Wetenschap en Technologie in het nieuws

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)