen ontvangt is een immense stroom visuele prikkels, en daar probeert het iets van te maken. Het construeert de werkelijkheid om ons heen – de diepte, kleuren, voorwerpen waarvan wij zo naïef denken dat die zich ‘buiten onszelf’ bevinden. En dat grotendeels op basis van onze ervaring, opgedaan in de eerste levensjaren. Jonge proefdieren die nooit een cirkel of een verticale lijn te zien kregen, zullen die op latere leeftijd ook nooit ‘zien’. Wie blind geboren is, en op latere leeftijd de kans krijgt om dankzij een operatie toch weer te zien, doet er verstandig aan dat aanbod af te wijzen. Zien wordt dan een ware nachtmerrie.

Dat ‘constructievermogen’ van het brein kan wegvallen, of juist veel te sterk worden, bijvoorbeeld als gevolg van een beroerte. In het eerste geval (visuele agnosie) herkent het slachtoffer geen voorwerpen meer, maar ‘ziet’ alleen lijnen, onderdelen. In het andere geval (het syndroom van Bonnet) raakt de visuele wereld van het slachtoffer bevolkt door hardnekkige, haarscherpe hallucinaties van huisdieren, vrienden of zelfs kabouters. Voor de patiënt verwarrende, deprimerende ervaringen.

Dat onvolmaakte ‘constructievermogen’ van ons brein staat aan de basis van de tientallen intrigerende vormen van gezichtsbedrog. De kleur van de maan van de Italiaanse psychologe Paola Bressan geeft niet alleen een heldere uitleg over hoe ons brein werkt, maar bevat ook vele kleine kaders waarin ze laat zien hoe datzelfde brein de mist in gaat, en waarom. Niet alleen diepte, ook dat wat wij in een oogopslag ‘zien’, zoals beweging, of een bepaalde kleur, is vaak niet meer dan een interpretatie op basis van onze ervaring. Het zijn stuk voor stuk intrigerende, ontluisterende ervarinkjes. Wie Bressan gelezen heeft, gelooft zijn ogen niet meer

(depers.nl)

22-11-2009

17.650 nieuwe diersoorten gevonden in diepzee


Een zeekomkommer op 2,750 meter diepte in de Golf van Mexico. Foto AP

Onderzoekers hebben sinds 2000 al meer dan 17.650 nieuwe diersoorten ontdekt in de diepzee. Dat maakte de Census of Marine Life, een internationaal onderzoeksproject dat tien jaar duurt en dat in oktober volgend jaar wordt afgesloten, vandaag bekend.

Link - Bekijk een overzichtskaart van de zoektocht
Link - Lees meer over het project

De dieren, die nog niet eerder werden gecategoriseerd, leven in totale duisternis. Het zonlicht dringt door tot ongeveer 200 meter onder de zee- en oceaanspiegel. Het gaat onder meer om weekdier- en wormachtigen, garnalen, krabben, zeesterren, koralen en kwallen met de omvang van een walvis. Sommige dieren beschikken over verlichting, om hun weg te vinden of om prooien te lokken.

De meeste nieuwe soorten leven op diepten die variëren van 200 tot 1.000 meter. Ruim 5.700 van de recent ontdekte soorten werden aangetroffen op meer dan een kilometer onder de golven. „De diversiteit van het leven in de diepzee is veel, veel groter dan we tot nog toe aannamen”, aldus Robert Carney van de Universiteit van Louisiana, die een deelstudie leidt van de Census of Marine Life.


De wetenschappers zijn bij hun zoektocht tot 5000 meter diep gegaan en maakten daarbij onder meer gebruik van camera's aan kabels, sonartechnologie en onderzeeboten.


(nrc)

23-11-2009

'Wereld vergaat pas in 2220'

De profetie dat de wereld in december 2012 vergaat is gebaseerd op een rekenfout. Als de onheilstijding al werkelijkheid wordt, zal dat pas in 2220 zijn. Dat zeggen wetenschappers in het novembernummer van het tijdschrift NWT Natuurwetenschap& Techniek.


Wie op Google 2012 intikt krijgt 189 miljoen hits, waarvan de meeste gaan over het einde der tijden of over het aanbreken van een nieuw spiritueel tijdperk. De onheilsprofeten en newage-aanhangers baseren zich op de Mayakalender. Die zou aflopen op 21 december 2012. De zwartkijkers gaan er van uit dat onze tijd er dan op zit en de wereld vergaat.


Recent onderzoek van archeologen, astronomen en wiskundigen laat echter zien dat die datum helemaal niet klopt. De kalender van de Maya's loopt pas twee eeuwen later af, aldus NWT. Het probleem is dat het Zuid-Amerikaanse indianenvolk de Maya's niet één maar vier kalenders hanteerde, die allemaal even ingewikkeld waren. Bovendien hadden de Spaanse overheersers destijds alle geschreven teksten over de jaartellingen verbrand. Wat overbleef waren in steen gebeitelde aanwijzingen.

Fout

Het ging mis bij de vertaling van de Maya-kalender naar de Greenwich Mean Time (GMT) , de huidige standdaardtijd. De Duitse aardwetenschapper Andreas Fuls rekende het nog eens na en concludeerde dat het einde van de Maya-kalender pas in 2220 valt. En hij gaat er van uit dat de telling dan gewoon weer bij het begin begint. De Maya-'eindtijd' zou daardoor sinds het ontstaan van de aarde al zo'n 150.000 keer moeten hebben plaatsgevonden.


De meer spiritueel ingestelden geloven dat op 21 december 2012 de kosmische hemelpoort openzwaait. De zon klimt dan naar zijn hoogste punt en staat dan gelijk aan de denkbeeldige evenaar van de Melkweg. Het zou maar eens in de 25.800 jaar gebeuren dat de zon dat doet tijdens de winterwende. Astronoom Louis Strous van de Universiteit Utrecht is nuchterder dan de new age-aanhangers. Dit gebeurt elke paar duizend jaar weer'', zegt hij. Bovendien bestaat er helemaal niet zoiets als een exacte 'evenaar' van de Melkweg, aldus Strous in NWT.


Hoe de wereld zal vergaan als de onheillsprofeten wel gelijk hebben is te zien in de speelfilm 2012. Regisseur Roland Emmerich heeft op gebied van special effects alles uit de kast gehaald om de rampspoed uit te beelden. Vanaf 11 november draait de Hollywood-productie in Nederland.

Rectificatie 23 november 2009: Een eerdere versie van dit ANP-bericht had als kop ''Wereld vergaat pas in 2208''. Dit was onjuist door verkeerd verstrekte informatie en is aangepast in '2220'.

(nrc)

quote:

Eerste botsing deeltjes in LHC

In de grootste deeltjesverneller op aarde, de Large Hadron Collider (LHC) van het Europees instituut voor deeltjesonderzoek CERN in Genève, zijn vandaag voor het eerst deeltjes op elkaar gebotst. Deze proefbotsingen vonden plaats bij lage energie en worden door wetenschappers omschreven als "een grote prestatie".

De 27 kilometer lange, ringvormige deeltjesversneller is afgelopen vrijdag weer in bedrijf genomen, nadat deze vorig jaar defect raakte. Afgelopen vrijdag slaagden wetenschappers erin om deeltjes met de klok mee door de LHC te laten bewegen. Gisteren lukte het om deeltjes de andere kant op te laten bewegen. Vanmiddag om half twee was echter het grote moment daar: twee bundels met deeltjes reisden tegelijkertijd in tegengestelde richting door de LHC.

Volgens Steve Myers, manager van het LHC-project, verkeert het apparaat in uitstekende toestand. Op een persconferentie toonde hij beelden van de kwaliteit van de deeltjesbundelsbundels.

Door te bestuderen wat er gebeurt als elementaire deeltjes op elkaar botsen, hopen wetenschappers inzicht te krijgen in de kleinste bouwstenen van materie. Om de juiste effecten te zien, moeten de botsingen echter plaatsvinden met deeltjes die dusdanig versneld zijn dat ze een hoge energie hebben. In december zullen de magneten die voor deze versnelling moeten zorgen worden ingeschakeld. Dat is een kritische stap, omdat de LHC daardoor vorig jaar defect raakte.

De LHC raakte vorig jaar defect door een kortsluiting in een verbinding tussen twee magneten. Daarop volgde een heliumexplosie. Na ruim een jaar is de LHC nu hersteld en weer op zijn bedrijfstemperatuur van 1,9 graden boven het absolute nulpunt gebracht. De installatie van veiligheidskleppen in het heliumsysteem moet de versneller in de toekomst voor een vergelijkbare ramp behoeden.

FOK!frontpage

quote:

Op maandag 23 november 2009 23:56 schreef MPG het volgende:

[..]

FOK!frontpage

De LHC deeltje 2

24-11-2009

Klimaatcomplot niet aangetoond



Anonieme klimaatactivisten stalen duizenden mails, die het bewijs zouden vormen dat wetenschappers liegen. ‘Het is een zielige actie.’

Een rotstreek. Dat was de algemene reactie van de klimaatwetenschappers die vorige week het slachtoffer waren van een fikse inbraak in de server van de Climate Research Unit van de universiteit van East Anglia. Anonieme klimaatactivisten stalen duizenden oude e-mails (tot dertien jaar oud; alles bij elkaar 600 megabyte) van de server van het instituut, om te bewijzen dat wetenschappers wereldwijd onderdeel uitmaken van een al even wereldwijd complot gericht op het opblazen en overdrijven van de gevolgen van het broeikaseffect.

Duizenden wetenschappers staan voor aap. Plotsklaps kan iedereen meegenieten van hun flauwe grappen, hun vreugde bij het overlijden van een tegenstander, het dagelijkse gezeur, gezeik en gescheld van wetenschappers onder elkaar. Het is geen verheffende lectuur. Maar een complot?

Niet van Bush

De mooiste aanwijzingen ontbreken. Er zitten geen mailtjes van George W. Bush tussen die wetenschappers opdraagt om te liegen (want anders…). Geen ruzies over steekpenningen. Geen bekentenissen. In plaats daarvan moet de lezer in argwaan geraken van een handjevol door de actievoeders geselecteerde citaten die vuil spel zouden suggereren: collega’s die elkaar aanraden om bepaalde collega’s te mijden, of om meetseries niet mee te nemen omdat ze roet in het eten zouden gooien. Veel wordt gemaakt van het feit dat klimaatwetenschapper Phil Jones in een mailtje schrijft een ‘trick’ te gebruiken om een bepaald resultaat te bereiken – maar een trick betekent in de wetenschap helaas niet veel meer dan ‘handigheidje’, in dit geval om nieuwe en oude meetseries te combineren.

Geen toeval

Dat actievoerders juist nu deze mails op straat gooien is geen toeval. Over twee weken start de milieuconferentie van Kopenhagen. Talrijke milieuorganisaties organiseren acties om regeringen onder druk te zetten en harde afspraken te maken over de uitstoot van CO2. De mails moeten bewijzen dat dat niet nodig is, dat de wetenschappers liegen. De anonieme hackers probeerden de mails, opgeborgen in een server in Rusland, te downloaden op de site realclimate.org (een site van en voor klimaatwetenschappers). De beheerders staken daar een stokje voor en waarschuwden de CRU dat er bij ze was ingebroken. Het is een zielige actie, aldus realclimate. ‘Als uit hun verband gerukte citaten moeten bewijzen dat er niks aan de hand is met het klimaat, dan hoeven we die opvatting niet serieus te nemen.’

(depers.nl)

quote:

Op dinsdag 17 november 2009 02:34 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
17-11-2009

Halve Chinees is hele kerel
[...]
[ afbeelding ]

Peng verbleef twee jaar in het ziekenhuis in Shenzhen en onderging een massa operaties. Nagenoeg al zijn vitale organen moesten immers 'omgeleid' worden. Ook heeft hij leren lopen met een prothese.

Winkel geopend
De man is intussen uitgegroeid tot een waar rolmodel voor andere andersvaliden. Hij heeft een discount-supermarkt geopend met de naam 'Halve Man - Halve Prijzen'. In zijn rolstoel en met zijn lichaamslengte van 78 centimeter geeft de man lezingen over het (over)leven met een handicap.

Positieve instelling
Bij zijn jongste medisch onderzoek is gebleken dat Peng Shuilin fitter is dan de meeste andere mannen van zijn leeftijd. "Volgens ons is hij de enige persoon ter wereld die een dergelijke ingrijpende amputatie heeft overleefd", aldus Lin Liu van het Bujie ziekenhuis. Volgens de ziekenhuisdirecteur heeft hij dit te danken aan zijn positieve instelling. (eb)

(HLN)

Halve man, halve prijzen

Whahaha! OMG

De Royal Society heeft onlangs een aardige site gelanceerd met oa. een aantal klassieke wetenschappelijke publicaties.

02-12-2009

'Beleid Bert Koenders houdt Afrika arm'

Onderzoeker Wiet Janssen heeft het beleid van minister Bert Koenders (PvdA, Ontwikkelingssamenwerking) en clubs als Cordaid en Oxfam-Novib onderzocht en wat blijkt: ontwikkelingshulp zoals die nu wordt gegeven, houdt Afrika arm.


Er is forse kritiek vanuit de wetenschap op beleid Koenders. Hier helpt hij een Afrikaanse boer met de oogst

Janssen promoveert morgen met zijn onderzoek 'Management of the Dutch development cooperation' aan de Universiteit Twente. Hij is een externe promovendus.

Omgekeerd
Landen die veel hulp krijgen, ontwikkelen zich niet sneller dan landen die het zonder hulp moeten stellen. Het is eerder omgekeerd, aldus Janssen, die vijf jaar aan zijn onderzoek heeft gewerkt.

Janssen werkte zelf ruim achttien jaar bij ontwikkelingsprojecten. Hij heeft voor zijn onderzoek het beleid van Koenders bestudeerd en officiële documenten van grote hulporganisaties als Oxfam-Novib en Cordaid.

Afrikaanse kinderen
Ook heeft hij het werk van tal van adviesorganen, onderzoeksinstituten, particuliere initiatieven en handelsafspraken onderzocht. Janssen heeft noodhulp en conflictbestrijding niet in zijn onderzoek betrokken.

Volgens Janssen moet ontwikkelingshulp radicaal anders worden. Afrikaanse kinderen moeten al op jonge leeftijd leren hoe ze ondernemer kunnen worden.

Subsidie
Op de basisschool moeten ze al een vak leren waarmee ze een redelijk inkomen kunnen verdienen. Dat zijn volgens de promovendus wel zinvolle maatregelen, die kunnen leiden tot blijvende armoedevermindering in het armste deel van de wereld.

Gisteren was de laatste dag dat de hulpclubs hun aanvraag voor een nieuwe subsidie van Koenders konden indienen. De organisaties willen, zoals viel te verwachten, veel geld. Meer dan Koenders heeft te besteden: tot 500 miljoen euro.

Door Robin van der Kloor

(Elsevier)

03-12-2009

'Alle mannen kijken porno (vanaf hun tiende)'

Uit een Canadees onderzoek blijkt dat alle mannen porno kijken. In eerste instantie gingen de onderzoekers op zoek naar mannen die nog nooit porno hadden gekeken, maar die konden ze nergens vinden.


Gemiddeld kijkt de vrijgezelle man twee uur per week porno

Het onderzoek werd gehouden door de Universiteit van Montreal in Canada, zo meldt de Britse krant The Daily Telegraph.

De onderzoekers komen tot de conclusie dat alle mannen wel eens naar porno hebben gekeken. Voor het onderzoek werd onder meer een groep heteromannen van rond de twintig gevraagd op welke leeftijd zij voor het eerst porno keken. Hieruit kwam een gemiddelde leeftijd van tien jaar.

Consumptie
Zo’n negentig procent van de pornoconsumptie heeft plaats op het internet, de rest van de porno wordt gehuurd bij de videotheek.

Vrijgezelle mannen kijken gemiddeld 40 minuten achter elkaar porno, ongeveer drie keer in de week. Mannen in een relatie kijken ongeveer twee keer in de week 20 minuten porno.

Harmonie
'De pornografie heeft de opvattingen van de mannen over vrouwen en hun relaties niet veranderd. De mannen waren zelfs erg conventioneel in hun pornogebruik en willen vooral een harmonieuze relatie met vrouwen,' aldus professor Simon Lewis Lajeunesse.


Door Roseline Lemoine

(Elsevier)

08-12-2009

‘Muziek van Mozart stimuleert groei van premature baby’s’

AMSTERDAM – Baby’s die te vroeg geboren zijn, groeien mogelijk sneller als ze regelmatig een compositie van Mozart te horen krijgen. Dat beweren Israëlische onderzoekers in een nieuwe studie.
De wetenschappers van het Tel Aviv Sourasky Medical Center onderzochten de invloed van de muziek van Mozart op de stofwisseling van 20 ongeboren baby’s.

Ze lieten de kinderen twee opeenvolgende dagen gedurende dertig minuten luisteren naar een ‘Baby Mozart’ cd waarop composities van Mozart worden afgewisseld met babygeluidjes.

Gewichtstoename

Tijdens het luisteren naar de muziek verliep de stofwisseling van de baby’s volgens de onderzoekers gemiddeld met 10 tot 13 procent langzamer, zo meldt persbureau Reuters. Een vertraagde stofwisseling leidt over het algemeen tot een toename van het gewicht.

De resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Pediatrics.


Sceptisch

Volgens hoofdonderzoeker Ronit Lubetzky wijst het experiment er op dat het luisteren naar de muziek van Mozart een positieve invloed heeft op het gewicht van premature baby's.

Andere wetenschappers zijn echter sceptisch, omdat de Israelische onderzoekers alleen de stofwisseling van de baby’s hebben gemeten en geen daadwerkelijke gewichtstoename.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

08-12-2009

Mobiel bellen leidt niet tot tumoren


Mobiel bellen vergroot de kans op een hersentumor niet Foto Wonderlane / Flickr

Er is geen enkele aanwijzing dat mobiele telefonie het risico op een hersentumor vergroot. Dat schrijven Deense onderzoekers in het Journal of the National Cancer Institute (3 december). De Denen doorzochten de Scandinavische kankerstatistieken voor de periode 1974-2003, waarbij ze keken naar de twee meest algemene typen hersentumoren: glioom en meningeoom. Zo’n 60.000 van de 16 miljoen volwassen Scandinaviërs kregen in die periode een van die typen hersentumor.

Mobiele telefonie, zo schrijven de onderzoekers in het artikel, nam halverwege de jaren negentig plotseling sterk toe. Als mobiele telefoons werkelijk hersentumoren zouden veroorzaken, zoals sommigen vermoeden, dan zou je dat in de statistieken moeten kunnen terugzien. Dat is echter niet het geval, concluderen de Denen. Het aantal hersentumoren nam in die periode weliswaar licht toe, maar die trend is niet sterker geworden na de intrede van de mobiele telefonie.

Er is nog maar weinig bekend over de oorzaken van hersentumoren. Er zijn slechts twee bekende oorzaken – ioniserende straling en erfelijke aandoeningen zoals neurofibromatose – maar die verklaren samen maar een klein percentage van de tumorgevallen. Elektromagnetische straling uit mobiele telefoons is een vaak genoemde boosdoener, maar een biologische verklaring daarvoor ontbreekt. Bovendien is dit vermoeden nooit wetenschappelijk bevestigd. Integendeel: voorlopige studies uit Scandinavië en Groot-Brittannië toonden geen verband aan tussen mobiele telefonie en hersentumoren. Het nu gepubliceerde Deense onderzoek, tot nu toe het grootste in zijn soort, keek voor het eerst naar de langere termijn.

De Denen durven niet stellig te concluderen dat mobiele telefonie geen hersentumoren veroorzaakt. Ze houden een slag om de arm. Misschien, zo schrijven ze, wordt het effect pas na meer dan tien jaar duidelijk. Of misschien zijn er bepaalde subgroepen van mensen die wel een verhoogd risico lopen, bijvoorbeeld door erfelijke aanleg of doordat ze extreem vaak mobiel telefoneren, maar zijn er specifiekere en grotere studies nodig om dat effect aan te tonen. Zelf zetten ze hun onderzoek in elk geval voort.

(nrc)

09-12-2009

Hoera, weer nieuwe genen ontdekt

Wie denkt dat alle genen van de mens nu allemaal wel zo’n beetje in kaart zijn gebracht, heeft het mis. Deze week rapporteren Chinese wetenschappers in het tijdschrift Nature Biotechnology nieuwe genen te hebben gevonden. Die genen zijn goed voor het immuunsysteem en de reukzin, maar wat ze precies doen is nog een mysterie.

Het totale genoom van de mens, een DNA-kaart eigenlijk, werd in het jaar 2003 voor het eerst gepubliceerd, met dank aan onderzoekers van het zogenaamde Human Genome Project. Groot nieuws, want nu wisten we hoeveel genen een mens had, waar die genen zitten, en voor een groot deel wat ze doen. Sindsdien is het menselijk genoom een onmisbaar stukje gereedschap om genetische aanleg voor ziekten en andere menselijke eigenschappen op te sporen. Kleine triomf voor de wetenschap dus, dat menselijk genoom.


Een genoom ontrafelen is voornamelijk laboratoriumwerk. Afbeelding: © Darren, DA Creative Photography, Flickr.com

.Maar ondanks de triomf was het menselijk genoom nog niet compleet. De DNA-kaart was voornamelijk gebaseerd op Amerikaans DNA. En dan mis je natuurlijk wat. Daarom schatten wetenschappers dat er tot dusver 99 procent aan menselijk DNA was in kaart was gebracht. We missen dus nog een procentje.

Inmiddels proberen onderzoekers dat gat langzaam maar zeker te vullen, en deze week maken Chinese biologen een grote stap daarin. Voor de verandering spitten zij het DNA van een Aziaat en een Afrikaan door: ze vonden enkele honderden nieuwe genen. Dat schrijven de Chinezen onder leiding van Jian Wang in het vooraanstaande tijdschrift Nature Biotechnology.

De nieuwe genen blijken nieuwe erfelijke informatie te bevatten voor onder meer het immuunsysteem, de reukzin en de manier waarop het lichaam genen aan- en uitzet. Dat blijkt uit een computeranalyse, die voorspelt wat het lichaam doet als zo’n gen aangaat, en uit vergelijkingen met dierlijk DNA.

De onderzoekers denken dat de genen nuttig zijn, omdat hetzelfde soort genen vaker in de natuur voorkomen. Een behoorlijk deel van de nieuw ontdekte genen vonden de wetenschappers ook in apen. Ondanks dat het genoom van chimpansees en mensen al 2,5 miljoen jaar hun eigenlijk evolutie hadden, zijn deze genen min of meer hetzelfde gebleven. Blijkbaar was het iets waard om ze te bewaren.

Of de nieuwe genen écht belangrijke lichaamsfuncties uit kunnen voeren, hebben de Chinezen nog niet onderzocht. De wetenschappers verwachten dat wanneer de genen eenmaal onder de loep worden genomen, deze nieuwe manieren kunnen opleveren om ziekten te bestrijden. Zo weten de biologen vrij zeker dat de genen informatie bevatten over het eiwit mucine – misschien wel interessant, want mucine is in sommige gevallen gerelateerd aan kanker.

In totaal vonden de Chinezen vonden tussen de nieuwe stukjes DNA – dat waren zo’n 40 miljoen DNA-letters oftewel baseparen – maar liefst 200 nieuwe genen in het Aziatische genoom, en 155 in het Afrikaanse.

Overigens is nu nog steeds niet het volledige menselijke genoom ontrafeld. Maar: DNA analyseren wordt steeds goedkoper, en wetenschappers verwachten dat ze voor het eind van deze eeuw de grootste geheimen over onze genetische aanleg boven water krijgen

(Kennislink)

10-12-2009

"Wetenschappers ontdekken ‘reuzenvirus’

AMSTERDAM – Franse onderzoekers hebben een reuzenvirus geïsoleerd dat is opgebouwd uit genetisch materiaal van planten, dieren en bacteriën.

© ANP De onderzoekers van de universiteit van Aix-Marseille ontdekten het nieuwe virus in amoebes, eencellig organismen die als parasiet kunnen voorkomen bij zowel mensen als dieren.

Het DNA van het ‘reuzenvirus’ bestaat uit maar liefst 368.000 basenparen en bevat genetisch materiaal van planten, dieren, bacteriën en andere virussen, dat zich in de amoebe kon combineren tot een nieuw organisme, zo meldt AFP.

Microscoop

De ontdekking van het nieuwe virus wordt beschreven in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.

Het organisme, dat de naam Marseillevirus heeft gekregen, is volgens de onderzoekers het op vier na grootste virus ter wereld. Het organisme heeft een diameter van 250 nanometer (ongeveer 250 miljoenste millimeter) en is daardoor zichtbaar door een gewone optische microscoop.

De wetenschappers vermoeden dat amoebes een belangrijke bron zullen zijn voor de creatie van meer reuzenvirussen, omdat de organismen zich voeden met bacteriën en en virussen van verschillende soorten.


Ziekteverwekker

“Dit virus is een totaal nieuwe virale vorm”, zo verklaarde hoofdonderzoeker Didier Raoult tegen persbureau AFP.

“In amoebes is een proces van permanente creatie aan de gang, waardoor er een nieuw repertoire van virussen kan ontstaan. De reuzenvirussen kunnen uiteindelijk ziekteverwekkers worden als ze zich specialiseren”, aldus Raoult.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

10-12-2009

Lekker vies

Weg met de angst voor bacteriën

Eten van de vloer? Het vuil onder de nagels laten zitten? Als je het met de hygiëne niet al te nauw neemt, heeft je kind later minder kans op astma en zelfs hartproblemen, laten twee studies zien.

Een boterham met jam die aan haar jurk plakt. Eendenkroos in het haar. Haar smerige hondje dat voortdurend op haar schoot springt. Floddertje uit Annie M.G. Schmidts gelijknamige boek is misschien wel het vieste meisje dat er is. Is het erg dat zij elke dag een flinke hap bacteriën binnen krijgt?

Het is juist goed, suggereren twee studies deze week. Zo'n bacterieshot kan het afweersysteem van kinderen en zelfs ongeboren kinderen een trap onder de kont geven. Dat kan later niet alleen allergieën en astma, maar ook ontstekingsreacties, zoals hart en vaatziekten, voorkomen. Dat is 2-0 voor de 'hygiëne hypothese'.

Werkeloos
Ons afweersysteem is ontworpen om bacteriën en andere indringers uit te schakelen. Maar als we, zo zegt de 'hygiëne hypothese', tijdens onze jeugd weinig bacteriën tegenkomen, zit dat afweersysteem zonder werk. Het krijgt dan te weinig bacterietraining. En kan dan later op ongepaste momenten een aanval inzetten tegen minder gevaarlijke deeltjes zoals huisstof, met een allergie of ontsteking tot gevolg.

Melanie Conard en Harals Renz van de Phillips University in het Duitse Marburg lieten zien dat babymuizen van 'vieze' muizenmoeders beter beschermd zijn tegen astma. Conard liet zwangere muizen de bacterie Acinetobacter lwoffii inademen. Dit micro-organisme komt veel voor op bijvoorbeeld boerderijen. Het afweersysteem van de moeders activeerde "Toll-like" receptoren (TLR's) - een soort bacteriesensoren. Hoe het kan is nog een raadsel, maar de TLR's beschermden de muizenkinderen beter tegen astma, zeggen Conard en Renz.

Vieze kinderen
En ook kinderen die zelf op jonge leeftijd met bacteriën in aanraking komen, lijken beter beschermd tegen ziekten. Thomas McDade en collega's van de Northwestern University (VS) bekeken de gegevens van 1534 Filippijnse kinderen uit het stadje Cebu, waar de hygiëne een stuk minder overspannen is dan in westerse steden.

McDade zag dat kinderen die in hun eerste twee levensjaren meer bacteriële infecties hadden, als volwassen minder van het eiwit C-reactive protein (CRP) in hun bloed hadden. Dit eiwit is een signaalstof voor ontstekingen. Bovendien is er steeds meer bewijs dat hart- en vaatziekten onder meer veroorzaakt worden door een chronische ontsteking. 'Vieze' kinderen die gezond geboren worden, hebben later minder kans om hartproblemen te ontwikkelen, zegt McDade.

Ook parasieten en virussen
De Filippijnse studie zit goed in elkaar, aldus virologe dr. Foekje Stelma van de Radboud Universiteit. "Maar daar staat tegenover dat CRP een vage signaalstof voor chronische ontsteking is. Er kan van alles aan de hand zijn. Hoe dan ook gebeurt er iets in het lichaam van kinderen die veel met bacteriën in contact komen dat later bescherming biedt."

Zouden ook andere ziekteverwekkers bescherming kunnen bieden? Uit een studie onder Afrikaanse kinderen uit Gabon blijkt dat ook de parasiet schistosoma beschermt tegen allergieën. Stelma: "Waarschijnlijk is het een samenspel tussen bacteriën, virussen, parasieten en andere microben. Het gaat hier steeds om kleine duwtjes die het afweersysteem krijgt. Of een enkele flinke infectie ook beschermend werkt weten we nog niet."

Hypersteriel
De artikelen die pleiten voor de 'hygiëne hypothese' stapelen zich op. Maar er is ook een hoop controverse, aldus Stelma die zelf betrokken was bij onderzoek naar de oorzaak van allergie, waaronder de Maastrichtse KOALA-studie. "Dat komt omdat het ultieme onderzoek naar oorzaak en gevolg langlopend, tijdrovend en vooral duur is. Grote groepen mensen, zoals in de Filippijnse studie, moeten jaren lang gevolgd worden om een zinvolle uitspraak te kunnen doen."

Onze voeding wordt steeds sterieler, we gebruiken antibacteriële zeep, slapen op antibacteriële hoofdkussens, moeders raken in paniek wanneer hun kind een hap zand uit de zandbak neemt. Het mag volgens Stelma wel wat minder met onze angst voor viezigheid. Zelf neemt ze het ook niet zo nauw met de hygiëne. Een overdreven angst voor microben lijkt eerder kwaad dan goed te doen.

Frederique Melman

Melanie Conard, "Maternal TLR signaling is required for prenatal asthma protection by the nonpathogenic microbe Acinetobacter lwoffii F78", Journal Experimental Medicine, 7 december 2009.

Thomas McDade, "Early origins of inflammation: microbial exposures in infancy predict lower levels of C-reactive protein in adulthood", Proceedings of the Royal Society B, 9 december 2009.

(Noorderlicht)

10-12-2009

Zesde zintuig in je bloed?

Voelen zonder de zenuwen in je huid

De menselijke tastzin blijkt een stuk ingewikkelder dan gedacht. Zelfs mensen zonder zenuwen in hun huid kunnen voelen. Dankzij een zintuig in hun bloedvaten en zweetklieren.

Voelen doe je met de zenuwen in je huid. Het was dan ook een mysterie, waar Britse onderzoekers recentelijk tegenaan liepen: twee patiënten van het Pain Research Institute in Liverpool ontbeerden al deze zenuwen. Ze waren daardoor niet in staat om pijn waar te nemen, of die nu werd veroorzaakt door extreme koude, verbranding of gebroken botten. Tegelijkertijd konden ze toch met hun huid warm en koud onderscheiden en aanrakingen waarnemen.

De kwestie was des te opmerkelijker omdat mensen die ongevoelig zijn voor pijn vrijwel nooit in staat zijn om een normaal leven te leiden. Niet alleen verwonden ze zichzelf doorlopend zonder het in de gaten te hebben, de aandoening gaat ook vaak samen met ernstige geestelijke handicaps en een zeer droge huid. Deze twee patiënten daarentegen hadden een gemiddelde intelligentie, verwondden zichzelf niet en zweetten juist bovengemiddeld. Hoe was dat mogelijk?

Het antwoord bleek besloten te liggen in de kleine bloedvaten en zweetklieren in de huid (PAIN, 15 december 2009). Daarin zitten namelijk ook zenuwen. “We wisten al jaren van het bestaan van deze zenuwen, maar namen al die tijd aan dat ze slechts de bloedsomloop en de zweetproductie regelden”, aldus Frank Rice, de neurowetenschapper die het onderzoek leidde. “Deze twee unieke individuen zijn klaarblijkelijk in staat om dingen te voelen met deze zenuwen.”

“Er is dus nog een ander niveau van zintuiglijke waarneming waar we bewust informatie aan kunnen ontlenen”, concludeert Rice. Hij vergelijkt dit ‘zesde zintuig’ met het vermogen om een enkel instrument te kunnen onderscheiden in een groot orkest: “pas als je de aandacht weet af te leiden van je normale tastzin, ben je in staat de verborgen sensaties op de achtergrond waar te nemen.”

Nieuw perspectief
Op dit moment blijft het nog bij deze uitzonderlijke gevallen. Het is dus ook onduidelijk of iedereen over dit zesde zintuig beschikt, of dat het bij deze twee patiënten tot ontwikkeling is gekomen bij gebrek aan het oorspronkelijke tastzintuig – een beetje zoals blinde mensen vaak beter kunnen horen.

Maar ook uitzonderlijke gevallen kunnen de wetenschap soms waardevolle kennis opleveren. Het geval van Phineas Gage bijvoorbeeld – de spoorwegbeambte die een ijzeren staaf door zijn hoofd kreeg, wonder boven wonder in leven bleef, maar wel een totaal andere persoonlijkheid ontwikkelde – heeft veel kennis opgeleverd over de structuur en werking van de hersenen.

Rice hoopt dat zijn onderzoek een nieuw perspectief kan bieden op pijnkwalen als migraine en fibromyalgie. Van die aandoeningen is de oorzaak tot dusver onbekend, waardoor ze moeilijk te behandelen zijn.

Bouwe van Straten

David Bowser e.a., 'Absence of pain with hyperhidrosis: a new syndrome where vascular afferents may mediate cutaneous sensation', in PAIN, 15 december 2009.

(Noorderlicht)

13-12-2009

De vorm van de ruimte

Wat is de vorm van de ruimte om ons heen en hoe kunnen we daar achter komen? Op deze vraag vond de beroemde wiskundige Henri Poincaré in 1904 een gedeeltelijk antwoord, maar hij kon zijn vermoeden niet bewijzen. Honderd jaar later werd zijn vermoeden bewezen door de Rus Grisja Perelman.

De ruimte om je heen ziet er simpel uit: hij strekt zich gelijkmatig en voorspelbaar in drie richtingen of dimensies uit: van boven naar beneden, van achteren naar voren en van links naar rechts. Alles ertussen kan netjes met coördinaten worden vastgelegd via een assenstelsel in deze richtingen. Maar krijg je zo ook een complete beschrijving van onze gehele ruimte?

Het antwoord is nee, want anders zou je ook wel kunnen beweren dat de aarde plat is omdat die er van dichtbij overal min of meer plat uitziet. Pas vanuit de ruimte kun je zien dat de aarde rond is. Als je alleen maar kijkt naar wat je direct om je heen ziet, merk je dat niet. Net zo zou de ruimte als geheel best een bizarre vorm kunnen hebben zonder dat je dat van binnenuit direct kunt zien. We zouden bijvoorbeeld best in een 3-sfeer, de ruimtelijke ‘schil’ van een vierdimensionale bol, kunnen wonen!

Om erachter te komen wat de vorm van ons heelal is, kunnen we niet buiten het heelal stappen. Poincaré zocht daarom naar manieren om achter de vorm van de ruimte te komen zónder die ruimte te hoeven verlaten. Het Poincaré-vermoeden is een poging in die richting.


Henri Poincaré . Afbeelding: Smithsonian Institution Libraries

.Poincaré-vermoeden: als alle wegen met hetzelfde begin- en eindpunt met elkaar verwant zijn en de ruimte is gesloten, dan heeft de ruimte de vorm van een 3-sfeer.

De begrippen ‘verwante wegen’, ‘gesloten’ en ‘3-sfeer’ leggen we verderop uit. Toch zie je waarschijnlijk wel dat het vermoeden een manier aangeeft om in het geval van een ‘3-sfeer’ van binnenuit te ontdekken in wat voor ruimte je zit.

Lagere dimensies
Om te begrijpen wat het Poincaré-vermoeden betekent, onderzoeken we eerst ‘platte ruimten’, zoals het (aard)boloppervlak, waar we wél van buitenaf bovenop kunnen kijken. Om de parallel te blijven zien met de ruimte om ons heen, moeten we het boloppervlak, of welke andere ‘platte ruimte’ dan ook, steeds beschouwen als een ruimte op zichzelf. Zie die ruimte maar als een platte schil waarbinnen kleine platte wezentjes leven die hun ‘ruimte’ zien als een platte vlakte met maar twee echt verschillende richtingen: voor/achter en links/rechts. Deze wezentjes, de platlanders, hebben er geen weet van dat hun wereld eigenlijk een boloppervlak is in een driedimensionale ruimte. De begrippen ‘boven’ en ‘onder’ zijn voor hun totaal niet voorstelbaar. Zo leven wij zelf namelijk ook in onze ruimte met het idee dat er drie richtingen zijn (boven/onder is de derde) zonder een voorstelling of zelfs maar woorden voor een mogelijke vierde richting.

Het aantal onafhankelijke richtingen binnen een ruimte heet de dimensie van die ruimte. Onze eigen ruimte heeft drie dimensies en het oppervlak van een bol maar twee. (Anders dan in het normale spraakgebruik, waarin een boloppervlak wel driedimensionaal wordt genoemd, gaat het in dit stuk steeds over wat je van binnen de ruimte ziet en in het geval van de bol is dat een vlakte, iets tweedimensionaals dus.) Als we over een ruimte praten, dan bepaalt de dimensie precies hoe die ruimte er van binnen voor zijn bewoners uitziet, namelijk ‘plat’ in het geval van de bol en ‘zoals we het kennen’ in onze eigen ruimte. Maar wat de vorm van de ruimte in zijn geheel is, ligt hierdoor nog niet vast.

Lijnlanders
In een ééndimensionale ruimte kun je als bewoner maar één richting op, namelijk naar voren (of naar achteren). Er valt dus niet veel te zien en elkaar inhalen is onmogelijk. Hoewel de ruimte er overal plaatselijk uitziet als een lijn, betekent dit nog niet dat de ruimte in zijn geheel ook een onbegrensde lijn is. Het zou ook een cirkel kunnen zijn, want plaatselijk is er geen verschil tussen een lijn en een cirkel. Van binnenuit is de enige manier om hier achter te komen steeds rechtdoor te lopen en te kijken of je vanzelf weer terugkomt waar je begon.

Omdat het erom gaat wat ‘lijnlanders’ binnenin zien, heeft het geen zin om een ovale, een driehoekige of een cirkelvormige ruimte uit elkaar te houden. In het algemeen zullen we steeds alle ruimten die als elastiekjes opgevat hetzelfde zijn, als hetzelfde beschouwen. Anders gezegd: we kijken door de bril van de topologie, een vakgebied van de wiskunde dat informeel ook wel ‘rubbermeetkunde’ wordt genoemd. We hebben zojuist al alle mogelijke ééndimensionale ruimten beschreven. De aanname dat de ruimte er op alle plaatsen uitziet als een lijn, laat topologisch gezien geen andere globale vormen toe dan een cirkel of een onbegrensde lijn.


Figuur 1 Een torus en twee krakelingen. Illustratie: Marco Swaen

.Platlanders
Voor tweedimensionale ruimten blijkt veel meer mogelijk, zoveel zelfs dat we ons vanaf nu beperken tot gesloten ruimten. Dit zijn ruimten waar je niet oneindig ver van je startpunt kunt komen. In de formulering van het Poincaré-vermoeden hierboven gingen we ook uit van een ruimte die gesloten was. Andere voorbeelden van gesloten ruimten zijn de (ééndimensionale) cirkel en het (tweedimensionale) boloppervlak. Die zijn in zichzelf gesloten, zodat je onmogelijk oneindig ver van huis kunt komen. In een ruimte die bestaat uit een oneindig vlak, kan dit uiteraard wel gebeuren.

Naast het boloppervlak zijn er nog veel meer gesloten tweedimensionale ruimten, bijvoorbeeld de torus. Dat is het oppervlak van een ring of een zwemband, zie figuur 1. Ook krakelingen, oppervlakken met meer dan één gat, zijn mogelijk. De precieze vorm van de ruimte maakt niet uit. Hier gaat het er namelijk om hoe de platlanders die op zo’n oppervlak leven, hun ruimte zouden beschrijven. De gaten, die wij van buitenaf zien, kunnen de platlanders niet waarnemen. Zij kunnen zich de gaten zelfs niet voorstellen, omdat die buiten hun platte ruimte liggen. August Möbius heeft bewezen dat we zojuist álle mogelijke gesloten tweedimensionale ruimten hebben beschreven: het zijn of bollen of krakelingen.


Figuur 2 Paden op de bol en de torus. Illustratie: Marco Swaen

.Verkenningstochten
De vraag die we uiteindelijk voor onze eigen ruimte willen beantwoorden, is hoe je er van binnenuit achter komt wat de vorm van de ruimte is. Platlanders kunnen het antwoord op deze vraag vinden door systematisch door hun ruimte te lopen en hun paden te markeren. Laten we eerst kijken hoe ze op zo’n manier een bol van een torus kunnen onderscheiden, zie figuur 2. In beide ruimten onderzoeken we hoe je van een startpunt S naar een eindpunt E kunt lopen. Van buitenaf is het makkelijk te zien dat er op de torus veel echt verschillende paden van S naar E mogelijk zijn, terwijl op de bol alle paden van S naar E met elkaar verwant zijn. Met verwante paden bedoelen we paden die geleidelijk in elkaar over kunnen gaan, zoals bij een elastiekje, maar natuurlijk zonder de ruimte (het oppervlak) te verlaten, zie figuur 3. De platlanders op de torus kunnen zélf ontdekken dat er paden van S naar E zijn die niet met elkaar verwant zijn. Ze zullen zelfs oneindig veel niet-verwante windingen vinden rond hun torus. Daarmee weten ze zeker dat ze niet op een bol leven. Als het echt goede wiskundigen zijn, kunnen ze na zo’n onderzoek zelfs beredeneren dat er maar één ‘gat’ in hun ruimte zit, dus dat ze op een torus en niet op een krakeling leven!


Figuur 3 Verwante paden. Illustratie: Marco Swaen

.Op dit soort redeneringen baseerde Poincaré ook zijn vermoeden. Hij vroeg zich af of je in de echte ruimte ook zeker weet wat de vorm ervan is als je merkt dat alle wegen met hetzelfde begin- en eindpunt met elkaar verwant zijn. We zullen zien dat er in elk geval één gesloten ruimte is waarin alle wegen met elkaar verwant zijn, namelijk de 3-sfeer. Poincarés vermoeden is dus dat de 3-sfeer de enige gesloten ruimte is met deze eigenschap, net als het boloppervlak (dat je ook wel de 2-sfeer zou kunnen noemen) dat is bij de tweedimensionale gesloten ruimten.

Ruimtelanders
Nu zijn wij zelf de platlanders, of liever gezegd, de ruimtelanders. We weten alleen hoe het is om binnen onze ruimte te zijn, maar dat vertelt ons weinig over de vorm van de ruimte zelf. De beste manier om toch een voorstelling te krijgen van zulke driedimensionale ruimten, zoals de 3-sfeer, is door er kaarten van te maken.


Figuur 4 Kaart van de 2-sfeer (boloppervlak) en van de 3-sfeer. Illustratie: Marco Swaen

.In figuur 4 staan boven bekende kaarten van de wereld, en beneden kaarten van de 3-sfeer. Reizen we van Europa zuidwaarts naar de evenaar, dan weten we dat we daarna vanzelf in het zuidelijk deel van Afrika op de andere kaart uitkomen. We stellen ons dus voor dat de kaarten van het noordelijk en het zuidelijk halfrond (dat zijn twee cirkelschijven) langs hun randen (de evenaar) aan elkaar vastzitten, zodat ze samen de hele globe vormen. Net zo, maar dan met één dimensie meer, moeten we de kaarten van de 3-sfeer lezen. Deze bestaan niet uit twee schijven, maar uit twee massieve bollen die de rol van noordelijk en zuidelijk halfrond spelen. De oppervlakken van de twee bollen zitten weer aan elkaar vast en spelen dus de rol die de evenaar op de globe heeft. Binnen de bollen kun je vrij heen en weer lopen of vliegen. Het ziet er daar heel vertrouwd driedimensionaal uit, zeker als je heel klein bent ten opzichte van de grootte van de bollen.

Hoewel we ons niet direct kunnen voorstellen hoe de 3-sfeer er als geheel uitziet, hebben we zo toch een aardig beeld. De 3-sfeer is de driedimensionale versie van het boloppervlak, zoals de bol weer de tweedimensionale versie van de cirkel is. Op de twee kaarten van de 3-sfeer kunnen we bijvoorbeeld duidelijk zien dat de 3-sfeer net als de bol gesloten is, want je kunt niet oneindig ver wegkomen van je beginpunt. Bovendien zijn alle paden tussen twee punten binnen de 3-sfeer met elkaar verwant. Om dit in te zien, redeneren we als volgt. Voor twee paden die helemaal binnen dezelfde kaart (massieve bol) liggen, is het duidelijk. Liggen de paden niet binnen één bol, dan kunnen we altijd twee andere kaarten van de 3-sfeer maken waarvoor dit wél het geval is. Het is namelijk niet wezenlijk dat je de 3-sfeer precies langs een ‘evenaar’ in twee kaarten knipt. Je kunt één kaart zo klein maken dat die helemaal buiten de twee gegeven paden ligt. De andere kaart bevat dan automatisch de paden allebei, en binnen die kaart kun je ze dus in elkaar vervormen.


Figuur 5 Kaart van de 2-torus en van de 3-torus. Illustratie: Marco Swaen

.De 3-torus
Ook de torus heeft een driedimensionaal broertje, de 3-torus, die we in figuur 5 in kaart hebben gebracht (op dezelfde manier als de 2-torus). De rechthoek is een kaart van de gewone torus zoals platlanders die zouden kunnen maken. De bedoeling is dat eerst de lange zijden aan elkaar geplakt worden. Je krijgt dan een cilinder waarvan de uiteinden gevormd worden door de overgebleven zijden. Plak je die ook aan elkaar, dan krijg je inderdaad een torus. Veel oude computerspelletjes speelden zich dus af op een torus, want daar kwam je beneden weer terug als je boven het scherm verliet en net zo voor opzij.

De kaart voor de 3-torus werkt op dezelfde manier: we nemen nu een driedimensionale rechthoek, dat wil zeggen een blok, en plakken boven aan onder, links aan rechts en achter aan voor. Stel dat je kamer een 3-torus was, dan ging de linker muur over in de rechter muur, als je recht naar voren kijkt zie je je rug, en een kraai die door de vloer vliegt komt door het plafond weer tevoorschijn, zie figuur 6.


Figuur 6 ‘Kaart’ van de 3-torus. Illustratie: Marco Swaen

.Uit Poincarés vermoeden volgt dat er paden in de 3-torus moeten zijn met een gelijk begin- en eindpunt die niet met elkaar verwant zijn. Maar dat zie je ook direct, want net als bij gewone torus zit er een onzichtbaar gat in de 3-torus waar je paden omheen kunt winden. Denk bijvoorbeeld aan een pad dat door het plafond naar boven verdwijnt en dus via de vloer weer tevoorschijn komt, en dan weer bij het beginpunt eindigt.

Hoewel willekeurige driedimensionale ruimten erg moeilijk voorstelbaar zijn, is het verrassend dat er bij zo’n ruimte wel altijd kaarten te maken zijn. Deze kaarten lijken erg op die van de 3-sfeer, maar nu met twee massieve krakelingen in plaats van bollen. Helaas zijn deze kaarten niet gemakkelijk te lezen, omdat hun oppervlakken meestal op buitenissige manieren aan elkaar geplakt zijn.

Een van de dingen die het Poincaré-vermoeden zo moeilijk maken, is dat paden hopeloos in de knoop kunnen raken en nog erger, dat de ruimte zelf ‘geknoopt’ kan zijn. Het begrip ‘knoop’ is typisch voor drie dimensies: in één of twee dimensies bestaan geen knopen, omdat er niet genoeg ruimte is om een knoop te leggen. In vier of meer dimensies blijkt er te veel ruimte te zijn om een knoop nog vast te kunnen trekken en dan bestaan er dus ook geen knopen. De vier- of meer dimensionale versie van het Poincaré-vermoeden is daarom in feite makkelijker en kon Poincaré wél bewijzen. De hardnekkige driedimensionale versie kwam in het jaar 2000 op de lijst van ‘millennium problemen’, waarmee je een miljoen dollar kunt winnen. In 2002 publiceerde de Rus Grisja Perelman een bewijs op het internet. Het duurde een paar jaar voordat specialisten overtuigd waren van de correctheid van zijn bewijs. In 2006 kreeg Perelman de Fields Medal voor zijn werk, maar hij weigerde.


Op 22 augustus 2006 werd in Madrid de Fields Medal uitgereikt. Een van de vier winnaars was Grigori Perelman, die de prijs weigerde en daarom niet bij de uitreiking aanwezig was. Hij had geen zin in media-aandacht en was noch per telefoon noch per e-mail bereikbaar. Het enige wat we in die tijd wisten, was dat hij waarschijnlijk in de flat van zijn moeder leeft. Op 22 augustus 2006 verscheen deze cartoon in NRC Handelsblad.

.Het bewijs van Perelman
Grisja Perelman pakt het Poincaré-vermoeden aan door te laten zien dat je iedere driedimensionale ruimte in een aantal eenvoudigere meetkundige stukken kunt snijden. Binnen al deze stukken kun je (bijna) net zo ruimtemeetkunde doen met lijnen, afstanden, hoeken, vlakken enzovoort, als we gewend zijn. Het was al langer bekend dat het Poincaré-vermoeden waar is voor ruimten die zich zo gemakkelijk laten verdelen, maar het leek onwaarschijnlijk dat ook de ingewikkeldste geknoopte ruimten op deze manier te verdelen waren. Wat het nog moeilijker maakt, is dat er niet één meetkunde is die werkt op alle meetkundige ruimten. In twee dimensies is dit net zo: op een bol is prima meetkunde te doen, maar dat is niet de bekende vlakke meetkunde. Een driehoek tekenen met drie rechte hoeken is op een bol bijvoorbeeld geen enkel probleem; in het vlak lukt het niet. Voor driedimensionale ruimten spelen naast de ruimtemeetkunde die we kennen nog niet minder dan zeven andere typen meetkunde een rol.


Grisja Perelman. Illustratie: Marco Swaen

.Perelmans bewijs lijkt op het opblazen van een ballon. Geleidelijk blaast hij de ruimte op met de zogenaamde Ricci flow. Zo creëert hij gebieden die steeds meer op bekende typen meetkundige ruimten gaan lijken. Wat er mis kan gaan, is dat twee aangrenzende gebieden naar verschillende typen meetkundige ruimte streven. In dat geval barst de ruimte op de grens uiteindelijk uit elkaar. Met technisch heel subtiele chirurgie kan dit probleem voorkomen worden door de ruimte vlak voor het moment van barsten bij de grens open te snijden en er aan beide kanten massieve bollen of torussen in te naaien. Vervolgens wordt de Ricci flow opnieuw gestart en gaat de vorming van meetkundige stukken verder. Perelman laat zien dat je zo eindeloos door kunt gaan met opblazen en opereren, en dat je uiteindelijk inderdaad alleen maar bekende meetkundige stukken overhoudt, zodat het Poincaré-vermoeden dan bewezen is.


Masha Gessen schreef een boek over Perelman en het Vermoeden van Poincaré: Perfect Rigor – A Genius and the Mathematical Breakthrough of the Century

(Kennislink)

15-12-2009

Amerikanen zijn giftig


Hannibal is nu dus gewaarschuwd.

Nóg meer chemicaliën in bloed aangetoond

Nieuw! Amerikanen bevatten nu ook acrylamide, bisfenol A, triclosan, perchloraat en MTBE. Kannibalen kunnen er dus beter van afblijven, zo valt op te maken uit het ‘4th National Report on Human Exposure to Environmental Chemicals’, dat vorige week werd vrijgegeven door de Centers for Disease Control and Prevention.

In de Senaat zijn prompt stemmen opgegaan om met spoed iets te doen aan de Toxic Substances Control Act. Frank Lautenberg, voorzitter van de senaatscommissie voor milieuhygiëne, wil volgend jaar met een voorstel komen.

Het rapport is gebaseerd op bloed- en urinemonsters van ongeveer 2.400 Amerikanen, die in 2003 en 2004 deelnamen aan de National Health and Nutrition Examination Survey van het CDC. In totaal werd daarbij gekeken naar 212 verbindingen, waaronder 75 die nooit eerder zijn meegenomen in een onderzoek van deze omvang.

De American Chemistry Council, die de chemische industrie vertegenwoordigt, herhaalt nog maar eens dat het gaat om heel lage concentraties en dat sporen in bloed of urine op zich sowieso niets zeggen over mogelijke gezondheidseffecten.

bron: C&EN

(c2w)

23-12-2009

'Fysici zien donkere materie'

quote:

Amerikaanse fysici beweren dat ze mogelijk 'donkere materie' hebben waargenomen. Al jaren zijn natuurkundigen op zoek naar deze geheimzinnige, onzichtbare deeltjes.

De natuurkundigen hebben deze ontdekking afgelopen donderdag al bekendgemaakt. Toch is hun verhaal nog allerminst overtuigend, en dat geven ze zelf ook toe. Maar áls de waarnemingen kloppen, hebben de fysici een spectaculaire ontdekking gedaan.

Volgens huidige modellen bestaat circa 23 procent van het heelal uit de donkere materie. Bovendien bestaat het universum voor 72 procent uit 'donkere energie', die eveneens nog onbekend is. Slechts vijf procent van het heelal bestaat dus uit de materie die wij allen kunnen zien: planeten, sterren en sterrenstelsels.

De natuurkundigen hebben de 'hint' van donkere materie waargenomen met behulp van de detector van het Cryogen Dark Matter Search experiment (CDMS). Deze detector bevindt zich ondergronds in een voormalige ijzermijn in Minnesota. Het apparaat is opgebouwd uit blokken germanium en silicium, die gekoeld worden tot een honderdtse graad boven het absolute nulpunt. Passerende donkere materiedeeltjes zouden in de CDMS-detector een kleine hoeveelheid elektriciteit en warmte opwekken.

Waarnemingen in ruis
In de detector is altijd zogeheten ruis aanwezig. Hoewel een dikke laag rotsen de detector afschermt van kosmische straling, zorgt natuurlijk radioactief verval in die rotsen toch voor enige vrijkomende neutronen, die net als donkere materie elektriciteit en warmte opwekken in het materiaal van de detector.

De wetenschappers hebben nu een tweetal metingen gedaan, die afwijken van de achtergrondruis en kenmerkend zijn voor de aanwezigheid van donkere materie. De kans dat deze metingen extreme stoorsignalen zijn, is echter nog altijd twintig procent. Toch maken de wetenschappers hun resultaten nu al wereldkundig, omdat de concurrentie in het vakgebied moordend is. Diverse onderzoeksgroepen willen graag de eerste zijn die donkere materie kunnen aantonen.

'Fysici zien donkere materie'

quote:

Toch maken de wetenschappers hun resultaten nu al wereldkundig, omdat de concurrentie in het vakgebied moordend is.

I have made fire!!!

The cavemen are succesful.

22-12-2009

Wat leeft er in onze oceanen?

‘17.650 nieuwe soorten gevonden in diepzee’, zo kopten de kranten afgelopen maand. Het is het eerste resultaat van een tien jaar durend monsterproject dat al het leven in onze oceanen wil inventariseren. Erg ambitieus? De wetenschappers doen er nog een schepje bovenop. Zij zijn namelijk niet alleen geïnteresseerd in wat er nu in het water rond zwemt, maar ook in wat er vroeger leefde en zelfs in wat er in de toekomst aan soorten overblijft.

In 1997 komen twintig visdeskundigen in Californië bij elkaar om onderzoek naar de diversiteit van zeevissen door te praten. Al snel concluderen zij dat er over het algemeen te weinig bekend is over de diersoorten die in onze oceanen leven. Daarom bedenken deze wetenschappers de ‘Census of Marine Life’, een monsterproject dat binnen tien jaar al het leven in de wereldzeeën moet inventariseren. Inmiddels werken ruim 2000 wetenschappers uit 82 verschillende landen mee aan het project. Zij kammen de oceanen uit van de Noordelijke IJszee tot de wateren rond de Zuidpool en van de zeespiegel tot een diepte van enkele kilometers.


Oceanen omvatten zo’n 70 procent van het aardoppervlak. We hebben minder dan één procent van de oceanen ontdekt.Er zijn dan ook miljoenen levensvormen die we nog niet kennen. De ‘Census of Marine Life’ brengt in tien jaar het leven in de oceanen in kaart.

Enorme wormen
De oceanen rond de poolgebieden zijn slecht bereikbaar en daardoor onderontdekt. Met een gewoon onderzoeksschip kom je er niet. Een ijsbreker is nodig om op de beste onderzoeksplaatsen te komen. Expedities naar de poolgebieden kosten de ‘Census of Marine Life’ ongeveer een euro per seconde, maar leveren ook mooie resultaten op.

In de Noordelijke IJszee komen met name veel kwallen, borstelwormen en pijlinktvissen voor. De onderzoekers stuitten ook op de eerste octopus ooit gezien in de wateren rond de Noordpool en op twee soorten zandvlooien die nooit eerder in een ijsomgeving zijn gevonden. In dit gebied is de helft van het aantal soorten, dat op een diepte van minimaal drie kilometer leeft, nieuw voor de wetenschap.

De bodem van de Zuidelijke IJszee is heel gevarieerd en daardoor is het aantal soorten dat hier voorkomt nog een stuk diverser dan in de Noordelijke IJszee. Wat wetenschappers direct opviel, is het formaat van veel dieren. In de wateren rond de Zuidpool vonden zij enorme wormen, gigantische kreeftachtigen en zeespinnen zo groot als etensborden.


Deze bijzondere kreeftachtige werd gevonden in de Atlantische oceaan. Afbeelding: © Büntzow/Corgosinho

.Hierin is de Zuidelijke IJszee niet uniek. Op grote, vlakke oceaanbodems die dankzij zeestromingen bedekt zijn met klei of zilt komen ook gigantische diersoorten voor. Het meest opzienbarend is de vondst van een rood-oranje mosselkreeftje dat door zijn omvang wel iets weg heeft van een drijvend cherrytomaatje. Normaal gesproken worden deze diertjes niet groter dan twee of drie millimeter, maar dit exemplaar was maar liefst drie centimeter. Waarom veel soorten rond de Zuidpool en op vlakke oceaanbodems gigantisch zijn, is voor de wetenschappers nog een groot raadsel.

Chemische soep
Over het algemeen is de oceaanbodem vrij vlak, maar er zijn ook bergen, dalen en richels net als in het landschap boven water. Om deze speciale bodemdelen te onderzoeken, sturen wetenschappers duikbootjes de diepzee in. Deze kunnen zelfstandig opereren of met een ‘navelstreng’ aan het onderzoeksschip vast zitten. Zij maken niet alleen foto’s of videobeelden van het leven onder water, maar verrichten ook verschillende metingen. Zo bepalen de duikbootjes bijvoorbeeld de watertemperatuur of tellen zij de hoeveelheid plankton in een bepaald gebied.


Onderwaterrobot Nereus wordt naar boven gehaald na onderzoek op een diepte van vijf kilometer, een paar honderd meter boven de oceaanbodem. Afbeelding: © Chris German, Woods Hole Oceanographic Institution

.Op die manier heeft de ‘Census of Marine Life’ onder meer de heetste geiser in onze oceanen ontdekt. Met een temperatuur van 407 graden Celsius borrelt zeewater met opgeloste metalen en zwavel (in de vorm van sulfide) omhoog vanuit de aardkorst. Kokerwormen, verschillende micro-organismen en strandgapers clusteren rond zo’n geiser en voeden zich met de chemische soep. Hoe strandgapers en bacteriën in deze omgeving samenleven, lees je in het kader hieronder.

Leven rond een geiser
Bacteriën en strandgapers werken samen om rond een geiser te kunnen overleven. De strandgaper neemt met zijn voet sulfide op uit de oceaanbodem. Het sulfide komt terecht bij bacteriën, die in de kieuwen van de strandgaper leven. De bacteriën winnen chemische energie uit sulfide en combineren daarmee koolstofdioxide en water tot suikers en andere stoffen. De strandgaper voedt zich met de stoffen die de bacteriën uitscheiden.

Kale rotsen
Naast het leven rond geisers is ook het leven op bergen in de oceaan zeer bijzonder. Wetenschappers spreken van een berg wanneer de top minimaal een kilometer boven de oceaanbodem uitkomt. Binnen de ‘Census of Marine Life’ bekeken onderzoekers vijf van zulke bergen. Dat leverde in totaal 600 nieuwe soorten op, waarvan veertig procent op geen enkele andere plaats voor komt.


Deze vis (Neocyema) zwemt normaal gesproken op een diepte van 2000 – 2500 meter. Het is het vijfde exemplaar dat ooit van deze soort is gevonden. Afbeelding: © David Shale
.Bergen hebben te lijden van visserij, vooral als zij de zeespiegel tot een kilometer naderen. In gebieden waar veel gevist wordt, is 95 procent van de rotsen kaal. Koraal en vissen (zie kader) kunnen er niet meer leven. In onbeviste gebieden is slechts 10 procent van de rotsen kaal.

‘Boomgrens’ in zee


Afbeelding: © NIWA
Net als bergen aan land hebben bergen onder water een ‘boomgrens’. Deze wordt gevormd door koraal. Hoe verder je vanaf de top van de berg naar beneden loopt, hoe minder koraal er groeit. Bovenop de berghelling leven heel veel verschillende vissen, die hun voedsel via stroming aangeleverd krijgen. Verder naar beneden vind je vooral kleine visjes en bodemdiertjes.

Ook de vissers zelf merken dat de populaties achteruit gaan. Vingen zij 50 jaar geleden nog tien vissen per honderd haakjes, nu is dat er nog maar één. Bovendien wegen veel vissen nog maar de helft van wat zij 50 jaar geleden wogen. De ‘Census of Marine Life’ heeft berekend dat de visserij voor 2050 compleet instort als we op deze manier doorgaan.

Om dat te voorkomen bestuderen wetenschappers het gedrag en de migratieroutes van bijvoorbeeld haaien en tonijn in detail. Dit gebeurt met speciale satelliet-tags die zo geprogrammeerd zijn dat zij na een bepaalde periode vanzelf ontkoppelen en naar de oppervlakte drijven. Daar sturen de tags hun data door naar een satelliet totdat de batterijen leeg zijn. Met meer kennis over de vissen die we vangen, moet het in de toekomst lukken ze beter te beschermen.

Catalogus


Een nieuwe soort Dumbo-octopus (Grimpoteuthis sp.) Afbeelding: © David Shale

.In 2010, het jaar van de biodiversiteit, presenteren wetenschappers een catalogus van het leven in onze oceanen. Daarin staat precies welke soorten er op dit moment zijn, waar ze voorkomen en hoe groot de populaties zijn. De publicatie van deze catalogus is de afsluiting van de ‘Census of Marine Life’, maar betekent niet het einde van onderzoek in de (diep)zee.

Bronnen
World Ocean Census – A global survey of marine life (Darlene Trew Crist, Gail Scowcroft en James Harding), Firefly Books, 2009

(Kennislink)

28-12-2009

Kan seks wel een verslaving zijn?

In 1983 werd de term 'seksverslaving' voor het eerst gebruikt. Tegenwoordig is het een veelvuldig gebruikte term in de media, bijvoorbeeld als het om Tiger Woods of Bill Clinton gaat. Het is vaak een verklaring voor abnormaal seksueel gedrag. Maar kan seks wel een verslaving zijn, of is het gewoon een excuus voor vreemdgaan?


Seksverslaving loze term of serieuze verslaving?

Sekscolumnist Tracy Clark-Flory neemt de term stevig onder de loep in haar column op de Amerikaanse website Salon.

Verslaving
Seksexpert Patrick Carnes verklaart de verslaving als een dwingend seksueel gedrag waardoor het normale leven van de persoon in het geding komt. Ook zorgt het voor stress bij de 'verslaafde' en de personen om hem heen zoals familie en collega's.

Seksexperts beweren dat seksverslaafden aan een chemische substantie verknocht zijn. Namelijk de dopamine die vrijkomt in de hersenen tijdens een orgasme.

Bij andere verslavingen bijvoorbeeld aan drank en drugs is er een substantie waar de persoon aan verslaafd is. Seks wordt niet gezien als een chemische substantie omdat het lichaam de werkzame stof dopamine zelf aanmaakt. De vraag is dus of seks wel een verslaving kán zijn.

Gedrag
Dan Savage, columnist voor de website The Stranger, vindt seks geen echte verslaving omdat de dopamine in de hersenen in vergelijking met andere drugs als bijvoorbeeld crack niets voorstelt.

Ook het vaststellen van de 'verslaving' is een onduidelijk proces. Veel mensen vinden zichzelf al snel verslaafd omdat ze toevallig wat vaker masturberen of wat langer porno kijken. Volgens sekstherapeut Sharon O’Hara ben je pas verslaafd als je jezelf gevangen voelt door je eigen behoeftes.

Schaamte
Zolang je tevreden bent met je eigen seksleven is er niets aan de hand. Dat is natuurlijk gemakkelijk praten maar in de samenleving waarin we nu leven wordt je om de haverklap met seks geconfronteerd. Mensen schamen zich snel en veel dingen zijn taboe.

De conclusie van Clark-Flory is dat seksverslaving een loze term is, gebruikt door mensen die zich ongemakkelijk voelen bij hun eigen seksleven.

Door Roseline Lemoine

(Elsevier)

08-01-2010

Getal pi tot bijna 2,7 triljoen cijfers berekend



Een computerwetenschapper heeft de wiskundige constante pi tot bijna 2,7 triljoen cijfers nagevlooid, zo heeft de Britse openbare omroep BBC gemeld. Daarmee is het vorige record met 123 biljoen cijfers verpulverd.

Terabyte
Fabrice Bellard gebruikte een op Linux draaiende desktopcomputer en had 131 dagen nodig om tot zijn resultaat te komen. Hij had een terabyte van zijn harde schijf nodig om de berekening op te slaan.
Vorige records zijn met supercomputers bereikt, maar volgens Bellard is zijn methode 20 keer efficiënter.

Het vorige record is in augustus 2009 neergezet door Daisuke Takahashi aan de Universiteit van Tsukuba in Japan. Hij kwam na 29 uur aan zowat 2,6 triljoen cijfers. Hij gebruikte daarvoor een supercomputer die 2.000 keer sneller was dan de desktop van Bellard en tegelijk ook duizenden keren duurder. (afp/lb)

(HLN)

12-01-2010

De wetenschap van 2010 (misschien)



Onderzoek staat nooit stil. Hieronder een kleine greep uit wat de wetenschap ons het komend jaar zal brengen. Van kunstbacterie tot het genoom. Wellicht.

Beesten in het nieuws
Veel aandacht voor biodiversiteit dit jaar, want 2010 is door de Verenigde Naties uitgeroepen tot ‘het internationale jaar van de biodiversiteit’. Het hoogtepunt wordt een conferentie in de Japanse stad Nagoya, in oktober, waar afspraken moeten worden gemaakt om de aantasting van biodiversiteit definitief een halt toe te roepen. Nederland loopt in deze voorop; in veel landen krijgt het onderwerp nauwelijks aandacht. Om een mondiale afspraak te maken, wordt er voorzichtig gesproken van doelen voor het jaar 2050. Dan moet de teloorgang van de biodiversiteit tot staan zijn gebracht.

Kunstbacterie
Met een beetje geluk wordt dit het jaar waarin genoompionier en ondernemer Craig Venter en zijn medewerkers erin slagen een kunstmatig gefabriceerd genoom te transplanteren in een (van zijn eigen genen ontdane) bacterie. Dat betekent de geboorte van het eerste beetje synthetisch leven.

Het klimaat van onderen
Dit jaar loopt het West Antarctic Ice Sheet Divide Ice Core Project ten einde. Het internationale team van ijsboorders zal het laatste deel naar boven halen van een ruim drie kilometer lange ijskern, afkomstig uit de diepte van het Antarctische ijs. Die ijskern zal gedetailleerde informatie leveren over het klimaat op het zuidelijk halfrond de afgelopen veertigduizend jaar, en dat betekent een Grote Sprong Voorwaarts voor het onderzoek naar klimaatverandering toen en nu.

Nieuwe klimaatmodellen, inclusief bomen
Nu al kunnen klimatologen beschikken over de krachtigste computers op aarde, maar dit jaar krijgen ze er twee indrukwekkende single-purpose machines bij. Ten eerste de Earth Simulator II in het Japanse Jokohama; ten tweede de Blizzard in Hamburg. Die twee zullen het mogelijk maken om twee enorme problemen waar klimatologen mee worstelen nog krachtiger bij de hoorns te vatten: het gedrag van oceaanstromingen, en wolkenvorming. Daarnaast is Blizzard straks ook in staat om de koolstofcyclus van onze planeet te modelleren.

En een nieuwe ronde in het klimaatgevecht
Eind november, in Mexico City, vindt de volgende VN-conferentie plaats gewijd aan klimaatverandering. Wie weet slagen de deelnemers er daar in de draad die in Kopenhagen uit hun handen viel, weer op te pakken. De klimaatsceptici, vol goede moed na een paar jaar zonder noemenswaardige stijging van de mondiale temperatuur, hopen uiteraard van niet.

Genomen te over
Het ontrafelen van het genoom (het genetisch materiaal) van levende (en uitgestorven) planten en dieren wordt steeds goedkoper, en gaat ook steeds sneller. Dit jaar zal het genoom van de Neanderthaler klaar zijn voor publicatie, en ook verschillende grote apen zullen straks geen geheimen meer kennen. Verder zullen ook vele tientallen andere, vooral economisch interessante genomen in de vakbladen verschijnen.

Planeten idem dito
De teller staat nu op ruim 400, maar ruimtetelescopen zoals Kepler (gelanceerd in maart vorig jaar, door NASA) zorgen er zeker voor dat er ook dit jaar veel nieuwe exoplaneten bijkomen. Maar het zijn voorlopig eigenlijk alleen de reuzenplaneten die in het oog lopen. Planeten lijkend op de aarde zijn dermate klein dat ze voorlopig nog vrijwel niet opvallen. Er zijn er nu een paar. Van leven nog geen spoor. Maar wie weet….

Aandacht voor aids
Het aidsonderzoek trekt minder belangstelling dan voorheen, maar het onderzoek naar medicijnen tegen deze ziekte gaat gestaag door. Het afgelopen jaar was er een grootschalige test van een aidsvaccin in Thailand (in opdracht van het Amerikaanse leger), dat echter weinig overtuigende resultaten liet zien. Het jaar eindigde in mineur toen uit een andere studie bleek dat de aanvankelijk veelbelovende vaginale gel PRO 2000 toch geen effect sorteert. De hoop is nu gevestigd op een onderzoek naar een andere gel, gebaseerd op de aidsremmer tenofovir. Dat onderzoekt loopt nu in Kwazulu-Natal, Zuid-Afrika. De resultaten komen deze zomer.

Tweede kans voor stamceltherapie
President Bush had het verboden; Obama zette het licht weer op groen. Komend jaar is het zo ver. Het Californische biotechbedrijf Geron gaat een begin maken met een onderzoek naar de behandeling van beschadigingen van het ruggenmerg met behulp van embryonale stamcellen. Die onvolgroeide cellen, ‘geoogst’ uit foetussen, moeten in de ruggengraat van de patiënt uitgroeien tot nieuwe neuronen.

Botsing van de eeuw
Langzaam, na een onverwachte crash direct na de start in 2008, en een na een lange en beschamende periode van repareren en opnieuw opstarten, kan de grootste deeltjesversneller op aarde, de Large Hadron Collider, dit jaar eindelijk laten zien wat hij kan. En dat is: elementaire deeltjes met extreem grote kracht aan nog kleinere stukken slaan. Uit de fragmenten kunnen fysici afleiden hoe materie in elkaar steekt. Wie weet vinden ze sporen van het Higgs-boson, het deeltje dat de drager zou zijn van het verschijnsel ‘massa’ – wie weet dit jaar.

Geboorte van de kosmos
De in mei van afgelopen jaar gelanceerde Planck satelliet, het paradepaardje van de Europese ruimtevaartorganisatie ESA, zal vanaf dit jaar gedetailleerde kaarten leveren van de verdeling van de kosmische achtergrondstraling van de kosmos, het niet-meer-zo-warme stralingsveld van de oerknal. Die kaarten zullen ons meer vertellen over hoe die knal precies verliep. Adder onder het gras: het rekenwerk aan die kaarten is dermate subtiel dat officiële resultaten nog twee jaar op zich zullen laten wachten.

To infinity and beyond!
Zover is het dit jaar nog niet, maar Japan gaat een satelliet lanceren (‘Akatsuki’) naar Venus, en China gaat met Chang 2 op weg naar de maan. Wat de VS betreft: in juli vindt de laatste Space Shuttlevlucht plaats. De astronauten zullen daarboven een instrument loslaten voor het meten van kosmische straling uit de verre kosmos. NASA en Washington denken nu diep na over wat ze verder eigenlijk in de ruimte willen. Wordt het Mars, of is dat toch te duur? Het gepeins zal nog wel wat jaren duren.


(depers.nl)

12-01-2010

Opwarming? Aarde koelt komende 20 jaar af!

Volgens klimaatwetenschapper Mojib Latif duidt de extreme kou op het noordelijk halfrond op een periode van 'global cooling', de afkoeling van de aarde. Van opwarming van de aarde is dus voorlopig geen sprake.


De wetenschapper voorspelt een ijstijd

Opvallend is dat Latif een belangrijk lid is van het klimaatpanel van de Verenigde Naties (VN), de IPCC. Die club is normaal niet zo klimaatsceptisch en komt altijd met onderzoeken waaruit zou blijken dat de temperatuur van de aarde snel groeit.


Professor Latif is verbonden aan de Kiel Universiteit in Duitsland.

Opwarming
Volgens de klimaatwetenschapper is de wereld aan een koude periode begonnen waarin de winters kouder zijn en de zomers minder warm. Dat melden Britse media.

Latif heeft een methode ontwikkeld waarmee hij temperatuur op duizend meter onder de zeespiegel kan meten. Op basis daarvan voorspelt hij de verkoeling die komen gaat.

Volgens de wetenschapper kan die periode zeker twintig jaar duren. De gletsjers en ijs zouden in die tijd niet meer zo hard smelten.

Climategate
Het VN-klimaatpanel staat erom bekend rapporten uit te brengen waarin de aarde in rap tempo opwarmt door toedoen van de mens. Dit wordt vooral veroorzaakt door onze CO2-uitstoot.

IPCC is sinds Climategate echter niet geheel onomstreden. Uitgelekte e-mails wezen uit dat de cijfers werden misbruikt om de klimaatproblemen groter te doen lijken dan ze in werkelijkheid zijn.


Latif steunt het IPCC nog wel in de opvatting dat CO2-uitstoot direct verband heeft met de wereldwijde opwarming van de aarde, maar zijn theorie laat volgens hem zien dat die opwarming de komende jaren wordt tegengehouden door deze 'mini-ijstijd'.

Door Robin van der Kloor, Maartje Willems

(Elsevier)

13-01-2010

Pientere ontdekking

Gen gevonden dat dementie vertraagt

Positief nieuws op geheugengebied. Tot nu toe zijn er diverse genen gevonden die de kans op dementie vergroten. Maar nu is er een ontdekt dat de achteruitgang van oude hersenen juist vertraagt.

Je eigen kinderen niet meer herkennen. Vergeten dat je geliefde dood is. Dementie is een van de naarste kwalen die je kunt krijgen als je oud wordt. De oorzaak van dementie en van de meest voorkomende vorm ervan, Alzheimer, is nog niet helemaal duidelijk. Ook bestaat er nog geen medicijn tegen.

Sommige wetenschappers zoeken naar de oorzaak van dementie binnen de genetica. Er zijn al verschillende genen ontdekt die het risico op Alzheimer verhogen. Een voorbeeld hiervan is het gen ApoE4. Onderzoekers van het New Yorkse Albert Einstein College hebben nu als eersten een tegengestelde ontdekking gedaan: een genvariant die de drager ervan beschermt tegen Alzheimer.

Het gen dat de interesse van Richard Lipton en zijn collega’s wekte staat sinds 2003 bekend als het ‘longevity gene’. Vrij vertaalt betekent dit ‘lang leven gen’. De officiële naam is CETP, en het beïnvloedt de verhouding ‘goed’ en ‘slecht’ cholesterol in je lichaam. Lipton was lid van het team dat in 2003 naar buiten bracht dat een bepaalde variant van het gen je levensverwachting flink verhoogt.

Maar, vroeg Lipton zich af, blijven mensen die dankzij het gunstige gen langer leven ook langer geestelijk gezond? Om dat te onderzoeken maakte hij gebruik van de langlopende Einstein Ageing Study. Hij koos 523 deelnemers uit, die bij de start van het onderzoek minstens 70 waren en geen geheugenproblemen vertoonden. Bij alle deelnemers werd wat bloed afgenomen om te kijken of zij de gunstige versie van het longevity gene hadden. Vervolgens werd vier jaar lang gevolgd regelmatig hun geheugen getest.

Het geheugen van mensen met het gunstige gen bleek duidelijk minder snel achteruit te gaan. Zij hadden bovendien, in vergelijking met mensen die een andere variant van CETP hadden, maar liefst zeventig procent minder kans om gedurende de onderzoeksperiode Alzheimer te ontwikkelen. Het beschermende effect trad overigens alleen op als mensen twee kopieen van de goede genvariant hadden. Iedereen heeft van elk gen in z'n lichaam twee versies. De mensen in het onderzoek die een keer de gunstige genvariant hadden en een keer de normale versie van CETP, bleken niet beschermd tegen dementie. Binnen de onderzochte groep had twintig procent van de mensen twee keer de goede variant en 45 procent een keer de goede en een keer de normale.

Het is niet helemaal duidelijk hoe het gen beschermt tegen Alzheimer. Wel is bekend dat mensen met de lang-leven-variant relatief weinig ‘slecht’ LDL cholesterol en veel ‘goed’ HDL cholesterol in hun bloed hebben. Van cholesterol is bekend dat het een rol speelt bij hart- en vaatziekten. En vaatziekten worden ook wel eens gelinkt aan Alzheimer. ‘Misschien voorkomt het gen dus Alzheimer door vaatproblemen te voorkomen’, suggereert Lipton. ‘Maar het zou ook kunnen dat het op een hele andere manier werkt.’ Hij benadrukt dat opheldering van het werkingsmechanisme van het gen een medicijn tegen Alzheimer een flinke stap dichterbij kan brengen.

Er zijn zelfs al medicijnen in de maak die de werking van de gunstige variant van het gen moeten nabootsen. Hiermee is gestart toen bleek dat het gen een positieve invloed heeft op je cholesterol. Lipton hoopt dat de cholesterolmedicijnen ook Alzheimer kunnen uitstellen.

Medicijnfabrikant Pfizer ontwikkelde een middel genaamd orcetrapib. Dit medicijn leek veelbelovend tegen cholesterolproblemen, maar Pfizer moest het intrekken omdat het middel ernstige bijwerkingen bleek te hebben. Fabrikant Merck & Co werkt aan een vergelijkbaar middel, maar ook de ontwikkeling hiervan verloopt niet vlekkeloos.

Nadine Böke

Amy E. Sanders, Richard B. Lipton e.a.: Association of a Functional Polymorphism in the Cholesteryl Ester Transfer Protein (CETP) Gene With Memory Decline and Incidence of Dementia, in: JAMA, 13 januari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

15-01-2010

"Magneet wordt oplossing voor verslavingen"



De Antwerpse hersenchirurg Dirk De Ridder is goed op weg om verslavingen uit de wereld te helpen. Niet met ingewikkelde therapieën, wel door gewoon een magneet op de hersenen te plaatsen of een elektrode in te planten. Dat schrijven de Coreliokranten.

Hersenscan
Dirk De Ridder, neurowetenschapper aan de Universiteit Antwerpen, is er onlangs in geslaagd om een van zijn patiënten van zijn alcoholverslaving af te helpen met een eenvoudige hersenscan. Het onderzoek zit nog maar in de beginfase, maar belooft nu al om revolutionair te worden.

"Een verslaving is eigenlijk het gevolg van een uit de hand gelopen Pavloveffect", legt De Ridder uit.

Elektrode inplanten
Bij een hersenscan bij een alcoholverslaafde, kan volgens De Ridder perfect gezien worden welke zone in de hersenen als het ware begint te juichen bij de gedachte aan alcohol. "Met een magneet kunnen we die zone uitschakelen, waardoor de verslaving ophoudt."

In de voorlopige versie is er wel een groot nadeel: de behandeling met de magneet moet maandelijks herhaald worden. "Als we dat willen vermijden, moeten we bij de verslaafden een elektrode inplanten", zegt De Ridder. "We zijn nu aan het onderzoeken hoe we dat best doen."

Voor rokers is deze doorbraak niet de beste oplossing. "Voor rokers zijn er intussen wel gemakkelijkere manieren om te stoppen." (belga/tw)

(HLN)

22-01-2010

Afgelopen decennium warmste ooit

afgelopen decennium was het warmste sinds de temperatuurmetingen in 1880 zijn begonnen. Dat heeft de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA vandaag bekendgemaakt. 2009 was het op een na warmste jaar. Het was slechts een fractie kouder dan het allerwarmste jaar: 2005.

De NASA constateerde dat de temperatuur op aarde de afgelopen dertig jaar elke tien jaar met gemiddeld 0,2 graden Celsius steeg. Gemiddeld is de wereldbol 0,8 graden opgewarmd sinds de allereerste metingen.

De NASA heeft zijn conclusies onder meer gebaseerd op gegevens van duizenden weerstations wereldwijd en satellietmetingen van temperaturen van het oppervlaktewater van oceanen.

(nrc)

25-01-2010

Oceanen worden simpel, bossen raken leeg


Papegaaien in een natuurgebied in Peru. Elders in het Amazone gebied wordt massaal bos vernietigd om economische redenen.

2010 is Internationaal Jaar van de Biodiversiteit, maar de Zesde Grote Uitsterving gaat door

Overal gaat het slechter met de natuur. De VN-doelen voor 2010 zijn niet gehaald. Het idee is nu dat biodiversiteit óók goed is voor de mens. En er zijn nieuwe doelen voor 2020.
Door onze redacteur Hester van Santen

Een nieuw ontdekt aapje in het amazonewoud in Brazilië. Er worden nog altijd veel nieuwe soorten ontdekt, maar velen van hen zijn al onmiddelijk bedreigd in hun voortbestaan. Rotterdam, 21 jan. Vijfenzestig miljoen jaar geleden stortte een meteoriet op aarde. Die roeide de dinosaurussen uit, de ammonieten, heel veel andere schelpdieren en ook veel landplanten.

En nu is er de mens. Er sterven altijd wel dieren uit, maar sinds de industriële revolutie is het tempo van verdwijning zo snel toegenomen, dat veel wetenschappers de vergelijking met die enorme meteoriet trekken. De huidige tijd is de Sixth Extinction, de zesde grote uitstervingsgolf in 3,5 miljard jaar.

Dieren en planten sterven nu vijftig tot vijfhonderd keer zo snel uit als voordat de mens bestond. De afgelopen eeuw zijn er minstens 250.000 soorten uitgestorven. Momenteel ligt het tempo nog hoger, op 3.000 tot 30.000 soorten per jaar. Overlijdensberichten zijn er niet van die organismen. Daar moeten veel insecten en andere beestjes, plantjes en schimmels bij geweest zijn die nooit iemand heeft gezien, laat staan beschreven, zo valt te berekenen.

De Verenigde Naties hebben 2010 uitgeroepen tot jaar van de biodiversiteit – van de rijkdom aan levende wezens op aarde dus. De VN heeft werk te doen. Van alle 6.433 bekende amfibieën (kikkers, salamanders) is 30 procent met uitsterven bedreigd. Van de zoogdieren: 20 procent. Van de vogels: 12 procent. Op de internationale Rode Lijst van bedreigde diersoorten staan 875 soorten officieel te boek als ‘uitgestorven’. Die leven hooguit nog in dierentuinen.

In oktober van dit jaar komen regeringsleiders binnen de Verenigde Naties bij elkaar in Nagoya, in Japan. Dan moeten er nieuwe afspraken komen om te redden wat er nog te redden valt van de natuur op aarde. De vorige keer dat de VN dat probeerde, was in 2002, tijdens de grote duurzaamheidstop in Johannesburg. Toen spraken de deelnemers af dat ze, in 2010, de snelle achteruitgang van de biodiversiteit ‘significant’ zouden hebben teruggedrongen.

Dat is mislukt. Dat vinden niet alleen waarnemers, maar ook de verantwoordelijke voor biodiversiteit bij de VN, de Algerijn Ahmed Djoghlaf. „We hebben ons niet aan de belofte gehouden”, zei Djoghlaf afgelopen maandag, in Londen bij een voorbereidende conferentie. „Het doel van 2010 was gesteld zonder te bepalen hoe dat doel bereikt moest worden. Het was meer een politiek statement”, zei Djoghlaf al eerder in Nature.

Honderd landen rapporteren ter voorbereiding van Nagoya hoe het met hun biodiversiteit gaat, en allemaal melden ze een voortschrijdende afname. Nederland moet zijn rapport nog inleveren – binnen een maand is het klaar, denkt een woordvoerder van het ministerie van LNV. Een eerdere VN-rapportage, de Millennium Ecosystem Assessment uit 2005, meldde dat 60 procent van de ecosystemen op aarde is verarmd. En dat is vooral in de afgelopen vijftig jaar gebeurd, door menselijk gebruik.

Wetenschappers hebben inmiddels in kaart gebracht dat veel voedselketens in de oceanen simpeler zijn geworden. We hebben de grote vissoorten opgegeten, alleen kleine zeedieren blijven over. Veel koraalriffen, ooit net zo rijk aan soorten als tropische bossen, zijn verarmd. Een kwart van de riffen staat zelfs op het punt van ecologische ineenstorting. En in de tropische regenwouden zelf, in het Amazonegebied, komen veel boomsoorten van nature maar in kleine aantallen voor. Eenderde tot de helft van die zeldzame bomen is nu bedreigd.

En dat is erg, vindt de VN. Wezen natuurbeschermers voorheen vooral op de ‘intrinsieke waarde’ van de natuur, nu ligt de nadruk op ecosystem services. Het is óók slecht voor de mens. Want zonder natuur verschraalt de bodem, en neemt het aanbod van voedsel en schoon water voor de bevolking af.

De inzet van de VN-conferentie in Nagoya is daarom dat er in 2050 geen dier of plant meer uitsterft door menselijk handelen. De achteruitgang van de biodiversiteit moet dan zijn gestopt. Daarnaast moeten er tussentijdse doelen gesteld worden voor 2020. De twintig doelen voor 2020 die Djoghlaf van de Verenigde Naties in een discussiestuk voor Nagoya op een rij zette, zijn ambitieus. Geen subsidies meer voor activiteiten die de biodiversiteit schaden, zoals overbevissing. Halvering van de ontbossing. Duurzaamheidscriteria voor alle landbouw. Overbemesting stoppen. Enzovoort.

Zijn overheden zo ver te krijgen om zulke vergaande maatregelen door te voeren? Er zijn beleidsmakers en wetenschappers die ‘ja’ zeggen. En die wijzen vaak juist op diezelfde ecosystem services, de nuttige toepassingen van het ecosysteem, die met het verdwijnen van natuur gevaar lopen.

In 1997 schreef Stanford-hoogleraar Gretchen Daily het boek Nature’s Services, en sindsdien hield de aandacht voor het onderwerp niet op. Daily werkt met natuurorganisaties aan digitale kaarten waarop te zien is welke landschappen het meest waard zijn. Tegenstanders zien de methode als een vrijbrief om minder ‘waardevolle’ natuur op te offeren. Vorig jaar augustus nog merkten Spaanse ecologen in Science op dat uit de eerste kaarten van ‘ecosystem services’ bleek dat natuurgebieden bestemd voor behoud van biodiversiteit, toch niet altijd de nuttigste terreinen zijn.

(nrc)

27-01-2010

NASA ontwikkelt vliegtuigje voor u en ik



Zo zal de 'Puffin' er uitzien. Foto NASA.
Vergeet de auto, de fiets, de segway of de step. Als het van de NASA afhangt, vliegen we op termijn rond in ons persoonlijke toestel. De ruimtevaartorganisatie is volop bezig met de ontwikkeling van een vliegtuigje op maat van de gewone man, van u en ik dus.

Het conceptuele design van de 'Puffin' (papegaaiduiker) is van de hand van Mark D. Moore, een ingenieur bij de NASA. Het toestel zal een lengte hebben van 3,6 meter en een spanwijdte van 4,2 meter. Het vliegtuigje wordt aangedreven door elektrische motoren waardoor het relatief stil door de lucht zal vliegen en niet zo zwaar weegt (135 kg zonder piloot). Hierdoor zal de impact op het milieu miniem zijn.

Uiteraard bestaat de 'Puffin' voorlopig enkel in theorie. Het kan op termijn ingezet worden voor militaire missies maar het zou eveneens een optie kunnen zijn voor conventionele vluchten voor de man in de straat. Het woord file zal dan een andere betekenis krijgen. (hlnsydney/kve)



(HLN)

28-01-2010

Grof geschut nodig om aarde te beschermen?

Het voortbestaan van onze planeet wordt op allerlei manieren bedreigd. Klimaatverandering, hongersnoden en kernoorlogen zijn de gevreesde boosdoeners. Maar ook vanuit de ruimte loert gevaar: kometen en planetoïden kunnen soms onopgemerkt akelig dichtbij komen. Reden genoeg voor de Amerikaanse regering om te inventariseren hoe we ons tegen deze dreiging kunnen bewapenen.

Onze planeet woont in een goede buurt. Hoewel er in ons zonnestelsel een grote hoeveelheid rotsblokken van verschillende formaten rondvliegt, is de kans dat die rotsblokken per ongeluk tegen ons aan botsen heel klein. Dat komt door onze grote buurjongens, met name Jupiter. Door zijn indrukwekkende zwaartekrachtsveld zijn ruimterotsen geneigd om tegen hem aan te botsen, waardoor het ruimteweer bij ons lekker kalm blijft. Toch is er altijd een kleine kans dat zo’n ruimterots, of het nou een komeet of een planetoïde is, per ongeluk toch met de aarde in botsing komt. Dat kan verstrekkende gevolgen hebben, denk maar aan het uitsterven van de dinosauriërs. Hoe groot is dat risico eigenlijk?


De inslag van een grote planetoïde op aarde kan desastreuze gevolgen hebben. Afbeelding: © NASA

.De meeste rondvliegende objecten in ons zonnestelsel zijn planetoïden. Dat zijn rotsblokken die te klein zijn om door hun eigen zwaartekracht rond te worden, waardoor ze meestal grillig en aardappelvormig zijn. De grootste planetoïden hebben een doorsnede van 1000 kilometer. De kleinste objecten, het overgrote merendeel van de planetoïden, is zo klein als stof en niet met een telescoop te zien. Deze objecten, beter bekend als meteoroïden, raken de aarde regelmatig, maar omdat ze zo klein zijn verbranden ze in de dampkring volledig. Heel soms komt er een object de dampkring binnen dat groot genoeg is om nog een vaste vorm te hebben als het de grond raakt. We spreken dan over een meteorietinslag.

IJzige staarten
Er komen soms ook kometen in de buurt van onze planeet. Deze objecten zijn een stukje groter dan planetoïden, 1 tot 50 kilometer in doorsnede. Kometen vliegen in hun eigen baan om de zon heen. Die baan is meestal heel erg elliptisch, en het kan enkele duizenden jaren duren voordat een komeet zijn baan doorlopen heeft. Kometen zijn waarschijnlijk niet van steen maar van ijs gemaakt, waar hun lange staart van ijsgruis van getuigt. De komeet warmt namelijk op als hij in de buurt van de zon komt, waardoor zijn buitenkant verdampt en daarna weer neerslaat. De staart van stofdeeltjes zorgt voor het bijzondere uiterlijk van een komeet. Hoewel een botsing tussen de aarde en een grote komeet geen goed nieuws zou zijn, weten we van de belangrijke kometen in ons zonnestelsel vrij precies wanneer we ze waar kunnen verwachten.


Afbeelding: © NASA

.Maar voor Irwin Shapiro maakt het kleine risico op een ramp de dreiging niet minder belangrijk. Shapiro is voorzitter van het Amerikaanse comité dat in opdracht van de regering de mogelijke bedreigingen in de buurt van de aarde in kaart probeert te brengen, de George E. Brown, Jr. Near-Earth Object Survey. Het risico op een botsing tussen een groot object en de aarde is weliswaar klein, maar áls het gebeurt zijn de gevolgen niet te overzien. Hij vergelijkt het graag met een brandverzekering voor je huis – natuurlijk gebeurt er meestal niets, maar stél dat…

Kosmische biljartbal
Het doel van de Near-Earth Object (NEO) Survey is om minstens 90% van alle objecten groter dan 140 meter in kaart te brengen. De objecten kunnen dan in hun baan in de ruimte gevolgd worden, zodat het op tijd ontdekt wordt als ze op ramkoers met onze planeet liggen. Maar hoe breng je zo’n kosmische biljartbal uit zijn baan? Michael A’Hearn, vice-voorzitter van het comité en professor in de sterrenkunde, heeft geen idee.

De komeet Hale-Bopp.


.Het beestje en zijn naam

Kometen, meteoren, meteoroïden en meteorieten… Er worden veel termen gebruikt om over ruimterotsen en hun inslagen op aarde te spreken. Wat betekenen ze precies?

1.Planetoïde (planeetachtige) is een verzamelnaam voor objecten die in een baan om de zon bewegen. Een ander woord ervoor is asteroïde (sterachtige), eigenlijk een foute benaming. Voorbeelden van planetoïden zijn de voorwerpen die in de Oortwolk en de Kuipergordel voorkomen. De manen van Mars zijn waarschijnlijk ook planetoïden die door het zwaartekrachtsveld van de planeet zijn opgevangen.

2.Meteoroïden zijn de kleinste planetoïden: stofjes, steentjes en brokjes ijs die door de ruimte zweven. Als een meteoroïde de dampkring van de aarde bereikt en verbrandt is daarbij een heldere staart te zien, beter bekent als een vallende ster of meteoor. Als er een stukje van een meteoroïde zijn tocht door de dampkring overleeft en de aarde bereikt, noemen we dat brokstuk een meteoriet. Meteoroïden bewegen zich soms in een zwerm door het zonnestelsel, wat leidt tot jaarlijkse meteorenregens.

3.Kometen vormen een bijzondere klasse onder de planetoïden. Ze zijn niet van steen gemaakt maar van ijs, en beschrijven een grote elliptische baan door het zonnestelsel. Kometen zijn te herkennen aan hun indrukwekkende staart, zie bijvoorbeeld de afbeelding hierboven.

“Als je een paar maanden de tijd hebt kun je het gebied waar het object gaat inslaan evacueren,” zegt A’Hearn. Voor kleinere objecten is dat waarschijnlijk de beste strategie: de inslag gewoon laten plaatsvinden en zorgen dat er niemand in de buurt is. Maar voor grote kometen en planetoïden die een desastreuze inslag kunnen veroorzaken zijn grovere middelen nodig. Je kunt een object in de ruimte een duwtje geven om hem uit zijn baan te krijgen. Daar experimenteerde NASA in 2005 al mee op de komeet Tempel 1, tijdens het Deep Impact project. Maar het is niet makkelijk om projectielen met genoeg precisie op een ruimtebiljartbal te mikken; daarvoor hebben we de technologie nog niet.

Armageddon
Een laatste redmiddel zou zijn om, zoals Bruce Willis deed in de film Armageddon, een atoombom tot ontploffing te brengen op een voortsnellende ruimterots. Hele grote Near-Earth Objects zouden sowieso nauwelijks van hun pad te brengen zijn met minder harde middelen. En dan is er ook nog het risico dat we een planetoïde op ramkoers veel te laat ontdekken, waardoor er helemaal geen tijd meer is voor dat soort ingrepen…


Meteorietinslagen zijn een dankbaar onderwerp voor Hollywoodfilms. Naast de hierboven genoemde film Armageddon gaat ook Deep Impact over het gevaar van een grote inslag.

Het NEO-Survey comité heeft deze week in een nieuw rapport de noodklok geluid over hun situatie. Ze zijn niet in staat om snel genoeg een analyse te maken van mogelijk gevaarlijke objecten. Ook hebben ze het geld niet om het, volgens hen noodzakelijke, onderzoek te doen dat tot manieren om voorwerpen uit hun baan te brengen zal leiden. Voorzitter Shapiro vindt het daarom tijd dat er meer geld voor zijn comité komt. Grote inslagen op aarde zijn namelijk natuurrampen die, in tegenstelling tot aardbevingen en overstromingen, zowel te voorspellen als te voorkomen zijn.

(Kennislink)

28-01-2010

Negen miljard mensen voeren

Kan de wereld genoeg voedsel produceren?

De wereldbevolking groeit erg hard. Er wordt voorspeld dat er in 2050 negen miljard magen te vullen zijn. Kan er wereldwijd genoeg voedsel geproduceerd worden? Britse onderzoekers denken na over een strategie die de productie optimaliseert, maar daarbij ook rekening houdt met het klimaat, de biodiversiteit en de maatschappij.

De laatste vijftig jaar is het goed gegaan met de mens. Hoewel er nu veel meer mensen zijn, is er een stuk meer eten en minder honger. Toch krijgt zeker één op de zeven mensen nog niet voldoende voedingstoffen binnen en zijn er nog meer mensen die er gewoon slechte eetgewoonten op nahouden. Het zou toch mooi zijn om honger helemaal uit te bannen, zelfs met nog meer mensen op aarde en hoogstwaarschijnlijk minder landbouwgrond, want die wordt alleen maar duurder en schaarser.

Inmiddels lopen er al zo’n 6,8 miljard mensen rond en in 2050 kunnen dat er wel eens 9 miljard zijn. De vraag die een groep Britse onderzoekers zichzelf stelde was of de voedselvraag van die enorme groep wel voldaan kan worden. In Science proberen ze een strategie onder woorden te brengen.

Twee keer zoveel voedsel
De onderzoekers verwachten dat er in 2050 misschien wel twee keer zoveel voedsel als nu nodig is. Terwijl er maar 30 procent meer mensen zullen rondlopen. De wereldwijde welvaart blijft stijgen en daarmee gaat de vraag om bewerkte voedselproducten (bijvoorbeeld cornflakes), vlees, zuivel en vis omhoog. Hoe haal je nou meer eten uit dezelfde hoeveelheid land?

Een belangrijk probleem dat de onderzoekers aanhalen is de zogenaamde ‘opbrengstkloof’. Lang niet overal wordt landbouwgrond optimaal gebruikt. In Zuidoost Azië is de gemiddelde opbrengst van een hectare rijst gemiddeld maar 60 procent van wat die zou kunnen zijn. Deskundige irrigatie van de rijstvelden zou tientallen procenten schelen. Het is de kunst om wereldwijd zo dicht mogelijk bij de 100 procent te komen.

Dat er wat gewonnen kan worden blijkt al uit een studie naar 286 stimuleringsprojecten. Door miljoenen boeren in ontwikkelingslanden te helpen met kennis en middelen is de opbrengst van de bijbehorende 37 miljoen hectare landbouwgrond nu 79 procent hoger dan daarvoor.

Balans
Maar pas op: het heeft natuurlijk geen zin om tijdelijk de voedselproductie op te krikken en ondertussen alle visgronden volledig leeg te vissen, de akkers helemaal uit te putten en daarbij ook nog even zoveel meer CO2 de lucht in de jagen dat het klimaat ook een flinke optater krijgt. Balans is het magische woord, maar hoe de weegschaal precies werkt, dat is nog niet duidelijk.

Geolied netwerk
Naast het beter bewerken van een akker zijn er nog een hoop andere dingen die verbeterd kunnen worden. De opslag, verwerking, distributie en toegankelijkheid van iedereen tot het voedsel moeten ook zeker in arme landen flink verbeterd worden. Om dat voor elkaar te krijgen zijn volgens de onderzoekers revolutionaire veranderingen in de wereldmarkt nodig. De voedselproductie moet wereldwijd een geolied netwerk vormen. In dit ideaalplaatje zijn regionale problemen, zoals droogte of een aardbeving, niet zo invloedrijk. Het netwerk vangt tegenslagen op.

Afval en vegetariërs
Maar verbeteringen vallen op meer vlakken te verwezenlijken. Wereldwijd belandt zo’n 30 tot 40 procent van het voedsel in de prullenbak. In arme landen gaat het bij de productie al mis. Geen koelkast of slecht transport betekent al snel dat de helft van een oogst bederft. In het rijke westen is decadentie het probleem. Een misvormde paprika belandt al niet eens meer in de schappen van de supermarkt. Ook houdbaarheidsdata zijn allemaal aan de veilige kant. Deels verstandig, maar door hier nog even kritisch naar te kijken valt een hoop voedsel uit de afvalbak te redden.

Ook vlees kost relatief veel. Tien kilo groente of graan levert gemiddeld één kilo vlees op. Een simpele rekensom levert al op dat als iedereen vegetariër wordt er een stuk meer voedsel is. Daar tegenover staat natuurlijk weer dat vee vooral in arme landen een stuk meer is dan een luxeproduct. Koeien ploegen de akkers en het vlees bevat essentiële voedingsstoffen die de mensen anders niet binnenkrijgen. Wereldwijd stoppen met vlees eten zit er dus niet in, maar de maatschappij bewust maken wat een lapje vlees kost, kan ook weer een steentje bijdragen.

Genetische manipulatie
Naast oplossingen met de middelen die er nu voor handen zijn, kan er ook nog op de toekomstige innovaties gehoopt worden. De technologie in de landbouw blijft zich ontwikkelen en ook genetische manipulatie kan landbouwgewassen opleveren die ziektevrij zijn, tegen droogte kunnen en een grotere voedingswaarde hebben. Dan wordt het ineens makkelijker om de productie omhoog te gooien.

De magische balans tussen de optimale voedselproductie en het in de hand houden van gevaren als CO2-uitstoot, uitputting van het land en bedreiging van de biodiversiteit hebben de onderzoekers nog niet gevonden. Toch denken ze dat het zeker mogelijk is negen miljard mensen van voedsel te voorzien. Het is alleen nog even puzzelen wat dat de wereld gaat kosten.

Johan Schaeffer

H. Charles J. Godfray e.a., ‘Food Security: The Challenge of Feeding 9 Billion People’ in: Sciencexpress, 28 januari 2010

(Noorderlicht)

28-01-2010

Wakker geheugen

Rustpauzes helpen bij informatieverwerking in je hersenen

De oude wijsheid dat slaap en dutjes helpen om nieuwe informatie op te slaan in je geheugen blijkt niet helemaal te kloppen.

Het is een bekend broodje-aap-verhaal: zet als je gaat slapen een koptelefoon op met een luistercursus voor een vreemde taal, en voilà: bij ontwaken spreek je de taal vloeiend. Het verhaal komt voort uit het idee dat slaap je leervermogen bevordert. Dat dit zo is, weten wetenschappers al jaren. Ook het achterliggende mechanisme wordt langzaamaan steeds duidelijker. En een paar jaar geleden werd ontdekt dat niet alleen een goede nachtrust, maar ook een dutje overdag goed is voor je geheugenvorming.

Nu blijkt dat je, overdag tenminste, niet eens per se hoeft te slapen om nieuwe informatie goed in je geheugen op te slaan. Simpelweg pauze nemen is voldoende, schrijven Amerikaanse psychologen deze week in Neuron. Zij waren benieuwd of het proces van geheugenconsolidatie, waarbij nieuw binnengekomen informatie echt wordt vastgelegd in je hersenen, ook optreedt als je wakker bent.

Dit opslagproces is goed te volgen door te kijken naar de activiteit van je hersenen. De herinnering aan een nieuw stukje informatie wordt namelijk vastgelegd doordat de hersencellen die met dat specifieke stukje informatie te maken hebben een flinke poos steeds opnieuw actief zijn. Zo prenten ze zich als het ware die nieuwe informatie goed in.

Voor hun onderzoek stelden de psychologen proefpersonen bloot aan een associatietest. Ze kregen een serie van telkens twee foto’s te zien. Ondertussen werd met een fMRI-apparaat hun hersenactiviteit in de gaten gehouden. Na het testje kregen de proefpersonen te horen dat ze moeten uitrusten en hun gedachten daarbij lekker vrij moesten laten. Ook in deze rustpauze werd de hersenactiviteit bijgehouden.

Uit de fMRI-metingen bleek dat in die rustpauze de hersenen van de proefpersonen precies dat deden waarvan werd gedacht dat het vooral in je slaap gebeurt: actief de nieuwe informatie opslaan. Bovendien bleek er een duidelijk verband tussen de mate van deze geheugenopslag-activiteit en de mate waarin proefpersonen na de pauze nog wisten welke foto’s bij elkaar hoorden. Hoe meer opslagactiviteit in rust, hoe beter de score op de test.

“Even koffiepauze nemen na een college kan je dus helpen alles wat je net hebt geleerd goed tot je te nemen”, meent onderzoekster Lia Davachi. “Ons onderzoek laat zien dat rust belangrijk is voor het geheugen en daarmee het prestatievermogen. Je hersenen hebben het nodig dat jij je goed ontspant, zodat zij goed hun werk kunnen doen. Dat is iets waar we weinig rekening mee houden in huidige maatschappij, waarin we dankzij moderne technologieën voortdurend worden voorzien van nieuwe informatie.”

Met dit nieuwe onderzoek vervalt het argument voor siësta’s op het werk. Maar vaker pauze nemen zou dus wel goed kunnen zijn voor de productiviteit. En wie zijn hersenen echt wil verwennen, neemt in zo’n pauze geen kop koffie maar een glas melk, of knabbelt wat groene salade of noten weg. Daar zit namelijk magnesium in. En in dezelfde editie van Neuron staat ook een artikel waarin wordt beschreven hoe magnesium geheugenvorming helpt. Het blijkt, in ratten tenminste, de aanmaak van verbindingen tussen hersencellen te stimuleren.

Nadine Böke

Arielle Tambini, Lila Davachi e.a., Enhanced Brain Correlations during Rest Are Related to Memory for Recent Experience, in: Neuron, 27 januari 2010

Inna Slutsky e.a., Enhancement of Learning and Memory by Elevating Brain Magnesium, in: Neuron, 27 januari 2010

(Noorderlicht)

03-02-2010

Wie schiet eerst?

Reactie is sneller dan actie

Revolverhelden weten al eeuwen hoe het moet: wacht tot je tegenstander een beweging maakt en knal hem neer. Dat is de beste manier om het duel te winnen en dus te overleven. Maar waarom? Onder meer omdat reageren minder tijd kost dan zelf het initiatief nemen.

Aanval is de beste verdediging, wil het gezegde. Maar die vlieger gaat niet altijd op. In een rechtstreeks pistoolduel delft de aanvaller vaak het onderspit. Ook in de oosterse vechtkunst geldt vaak: verdediging is de beste aanval. Je tegenstander maakt zich kwetsbaar door als eerste een beweging te maken.

Hoe is het mogelijk dat het nemen van het initiatief een nadeel is in een rechtstreeks duel? Neurowetenschapper Andrew Welchman besloot de proef op de som te nemen. Hij organiseerde een duel tussen proefpersonen en hield nauwkeurig hun reactietijden in de gaten. En wat bleek: reageren kost minder tijd dan het initiëren van een actie.

Knopjedrukken
Welchman zette de proefpersonen tegenover elkaar, met elk drie knoppen voor zich. Ze kregen als opdracht om de knoppen zo snel mogelijk in een bepaalde volgorde in te drukken, sneller dan hun tegenstander. Een wedstrijdje knopjedrukken dus. Er was geen startsignaal, dus de proefpersonen hadden de keuze: of als eerste beginnen, of reageren op de tegenstander. Net als in een echt pistoolduel.

Als snel werd duidelijk dat de reageerders sneller waren, gemiddeld 21 milliseconden. “Dat klinkt misschien als een klein verschil”, aldus Welchman, “maar het kan wel het verschil tussen leven en dood maken als je een bus probeert te ontwijken”.

Maar is het ook genoeg om het pistoolduel te winnen? Daarover zijn de onderzoekers minder zeker. Reageren op je tegenstander kost gemiddeld namelijk ongeveer 200 milliseconden, veel meer dus dan je wint door te reageren in plaats van te initiëren. Dat wil zeggen: bij ongeoefende proefpersonen. De revolverhelden uit het Wilde Westen waren natuurlijk door de wol geverfd, en het is bekend dat oefening goed is voor je reflexen.

Twee systemen?
Bovendien waren de onderzoekers eigenlijk helemaal niet geïnteresseerd in revolverhelden. Ze wilden graag weten of actie en reactie twee verschillende processen in de hersenen zijn. Daar zijn namelijk de nodige aanwijzingen voor. Parkinson-patiënten bijvoorbeeld vangen vaak zonder problemen een bal die je ze toegooit, maar hebben moeite om diezelfde bal op te pakken van de tafel. Reageren gaat ze dus veel makkelijker af.

Misschien is dat omdat hun ‘reactiesysteem’ in de hersenen minder is aangetast dan hun ‘actiesysteem’. Het knopjedruk-onderzoek is een verdere aanwijzing dat er inderdaad twee van die afzonderlijke systemen bestaan; ze lijken immers met verschillende snelheden te werken. Verder onderzoek moet uitwijzen of Welchman echt gelijk heeft met zijn ‘twee systemenhypothese’. Maar niet geschoten is altijd mis.

Bouwe van Straten

Andrew Welchman e.a., ‘The quick and the dead: when reaction beats intention’, in Proceedings of the Royal Society B, 3 februari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

02-02-2010

Radiopulsen sneller dan licht?

In de voorbije jaren hebben experimenten in laboratoria uitgewezen dat sommige zaken zich - zonder Albert Einstein's relativiteitstheorie te verkrachten - sneller dan licht lijken te verplaatsen. Astrofysici, onder leiding van Frederick Jenet van de Universiteit van Texas, hebben nu een levensecht voorbeeld van 'sneller dan licht' gezien in de vorm van radiopulsen van pulsar PSR B1937+21 die zich in het onopvallende sterrenbeeld Vosje - op zo'n 10.000 lichtjaren van de aarde - bevindt. Met de Arecibo radiotelescoop in Puerto Rico ontdekten ze dat radiopulsen uit het centrum van de pulsar sneller arriveerden dan normaal en zich dus sneller dan licht lijken te verplaatsen.



Bij superluminaal of 'sneller dan licht' wordt de snelheid geassocieerd met een abnormale dispersie, een proces waarbij de brekingsindex van een medium toeneemt met de golflengte van het licht dat er doorheen gaat. Als een lichtpuls - die bestaat uit een reeks lichtgolven van verschillende golflengten - door zo'n medium heen gaat dan kan de reekssnelheid van de puls toenemen naar een snelheid die groter is dan gelijk welke golflengte binnen de puls, maar de energie van de puls blijft zich met lichtsnelheid verplaatsen. Dat betekent dat de informatie in overeenkomst met de relativiteitstheorie van Einstein wordt overgebracht.



Een pulsar is een snel ronddraaiende neutronenster die elektromagnetische straling uitzendt in de vorm van snelle pulsen. Je kunt de stralingspulsen het best vergelijken met de reguliere intervallen van het licht van een vuurtoren. De stralingspulsen kunnen tijdens hun reis door een interstellair medium (alle interstellaire materie en energie - interstellair stralingsveld - die zich tussen de sterren in een sterrenstelsel bevindt) door verschillende factoren beïnvloed worden.

Zo kan onder andere bij het doorkruisen van een magnetisch veld de polarisatie wijzigen, kunnen ze bij het ontmoeten van vrije elektronen zich verspreiden en kunnen ze geabsorbeerd worden door neutrale waterstofwolken. Het team van Jenet denkt dat de pulsen ook door abnormale dispersie beïnvloed worden.



Volgens het team reisden de radiopulsen van PSR B1937+21 doorheen een neutrale waterstofwolk. Dat veroorzaakte een abnormale dispersie die resulteerde in een 'sneller dan licht' reekssnelheid van de puls. En pulsen waarvan de frequenties de resonantiefrequentie benaderen arriveerden eerder. De wetenschappers van de universiteit van Texas denken dat de pulsen sneller dan licht lijken te reizen door een interactie tussen de tijdschalen in de puls en de tijdschalen in het interstellair medium.


(Grenswetenschap)

05-02-2010

De zwaartekracht ontkracht

Zwaartekracht, dat is toch één van de vier fundamentele natuurkrachten? Theoretisch natuurkundige Erik Verlinde zet daar vraagtekens bij. Gravitatie zou niets anders zijn dan een effect van de manier waarop deeltjes met elkaar omgaan.

Die verrekte zwaartekracht. Newton beschreef hem al in de zeventiende eeuw, en zelfs de allerverste sterren en planeten lijken zich aan zijn wetten te houden. Zwaartekracht is relatief sterker naarmate de voorwerpen waar je naar kijkt groter zijn en verder van elkaar staan. Piepkleine deeltjes die microscopisch dicht bij elkaar zitten hebben bijna geen last van zwaartekracht. Gelukkig maar, want als je probeert om de kwantumnatuurkunde die nodig is om die deeltjes te beschrijven te verenigen met Newtons zwaartekracht loop je tegen grote problemen aan. We weten bijna alles over hoe zwaartekracht zich gedraagt – maar waar de kracht vandaan komt is tot nu toe een groot raadsel.


De gravitatiewet van Newton beschrijft de kracht tussen twee voorwerpen die op een bepaalde afstand van elkaar staan. G is hier de gravitatieconstante, m1 en m2 de massa’s van de twee voorwerpen en r hun onderlinge afstand. Deze wet werd eind 17e eeuw door Isaac Newton ontdekt, en nu door Verlinde afgeleid.

Misschien kijken we er wel helemaal verkeerd tegenaan, zegt snaartheoreet Erik Verlinde nu. Hij besloot om af te stappen van het dogma dat zwaartekracht een fundamentele kracht is. Niet meer gehinderd door dit idee bestudeerde hij het gedrag van microscopische deeltjes – en wat bleek? Als je een aantal aannames over de natuur uit de snaartheorie aanneemt, volgt de gravitatiewet van Newton als vanzelf uit het microscopische gedrag. Zwaartekracht, aldus Verlinde, lijkt geen fundamentele kracht te zijn maar een verschijnsel dat opduikt als gevolg van de interacties tussen deeltjes.

zie video

De theorie van Verlinde gaat ervan uit dat de ruimte niets anders is dan een opslagplaats voor informatie. We kunnen van deeltjes bijvoorbeeld zeggen op welke tijd ze op welke plaats zijn – en met welke waarschijnlijkheid, want de allerkleinste bouwsteentjes van het heelal gedragen zich volgens de wetten van de kwantumnatuurkunde. Als deeltjes onderling van afstand veranderen, verandert ook de verdeling van informatie in de ruimte. Die verandering leidt tot de zwaartekracht – volgens Verlinde dus een emergente kracht in plaats van een fundamentele kracht. Dat wil zeggen dat de kracht door een ander fenomeen wordt opgewekt, en niet van nature aanwezig is. De afleiding die Verlinde hiervoor gebruikt is bedrieglijk eenvoudig, maar wordt door vakgenoten als zeer interessant gezien.


Het heelal van Einstein is niet netjes vlak, maar gegolfd. De aanwezigheid van zware voorwerpen zorgt voor een vervorming in ruimte en tijd. Illustratie: Testing Einstein’s Universe / Norbert Bartel

Het idee van Verlinde is niet helemaal nieuw. Einsteins relativiteitstheorie beschrijft het zwaartekrachtsveld ook al als een vervorming van de ruimte door interacties tussen voorwerpen. Wel betekent Verlinde’s denkwijze een revolutie in de manier waarop we tegen de natuur aankijken. Als zwaartekracht namelijk geen fundamentele kracht maar een afgeleide kracht is, zo stelt hij, kunnen we hem misschien wel manipuleren. Maar voordat het zover is moeten we eerst precies ontrafelen hoe de zwaartekracht ontstaat.

(Kennslink)

07-02-2010

Waarom muggen niet iedereen steken



Wie vaak het bed deelt, heeft het wel al meegemaakt: er zoemt een mug door de slaapkamer en die landt keer op keer bij een van de slapers en laat de andere met rust. Dat een mug, net als andere stekende insecten, een doelwit kiest via de geur, wisten we al. Nu onthult de Sunday Times hoe die ongenode gast dat doet: een vaak gestoken mens zweet gewoon meer of heeft in dat zweet een hogere concentratie aan chemische stoffen.

Volgens professor John Carlson, moleculair bioloog aan de Amerikaanse universiteit van Yale, is een groot deel van het reuksysteem van muskieten namelijk speciaal ontworpen om menselijke doelwitten te ruiken.

Chemicaliën in zweet
Van de 72 geurontvangers waarmee zo'n beest is uitgerust, zijn er 27 bedoeld om de chemicaliën op te sporen die in ons zweet zitten. De ploeg van Carlson hoopt met deze analyse de basis te kunnen leggen voor het ontwikkelen van nieuwe manieren om de muggen weg te houden of te vangen.

Malaria
En dat heeft natuurlijk veel belangrijkere gevolgen dan onze slapeloze nacht en ons jeukend plekje. Muggen verspreiden immers ook een van de kwalijkste ziektes ter wereld, malaria. Die ziekte treft in tropische streken honderden miljoenen mensen met jaarlijks zo'n drie miljoen slachtoffers - vooral jonge kinderen in zwart-Afrika - tot gevolg. In de woorden van professor Carlson: "De wereld heeft grote behoefte aan doeltreffende, goedkope en milieuvriendelijke middelen om muggen onder controle te krijgen". (afp/lb)

(HLN)

09-02-2010

Legendarische diepzeevis voor het eerst gefilmd

AMSTERDAM – Amerikaanse onderzoekers hebben voor het eerst een riemvis in zijn natuurlijke omgeving in de diepzee gefilmd.

De onderzoekers van Louisiana State University stuitten op de riemvis (Regalecus glesne) in de Golf van Mexico, vlakbij het olieplatform Thunder Horse. Ze gebruikten een op afstand bestuurbaar voertuig om beelden (zie filmpje) van de reusachtige vis te kunnen maken op enkele honderden meters diepte.

Riemvissen kunnen meer dan 17 meter lang worden. De dieren werden tot nu toe slechts sporadisch dood aangetroffen aan de oppervlakte van de wereldzeeën.

De onderzoekers waren zich er dan ook niet meteen van bewust dat ze met een riemvis te maken hadden.

Glimmende pijp

“We zagen een verticaal, glimmend ding. Het leek alsof het een reusachtige pijp was”, verklaart hoofdonderzoeker Mark Benfield op BBC News. “Pas toen we verder inzoomden, zagen we dat het geen pijp was, maar een vis.”

Het vreemde, langwerpige uiterlijk van de riemvis vormt volgens sommige historici de basis van verhalen over zeeslangen die oude zeelieden aan elkaar vertelden. Volgens Benfield versterkt ook een grote vin op de rug van de vis zijn vreemde voorkomen.


Golvende bewegingen

“Toen we de vis benaderden, trok hij terug”, aldus Benfield. Hij zwom met zijn staart voorop naar achteren, terwijl ons voertuig hem volgde. Interessant daarbij was vooral het zwemgedrag van het dier. Met de vin op zijn rug maakte hij golvende bewegingen, waardoor hij met een redelijke snelheid naar achter bewoog.”

Door de matige kwaliteit van de filmbeelden konden de onderzoekers niet goed bepalen hoe lang de riemvis was. Ze schatten de lengte van het dier op vijf tot tien meter.


Eerdere waarneming

Voor de kust van West Afrika filmden wetenschappers in 2007 op ruim 700 meter diepte ook een dier dat veel weg had van een een riemvis. Maar die waarneming kon nooit definitief worden bevestigd aan de hand van de beelden.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

11-02-2010

Gen maakt oud

‘Verouderingsgen’ gaat gepaard met korte telomeren

Groningse en Britse onderzoekers hebben een gen gevonden dat een rol lijkt te spelen bij veroudering. Dragers van dit gen hebben aanzienlijk kortere chromosoomuiteinden (telomeren) dan niet-dragers. Biologisch gezien zijn ze ouder dan hun 'leeftijdsgenoten'.

Hoe ouder je bent, hoe meer kans je hebt op hart- en vaatziekten en op bepaalde soorten kanker. Maar wat is oud? Bij sommige mensen komen zulke ziekten al op vroege leeftijd voor. Anderen halen kerngezond de negentig. Gek is dat niet - het zou pas eigenaardig zijn als de kalender wél iets zou zeggen over de staat waarin je lichaam verkeert.Wie een heel leven gerookt heeft, is er slechter aan toe dan zijn sportende buurman.

De laatste decennia is duidelijk geworden dat telomeren, de uiteinden van chromosomen, een goede indicatie geven van iemands 'echte', biologische leeftijd. De op het eerste gezicht betekenisloze stukjes DNA spelen namelijk een cruciale rol bij veroudering. Bij iedere celdeling worden ze een klein beetje korter, waardoor de stabiliteit van het DNA langzaam afneemt. Uiteindelijk leidt dat tot ziekte en overlijden. Hoe korter de telomeren, hoe hoger de biologische leeftijd.

Slijtage
Roken, overgewicht en andere risicofactoren leiden tot 'slijtage' van telomeren, dat is inmiddels duidelijk geworden. Maar er zijn ook mensen die 'zomaar' kortere telomeren hebben dan anderen. Cardioloog in opleiding Pim van der Harst van het Universitair Medisch Centrum Groningen heeft nu samen met Britse collega’s een gen gevonden dat hiervoor verantwoordelijk lijkt.

De telomeren bij dragers van het gen zijn gemiddeld gezien 75 basenparen korter, schrijven de onderzoekers in Nature Genetics. Dat komt overeen met een verhoging van de biologische leeftijd met ongeveer 3,5 jaar. Mensen die van beide ouders het gen erfden, zijn biologisch gezien zo’n zeven jaar ouder. Het is voor het eerst dat een gen zo duidelijk van belang lijkt voor veroudering. Van der Harst: “Er is al wel eerder melding gemaakt van verouderingsgenen, met name in onderzoek bij wormen. Maar nog niet eerder waren de resultaten zo overtuigend als in ons onderzoek.”

“Het kon niet mooier”
De eerste aanwijzingen voor het bestaan van het gen werden gevonden in twee Britse onderzoeksgroepen, één van hartpatiënten en één van bloeddonoren. Analyse van het DNA van de ruim 2800 mensen bracht een aantal genetische varianten aan het licht die een correlatie hadden met de telomeerlengte. Verder onderzoek bij in totaal circa 9500 mensen maakte duidelijk dat de correlatie vooral sterk was bij een variant in de buurt van het zogenaamde TERC-gen. “Het kon eigenlijk niet mooier”, zegt Van der Harst. “Dat gen is van belang voor de telomeerlengte van stamcellen. Dat we vlak daarbij een gen vinden dat gepaard gaat met korte telomeren, dat kan geen toeval zijn.”

Voorbestemming
De resultaten suggereren een soort ‘voorbestemming’ tot het krijgen van korte telomeren. Dat zou kunnen verklaren waarom mensen in sommige families relatief jong sterven. Het is nog niet duidelijk waaróm het gen precies tot kortere telomeren leidt. Mogelijk zijn de dragers genetisch gezien ‘geprogrammeerd’ tot sneller verouderen: wellicht ‘slijten’ hun telomeren sneller dan bij anderen.

De vraag is dan of dragers van de genvariant extra gevoelig zijn voor de invloed van schadelijke factoren zoals roken en overgewicht. De Groningse cardioloog in opleiding is vooral benieuwd of gezonde dragers van het ‘verouderingsgen’ een groter risico hebben op hartfalen, dat ook gepaard gaat met korte telomeren.

Harm Ikink

Veryan Codd, Massimo Mangino, Pim van der Harst e.a.: Variants near TERC are associated with mean telomere length, in Nature Genetics, 7 februari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

11-02-2010

Voorbestemde moleculen

Kwantumeffecten beheersen ultrakoude chemie

Amerikaanse onderzoekers melden deze week in Science een staaltje van tamelijk onwaarschijnlijke chemie. Ze beschrijven reacties tussen ultrakoude moleculen en hoe ze die kunnen manipuleren met kwantummechanische ingrepen.

Vraag een chemicus hoe het zit met reacties en hij zal iets vertellen over moleculen die kriskras door elkaar bewegen en hard tegen elkaar aanknallen. In de chaos van de botsing herschikken atomen zich, vormen ze andere verbindingen en zo ontstaan nieuwe moleculen. Beweging en botsing – zonder die hoofdingrediënten is er geen chemie.

Of toch? Onderzoekers van het Amerikaanse onderzoeksinstituut JILA maken deze week in Science melding van reacties tussen ultrakoude moleculen, bij een paar honderd nanoKelvin (ongeveer 273 graden onder nul). Bij die temperatuur, nét boven het absolute nulpunt, is van beweging eigenlijk geen sprake. En dus ook niet van chemie, zou je denken. Maar volgens Deborah Jin, één van de onderzoekers van het Science-artikel, is het tegendeel het geval. Haar collega Jun Ye neemt zelfs een heel nieuw fundamenteel kwantummechanisch aspect van de scheikunde waar. “Het geeft ons een nieuw ‘handvat’ om reacties te begrijpen en te beheersen", zegt hij in een Amerikaans nieuwsbericht.

JILA, een gezamenlijk instituut van de Amerikaanse overheid en de Universiteit van Colorado, staat bekend om het extreem afkoelen en manipuleren van atomen. Met behulp van lasers en magnetische en elektrische velden maakten onderzoekers er nieuwe materietoestanden, zoals Bose-Einstein- en Fermicondensaten. Ook brachten ze wonderbaarlijke verschijnselen aan het licht, zoals supervloeibaarheid. Maar dat was eigenlijk allemaal vooral van natuurkundig belang. Nu ze naar ultrakoude moleculen kijken in plaats van naar atomen, zijn de fysici op het gebied van de chemie beland.

Trukendoos
Anderhalf jaar geleden lukte het Jin en Ye om ultrakoude moleculen te maken in hun allerlaagste energietoestand. Vrij eenvoudige moleculen, bestaand uit een kalium (K) en een rubidium (Rb) atoom, maar toch: moleculen. Sindsdien hebben ze hun volledige trukendoos op de deeltjes toegepast. Ze morrelden aan de energieniveau's, rammelden aan de bindingen en speelden met de trilling en de rotatie. Allemaal om zicht te krijgen op de kwantummechanica van de moleculen. En om te ontdekken hoe die van belang is voor de reactiviteit.

Het resultaat is verbluffend. Duidelijk werd dat er, dankzij kwantummechanische tunneling, sprake is van interactie tussen moleculen die eigenlijk veel te ver van elkaar verwijderd zijn om te kunnen reageren. Sterker nog, of de twee moleculen elkaar überhaupt zullen naderen om te gaan reageren, hangt af van hun kwantummechanische toestand. Het lijkt haast alsof ze voor elkaar voorbestemd moeten zijn. En is dat het geval, dan gebeurt er ook wat. Echt 'zien' konden de Amerikanen het natuurlijk niet, maar uit hun experimenten concluderen ze dat de bewegingsloze moleculen wel degelijk atomen uitwisselden, waarbij bindingen verbroken en weer gevormd worden. Met andere woorden: ze reageren.

Kabbelende golven
De experimenten maken duidelijk dat in een ultrakoude wereld geregeerd door kwantummechanica de chemische 'common sense' niet opgaat. Moleculen zijn er geen stevige, ruimtelijk afgebakende deeltjes, maar kabbelende, elkaar overlappende kwantummechanische golven. In die voorstelling is het al wat minder vreemd dat ze elkaar kunnen 'voelen' op afstanden die wel honderd keer groter zijn dan de afstand waarop normaal gesproken interactie plaatsvindt.

Ook het concept van 'voorbestemming' is volgens de Amerikanen kwantummechanisch verklaarbaar. De K-Rb moleculen gedragen zich als fermionen, en twee identieke fermionen kunnen nooit tegelijk op dezelfde plaats zijn. De fermion-eigenschappen van moleculen in hun allerlaagste energietoestand hangen af van de kernspin van de moleculen. Is die hetzelfde, dan zullen ze niet bij elkaar komen en is een reactie dus onwaarschijnlijk.

De Amerikanen gebruikten dit principe om de reacties kwantummechanisch te beheersen. Ze manipuleerden de moleculen zodanig dat er een mooie 50/50 verdeling was tussen de moleculen met verschillende kernspin. En wat bleek? In die 'ideale' situatie verliep de reactie tien tot honderd keer sneller dan wanneer alle moleculen dezelfde kernspin hadden.

De onderzoekers speculeren over de mogelijkheid om kwantummechanische eigenschappen van verschillende moleculen zodanig in te stellen dat de waarschijnlijkheid van een onderlinge reactie optimaal is. Ze hopen daarmee nieuwe inzichten te krijgen in de moleculaire eigenschappen die bepalend zijn voor de interactie. En dat zal - verwachten ze - chemici helpen bij het begrijpen en optimaliseren van hun reacties.

Harm Ikink

S.Ospelkaus e.a.: Quantum-State Controlled Chemical Reactions of Ultracold Potassium-Rubidium Molecules, in Science, 12 februari 2010.

Reacties

(Noorderlicht)

17-02-2010

Relativiteitstheorie bevestigd met 10.000 keer grotere precisie


Een wassen beeld van Albert Einstein in het museum van Madame Tussauds in Berlijn.

Een nieuwe studie heeft met een 10.000 keer grotere precisie bewezen dat Albert Einstein gelijk had over de relativiteit van tijd en ruimte, staat in het jongste nummer van het vakblad Nature. De bevestiging is van belang voor satellietnavigatiesystemen.

Zwaartekracht vervormt de tijd, beweerde Einstein in 1915. Experimenten in vliegtuigen en raketten hebben inderdaad al bewezen dat onder invloed van versnelling door zwaartekracht een horloge trager begint te tikken dan een toestel dat op Aarde blijft. In 1976 liet een experiment van de NASA toe dit effect preciezer te berekenen.

Cesiumatomen
Holger Müller van de Universiteit van Californië in Berkeley deed nu een nieuwe proef, met name op cesiumatomen die 0,3 seconden vast kwamen te zitten door koude lasers. Er was een tijdsverschil tussen een atoom dat onder invloed van de zwaartekracht een duik van 0,1 mm had gemaakt, en tussen een atoom in rust. Het verschil bedroeg een tiende van een miljardste van een miljardste van een miljardste seconde, of een getal van 28 nullen voor het cijfer 1. Anders gezegd: indien de val van het atoom 14 miljard jaar had geduurd in plaats van 0,3 seconden, zou het tijdsverschil 0,01 seconden zijn geweest.

Belang
De nieuwe bevindingen zijn van belang voor satellietnavigatiesystemen die sowieso ultraprecieze (atoom)klokken vergen. Wanneer hun baan met een meter verlaagt, vermindert dit lichtjes hun precisie. Een grotere afstand tot de Aarde beperkt immers het effect van de zwaartekracht. (belga/sam)

(HLN)

18-02-2010

‘Die weke rode massa ìs onze geest’



Verpleeghuisarts en auteur Bert Keizer mocht een tijdje meelopen op de afdeling neurochrirurgie van het VUMC. Opereren op het snijvlak van lichaam en ziel.

Toen verpleeghuisarts en filosoof Bert Keizer door het VU Medisch Centrum uitgenodigd werd om als ‘Schrijver op de afdeling’ een tijdje mee te draaien op een afdeling naar keuze, hoefde hij daar geen moment over na te denken. Graag. Op de afdeling neurochirurgie. Waar neurochirurgen met een mes in de hand het brein te lijf gaan. Met alle gevolgen van dien. In zijn nieuwste boek, Onverklaarbaar bewoond, beschrijft Keizer zijn ervaringen.

‘De eerste weken waren lastig. Als dokter ben je gewend de gebeurtenissen te verleggen, in te grijpen. En nu had ik alleen maar dat verrekte opschrijfboekje. Ik had ook geen hiërarchische positie. Later, toen de chirurgen me meer vertrouwden, werd het erg leuk.’

Wat opvalt is dat de neurochirurgie er bekaaid afkomt.

‘Er gebeuren dingen op een OK waarvan leken flink kunnen schrikken. En die beschrijf ik ook. Nee, als ik wat somber kijk bij het woord neurochirurgie is dat geen veroordeling van hun vak of hun vaardigheid, maar van de menselijke situatie. We zijn erg kwetsbaar, en de successen van de medische wetenschap zijn maar heel betrekkelijk.’

Met welke verwachtingen ging je er naartoe?

‘Ik wilde mijn ideeën over de relatie tussen brein en ziel onder het vergrootglas leggen, er heel dicht op gaan staan. Kijk, als verpleeghuisarts krijg ik te maken met heel langzaam optredende, algemene schade aan het brein, zoals door Alzheimer. Alsof er een mist komt opzetten.’

‘Acute hersenschade is heel anders. Lokaal, plotseling. En ik kon het hele proces volgen. Ik zag ze binnenkomen en angstig naar de OK gaan; ik zag wat er weggehaald werd en de volgende dag kon ik ze spreken.’

En de chirurgen?

‘Toen ik kwam, was ik er van overtuigd dat je nooit met een mes een menselijk brein moest binnengaan. Het brein is zo gevoelig, zo complex, daardoor kan alleen maar meer schade ontstaan. Dat, weet ik nu, is veel te simpel. Een bloeding onder de schedeldak is dodelijk. Even een luikje maken en de bloeding stelpen is een levensreddende operatie. Enkele tumoren zijn ook uitstekend operabel. Maar altijd is het zo: je weet niet hoe de patiënt eruitkomt. Het voorspellen van het effect van een ingreep, de prognostiek, is in de acute neurologie een vreselijk probleem. Je kunt niet voorkomen dat je in een aantal gevallen meer schade aanricht dan je herstelt.’

‘Daarom wordt er (ook daar was ik aanvankelijk toch wel van overtuigd) ook niet te gemakkelijk naar het mes gegrepen. Voordat ze een brein ingaan, wordt er heel veel heen en weer gewandeld. Er is continu overleg. De sfeer is vaak streberig, maar er is daar heel veel talent dat elkaar scherp houdt.’

Maar je beschrijft ook: ze grijpen ook wel in, terwijl niets doen soms beter zou zijn.

‘Dat speelt met name bij oudere mensen die meerdere kwalen onder de leden hebben. Een hele batterij specialisten stort zich dan op zo’n patiënt: een voor de longen, een voor het brein, de ander voor het been. Dat is echt ellende hoor, als meerdere specialisten op jouw lichaam ten strijde trekken! En als je zoveel diagnostiek hebt, zoveel prachtige apparaten, dan is het enorm verleidelijk om in ieder geval iets te doen. Wat je dan ziet, is dat ze zich zogezegd een tunnel in opereren, een richting inslaan waaruit ze niet meer terug kunnen keren. Dan eindigt zo’n patiënt waar niemand hem had willen hebben: uitgedokterd op de intensive care.’

Heb je ook iets over het brein geleerd?

‘Die weke rode massa die, als de chirurg een luikje heeft gemaakt, zo’n beetje naar buiten hangt, daar kreeg ik een, wat ik maar noem ‘evolutiedepressie’ van. Dit is toch het mooiste van de mens, dat wat ons die unieke mens maakt, en het is exact hetzelfde als in de kop van een chimpansee. Dat valt zo tegen! Ik heb toch altijd gehoopt dat we daar iets zouden vinden, een onderdeel, een of andere winding, waarvan we konden zeggen: yes! Daar zit het verschil! Maar kijkend naar het brein word je gedwongen schouder aan schouder te staan met de rest van de natuur.’

In die drillende massa zit onze geest.

‘Vrijwel iedereen groeit op met het Platoonse wereldbeeld van de geest die losstaat van het brein; die daar wel heel even in verblijft, maar na de dood wegvliegt. Ons denken is daarvan doordrongen. Wanneer we iemand zien winkelen, zeggen we niet: zijn brein doet boodschappen. Maar als diezelfde persoon spartelend op de grond valt, zeggen we: dat komt door zijn brein. Brein en geest zijn een. Alleen, we vinden dat niet leuk. Dat betekent namelijk dat dood gewoon dood is. Met een kleine d.’

Dat maakt het ook zo lastig om te accepteren dat iemand na een hersenoperatie een ‘ander’ kan zijn geworden.

‘Artsen zeggen dat uitdrukkelijk: uw persoonlijkheid kan veranderen; het karakter van uw vrouw kan na afloop veranderen. Iemand kan door de ingreep zijn humor kwijtraken, kan ongepaste grappen gaan maken of grove opmerkingen – zonder dat hij er iets aan kan doen. Het kan om heel subtiele dingen gaan: een bepaalde belangstelling, een manier van aanraken, waardoor familie en vrienden toch het gevoel hebben iemand verloren te hebben.’

‘Artsen waarschuwen er wel voor, dat iemand kan veranderen, maar het blijft onvoorstelbaar. Dan liever die verlossende notie dat ‘alleen het brein’ beschadigd is, en geopereerd is, en dat ergens daarachter de onbeschadigde ziel nog zit. Maar dat is gelul! Mensen zeggen wel eens, wanneer ze zien dat bijvoorbeeld hun vader nauwelijks nog ergens op reageert: ‘Het gaat aan hem voorbij.’ Dan vraag ik: ‘Denk je dat er nog een ‘hem’ is waaraan dat dan voorbijgaat?'

(depers.nl)

http://www.kennislink.nl/(...)ere-materie-in-zicht

03-03-2010

Telefoneren zonder geluid


De innoverende 'Silent Sounds' technologie zet lipbewegingen om in een computerstem.

De technolgische ontwikkeling gaat razendsnel tegenwoordig. Op het CeBIT-congres in de Duitse stad Hannover is de revolutionaire 'silent sounds' technologie voorgesteld. Die uitvinding maakt het mogelijk om zonder geluid te maken te telefoneren, bijvoorbeeld met een gsm. Voorlopig is de methode nog toekomstmuziek, want over ten vroegste vijf jaar zal het systeem op punt staan.



Het is niet enkel handig om je medemens niet te storen tijdens het gsm'en, maar het is ook een fantastische uitvinding voor mensen die niet meer kunnen spreken. Door het registreren van minuscule spierbewegingen zet het 'Silent Sounds' apparaat lipbewegingen om in een computerstem. Zo kunnen bellers geluidloos telefoneren.

Elektrodes
"Op dit moment gebruiken we elektrodes die op de huid worden geplakt. In de toekomst kunnen zulke elektrodes bijvoorbeeld in mobiele telefoons worden gebruikt'', verklaart Michael Wand van het Karlsruhe Institute of Technology.

Talen leren overbodig
Mensen die hun spraakvermogen zijn kwijtgeraakt bij een ongeluk kunnen dankzij deze uitvinding toch weer telefoneren. Uniek! Ook maakt het apparaat het leren van talen overbodig. Het vertaalt zinnen van de spreker naar de taal van de luisteraar, hoewel het vertalen van bijvoorbeeld Chinees nog moeilijk is doordat verschillende tonen verschillende betekenissen kunnen hebben. De machine maakt nu maar bij een op de honderd woorden een fout, volgens de technici, maar ze zijn bezig om de overige problemen op te lossen. "In vijf of tien jaar wordt dit bruikbare, alledaagse techniek'', zegt Wand. (hlnsydney/kh)

(HLN)

01-03-2010

De magische momenten van de wiskunde

Het Griekse stripboek Logicomix is een internationale bestseller. Schrijver Apostolos Doxiadis was kort in Nederland om erover te praten.

“Weet je wat het is?” vraagt de Griekse schrijver Apostolos Doxiadis retorisch. “Overal ter wereld is wiskunde een ondergeschoven kindje in de opvoeding.” Jonge mensen die hun schooldiploma krijgen uitgereikt, hebben op dat moment kennisgenomen van de grote werken uit de literatuur, de muziek en de cinema. Ze hebben een aantal goed toneelstukken gezien. In het Van Gogh-museum, waar ik vanmiddag was, werd een schoolklas van tienjarigen rondgeleid – wat me deed denken aan de eerste keer dat ik De Aardappeleters in ’t echt zag, man wat was ik ontroerd! – Maar goed, ze kennen dus Shakespeare, Oscar Wilde, de Griekse tragedies, ze begrijpen waar Macbeth over gaat, maar wat de wiskunde betreft, zitten ze nog op het niveau van kinderrijmpjes. Van de grote prestaties van wiskundigen hebben ze nauwelijks enig benul.”



Romantische helden
Doxiadis is bij een cultpubliek redelijk bekend als filmregisseur en als schrijver. Zijn tweede film, Terirem, werd in 1988 bekroond op het filmfestival in Berlijn. Zijn roman Oom Petros en het vermoeden van Goldbach werd een internationale bestseller. Maar Doxiadis is opgeleid als wiskundige en zet zich in voor een beter begrip van wiskunde. Hij is actief voor Thales and Friends, een non-profitorganisatie die ‘de kloof tussen wiskunde en andere cultuurvormen probeert te overbruggen’.

Zijn eerste stripboek Logicomix dat hij samen met computerwetenschapper Christos Papadimitriou schreef en dat is getekend door Alecos Papadatos en Annie Di Donna, gaat over wiskunde en logica. Het is maar liefst 350 pagina’s dik. Maar het is niet in de eerste plaats bedoeld om mensen in het vak geïnteresseerd te krijgen, zegt hij. “Ik wilde gewoon een mooi verhaal vertellen. Ik heb wiskunde, of eigenlijk de wetenschap in het algemeen, altijd als verhaal gezien. Als kind las ik alle klassiekers uit de wereldliteratuur: Camus, Elliot. Nadat ik op veertienjarige leeftijd een bijspijkercursus wiskunde had gehad, realiseerde ik me dat de wetenschap eigenlijk gaat over de spirituele queesten van romantische helden.”

Passie spat ervan af
Zo moet Logicomix ook worden gelezen, vindt Doxiadis. Wiskunde is in het boek een spannend avontuur met filosoof Bertrand Russell (1872–1970) als tragische held. Het is een meerlagig verhaal, waarin snel wordt gewisseld van tijd en plaats. Zo wordt het verhaal van Russell regelmatig onderbroken door de onderonsjes van Doxiadis en zijn coauteurs, die met elkaar filosoferen over wat logica nou precies is. De vier vrienden wonen bovendien een opvoering bij van de Griekse tragedie Oresteia, om te benadrukken dat de rede alleen niet voldoende is. Kennis van de donkere aspecten van de menselijke natuur, van de ‘onderbuik’ is noodzakelijk om het leven te kunnen doorgronden.


Een hagiografie van de logica is Logicomix zeker niet. Integendeel, Doxiadis wijst op het grote aantal briljante logici dat gek is geworden en Russell zelf leert via harde lessen (onder andere twee mislukte huwelijken) dat er andere belangrijke zaken in het leven zijn dan logica. Maar dat wiskunde en logica het leven zoveel onderhoudender maken, wordt de lezer van Logicomix óók goed ingepeperd. De passie van Doxiadis en zijn coauteurs spat ervan af.

.De Waarheid
In de wiskunde draait het om de momenten van De Waarheid (je kunt Doxiadis die twee woorden met hoofdletters horen uitspreken), de magische momenten!” Hij begint driftig te bladeren in zijn boek Logicomix. Op pagina 56 vindt hij wat hij zoekt, een scène waarin Bertrand Russell, een kind nog, na lang zwoegen en veel frustratie de Stelling van Euclides doorgrondt.

Het is niet eens zo’n opvallende scène in het boek, en Russells epifanische moment is vrij conventieel weergegeven: in overdreven perspectief, het hoofd van de jongen gevangen in een ster, ogen zonder pupillen. Maar Doxiadis vindt het een cruciale scène. Dit zijn de momenten waar hij het voor doet, waardoor hij op veertienjarige leeftijd zelfs verslaafd raakte aan de wiskunde, aan de “schoonheid van het wiskundige bewijs”.

En dat, terwijl hij daarvóór ontzettend slecht was in wiskunde. “Ik háátte het vak! Ik wilde het laten vallen op school, maar toen kreeg ik goede begeleiding van een natuurkundige en na vijf lessen was ik er een kei in. Mijn begeleider introduceerde me bovendien tot de relativiteitstheorie en de kwantummechanica en dat fascineerde me enorm, als verhalen ook vooral.”

“Er heerst een soort taboe rond wiskunde”, zegt Doxiadis. “Een vooroordeel dat luidt dat wiskunde alleen toegankelijk is voor mensen die alles helemaal begrijpen. Maar dat lukt alleen door veel te oefenen. Wat je nodig hebt, is dat je de smaak te pakken krijgt, en dat gebeurt na je eerste magische moment.”

Op vijftienjarige leeftijd won Doxiadis een prijs met een monografie over wiskunde. Daarop werd hij uitgenodigd door een hoogleraar aan de Columbia University in New York, die hem onder zijn hoede nam. Dat was middenin de jaren zestig, toen Griekenland nog zuchtte onder een militaire junta en New York een anarchistische chaos was. “Dat was een intense ervaring, en ik moet eerlijk zeggen dat de overgang van een samenleving waar niks mocht, naar een stad waar geen enkel verbod leek te gelden, voor mij wat te veel was. Erg verwarrend, die totale vrijheid.” Na New York ging Doxiadis naar Parijs, waar hij studeerde hij aan de École pratique des hautes études. Terug in Griekenland legde hij zich toe op theater en film.

Arrogant doen
Logicomix is een enorm succes. In Griekenland, waar strips nauwelijks worden gelezen, zijn er 35.000 exemplaren verkocht. De Engelse vertaling staat op de eerste plaats van de bestseller top tien van ‘paperback graphic books’ in The New York Times. In Nederland is het boek, sinds haar verschijning, afgelopen zomer, inmiddels vier keer herdrukt. Mensen die nog niet dood gevonden zouden willen worden met een stripboek, geven Logicomix aan elkaar cadeau.

Doxiadis weet dit enorme succes ook niet precies te verklaren. “Ik kan arrogant doen en zeggen dat het gewoon een goed boek is, maar veel sléchte boeken hebben óók succes en talloze goede boeken doen helemaal niks. Toch is het niet helemaal onverwacht. Tijdens het maken van het boek, wat ons vijf jaar heeft gekost, heb ik mijn momenten van twijfel gehad. Maar toen ik de eerste platen van Alecos zag, wist ik dat het zou aanslaan.”

Apostolos Doxiadis, Christos H. Papadimitriou: Logicomix. Een epische zoektocht naar de waarheid. Uitgeverij De Vliegende Hollander. 352 pagina’s in kleur. ¤ 19,95

(Kennislink)

03-03-2010

Minder dan 1 procent van ons genetisch materiaal is van menselijke aard



Van het genetisch materiaal dat we met ons meedragen, is nog geen 1 procent van menselijke aard. De rest is voornamelijk afkomstig van de bacteriën die massaal in onze darmen leven. Dat blijkt uit een studie van een internationaal team van wetenschappers en de Vrije Universiteit Brussel.

Onbekende bacteriën in lichaam
Het onderzoek, dat in het wetenschappelijk tijdschrift 'Nature' gepubliceerd werd, toont aan dat de menselijke darmen tot 1.150 verschillende soorten bacteriën herbergen, waarvan vele nog onbekend voor de wetenschap. In het menselijk lichaam leven er ongeveer 100.000 miljard bacteriën, tien keer meer dan het aantal menselijke cellen.

De darmflora speelt een cruciale rol in de bescherming van de gezondheid. Bacteriën helpen mee om voedsel om te zetten in energie en beschermen ons tegen aanvallen van ziekteverwekkers.

Inzicht krijgen in obesitas
Uit de studie blijkt dat de menselijke darmflora uit twee delen bestaat. Eerst is er de zogenaamde kern. Die is bij iedereen gelijk en staat in voor het goed functioneren van de darm. Maar er is ook een deel dat sterk verschilt tussen mensen, aldus Jeroen Raes, een van de onderzoekers . "Het is uit dat variabel deel dat we hopen de verklaring te vinden waarom sommige mensen darmziekten krijgen of aanleg hebben tot obesitas. We hopen dat dit onderzoek kan leiden tot een verbeterd inzicht in darmziekten, of tot de ontwikkeling van nieuwe behandelingen." (belga/tw)

(HLN)

quote:

Integere mensen zijn mensen met karakter

UvA-alumna Kitty van der Heijden-Lek heeft op 19 februari bij de uitreiking van de David van Lennep Prijs de tweede prijs in ontvangst genomen. De prijs wordt jaarlijks uitgereikt door de Nederlandse Stichting voor Psychotechniek (NSvP) aan de schrijvers van de drie beste masterscripties op het gebied van arbeid, beroep en organisatie. Van der Heijden deed op verzoek van de Koninklijke Marechaussee onderzoek naar de mogelijkheid om sollicitanten te screenen op integriteit.

Op verzoek van de Koninklijke Marechaussee onderzocht Van der Heijden onder begeleiding van UvA-psycholoog dr. Jan te Nijenhuis of het mogelijk is om sollicitanten te screenen op integriteit: een combinatie van zorgvuldigheid in sociale contacten, betrouwbaarheid en verantwoordelijkheid. Een integer persoon, schrijft Van der Heijden, is iemand die ook blijft doen wat van hem verwacht wordt als de verleiding tot niet-integer gedrag groot is, bijvoorbeeld als een collega of leidinggevende wel de regels overtreedt. ‘Integer gedrag gaat een stapje verder dan je simpelweg aan de regels houden; het gaat er vooral om welk gedrag je vertoont als de regels niet zo duidelijk zijn of als je onder hoge druk staat. Integere mensen kiezen ook in zulke situaties voor "het goede". Zeker een organisatie als de Koninklijke Marechaussee, die een voorbeeldfunctie heeft, heeft behoefte aan zulke medewerkers. Vandaar het verzoek om onderzoek te doen naar de mogelijkheid om sollicitanten te screenen op integriteit.'

De bestaande vragenlijsten bleken voor dat doel ontoereikend, ontdekte Van der Heijden, omdat onduidelijk is wat ze nu precies meten. De psycholoog legde daarom aan sollicitanten en studenten van de Marechaussee talloze vragenlijsten voor: persoonlijkheidsvragenlijsten, maten voor moreel redeneerniveau, voor zelfbeheersing, agressie, intelligentie, geneigdheid tot positieve en negatieve stemmingen, integriteit, en een cluster eigenschappen dat de ‘dark triad' wordt genoemd, het duistere drietal: narcisme, psychopathie en Machiavellisme.

Ze had verwacht dat intelligentie en het vermogen tot moreel redeneren grote voorspellers zouden zijn voor integriteit, maar dat pakte anders uit. De beste voorspellers waren de persoonlijkheidsconstructen zelfbeheersing en morele identiteit. Een verrassing was dat ook een positief humeur samenhangt met integriteit: mensen die vaak in een goede, en zelden in een slechte bui zijn, komen als het meest integer uit de test. ‘We wisten al wel dat mensen die veel in een negatieve stemming verkeren, eerder geneigd zijn tot niet-integer gedrag, maar dat vrolijkheid zou leiden tot integer gedrag, dat had ik niet voorspeld.'

13-03-2010

Einstein krijgt alweer gelijk, nu vanuit heel ver weg in de kosmos


Albert Einstein. (Foto AP)

Het wordt saai. Ook de laatste test geeft Einstein gelijk: zijn algemene relativiteitstheorie klopt alweer met de resultaten (Nature, 11 maart 2010).


Stukje hemelkaart van de Sloan Digital Sky Survey.
M. Blanton en SDSS

Wat het toch spannend maakt: de test strekt zich uit tot op een derde van het zichtbare heelal. Precisietests van Einsteins werk speelden zich tot nu toe vooral af in het zonnestelsel.

Reina Reyes van Princeton University en haar collega’s gebruikten de Sloan Digital Sky Survey. Die heeft van 70.000 sterrenstelsels de positie, de relatieve snelheid en de (waargenomen) vorm vastgelegd.

Door de gegevens doordacht te combineren kon het team toetsen of de werkelijkheid op kosmische schaal afwijkt van de voorspellingen van de relativiteitstheorie. Daarnaast verifieerden zij alternatieve zwaartekrachtstheorieën.

Een groot probleem in de kosmologie is dat astronomen in de jaren negentig ontdekten dat het heelal versneld uitdijt. Volgens de algemene relativiteitstheorie zou de zwaartekracht juist steeds meer greep op de uitdijing krijgen, en die afremmen. Om het onverwachte fenomeen te verklaren werd het begrip ‘donkere energie’ ingevoerd, maar het is een mysterie waar dat begrip voor staat. Eén klasse van alternatieve modellen (f(R)) probeert om de donkere energie uit de weg te ruimen door parameters uit Einsteins theorie bij te stellen voor de grote afstandsschalen.

Nog een probleem is dat het heelal deels gevuld moet zijn met een onbekende materievorm, de ‘donkere materie’. Een tweede klasse van alternatieve modellen (TensorVectorScalar) probeert de donkere energie én de donkere materie samen op nieuwe wijze te verklaren.

De theorieën doen elk andere voorspellingen voor de mate waarin licht van verre sterrenstelsels onderweg door de zwaartekrachtsvelden van andere sterrenstelsels wordt afgebogen. Dat verschijnsel – de zwaartekrachtslens – zorgt ervoor dat wij die stelsels vervormd waarnemen. Ook de voorspellingen voor de vaart waarmee sterrenstelsels groeien en clusteren verschillen.

Na een (complexe) toets aan die drie maten – de lenssterkte, de groei en het clusteren – kon het team de TeVeS-modellen afvoeren. Om uit te maken of de algemene relativiteitstheorie beter werkt dan aangepaste varianten is meer precisie vereist – en dat vergt nog wel 20 jaar meten.

(nrc)

Breedbandverbinding via menselijke huid

Koreaanse onderzoekers zijn er in geslaagd om een breedbandverbinding via de menselijke huid tot stand te brengen. Over een afstand van 30 centimeter werden in de huid van de arm twee elektroden aangebracht, waarna er met een snelheid van tien megabit per seconde data verzonden werd via de huid. De elektroden zijn 300 micrometer dik, zo dik als drie menselijke haren.

De dunne flexibele elektroden gebruikten significant minder energie dan een wireless verbinding zoals Bluetooth. Een verbinding via de huid heeft minder energieverlies dan een verbinding door de lucht. Toch zien de onderzoekers er geen been in om de mens direct op het internet aan te sluiten. In medische toepassingen van de uitvinding zien ze echter wel toekomst.

Het is lastig om bijvoorbeeld de hartactviteit of de bloedwaarden van mensen in hun actieve dagelijkse leven te volgen. De mensen moeten of worden aangesloten op een opname-apparaat, of er moet gebruik worden gemaakt van een draadloze verbinding zoals Bluetooth. Voor deze manier van datatransmissie is veel energie nodig. Die energiebehoefte zou met 90 procent teruggebracht kunnen worden door gebruik te maken van de huid als geleider zo verklaart Sang-Hoon Lee van de Koreaanse universiteit in Seoel.

De resultaten van hun onderzoek, dat nog vervolgd gaat worden, zijn hier te vinden.

FOK!frontpage

16-03-2010

In Irak blind geworden soldaat kan weer zien met tong



De medische en technologische wonderen zijn de wereld nog lang niet uit. Craig Lundberg werd tijdens de oorlog in Irak blind na een raketaanval. De 24-jarige soldaat kan drie jaar later weer zien, met zijn tong! Dankzij een zonnebril, een camera, elektroden en zijn tong. Het systeem heet 'Brainport' en werd op de Britse televisie fraai gedemonstreerd (zie onderstaand filmpje).

Toen Lundberg drie jaar geleden in Irak het zicht verloor door een ontploffing bij een granaataanval, kreeg hij het harde verdict te horen dat hij voor altijd blind zou blijven. Met het revolutionaire 'Brainport' kan hij nu miraculeus opnieuw zien. Het systeem opent nieuwe perspectieven voor blinde mensen. De aanblik van een man met een zonnebril en een vreemd toestel in zijn mond zou dus weleens vaker in het straatbeeld kunnen opduiken.

Lolly
Het systeem bestaat uit een zonnebril met daarin een videocamera. De camera stuurt de opgenomen beelden via elektroden door naar de tong. Het uiteinde van de elektrode lijkt op een lolly. "Waar de camera ook naar kijkt, ik kan het beeld op mijn tong voelen," vertelt Lundberg. Dankzij de elektrode kan de man verschillende vormen en zelfs verschillende soorten licht onderscheiden. Zo kan Craig nu zonder begeleiding rondwandelen en obstakels ontwijken.

Leestest
Hoe werkt het? De elektrode geeft bepaalde bewegingen af. Het voelt als champagnebubbels op de tong. Die bubbels worden vervolgens door het brein opgepikt en in beelden vertaald. En het systeem functioneer prima. Lundberg was onlangs in staat om bij de opticien de bovenste letters van de oogtest moeiteloos te lezen. "Ik kon met mijn tong voelen dat de eerste letter een 'a' was en toen bewoog ik naar de volgende. Het was ongelofelijk. Ik liep door de gang en ik kon de deuren, de muren en de mensen die tegen me inkwamen, zien." (hlnsydney/kh)



(HLN)

12-03-2010

Seks op afstand binnen handbereik

Halverwege de jaren 90 had het publiek internet. Niet veel later had het publiek seks over het internet. Waar het begon met tekstuele avontuurtjes in chatrooms zijn we nu bij e-penissen en teledildo’s aangeland. Maar dankzij virtuele realiteit is de toekomst nog veel spannender…

“Oh schatje, ik heb zo’n zin in je.”
“Ik ook in jou lieverd, klim bij me in bed.”
“Laat me je zoenen over je hele lijf.”
“Hmmm, ja daar… lieverd?”
“Shit, sorry schat, mijn verbinding lag er even uit.”



Teleurgesteld? Tja, welkom in 1995. Dit was toen geen onverwacht einde van een chat tussen twee geliefden die op honderden kilometers afstand van elkaar een potje cyberseks wilden doen. Internet deed voorzichtig zijn intrede in de wereldwijde huiskamers, zij het met de ouderwetse inbelmodem. En zoals het de mensheid betaamt, vond zij al snel een manier om dit nieuwe medium te gebruiken voor het bevredigen van haar meest basale verlangen: seks.

Waar het in den beginne vooral bij chatrooms en privésessies per e-mail blijft, zet de seksuele revolutie online een nieuwe stap met de introductie van de webcam. Dankzij online belservices als Skype zijn lange-afstand relaties niet meer afhankelijk van de typkunst en geletterdheid van de partners. Eindelijk zien geliefden elkaar weer – een zegen voor stelletjes die elkaar in het echt maar weinig kunnen ontmoeten. Toch ontbreekt dat sensuele, namelijk lichamelijke contact.

Teledildonics


De haptische handschoen laat de drager een aanraking voelen die alleen in virtual reality bestaat.

Met de start van de eenentwintigste eeuw komt daar verandering in. Nieuwe technologieën schieten als paddenstoelen uit de grond. Eén daarvan is de haptische handschoen, een handschoen die de hand van de gebruiker een aanraking op afstand laat beleven. Het apparaat is aangesloten op een robothand met gevoelssensoren. Als de robothand een vorm betast, wordt de sensordata over het internet doorgestuurd naar de drager van de handschoen. Die ervaart de aanraking dan alsof de eigen vingers en hand over de vorm glijden.

Onderzoekers denken dat zo’n handschoen nuttig is om bijvoorbeeld te leren golfen als Tiger Woods. De handschoen stelt de drager namelijk in staat om dezelfde kracht en druk te ervaren als Woods wanneer hij een bal van de tee mept. Maar waarom zou het daarbij blijven? De handschoen kan net zo goed de vorm, druk en kracht simuleren van het aanraken van een gespierde biceps, of het zachtjes knijpen in een goedgevormde borst. Is teleseks nog ver weg?

Blijkbaar niet, want datzelfde jaar komt het bedrijf Sinulate met een nieuw product op de markt, de Sinulator. De Sinulator is een op afstand bestuurbare dildo, bediend door iemand anders op het internet. Het controlepaneel ziet eruit als een stuk kinderspeelgoed, maar is allesbehalve onschuldig.



De slider links bedient het stimulerende konijntje, terwijl de hendel rechts de draaisnelheid van de dildo controleert. Wie echt los wil gaan, laat haar cyberpartner één van de special moves doen, zoals de Jackhammer of de Tornado. Afbeelding: © Sinulate Entertainment

Deze uitvinding is in de eerste instantie éénrichtingsseks, want de man krijgt hiervan geen stimulatie. Maar daar komt snel verandering in als Sinulate hun speelgoed koppelt aan de Fleshlight. Deze buisvormige vibrator voor mannen stimuleert niet alleen, maar registreert ook hoe hard, hoe vaak en hoe diep de man stoot. Sinulate stuurt deze gegevens over het net naar de Sinulator, en voila: teledildonics is een feit.

Hologram
Kan het nog spannender? Oh, absoluut. Japanse onderzoekers bedenken in 2009 een manier om hologrammen niet alleen zichtbaar maar ook voelbaar te maken. Dat doen ze met ultrasoon geluid.



Ultrasoon geluid is onhoorbaar voor het menselijk oor. Maar het is nog steeds geluid, oftewel een verandering in luchtdruk. Die verandering in luchtdruk kan zich (net als een lichtbundel) op één punt concentreren, waardoor het geluid op die plek voelt als een aanraking.

De uitvinding is leuk om balletjes en olifantjes mee over je hand te laten bewegen, maar het ultrasone geluid werkt ook op hele andere plekken van je lichaam. Je hebt maar een klein beetje fantasie nodig om te bedenken wat een driedimensionaal hologram van je partner (die aan een andere computer voor de webcam zit) dan allemaal met je kan doen.



En ken je virtual reality nog, het simuleren van de werkelijkheid door de zintuigen elektronisch voor de gek te houden? Eind 2009 presenteerden Britse wetenschappers hun plannen voor de Virtual Cocoon, een helm die niet één of twee, maar alle vijf de zintuigen tegelijk moet stimuleren. Combineer dit met een haptisch pak, de grote versie van de haptische handschoen, en jij en je geliefde kunnen van elkaars lichaam genieten terwijl jullie aan de andere kant van de wereld zitten.

Sciencefiction
Technologie voor seks op afstand is een uitkomst voor mensen die lichamelijk niet in staat zijn om seks met elkaar te hebben. Maar houdt het daar op? Want niets houdt mensen tegen om deze technologie te gebruiken in hun spel terwijl ze in hetzelfde huis wonen.

De technologie staat nog teveel in de kinderschoenen om die vraag met serieus onderzoek te beantwoorden. Maar gelukkig schiet Hollywood te hulp. In de film Demolition Man uit 1993 laten de makers zien wat zij van virtuele seks denken (1:00).



Met de aaneenschakeling van felle flitsen en vreemde kleuren laten de makers weten dat ze virtuele seks maar niks vinden ten opzichte van de vertrouwde, sensuele manier van lichamelijke seks. Ook zetten de filmmakers virtuele seks weg als iets fouts door de slechterik van de film klassieke seks te laten verbieden.

Dat het zo’n vaart niet zal lopen is duidelijk. Sciencefiction is immers een bizarre vervorming van een mogelijke toekomst. Virtuele seks barst juist van de beloftes. Niet alleen voor koppels die ver uit elkaar zijn, ook voor lichamelijk gehandicapten en mensen die weer eens wat anders willen. Zo krijgt seks een spannende nieuwe dimensie. Als de internetverbinding het tenminste houdt.

(Kennislink)

quote:

One Gene Lost = One Limb Regained? Scientists Demonstrate Mammalian Regeneration Through a Single Gene Deletion

ScienceDaily (Mar. 16, 2010) — A quest that began over a decade ago with a chance observation has reached a milestone: the identification of a gene that may regulate regeneration in mammals. The absence of this single gene, called p21, confers a healing potential in mice long thought to have been lost through evolution and reserved for creatures like flatworms, sponges, and some species of salamander.

In a report published in the Proceedings of the National Academy of Sciences, researchers from The Wistar Institute demonstrate that mice that lack the p21 gene gain the ability to regenerate lost or damaged tissue.

Unlike typical mammals, which heal wounds by forming a scar, these mice begin by forming a blastema, a structure associated with rapid cell growth and de-differentiation as seen in amphibians. According to the Wistar researchers, the loss of p21 causes the cells of these mice to behave more like embryonic stem cells than adult mammalian cells, and their findings provide solid evidence to link tissue regeneration to the control of cell division.

"Much like a newt that has lost a limb, these mice will replace missing or damaged tissue with healthy tissue that lacks any sign of scarring," said the project's lead scientist Ellen Heber-Katz, Ph.D., a professor in Wistar's Molecular and Cellular Oncogenesis program. "While we are just beginning to understand the repercussions of these findings, perhaps, one day we'll be able to accelerate healing in humans by temporarily inactivating the p21 gene."

Heber-Katz and her colleagues used a p21 knockout mouse to help solve a mystery first encountered in 1996 regarding another mouse strain in her laboratory. MRL mice, which were being tested in an autoimmunity experiment, had holes pierced in their ears to create a commonly used life-long identification marker. A few weeks later, investigators discovered that the earholes had closed without a trace. While the experiment was ruined, it left the researchers with a new question: Was the MRL mouse a window into mammalian regeneration?

The discovery set the Heber-Katz laboratory off on two parallel paths. Working with geneticists Elizabeth Blankenhorn, Ph.D., at Drexel University, and James Cheverud, Ph.D., at Washington University, the laboratory focused on mapping the critical genes that turn MRL mice into healers. Meanwhile, cellular studies ongoing at Wistar revealed that MRL cells behaved very differently than cells from "non-healer" mouse strains in culture. Khamilia Bedebaeva, M.D., Ph.D., having studied genetic effects following the Chernobyl reactor radiation accident, noticed immediately that these cells were atypical, showing profound differences in cell cycle characteristics and DNA damage. This led Andrew Snyder, Ph.D., to explore the DNA damage pathway and its effects on cell cycle control.

Snyder found that p21, a cell cycle regulator, was consistently inactive in cells from the MRL mouse ear. P21 expression is tightly controlled by the tumor suppressor p53, another regulator of cell division and a known factor in many forms of cancer. The ultimate experiment was to show that a mouse lacking p21 would demonstrate a regenerative response similar to that seen in the MRL mouse. And this indeed was the case. As it turned out, p21 knockout mice had already been created, were readily available, and widely used in many studies. What had not been noted was that these mice could heal their ears.

"In normal cells, p21 acts like a brake to block cell cycle progression in the event of DNA damage, preventing the cells from dividing and potentially becoming cancerous," Heber-Katz said. "In these mice without p21, we do see the expected increase in DNA damage, but surprisingly no increase in cancer has been reported."

In fact, the researchers saw an increase in apoptosis in MRL mice -- also known as programmed cell death -- the cell's self-destruct mechanism that is often switched on when DNA has been damaged. According to Heber-Katz, this is exactly the sort of behavior seen in naturally regenerative creatures.

"The combined effects of an increase in highly regenerative cells and apoptosis may allow the cells of these organisms to divide rapidly without going out of control and becoming cancerous," Heber-Katz said. "In fact, it is similar to what is seen in mammalian embryos, where p21 also happens to be inactive after DNA damage. The down regulation of p21 promotes the induced pluripotent state in mammalian cells, highlighting a correlation between stem cells, tissue regeneration, and the cell cycle."

17-03-2010

Kijk op het kwantum

Schrödingers kat komt langzaam tot leven
.
Amerikaanse fysici hebben een apparaatje gebouwd dat met het blote oog zichtbaar is en toch kwantumeigenschappen bezit die voorbehouden leken aan de atomaire wereld.

De kwantumtheorie komt in zicht. Letterlijk. Tot nu toe hield de theorie zich schuil in de wereld van atomen en moleculen. Daar heersten de wetten van waarschijnlijkheid, daar konden deeltjes op meerdere plaatsen tegelijk zijn.

In de macrowereld was van die kwantumeffecten niets te zien. Indirect wel: Computers en lasers danken hun werking aan de dergelijke effecten. Maar de typische fenomenen zoals discrete energieniveaus bleven verborgen doordat de vele, kleine effecten elkaar uitdoofden.

Gifcapsule
Dat onderscheid tussen micro- en macrowereld zat fysici niet echt lekker. De kwantumtheorie moest natuurlijk overal gelden. Daarom wrong het beroemde gedachte-experiment van Erwin Schrödinger, een van de founding fathers van de kwantumtheorie, ook zo. Zijn kat, die was verstopt in een doos, samen met een dodelijke gifcapsule en een kwantummechanisch ontstekingsmechanisme, zou volgens Schrödinger dood en levend tegelijk moeten zijn. Dat kan natuurlijk niet, en dat komt, luidde een veelgebruikte verklaring, doordat in de overgang van klein naar groot de kwantummechanische onzekerheid verdwijnt. Hoe precies, dat bleef onduidelijk.

Mechaniekje
Amerikaanse fysici slaan nu een brug tussen deze twee werelden. Op de internetsite van Nature presenteren ze een ‘apparaatje’ dat met het blote oog waarneembaar is en toch kwantumeigenschappen heeft. Dat zijn twee prestaties van formaat in één artikel.

Ten eerste moesten ze een mechaniekje fabriceren dat aantoonbaar in zijn kwantummechanische grondtoestand zit, dat wil zeggen dat alle atomen zich in rust bevinden. Pas dan heeft het zin om te proberen het systeem een kwantumsprongetje te laten maken.

Koeltechniek
Maar dat vereist extreem lage temperaturen, kouder dan het miljoenste deel van een Kelvin. Komt de temperatuur daarboven, dan kunnen de atomen er voldoende energie uit putten om zo nu en dan een trilling door het kristalrooster te laten gaan – en worden de toegevoegde kwantumeffecten aan het zicht onttrokken. Zo’n lage temperatuur leek echter met de bestaande koeltechnieken een onneembare hindernis.

De fysici omzeilen dit probleem door een soort piëzo-elektrisch kristalletje te bouwen. Dat vibreert als er een elektrische spanning over komt te staan. De frequentie die daarbij hoort, is veel groter dan die van normale mechanische objecten. Zo’n hoge frequentie heeft ook meer energie nodig, en dus hoeft de temperatuur niet zo laag te zijn. Bij 25 millikelvin (goed te doen in een modern laboratorium) verkeerde het piëzo-elektrisch kristalletje in diepe rust.

Qubit
De tweede prestatie bestond eruit dat de fysici hun apparaatje koppelden aan een kwantumsysteem waarvan ze de toestanden konden manipuleren. Daarvoor gebruikten ze een zogeheten qubit, de kwantummechanische variant van een computerbit (heeft een gewone bit de waarde nul of een, een qubit verenigt die twee waarden in alle mogelijke verhoudingen).

Vaak bestaat een qubit uit een microscopisch klein stroomkringetje, waarbij de stroom linksom en rechtsom kan draaien (0 of 1), maar ook – geloof het of niet – in een combinatie van die twee (dus tegelijk linksom en rechtsom).

Test
Het was nog een hele toer om de twee zo te koppelen dat het qubit zijn eigenschappen doorgaf aan het apparaatje, en weer terug - en te bewijzen dat dit inderdaad gebeurde – maar de fysici slagen overtuigend voor deze test.

Het lukt ze zelfs om het qubit een verstrengelde toestand over te laten brengen, al moeten ze erkennen dat ze dit alleen indirect kunnen bewijzen. Het definitieve antwoord op vraag over de kat van Schrödinger – is ze dood, levend, of allebei tegelijk – laat dus nog even op zich wachten.

Lyrisch
Toch is de commentator van Nature lyrisch. Een jaar geleden, toen dezelfde fysici op een conferentie in Duitsland hadden laten zien hoe vaardig ze waren in het manipuleren van dergelijke minisystemen, hadden ze al een staande ovatie van vakgenoten gekregen. Nu hebben ze met dit apparaatje, schrijft hij, “de deur geopend naar een wereld waarin we macroscopische objecten op kwantumniveau beheersen. De kwantumcomputer lonkt.”


Joep Engels

A.D. O’Connell e.a.: ‘Quantum ground state and single-phonon control of a mechanical resonator’, in Nature advanced online van 17 maart 2010

(Noorderlicht)

23-03-2010

Hersenen puzzelen informatie aan elkaar

NIJMEGEN - Als de hersenen nieuwe informatie binnenkrijgen, die eigenlijk nergens bij past, gaan twee hersengebieden op topsnelheid aan het werk om deze gegevens zodanig aan te passen dat ze een logisch geheel vormen.

Op die manier vormt zich het geheugen en kunnen mensen dingen onthouden.

Dat heeft neurowetenschapper Marlieke van Kesteren van het Universitair Medisch Centrum St Radboud (UMC) in Nijmegen ontdekt na experimenten.

Haar vinding werpt nieuw licht op de kennisverwerving van mensen en kan in de toekomst leiden tot een andere opzet van leervakken in het onderwijs.

Vooral voor vakken met een gefaseerde kennisopbouw, zoals wiskunde, is het belangrijk om te weten hoe mensen dingen kunnen leren en onthouden, aldus de onderzoekster.


Hippocampus

Het was al bekend dat de hippocampus een belangrijke rol speelt bij de geheugenvorming. Van Kesteren heeft nu vastgesteld, dat dat hersengebied intensief discussieert met de prefrontale hersenschors bij het opslaan van nieuwe informatie.

Hoe ingewikkelder en nieuwer de informatie is, hoe intensiever de twee hersengebieden communiceren. En de discussie gaat door totdat de gegevens zijn opgeslagen in het geheugen, al doet de bezitter van de hersenen ondertussen allang wat anders of zelfs helemaal niets.

Van Kesteren bewees haar theorie door twee groepen vrijwilligers een film te laten zien. De ene helft zag het logische begin van de film en de andere helft kreeg de beelden door elkaar gehusseld te zien.


Normale einde

De volgende dag kreeg iedereen het normale einde van de film te zien. In de MRI-scan werd zichtbaar dat de hersenen van degenen die het verknipte begin van de film hadden gezien, op topsnelheid werkten om van de beelden een logisch verhaal te maken. Ook een tijd na de filmvertoning waren hun hersenen nog druk aan het werk, terwijl het bij degenen die de gewone film hadden gezien, alweer rustig was.

Van Kesterens ontdekking wordt deze week online gepubliceerd in het toonaangevende wetenschappelijke vakblad PNAS (Proceedings of the National Academy of Sciences of the USA).

© ANP

(nu.nl)

Koolstofdatering nu ook schadevrij

quote:

Amerikaanse onderzoekers hebben een non-destructieve methode voor koolstof-14-datering ontwikkeld. Waar voorheen een fragment van het te dateren voorwerp verwijderd moest worden, is dit met de nieuwe methode niet meer nodig.

Met koolstof-14-datering kan vrij nauwkeurig bepaald worden hoe oud een voorwerp is. Tot op heden gebeurde dat door een stukje van het betreffende voorwerp af te halen. Dit fragment werd grondig gereinigd. Vervolgens werd het materiaal in een afgesloten kamer verbrand. De koolstofdioxide die daarbij vrijkomt werd vervolgens geanalyseerd, het gehalte van de isotoop koolstof-14 (C14) daarin is een maat voor de ouderdom van het object.

Non-destructieve methode
Emeritus Hoogleraar Marvin Rowe van de Texas A&M University beweert een methode te hebben ontwikkeld waarbij het niet meer nodig is een fragment van het te dateren voorwerp te verwijderen. Met de nieuwe methode wordt het gehele voorwerp in een glazen kamer geplaatst. Een niet-reactief plasma, een elektrisch geladen gasmengsel, reinigt het voorwerp. Vervolgens laten onderzoekers een flinterdun oppervlaktelaagje van het voorwerp reageren met zuurstof. Bij deze oxidatie ontstaat koolstofdioxide, waarvan op identieke wijze als bij conventionele koolstofdatering het C14-gehalte bepaald wordt.

Hoewel de methode non-destructief genoemd wordt, gaat nog steeds een minimale hoeveelheid materiaal verloren. Rowe legt uit waarom de methode toch non-destructief genoemd mag worden: "Dat is waar, in totaal reageert ongeveer een milligram koolstof, maar het effect daarvan is nagenoeg volledig onzichtbaar. Bij experimenten met een 1350 jaar oud Koptisch tapijt zagen we, ook bij vergroting onder de microscoop, geen verandering. Alleen bij extreme plasmabehandelingen trad er bij sommige voorwerpen een lichte verbleking of erosie op van minieme hoeveelheden oppervlaktemateriaal."

Om de methode te verifiëren, hebben Rowe en zijn team diverse organische materialen gedateerd, zoals konijnenhaar, houtskool en een stuk gemummificeerd mensenvlees. De resultaten kwamen overeen met die van 'ouderwetse' C14-datering. "De techniek is even nauwkeurig en kan de ouderdom bepalen van objecten tot ongeveer 45.000 à 50.000 jaar terug," aldus Rowe. Volgens de onderzoekers maakt de grootte van het onderzochte voorwerp niet uit. "We kunnen de testkamers zo groot maken als we willen. Mogelijk kunnen we ook een deel van een object behandelen, mits de opstelling rondom zeer goed wordt afgedicht met aluminiumfolie. Maar dit hebben we nog niet getest."

Meer voorwerpen dateren
Rowe hoopt met de nieuwe methode voorwerpen te kunnen dateren die door de eigenaren eerder nooit werden afgestaan voor onderzoek. Het argument dat het voorwerp voor de datering vernield moet worden gaat immers niet meer op volgens de onderzoeker.

De onderzoeker heeft al een shortlist gemaakt van voorwerpen die hij dolgraag aan een nader onderzoek zou onderwerpen. Bovenaan op de lijst staat de lijkwade van Turijn, een van de meest omstreden relikwieën van de katholieke kerk. Dit kleed is volgens sommige christenen het gewaad waarin Jezus werd begraven. Het Vaticaan heeft éénmalig datering van één vezel toegestaan, waarna een jaartal tussen 1260 en 1390 volgde uit de datering. De discussie over de authenticiteit van het gewaad werd daardoor niet gestopt.

Ook wil Rowe graag de Venus van Brassempouy analyseren. Dit 3,65 cm hoge kopje van een ivoren beeldje wordt geschat op een leeftijd van 25.000 jaar. Hoewel het beeldje met gemak in de testopstelling van Rowe past, is het nog maar de vraag of het Museé des Antiquités Nationales in het Franse Saint-Germain-en-Laye aan een datering mee wil werken.

FOK!frontpage

25-03-2010

Met woorden zoeken in beelden

Zoeken in tekst is makkelijk: je typt je zoekterm in en de computer kijkt of dezelfde reeks tekens voorkomt in zijn tekstbestand. Beelden zijn echter niet gemaakt van woorden en dat maakt erin zoeken een stuk moeilijker. De computer heeft zelf geen idee van de inhoud van de filmpjes en afbeeldingen die hij op zijn schijf heeft staan. Gamers kunnen hier verandering inbrengen.

Sinds de komst van zoekmachines zoals Google, is zoeken in tekst een eitje geworden. Je typt simpelweg je zoekterm in en de computer gaat op zoek naar precies die reeks letters in al zijn files. Zoeksystemen die een beetje verstand van taal hebben, kunnen zelfs al met je meedenken en vinden ook teksten waar ‘jeans’ in voorkomt als je op ‘spijkerbroek’ zoekt.

Het vinden van net die ene foto die je zoekt is vaak een stuk moeilijker: de enige woorden van een afbeelding staan in de titel—en meestal bevat die weinig inhoudelijke informatie. ‘Italie057’, was dat nu die ene foto van de Toren van Pisa? Ook makers van televisie-programma’s lopen regelmatig tegen zulke problemen aan. In het archief van Beeld en Geluid ligt ruim 700.000 uur aan film, die lang niet allemaal digitaal zijn. Hoe vinden ze dan dat ene oude fragment dat ze willen draaien in een programma?


Als je zoekt via Google Afbeeldingen op ‘boat’, vindt je alleen afbeeldingen die van de eigenaar het label ‘boat’ hebben meegekregen. De kans dat je plaatjes van boten misloopt, puur omdat ze geen duidelijk label hebben meegekregen, is groot. Meer specifieke zoekopdrachten, zoals ‘boot met zonnende mensen op het dek’, zijn nog problematischer. Dan zou het handig zijn als de computer echt kon zien wat er op de plaatjes stond.

Beeldherkenning
Dit probleem is op twee manieren op te lossen: (1) de computer zou de beelden moeten kunnen herkennen, of (2) aan de beelden zouden woorden (tags) moeten worden toegevoegd waaruit de inhoud van de beelden is af te leiden. Wetenschappers werken hard aan de eerste oplossing, maar deze techniek staat nog in haar kinderschoenen. De tweede methode blijkt in de praktijk makkelijker toe te passen. Maar dan moet dus wel iemand alle beelden voorzien van de juiste tags. Dit proces, dat annoteren heet, is nog een hele klus. Als je het hele archief van Beeld en Geluid wil bekijken ben je daar meer dan 80 jaar mee bezig—en dan heb je nog niet eens tijd gehad om te annoteren.

Vorig jaar mei lanceerde Beeld en Geluid daarom samen met de KRO een online spel dat spelers uitnodigt om dit tijdrovende klusje vóór hun te doen. De deelnemers van Waisda? bekijken filmpjes uit het archief van Beeld en Geluid en beschrijven in steekwoorden waar het filmpje over gaat. Wanneer twee spelers ongeveer tegelijkertijd dezelfde tag bij een filmfragment plaatsen, scoren ze punten. Als je genoeg punten behaalt kom je in de highscorelijst te staan.

Altruïsme
Beeld en Geluid onderzoekt samen met de Vrije Universiteit Amsterdam hoe Waisda? zoveel mogelijk waardevolle tags voor hun archief kan binnenhalen. Om te beginnen kan Waisda? niet zonder een grote groep spelers. “Uit onze evaluatie van Waida? blijkt dat spelers meedoen om drie verschillende redenen”, vertelt Maarten Brinkerink, onderzoeker bij Beeld en Geluid. “Ten eerste spelen veel mensen mee uit altruïsme.” De deelnemers weten dat het spel voor een goed doel is en willen daarom graag helpen. “Uit onderzoek blijkt dat spelers die uit altruïsme spelen vaak de meest effectieve groep spelers zijn. Het is dus belangrijk om in het ontwerp van het spel en in de promotie ervan goed naar voren te laten komen dat het ‘werk’ van de spelers waardevol is.”


Spelers van Waisda? geven in steekwoorden aan waar een filmpje over gaat. Deze steekwoorden kunnen programmamakers later gebruiken om tv-fragmenten terug te vinden. Zij zijn de spelers dan ook erg dankbaar!

Vervolgens moeten de filmpjes die de spelers bekijken natuurlijk wel leuk zijn om te zien. “Het is daarom belangrijk om het aanbod steeds te vernieuwen”, aldus Brinkerink. “Ten slotte is het samenspel ook een belangrijke motivatie om Waisda? te spelen. Een constante gemeenschap van spelers is dus van belang.” Middelen als wedstrijden en sociale media (Hyves, Facebook, etc.) zouden kunnen worden ingezet om dit te bereiken.

Goede tags, slechte tags
In iets meer dan 6 maanden tijd voegden 2.296 spelers maar liefst 340.551 tags toe aan 604 filmpjes. “Het oorspronkelijke doel van Waisda? is hiermee ruim gehaald”, aldus Brinkerink. Vervolgens was het zaak om de kwaliteit van de ingevoerde tags te onderzoeken. “Het eerste criterium waar wij—al tijdens het spelen—naar kijken is of spelers elkaars tags bevestigen, door op het zelfde moment (binnen een marge van tien seconden) dezelfde tag toe te voegen. Uit onze evaluatie is gebleken dat dit voor 40% van alle toegevoegde tags het geval is.”

Vervolgens hebben de onderzoekers de tags vergeleken met verschillende woordenlijsten. Hieruit bleek dat bijna 24% van de tags correct Nederlands is en bijna 6% ook voorkomt in de termenlijst die Beeld en Geluid hanteert. Dat lijkt misschien niet zo’n hoge score, maar veel van deze variatie is goed te verklaren. Naast de te verwachten typ- en spelfouten, kwamen veel tags niet in de woordenlijsten voor door het gebruik van meervouden, verkleinwoordjes en werkwoordsvervoegingen. Of juist door het ontbreken van accenten, zoals het trema of de accent aigu. Bovendien merkten de onderzoekers dat veel spelers tags bestaande uit meerdere woorden invoerden, en dat was niet de bedoeling. “Dergelijke onvolkomenheden zouden we in de toekomst graag automatisch willen corrigeren, om zo een hogere overeenkomst tussen spelers onderling en met de woordenlijsten te bereiken”, vertelt Brinkerink.

T.A.G.
Voorlopig werken de ontwikkelaars dus gestaag verder aan Waisda?. Enerzijds om het spel zo leuk mogelijk te maken voor de spelers en anderzijds om de verkregen tags optimaal te kunnen gebruiken in hun archieven. De ontwikkelaars zetten hierbij T.A.G. in: The Annotation Game. “T.A.G. is een prototype waarmee nieuwe functionaliteiten voor Waisda? getest kunnen worden”, legt Brinkerink uit. “Deze nieuwe functionaliteiten zijn gebaseerd op de aanbevelingen die uit de eerste evaluatie zijn voortgekomen. Wanneer proefpersonen tests met dit prototype positief ontvangen, dan kunnen we deze ook in Waisda? integreren.” Na het spelen van TAG kunnen de deelnemers hiervoor een enquête invullen. Naast een hoge score verdienen de deelnemers zo ook nog eens de eeuwige dankbaarheid van de onderzoekers.

(Kennislink)

25-03-2010

Geniale Rus zegt nee tegen miljoen dollar

De Russische wiskundige Grigori Perelman heeft laten weten niet geïnteresseerd te zijn in het prijzengeld van een miljoen dollar, dat het Clay Mathematics Institute uitlooft voor zijn bewijs van het Vermoeden van Poincaré.

‘Ik heb alles wat ik hebben wil,’ meldde Perelman vanachter de gesloten deur van zijn flat in St. Petersburg. Meer zei hij niet tegen de verslaggever van Daily Mail. Een buurvrouw kon wat meer informatie geven: ‘Ik was eens in zijn flat en stond versteld. Hij heeft alleen een tafel, een stoel en een bed met een vies matras dat was achtergelaten door de vorige bewoners.’ Perelman leeft er met zijn oude moeder en er huizen kakkerlakken, tot ergernis van de buren, die graag een schoon flatgebouw willen.


Grigori Yakovlevich Perelman (geboren op 13 juni 1966)

.Perelman, nu 43 jaar, zette in 2002 en 2003 drie artikelen (The entropy formula for the Ricci flow and its geometric applications, Ricci flow with surgery on three-manifolds en Finite extinction time for the solutions to the Ricci flow on certain three-manifolds) op het internet. Het duurde een aantal jaren voordat specialisten overtuigd waren van het feit dat hij met deze drie artikelen het bewijs van het Vermoeden van Poincaré had geleverd. In 1904 formuleerde Henri Poincaré zijn vermoeden, dat iets zegt over hoe een driedimensionale bol in een ruimte van n dimensies valt te herkennen. Als, aldus Poincaré, iedere willekeurige lus op een oppervlak tot een enkel punt is samen te trekken, moet het om een bol gaan. Een uitgebreid achtergrondartikel over Poincaré’s stelling uit de topologie, is op Kennislink te lezen in De vorm van de ruimte.

Vorige week kende het Clay Mathematics Institute of Cambridge, Massachusetts, officieel de eerste van zeven millenniumprijzen aan Perelman toe. In 2000 zette het instituut van miljonair Landon T. Clay het Vermoeden van Poincaré op een lijst van zeven grote, onopgeloste vraagstukken uit de wiskunde. Volgens het Clay Institute is Perelmans bewijs een van de grootste doorbraken in de moderne wiskunde. Dat hij heeft geweigerd de prijs in ontvangst te nemen, komt niet helemaal als een verrassing. Vier jaar geleden weigerde hij de Fields Medal. Toen al zei hij niet geïnteresseerd te zijn in geld of roem. ‘Ik wil niet leven als dieren in een dierentuin. Ik ben geen held van de wiskunde, daarom wil ik niet dat iedereen naar mij kijkt,’ zei Perelman destijds.

Na zijn internetpublicaties maakte hij in 2003 een tournee door Amerika om op verschillende universiteiten uit te leggen wat hij had gedaan, maar eenmaal terug in Rusland keerde hij de wetenschappelijke wereld de rug toe. Sergei Kisliakov, directeur van het Steklov Mathematisch Instituut in St. Petersburg, waar Perelman tot dan toe werkte, zegt dat Perelman al vier jaar alle contacten met het instituut heeft verbroken.

Warm Home, een liefdadigheidsinstelling voor kinderen, gevestigd in Perelmans woonplaats St. Petersburg, schreef een open brief aan Perelman. Gevraagd wordt of hij het geld zou willen accepteren en doneren aan Russische liefdadigheidsinstellingen. Helaas tot nu toe zonder succes. Helemaal definitief is Perelmans weigering nog niet: het Clay Institute heeft nog geen officiële bevestiging van het niet aanvaarden van het prijzengeld ontvangen van de Rus.



(Kennislink)

29-03-2010

Blowers steken elkaar aan

Slechte genen de schuld geven van je drugsgebruik kan niet meer: het ligt gewoon aan foute vrienden, ontdekte Hanneke Creemers.

Het is een populaire opvatting: jongeren die aan de soft drugs raken, hebben een ‘karakterfoutje’. Het zijn de sensatiezoekers, ze proberen graag van alles uit. De Rotterdamse onderzoekster Hanneke Creemers, verbonden aan de afdeling Kinder- en Jeugdpsychiatrie van het Erasmus Medisch Centrum, zet daar vraagtekens bij. Sensatiezucht speelt volgens haar geen grote rol. Vroeg beginnen met roken, omgaan met blowende vrienden en gedragsproblemen zijn veel betere indicatoren van toekomstig cannabisgebruik, aldus Creemers, die afgelopen donderdag op haar onderzoek promoveerde.
Voor haar onderzoek bestudeerde Creemers de gegevens van tweeduizend jongeren die meedoen aan TRAILS, een bevolkingsonderzoek naar de geestelijke en lichamelijke gezondheid van jongeren in Noord-Nederland. Het bleek dat jongeren met een sterk verlangen naar sensatie, en jongeren die weinig terughoudend zijn in onbekende omstandigheden, vaker voor hun dertiende levensjaar beginnen met roken.

Experimenteren
Creemers: ‘Ze beginnen vaker vroeg met roken en maken vaker de overstap van een sigaret naar een joint. Ook jongeren die weinig terughoudend zijn in onbekende omstandigheden maken deze overstap vaker.’
En dat risico wordt nog eens vergroot doordat deze jongeren vaak het gezelschap zoeken van reeds blowende vrienden, blijkt uit het onderzoek. Want of al dat geëxperimenteer leidt tot regelmatig blowen, hangt mede van die vrienden af. Terwijl sensatie zoeken het risico om vroeg te gaan blowen met tien tot twintig procent doet stijgen, is dit risico een stuk groter bij jongeren die voor hun twaalfde beginnen met het roken van sigaretten, maar ook groter bij jongeren die meer blowers in hun vriendengroep hebben. Ze steken elkaar aan.
Ook de aanwezigheid van gedragsproblemen is, zij het in mindere mate dan roken en blowende vrienden, een betere voorspeller van blowen dan sensatiezucht. Een beetje experimenteren hoeft dus niet erg te zijn. Maar niet te vroeg, en niet in groepsverband.

(depers.nl)

02-04-2010

Sterrenenergie

Waarom kernfusie zo moeilijk is

Kernfusie is de heilige graal van de energiewetenschappen. Door fusie van lichte kernen als waterstof en helium moet een vrijwel oneindige en bijna gratis energiebron aan te boren zijn – de zon en alle andere sterren doen het immers ook zo. Toch lukt het maar niet om fusie te bedwingen.

Het was een doorn in het oog van Charles Darwin: die verrekte zon. Zijn evolutietheorie vertelde hem dat er al miljarden jaren leven op aarde bestaat, maar die grote bol gesmolten rots kon onmogelijk meer dan honderd miljoen jaar oud zijn. Hij beschouwde het als een grote zwakte van zijn theorie, maar voorzag ook de oorzaak al: de mens wist in zijn tijd gewoonweg nog zo weinig van het heelal! Het zou tot de jaren dertig van de twintigste eeuw duren voordat natuurkundigen, met Albert Einstein en Hans Bethe in hun voorhoede, ontdekten hoe het écht zit met de zon. Geen grote bol gesmolten rots verlicht onze horizon, maar een klomp dicht samengeperst gas.

De doorbraak kwam in 1938 toen Hans Bethe uitrekende hoe hoog de druk in het binnenste van de zon moet zijn. Die druk is gigantisch, zo groot dat de kerndeeltjes van het waterstof- en heliumgas ondanks hun afstotende ladingen dicht op elkaar geperst moeten zitten. Bethe realiseerde zich dat die enorme hitte en dichtheid wel tot fusie van de kernen moest leiden. Twee waterstofkernen (je kunt bij die dichtheid eigenlijk niet meer van atomen spreken) kunnen samensmelten tot een heliumkern. De producten van die fusie zijn ietsje lichter dan de ingrediënten, dus volgens E=mc2 komt er energie bij vrij – de bron van het zonlicht.


Een deuteriumkern (2H) en een tritiumkern (3H) botsen op elkaar. Ze versmelten, zodat er een heliumkern (4He), een neutron (n) en een beetje energie (aangegeven in MeV) vrijkomen.

.De magnetische fles
Natuurkundigen zagen meteen in dat kernfusie een ideale energiebron zou zijn, maar de omstandigheden in het binnenste van de zon zijn zo extreem dat onmogelijk werd geacht om die op aarde na te bootsen. Niet dat het opwekken van een fusiereactie tussen twee waterstofkernen zo moeilijk zou zijn, maar zie het maar eens te controleren! Begin jaren ’50 kwamen de eerste ontwerpen voor reactoren waarin kernfusie plaats kan vinden. Die eerste ontwerpen gingen al uit van het maken van een plasma van geladen deeltjes. Een stof, in dit geval zwaar waterstof of deuterium, wordt daarvoor zo ver verhit dat de elektronen loslaten van hun kernen. De soep van geladen deeltjes die zo overblijft kan, dankzij hun lading, gecontroleerd worden met een magnetisch veld. Zo kan een plasma dat miljoenen graden heet wordt in een magneetveld zweven. In het ideale geval raakt het de wanden van de reactor niet eens.


Een kijkje in een magnetische-fles-centrale (ook wel Tokamak genoemd).

Maar plasma’s laten zich niet zo makkelijk voor een karretje spannen. Als je het met een magneetveld onder zo’n hoge druk probeert te brengen dat fusie plaats gaat vinden, probeert het plasma door alle mogelijke zwakke plekken in dat veld te ontsnappen. Het wordt zelfs moeilijker een plasma te bedwingen naarmate het heter wordt. In de ideale condities voor kernfusie is het plasma een wild monster, vrijwel onmogelijk om te beteugelen. Zo viel het simpele en elegante idee voor een kernfusiecentrale lange tijd in het water…

Fusie in het brandpunt
Een tweede idee om kernfusie te beheersen kwam tijdens de energiecrisis van de jaren ’70. Het onderzoek werd gedaan bij het Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL), waar ook kernwapens ontwikkeld werden voor het Amerikaanse leger. Hun idee was om de condities voor fusie op een heel klein plekje te creëren: in het brandpunt van een batterij supersterke laserstralen. Dat lukte deels: weliswaar braken de onderzoekers van LLNL keer op keer de records voor de sterkste laserpulsen en brachten ze ook fusie teweeg in het brandpunt van hun stralen, maar de hoeveelheid energie die erin moet om die fusie op te wekken bleef vele malen groter dan de energie die door de kernfusie werd opgewekt. Wetenschappers rekenden uit dat de laserstralen zeventig keer zo sterk zouden moeten worden om energiewinst uit hun vorm van fusie te halen. Een onneembare horde?



Zien is geloven
Wereldleiders zagen in eerste instantie meer heil in de ‘magnetische fles’ dan in laserfusie. In 1985 sloten de Sovjetleider Gorbatsjov en de Amerikaanse president Reagan de handen ineen om te beginnen aan een megaproject: de bouw van de eerste ‘magnetische-fles-centrale’ die evenveel energie oplevert als erin gaat. De bouwplannen waren klaar in 2001 en in 2005 besloten de deelnemende landen na veel gekibbel dat de centrale gebouwd zou worden in het Franse Cadarache. De totale bouwkosten van de monstermachine bedragen 5 miljard euro, en naar schatting duurt het 10 jaar voordat de centrale klaar is.

De onderzoekers van LLNL hebben ook niet stil gezeten, en begin dit jaar werd hun nieuwe superlaser in de National Ignition Facility (NIF) met veel bombarie ingewijd. Deze laser, die eigenlijk uit een batterij van 192 lasers bestaat, is de krachtigste ter wereld. Naar verwachting wordt er uiterlijk in 2012 kernfusie bereikt bij NIF. Ook daar is het streven om het ‘break-even point’ te bereiken: er moet evenveel energie uitkomen als erin gaat. De Amerikanen beweerden bij de ingebruikname van de nieuwe laser dat het een kwestie van een paar jaar is voordat er een schier oneindige hoeveelheid ‘sterrenenergie’ hun faciliteit uit zal vloeien. Daarbij gaan ze wel voorbij aan een aantal fikse problemen die vooralsnog kernfusie in de weg staan.



Radioactiviteit en uitputting
Eén van de belangrijkste problemen die bij het maken van ‘schone’ kernfusie komt kijken zit in de manier waarop energie bij de fusiereactie vrijkomt. Het merendeel van die energie zit in neutronen met hele hoge snelheden en energieën. Die neutronen moeten opgevangen worden om de energie te kunnen winnen, en dat is niet eenvoudig. Neutronen hebben geen elektrische lading en kunnen dus niet met magneetvelden worden beheerst. Bovendien vliegen ze doodleuk door de meeste materie heen. De enige manier om neutronen te stoppen is door een voldoende dikke wand om de reactor heen te bouwen, bijvoorbeeld van staal. Dan wordt de kans dat de neutronen op hun weg naar buiten ergens tegenaan botsen groot genoeg. De warmte die bij die botsingen vrijkomt kan worden gebruikt om water te verwarmen, waarmee dan weer turbines kunnen worden aangedreven die stroom opwekken.

Maar als een neutron met een hele grote energie tegen een atoomkern aanbotst komt er niet ‘netjes’ alleen maar warmte vrij. Het neutron kan de metaalkern bijvoorbeeld uit zijn rooster knikkeren, waardoor het supersterke staal langzaamaan verzwakt. Of het neutron kan aan de kern blijven plakken en de kern radioactief maken, waardoor er gevaarlijke straling vrijkomt. Die problemen zijn groot, en oplossingen zijn nog niet in zicht. Wereldwijd werken fusie-onderzoekers, bijvoorbeeld bij het Nederlandse instituut voor plasmafysica in Rijnhuizen, aan materialen die het neutronenbombardement goed kunnen verdragen. Kanshebbers zijn bijvoorbeeld keramische materialen of speciaal versterkt staal.


Bij het FOM-instituut voor plasmafysica Rijnhuizen wordt onderzoek gedaan naar de invloed van gloeiend heet plasma op wandmaterialen. Het plasma-wandexperiment Pilot-PSI schiet een bundel plasma (heet, geladen gas) op een trefplaat en onderzoekt hoe het materiaal reageert op de beschieting. Hier wordt een waterstofplasma gebruikt. Afbeelding: © FOM-Rijnhuizen

Een ander groot probleem is toch het materiaal waarvan een fusieplasma gemaakt wordt. Dat materiaal is waterstof, dus het ligt niet voor de hand dat dat moeilijk te krijgen zou zijn. Maar voor fusie is het essentieel dat niet ‘gewoon’ waterstof, maar de zwaardere isotopen deuterium en tritium worden gebruikt. Deuterium is eenvoudig en goedkoop te maken, maar het radioactieve tritium kan vooralsnog alleen in gewone kerncentrales geproduceerd worden. Dat gaat met twee tot drie kilo per centrale per jaar, terwijl een fusiecentrale er maandelijks een kilo doorheen jaagt.

Tritiumrecycling
Een kernfusiecentrale die langdurig en betrouwbaar energie kan maken, of het nou een magnetische fles of een laserfusiecentrale is, heeft dus een heel bijzondere omgeving nodig. Die omgeving moet bestand zijn tegen een regen van hete neutronen, en bovendien het plasma van tritium blijven voorzien. In theorie kunnen die twee voorwaarden heel goed samengaan.

Als je in de wand van de reactor namelijk lithium verwerkt, een licht en reactief metaal, kunnen de hete neutronen in dat lithium weer tritium maken. Wanneer een neutron een lithiumkern raakt kan die kern vervallen naar een helium- en een tritiumkern. Helaas is dat nog geen ‘gratis’ tritiumopbrengst: voor iedere nieuwe tritiumkern is één neutron nodig, en uit iedere fusiereactie, waarin een tritiumkern wordt gebruikt, komt precies één neutron. Om dit proces te kunnen gebruiken moet je dus een kettingreactie in het lithium teweeg brengen. Dat is mogelijk, maar lastig. En als die nieuwe tritiumkernen er dan zijn, moeten ze ook nog terug het plasma in geleid worden.


Waterstof komt voor in drie vormen of isotopen. Gewoon waterstof, ook wel protium genoemd, bestaat uit een proton en een elektron. Deuterium of ‘zwaar waterstof’ heeft in zijn kern behalve dat proton ook nog een neutron. Tritium heeft zelfs twee neutronen.

Te mooi om waar te zijn
Daar komt nog bij dat de voorraad lithium op aarde niet oneindig is. Zelfs als het de onderzoekers bij ITER of NIF dus lukt om een werkende fusiereactor te maken zijn we nog niet zover dat we gratis oneindig veel energie uit simpel water kunnen halen. Het visioen van de pioniers in de tijd van Bethe was te mooi om waar te zijn. Dat neemt niet weg dat fusie één van de weinige manieren van energieopwekking is die in theorie de aarde niet aan zou tasten en geen CO2-uitstoot zou moeten veroorzaken.

Kernfusie is voorlopig nog geen kandidaat om het energieprobleem op aarde op te lossen. Er staan nog teveel obstakels in de weg, en het zal tientallen jaren duren voordat die uit de weg zijn geruimd. We zullen het tot die tijd moeten doen met de fossiele brandstoffen die ons nog resten, aangevuld met alternatieven als wind-, water- en zonne-energie en ouderwetse kerncentrales. Maar áls het ooit lukt om het grillige plasma in bedwang te krijgen en fusie-energie te produceren zijn we wel voorgoed van dat energieprobleem af.

Misschien ziet de natuurkundeles in 2100 er dan wel zo uit:


(Kennislink)

07-04-2010

"Aarde zit in nieuw tijdperk: de tijd van de mens"



Onze planeet is 4,57 miljard jaar oud en zit momenteel in een tijdperk dat we het holoceen noemen. Maar volgens sommige wetenschappers is de Aarde aan een nieuwe periode in haar geschiedenis begonnen: het antropoceen, ofwel de tijd van de mens. En dat terwijl het vorige tijdperk eigenlijk nog miljoenen jaren moet duren.



We zijn zo gewend om energie op te wekken en het milieu te manipuleren dat we een belangrijke kracht zijn geworden in de geologische evolutie van onze planeet



Jan Zalasiewics
Op geologisch gebied duurt zo'n tijdperk eigenlijk minstens drie miljoen jaar. Het holoceen is nog maar 11.500 jaar ver en heeft dus in principe nog een tijdje te gaan. Maar enkele wetenschappers stellen voor dat we dat tijdperk afbreken voor een nieuwe periode. Het antropoceen is de tijd van de nieuwe mens, meldt National Geopgraphic.



Industrie
De naam is niet nieuw, want in 2002 maakte Nobelprijs-winnaar Paul Crutzen er al eens gebruik van. Hij doelde ermee op de afdruk die de mens op de planeet heeft achtergelaten sinds de industriële revolutie meer dan 200 jaar geleden. De mens heeft grote natuurgebieden verwoest, voor vervuiling gezorgd en hele dieren- en plantensoorten uitgeroeid.

Volgens de auteurs van het onderzoek is die impact zo groot dat we er weldra al de gevolgen van zullen zien in de gesteenten van de planeet. "We zijn zo gewend om energie op te wekken en het milieu te manipuleren dat we een belangrijke kracht zijn geworden in de geologische evolutie van onze planeet", zegt Jan Zalasiewics, van de universiteit van Leicester.

Radioactief
Het is niet onmogelijk dat het voorstel ook wetenschappelijk aanvaard zal worden. Maar de Internationale Unie van de Geologie zal daar wel nog jaren tot decennia over doen. Het is immers niet eenvoudig om een geologische grens aan te duiden, die we letterlijk uit het gesteente kunnen aflezen.

Eén kandidaat is de radioactieve handtekening die tests met atoombommen sinds 1945 hebben nagelaten. Op basis van fossielen zouden we ook verschillen kunnen opmerken. De aanwezigheid van koolstof in plankton zou bijvoorbeeld veranderd zijn sinds de mens fossiele brandstoffen gebruikt.

Maar andere wetenschappers geloven niet in het antropoceen. Zij vragen zich af het holoceen zelf al begonnen is. Global warming mag voor hen niet gebruikt worden om een nieuwe periode te definiëren. Als we dan echt een tijdperk aan de mens willen toekennen, dragen ze zelf het holoceen naar voor. Het is zonder twijfel een debat waar de wetenschap nog wel even zoet mee is... (gb)

(HLN)

07-04-2010

Nieuw superzwaar element: 117

Russische wetenschappers rapporteren de synthese van element 117, een van de allerzwaarste exemplaren uit het periodiek systeem der elementen. Hun onderzoek is een bevestiging van het vermoeden dat er nog veel zwaardere, stabiele atomen te maken zijn. Met nog onbekende, onvoorspelbare chemische eigenschappen.



En weer is er een gat in het periodiek systeem van de elementen opgevuld. Door Russische natuurkundigen van het ‘gezamenlijk instituut voor kernonderzoek’ in Dubna, even ten noorden van Moskou. Zij beschrijven binnenkort in Physical Review Letters de ontdekking van element 117. Hun artikel werd eerder deze week geaccepteerd door het gerenommeerde vakblad.

De ‘synthese’ van het superzware element was het resultaat van de botsing van twee andere elementen in Dubna’s deeltjesversneller. Bundels van isotopen van calcium knalden er op deeltjes van het radioactieve element berkelium. De opbrengst was karig, maar betekenisvol: de Russen identificeerden zes exemplaren van een nieuw element met 117 protonen. Het krijgt zoals te doen gebruikelijk de voorlopige naam ununseptium, een Latijnse verbastering van ‘een-een-zeven’. Het vult het gat tussen de elementen 116 en 118.

Volgens berichten in Science News en de New York Times ondersteunen de experimentele resultaten het vermoeden van een ‘eiland van stabiliteit’. Naarmate de kunstmatige elementen zwaarder en zwaarder worden, zal hun stabiliteit toenemen, zo is de verwachting. Dan zullen ze lang genoeg bestaan om hun eigenschappen prijs te geven. Welke dat zijn, daar heeft eigenlijk niemand een idee van.

(Kennislink)

http://www.nu.nl/wetensch(...)en-bloedwaarde-.html

08-04-2010

Een wiskundig kruis voor Christus

Drie dagen voor Pasen stierf Christus aan het kruis, zo luidt het. Volgens Dan Brown bezat dit kruis wellicht verhoudingen van de rij van Fibonacci, maar de Kerk verwierp zijn stelling. De benedictijnermonnik Hans van der Laan mocht wel een ‘wiskundig’ kruis voor Christus ontwerpen volgens de verwante rij van Padovan.

In de Oost-Vlaamse gemeente Waasmunster staan twee kloosters die zo uit de boeken van Dan Brown lijken te zijn weggelopen. Ze zijn niet gebouwd volgens de beroemde gulden snede, maar volgens het plastische getal, dat voortkomt uit de rij van Padovan. Ook het interieur, en zelfs de kruisjes die de kloosterzusters dragen, voldoen aan dat plastische getal.



Architect is Hans van der Laan. Hij werd geboren in Leiden op 29 december 1904 en overleed op 19 december 1991 in Vaals (in het zuidoostelijke puntje van Nederland). Hij studeerde tussen 1923 en 1926 architectuur aan de Technische Hogeschool in Delft en nam er enthousiast deel aan een studiegroep van Granpré Molière, een trendsetter van de vereniging ‘Katholiek Bouwen’. Van der Laan beëindigde zijn studies echter niet, naar eigen zeggen omdat hij op zoek was naar ‘de beginselen van de architectonische structuren’.

Toch zou hij later niet alleen doceren aan een driejarige opleiding kerkelijke architectuur, opgezet door de katholieke kerk, maar ook tekenen voor verscheidene gebouwen. Zo ontwierp hij een gastenverblijf voor een abdij in Oosterhout nabij Breda (1938) en een kapel in het Noord-Brabantse Helmond (1948). Daarna volgden een abdijkerk (1956-1968) en uitbreiding (1984-1987) in Lemiers nabij Vaals. Van der Laan tekende verder een abdij, een religieus moederhuis en een ‘woning’ in Waasmunster (van 1972 tot 1987) en een klooster in Tomelilla in het zuiden van Zweden (1986-1995). Hij werkte daarbij af en toe samen met zijn broers Nico en Jan en zijn neef Rik, allen architecten.

Architectuur en godsdienst waren voor Hans van der Laan gescheiden concepten. ‘Zolang ik over architectuur heb gesproken, heb ik nooit een vroom woord laten vallen. Een roomse architect is net zo’n gek woord als een roomse timmerman, en rooms bouwen is net zo gek als rooms koken.’ Die opmerking lijkt in tegenspraak met het feit dat al zijn realisaties verwijzen naar zijn geloof, op een woning in de Noord-Brabantse gemeente Best (1972) na. Toch bestaat de indruk dat hij in zijn architectuur niet zozeer gedreven werd door het geloof in een god als door zijn geloof in een getal. Tenzij dat natuurlijk op hetzelfde neerkomt: zei Leopold Kronecker niet dat de natuurlijke getallen een gift van God waren?

Het plastische getal
De zogenaamde konijnenrij of rij van Fibonacci, genoemd naar Leonardo van Pisa (ca. 1170-1250), speelt een belangrijke rol in De Da Vinci Code. Ze ontstaat door steeds de som van twee getallen als volgende getal te nemen: 1, 1, 2 = 1 + 1, 3 = 2 + 1, 5 = 2 + 3, 8 = 3 + 5, 13 = 5 + 8, 21 = 8 + 13, 34 = 13 + 21, 55 = 21 + 34, 89 = 34 + 55, enzovoort.

Als we elk getal in de rij delen door het vorige, komt er:

1/1 = 1;
2/1 = 2;
3/2 = 1,5;
5/3 = 1,666…;
8/5 = 1,6;
13/8 = 1,625…;
21/13 = 1,615…;
34/21 = 1,619… ;
55/34 = 1,617… ;
89/55 = 1,618…

Dat leidt met toenemende precisie tot het getal 1,6180339887…, de beroemde of beruchte gulden snede. Op soortgelijke manier geeft de som van twee getallen in de rij van Padovan het getal na het volgende getal: 1, 1, 1, 2 = 1 + 1, 2 = 1 + 1, 3 = 1 + 2, 4 = 2 + 2, 5 = 2 + 3, 7 = 3 + 4, 9 = 4 + 5, 12 = 5 + 7, 16 = 7 + 9, 21 = 9 + 12, 28 = 12 + 16, 37 = 16 + 21, 49 = 21 + 28, enzovoort. De rij is genoemd naar de Britse architect Richard Padovan, die zijn ontdekking zelf toeschreef aan Van der Laan. Als we elk getal weer delen door het vorige, komt er nu:

2/1 = 2;
2/2 = 1;
3/2 = 1,5;
4/3 = 1,333…;
5/4 = 1,25;
7/5 = 1,4;
9/7 = 1,285…;
12/9 = 1,333…;
16/12 = 1,333…;
21/16 = 1,3125;
28/21 = 1,333…;
37/28 = 1,321…;
49/37 = 1,324…

Dat leidt tot het getal 1,324…, beter bekend als het plastische getal. Waar de gulden snede afwisselend met φ (phi), τ (tau) of g wordt aangeduid, is het enige symbool voor het plastische getal de Griekse letter ψ (psi). Er zijn vele leuke gelijkenissen tussen φ en ψ. De gulden snede φ geeft bijvoorbeeld aanleiding tot een spiraalvormige opeenvolging van rechthoeken, het plastische getal ψ tot een spiraalvormige opeenvolging van driehoeken.


Van links naar rechts: spiralen volgens de gulden snede, het plastische getal en de Nautilusschelp, naar het werk van John Sharp.

Dit laatste voorbeeld laat ons toe uit te leggen waarom de adjectieven beroemd én berucht gebruikt worden voor het ‘gulden getal’. Er blijven immers hardnekkige misverstanden bestaan, bijvoorbeeld als zou de spiraal van een Nautilusschelp best beschreven kunnen worden als een ‘gulden snedespiraal’. Beide zijn zogenoemde logaritmische spiralen, maar bij elk van die spiralen hoort een bepaalde parameter. Voor de ingewijden: als dit de hoek is, gevormd door de raaklijn en de voerstraal, dan is die bij de gulden snedespiraal ongeveer 73°, maar voor de Nautilusschelp 80°. Iedereen kan trouwens met het blote oog het verschil in krulsnelheid zien van de verschillende spiralen.

In de derde eeuw voor Christus duidde Euclides het getal aan met de naam ‘extreme en gemiddelde verhouding’. Het zou pas veel later, rond 1830, worden omgedoopt tot gulden snede. Het symbool φ is dan wel de eerste letter in de Griekse spelling van de naam Phidias, maar er zijn geen bewijzen dat de Griekse beeldhouwer de gulden snede daadwerkelijk gebruikte in zijn sculpturen en gebouwen, zoals het Parthenon. De misvatting is echter begrijpelijk, want de onzinliteratuur over de gulden snede tiert even welig als de literatuur over astronomieonzin of astrologie.

Net zoals astrologen zich een wetenschappelijke aura aanmeten door allerhande planeetbanen en omlooptijden te vermelden, wijzen ‘gulden’ kunstenaars graag op wiskundige vondsten met het gulden getal. Die astronomische en wiskundige feiten mogen dan correct en mooi zijn, hun toepassing op respectievelijk het bepalen van het karakter van een mens en de schoonheid van een kunstwerk stoelt nergens op. Sommige architecten, zoals Le Corbusier, begonnen hun esthetische zoektocht trouwens niet zozeer op basis van het gulden getal, maar op basis van het principe van de rechte hoek. En toch wordt zijn bekende modulor dikwijls onderwezen als ‘typevoorbeeld’ van een toepassing van de gulden snede.



Aura van wetenschappelijkheid
Door een mengeling van onwaarheden (zoals in het voorbeeld van de spiraal van de Nautilusschelp) en waarheden (de spiraalvormen van bladeren van bepaalde planten volgens de rij van Fibonacci) ging de mythe van de gulden snede net als de astrologie een eigen leven leiden in de vorige eeuw.

De mythe bestaat erin dat de gulden snede weliswaar leuke wiskundige eigenschapjes heeft, maar er is geen bewijs dat die een belang hebben voor de esthetica. De wiskundige berekeningen dienen vooral om een architecturaal betoog op te fleuren, net zoals vroeger Latijnse woorden werden gebruikt. Ze zijn meestal erg elementair bij de ‘vergulde’ toepassingen in de architectuur, net zoals het gebruik van Latijnse woorden al eens ‘verrassend’ overkomt bij classici.

Natuurlijk is er niets mis mee als een architect zich bij een ontwerp laat leiden door een sterrenbeeld, wanneer de bouwheer bijvoorbeeld een hartstochtelijk liefhebber van horoscopen is. Hetzelfde geldt voor een verhouding zoals het gulden of het plastische getal als de bouwheer zou dwepen met bepaalde verhoudingen. Erg wetenschappelijk is het niet, maar niemand dwingt de architectuur tenslotte om wetenschappelijk te zijn – al is dat juist wat de voorstanders van de astrologie of de gulden mythe beogen.

Hoe dan ook waren Le Corbusier, Salvador Dali en Hans van der Laan verwoede aanhangers. Het is dan ook merkwaardig dat Le Corbusier de opdracht kreeg om een kapel te ontwerpen zoals de ‘Notre Dame du Haut’ in Ronchamp (Frankrijk). Hij deed dat in ware Dan Brownstijl, met gulden snedes in overvloed. Le Corbusier was atheïst, maar Van der Laan was een benedictijn die vrijwel alleen religieuze gebouwen ontwierp. Toch zou hij zich in zijn architectuur op een even eigenmachtig criterium beroepen, namelijk het plastische getal.


Geometrisch meubilair van Hans van der Laan. Wiskundige Jean-Marie Dendoncker (Sint-Barbaracollega en Universiteit Gent), een fan van het Van der Laanse getal, zorgde voor een deel van het meetwerk.

Omdat de gulden snede zich vertoont in de verhoudingen van een lijnstuk of een rechthoek (de zogenoemde ‘gulden rechthoek’ is een rechthoek van 1 bij 1,618…) en architectuur met drie dimensies werkt, vond Van der Laan het plastische getal geschikter voor het ontwerp van ruimtes. Een balk met lengte l, breedte b en hoogte h waaraan twee verhoudingen worden opgelegd (l/b = h/l en h/l = (l + b)/h), bleek immers met wat formulewerk te beantwoorden aan het plastische getal. Toch voelde Van der Laan snel aan dat de precieze verhouding ψ = 1,324… niet vol te houden was om alle verhoudingen van een bouwwerk te bepalen. Hij isoleerde daarom vier getallen uit de rij van Padovan, namelijk 1, 3, 4 en 7. Daarmee stelde hij een verhoudingssysteem op met benaderingen voor machten van ψ. Hij bedacht namen voor de geometrische elementen en vereenvoudigde ratio’s:


.In deze ratio’s bleef van een ‘gulden’ of ‘plastische’ mythe niet veel meer over, al werd er aanvankelijk een uitgebreid verhaal rond gesponnen. Aardse beslommeringen bleken de theoretische axioma’s echter wel eens tegen te spreken. Hoe dan ook is werken met ‘doordachte maar eenvoudige verhoudingen’ in een ontwerp een streven waar menig architect zich in kan vinden.

Een wiskundig klooster
De Oost-Vlaamse gemeente Waasmunster kan zich beroemen op enkele ontwerpen van Hans van der Laan. Allereerst is er het klooster van de Mariazusters van Sint-Franciscus in de Kerkstraat 14. Het was het ‘moederklooster’ van de zusters Maricolen en Franciscanessen en werd gebouwd rond een oude neobarokke kapel.


Abdij Roosenberg in de bossen buiten Waasmunster. Je kunt er een bezoek brengen, zie www.abdij-roosenberg.be

.Daarnaast is er de abdij Roosenberg in de bossen buiten Waasmunster, opgericht als een fusie van de verschillende congregaties. De nieuwe abdij had tot doel het contemplatieve bestaan van de zusters te verzekeren, en ook de contemplatie van het plastische getal is verzekerd. Ze doet dienst als huis voor passanten en gasten. Iedereen die graag eens radicaal wil onthaasten kan er een verblijf boeken, met als extraatje het plastische getal van Van der Laan.

Vraag blijft of dat helpt om je op het hiernamaals voor te bereiden. ‘Jazeker’, vertelt een kloosterzuster, ‘want het hiernamaals laat zich hier en nu voorbereiden. En het is de reis die de bestemming maakt.’ De zuster raakte hierbij even het kruisje aan dat ze rond haar hals droeg, en dat natuurlijk perfect aan de verhoudingen van het plastische getal ψ beantwoordt.

Wat er ook van zij: zelfs voor een atheïst of een a-mathematicus is de architectuur van Van der Laan het bewonderen waard. Strakke lijnen, het spel van licht en schaduw en totale soberheid in het meubilair: de architectuur van Van der Laan is ook zonder interpretatie van de gulden snede of het plastische getal een verademing

(Kennislink)

14-04-2010

Zekere willekeur

Kwantumsysteem genereert pure toevalsgetallen

In de kwantumwereld regeert het toeval. Dat wordt node gemist in een geheel andere wereld: die van de computermodellen. Kwantumfysici laten zien hoe je deze werelden bijeen brengt.

Een reeks willekeurige getallen: 38, 16, 7, 351… Veel wetenschappers kunnen niet zonder. Of ze nu het gedrag op de beursvloer willen voorspellen, of het weer van morgen, hun modellen moeten worden gevoed met willekeurige getallen. Want zijn de getallen niet geheel toevallig en zit er een verborgen verband tussen, dan krijgt het weerbericht een vaak onopgemerkte voorkeur voor bepaalde uitkomsten. En de beurs een blinde vlek voor crashes.

Versleutelen
In de cryptografie zijn de eisen aan willekeurige reeksen nog groter. Daar worden ze gebruikt om vertrouwelijke gegevens zoals een pincode te versleutelen en weer te ontcijferen. Dan wil je niet alleen zeker weten dat kwaadwillenden geen systeem kunnen ontdekken in die reeksen, je moet er ook op kunnen rekenen dat de getallen die jouw computer genereert, niet door iemand anders zijn afgekeken.

Eigenlijk weet je dat nooit zeker. Omdat elke reeks denkbaar is, kun je van geen enkele getallenrij beweren dat ie niet op toeval kan berusten. Ook in de decimale voorstelling van pi (een volkomen willekeurige reeks cijfers die begint met 3,141…) staan ergens honderd nullen achter elkaar. En belangrijker nog: zelfs al is een reeks puur random, wie garandeert je dat jouw computer die reeks niet uit zijn geheugen vist? Of om bij het voorbeeld van pi te blijven: als iemand weet dat jij de honderd cijfers na de miljoenste decimaal gebruikt, heeft ie jouw code gekraakt.

Kwantumtrukendoos
Het lijkt een tekortkoming van deze wereld, maar dat hoeft niet, schrijft een groep fysici in Nature. In de kwantumwereld bestaat het echte toeval wel. Als je daar je getallen vandaan haalt, weet je zeker dat het een nieuwe, willekeurige reeks is. Voorwaarde is wel dat het kwantumkarakter van je getallenbron ongeschonden blijft.

Om hun gelijk te bewijzen trekken ze de hele kwantumtrukendoos open. Aan de basis van het geheel staat de verstrengeling, het vreemde fenomeen dat als twee deeltjes een gemeenschappelijke kwantumeigenschap hebben, en je die eigenschap bij één van de twee meet, je daarmee de grootte van die eigenschap bij het andere deeltje meteen vastlegt. Terwijl die eigenschap vóór de meting bij beide deeltjes nog alle waarden kon aannemen.

Spookachtig
Einstein vond dat de kwantumtheorie hier een ´spookachtige werking op afstand’ introduceerde. Zo kon de wereld niet in elkaar steken. Het kon naar zijn idee niet zo zijn dat de informatie over de meting in no time van het ene naar het andere deeltje overging. De deeltjes ‘wisten’ vooraf al wat hun waarde was. Ze moesten volgens Einstein verborgen parameters bezitten die de waarde van die eigenschap vastlegden.

In 1964, ruim na Einsteins dood, bedacht de Britse fysicus John Bell een criterium om te testen wie gelijk had: Einstein of de kwantumtheorie. Klassieke systemen (al dan niet toegerust met Einsteins verborgen parameter) zouden aan zijn ongelijkheid voldoen, maar kwantumsystemen zouden haar schenden. Begin jaren tachtig gaf de Fransman Alain Aspect het verlossende antwoord: uit zijn experimenten was overduidelijk gebleken dat de kwantumtheorie zich niet aan de ongelijkheid hield. Vraag niet hoe het kan, maar de ‘spookachtige werking op afstand’ bestaat echt.

Beam me up
Daarvan maken de fysici uit Nature nu gebruik. Ze nemen twee atomen en verstrengelen ze met behulp van teleportatie (deze variant van ‘Beam me up, Scotty!’ bestaat ook echt in de kwantumwereld). Vervolgens meten ze (de polarisatierichting van) het licht dat de atomen uitzenden en combineren ze die meetresultaten tot een getal. En ten slotte laten ze zien dat het geheel de ongelijkheid van Bell schendt waarmee ze bewijzen dat het een pure kwantummeting betreft en de getallen dus waarlijk willekeurig zijn.

Het is wel een hele klus gebleken. Na een maand experimenteren hebben ze ruim drieduizend keer zo’n verstrengeling gecreëerd en dat leverde hun een reeks van 42 willekeurige getallen.

Deep Thought
Die 42 zelf was natuurlijk geen toeval, maar een knipoog naar ‘The Hitchhiker's Guide to the Galaxy’ van Douglas Adams, een immens populaire radioserie van de BBC uit de jaren zeventig, later vervat in een gelijknamig boek. Daarin draait het om het antwoord op De ultieme vraag over het leven, het universum en alles. De computer, Deep Thought, komt na een lange rekenpartij met dat antwoord: 42. Maar wat was de vraag precies?

Joep Engels

S. Pironio e.a., ‘Random numbers certified by Bell’s theorem’, in Nature van 15 april 2010

(Noorderlicht)

15-04-2010

Nederlandse student vindt manier om diesel schoner te maken



Door aan diesel een stof toe te voegen die gemaakt wordt uit industrieel afval, kan de uitstoot van roet flink worden verminderd. Dat heeft promovendus Michael Boot van de Technische Universiteit Eindhoven (TU/e) ontdekt. Hij verdedigt zijn proefschrift op 20 april.

Boot slaagde erin diesel schoner te maken door de stof cyclohexanon toe te voegen. De diesel ontbrandt daardoor later dan gebruikelijk, zodat zuurstof en brandstof de kans krijgen beter te mengen en minder roetdeeltjes ontstaan. De TU/e heeft een internationaal octrooi aangevraagd op de vinding.

Cyclohexanon kan gemaakt worden uit lignine. Dat is een stof die in grote hoeveelheden vrijkomt als afval in onder meer de papierindustrie. "Dubbel 'groen' dus, deze nieuwe biodiesel", aldus de TU/e. Productie op grote schaal is evenwel nog niet mogelijk. (anp/sps)

(HLN)

15-04-2010

Stap richting verbeterde baby’s

Kerntransplantatie kan erfelijke ziekten voorgoed bedwingen

Bevrucht een eicel, haal de kern eruit en stop die in een andere cel: dit is het recept om mitochondriale ziekten uit te bannen. De truc is nu uitgehaald met mensencellen.

Als er een groep ernstige ziekten is waaraan één op de 250 pasgeborenen lijdt, en je hebt een manier gevonden om dat aantal tot nul te reduceren, is dat natuurlijk mooi. Een groep Britse onderzoekers presenteert in Nature zo’n manier (nieuws dat ze overigens al ruim twee jaar geleden op een conferentie bekend hadden gemaakt!). Maar het is geen ingreep die morgen overal ingevoerd zal worden.

Het probleem waarover Lyndsey Craven en een heleboel anderen zich hebben gebogen, heet ‘mitochondriale ziekten’. Daar zijn allerlei varianten van, soms dodelijk, soms nauwelijks opgemerkt. Pas na grootschalig DNA-onderzoek is daarom het getal van één op de 250 boven tafel gekomen. Eerder werd geschat dat één op de vijf- à tienduizend pasgeborenen zo’n aandoening heeft. Dat zijn de ernstiger gevallen.

Wie een mitochondriale ziekte onder de leden heeft, zit met een heel basaal probleem. Elk van de miljarden cellen in zijn lichaam heeft goedwerkende mitochondriën nodig voor zijn energievoorziening. Het zijn afstammelingen van bacteriën die binnenin de cellen leven, met een eigen setje DNA. Is er iets mis met dat DNA, dan zit het probleem dus overal in je lijf.

Embryoselectie geen optie
Een vrouw met zo’n ziekte kan meestal alleen kinderen krijgen die er ook aan lijden, want mitochondriën worden doorgegeven via eicellen, niet via zaadcellen. Embryoselectie, zoals bij andere erfelijke ziekten wel gebeurt, is zelden een oplossing – alleen als maar een klein deel van de mitochondriën verkeerd DNA heeft, zullen sommige embryo’s de dans ontspringen.

Wat werkt dan wel? Kerntransplantatie. Makkelijk uit te leggen, moeilijk uit te voeren. Maar het is het Britse team nu gelukt om de kernen uit net bevruchte eicellen te halen, ze in te brengen in andere eicellen waaruit ze de kern hadden verwijderd, en er vervolgens beginnende embryo’s uit te kweken. Waarbij meteen moet worden aangetekend, dat minder dan 10 procent zich ontwikkelde tot een implanteerbaar embryo, een zogenoemde blastocyst. De rest functioneerde niet goed.

Deels lag dat aan het type eicel waarmee ze begonnen. Het waren echte kneusjes, die bij ‘reageerbuisbevruchtingen’ sowieso zouden worden weggegooid. In het stadium vlak voor de eerste deling hadden ze twee kernen moeten hebben (een van pa en een van moe), maar hadden ze er één of drie. De onderzoekers gebruikten de cellen met één kern als ontvanger van één of twee kernen uit de cellen met drie stuks. Of ze één of twee kernen inbrachten, maakte voor het succes niet uit.

Truc geslaagd?
Nu moest nog worden gecontroleerd of de truc ook inderdaad had gedaan wat de bedoeling was. Kwamen er alleen nog mitochondriën van de ontvangende eicel in voor, en niet van de kerndonor? Niet helemaal. Van de acht onderzochte blastocysten was er maar een die helemaal geen donormitochondriën had. Bij de andere zeven zat het wel in sommige cellen, maar niet in andere.

Dit kwam natuurlijk doordat er wat cytoplasma (zeg maar celsap) mee was gekomen bij het transplanteren van de kern, en daarin waren mitochondriën meegelift. Bij een tweede ronde letten de onderzoekers daar extra goed op. Met een minimale hoeveelheid cytoplasma verbeterde de score tot vier van de negen embryo’s die geheel vrij van donormitochondriën waren.

Die score is beter dan hij klinkt. Een paar procent afwijkende mitochondriën in je cellen hebben is namelijk helemaal niet erg. Dus eigenlijk is deze techniek geschikt om de ziekten voorgoed uit een familie te halen. Er is trouwens nog een verwante techniek, waarbij niet de celkern, maar alleen het DNA op een strategisch moment wordt getransplanteerd. Vorig jaar werden vijf aapjes geboren die als eicel zo’n transplantatie hadden ondergaan.

Kortom, het ziet ernaar uit dat het ergens in de niet eens zo verre toekomst mogelijk wordt om vrouwen met een mitochondriale ziekte aan een gezond, eigen kind te helpen. Niet nodig bij één op de 250 bevruchtingen, maar wel bij een kleine minderheid met iets ernstig onder de leden.
Goed idee, of toch een beetje griezelig? Het tijdperk van genetische verbetering van mensen zou dan pas echt beginnen. Maar zo ver is het niet, wat krantenkoppenmakers ook beweren.

Elmar Veerman

Lyndsey Craven e.a.: ‘Pronuclear transfer in human embryos to prevent transmission of mitochondrial DNA disease’, Nature, 15 april 2010


(Noorderlicht)

20-04-2010

'3D-printer kan maanbasis bouwen'

AMSTERDAM – Een Italiaanse uitvinder heeft een 3D-printer ontwikkeld die in de toekomst mogelijk een maanbasis kan construeren met maanzand.
De zogenaamde d_shape printer is ontworpen door uitvinder Enrico Dini van het Britse bedrijf Monolite UK Ltd.

Het apparaat kan op dit moment bouwwerken vervaardigen door zand met magnesiumlijm te mengen.

Op die manier ontstaat er een een massief soort steen dat in allerlei vormen kan worden ‘geprint’. Dini werkt echter aan een alternatieve versie van zijn apparaat waarmee maanstof in plaats van zand zou kunnen worden gebruikt voor de bouw van een basis op de maan.


Printerkop

Binnenkort zal hij in samenwerking met de Europese ruimtevaartorganisatie ESA de eerste testen met de printer uitvoeren in een vacuümkamer, waarin buitenaardse omstandigheden worden nagebootst. Dat meldt nieuwssite Physorg.com.

De d_shape printer kan sculpturen en gebouwen in allerlei vormen creëren door de zelfvervaardigde steensoort laagje voor laagje op een oppervlak te spuiten. Bij iedere nieuwe laag schuift de printerkop 5 tot 10 millimeter omhoog. De vorm kan dus heel precies worden bepaald.


Sagrada Familia

Een maanbasis zou met de 3D-printer ongeveer vier keer zo snel kunnen worden gebouwd als met normale middelen. Astronauten zouden alleen het apparaat moeten bedienen en verder nauwelijks fysieke arbeid hoeven te leveren.

Overigens heeft Dini nog meer plannen met zijn apparaat. Hij hoopt ooit de Sagrada Familia in Barcelona te voltooien met behulp van de d_shape printer.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

Past dit hier ook?

quote:

Arcadis krijgt opdracht openleggen beek

Arcadis nv heeft een opdracht gekregen ter waarde van circa EUR5,2 miljoen, voor het openleggen van achthonderd meter overdekte beek in het centrum van Schinveld.

"De opdracht past in de trend om water in binnenstedelijk gebied weer zichtbaar te maken", stelt algemeen directeur Rob Mooren van Arcadis.

De uitvoering van het technisch complexe project start in mei en zal meer dan een jaar duren, maakt het advies- en ingenieursbureau donderdag bekend.

In het project worden vijf bruggen gebouwd, twee rioleringen vervangen en de bovengrondse infrastructuur geheel heringericht. Het project herstelt een natuurlijke verbindingsweg voor planten en dieren en creëert een aangenamere leefomgeving, stelt Arcadis.

22-04-2010

Borsten in naam van de wetenschap



Aardbevingen zijn de schuld van vrouwen die zich veel te onthullend kleden, stelde een vooraanstaande Iraanse imam deze week. Een interessante theorie, vond blogger Jen McCreigh. En dus stelde ze een 'boobquake'-dag voor, waarop vrouwen zich zo onthullend mogelijk kleden om een aardbeving te veroorzaken.


•Israëlische parlementariër: aardbevingen komen door homo's


“Veel vrouwen die zich niet zedelijk kleden brengen jonge mannen op het verkeerde pad, verbreken hun kuisheid en verspreiden overspel in de samenleving, waardoor de kans op aardbevingen toe neemt”, zei Hojatoleslam Kazem Sedighi. Deze claim zouden we het beste wetenschappelijk kunnen testen, reageerde McCreight. Op 26 april zal ze daarom haar meest 'onzedelijke' kleding aantrekken: in haar geval een topje met een veel te diep decolleté. Via internet riep ze andere vrouwen op mee te doen. Tot haar grote verbazing kreeg ze duizenden reacties.

"Met de kracht van al onze schandalige lichamen samen, zouden we toch een aardbeving moeten kunnen veroorzaken. Als dat niet gebeurt, weet ik zeker dat Sedighi een rationele verklaring heeft."

Aanmelden voor boobquake kan via Facebook of Twitter. Inmiddels hebben 14 duizend mensen toegezegd mee te doen.

(depers.nl)

23-04-2010

Het periodiek systeem der elementen is compleet. Of niet?

Begin deze maand maakten Amerikaanse en Russische onderzoekers bekend dat ze er zijn geslaagd element nummer 117 te maken. Daarmee is het Periodiek Systeem der Elementen eindelijk compleet. Hoewel…. Er lijken geheel nieuwe, synthetische elementen in het verschiet te liggen.


Afbeelding: © Sp!ts

In de natuur zul je element 117 niet tegenkomen. Het werd gemaakt in de deeltjesversneller van het ‘gezamenlijk instituut voor kernonderzoek’ in Dubna, even ten noorden van Moskou. Maandenlang knalden onderzoekers daar atoomkernen van calcium op radioactief berkelium. Volgens berekeningen zouden er kernen fuseren, waarbij het nieuwe element zou ontstaan. En ja hoor, uit de analyse bleek de geboorte van element 117. In al die tijd precies zes exemplaren.

Het nieuwe element krijgt zoals gebruikelijk de voorlopige naam ununseptium, een Latijnse verbastering van ‘een-een-zeven’. De ontdekkers mogen er een echte naam aan geven, maar pas als andere onderzoekers het ook gezien hebben. Dan weten we dat het echt bestaat. Ze moeten wel goed kijken, want 117 is zo instabiel dat het heel snel uit elkaar valt.

Heb je nou iets aan zo’n element? Praktisch niet, wetenschappelijk wel. Met element 117 is het laatste gat gedicht in het periodiek systeem der elementen. De verzameling is compleet. Voorlopig tenminste.

Intelligente rangschikking
Het periodiek systeem is niet voor niets hét icoon van de scheikunde. Het is een uiterst intelligente rangschikking van alle in de natuur voorkomende atoomsoorten. Chemische en natuurkundige eigenschappen zijn er mee te verklaren. Het is een bouwdoos met geïntegreerde handleiding, waarmee alle moleculen en materialen te maken zijn.

De Rus Dmitri Mendelejev legde in 1869 het fundament. Hij kwam met een rangschikking volgens het atoomgewicht. En een indeling in groepen van atomen met een vergelijkbare identiteit. Een bijzondere prestatie, want het duurde veertig jaar voor er inzicht was in de opbouw van atomen. Pas toen werden de relaties in het periodiek systeem echt inzichtelijk.


Atomen hebben een kern, samengesteld uit positieve en neutrale deeltjes (protonen en neutronen). Daar omheen bewegen negatief geladen elektronen. Juist die elektronen bepalen de chemische eigenschappen. Of de elementen makkelijk reageren, of juist niet. Welke kleur licht je ze kunt laten uitzenden. In welke verhouding ze voorkomen in mineralen. En ga zo nog maar even door.

Op voorstel van de Nederlander Anton van den Broek (in 1911) werd het aantal protonen – gelijk aan het aantal elektronen – de leidraad voor de opbouw van het periodiek systeem. De logische structuur leidde in de loop der tijd tot de ontdekking van tot dan toe onbekende elementen. Mendelejev voorspelde zelf al elementen zoals het silicium-achtige element germanium (ontdekt in 1886). Zo hebben in de loop van de afgelopen 141 jaar alle 118 elementen hun plaats gekregen.

Elementenfabrieken
In de laatste vijftig jaar worden elementen niet meer ontdekt maar gecreërd. In elementenfabrieken zoals in Dubna, maar ook in Berkeley (VS) en Darmstadt (Duitsland). Het betreft hele zware elementen, met hoge atoomnummers, die ‘van nature’ instabiel zijn. Element 117 bestaat bijvoorbeeld slechts luttele fracties van een seconde.


De deeltjesversneller in Dubna, waarmee wetenschappers het nieuwe element 117 synthetiseerden. Afbeelding: © JINR

.Het euvel van de zware elementen is vooral het gebrek aan neutronen. Ze kunnen de protonen niet bij elkaar houden en de zaak valt uit elkaar. Ook uranium, het zwaarste element dat we in de natuur kunnen tegenkomen, valt uit elkaar. Maar dan langzaam. Met natuurlijke radioactiviteit als gevolg.

Ondertussen denken onderzoekers dat er wel degelijk stabiele superzware elementen mogelijk zijn. Met extra neutronen in de kern. De theorie geeft het aan en experimenten zoals in Dubna bevestigen het. Ergens in de hoogste regionen van het periodiek systeem moet er een ‘eiland van stabiliteit’ zijn, wachtend op ontdekking. En dus blijven ze op zoek. Want wat is er nou mooier dan unieke exemplaren aan je verzameling toevoegen?

(Kennislink)

01-05-2010

Spelen met parallelle universums

Een team van wetenschappers uit Californië deed een spookachtige ontdekking: een kwantumtoestand die waarneembaar is voor het menselijk oog. Als we verder dan de details kijken kunnen we ook de mogelijke implicaties bedenken: reizen in de tijd zou dan mogelijk zijn. De hoogstvreemde ontdekking van kwantumfysici verbonden aan de universiteit van Santa Barbara in Californië betekent dat een voorwerp dat je waarneemt gelijktijdig in een parallel universum kan bestaan.



Het meervoudige bestaan van materiële toestanden in verschillende parallelle universums is een wetenschappelijke theorie waarbij tijdsreizen niet alleen meer behoren tot het unieke speelgoed van science fiction. En dat allemaal door een heel klein stukje metaal - een 'roeispaan' ter grootte van een menselijk haar - dat nog net voor het menselijk oog zichtbaar is.

Andrew Cleland van bovengenoemde universiteit koelde de roeispaan in een vrieskast onder een speciale stolp, verduisterde de omgeving, en zoog alle lucht uit de stolp om trillingen te vermijden. Daarna tokkelde hij de roeispaan als bij een stemvork en merkte tot zijn verbazing dat het stukje metaal niet alleen bewoog, maar tegelijkertijd ook stilstond. Het klinkt tegenstrijdig en moeilijk om te begrijpen - zeker als je achternaam niet Einstein is - maar het gebeurde wel degelijk. Het feitelijke gegeven is trouwens een rariteit die centraal staat bij kwantummechanica.


Een kwantumtoestand is de fysische toestand van een systeem, zoals die wordt beschreven in het kader van de kwantummechanica. Men duidt een kwantumtoestand typisch aan met de diracnotatie: een cactusachtig symbool tussen een verticale streep en een rechte haak.


Om de ontdekking van Cleland te begrijpen moet je heel klein gaan denken, kleiner dan een atoom. Elektronen die rond de kern van een atoom cirkelen, wentelen tezelfdertijd in veelvoudige richtingen die moeilijk als locatie te preciseren zijn. Enkel wanneer we de positie van een elektron gaan bepalen dwingen we het elektron op een specifieke plaats. De doorbraak van Cleland ligt er in om dat moeilijk te vatten - doch feitelijk - deeltje vast te nemen en het iets te laten doen dan zichtbaar is voor het menselijk oog.

Wat moet je daar bij voorstellen? Stel dat je een vriend in Hoornaar bezoekt, maar in een ander universum zit je op dat ogenblik thuis de blogs van GW te lezen. Het klinkt vergezocht, maar het is gebaseerd op echte wetenschap. Eén van de theorieën wil dat terwijl je iets observeert, het universum in twee delen gesplitst wordt. Volgens Cleland is dit de beste verklaring waarom we van de verschillende universums er maar één kunnen zien.


De multiversumtheorie zegt dat het hele universum 'bevriest' tijdens de observatie en dat we maar één realiteit zien. Je ziet een voetbal door de lucht vliegen, maar in een tweede universum ligt de bal stil op de grond. Of je keek de andere kant op. Of er was zelfs geen bal te zien.



Sean Carroll, een natuurkundige bij het California Institute of Technology en een bekende auteur, keurt de wetenschappelijke basis voor een multiversum goed, ook al kan het niet bewezen worden: "Tenzij je één of andere super geavanceerde buitenaardse beschaving kan inbeelden die dit al ontdekte, worden we niet op de mogelijkheid van het bestaan van andere universums gewezen". Carroll denkt dat iemand een machine kan ontwerpen die het mogelijk maakt om een universum met een ander universum te laten communiceren. En volgens Carroll komt dat neer op hoe we 'tijd' begrijpen.


Carroll zegt dat we 'tijd' niet exact voelen, we nemen enkel het passeren van tijd waar. Daarbij verwijst hij naar hoe we tijd ervaren wanneer we naar een spannende film kijken, en in het tegenovergestelde geval wanneer we ons in de wachtkamer van de dokter zitten te vervelen. De tijd lijkt sneller te gaan wanneer je te laat bent voor je werk, maar de laatste twee minuten voor het eindsein van de werkdag lijken een eeuwigheid te duren.


Fred Alan Wolf aka Dr. Kwantum, een natuurkundige en auteur, zegt dat de tijd een uniedirectionele weg van het verleden naar het heden lijkt te volgen, maar dat we de kwantumtheorieën in overweging moeten nemen: deeltjes die zowel voor- als achterwaarts in de tijd bewegen. Als we het voor- en achterwaarts in de tijd wegnemen ontbreken we volgens Wolf enkele onderdelen van de natuurwetenschap. Hij zegt dat tijd - toch in de kwantummechanica - niet recht als een pijl vooruit gaat. De tijd zigzagt en hij denkt dat er een machine gebouwd kan worden die tijd kan buigen.



Richard Gott is een natuurkundige bij de universiteit van Princeton en zegt dat Sergej Konstantinovitsj Krikaljov, een Russische kosmonaut die zes keer in de ruimte verbleef (een recordtijd van totaal 804 dagen in de ruimte), 1/48ste van een seconde minder dan de mensen op aarde verouderde doordat hij met grote snelheden rond de aarde vloog. En minder verouderen dan iemand anders betekent dat je een sprong naar de toekomst maakte; je ervoer een ander heden. Gott verklaard dat Krikaljov tijdreisde naar de toekomst, en weer terug naar het heden.

Gott: "Volgens Newton is tijd universeel en tikken alle klokken op dezelfde manier. De speciale relativiteitstheorie van Einstein, de wetten van de natuurkunde zoals we ze vandaag begrijpen, suggereren dat zelfs een tijdsreis naar het verleden in principe mogelijk is. Maar om te ontdekken of we daadwerkelijk naar het verleden kunnen reizen, zullen we nieuwe natuurkundige wetten op kwantumbasis moeten leren. En om te beginnen gebruik je daarvoor een zeer kleine metalen roeispaan in een speciale stolp."


(Isaac Newton)

Cleland heeft bewezen dat kwantummechanica toepasbaar is op een iets grotere schaal. De volgende uitdaging is om kwantummechanica onder controle te krijgen en daar ook grotere voorwerpen voor te gebruiken. Als dat ons lukt dan zou het mogelijk kunnen worden om gewoon door de manipulatie van enkele elektronen naar een parallel universum over te springen.

Ben Bova, een science fiction auteur, zegt dat de oorzakelijkheden - de wet van oorzaak en gevolg - de deur zullen uitvliegen. Mensen zullen om diverse redenen het verleden willen veranderen of ontsnappen naar de toekomst. Maar als het universum werkelijk divergeert, is het best mogelijk dat we deze sprongen in de tijd nooit opmerken. Misschien is er wel al iemand die een tijdreismachine heeft uitgevonden en wordt onze geschiedenis misschien wel constant veranderd, maar merken we de knikken in de tijd gewoonweg niet op.

(Grenswetenschap)

02-05-2010

Genen kunnen in pauzestand worden gezet

Genen kunnen in de pauzestand worden gezet, alsof je de pauzeknop van een dvd-speler indrukt. Dat geeft het lichaam een tot nu toe onbekende manier om genen in bedwang te houden, denken onderzoekers uit Cambridge (Cell, 30 april).

Het gebruik van genen in de cel staat onder strak toezicht van een reeks stoffen, om te zorgen dat de genen alleen geactiveerd worden als dat noodzakelijk is. De rest van de tijd staan de genen ‘uit’. Een van de regulerende mechanismen is het binden van een transcriptiefactor aan een gen. Zo’n transcriptiefactor is de eerste stap in het maken van een kopie - een transcriptie - van een gen. De transcriptiefactor trekt RNA polymerase aan, het enzym dat de daadwerkelijke, fysieke kopie van het gen moet maken, en loodst het naar de goede plek. De genkopie wordt vervolgens gebruikt als mal om een eiwit mee te maken.

Nu blijkt dat dit proces op grote schaal bijgestuurd kan worden door ‘pauzestoffen’. Zulke eiwitten werden eerder gevonden en uitgebreid bestudeerd bij een paar losse genen. Nu blijken ze veelvuldig in te grijpen overal in het genoom van embryonale stamcellen van muizen. Wellicht komen ze ook bij gewone lichaamscellen veel voor, denken Amerikaanse onderzoekers.

Het was bekend dat bij embryonale stamcellen transcriptiefactor en RNA polymerase vaak aan een gen binden, maar weer stoppen met kopiëren voor ze goed en wel op gang zijn. Merkwaardig, vonden biologen. De Amerikanen ontdekten nu dat het om een pauzestand gaat die waarschijnlijk opzettelijk wordt ingelast bij bijna alle genen. Ze zagen dat er bergen RNA polymerase ophoopten aan het begin van die genen, samen met twee typen ‘pauzestoffen’. Die bergjes moleculen maakten een klein begin met het genkopiëren en bleven dan roerloos wachten op een signaal om verder te gaan. Dat signaal is een releasefactor, een stof die elders in de cel wordt aangemaakt, aan het DNA bindt en als het ware weer op de play-knop drukt. Schakelden de onderzoekers deze releasestof TEFb uit, dan bleven vele genen eindeloos in de pauzestand hangen.

Misschien worden genen vooral op pauze gezet als er iets mis dreigt te gaan met het kopiëren. Of is het doel van die pauze juist dat er door het ophopen van polymerases altijd polymerasen in de startblokken staan om snel te reageren?

Opvallend was dat er nog een stof belangrijk bleek bij het opheffen van de pauze: c-Myc. Deze stof is berucht omdat hij buitensporig veel voorkomt in kankercellen, waar hij vooral bindt aan genen die betrokken zijn bij celvermeerdering. C-Myc trekt de releasestof TEFb aan, bij ongeveer eenderde van alle genen. Zo kan hij allerlei gepauzeerde genen ‘aan’ zetten.

(nrc)

05-05-2010

Kan supercomputer van 1 miljard de mensheid redden?


De supersimulator zou bijvoorbeeld de aswolk van de E-vulkaan vanop kilometers op voorhand gezien hebben.

Kent u het populaire game Sim Earth, waarin spelers hun eigen planeet bouwen en onderhouden? Een supercomputer van 1 miljard euro zou een werkelijke versie daarvan kunnen worden. Het gigantische 'brein' bootst de hele werking van onze planeet na, zowel het verleden als het heden en de toekomst. De redding van de mensheid?

Het was Dirk Helbing, wereldleider als techno-socio-economische goeroe, die deze week zijn visie op de toekomst van de Aarde uiteenzette, of liever de manier om er vat op te krijgen. Voor een slordige 1 miljard euro zou men de zogenaamde Living Earth Similator kunnen bouwen, die zoveel mogelijk informatie verzamelt over de mensheid met alle mogelijke beelden van waar we aan toe zijn en waar we naar toe gaan. Een beetje als Google Earth, maar dan met een onvoorstelbare schat aan extra details, namelijk info over zowat ALLES.

Toekomst voorspellen
De supercomputer zou gebouwd worden in Zwitserland, waar ook dat andere ongelooflijk ambitieuze project zijn thuisbasis heeft: de Large Hadron Collider. Helbing maakt zich sterk dat zelfs de toekomst kan voorspeld worden.

Economie, pandemieën, uitstoot, het weer, transport, oorlog, als het de mensheid raakt of beïnvloed, dan gaat het de simulator in. En idealiter is de output dan een scherper beeld van waar we met zijn allen op afstevenen. Of we dat ook werkelijk wíllen zien, is een andere vraag. Het zou kunnen zijn zoals je eigen genoomsequentie ontdekken en daarmee ook dat je doodgaat op het einde van het jaar.

'Kennisversneller'
Helbing hoopt de simulator, die hij omschreef als een 'kennisversneller', klaar te hebben tegen 2022. Volgens hem zouden wereldleiders er gebruik van kunnen maken in crisissituaties.

"Dankzij onze kennis van het universum hebben we mensen naar de maan gestuurd", schrijft Helbing in een paper over het project. "De mensheid kampt nu met serieuze crisissen, waarvoor we nieuwe manieren moeten bedenken om de globale uitdagingen van de mensheid in de 21ste eeuw het hoofd te bieden. We kennen microscopische details van voorwerpen rondom ons en in ons. Maar toch weten we relatief weinig over hoe de maatschappij werkt en hoe ze reageert op veranderingen."

Gevaar voor misbruik
De grootste kopzorg is niet hoe we de Living Earth Simulator kunnen gebruiken, maar hoe het zou misbruikt kunnen worden. Voor wereldbedrijven die handelen in financiën zou het een goudmijn zijn. In de handen van terroristen kan het dan weer enorm verwoestend zijn.

De kosten om het spectaculaire project op te starten draaien rond de 1 miljard euro. Tot nog toe is het de Europese Unie die alles financiert. Dat betekent dat de EU het project en al zijn mogelijkheden alleszins heel serieus neemt. (jv)

(HLN)

05-05-2010

Tien sprookjes voor het slapengaan



Goed slapen is niet altijd vanzelfsprekend. En slapeloosheid kent vele, soms bizarre gevaren.

De Amerikaanse slaapexpert Carlos Schenck beschreef in zijn boek Sleep de vele, vaak bizarre slaapstoornissen die een mensenleven grondig kunnen vergallen. Neuroloog Hans Hamburger van het Slotervaart Ziekenhuis bewerkte dit standaardwerk voor Nederland. Twee slaapdeskundigen over tien hardnekkige misverstanden.

1 Slaap is een vorm van uitrusten.

Schenck: ‘Nee, het is iets heel anders. Slaap wordt opgewekt door het brein. Het is een vorm van hersenactiviteit. Tijdens rusten vertonen hersengolven het alfaritme, 8 tot 12 cycli per seconde. Bij slaap daalt het ritme veel verder, steeds dieper.’

2 Zes uur slaap – de rest is luiheid.

Schenck: ‘Dat is echt helemaal niet waar. De meeste volwassenen hebben 7,5 tot acht uur slaap nodig. Er zijn kortslapers die aan vier, vijf uur genoeg hebben, maar dat is echt heel zeldzaam. En je hebt langslapers, die dagelijks negen, tien uur nodig hebben.’

3 Te weinig slaap is slecht voor de gezondheid.

Schenck: ‘Het is niet zo dat kortslapers korter leven, omdat ze hun hart geen rust gunnen. Daar is geen bewijs voor.’

Hamburger: ‘Er zijn wel een paar studies die verband leggen tussen langdurige slapeloosheid en diabetes en hart- en vaatziekten.’

4 Er zijn mensen die nooit slapen.

Schenck: ‘Dat is nooit aangetoond. Ik heb ooit gelezen over een bejaarde vrouw die aan een, twee uur slaap genoeg had, maar nooit slapen – nee. Je hebt mensen die denken dat ze heel weinig slapen, maar als we ze dan in het slaaplab onderzoeken, blijkt dat ze een normaal aantal uren slapen.’

Hamburger: ‘De meeste mensen met klachten over slapeloosheid, lijden aan deze ‘slaapmisperceptie’! Ze slapen genoeg, maar worden vaker wakker doordat ze overactief zijn, zorgen hebben, depressief zijn.’

5 Dutjes overdag veroorzaken slapeloosheid.

Schenck: ‘Nee. Dutjes doen is, vooral voor ouderen, heel normaal. Het vermogen om te dutten lijkt overigens grotendeels aangeboren. Het is dus niet te leren, of af te leren. Genetica speelt bij veel slaapstoornissen een grote rol: angstaanvallen tijdens de slaap, slaapwandelen en ook vreetbuien tijdens de slaap, de night eating disorder, zijn sterk genetisch bepaald.’

6 Hoe ouder je bent, des te minder je slaapt.

Schenck: ‘Ook niet waar. Oude mensen slapen vaak korter, maar compenseren dat door middel van dutjes overdag. Een recent onderzoek in Seattle liet zien dat je de hoeveelheid slaap die je rond je zestigste nodig hebt, de rest van je leven vasthoudt, tenzij je door andere oorzaken slapeloos wordt, zoals door Alzheimer of Parkinson. Maar in onze kliniek hebben we ontdekt dat slaapstoornissen ook voorboden kunnen zijn van neurologische problemen. Mensen met dream enacting disorder, waarbij ze hun dromen werkelijk gaan uitvoeren en daarbij zichzelf of hun partner kunnen verwonden, kunnen later Parkinson ontwikkelen.’

7 Sommige mensen dromen nooit.

Schenck: ‘Het zou kunnen, maar je kunt het niet bewijzen! Veel mensen denken dat ze nooit dromen omdat ze zich hun dromen niet herinneren. We weten wel dat je niet hoeft te dromen om goed te kunnen slapen. Dromen, vooral nachtmerries, kunnen natuurlijk heel vervelend worden.’

Hamburger: ‘Een goede manier om dat aan te pakken is opschrijven wat je hebt gedroomd – en er dan zelf ook een goed einde aan verzinnen. Zo krijg je er grip op.’

8 Slapeloosheid gaat wel over.

Schenck: ‘Slapeloosheid moet je niet onderschatten. Je bent minder alert, somber, je kunt je niet concentreren – het is heel schadelijk voor je relatie! Het komt beslist niet alleen door zorgen. Bang zijn om niet in te slapen kan ook een groot probleem worden. In veel gevallen slapen mensen overigens prima in, maar worden ze na twee, drie uur wakker, om daarna niet meer, of niet goed te slapen.’

9 Slaapmiddelen zijn gevaarlijk.

Schenck: ‘Dat klopt. Ze zijn verslavend. Maar chronische slapeloosheid is ook gevaarlijk. Het gaat om het afwegen van twee kwaden.’

Hamburger: ‘Ik schrijf ze heel weinig voor. Hooguit in acute gevallen van stress, maar dan nooit meer dan vijf dagen. Want na tien, vijftien dagen kan er al verslaving optreden. Je moet bedenken: er bestaan nauwelijks goede slaapmiddelen. Ze zorgen ervoor dat je snel inslaapt, maar veel klachten hebben betrekking op te vroeg wakker worden, en daarna niet meer goed slapen. En daar bestaat geen middel voor.’

10 Een borreltje voor het slapen gaan is goed.

Schenck: ‘Dat is misschien wel de grootste mythe! Alcohol is allesbehalve een slaapmiddel!’

Hamburger: ‘Alcohol verkort de slaap, en maakt dat je lichter slaapt. En het kan nachtmerries veroorzaken. Alcohol drinken, een kopje koffie of een sigaretje voor het slapen gaan, een forse fysieke inspanning – mensen denken vaak dat ze daarna sneller inslapen terwijl het de slaap juist verstoort.’

* Carlos H. Schenck, Hans L. Hamburger, Slaap & slaapstoornissen. Uitgeverij Kosmos, 24,95 euro.

(depers.nl)

09-05-2010

Peutermeisje van 17 kan mysterie van verouderen oplossen


Brooke Geenberg (hier 16) met haar zus Carly (hier 13).

Brooke Greenberg is in werkelijkheid zeventien jaar oud maar haar lichaam en haar gedrag stemmen overeen met die van een kleine peuter. Het lijkt wel of ze "bevroren is in de tijd", zegt de TimesOnline. Amerikaanse wetenschappers zien in haar de sleutel tot het ontrafelen van het mysterie van het menselijke verouderingsproces.

Brooke is met haar 17 lentes oud genoeg om achter het stuur van een auto te kruipen in de VS, en volgend jaar zou ze er mogen stemmen, maar ze weegt amper 7,250 kilo en is maar 76 centimeter groot. Dat komt overeen met het gewicht en de lengte van een eenjarige baby.

Medische eigenaardigheid
Onderzoekers willen het genoom van Brooke ontcijferen om zo meer inzicht te krijgen in het ouder worden van de mens. Tot voor kort werd Brooke beschouwd als een medische 'eigenaardigheid'. Maar recent onderzoek van haar DNA wees uit dat het uitblijven van haar normale groeipatroon kan gelinkt worden aan een defect in die genen, die bij andere mensen instaan voor het verouderen. Als dat effectief zo is, dan kan Brooke een schat aan informatie bevatten over het menselijke verouderingsproces en over bepaalde ouderdomsziektes die in de toekomst beter bestreden zouden kunnen worden.

'Bevroren in de tijd'
"Een unieke kans voor ons", beaamt professor Richard Walker van de University of South Florida School of Medicine. "We vermoeden dat Brooke een mutatie heeft in de genen die het verouderen controleren, zodat het lijkt alsof ze bevroren werd in de tijd. Als we haar genoom kunnen vergelijken met dat van een normale versie, dan kunnen we die bepaalde genen vinden en achterhalen hoe ze precies werken."

Luiers verversen van 17-jarige
Brooke Greenberg woont met haar ouders, Howard en Melanie, en haar drie zussen in Reisterstown bij Baltimore. Haar familie ververst al zeventien jaar haar luiers en wiegt haar in slaap als een baby. Brooke vertoont wel enige vooruitgang: ze kan kruipen, lachen en giechelen als je haar kietelt, maar ze heeft nooit leren praten en ze heeft nog altijd haar melktanden.

Ouderdomsziektes?
Ze heeft ook al last gehad van levensbedreigende gezondheidsproblemen, zoals beroertes, hartaanvallen, maagzweren en ademhalingsmoeilijkheden. Alsof ze toch oud wordt zonder op te groeien. Haar vader Howard staat achter het onderzoek omdat het anderen zou kunnen helpen in de toekomst.

Waarom zijn we sterfelijk?
Professor Walker en zijn collega's hebben net een paper gepubliceerd waarin ze uitgaan van de hypothese dat Brooke een of meer beschadigde gen(en) heeft, die instaan voor de coördinatie van hoe het menselijke lichaam zich ontwikkelt en ouder wordt. "Heel misschien zou het gemuteerde gen ons een antwoord op de vraag kunnen geven: Waarom zijn wij sterfelijk?" (jv)

(HLN)

21-05-2010

Mens creëert kunstmatig leven



J. Craig Venter en dokter Hamilton Smith.
Amerikaanse genetici hebben de eerste synthetische levende cel gemaakt. De onderzoekers begonnen van nul aan de genetische blauwdruk van een bacterie, en injecteerden die in een gastcel.

De ontstane microbe ziet er net zo uit als de biologische variant, en gedraagt zich ook zo. Het onderzoek, dat werd gepubliceerd in Science, betekent een mijlpaal in de wetenschap.

Broeikasgassen absorberen
Het team onder leiding van dokter Craig Venter van het J. Craig Venter Instuut (JCVI) in Maryland en Californië hoopt uiteindelijk bacteriën te ontwerpen die medicijnen en brandstoffen produceren, en zelfs broeikasgassen absorberen.

"Zo gauw als de 'software' wordt geïnjecteerd in de cel, leest de cel hem en zet hem om in de soort die wordt bepaald in die genetische code", zegt Venter aan BBC News. De synthetische bacterie vermenigvuldigde zich meer dan een miljard keer, en produceerde kopieën die werden gecontroleerd door het synthetische DNA.

Kritiek
Volgens critici worden de mogelijkheden van synthetische organismes overschat. Daarnaast kunnen ze ook gevaarlijk zijn, zegt dokter Helen Wallace van Genewatch UK, een organisatie die ontwikkelingen in genetische technologie in het oog houdt. "We weten niet hoe die organismes zich gaan gedragen in de natuur," zegt ze.

Ze verwijt Venter dat hij de mogelijke nadelen niet belicht, maar hij reageert dan weer dat zijn ontwerp van het eerste synthetische virus in 2003 een hele mallemolen van ethische toetsing onderging, tot in het Witte Huis.

Geneticus Gos Micklem plaatst nog een praktische kanttekening bij de nieuwe ontwikkeling. "Er bestaan al een heleboel simpele, goedkope, krachtige en beproefde technieken om een reeks organismen genetisch te wijzigen. Momenteel biedt de nieuwe techniek waarschijnlijk geen echte voordelen ten opzichte daarvan," meent hij.

Wapens
Volgens professor Julian Savulescu heeft de techniek veel potentieel, maar dan wel in een "verre, verre toekomt". Bovendien zijn de risico's ongezien, meent hij. "We hebben voor dit soort radicaal onderzoek nieuwe standaarden van veiligheidscontroles nodig, en beveiliging tegen misbruik door terroristen. "In de toekomst kan je hiermee de krachtigste biologische wapens ooit maken", vreest hij.

Venter in het daar niet mee eens, en verwijst naar een uitgebreid rapport van het Massachusetts Institute of Technology (MIT) en een denktank van het Amerikaanse ministerie van Defensie, die dat risico heel klein achtten. "De meeste mensen zijn het erover eens dat het potentiële gevaar voor de maatschappij licht toeneemt, maar dat er een exponentiële stijging is van de mogelijkheden om er voordelen uit te halen. Het griepvaccin dat je volgend jaar krijgt, zou kunnen ontwikkeld worden met deze methode", besluit hij. (sam)

(HLN)

24-05-2010

Wetenschappers maken leven



Het is wetenschappers gelukt om nieuw leven te maken. De stap is belangrijker dan de uitvinding van de atoombom, zegt The Economist.

Het team van Dr. Craig Venter uit Californië is erin geslaagd om een nieuwe bacterie te maken zonder voorouders. Hoewel ze voor het onderzoek een insect nodig hadden dat als 'huls' diende, betekent het wel dat er op termijn nieuwe planten en dieren gemaakt kunnen worden. Volgens de The Economonist is de wetenschappelijk ontdekking moeilijk te onderschatten: Jje hoeft geen god meer te zijn om leven te maken.'

Volgende The Economist kunnen er met hulp van synthetische biologie nieuwe organismes gemaakt worden, zoals planten die minder water nodig hebben, groenere brandstof en nieuwe medicijnen. 'Straks heb je alleen een laptop nodig om leven te ontwerpen', zegt het blad.

De risico's van zo een ontdekking zijn ook ongeëvenaard, zegt Dr. Gos Micklem, een wetenschapper aan de universiteit van Cambridge. Micklem vertelt tegen de BBC dat bio-terrorisme bijvoorbeeld een van de grote gevaren zijn van zo'n ontwikkeling. Micklem zegt echter dat de consensus op dit moment is dat de ontwikkeling meer goede dan slechte gevolgen heeft

(bright.nl)

25-05-2010

Bolbliksem zit tussen de oren’

Lichtgevende bollen, van groot tot klein, die na een blikseminslag door de lucht zouden zweven – en zelfs door muren en ramen zouden gaan.

Bolbliksems: tientallen mensen over de hele aarde zeggen dat ze een bolbliksem hebben gezien. Er zijn zelfs uitvinders die menen dat deze ‘opgesloten bliksem’ een unieke energiebron zou kunnen zijn. Het grote probleem is dat natuurkundigen een dergelijke ‘bolvormige bliksem’ op theoretische gronden voor onmogelijk houden. Het hete plasma dat rondom een blikseminslag ontstaat, kan onmogelijk meerdere seconden blijven bestaan – het knalt onmiddellijk uit elkaar. En ze zijn er ook nooit in geslaagd om bolbliksems kunstmatig te maken. Bestaan ze wel? Wat zien die getuigen precies?

Volgens natuurkundigen van de Universiteit van Innsbruck zijn bolbliksems hallucinaties: hersenschimmen veroorzaakt door het krachtige magnetische veld van een gewone bliksem. Josef Peer en Alexander Kendl maten het magnetisch veld veroorzaakt door verschillende typen blikseminslagen tijdens onweersbuien. Volgens hen vertoont het veld veroorzaakt door betrekkelijk zeldzame, langdurige (een paar seconden), repeterende inslagen grote overeenkomsten met de magnetische velden die gebruikt worden voor de stimulering ‘op afstand’ van bepaalde hersendelen, de ‘transcraniale magnetische stimulatie’ (TMS).

In de psychiatrie wordt geëxperimenteerd met deze techniek. Vast staat dat patiënten hierbij allerlei visuele hallucinaties ervaren, waaronder vaak zogenoemde fosfenen: lichtgevende, kleurige ballen die door de lucht schieten. Volgens Peer en Kendl zou ditzelfde effect kunnen optreden tijdens zware onweersbuien, waardoor getuigen na een zware blikseminslag plotseling ‘bolbliksems’ gaan zien.

(depers.nl)

27-05-2010

Britse prof besmet zichzelf met computervirus



Een Britse wetenschapper heeft zichzelf besmet met een computervirus. Mark Gasson van de universiteit van Reading zette een virus op een RFID-chip, die dan onderhuids werd ingeplant in zijn hand. Het gaat om een verbeterde versie van de identificatiechips die worden gebruikt bij dieren.

Gasson kan de chip gebruiken om veiligheidsdeuren te openen of zijn gsm aan te zetten, maar ook om het computervirus draadloos over te dragen op andere systemen. Andere gelijkaardige chips die een verbinding maken met die systemen, worden op hun beurt besmet.

Waarschuwing
De man wil met zijn experiment waarschuwen voor de gevolgen van steeds meer geavanceerde technologie in medische toepassingen, zoals pacemakers of gehoorimplantaten. Naarmate de technologie krachtiger wordt, nemen namelijk ook de veiligheidsrisico's toe.

Professor Rafael Capurro van het Duitse Steinbeis-Transfer-Instituut voor Informatie-ethiek vindt de bevindingen alvast interessant. Hij werkte in 2005 mee aan een ethische studie over dergelijke implantaten voor de Europese Commissie, en waarschuwt ook voor het gevaar voor het geval iemand online toegang zou krijgen tot iemands implantaat.

Lichaam verbeteren
De man gelooft dat de technologie meer en meer zal opduiken, net zoals mensen hun heil zoeken in plastische chirurgie. "Als we een manier vinden om iemands geheugen of IQ te verbeteren, dan is er een reële mogelijkheid dat mensen zullen kiezen voor een dergelijke invasieve ingreep", zegt hij aan de BBC. (sam)

(HLN)

04-06-2010

Amerikanen halen vliegtuigen neer met enorm laserkanon


(foto Amerikaanse marine)

De Amerikaanse marine heeft met een enorm automatisch laserkanon succesvol onbemande vliegtuigen
uit de lucht geschoten. Dat gebeurde op 24 mei op San Nicolas Island voor de kust van Californië.

Het kanon is gemonteerd op een roterende 'R2-D2'-basis die normaal dient voor het Phalanx 20 mm-kanon van de marine. Dat kanon kan vijandelijke raketten automatisch volgen en ze neerhalen. Dat resulteert gewoonlijk in een regen van wapenschroot, wat gevaarlijk is voor nabije troepen. De laser daarentegen moet het doelwit simpelweg verbranden en vaporiseren, en meteen ook voorkomen dat niet-ontplofte munitie opnieuw neervalt.

Volgens The Register gaat het om de eerste succesvolle automatische test van een dergelijk systeem in een levensechte situatie boven het water. (sam)

(HLN)

09-06-2010

Het nut van de onzichtbaarheidsmantel

Van het ene op het andere moment onzichtbaar worden lukt nog niet, maar metamaterialen die het licht om voorwerpen heen kunnen buigen worden steeds geavanceerder. De eerste toepassingen zijn in zicht.

Toen de Britse wetenschapper John Pendry in 2006 uitlegde hoe je een onzichtbaarheidsmantel kan maken werd enthousiast gereageerd. Zijn toverwoord, metamaterialen, sloeg aan. Binnen een paar maanden was een een prototype gebouwd: een opstelling waarin een metamateriaal het licht om een voorwerp heen kan buigen. Het werkte voor één enkele golflengte in het microgolfgebied. Bovendien moest je er vanaf precies de juiste plaats naar kijken. Maar zo moeilijk kon het toch niet zijn om dat verder uit te breiden?


Afbeelding: © J. Pendry et al.

.Metamaterialen
In een normaal homogeen materiaal gaat licht in een rechte lijn. In een metamateriaal is het mogelijk om op kleine schaal precies te controleren welke kant het licht opgaat, dus ook het hoekje om. Een onzichtbaarheidsmantel van metamateriaal leidt licht om de tuin: het pad van de minste weerstand leidt niet rechtdoor, maar om het verborgen voorwerp heen. Als water dat om een steen heen stroomt buigt het licht zich langs het voorwerp en komt het daarachter weer samen.

Vier jaar later zijn er inderdaad aardig wat stappen gezet. Er zijn inmiddels ‘vloerkleed-mantels’ gemaakt: onzichtbaarheidsmantels die over een voorwerp worden gelegd. Door de gebruikte metamaterialen is de bobbel in het materiaal die het verborgen voorwerp maakt niet meer zichtbaar, onafhankelijk van welke kleur licht je gebruikt om te kijken. Tot nu toe werkt dat echter alleen voor piepkleine objecten: een paar micrometer breed en een paar nanometer hoog. Bovendien moet je nog steeds vanuit de juiste hoek naar het voorwerp kijken.



Harry Potter
Gelukkig kan je om een groter voorwerp te verbergen gewoon een grotere mantel maken, hoewel dat op dit moment nog niet technologisch haalbaar is. Ook aan het kijkhoekprobleem wordt gewerkt: door de brekingsindex van de metamaterialen zorgvuldig het hoekje om te leiden zou binnen een paar jaar een 3D-onzichtbaarheidsmantel gemaakt moeten kunnen worden. Harry Potter moet voorlopig dus op een paar dingen wachten: een laboratorium dat de uitdaging van een enorme metamateriaaldeken aankan, en een beproefde technologie om de mantel vanuit alle richtingen te laten werken.

Om mensen en voertuigen onzichtbaar te maken zijn metamaterialen voorlopig nog niet geschikt. Toch zijn er ook met de huidige status van de technologie al toepassingen denkbaar. Een tweedimensionale mantel kan bijvoorbeeld gebruikt worden om niet licht, maar golven in de zee en het aardoppervlak om de tuin te leiden. Zo kan een reusachtige ring van metamateriaal om een boorplatform ervoor zorgen dat tsunami’s netjes aan de kant gaan, en eenzelfde structuur rondom een flatgebouw verkleint de kans op instorting bij aardbevingen. Geen van beide toepassingen is al in de praktijk gebracht, maar beide zijn zover uitgewerkt dat ze binnen een paar jaar zullen worden uitgeprobeerd.


Met deze ring wisten onderzoekers een oppervlaktegolf in een bak water om een voorwerp heen te leiden. Golven in het water en aardbevingen zijn grotendeels tweedimensionaal en hebben dus minder te lijden onder de richtingsafhankelijkheid van metamaterialen dan licht. Afbeelding: © M. Farhat, S. Enoch et al.

.Een andere, onverwachte, toepassing van de voor onzichtbaarheidsmantels ontwikkelde metamaterialen is in de astronomie te vinden. Je kunt er namelijk licht mee vastzetten, net zoals dat gebeurt voorbij de horizon van een zwart gat. Een piepklein simulatie-zwart gat in een laboratorium is misschien niet echt te vergelijken met een gigant in het verre heelal, maar kan ons wel veel vertellen over de manier waarop licht en materie zich in de buurt van zo’n zwart gat gedragen. Zo zou een nep-zwart gat van metamateriaal Hawkingstraling kunnen uitzenden, een uniek soort straling die volgens Stephen Hawking uit zwarte gaten moet komen. In het heelal hebben we die straling nog niet gevonden. Dankzij pogingen om onzichtbaarheid mogelijk te maken zien we hem wellicht binnenkort voor het eerst, in een laboratorium.

(Kennislink)

[ Bericht 0% gewijzigd door ExperimentalFrentalMental op 11-06-2010 08:40:14 ]

11-06-2010

Misverstand over autisme genetisch verklaard

DEN HAAG - Sommige genen die al langer in verband worden gebracht met verstandelijke handicaps, spelen ook een rol bij autisme.

Dat heeft de in Nederland opgeleide onderzoekster Dalila Pinto ontdekt, zo meldde de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) vrijdag.

De ontdekking zou kunnen verklaren waarom, mede op basis van een overlap in symptomen, tot voor kort vaak werd gedacht dat autismepatiënten automatisch een verstandelijke handicap hebben.

Intelligent

In werkelijkheid is dat in minder de helft van de gevallen zo, terwijl andere autisten juist normaal of zelfs bovengemiddeld intelligent zijn.

Pinto deed haar ontdekking in het kader van een groot genetisch onderzoek naar autisme in Canada, waarbij 120 onderzoekers en meer dan 1500 gezinnen betrokken zijn.

Haar deelname aan de studie is mede mogelijk gemaakt door een financiële bijdrage van de NWO.


Genetische defecten

De onderzoekers hebben een reeks nieuwe genetische defecten ontdekt die een rol spelen bij autisme en aanverwante stoornissen.

Die defecten ontstaan doordat bij de aanmaak van nieuwe cellen een 'kopieerfout' wordt gemaakt in het DNA, en leiden ertoe dat de cellen hun werk niet goed kunnen doen.

De wetenschappers ontdekten ook genetische factoren die een vroegere diagnose mogelijk kunnen maken.

Dat is volgens Pinto belangrijk omdat het de kwaliteit van leven van autismepatiënten kan helpen verbeteren.

,,Het is aangetoond dat een eerdere behandeling in sommige gevallen de gevolgen van de aandoening kan verminderen.''


Honderden genen

Duidelijk is nu dat er honderden genen zijn die een rol spelen bij het ontstaan van autisme. ,,Veel meer dan we dachten'', aldus Pinto.

Maar de studie heeft ook aangetoond dat veel van die genen gemeenschappelijke functies hebben.

Dat biedt volgens de onderzoekster nieuwe aanknopingpunten voor de ontwikkeling van medicijnen.


Eén op de 110

Ongeveer één op de 110 kinderen heeft een autistische stoornis. De aandoening openbaart zich rond het derde levensjaar en is niet te genezen.

Patiënten hebben moeite met sociale interactie en communicatie en blijven vaak hangen in zich steeds herhalend gedrag.

© ANP

(nu.nl)

29-06-2010

'Gel laat gaatjes in tanden dichtgroeien'

AMSTERDAM – Franse wetenschappers hebben met succes een gel getest die de groei van nieuwe cellen in tanden stimuleert.

De gel met melanocyt-stimulerende hormonen (MSH) zou moeten worden aangebracht rondom een gaatje. Het middel moedigt de groei van nieuwe cellen aan en kan er mogelijk voor zorgen dat het tandweefsel zich binnen een maand volledig herstelt.

Dat schrijven onderzoekers van het Nationaal Instituut voor Gezondheid en Medisch Onderzoek in Frankrijk in het wetenschappelijk tijdschrift ACS Nano.

Tandpasta

Volgens de wetenschappers zou de MSH-gel het repareren van gaatjes doormiddel van vullingen in sommige gevallen overbodig kunnen maken. Het middel kan echter niet voorkomen dat er nieuwe gaatjes ontstaan. Tanden poetsen blijft dus noodzakelijk.

“Het is geen tandpasta”, verklaart onderzoekster Nadia Benkirane-Jessel op Discovery News. “We kunnen er alleen gaatjes mee dichten."

Uit eerdere onderzoeken is al gebleken dat melanocyt-stimulerende hormonen de groei van nieuwe cellen in botten kunnen aanmoedigen. De Franse wetenschappers hebben de werking van de hormonen voor het eerst getest op tanden.


Tandartsboor

De onderzoekers brachten de MSH-gel op de tanden van muizen, die veel gaatjes hadden. Na een maand smeren, waren bijna alle gaatjes in het gebit van de dieren verdwenen.

Meer onderzoek moet uitwijzen of de gel ook geschikt is om gaatjes in de tanden van mensen te behandelen. De wetenschappers verwachten niet dat de tandartsboor helemaal overbodig zal worden. Het middel is volgens hen waarschijnlijk alleen geschikt om bepaalde soorten gaatjes te dichten.

© NU.nl/Dennis Rijnvis

(nu.nl)

05-07-2010

Röntgenlaser kleedt atomen uit

De krachtigste röntgenlaser ter wereld kan een atoom van al zijn elektronen ontdoen, zodat slechts de kern overblijft. Het opent de weg naar gloednieuwe experimenten.

Er heeft een doorbraak plaatsgevonden op het gebied van röntgenlasers. Waren deze lasers tot nu toe vele malen zwakker dan de beste optische lasers, nu kunnen ze gebouwd worden in hetzelfde energiebereik. De nieuwe, krachtige röntgenlaser LCLS (Linac Coherent Light Source) van het Amerikaanse SLAC-laboratorium is een miljard keer sterker dan zijn voorganger op de energielijst. Dat maakt de weg vrij voor nieuwe toepassingen – en in plaats van in de wilde weg op dingen te gaan schijnen en te kijken wat er gebeurt, bedachten de wetenschappers die beschikking over de laser hebben meteen een heel spannend eerste experiment.


De LCLS is een gigantische röntgenlaser in een drie kilometer lange tunnel. Hierin worden pulsen gemaakt met een ongekend hoge intensiteit. Afbeelding: © SLAC

.Röntgenstraling is altijd al bijzonder geschikt om materialen op atomaire schaal te bekijken en te bewerken. Dat komt door de golflengte van het röntgenlicht: LCLS gaat tot 1,5 Ångstrom, of 0,15 nanometer. Eén lichtgolf is daarom ongeveer even groot als een atoom. Het bijzondere van LCLS is, naast zijn enorm hoge energie, de manier waarop hij laserlicht uitzendt. Dat gebeurt in superkorte pulsen die elkaar met een hoge frequentie opvolgen. De frequentie is hoger dan de typische vibraties binnen een atoom, zodat LCLS gebruikt kan worden om te bekijken op welke manier de bewegingen binnenin een atoom plaatsvinden.



Röntgenfotonen met een energie onder de 870 eV kunnen elektronen uit de buitenste schil van een neonatoom verwijderen. Als de energie boven de 993 eV ligt kunnen ook de binnenste elektronen bereikt worden. Door de hoge intensiteit van de LCLS-laser kunnen de binnenste elektronen uit het atoom geknikkerd worden zonder dat de elektronen uit de buitenste schil meteen de leeggekomen plaatsen innemen. Dat levert een unieke toestand van het atoom op. Afbeelding: © Nature, adapted from Encyclopaedia Britannica

Als een bliksemsnelle stroboscoop kan LCLS pulsen uitzenden naar een atoom om er momentopnamen van te nemen. Maar als de energie van de röntgenfotonen groot genoeg is, kunnen er nog veel spannender dingen gebeuren. De hoge energie van fotonen, bijna 1000 elektronvolts (eV), is genoeg om een elektron dat aan de kern van een atoom vastgebonden zit eruit te stoten. Tot nu toe kon dat ook wel, maar dan alleen met elektronen die ver van de atoomkern afzitten. De nieuwe LCLS-laser kan alle elektronen bereiken, en zo een atoomkern ontdoen van zijn dichtstbijzijnde elektronen. Daarmee betreden we een deel van de natuurkunde dat tot nu toe alleen in theorie bereikbaar was.

LCLS zal als vuurproef dienen voor veel theorieën over de interactie tussen licht en materie. Hij brengt het binnenste van atomen in zicht, zodat we meer te weten kunnen komen over hoe die zich gedragen. Daarnaast is er nog het hoofddoel waarvoor de laser gebouwd is: het bestuderen van biomoleculen. De superintense röntgenlaser is er klaar voor – op naar spannende nieuwe wetenschap!

Zie verder:

Attosecondelaser biedt kijkje in molecuul

Wat doe je met een laser die pulsen geeft van een miljardste van een miljardste seconde? De beweging van razendsnelle elektronen in een molecuul volgen natuurlijk!

Leve de laser!

Op 16 mei 1960 maakte Theodore Maiman in zijn lab de eerste officieel bevestigde laserpuls. Wat toen nog een ‘oplossing op zoek naar een probleem’ was, vormt nu de ruggengraat van de experimentele natuurkunde. De laser viert dit jaar zijn vijftigste verjaardag.

Materie in een nieuw licht
Met materie zijn we goed vertrouwd. Materie heeft gewicht, we kunnen het oppakken, we bestaan uit materie. Met licht is het anders. Licht is niet duurzaam. Het weegt niets, het heeft iets spookachtigs. Het beweegt met onvoorstelbare snelheid. Licht is de meest vluchtige stof die we kennen.

(Kennislink)

quote:

Robins can literally see magnetic fields, but only if their vision is sharp

Some birds can sense the Earth’s magnetic field and orientate themselves with the ease of a compass needle. This ability is a massive boon for migrating birds, keeping frequent flyers on the straight and narrow. But this incredible sense is closely tied to a more mundane sense – vision. Thanks to special molecules in their retinas, birds like the European robins can literally see magnetic fields. The fields appear as patterns of light and shade, or even colour, superimposed onto what they normally see.

Katrin Stapput from Goethe University has shown that this ‘magnetoreception’ ability depends on a clear image from the right eye. If it’s covered by translucent frosted goggle, the birds become disorientated; if the left eye is covered, they can navigate just fine. So the robin’s vision acts as a gate for its magnetic sense. Darkness (or even murkiness) keeps the gate shut, but light opens it, allowing the internal compass to work.

The magnetic sense of birds was first discovered in robins in 1968, and its details have been teased out ever since. Years of careful research have told us that the ability depends on light and particularly on the right eye and the left half of the brain. The details still aren’t quite clear but, for now, the most likely explanation involves a molecule called cryptochrome. Cryptochrome is found in the light-sensitive cells of a bird’s retina and scientists think that it affects just how sensitive those cells are.

When cryptochrome is struck by blue light, it shifts into an active state where it has an unpaired electron – these particles normally waltz in pairs but here, they dance solo. The same thing happens in a companion molecule called FAD and together, the two are known as a “radical pair”. Magnetic fields act upon the unpaired electrons and govern how long it takes for the radical pair to revert back to their normal, inactive state. And because cryptochrome affects the sensitivity of a bird’s retina, so do magnetic fields.

The upshot is that in magnetic fields put up a filter of light or dark patches over what a bird normally sees. These patches change as the bird turns and tilts its head, providing it with a visual compass made out of contrasting shades.

To test the bounds of this ability, Stapput wanted to see what would happen if she blurred a robin’s vision. She outfitted her robins with somewhat unflattering goggles, with clear foil on one side and frosted foil on the other. Both allowed 70% of light to get through, but the frosted foil disrupted the clarity of the image.

The robins were kept in cages until they were ready to migrate and let loose in funnel-shaped cages lined with correction fluid. As they orientated themselves and changed course, they created scratches on the cage walls which told Stapput which direction they were heading in. These scratches revealed that with both eyes open, the robins flew straight north as they would normally do in the wild. If their left field of vision was frosted, they went the same way. But if their right eye was covered, they became disorientated, heading in completely random directions.

This experiment shows that the internal compass doesn’t just depend on light – birds also need to see a clear image with their right eye in order to find they way. After all, their magnetic sense only provides them with information that lies on top of the images they normally see. If that image is blurry, the magnetic sense is useless. To put it another way, driving with an excellent Satnav won’t do you much good if your windscreen is covered in frost.

But Stapput thinks that birds also need a sharp, focused image to separate the information from their visual and magnetic senses. Since both lie on top of each other, and both involve differences in light and shade, the potential for confusion is high. But thanks to lines and edges, the images that birds see tend to have sharp transitions between light and shade; by contrast, changes in magnetic fields are smooth and more gradual. So sharp changes in contrast are probably due to the boundaries of objects, but smoother changes are probably due to magnetic effects.

Stapput’s study certainly provides good support for the “radical pair” explanation, but it doesn’t rule out an alternative hypothesis. Some birds, such as pigeons, have small crystals of magnetite in their beaks. This iron-rich magnetic mineral could provide further clues about the surrounding magnetic fields, especially in darkness.

bron

Waarom zie ik deze sticky topics nu pas?

quote:

Op dinsdag 20 juli 2010 05:53 schreef Probably_on_pcp het volgende:
Waarom zie ik deze sticky topics nu pas?

in before inkoppertje

20-07-2010

Niet langer science fiction: we gaan oorlog voeren met lasers



Dat het kon wisten we al, maar dat het ook echt werkt is nieuw: op de Farnborough Airshow in Groot-Brittannië is een video getoond van een laserwapen dat in staat is om vanop schepen of vanop een voertuig op land met een straal een bewegend doelwit te vernietigen. Op de video is te zien hoe de Amerikaanse Navy vanop grote afstand een onbemand vliegtuig "vaporiseert" met een Close-In Weapons System (CIWS) gemonteerd op een Phalanx-geleidingssysteem.



Volgens Raytheon, het bedrijf dat het systeem bouwde en de US Naval Sea Systems Command, werkt de laser erg goed: alle vier de testtoestellen werden bij de eerste poging neergehaald. Raytheon, het bedrijf achter het wonderwapen, vond ooit de microgolfoven uit en is ondermeer via strategische en uitgekiende overnames nu al wereldwijd het vijfde grootste defensiebedrijf.



Drone
Op de video is te zien hoe een "drone" (onbemand gevechtsvliegtuig) met succes wordt gevonden, aangevallen en neergehaald. Je ziet hoe het toestel eerst begint te smeulen, daarna hevig begint te branden tot er niks meer over is. Het wapen van Raytheon vaporiseert simpelweg z'n doelwit met een laser van 50 kilowatt.

Raytheon maakt zich sterk dat het systeem ook in de ruimte kan worden gebruikt en defensie-experten op de luchtshow geloven dan ook dat dit het begin is van "proper, real-world applications for lasers in the military".

Ook op land
Raytheon Missile Systems' vice-president Mike Booen vertelde de BBC dat het systeem op het Phalanx anti-raketsysteem kan worden gebouwd, waarmee nu al veel Amerikaanse en NAVO-schepen zijn uitgerust. Vorig jaar testte Raytheon het wapen al succesvol op land. In een andere video (onderaan dit artikel) wordt getoond hoe het inkomende pantsergranaten en ander mortiergeschut neutraliseert.

Onuitputbaar wapen
Volgens Mike Booen hebben legers met zijn product toegang tot een "onuitputbaar magazijn: zolang ze elektriciteit hebben, hebben ze fotonen en kunnen ze schieten."

Raytheon zegt dat het twee belangrijke tekortkomingen van laserwapens overwonnen heeft: de weersomstandigheden (vochtige lucht "absorbeert" de energie van de laserstraal) en doelen met weerspiegelende oppervlakten. Over hoe ze dat gedaan hebben blijven ze vaag, Booen wou wel kwijt dat "het kwestie was van de laser krachtig genoeg te maken".

De tests gebeurden in mei op de US Navy test range op San Nicolas Island voor de kust van Californië. Raytheon mag van het Amerikaanse leger niet vrijgeven hoe snel, hoog en hoe ver het neergehaalde vliegtuigje vloog, maar het wou wel kwijt dat de neergehaalde toestellen "zich gedroegen zoals je dat in een echte oorlogssituatie zou verwachten".

Van microgolfoven tot lasergeweer
Raytheon, het bedrijf dat het wapen ontwikkelde, telt ondertussen 73.000 werknemers en haalt meer dan 90 % van zijn omzet uit defensiecontracten. Het is via strategische en uitgekiende overnames nu al wereldwijd het vijfde grootste defensiebedrijf.

Opgericht in 1922 door drie studiemakkers, was een heliumgelijkrichter het eerste product. Die buis kreeg de naam Raytheon ("goddelijk licht"). In 1925 veranderde het bedrijf haar naam naar het product: Raytheon. Het werd één van grootste producenten van elektronenbuizen.

Tijdens de Tweede Wereldoorlog maakte Raytheon magnetronbuizen voor gebruik in radarinstallaties. In 1945 ontdekte een werknemer van het bedrijf, Percy Spencer, dat die buizen ook voedsel konden koken en vond zo de microgolfoven uit.

Vanaf 1948 begon Raytheon ook geleide raketten te produceren en later ook commerciële radio- en televisiezendinstallaties. In de jaren 50 begon Raytheon transistors te maken.

Overnames
In 1980 nam Raytheon de fabrikant van kleine vliegtuigen Beechcraft over, in 1993 gevolgd door de privéjetdivisie van British Aerospace. In 1994 werden beide entiteiten samengevoegd tot Raytheon Aircraft Company. Midden jaren 90 kocht Raytheon de defensie-activiteiten van E-Systems en Texas Instruments. In 1997 kocht het bedrijf ook Hughes Aircraft over van General Motors. Hughes Aircraft omvatte lucht- en defensie-activiteiten én de raketafdeling van General Dynamics, de defensietak van Delco en elektronicabedrijf Magnavox. (mvl)



(HLN)

22-07-2010

Duitse wetenschappers gaan Minority Report voorbij

Met de komst van Microsoft’s Kinect is een bewegingsgevoelige besturing door het lichaam natuurlijk niet echt revolutionair meer. Wetenschappers van het Duitse Fraunhofer weten deze technologie echter naar een hoger niveau te tillen.


Het is wetenschappers gelukt een technologie te ontwikkelen welke nauwkeuriger is dan die uit de film Minority Report

Fraunhofer heeft een techniek ontwikkeld waarbij het systeem meerdere handen kan herkennen, en hierbij ook de positie van de vingers in de gaten houdt zonder dat er speciale handschoenen gebruikt worden. De camera bepaalt eerst de positie van de vingers en als deze eenmaal vast staan worden ze eenvoudig gevolgd over het hele scherm.

Minority Report

Volgens de wetenschappers is hun technologie geavanceerder dan wat we in de science fiction film Minority Report voorbij zien komen. Dit omdat hun systeem alle vingers van blote handen dus onafhankelijk van elkaar kan herkennen. Er zijn natuurlijk al meerdere camera’s op de markt verschenen die de bewegingen van de gebruiker volgen, maar de precisie waarmee de techniek van Fraunhofer dit doet is volgens de wetenschappers ongekend. Ter bewijs heeft Fraunhofer een demonstratievideo op YouTube geplaatst.



Door Elmar Rekers / Gadget.nl.

(Elsevier)

quote:

Model describes universe with no big bang, no beginning, and no end

(PhysOrg.com) -- By suggesting that mass, time, and length can be converted into one another as the universe evolves, Wun-Yi Shu has proposed a new class of cosmological models that may fit observations of the universe better than the current big bang model. What this means specifically is that the new models might explain the increasing acceleration of the universe without relying on a cosmological constant such as dark energy, as well as solve or eliminate other cosmological dilemmas such as the flatness problem and the horizon problem.

Shu, an associate professor at National Tsing Hua University in Taiwan, explains in a study posted at arXiv.org that the new models emerge from a new perspective of some of the most basic entities: time, space, mass, and length. In his proposal, time and space can be converted into one another, with a varying speed of light as the conversion factor. Mass and length are also interchangeable, with the conversion factor depending on both a varying gravitational “constant” and a varying speed of light (G/c2). Basically, as the universe expands, time is converted into space, and mass is converted into length. As the universe contracts, the opposite occurs.

“We view the speed of light as simply a conversion factor between time and space in spacetime,” Shu writes. “It is simply one of the properties of the spacetime geometry. Since the universe is expanding, we speculate that the conversion factor somehow varies in accordance with the evolution of the universe, hence the speed of light varies with cosmic time.”

As Shu writes in his paper, the newly proposed models have four distinguishing features:

• The speed of light and the gravitational “constant” are not constant, but vary with the evolution of the universe.
• Time has no beginning and no end; i.e., there is neither a big bang nor a big crunch singularity.
• The spatial section of the universe is a 3-sphere [a higher-dimensional analogue of a sphere], ruling out the possibility of a flat or hyperboloid geometry.
• The universe experiences phases of both acceleration and deceleration.

He tested one of the models against current cosmological observations of Type Ia supernovae that have revealed that the universe appears to be expanding at an accelerating rate. He found that, because acceleration is an inherent part of his model, it fits the redshift data of the observed supernovae quite well. In contrast, the currently accepted big bang model does not fit the data, which has caused scientists to search for other explanations such as dark energy that theoretically makes up 75% of the mass-energy of the universe.

Shu’s models may also account for other problems faced by the standard big bang model. For instance, the flatness problem arises in the big bang model from the observation that a seemingly flat universe such as ours requires finely tuned initial conditions. But because the universe is a 3-sphere in Shu’s models, the flatness problem “disappears automatically.” Similarly, the horizon problem occurs in standard cosmology because it should not be possible for distant places in the universe to share the same physical properties (as they do), since it should require communication faster than the speed of light due to their great distances. However, Shu’s models solve this problem due to their lack of big bang origin and intrinsic acceleration.

“Essentially, this work is a novel theory about how the magnitudes of the three basic physical dimensions, mass, time, and length, are converted into each other, or equivalently, a novel theory about how the geometry of spacetime and the distribution of mass-energy interact,” Shu writes. “The theory resolves problems in cosmology, such as those of the big bang, dark energy, and flatness, in one fell stroke.”

Physorg

04-08-2010

Wetenschappers voorspellen misdrijven door brein te lezen


In 'Minority Report' wordt Tom Cruise beschuldigd van een misdrijf dat hij nog niet gepleegd heeft.

Wetenschappers van de Amerikaanse Northwestern University beweren dat ze de gedachten van terroristen kunnen lezen. Ze doen dat door hersengolven te analyseren via elektroden op de hoofden van testpersonen. Ze kunnen zo als het ware misdrijven voorspellen, zoals in de film 'Minority Report'.

De onderzoekers deden twee testen waarbij 29 proefpersonen zich een halfuur mentaal moesten voorbereiden op het plegen van een terroristische aanslag. De studenten kregen gedetailleerde informatie over het doelwit, wapens en werkwijze, en moesten zich die informatie dan eigen maken alsof ze de plannen echt gingen uitvoeren. Zo moesten ze een brief schrijven over de plannen, om de details dieper in hun brein te 'graveren'. Ze moesten ook zelf de leegtes in de plannen opvullen om alles nog wat echter te doen lijken.

Schuld
De proefpersonen moesten dan naar monitors kijken met visuele stimuli, zoals de namen van verschillende Amerikaanse steden, waaronder het eigenlijke doelwit. Volgens professor psychologie J. Peter Rosenfeld vertoont een brein immers 'schuldige' informatie in 'P300'-hersengolven wanneer die persoon 'schuldige kennis' heeft.

In de eerste test wisten de onderzoekers welke plannen de testpersonen hadden gekregen, en gingen ze na of de hersenen van de studenten informatie over de plaats en het tijdstip van de aanvallen vrijgaven. In deze test konden de wetenschappers de stijging van de hersenactiviteit voor honderd procent verbinden met de 'schuldige kennis' bij alle studenten die deelnamen.

Voorkennis
Wat de resultaten zo indrukwekkend maakt, is dat in een echte situatie de kennis veel dieper is ingebed in de hersenen, aangezien de planning van dergelijke aanslagen maanden of jaren duurt. Een dergelijke test kan bij echte terroristen uitgevoerd worden wanneer onderzoekers al op voorhand bepaalde informatie hebben opgevangen, zegt Rosenfeld. De testen kunnen dan de mate van schuld nagaan of details bevestigen.

Bij de eerste test moesten de onderzoekers dus op voorhand informatie hebben, maar bij de tweede test bleek dat niet eens nodig. Daarbij hadden de wetenschappers geen idee naar welke informatie ze op zoek waren. "Zonder enige voorkennis van het geplande misdrijf in onze valse terrorismescenario's, konden we 10 van de 12 terroristen identificeren, en bij hen, 20 tot 30 misdrijfgerelateerde details", zegt de prof. "De test was 83 procent accuraat in de voorspelling van verborgen kennis, en dat suggereert dat ons complex protocol toekomstige terroristische activiteiten zou kunnen identificeren."

Valse informatie
Het is nog de vraag hoe de wetenschappers valse informatie zoals in de tests gaan kunnen onderscheiden van echte, en wat voor bewijswaarde dergelijke informatie kan krijgen. In 'Minority Report' werd hoofdrolspeler Tom Cruise immers beschuldigd van een misdrijf dat hij nog niet gepleegd had. (sam)

(HLN)

04-08-2010

Gamen voor de wetenschap

Eiwitten vouwen met 57.000 mensen

Miljoenen mensen spelen dagelijks games. Vaak uitdagende games, die veel van je intelligentie en creativiteit vragen. Die denkkracht hebben Amerikaanse wetenschappers nu afgetapt om meer te weten te komen over de bouwstenen van het leven. Een veelbelovende strategie.

Er zijn mensen die denken dat de computer de onderzoeker van de toekomst is. De robotjes Adam en Eva bijvoorbeeld zijn nu al in staat om simpele wetenschappelijke proefjes te doen, en op grond van de resultaten nieuwe hypothesen op te stellen. Imposant, zonder meer. Maar de resultaten van deze robotwetenschap zijn tot dusver nauwelijks relevant. Niet zo gek, want een computer bezit ondanks al zijn rekenkracht nog steeds geen fractie van de creatieve en associatieve vermogens van de mens.

Belangrijk onderzoek zal dus nog wel even worden gedaan door mensen van vlees en bloed. Maar net als bij de ontwikkeling van software wordt het wel steeds makkelijker om met grote groepen mensen aan onderzoek te werken. Dat hoeven niet eens hoogopgeleide wetenschappers te zijn. Het kan ook een grote groep gamers zijn, die je met behulp van een multiplayer online game hun tanden laat zetten in een wetenschappelijk probleem.

Vouwen voor gevorderden
Dat is in ieder geval de aanpak van negen Amerikaanse biochemici en computerwetenschappers, die meer dan 57.000 gamers wisten te mobiliseren in hun pogingen om de structuur van eiwitten te achterhalen. Een mooi voorbeeld van crowd-sourcing. En met resultaat, want het leverde een aantal waardevolle inzichten op, is te lezen in de nieuwste Nature. Alle gamers worden trouwens als auteur vermeld, waarmee Predicting protein structures with a multiplayer online game waarschijnlijk het wetenschappelijke artikel met de meeste auteurs ooit is.

De onderzoekers ontwikkelden het spel Foldit, waarbij meerdere spelers online met en tegen elkaar kunnen strijden door eiwitten op te vouwen. Klinkt dat saai? Voor iemand die first-person shooters en race simulators gewend is ongetwijfeld, maar bedenk wel dan dat de structuur van eiwitten notoir ingewikkeld is en dus een enorme breinbreker. Iemand die zijn hersenen eens flink wil laten kraken is bij Foldit aan het juiste adres.

Ongeschoolde onderzoekers
De driedimensionale structuur van eiwitten is van essentieel belang om de biologische functie ervan te begrijpen, maar zelfs de krachtigste computers weten slechts de structuur van de allersimpelste eiwitten te achterhalen. De gamers, van wie de meesten niet wetenschappelijke geschoold waren, staken de speciaal hiervoor ontwikkelde software meermaals het loef af. Voor vijf van de tien voor het onderzoek gebruikte ‘puzzels’ – verkeerd opgevouwde eiwitstrengen waarvan de juiste structuur moest worden achterhaald – gold dat de gamers met betere oplossingen kwamen dan de software.

Het grote voordeel was dat de gamers niet alleen de verschillende mogelijkheden uitprobeerden, maar ook vaak de handen ineen sloegen om nieuwe zoekstrategieën te ontwikkelen. Precies het soort creativiteit dat de computer ontbeert. De onderzoekers willen nu de strategieën van de beste Foldit-spelers gaan analyseren om nieuwe algoritmen te ontwikkelen waarmee ze de computer weer aan het werk kunnen zetten.

Het lijkt er dus op dat wetenschap nog wel even mensenwerk blijft, zeker als er op grote schaal wordt samengewerkt. En al helemaal als je het saaie werk omvormt tot uitdagende games.

Bouwe van Straten

(Noorderlicht)

05-08-2010

Record pi: 5 biljoen cijfers achter komma

TOKIO - Een Japan en Amerikaan zeggen dat zij een nieuw record voor het aantal cijfers achter de komma van het getal pi hebben gevestigd. Zij hebben vijf biljoen (5.000.000.000.000) cijfers achter de komma berekend. Als hun bewering klopt, verdrijven zij het record van een Franse softwaredeskundige uit de boeken. Die kwam niet verder dan bijna 2,7 biljoen cijfers achter de komma.

Het getal pi ontstaat als de omtrek van een cirkel wordt gedeeld door de diameter van die cirkel. Omdat de omtrek niet recht is, kan het getal pi, genoemd naar een letter in het Griekse alfabet, nooit precies worden berekend. Meestal wordt de breuk 355/113 (3,141592) aangehouden, maar een veel gebruikte schatting is ook 22/7 (3,142857).

Het Japanse computerwonder Shigeru Kondo zegt dat hij met de Amerikaanse student Alexander Lee negentig dagen aan het record heeft gewerkt. Zij gebruikten een desktopcomputer in Kondo's huis met twintig externe harddisks.

Kondo heeft de computer zelf in elkaar gezet. Hij kocht onderdelen in plaatselijke elektronicawinkels en via het internet. De Japanner schat dat het apparaat bij elkaar ongeveer 13.500 euro heeft gekost. Toen hij het vijfbiljoenste cijfer achter de komma had berekend, had hij een voldaan gevoel, maar hij kon die emotie niet delen met zijn moeder en echtgenote. Die hadden volgens hem ‘geen bijzondere gevoelens’ bij zijn cijferwerk.

(Volkskrant)

06-08-2010

Diepzee vol geheimen

Conclusie na tien jaar onderzoek: de oceanen zijn nog grotendeels onontdekt

Uitgebreide website van de Census of Marine Life.

De Census of Marine Life publiceerde deze week in PLoS ONE een overzicht van alle bekende diersoorten in de oceanen, het resultaat van tien jaar werk. De lijst is indrukwekkend, met vele tienduizenden soorten. Maar eigenlijk weten we nog steeds maar bar weinig; de onderzoekers verwachten dat er voor elke bekend zeedier nog vier ontdekt moeten worden. Vooral de diepzee is nog grotendeels een mysterie. Noorderlicht presenteert een overzicht van wat er zoal schuil gaat in deze uitgestrekte ijskoude duisternis.

(Noorderlicht)