De schimmel Aspergillus niger doet niet aan sex. Sex vertraagt de voortplanting van de schimmel. Samenvatting:
quote:Fitness-landschapDe schimmel Aspergillus niger doet niet aan sex. Geneticus Dr. Arjan de Visser van Wageningen Universiteit weet ook waarom. Sex vertraagt de voortplanting van de schimmel.
In een recent artikel in The American Naturalist legt de Wageningse geneticus uit hoe hij daar bij komt. De Visser en collega's keken naar het effect van vijf bekende mutaties op de groeisnelheid (de fitness) van de schimmel. De schimmel doet het in de natuur zonder sex. De gebruikte mutaties zijn veranderingen van het erfelijk materiaal die afzonderlijk de fitness verlagen. Hoe meer mutaties hoe lager de fitness, dus hoe slechter de schimmel het doet.
quote:Doodlopende wegDat verband bleek rechtlijnig als naar de gemiddelde fitness van schimmels met evenveel mutaties werd gekeken. Meer mutaties levert een navenant lagere fitness op. Genetici zeggen dan dat er geen epistatie plaats vindt. De ene mutatie heeft geen effect op de ander Maar bij nader inzien blijkt nu dat het anders zit. De Visser ontdekte dat toen hij de fitness van de schimmels driedimensionaal in kaart bracht: de groeisnelheid (verticaal) tegen alle verschillende combinaties van mutaties (het horizontale vlak). Het resultaat is een zogeheten fitness-landschap.
quote:Virtuele sexHet landschap van Aspergillus niger blijkt opmerkelijk ruw. Het zit vol met pieken en dalen van mutanten die het wel of niet goed doen. Dat bewijst dat er toch sprake is van epistasie. Mutaties die afzonderlijk de fitness verlagen, kunnen samen tot een hogere fitness leiden. Het landschap laat volgens De Visser mooi zien waarom sommige combinaties van mutaties de schimmel naar een doodlopende weg voeren. 'Om van een piek met een lagere fitness te ontsnappen naar een piek met een hogere fitness zijn minstens twee mutaties nodig. En natuurlijke selectie staat zo'n pad niet toe.' Tussen twee bergen zit altijd een dal. En een dal betekent in de praktijk extinctie.
quote:Zeldzaam padDe Visser liet vervolgens samen met theoretische collega's uit Keulen de schimmel virtueel aan sex doen. Met behulp van de computer werd gekeken hoe de schimmel het doet als-ie hetzelfde landschap met sex moet afleggen. En dat blijkt niet te werken. Alleen recombinatie tussen bepaalde pieken in het landschap levert een hogere berg op. 'Maar die vereiste combinaties bestaan niet makkelijk in eenzelfde populatie. Sex is dus meestal nadelig', concludeert De Visser. 'Sex vertraagt het bereiken van hogere fitness. Gunstige mutatie-combinaties worden meteen weer afgebroken.'
quote:Toch vertellen de fitness-landschappen niet het hele verhaal. De Visser: 'Veel lab-experimenten laten wel degelijk voordelen van sex zien. Ik ben overtuigd van het bestaan van die landschappen. Dat klop wel. Maar het is niet het hele plaatje. Dit zijn natuurlijk maar vijf mutaties van de vele miljoenen mogelijkheden. Er kunnen natuurlijk best zeldzame begaanbare paden bestaan die we hebben gemist met ons sample. Dat hangt helemaal van de topografie van die landschappen af.' RK
SPOILERReferenties & Copyright
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:Bron: BBC.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
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
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
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.
'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.
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:Lees verder op de FOK!frontpage: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.
...
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: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.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…
Tien jaar Nobelprijs Natuurkunde
Tien jaar Nobelprijs Scheikunde
Tien jaar Nobelprijs Geneeskunde
quote:Hoewel een Amerikaanse vrouw al 37 jaar met maar één hersenhelft leeft, leidt ze een zelfstandig leven. Een dokter ontdekte pas tien jaar geleden dat de Amerikaanse Michelle Mack ongeveer 95 procent van haar linkerhersenhelft mist.
Daardoor heeft Michelle Mack de wetenschap versteld doen staan, berichtte de Amerikaanse tv-zender CNN vandaag.
De linkerhersenhelft zorgt er normaal gesproken voor dat je onder meer kunt bewegen, praten en lezen. Door een beroerte voor haar geboorte is bij Mack dat deel van de hersenen nauwelijks ontwikkeld. De rechterhersenhelft heeft een groot deel van die functies overgenomen, waardoor de vrouw uit Falls Church in de staat Virginia normaal kan praten en haar opleiding aan de middelbare school met succes kon afronden.
Mack woont bij haar ouders, betaalt huur en doet het grootste deel van het huishouden zelf. Ze is financieel onafhankelijk door haar administratieve baan bij een kerk. Ze wilde haar verhaal naar buiten brengen om duidelijk te maken "dat ik normaal ben maar wel speciale behoeften heb." De vrouw hoopt dat er op deze manier meer begrip ontstaat voor "alle andere mensen die zoals ik zijn".
[ Bericht 1% gewijzigd door #ANONIEM op 13-10-2009 18:47:15 ]
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.
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)
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.quote:Of iets populairder: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.
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
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)
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.
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
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
© Kennislinkquote:Overigens zijn testdomeinen al wel beschikbaar, de volgende zouden moeten kunnen werken in moderne browsers: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.
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
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)
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)
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)
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.
quote:Bron: Technisch weekbladGerard Vroomen is verkozen tot Ingenieur van het Jaar 2009. Hiermee liet hij de andere twee finalisten Terence Vehmeijer en Matthijs Kok achter zich. Vroomen volgt Saskia Rijtema op.
Vroomen studeerde Werktuigbouwkunde aan de TU/e en studeerde af op het ontwerp van een aerodynamische tijdritfiets. Dit deed hij samen met medestudent Phil White, die ook mede-eigenaar is in het door Vroomen opgerichte bedrijf Cervélo.
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.
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)
'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)
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.
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)
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)
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)
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)
'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:FOK!frontpageEerste 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.
quote:De LHC deeltje 2
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:Halve man, halve prijzenOp 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)
Whahaha! OMG
'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)
'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)
‘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)
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)
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)
"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)
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)
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)
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)
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)
'Fysici zien donkere materie'
quote:'Fysici zien donkere materie'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.
quote:I have made fire!!!Toch maken de wetenschappers hun resultaten nu al wereldkundig, omdat de concurrentie in het vakgebied moordend is.
The cavemen are succesful.
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)
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)
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)
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)
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)
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)
"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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
‘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)
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)
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)
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.'
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)
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
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)
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).
!["El demoledor" (1993) - Escena de sexo virtual entre Sylvester Stallone y Sandra Bullock [ESPAÑOL]](https://i.ytimg.com/vi/4esETx2sCD8/2.jpg)
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."
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)
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)
quote:FOK!frontpageAmerikaanse 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.
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)
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)
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)
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)
"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)
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)
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)
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)
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)
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)
'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)
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.
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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)
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 ]
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)
'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)
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:bronRobins 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.
quote:in before inkoppertje
Waarom zie ik deze sticky topics nu pas?
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)
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:PhysorgModel 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.”
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)
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)
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)
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)
'Autisme te zien op hersenscan'
AMSTERDAM - Het is mogelijk om met behulp van een hersenscan vast te stellen of iemand autisme heeft. Dat beweren Britse wetenschappers in een nieuwe studie.
© ANP
De onderzoekers van het King’s College in Londen hebben een computerprogramma ontwikkeld dat tekenen van autisme kan herkennen op een hersenscan.
De methode leidt in 90 procent van alle gevallen tot een juiste diagnose. Dat schrijven de wetenschappers in The Journal of Neuroscience.
Blote oog
Kenmerken van autisme zijn met het blote oog niet te zien op hersenscans. “Maar de computer kan aan de hand van een scan razendsnel vaststellen of iemand autisme heeft”, verklaart onderzoeker Declan Murphy op BBC News. “Ook al ziet het brein van die persoon er op het eerste gezicht heel normaal uit.”
Op dit moment wordt de diagnose autisme nog gesteld door experts die een inschatting maken op basis van het gedrag van mensen en hun scores bij verschillende testen.
Proefpersonen
Het onderzoek van de Britse wetenschappers werd uitgevoerd met 40 proefpersonen. Bij de helft van de deelnemers aan het experiment was de diagnose autisme al gesteld op de traditionele manier.
Van alle deelnemers aan het onderzoek werd een hersenscan gemaakt. Vervolgens slaagde het door de onderzoekers ontwikkelde computerprogramma er in om bij 90 procent van alle proefpersonen succesvol te bepalen of ze autisme hadden of niet.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Wetenschappers ontwikkelen hersenchip
Onderzoekers uit Calgary hebben een microchip gemaakt die met hersencellen kan communiceren en patiënten met Alzheimer en Parkinson kan helpen .
Een team van de universiteit van Calgary, Canada dat geleid wordt door Naweed Syed heeft uitgevonden hoe het de zogenaamde neurochip kan laten communiceren met hersencellen van dieren.
"We zijn nog nooit in staat geweest om subtiele activiteit van hersencellen zoals nu vast te leggen. Dit is eigenlijk de laatste limiet", zo vertelde Syed op dinsdag.
De nieuwe technologie die ontwikkeld is samen met het National Research Council en nog deze maand gepubliceerd wordt in het blad Biomedical Microdevices, verbetert de vorige chip van Syeds team uit 2004 die hersencellen van slakken in de gaten hield. Deze konden toen al in de gaten gehouden worden, omdat de slakhersencellen groter zijn en makkelijker om te manipuleren. Daarnaast kunnen hersencellen van slakken zich vermenigvuldigen.
De nieuwe neurochip is in staat om elektrische en chemische 'gesprekken' tussen hersencellen waar te nemen en subtiele activiteit in het brein op te vangen. Zodra wetenschappers eenmaal toegang hebben tot deze gebieden, kunnen medicijnen accurater en sneller worden toegediend.
De komende maanden begint het team met het testen van het toedienen van medicijnen via de siliconen chip. Dit gebeurt door de chip in hersencellen te leggen die verwijderd zijn uit een epilepsiepatiënt.
De onderzoekers hopen daarnaast dat de chip op een dag mensen in staat stelt om een robotarm of -been te besturen, iets wat op dit moment alleen nog in de films kan. "Ik weet niet zeker of ik die bionische hybrid nog ga zien, je weet wel, dat hele Terminator-idee, maar we gaan er zeker aan werken", aldus onderzoeker Collin Luk.
Bron: CBC News,
(techzine.n)
Wetenschappelijke samenwerking met Hong Kong
Wetenschappers uit Nederland en Hong Kong gaan samenwerken op het gebied van wiskunde, scheikunde, astronomie en computerkunde. Daartoe hebben de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) en een vergelijkbare organisatie in Hong Kong donderdag een overeenkomst gesloten.
Volgens NWO is het belangrijk dat excellente wetenschappers uit Hong Kong in contact komen met hun collega's in Nederland. ,,Ze moeten een relatie opbouwen, zodat ze samen kunnen zoeken naar antwoorden op complexe onderzoeksvragen. De wetenschappers kunnen elkaar op de hoogte brengen van nog niet gepubliceerde onderzoeksresultaten, zodat ze uiteindelijk samen tot eminent wetenschappelijk werk komen'', aldus Louis Vertegaal, sectiedirecteur van NWO.
NWO en het Research Grants Council (RGC) van Hong Kong stellen acht reisbeurzen beschikbaar en geld voor vier workshops, waarvan er twee in Nederland worden gehouden en twee in Hong Kong. Wetenschappers hebben tot 30 november de tijd om een onderzoeksvoorstel in te dienen. De metropool Hong Kong, met ongeveer 7,5 miljoen inwoners, zoekt in toenemende mate samenwerking met westerse landen.
(depers.nl)
'Nieuwe borstel maakt tandpasta overbodig'
AMSTERDAM - Canadese wetenschappers hebben een elektrische tandenborstel ontwikkeld die tandpasta overbodig maakt.
© Inertia Stock
De tandenborstel is ontworpen door onderzoekers van de Universiteit van Saskatchewan en werkt volledig op zonne-energie. Het apparaat heeft een zonnepaneel dat via een draad elektronen naar het bovenste deel van de borstel transportreert.
De elektronen reageren met het zuur in het speeksel van de poetser en zorgen voor een chemische reactie die tandplak en bacteriën afbreekt. Tandpasta wordt hierdoor in theorie overbodig, zo meldt nieuwssite Physorg.com.
Tandvleesontsteking
Bij experimenten in het laboratorium slaagden de wetenschappers er in om met de chemische reactie uit de tandenborstel verschillende bacteriële cellen uit te roeien, die tandvleesontsteking veroorzaken.
De tandenborstel zal binnenkort worden getest door 120 proefpersonen. Het Japanse bedrijf Shiken wil het apparaat vervolgens op de markt brengen onder de naam Soladey-J3X.
Rekenmachine
De elektrische tandenborstel hoeft niet lang in de zon te liggen om op te laden. Het apparaat heeft ongeveer evenveel licht nodig als een rekenmachine die op zonne-energie werkt.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Enkel molecuul superscherp in beeld
Is aftasten het nieuwe kristalliseren?
De vraag komt in elke scheikundeklas wel een keer langs:“kun je zo’n molecuul niet zien dan? Onder een supersterke microscoop misschien?” Scheikundeleraren hadden geen keus en moesten altijd ontkennend antwoorden. Maar nu niet meer. Twee onderzoekslabs presenteerden kort na elkaar hun methoden om één enkel molecuul haarscherp in beeld te brengen. Door voorzichtig af te tasten benaderden zij de scherpte van de zeer tijdrovende kristallografische structuurbepaling.
De eerste pasfoto van een pentaceenmolecuul. Afbeelding: © Science magazine
Zwitserse onderzoekers van IBM waren ietsjes eerder met hun ontdekking, die ze overigens deelden met hun Utrechtse collega’s van het Deybe Nano-instituut. Ze maakten vorig jaar goede sier met hun nog ietwat korrelige plaatje van pentaceen in het wetenschappelijke tijdschrift Science. Het plaatje ontstond door één enkel molecuul af te tasten met een AFM-naald. Tot zover niks nieuws. Maar doordat ze een koolstofmonooxide molecuul aan de punt van de naald hingen, maten de onderzoekers meer dan alleen de hoogte van het molecuul.
Het quantummechanische Pauli-effect begon ook een rol te spelen. Dat is het principe dat twee elektronen nooit tegelijk op één plaats kunnen zijn. Als de elektronen van het CO-molecuul in de buurt komen van de elektronen van het pentaceen, stoten die elkaar af. Alle elektronen zijn namelijk negatief geladen, en net als twee magneetjes die je met de min-pool tegen elkaar probeert te houden, stoten die elkaar af. Daarmee maakten ze de eerste ‘foto’ van één los molecuul. In het Engelstalige filmpje hieronder leggen ze het nog eens uit:
Dit is revolutionair, omdat het ze nu zelfs lukte in het platte molecuul te kijken. En wat bleek? Het klassieke bol-en stokmodel dat in de scheikunde al jaren gebruikelijk is als theoretisch hulpmiddel, lijkt dichter bij de werkelijkheid te liggen dan het bolvullende model dat tot voor kort nog als realistischer werd beschouwd. Begin deze maand presenteerden ze een nieuwe doorbraak in hun onderzoek. Het lukte om een onbekend molecuul mede door deze methode te identificeren.
Nog scherper
Duitse onderzoekers van het Forschungszentrum Jülich deden daar nog een schepje bovenop. Zij verkregen een nog iets betere resolutie door niet een CO-molecuul, maar twee deuteriumatomen aan de punt van hun STM-tastnaald te hangen. De STM-methode tast niet alleen, maar meet ook de geleiding van kleine elektrische stroompjes door het monster heen. Bij de meting gebeurde echter iets geks met het Pauli-effect, dat niet voorkwam bij de gebruikelijke koolstof-naald.
Normaal gesproken wordt de geleiding door het monster (in dit geval het molecuul PTCDA) exponentieel groter als de naald het monster nadert. Logisch, want dan wordt de afstand die het stroompje door de lucht moet afleggen, kleiner. Kleine verschillen in stroom worden dan moeilijk te meten. Maar in dit experiment steeg de geleiding maar een klein beetje, en zakte soms zelfs iets in. De onderzoekers leggen uit dat het Pauli-effect in dit geval een ander eindresultaat heeft. De elektronen van het deuterium ‘duwen’ de elektronen van het PTCDA in een andere baan rond hun kern. Daardoor komt er ruimte voor de deuterium-elektronen om nog dichter bij het PTCDA te komen en kan de deuterium-naald dus nauwkeuriger te meten.
Bovenaan het beeld van een gewone STM-tastmicroscoop. In het midden het beeld van de Duitse groep en onderaan de molecuulformule van PTCDA. Afbeelding: © Forschungszentrum Jülich
.Nuttig?
De plaatjes komen aardig dicht in de buurt van de kristallografische plaatjes die de gouden standaard vormen. Maar in tegenstelling tot die methode, die heel tijdrovend kan zijn, is deze meting in een dagje gepiept.
Voor kleine moleculen is het verschil nog niet zo groot, maar met eiwitten zou dit veel kunnen schelen. “Eiwitkristallografie laat je de driedimensionale stuctuur van een molecuul bepalen. Het is een krachtige methode, maar werkt helaas niet voor alle eiwitten. Het zou geweldig zijn als we met deze nieuwe STM-methode die lastige eiwitten kunnen onderzoeken”, aldus promovendus eiwitkristallografie Willem Jan Waterreus van de Universteit Leiden.
Voorlopig werkt de STM-methode alleen voor platte, kleine moleculen. Eiwitten daarentegen zijn bolletjes en bovendien een stuk groter. Zelf denken de onderzoekers dat het kan. Waterreus denkt echter dat het zo’n vaart niet zal lopen: “Ik denk dat het nog wel even zal duren voordat het zover is. De ervaring leert dat het werken met eiwitten erg lastig kan zijn.”
De methode is volgens natuurkundig professor Jan Ruitenbeek wellicht dan ook nuttiger voor het identificeren van moleculen. De makers van de methode gaan daar nu ook het eerst op inzetten. Uit de geleiding van de STM-stroompjes zou namelijk theoretisch ook te bepalen moeten zijn, over welk atoom het binnen een molecuul gaat.
De atomaire-krachtmicroscoop uit 1986 behoort tot een nieuwe generatie van microscopen. Gerd Binning en Heinrich Rohrer inspireerden zich op hun scanning tunneling microscoop, waarvoor ze datzelfde jaar de Nobelprijs kregen. Een scanning tunneling microscoop (STM) ‘kijkt’ niet naar een object maar tast, als een blinde met blindenstok, het voorwerp af. Het centrale deel van de microscoop is de probe waarmee een voorwerp wordt afgetast. Het puntje van deze probe, de tip, is zo scherp dat het in één enkel atoom eindigt. Omdat er altijd een kleine elektrische stroom tussen de probe en het af te beelden voorwerp moet lopen, blijven ook de toepassingen van STM beperkt tot het aftasten van elektrisch geleidende oppervlakken.
Atomaire-krachtmicroscopie (AFM) combineert een uiterst sterke vergroting met de mogelijkheid om in vloeistof te meten. De probe is geen geleidende naald, maar een minuscuul hefboompje, met erop een scherpe tip (A). De tip drukt op het oppervlak en de bladveer buigt door. De doorbuiging is het gevolg van de afstotende kracht tussen probe en object. Die kracht treedt op wanneer de afstand tussen object en probe zodanig klein wordt gemaakt dat de elektronenbanen van de atomen elkaar overlappen. Wanneer de tip over het preparaat beweegt, volgt daaruit heel precies het hoogteprofiel van een object. Deze beweging wordt geregistreerd door een laserstraal die vanaf het hefboompje terugkaatst naar een detector (B). Door deze beweging in een raster uit te voeren kan de computer punt voor punt een beeld opbouwen. Dat zien de onderzoekers gebeuren op een monitor
(Kennislink)
Nieuwe 3D-beelden kan je aanraken
Japanse onderzoekers hebben een 3D-televisie uitgevonden die je toelaat zwevende beelden aan te raken. De tv werkt met een camera die de bewegingen van de vingers registreert, en de beelden daaraan kan aanpassen. Gebruikers kunnen zo voorwerpen uitrekken of erin knijpen, zegt Norio Nakamura van het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology.
Toepassingen
De uitvinders zien alvast mogelijke toepassingen bij simulaties van chirurgische ingrepen of videospelletjes, waarbij gamers dan het gevoel krijgen wapens of sportmateriaal vast te houden. "Deze technologie kan ook dienen voor een virtueel museum waarbij bezoekers, onder wie mensen met visuele handicaps, hun handen kunnen leggen op kostbare objecten waar je normaal niet mag aankomen," zegt Nakamura. (sam)
(HLN)
Plastic organel in menselijke cellen
Nijmeegse wetenschappers hebben een plastic nanobolletje met enzymen door een cel laten opnemen. Het kunstmatige organel bleef daar niet alleen intact, ook de enzymen die erin zaten konden stoffen uit het cytoplasma omzetten. Uiteindelijk hopen de wetenschappers hiermee ziekten te verhelpen die veroorzaakt worden door een tekort aan bepaalde enzymen. Ze publiceerden hier deze week over in het tijdschrift Angewandte Chemie.
Eigenlijk zijn cellen net huisjes. Ze bestaan uit afgesloten kamertjes met allemaal een eigen functie. Sommige compartimenten zorgen voor eiwitproductie, afbraak of bescherming. Die laatste functie hebben Nijmeegse wetenschappers nu van de natuur nagebootst.
Het experiment
Ze bouwden een compartimentje op nanoschaal (114 nm), van polymeren die zelf een bolletje vormen. Aan de buitenkant steken daar signaaleiwitten uit, die ervoor zorgden dat de bolletjes door menselijke cellen werden opgenomen. Eenmaal in de cellen werden de bolletjes niet opgeruimd, maar bleven de plastic organellen meerdere dagen intact. Puur het ontsnappen aan de cellulaire vuilniswagen was echter nog niet genoeg voor de wetenschappers.
De kunstmatige organellen zijn uiteindelijk bedoeld om medicijnmoleculen ín de cel te laten werken. Veel ziekten worden veroorzaakt doordat enzymen in de cellen van het lichaam niet goed werken. Als medicijn kan het enzym worden aangevuld, waardoor de cel weer beter kan functioneren. Helaas werkt dat niet zo lang. Cellen breken namelijk continu eiwitten (en dus ook enzymen) af. Door de enzymen in te pakken in een plastic nanocontainertje zouden ze beschermd worden tegen afbraak, terwijl ze hun werk nog wel goed kunnen doen.
De polymeren vormen zelf een bolletje, omdat de waterafstotende delen naar elkaar toe trekken. Ook vangen ze zo automatisch wat water met daarin de functionele enzymen in het midden. Afbeelding: © Stijn van Dongen, Radboud Universiteit
.Om dit te testen, vulden ze de bolletjes met een in onderzoek veelgebruikt enzym uit mierikswortel, Horse Radish Peroxidase (HRP). Dit eiwit kan in de aanwezigheid van genoeg waterstofperoxide het stofje TMB oxideren zodat dit helderblauw van kleur wordt. Ook kunnen die moleculen gemakkelijk door het nanocontainertje bij de enzymen komen, omdat de container een beetje poreus is. Zo kun je heel makkelijk zien of het enzym ook in de nanocontaintertjes in de cellen werkte. En dat bleek te lukken.
Op dit filmpje (helaas niet in kleur) zijn menselijke cellen te zien die de nanobolletjes hebben opgenomen.
De ‘diamantjes’ die je ziet verschijnen, zijn kristallen van geoxideerd TMB. Er wordt als het ware zoveel TMB geproduceerd, dat het als neerslag in de oplossing zichtbaar wordt.
En dan?
De weg naar het ziekenhuis is nog lang, maar chemicus prof. Jan van Hest zegt dat deze benadering zeer veel mogelijkheden biedt om op celniveau processen te bestuderen en te beïnvloeden. “We kijken in onze groep naar de oplossingen die de natuur heeft ontwikkeld en proberen die zo goed mogelijk met nanotechnologie te imiteren. Met succes.”
Bron:
Cellular Integration of an Enzyme-Loaded Polymersome Nanoreactor
Stijn F. M. van Dongen,Wouter P.R. Verdurmen e.a. Angewandte Chemie.
(Kennislink)
We staan op het punt te bewijzen dat het universum geen schepper nodig heeft"
Natuurkundige wetten laten toe dat een heelal zichzelf uit het niets creëert beweert Stephen Hawking in nieuw boek"Omwille van de wet van de zwaartekracht heeft het universum zichzelf weten te scheppen, uit het niets. De spontane schepping is de reden waarom al het andere bestaat, waarom het universum bestaat, waarom wij bestaan". Volgens Stephen Hawking staan we op het punt om de M-theorie of de "Theorie van alles" te ontdekken.
Het universum had om te ontstaan geen God nodig, zo zegt de Britse astrofysicus Stephen Hawking in een nieuw te verschijnen boek waarvan de krant The Times donderdag uittreksels heeft gepubliceerd.
"Heeft het universum een schepper nodig? Neen", antwoordt de beroemdste Britse wetenschapper. "De hand van God was niet nodig voor de creatie van het heelal, want dit heeft zichzelf gevormd, volledig logisch volgens de wetten van de fysica", aldus Hawking.
"Universum wist zichzelf te scheppen uit het niets"
"Omwille van de wet van de zwaartekracht heeft het universum zichzelf weten te scheppen, uit het niets. Die spontane schepping is de reden waarom al het andere bestaat, waarom het universum bestaat, waarom wij bestaan".
"Het is dus niet nodig God in te roepen om het universum te activeren", besluit Hawking, die daarmee breekt met zijn eerdere visie. Die luidde dat het beschouwen van God als de Schepper van de kosmos niet vloekte met de wetenschap.
De theorie van alles is een (nog niet bestaande) theorie die de verschillende fundamentele theorieën in de natuurkunde met elkaar verenigt. Zo'n theorie zou alle elementaire deeltjes en de fundamentele natuurkrachten in één model samenbrengen. Dit model zou dan hebben gegolden in de allereerste minieme fractie van een seconde na de oerknal. Einstein trachtte in zijn laatste levensjaren al een unificatie van alle natuurwetten te bereiken.
Het op 9 september te verschijnen nieuwe boek "The Grand Design" haalt de theorie van Isaac Newton onderuit die zegt dat het universum zonder de hand Gods niet had kunnen ontstaan. (afp/mvl)
HLN)
'Niet-drinker éérder dood dan alcoholist'
AMSTERDAM - Geheelonthouders sterven gemiddeld eerder dan mensen die wel af en toe een drankje drinken. Sterker nog, de sterftecijfers van niet-drinkers zijn zelfs hoger dan die van alcoholverslaafden.
Dat blijkt uit nieuw Amerikaans wetenschappelijk onderzoek, meldt Time Magazine dinsdag. De cijfers vormen onderdeel van het langdurige onderzoek onder de titel Alcoholism: Clinical and Experimental Research. De sterftecijfers van de afgelopen 20 jaar werden hiervoor onder de loep genomen.
Sociale controle
Mensen die gemiddeld drie alcoholische consumpties per dag drinken – en dan met name rode wijn - doen het het best. Zij zijn volgens dit onderzoek het gezondst bezig. Het stimuleert de bloedsomloop en is goed voor het hart. Daarnaast is het goed voor het sociale leven. Immers, vrienden en familie kunnen aan de bel trekken als je teveel drinkt, verklaren de onderzoekers.
Stress
Maar hoe kan het toch dat geheelonthouders gemiddeld korter leven? Mensen die niet drinken, bevinden zich vaak in de lagere sociale klasse, luidt de verklaring. Ze hebben minder geld te besteden en ondervinden meer stress door hun banen en de opvoeding van hun kinderen. Daardoor drinken ze minder, maar zijn ze wel gevoeliger voor stress en ziektes die het leven uiteindelijk bekorten.
Maar een nog belangrijkere reden is dat alcohol zorgt voor 'sociaal samenzijn': lekker naar de kroeg en drinken met vrienden. En dit is essentieel voor een goede lichaam en geest, stellen de onderzoekers. Niet-drinkers zijn bovendien gevoeliger voor depressie omdat ze de feestjes overslaan.
Waarschuwing
Waar het onderzoek nog geen antwoord op heeft, is waarom de grote risico's op leverproblemen en kanker - waar drinkers mee te maken krijgen - niet terugkomen in de gemiddeld lage sterftecijfers onder de 'heavy users'. De onderzoekers waarschuwen daarom wel: 'Geniet, maar drink met mate'.
(Volkskrant)
Wetenschappers werken aan onzichtbare kleren
Australische wetenschappers zijn op weg om onzichtbare kleren te maken. Licht kan zo gemanipuleerd worden dat het objecten onzichtbaar maakt, zegt doctoraatsstudent Alessandro Tuniz van de afdeling Fotonica en Optische Wetenschap van de universiteit van Sydney.
Brekingsindex
De theorie draait rond de brekingsindex, de snelheid waarmee licht door een substantie gaat. Metamaterialen absorberen licht. Metaal reflecteert licht en glas vertraagt het, dat is wat het licht zichtbaar maakt. Hoe dikker het materiaal, hoe meer licht het absorbeert. Tuniz werkt nu aan onzichtbare draden door vezels te verkleinen tot een nanoschaal, waarbij ze toch hun interne structuur behouden. "De onzichtbaarheid wordt gerealiseerd door de brekingsindex van de metamateriaalvezels gelijk te krijgen met de omgeving," zegt Tuniz aan news.com.au.
Golflengte
Tuniz en zijn collega's hebben vezels gemaakt die 100 microns dik zijn, maar om onzichtbare draden te hebben, moeten ze nog 100 keer kleiner. Indien ze daarin slagen, zal het metamateriaal enkel onzichtbaar zijn in licht met een bepaalde golflengte. Zo zullen de draden bv. 'verdwijnen' in rood licht, maar nog steeds zichtbaar zijn in groen. (sam)
(HLN)
Oerrund blijkt superieur en wordt dus teruggefokt
AMSTERDAM - Nederlandse wetenschappers en natuurbeheerders willen het in de 17de eeuw uitgestorven oerrund, de kolossale wilde voorvader van het moderne rund, terugfokken. Het oerrund zou de ideale herbivoor zijn om de ‘nieuwe oernatuur’ van de Ecologische Hoofdstructuur en het Europese Natura 2000 te begrazen en te voorkomen dat die dichtgroeit.
De huidige grote grazers, zoals Schotse hooglanders, Galloways en Heckrunderen, zijn daarvoor minder geschikt, stellen de initiatiefnemers, de Nijmeegse Stichting Taurus – die met eigen kuddes natuurlijke begrazing verzorgt op terreinen van Staatsbosbeheer en Natuurmonumenten – en wetenschappers van Wageningen Universiteit, Universiteit Utrecht en diverse buitenlandse instellingen.
Zo hebben Schotse hooglanders een zwak kuddeverband, waardoor ze gebieden niet intensief genoeg begrazen. Galloways (van origine vleesrunderen) zijn niet ‘zelfredzaam’ doordat hun kalveren bij de geboorte te groot zijn, wat geregeld tot problemen leidt. En Heckrunderen zijn vaak te agressief voor het publiek, en daarmee ongeschikt voor openbaar toegankelijke natuurgebieden.
Oerrund 2.0
Een ‘Oerrund 2.0’ zou al die nadelen niet hebben, zeggen Ronald Goderie en Henri Kerkdijk van Stichting Taurus. Het oerrund was een grote herbivoor die zowel gras, boombast als twijgen at. Hij leefde in kuddeverband en was, met een schofthoogte van 1,80 meter en forse hoorns, een imposante verschijning. ‘Een ideale icoon voor de nieuwe Europese oernatuur’, aldus Goderie en Kerkdijk.
De initiatiefnemers denken het oerrund te laten herleven via een combinatie van moleculaire genetica en klassieke foktechnieken. Dna van het oerrund wordt uit oude botten gehaald en vergeleken met het genoom van het moderne rund, dat in 2008 compleet in kaart is gebracht.
De geschiktste runderrassen worden ingezet voor het fokprogramma dat het oerrund via terugkruisingen zal reconstrueren. De initiatiefnemers verwachten veel van primitieve Zuid-Europese rassen als de Italiaanse Maremmana en de Spaanse Pajuna en Limia, grote dieren die zich al eeuwen in half wilde staat handhaven.
Kalfjes
Afgelopen voorjaar zijn de eerste kalfjes geboren, onder meer kruisingsproducten van Maremmana en Pajuna. Vorige week zijn in natuurgebied Keent bij Grave hooglanders en Maremmana-koeien geïnsemineerd met Spaans Limia-sperma.
Het oerrund echt laten herleven is overigens onmogelijk, zegt Johan van Arendonk, hoogleraar Fokkerij en Genetica in Wageningen en adviseur van het project. ‘Je kunt een uitgestorven diersoort nooit volledig terugkrijgen. Hooguit iets dat het dier benadert.’
(Volkskrant)
Schrijven dokters binnenkort ook muziek voor?
Schotse onderzoekers gaan onderzoeken of het voorschrijven van een bepaalde soort muziek patiënten met veel pijn of een zware depressie ook kan helpen. De onderzoekers, verbonden aan Caldeonian University in Glasgow, hopen een computerprogramma te kunnen schrijven om muziektherapie op maat van de individuele patiënt voor te kunnen schrijven.
Dat gaat een pak verder dan de huidige bevindingen over muziektherapie zoals 'snelle muziek verbetert je humeur' of 'trage muziek kalmeert'.
Uitgebreide analyse
Daarom zullen de onderzoekers zowel de melodie, als het ritme en de teksten in verschillende composities analyseren. "De emotie in muziek ontstaat door een combinatie van factoren. Toon, structuur en technische aspecten spelen een rol, net als teksten en subjectieve factoren, zoals de locatie of je humeur toen je het nummer voor het eerst hoorde", legt geluidstechnicus Don Knox uit. "Wij gaan nagaan welke factor welke rol speelt, en hoe ze elkaar beïnvloeden."
Emotionele ordening
Het team hoopt ook muziek te catalogeren op emotie. Een groep vrijwilligers heeft digitale opnames als gelinkt aan emoties, de wetenschappers hebben die muziek al uitgebreid geanalyseerd.
"Als het mogelijk wordt om muziek te organiseren en doorzoeken op basis van emotionele inhoud, dan kunnen we een computerprogramma schrijven dat de beste muziek voor een bepaalde patiënt selecteert", klinkt het.
Fijnere opdeling
Sommige onlinemuziekwinkels catalogeren muziek al als 'gelukkig' of 'verdrietig', maar de Schotten willen veel fijner gaan. "Wij willen meer categorieën, minder ruime categoriën en vooral een stevige wetenschappelijke basis. Daarmee zal veel meer mogelijk zijn", aldus Knox. (edp)
(HLN)
Wetenschappers vinden trekstraal uit
WASHINGTON - Trekstralen of ‘tractor beams’, energiestralen die objecten kunnen verplaatsen, zijn niets nieuws voor sciene-fictions fans. Maar nu bestaan ze echt, althans voor heel kleine objecten.
Onderzoekers van de Australian National University hebben een apparaat gebouwd dat kleine objecten anderhalve meter kan verplaatsen door er alleen maar een lichtstraal op de richten.
Laserstraal
Het apparaat werkt door een holle laserstraal door kleine glasdeeltjes te schijnen. De lucht om het deeltje wordt warm, maar het middelste gedeelte van de straal blijft koud.
Wanneer het deeltje de warme rand van de laser aanraakt, wordt hij terug in het midden gestuiterd, waardoor hij netjes op zijn plek kan blijven.
Volgens onderzoeker Andrei Rhode van de Universiteit, werkt de methode ook over afstanden langer dan anderhalve meter. “We konden niet verder testen dan anderhalve meter, omdat onze laser niet verder reikte”, aldus Rhode tegen de Amerikaanse nieuwszender FOX News.
Nut
Omdat de techniek warmte nodig heeft om werken, kan de trekstraal niet in de ruimte gebruikt worden, zoals bijvoorbeeld in Star Trek. Maar hier op Aarde zijn er genoeg mogelijkheden voor de trekstraal.
“De laser kan bijvoorbeeld gebruikt worden om extreem schadelijke chemicaliën te verplaatsen”, vertelt Rhode. “Een soort microscopische reageerbuis.”
(Telegraaf)
Hoe volwassen is jouw brein?
Vijf minuten in de scanner geeft wetenschappers een idee van je 'hersenleeftijd'
Wetenschappers kunnen aan een korte hersenscan zien hoe volwassen je brein ongeveer is. Hoewel de techniek nog niet nauwkeurig genoeg is om ontwikkelingsstoornissen al op te kunnen sporen, hopen de onderzoekers wel dat dit er in de toekomst van gaat komen.
Achttien Amerikaanse wetenschappers kwamen eraan te pas om een methode te vinden waarmee een hersenscanner je kan vertellen of je brein, voor jouw leeftijd, de ‘normale leeftijd’ heeft en zich dus juist heeft ontwikkeld. Uiteindelijk hopen de onderzoekers hiermee stoornissen die zich juist kenmerken door abnormale ontwikkeling – zoals schizofrenie en autisme – al op vroege leeftijd op te kunnen sporen. Vandaag publiceren ze hierover in het prestigieuze vakblad Science.
Het geheim zit hem in de korte-afstandsverbindingen tussen verschillende hersengebiedjes. Kleine kinderen hebben hier heel veel van, maar als je opgroeit en je brein rijpt, worden alle verbindingen die je niet gebruikt ‘weggesnoeid’. Wat overblijft tegen de tijd dat je volwassen bent, is een brein dat efficiënter werkt, omdat alleen die verbindingen in stand zijn gebleven die je ook echt nodig hebt.
De onderzoekers gebruikten een functional connectivity magnetic resonance imaging scanner (fcMRI). Deze werkt, net als een ‘gewone’ fMRI-scanner, door te meten naar welke delen van het brein meer zuurstofrijk bloed gaat. Het verschil is dat een fcMRI extra goed is in het zien van de verbindingen (de groene en oranjerode lijnen) tussen de hersengebiedjes (de bolletjes), terwijl een ‘gewone’ fMRI juist de activiteit binnen een gebiedje toont. Afbeelding: © Science / AAAS
Een meetlat voor hersenvolwassenheid
Het achttienkoppige team legde van 238 normaal ontwikkelende vrijwilligers, allemaal tussen de zeven en dertig jaar oud, vast hoe hun brein eruitzag. Met die resultaten maakten de wetenschappers een soort meetlat, waarmee ze de hersenen van een groep nieuwe vrijwilligers konden vergelijken. Ondanks dat geen enkel brein natuurlijk precies hetzelfde is, werkte hun ‘meetlat’ vrij goed: hij kon voor 55 procent de variatie tussen de breinen verklaren als verschillen in rijpheid en volwassenheid. Lang geen perfecte score, maar gezien de enorme individuele diversiteit in onze hersenen toch een flinke prestatie.
Die individuele verschillen maken het vooralsnog wel moeilijk om de wens van de onderzoekers te vervullen en met behulp van de ontwikkelingsscans stoornissen als autisme en schizofrenie op te sporen. Voordat het echt zover is, moet eerst de meetlat verbeterd worden. Dat kan misschien met betere apparatuur, of door nog veel meer vrijwilligers te scannen om zo de natuurlijke variatie tussen de individuele hersenen nauwkeuriger in beeld te brengen.
Bron
Dosenbach et al, Prediction of Individual Brain Maturity Using fMRI. Science (10 september 2010), pagina 1358 – 1361.
(Kennisink)
Wetenschappers ontdekken 'Homer Simpson-gen'
Onderzoekers hebben een gen ontdekt dat de intelligentie van muizen aantast. Als het gen is uitgeschakeld zijn de muizen aanzienlijk slimmer en minder vergeetachtig. De wetenschappers spreken van een 'Homer Simpson-gen'.
Homer Simpson is niet de slimste mens
Dat meldt het Duitse weekblad Der Spiegel.
Het is nog onduidelijk welke gevolgen het uitschakelen van het gen RGS14, genoemd naar de niet bijster intelligente vader van cartoonheld Bart Simpson, heeft.
Droom
Of het uitschakelen van het Homer Simpson-gen ook positieve gevolgen heeft voor mensen is nog onduidelijk. Het bestaan van het gen is al veertien jaar bekend, maar dit effect nog niet. Het gen regelt diverse signaaloverdrachten in de hersenen die worden geassocieerd met leren en het geheugen.
Het gen zit in de CA2 regio, onderdeel van de hippocampus, die regio speelt een belangrijke rol bij het vormen van nieuwe herinneringen. De CA2 regio heeft echter geen rol in het samenstellen van het langetermijngeheugen.
Intelligentie
John Hepler van de Emory Universiteit in de Amerikaanse stad Atlanta hebben nu onderzoek gedaan naar het Homer Simpson-gen bij muizen. De knaagdieren hadden ineens een stabieler lange-termijngeheugen.
De onderzoekers beschrijven hun onderzoeksresultaten in het tijdschrift Proceedings van de Nationale Academie van Wetenschap van Amerika.
Door Maartje Willems
(Elsevier)
Einstein had gelijk: hoe hoger je staat, hoe sneller de tijd tikt
Wie op de bovenste verdieping van een wolkenkrabber leeft, wordt sneller ouder dan iemand in een bungalow. Het gaat natuurlijk slechts om extreem kleine verschillen, maar onderzoekers hebben bewezen dat Albert Einstein gelijk had.
Einstein stelde al in een theorie dat een klok sneller tikt naarmate ze zich verder van de grond bevindt. Hoewel dat gegeven al jaren geaccepteerd wordt, kan het tijdsverschil nu voor het eerst met opmerkelijke accuraatheid gemeten worden. Met de meest exacte klokken ter wereld ontdekten ze dat de tijd al sneller tikt door simpelweg de trap op te lopen.
Het gaat afhankelijk van de hoogte echter maar om miljoensten en miljardsten van een seconde op basis van een mensenleven. Volgens de onderzoekers tikken de klokken op hoogte sneller, omdat ze minder beïnvloed worden door de zwaartekracht. Het principe werkt evenwel niet in vliegtuigen omdat die zich voorwaarts bewegen. (gb)
(HLN)
Carnaval der misverstanden
Het leven is onvoorspelbaar en vaak teleurstellend. Om ons daar tegen te wapenen en om het allemaal draaglijk te maken, koesteren we heel veel heerlijke illusies. De leukste elf op een rijtje.
1. ‘Mijn kind heeft nu eenmaal puberhersenen’
U bent er inmiddels wel mee vertrouwd: deskundigen die in praatprogramma’s uitgebreid komen vertellen dat het puberbrein echt ‘anders’ is, en dan plechtig concluderen dat het daarom geen wonder is dat pubers zich zo onaangepast en onaangenaam gedragen, totdat hun brein ‘volgroeid’ is. Dergelijke theorieën werden drie jaar geleden plotseling populair, tijdens de discussie over onderwijsvernieuwing. Toen zouden neurologen (aangevoerd door hoogleraar Jelle Jolles) wel even laten zien dat dat verfoeide ‘nieuwe leren’, met veel zelfstandig werken, helemaal niks was voor pubers. Dat klopt, het nieuwe leren is inderdaad een ramp. Maar ligt dat aan het onvolgroeide brein? Het is vast een hele troost voor ouders die elk dag een hysterisch reagerende, puisterige puber te vreten moeten geven, maar ‘puberbrein’ is niet meer dan een modieus maatschappelijk excuus. Wie goed naar dat brein kijkt, en duizenden breinen middelt, zal vast wel een of ander verschil vinden. Maar is dat daarmee het probleem? Slechts een op de vijf tieners ondergaat tijdens de tienerjaren een periode waarin hij of zij zich verward en diep ongelukkig voelt. Verreweg de meesten noemen zichzelf gelukkig en hebben een goede relatie met hun ouders. Dat zijn westerse cijfers: elders op aarde is het aantal puberale probleemgevallen nog lager. En daarmee keren we terug bij een momenteel niet-modieuze conclusie: ‘puberen’ is grotendeels een cultureel verschijnsel – waarschijnlijk deels veroorzaakt door imitatie, deels doordat ouders dergelijk gedrag uitlokken en verergeren door de reële problemen van hun kinderen op te vatten als ‘puberen’. Dat is ook om wild van te worden.
2. ‘Ik behandel mijn kinderen allemaal hetzelfde’
Ja toch? U houdt toch van allemaal even veel? Misschien is dat zo, maar ondertussen maken ouders wel degelijk onderscheid. Vader én moeder geven stiekem de voorkeur aan een aantrekkelijk kind. Dat krijgt meer aandacht, en minder straf, dan zijn lelijke broertje of zusje. Daarnaast zijn vaders onbewust aardiger voor kinderen die op hen lijken. (Wellicht omdat niet-gelijkende kinderen van een andere vent kunnen zijn?) Voor moeders speelt gelijkenis geen rol (ze wéét dat ze de moeder is) maar die geven weer duidelijk de voorkeur aan kinderen die hetzelfde karakter als zij hebben. Aldus de Utrechtse psychologe Marianne Heijkoop, die in februari hierop promoveerde.
3. ‘Leren brengt je hogerop!’
Ja, dat denken ouders vaak. Dat je kind door goed te leren, door hoge cijfers te halen, maatschappelijk carrière kan maken. Klinkt logisch. Maar vergeet het maar. De Nijmeegse sociologe Nicole Tieben worstelde zich een jaar geleden door de levengeschiedenissen van 7.500 mensen, geboren tussen 1914 en 1985, en constateerde dat onderwijs wel iets heeft bijgedragen aan vermenging van de lagere sociale regionen (te vinden in vmbo-havo) maar dat het vwo (en zijn voorgangers) al een eeuw lang een onoverkomelijk bolwerk is van de kinderen der hoger opgeleiden. Kinderen uit ‘mindere’ milieus die vanwege hun intelligentie toegelaten zouden kunnen worden, kiezen toch voor de havo, of ze redden het uiteindelijk niet of, als ze het vwo tóch afmaken, kiezen ze veel te vaak voor het hbo in plaats van de universiteit. Wie voor een dubbeltje geboren is, wordt op school nooit een kwartje.
4. ’k Heb geloof ik een midlifecrisis…’
De term midlifecrisis had aanvankelijk iets zeer sjieks. Hij komt namelijk uit de kunstsociologie. In 1965 beweerde de kunstcriticus Elliott Jacques dat je het leven van grote kunstenaars in drieën kon delen: een zeer productieve, creatieve vroege fase, een vergelijkbare ‘late bloei’ – maar daartussenin, wanneer ze zo tussen de 40 en 50 jaar oud zijn, zouden ze een artistiek magere, door twijfel gedomineerde ‘midlifecrisis’ doormaken. Alleen grote kunstenaars, uiteraard – maar dat is een rekbaar begrip gebleken. Sinds een jaar of dertig maakt elke vent een dergelijke donkere periode door, gekenmerkt door (ahum) existentiële twijfels omtrent de zin van zijn bestaan. Deze onvermijdelijke crisis zou gepaard gaan met lichte depressies (verzopen in de drank) dan wel euforische buien waarbij ze leren broeken en bloemetjesoverhemden gaan dragen, en een versleten Harley aanschaffen. Of hun vrouw inruilen voor een strakker model.
Onvermijdelijk. Denkt men. Maar er is niet veel (vooral geduldig) onderzoek voor nodig om aan te tonen dat a) dergelijke uitspattingen net zo vaak voorkomen bij dertigers en vijftigers, ofwel dat b) slechts een op de vijf à tien van de veertigers zich op een gegeven moment zo gedraagt, en b) dat verreweg de meeste veertigers hun leven juist zeer positief ervaren en helemaal niks geks doen.
5. ‘Dat heb ik verdrongen!’
Iedereen weet waar dat idee vandaan komt: Freud. Die beweerde dat de spontane uitlatingen en gedragingen van zijn cliënten (om maar te zwijgen van hun dromen) allerlei nare, ‘verdrongen’ herinneringen en verlangens verrieden, die hij dan vervolgens reconstrueerde (waarna menige cliënt weigerde om zijn ‘verklaring’ te aanvaarden – maar dat had Freud wel voorzien). Stapels onderzoek laten zien dat dit helaas niet waar is. Verdringing bestaat niet. Mensen die traumatische ervaringen hebben doorstaan (oorlogen, rampen, incest) kunnen zich dat meestal goed (vaak maar ál te goed) herinneren.
Ook de beroemde tweede hypothese van Freud, dat men dergelijke ervaringen moet ‘herbeleven’ om er overheen te komen, ligt inmiddels op de vuilnishoop der wetenschap. U hoeft er niet over te praten, sterker nog: het vaak ophalen van een traumatische herinnering kan het leren leven met de ervaring verstoren.
6. ‘Mijn eerste ingeving is altijd de beste!’
De emotie is altijd sneller dan het verstand. Vandaar dat we vaak het advies krijgen om eerst even na te denken, om eerst tot tien te tellen, alvorens te reageren. En tegelijkertijd koesteren we de gedachte dat de intuïtie, de eerste ingeving, de beste is. De populariteit van deze overtuiging wordt waarschijnlijk veroorzaakt door ons selectieve geheugen: als we bij een tentamen een eerste, ‘impulsief’ gegeven antwoord naderhand corrigeren, en we doen dat per abuis van goed naar fout (en we ontdekken dat later), dan onthouden we een dergelijke blunder veel beter dan wanneer we een impulsief fout antwoord naderhand ‘goed’ verbeteren. De ‘goede’ intuïtie maakt zo meer indruk dan de foute. Maar is de eerste ingeving echt beter of niet? Onderzoekers die stapels tentamens van studenten doorploegden om de daarin aangebrachte correcties na te vlooien, kwamen tot de conclusie dat tweederde van de veranderingen verbeteringen zijn; eenderde is fout. De eerste ingeving zit er dus vaak naast. Overigens is het wel zo (zoals psycholoog Ap Dijksterhuis vaststelde) dat mensen achteraf tevredener zijn over een impulsieve aankoop dan over een aankoop waar ze lang over hebben staan dubben.
7. Ik doe aan zelfontplooiing!
Meditatie, mindfulness, de goeroe van de maand – de media doen er alles aan om u ervan te doordringen dat u uw ware potentie nog niet hebt bereikt. Dat u nog een heleboel ‘persoonlijke groei’ kunt doormaken. En bij dat soort zwevend gezwam hoort de mythe dat we maar 10 procent van onze grijze massa gebruiken. Een opmerking die keihard aantoont dat er géén verband is tussen de populariteit van een opinie en haar absurditeit. De herkomst van dit verhaal moet waarschijnlijk gezocht worden bij de grote Amerikaanse psycholoog William James. Die heeft in een interview ooit gezegd dat de gemiddelde mens maar 10 procent van zijn intellectuele vermogens gebruikt. Hij zei dus heel wat anders – maar napraters maakten daar ‘hersenen’ van, en speculeerden dat in het zogenaamd stille deel uw spirituele en bovennatuurlijke gaven verborgen zitten. Er is uiteraard geen enkel deel van uw hersenen dat de chirurg straffeloos, zonder kwalijke gevolgen, weg kan snijden. Maar gebruiken we, zoals James lekker sarrend opmerkte, onze intellectuele vermogens niet optimaal? Mogelijk. Om daar achter te komen, zult u toch echt iets anders moeten doen dan op een matje gaan zitten en uw ogen sluiten. Mediteren is immers hetzelfde als een dutje doen. Een moeilijk boek lezen, bijvoorbeeld. Maar daar heeft u natuurlijk geen tijd voor. De tv wacht!
8. ‘Ik kan best twee dingen tegelijk!’
Multitasken heet dat. Het wonderlijke vermogen van met name de jeugd van tegenwoordig om meerdere dingen tegelijk te doen, en dan vooral huiswerk maken in combinatie met surfen en msn’en. Ouders die hun kinderen deze drie dingen zagen doen, hoefden zich volgens de multimediagoeroes geen zorgen te maken: de moderne techniek had volgens hen een nieuwe mens geschapen. Helaas. Mensen kunnen maar één ding (goed) tegelijk. Afgelopen zomer publiceerde Paul Kirschner, onderwijspsycholoog aan de open Universiteit, een onderzoek naar de cijferlijsten van scholieren die (bij wijze van multitask-maat) actief waren op Facebook. Dergelijke kletskousen scoorden voor hun tentamens gemiddeld ruim één punt lager dan andere scholieren.
9. ‘Ik ben eigenlijk best wel bijzonder!’
Driekwart van de automobilisten vindt dat ze beter rijden dan de gemiddelde automobilist. Dat betekent dat minimaal een kwart van de automobilisten zichzelf zwaar overschat. Net zo denkt driekwart van de studenten dat ze bovengemiddeld zijn, en denkt driekwart van de Nederlanders dat ze bovengemiddeld grappig zijn. Uit het Humor-onderzoek 2010 (dat verder geen enkele pretentie heeft) blijkt dat we ons gevoel voor humor gemiddeld een 7,2 geven. De leukste bekende Nederlander, Ruben Nicolai, kreeg ook een 7,2; Paul de Leeuw een magere 6,5. Overigens denkt honderd procent van de deelnemers aan talentenshows dat ze talent hebben. Daar ziet u de elite der zelfoverschatters.
10. ‘Ik ben zo groen bezig!’
Biologische producten zijn momenteel anderhalf tot twee keer zo duur als gewone producten. Gevolg: slechts een op de dertig consumenten koopt wel eens iets ‘groens’. En dat nauwelijks uit overtuiging. Als ‘groene’ producten nog eens 10 procent duurder zouden worden, zou het overgrote deel van die ‘groene’ consumenten ze verder links laten liggen. En de niet-groene consument, die heeft er überhaupt geen trek in: als ‘groene ‘producten even duur zouden worden als gewone, zou de grote meerderheid er nog steeds niks van kopen. Misschien maar goed ook, want onderzoek laat zien dat ‘groene’ consumenten onuitstaanbaar zijn. Ze vinden zichzelf net iets ‘beter’ dan de rest, en zijn daardoor egoïstischer en asocialer. Hetzelfde effect doet zich overigens ook voor bij mensen die zichzelf een ‘slachtoffer’ vinden. Omdat ze zo zielig zijn, menen ze meer rechten te hebben dan anderen, met als gevolg dat zelfbenoemde ‘slachtoffers’ asocialer en minder hulpvaardig zijn.
11. ‘Ik ben de baas!’
Helaas. Hersenonderzoek laat zien dat ruim voordat uw eigen ‘ik’ zogenaamd een besluit neemt, de betreffende actie al onbewust door uw brein is afgesproken en voorbereid. Daarna brengt uw brein uw ‘ik’ op de hoogte, dat uit pure onwetendheid denkt dat het de actie zelf heeft verzonnen. Als, door een of andere stoornis of ingreep, uw brein iets volkomen onlogisch beslist, verzint uw taalcentrum in een flits een ‘logische’ reden die uw ‘ik’ vervolgens vol overtuiging uitdraagt. Uw ‘Ik’ heeft niets te vertellen.
(depers.nl)
Ook lezers Nature wantrouwen wetenschappers
Een van de grafieken uit het onderzoek van Nature
AMSTERDAM - Zelfs wetenschappelijk onderlegde burgers hebben, enkele onderwerpen uitgezonderd, niet heel veel vertrouwen in wat wetenschappers zeggen over alles van stamcellen tot grieppandemieën. Dat blijkt uit een enquete onder 21 duizend lezers van Nature en Scientific American, in opdracht van beide bladen, die donderdag is vrijgegeven. De ondervraging gebeurde zowel in de VS als daarbuiten en online.
Uit de enquete komt naar voren dat wetenschappers wel als de betrouwbaarste bron worden gezien van infornatie over wetenschappelijke, medische of technische kwesties. Daarnaast worden ook vrienden en bekenden genoemd als goeie bronnen, niet-gouvernementele organisaties en actiegroepen. Journalisten, bedrijven, bestuurders en kerkleiders worden niet erg betrouwbaar tot ronduit ongeloofwaardig gevonden.
Aanzienlijk vertrouwen
Op een schaal van 1 tot en met 5 scoren wetenschappers met een 4 aanzienlijk vertrouwen. Dat geldt echter voor lang niet alle onderwerpen. Weinig twijfel is er aan wat ze zeggen over evolutie, duurzame energie en het heelal. Maar onderwerpen als stamcellen, kankeroorzaken en remedies, kernenergie, klimaatverandering krijgen minder vertrouwen. Ronduit laag is het vertrouwen in wat wetenschappers beweren over genetisch gemanipuleerde gewassen, bestrijdingsmiddelen, antidepressiva en griep.
Uit de online ondervraging blijkt ook dat bijna de helft er van overtuigd is dat kernenergie moet worden uitgebannen; tweederde van de Europeese respondenten zegt zich ongemakkelijk te voelen bij de risico's van kernenergie. Een kwart denkt dat nanotechnologie te weinig in de weg wordt gelegd; 28 procent van de Amerikanen en 23 procent Europeanen ziet serieuze risico's aan nanotech. Ruim eenvijfde is tegen dierproeven, net als eenvijfde tegen genetisch gemanipuleerde gewassen is. In Amerika is 13 procent ronduit tegen, in Europa 23 procent. Minder dan tien procent van de respondenten is tegen het gebruik van embryo´s voor onderzoek.
Grieppandemieën
Amerikanen hebben wel veel vaker vertrouwen in de uitspraken van wetenschappers over grieppandemieën dan Europeanen; bijna 70 procent zegt die ter harte te nemen, tegen 31 procent hier. Volgens de enqueteurs waren Europese media veel negatiever over de griepcampagnes van bijvoorbeeld de WHO dan de Amerikaanse.
Respondenten in Frankrijk, Japan en Australië hebben de meeste twijfels over een menselijke oorzaak voor klimaatverandering. Wel geven velen aan dat ze het afgelopen jaar meer in die richting zijn opgeschoven.
Aan de enquete deden 21 duizend vrijwilligers van beide bladen mee. Een op de vijf van hen had een academische opleiding. Door het vrijwillige karakter van de poll zijn de uitkomsten niet representatief voor opinies en opvattingen in de bevolking in het algemeen, waarcshuwen ook de onderzoekers.
(Volkskrant)
VN stellen contactpersoon voor buitenlands leven aan
B-H-V is nog niet gesplitst en de Palestijnse staat zal niet voor morgen zijn, maar interplanetair zit de mensheid wél op schema: de Verenigde Naties willen een wetenschapper aanstellen als contactpersoon voor het geval we buitenaards leven op de koffie krijgen.
De keuze van de VN voor de functie viel op Mazlan Othman, een bij het grote publiek zo goed als onbekende Maleisische astrofysica. Othman is momenteel het hoofd van het 'bureau voor buitenaardse zaken' van de VN, het Office for Outer Space Affairs (Unoosa). Volgende week moet de Maleisische haar nieuwe functie bespreken tijdens een wetenschappelijke conferentie in het Britse Buckinghamshire.
"Aannemelijker dan ooit"
In het vergadercentrum van de Royal Society moet Othman aan de afgevaardigden uitleggen hoe de recente ontdekking van honderden planeten rond andere sterren het vinden van buitenaards leven aannemelijker maakt dan ooit tevoren. Dat betekent ook dat de Verenigde Naties de respons van de mensheid op elk 'first contact' moeten kunnen coördineren.
In een meeting met collega's verklaarde Othman: "De voortdurende zoektocht naar tekenen van buitenaards leven, door verschillende instellingen, bevat onze hoop dat de mensheid op een dag buitenaardse levensvormen zal ontdekken. Als het zover komt, moeten we een gecoördineerde respons klaar hebben die rekening houdt met alle gevoeligheden omtrent die materie. De VN bieden een mechanisme dat geknipt is voor zo'n rol."
Signalen
Professor Richard Crowther van de UK Space Agency, een expert in ruimtebestuur en -problematiek, toont zich alvast zeer opgetogen over de keuze voor Othman. "Ze is zonder enige twijfel dé persoon die op zo'n niveau een klare kijk kan behouden."
Crowther gaat er echter van uit dat onze eerste contacten met buitenaards leven eerder radio- of lichtsignalen van een verre planeet zullen zijn dan wezens die op aarde landen. En, zo geeft hij aan, zelfs als we die 'aliens' in levende lijve ontmoeten, zullen het wellicht eerder microbes dan intelligente wezens zijn. (hlnsydney/tw)
(HLN)
NASA brengt luchtvervuiling in de wereld in kaart
Bron: NASA
Wetenschappers proberen al lang de luchtvervuiling te meten, maar tot nu toe was het niet mogelijk dat accuraat te berekenen. NASA heeft met de hulp van satellieten de verdeling van de luchtvervuiling in de wereld in kaart gebracht.
De kaart zal een belangrijk instrument worden voor wetenschappers die het optreden van vroegtijdige sterfte onderzoeken. In de ontwikkelingslanden worden bijvoorbeeld toestellen gebruikt om de aanwezigheid van deeltjes van maximaal 2,5 micrometer in diameter vast te stellen. Die deeltjes zijn al klein genoeg om in de longen verstrikt te raken en astma en bronchitis te veroorzaken.
Op veel plaatsen in ontwikkelingslanden is het echter niet mogelijk om de luchtkwaliteit accuraat te meten. Met satellieten van NASA brachten twee onderzoekers de verdeling van de luchtvervuiling over de wereld in kaart. Kleine stofdeeltjes in de lucht zijn op sommige plaatsen van natuurlijke oorsprong. In gebieden met een hoge bevolkingsdichtheid, zoals in het oosten van China, is de luchtvervuiling het hoogst. Dat heeft te maken met het gebruik van fossiele brandstoffen. (gb)
(HLN)
quote:28-09-2010Op maandag 27 september 2010 07:30 schreef ExperimentalFrentalMental het volgende:
27-09-2010
VN stellen contactpersoon voor buitenlands leven aan
[ afbeelding ]
B-H-V is nog niet gesplitst en de Palestijnse staat zal niet voor morgen zijn, maar interplanetair zit de mensheid wél op schema: de Verenigde Naties willen een wetenschapper aanstellen als contactpersoon voor het geval we buitenaards leven op de koffie krijgen.
De keuze van de VN voor de functie viel op Mazlan Othman, een bij het grote publiek zo goed als onbekende Maleisische astrofysica. Othman is momenteel het hoofd van het 'bureau voor buitenaardse zaken' van de VN, het Office for Outer Space Affairs (Unoosa). Volgende week moet de Maleisische haar nieuwe functie bespreken tijdens een wetenschappelijke conferentie in het Britse Buckinghamshire.
"Aannemelijker dan ooit"
In het vergadercentrum van de Royal Society moet Othman aan de afgevaardigden uitleggen hoe de recente ontdekking van honderden planeten rond andere sterren het vinden van buitenaards leven aannemelijker maakt dan ooit tevoren. Dat betekent ook dat de Verenigde Naties de respons van de mensheid op elk 'first contact' moeten kunnen coördineren.
In een meeting met collega's verklaarde Othman: "De voortdurende zoektocht naar tekenen van buitenaards leven, door verschillende instellingen, bevat onze hoop dat de mensheid op een dag buitenaardse levensvormen zal ontdekken. Als het zover komt, moeten we een gecoördineerde respons klaar hebben die rekening houdt met alle gevoeligheden omtrent die materie. De VN bieden een mechanisme dat geknipt is voor zo'n rol."
Signalen
Professor Richard Crowther van de UK Space Agency, een expert in ruimtebestuur en -problematiek, toont zich alvast zeer opgetogen over de keuze voor Othman. "Ze is zonder enige twijfel dé persoon die op zo'n niveau een klare kijk kan behouden."
Crowther gaat er echter van uit dat onze eerste contacten met buitenaards leven eerder radio- of lichtsignalen van een verre planeet zullen zijn dan wezens die op aarde landen. En, zo geeft hij aan, zelfs als we die 'aliens' in levende lijve ontmoeten, zullen het wellicht eerder microbes dan intelligente wezens zijn. (hlnsydney/tw)
(HLN)
VN: "Geen ambassadeur voor buitenaardse wezens"
Het ruimtevaartbureau van de Verenigde Naties, Unoosa, ontkent dat er binnenkort een ambassadeur wordt benoemd voor het geval er contact is met buitenaardse wezens. Zondag had de Sunday Times gemeld dat de VN zich opmaken om iemand te benoemen die, zo er contact is met E.T., de eerste zal zijn om dit te doen. Die eer zou de directrice van de Unoosa te beurt vallen. Als hoofd van de in Wenen zetelende Unoosa verwees de Maleisische astrofysicaspecialiste Mazlan Othman het bericht naar het rijk der fabelen. "Het artikel van de Sunday Times is absurd", zegt Othman. "De opdracht van het bureau voor ruimtevaartaangelegenheden is door de Algemene Vergadering omschreven en er is geen project om de huidige opdracht te wijzigen." (afp/lpb)
(HLN)
Rusland gaat hotel in de ruimte bouwen
Een comfortabel hotel voor ruimtetoeristen dat begin 2016 opent. Dat ambitieuze plan van het Russische bedrijf Orbital Technologies werd aangekondigd door Sergueï Kostenko, directeur van de initiatiefnemende maatschappij.
"De eerste module van het ruimtehotel kan misschien in 2012-2013 klaar zijn. De uitzetting in de ruimte is voor eind 2015 of begin 2016", verklaarde Kostenko aan het Russische persagentschap RIA-Novosti.
Vier cabines vooer zeven personen
Die eerste module zal een volume van 20 kubieke meter hebben, voorzien zijn van vier cabines en tot zeven personen kunnen huisvesten. Russische Soyoes-raketten zullen de toeristen naar het hotel brengen, dat de naam Commercieel Ruimtevaartstation (CSS) zal dragen. De voeding zal via Progress cargovessels aangevoerd worden.
"Het interieur van het CSS zal in niets gelijken op dat van het ISS: het hotel moet comfortabel zijn. De bezoeker zal er de Aarde kunnen observeren door grote patrijspoorten", aldus Kostenko nog.
Investeerders
Het project is ontwikkeld in samenwerking met de Russische ruimtevaartconstructeur Energia en zal gefinancierd worden door Russische en Amerikaanse investeerders. Een exacte kostprijs is niet bekend. "Een zaak van honderden miljoenen dollars", gaf Kostenko mee. (afp/tw)
(HLN)
Zoekmachine vindt overeenkomsten in melodieën
UTRECHT - Wetenschapper Peter van Kranenburg van de Universiteit Utrecht heeft een zoekmachine ontwikkeld die overeenkomsten kan vinden tussen melodieën.
© ANP
De onderzoeker schreef de software om verwantschappen te vinden tussen Nederlandse volksliederen. Hij promoveert maandag 4 oktober op zijn werk.
Van oude volksliederen bestaan vaak tientallen varianten. Dat komt doordat de melodieën eeuwenlang van generatie op generatie zijn doorgegeven. Het Meertens Instituut in Amsterdam beheert een grote collectie liedjes die de eerder dit jaar overleden volkskundige en radiomaker Ate Doornbosch had verzameld.
Meer dan vijfduizend van deze wijsjes zijn omgezet in notenschrift. De zoekmachine van Van Kranenburg maakt het mogelijk te bepalen welke melodieën dezelfde oorsprong hebben, ook als zij op sommige plekken verschillen in toonhoogte, ritme of maatsoort.
© ANP
(nu.nl)
'Oppervlak van aarde verschuift noordwaarts'
AMSTERDAM – Het oppervlak van de aarde verschuift heel langzaam in noordelijke richting. Dat blijkt uit een nieuwe analyse van gegevens van satellieten.
Het aardoppervlak beweegt ieder jaar ongeveer 0,88 millimeter in de richting van de Noordpool. Die verschuiving wordt veroorzaakt door de veranderingen in de watermassa op aarde.
Dat melden wetenschappers van het NASA Jet Propulsion Laboratory en de TU Delft in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Geoscience.
Vooral het smelten van gletsjers sinds het einde van de laatste IJstijd draagt bij aan de beweging van het aardoppervlak.
IJskappen
Doordat gletsjers aan massa verliezen, neemt het gewicht van de ijskappen af en komt het land onder het ijs iets omhoog. Als gevolg daarvan beweegt de buitenste schil van de aarde heel langzaam naar het noorden ten opzichte van het massacentrum van de aarde, zo blijkt uit verschillende rekenmodellen.
“De nieuwe schatting van de verschuiving is aanzienlijk groter dan de verschuivingen die eerdere modellen suggereerden”, verklaart hoofdonderzoeker Xiaoping Wu op Livescience.com
“De verplaatsing van het centrum van de aarde zal ons dagelijks leven niet beïnvloeden. Het is een beweging van minder dan een millimeter per jaar. Pas als het een centimeter zou zijn, zouden we een groot aantal veranderingen zien”, aldus Wu.
GPS
De wetenschappers verzamelden voor hun model verschillende gegevens over de zwaartekracht op aarde, het aardoppervlak en de massa van de oceanen. Daarbij maakten ze gebruik van satellieten en het GPS-systeem.
Een mogelijk gevolg van de verschuiving van het aardoppervlak is wel dat er veranderingen ontstaan in metingen waarmee we wetenschappers bewegingen van satellieten in kaart brengen.
“Satellieten die rond de aarde bewegen verzamelen informatie vanuit de ruimte, maar onze meetinstrumenten staan op aarde. De verschuiving van het aardoppervlak beïnvloed dus de metingen van de bewegingen van satellieten", verklaart Wu.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
quote:De temperaturen in het ijs van Europa liggen dicht bij de 300 graden onder nul.
quote:huhOp dinsdag 5 oktober 2010 00:15 schreef Parafernalia het volgende:
http://www.nu.nl/wetensch(...)chemisch-actief.html
[..]
lijkt me nogal moeilijk...quote:Ja hallo, daar hebben we een topic voorOp dinsdag 5 oktober 2010 00:15 schreef Parafernalia het volgende:
http://www.nu.nl/wetensch(...)chemisch-actief.html
[..]
Het Astronomie topic #4
Supercomputer onderzoekt oorsprong van leven
AMSTERDAM – Een Amerikaanse supercomputer onderzoekt op dit moment hoe ribonucleïnezuur het ontstaan van leven heeft mogelijk gemaakt.
© Thinkstock
De supercomputer in het Oak Ridge National Laboratory van het Amerikaanse Ministerie van Energie kan een chemische reactie simuleren die mogelijk ooit heeft geleid tot het onstaan van de eerste organismen uit ribonucleïnezuur oftewel RNA.
De onderzoekers richten zich bij hun onderzoek op een ribonucleïnezuur dat als katalysator kan optreden bij de zogenaamde Diels-Alder-reactie. Dat is een reactie waarbij verschillende moleculen zo reageren dat er complexere moleculen ontstaan.
“Leven betekent het maken van moleculen die zichzelf reproduceren. Je hebt daarbij moleculen nodig die complex genoeg zijn om dat te doen”, verklaart hoofonderzoeker Jeremy Smith op nieuwssite ScienceDaily.
Moleculen
“Als RNA in staat is om door een chemische reactie complexere moleculen op te bouwen, kan een dergelijke stof mogelijk aanwezig zijn geweest bij de creatie van de eerste bouwstenen van leven”, aldus Smith.
Van RNA wordt al langer vermoed dat het een belangrijke rol speelde bij de vorming van de eerste organismen. Sommige types ribonuceïnezuur zijn namelijk in staat tot zowel het opslaan van genetische informatie als het ontketenen van chemische reacties. Die twee processen zijn onmisbaar bij het creëren van leven.
Magnesium
Tot nu toe zijn de wetenschappers bij het onderzoek echter vooral nieuwe details te weten gekomen over de Diels-Alder-reactie. Het belangrijkste resultaat is de de ontwikkeling van een theoretische verklaring voor het feit dat RNA alleen als katalysator voor de reactie kan optreden wanneer magnesium wordt toegevoegd.
Die eerste bevindingen suggereren volgens de onderzoekers dat de simulatie van de supercomputer geschikt is om veel meer te weten te komen over de werking van ribonucleïnezuur en daardoor mogelijk ook het ontstaan van leven.
Nieuwe inzichten
“Computersimulaties kunnen inzichten in biologische systemen opleveren die je op een andere manier niet kunt verkrijgen”, aldus onderzoeker Smith. “Omdat de structuren van RNA zo vaak veranderen, is de dynamiek nu eenmaal moeilijk te begrijpen. Maar met een simulatie zijn we in staat om verder onderzoek uit te voeren.”
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Wetenschappers ontdekken 200 diersoorten
SYDNEY - Een team van wetenschappers heeft 200 onbekende diersoorten ontdekt in Papoea Nieuw Guinea.
Nieuwe diersoortenFotoserie Natuurorganisatie Conservation International (CI) presenteerde de spectaculaire ontdekking woensdag namens de wetenschappers.
Het team van wetenschappers reisde in opdracht van CI naar de onherbergzame hooglanden van Papoea Nieuw Guinea en trof daar onder andere muizen met witte staarten en piepkleine, kleurrijke kikkers.
Ontoegankelijk
Het onderzoeksgebied was zo ongerept en zo ontoegankelijk dat het team een klein vliegtuig, een helikopter en een handgemaakte kano nodig had om de wildernis te trotseren.
Een van de belangrijkste ontdekkingen was volgens onderzoeksleider Steve Richards die van een voorheen onbekende muissoort. ''Om in deze tijd een volledig onbekende zoogdiersoort te ontdekken, dat is behoorlijk cool'', aldus Richards.
© ANP
(nu.nl)
Gooi al die zelfhulpboeken maar het raam uit
Psychologisch broodje aap: we gebruiken maar 10% van ons brein
Psychologie is overal: in het tijdschriftenrek in de supermarkt, op de tafel in de boekwinkel, in films en op televisie. Maar met al die kennis komen ook een hoop misverstanden in de wereld: broodjes aap, of zoals de schrijvers van het nieuwe boek “De vijftig grootste misvattingen in de psychologie” het noemen, psychomythologie. Kennislink zet de tien meest frappante mythes op een rijtje. Deze week: we gebruiken maar 10% van ons brein.
William James, grondlegger van de functionele psychologie.
Waarschijnlijk komt deze psychomythe uit 1932. Toen schreef journalist Lowell Thomas het voorwoord van een zelfhulpboek met een verrassend moderne titel: How to win friends and influence people. In dat voorwoord haalde hij de beroemde psycholoog William James aan, die ontdekt zou hebben dat we maar 10 procent van ons brein gebruiken.
Nou heeft James dat nooit daadwerkelijk gezegd. Hij was wel van mening dat sommige mensen maar 10 procent van hun intellectuele capaciteiten gebruikten. Thomas nam James’ woorden echter niet al te nauw, en sindsdien is het idee dat 90% van ons brein er maar een beetje bijligt een van de meest hardnekkige broodjes aap in de psychologie.
Elke cel heeft wel een functie
Victor Lamme is naast wetenschapper ook schrijver. In zijn boek De vrije wil bestaat niet vertelt hij hoe hersenscans onze manier van denken over de mens radicaal gaan veranderen. Afbeelding: © Victor Lamme
Hoe zit het dan wel? Nou, zegt Victor Lamme, hoogleraar neuropsychologie aan de Universiteit van Amsterdam, dat ligt er een beetje aan hoe je er tegenaan kijkt. “Als je bedoelt dat er ergens in het brein nog 90% ongebruikte gebieden of cellen zitten is het natuurlijk aantoonbaar onzin. Iedere cel heeft wel een functie.” Maar aan de andere kant zijn die cellen nooit tegelijkertijd in gebruik. Het is dus niet zo dat op elk ogenblik 100% van ons brein aan het werk is. Sterker nog, legt Lamme uit: “Als ik een schatting moet geven zou ik zeggen dat elk moment maar ongeveer 10% van onze hersencellen actief is. Gelukkig maar, anders zouden we in een voortdurende staat van epilepsie verkeren.”
Er zit dus ergens in het broodje aap verhaal wel iets van waarheid: op ieder gegeven moment is maar een tiende van je brein actief. Maar het volgende moment worden weer nieuwe cellen ingeschakeld, en zo gebruik je toch de hele dag door je totale brein; alleen niet alles in een keer.
Een populaire misvatting
Toch, schrijven Scott Lilienfeld & co in hun boek De 50 grootste misvattingen in de psychologie, is juist het idee dat we maar 10 procent van onze hersenen gebruiken enorm wijdverbreid en populair. Zelfs een op de drie psychologiestudenten en meer dan een op de twintig neurowetenschappers geloven erin. Zij zouden echter beter moeten weten: er zit geen enorm ongebruikt potentieel onder onze schedel.
In het boek Het slimme onbewuste vertelt Ap Dijksterhuis hoe ons gedrag wordt gestuurd door drijfveren waar we ‘zelf’ niet van op de hoogte zijn.
Hoe kan het toch dat de mythe nog zo leeft? Lamme: “Ik denk dat het verhaal wordt verward met een ander verschijnsel, dat wel waar is: we zijn ons van hooguit 10 procent, of ik denk zelfs minder, van wat er in ons brein gebeurt bewust. Bijna alle informatie die we verwerken dringt niet door tot het bewustzijn, we weten niet waarom we dingen doen en veel kennis die is opgeslagen is onbewust.” Maar dat we ons niet bewust zijn van onze kennis en drijfveren, betekent natuurlijk niet dat ze er ook niet zijn. En het wil ook niet zeggen dat de hersencellen die we nodig hebben om herinneringen op te slaan waarvan we ons meestal niet bewust zijn, maar een beetje zitten te niksen.
Zit er in iedereen een genie?
Victor Lamme komt de 10-procents-mythe zelf vooral nog in de boekhandel tegen, waar schrijvers van boeken over breintraining en dergelijke hem in verkapte vorm propageren. “Ze willen graag laten geloven dat er allerlei onvermoede mogelijkheden liggen in ons brein, die we met training of andere trucjes naar boven kunnen halen”, zegt Lamme. “Dat wekt de suggestie dat ons brein nog allerlei mogelijkheden heeft, en we van iedereen een genie kunnen maken. Dat is helaas niet zo. Veel is nou eenmaal genetisch en door onze opvoeding bepaald. Dat te willen veranderen wekt alleen maar frustratie op. Gooi al die zelfhulpboeken maar beter het raam uit.”
Meer psychomythologie?
Dit is niet het enige psychologische broodje aap-verhaal uit het boek “De vijftig grootste misvattingen in de psychologie” van Scott Lilienfield, Steven Jay Lynn, John Ruscio en Barry Beyerstein. De komende weken lees je op Kennislink nog onder meer over de mythe dat in de liefde tegenpolen elkaar aantrekken, dat een positieve houding kanker kan voorkomen of genezen en dat individuen herinneringen van traumatische gebeurtenissen verdringen. Behoefte aan nog meer psychomythologie? Stem dan hieronder op je favoriete broodje aap-verhaal en maak kans op een exemplaar van het boek van Scott Lilienfield & co.
(Kennislink)
En het twee biljardste cijfer is…
Van π (pi), het getal dat de verhouding tussen de omtrek en de diameter van een cirkel weergeeft, is in binaire notatie het 2.000.000.000.000.000ste cijfer berekend: het is een nul.
Dankzij wiskundigen van internetgigant Yahoo weten we nu wat -in binaire notatie- de waarde van het twee biljardste pi-decimaal is, alsmede een aantal decimalen daarvoor en daarna. Dit zijn de verste pi-decimalen die tot nu toe zijn vastgesteld. Dit record is anders dan het gebruikelijke record dat zo ongeveer jaarlijks door π-fanaten (ja, die zijn er echt, getuige onder andere de viering van π-dag, jaarlijks op 14 maart) wordt gebroken, waarbij het er om gaat zoveel mogelijk decimalen van π vanaf het begin te berekenen.
Binaire notatie
In de wereld van computers worden getallen alleen maar met nullen en enen geschreven. Een voorbeeld: 5 wordt geschreven als 101, want 5 = 1 x 22 + 0 x 21 + 1 x 20. En 10 wordt geschreven als 1010, want 10 = 1 x 3 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20. Alle getallen van 1 tot en met 10 worden in de binaire schrijfwijze als volgt genoteerd: 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, 1000, 1001, 1010.
Het nieuwe record is anders: niet álle decimalen tot en met het twee biljardste zijn berekend, maar enkel het twee biljardste (2 × 1015) exemplaar, plus enkele cijfers direct daaraan voorafgaand en direct erna. Als je π binair schrijft (zie het onderstaande kader) is het twee biljardste cijfer een nul. Het duurde 23 dagen tot de berekening, waarbij 1000 computers van Yahoo werden gebruikt, voltooid was. “De berekening zou ruim 500 jaar duren op een enkele pc”, zegt Yahoo-medewerker Nicholas Sze, die betrokken was bij het onderzoek.
Hadoop
De berekening maakte gebruik van het Hadoop-algoritme van MapReduce, een door Google geïntroduceerd framework voor het in korte tijd uitvoeren van berekeningen over heel grote hoeveelheden data. Het Hadoop-algoritme maakt het mogelijk dat de gigantische rekenklus wordt opgedeeld in kleinere berekeningen waaraan verschillende machines kunnen werken. Elk van de duizend Hadoop-computers rekende aan een gecompliceerde vergelijking waarmee een deel van π berekend kan worden.
De bekende formules voor π berekenen dit getal tot een aantal decimalen nauwkeurig (zie onderstaand kader voor de methode van Archimedes). Het bijzondere van de techniek die voor het nieuwe record werd gebruikt, is dat niet alle cijfers tot en met het twee biljardste berekend hoefden te worden. Het berekent met behulp van een paar vernuftige wiskundige trucs, voor een zekere waarde van n het n-de cijfer van π, plus een aantal cijfers ervoor en erna, zónder dat het alle voorafgaande cijfers hoeft te kennen. “Onze formule kan een reeks cijfers van π berekenen waarbij een aantal begincijfers worden overgeslagen”, verklaarde Sze tegen de BBC.
In 1996 vonden de wiskundigen Bailey, Borwein en Plouffe de eerste formule waarmee het mogelijk is het n-de cijfer van π (in binaire notatie) te berekenen, zonder dat alle voorafgaande cijfers berekend hoeven te worden.
Deze formule werd in de tweede helft van de jaren negentig van de vorige eeuw gevonden. Daarvóór werd het vrijwel onmogelijk geacht dat zo’n formule zou bestaan. In historisch opzicht is het feit dat er twee verschillende methoden voor het berekenen van π-records zijn dus relatief nieuw. Het 1.000.000.000.000.000ste cijfer van π (in binaire notatie) werd in het jaar 2000 gevonden. Nu, tien jaar later, is dat record dus verdubbeld. Maar álle cijfers tot aan het 2.000.000.000.000.000ste exemplaar zijn nog niet bekend. Het record waarbij het om zoveel mogelijk decimalen van π gaat, staat sinds augustus van dit jaar op 5 biljoen cijfers.
Het ‘enkele-cijfer-record’ is meer dan alleen maar een leuk weetje voor mensen die last hebben van de π-gekte. Het gaat eigenlijk niet zozeer om de decimalen van π. Het resultaat demonstreert de kracht van nieuwe algoritmes die bruikbaar zijn in andere gebieden uit de wiskunde, waaronder cryptografie en data mining. De berekening was bovendien een goede test voor de Hadoop-hardware en het leidt tot nieuwe mogelijkheden voor gedistribueerde berekeningen.
Hoe Archimedes pi berekende
Archimedes gebruikte regelmatige n-hoeken om π te benaderen. De omtrek van een cirkel kan worden benaderd door de omtrek van een regelmatige n-hoek buiten de cirkel en binnen de cirkel. De waarde van de eerste is te groot, die van de laatste te klein. Door de waarde van n (het aantal zijden van de veelhoek) te laten toenemen, wordt de omtrek van de cirkel steeds beter benaderd, en daarmee het getal π.
(Kennislink)
"NASA photoshopte foto om te verdoezelen dat we niet alleen zijn in het universum"
Links de NASA-foto van de manen van Saturnus. Rechts het hogecontrastbeeld dat duidelijk tekenen van bewerking zou vertonen.
Theoretici die in een samenzwering geloven zijn ervan overtuigd dat ze NASA betrapt hebben op het bewerken van een foto met Photoshop om toe te dekken dat we niet alleen zijn in het universum. Met andere woorden: aliens bestaan!
Het was een video op YouTube gisteren (inmiddels verwijderd, jv) die deining op het internet veroorzaakte. Het filmpje wilde aantonen dat een beeld van Saturnus' manen Dione en Titan, geschoten door de Cassini-orbiter van NASA, werd bewerkt met Photoshop alvorens het werd toegevoegd op een 'Foto van de Dag'-website.
'DominatorPS3' dreef de helderheid van de foto op om te bewijzen dat er een "gigantisch" voorwerp kan worden gespot achter de kleinere maan Dione. De penseelstreken die aantonen dat het regenboogaura van het object werd uitgevaagd zijn duidelijk zichtbaar. "Nog meer stevig bewijs dat NASA en de overheid dingen achterhouden", aldus 'DominatorPS3'.
Emily Lakdawalla gaf op een internetforum toe de foto gemanipuleerd te hebben, maar dat heeft volgens haar te maken met de manier waarop Cassini foto's neemt. Hier volgt een technische uitleg van Lakdawalla.
Drie kleurenframes
"Cassini schiet kleurenbeelden door drie opeenvolgende foto's te nemen met rode, groene en blauwe filters. Op de tijdsspanne dat de drie sequenties genomen werden, verplaatste Dione zich. Als ik dus een gewone samenstelling van de kleurenframes zou maken, zou ik ofwel Titan correct weergeven en Dione niet of omgekeerd. Daarom heb ik Dione uitgelijnd en uitgeknipt en vervolgens Titan uitgelijnd. Daarna moest ik rekening houden met de ontbrekende deeltjes schaduw op de plaats waar de deeltjes van Dione zaten in twee van de drie kanalen."
Ondanks deze verklaring blijft 'DominatorPS3' sceptisch. "Het is nog altijd niet uitgesloten dat iemand haar vroeg iets weg te knippen." (jv)
(HLN)
'Mens veroorzaakt kanker'
MANCHESTER - Kanker is een moderne, door de mens veroorzaakte ziekte en geen natuurlijke aandoening.
© Thinkstock
Dat stellen twee wetenschappers van de Britse Universiteit van Manchester in de donderdag verschenen editie van het gezaghebbende wetenschappelijke tijdschrift Nature Reviews Cancer.
De onderzoekers baseren hun uitspraak onder meer op vondsten in het oude Griekenland en Egypte. Uit die tijd zijn honderden mummies overgebleven, maar slechts een van de onderzochte personen bleek aan kanker te hebben geleden.
Bij een mummie uit het begin van onze jaartelling werd een darmtumor gevonden. Dit gebeurde terwijl ,,in een oude samenleving zonder chirurgie altijd sporen van kanker te vinden moeten zijn’’, stelt onderzoeker Michael Zimmerman.
Tumoren
Ook bij oudere fossielen zijn geen tumoren gevonden en in oude teksten wordt zelden gesproken over kanker. Pas in documenten uit de zeventiende eeuw vonden de wetenschappers de eerste verwijzingen naar kankerbehandelingen.
De oorzaak van kanker ligt volgens de onderzoekers in het moderne leven. Factoren als vervuiling en voeding zouden de kans op tumoren vergroten.
© ANP
(nu.nl)
quote:erg vergezocht, je ziet zelfs nog een groene en rode waas bij die overbelichte foto
08-10-2010
"NASA photoshopte foto om te verdoezelen dat we niet alleen zijn in het universum"
[ afbeelding ]
Links de NASA-foto van de manen van Saturnus. Rechts het hogecontrastbeeld dat duidelijk tekenen van bewerking zou vertonen.
Theoretici die in een samenzwering geloven zijn ervan overtuigd dat ze NASA betrapt hebben op het bewerken van een foto met Photoshop om toe te dekken dat we niet alleen zijn in het universum. Met andere woorden: aliens bestaan!
Het was een video op YouTube gisteren (inmiddels verwijderd, jv) die deining op het internet veroorzaakte. Het filmpje wilde aantonen dat een beeld van Saturnus' manen Dione en Titan, geschoten door de Cassini-orbiter van NASA, werd bewerkt met Photoshop alvorens het werd toegevoegd op een 'Foto van de Dag'-website.
'DominatorPS3' dreef de helderheid van de foto op om te bewijzen dat er een "gigantisch" voorwerp kan worden gespot achter de kleinere maan Dione. De penseelstreken die aantonen dat het regenboogaura van het object werd uitgevaagd zijn duidelijk zichtbaar. "Nog meer stevig bewijs dat NASA en de overheid dingen achterhouden", aldus 'DominatorPS3'.
Emily Lakdawalla gaf op een internetforum toe de foto gemanipuleerd te hebben, maar dat heeft volgens haar te maken met de manier waarop Cassini foto's neemt. Hier volgt een technische uitleg van Lakdawalla.
Drie kleurenframes
"Cassini schiet kleurenbeelden door drie opeenvolgende foto's te nemen met rode, groene en blauwe filters. Op de tijdsspanne dat de drie sequenties genomen werden, verplaatste Dione zich. Als ik dus een gewone samenstelling van de kleurenframes zou maken, zou ik ofwel Titan correct weergeven en Dione niet of omgekeerd. Daarom heb ik Dione uitgelijnd en uitgeknipt en vervolgens Titan uitgelijnd. Daarna moest ik rekening houden met de ontbrekende deeltjes schaduw op de plaats waar de deeltjes van Dione zaten in twee van de drie kanalen."
Ondanks deze verklaring blijft 'DominatorPS3' sceptisch. "Het is nog altijd niet uitgesloten dat iemand haar vroeg iets weg te knippen." (jv)
(HLN)
Auto zonder bestuurder komt je oppikken wanneer je belt
Duitse wetenschappers hebben een auto ontwikkeld die niet alleen kan rijden zonder bestuurder, maar ook gebeld kan worden om die bestuurder te komen oppikken.
Het 'brein' van de wagen zit in de koffer.
Je kan de wagen besturen met een iPad.
Het voertuig heet MIG, wat een afkorting is van 'Made In Germany'. Het project is bedacht door computerwetenschapper Raul Rojas en zijn team aan de Free University in Berlijn, meldt de Telegraaf.
Automatisch
Via de GPS-verbinding van een iPad of smartphone kan de MIG de locatie van de gebruiker bepalen, om vervolgens de snelste route naar hem toe te berekenen. Op het beeldscherm van zijn toestel kan de gebruiker zien wanneer de auto arriveert, en waar hij zich bevindt.
De MIG heeft ook een sensor aan boord die voetgangers, fietsers, verkeersborden en andere objecten op de weg kan herkennen. Hierdoor moet het rijden ook een stuk gemakkelijker gaan.
Carpoolen
Het team ziet als mogelijke toepassing een onbemande taxi. Inzittenden die ineens besluiten dat ze zelf willen gaan rijden, kunnen de automatische besturing ook uitzetten en het voertuig zelf besturen via hun iPad. (sam)
(HLN)
Piepkleine gouddeeltjes pakken tumor aan
ENSCHEDE - Gouddeeltjes ter grootte van een duizendste van een mensenhaar zijn waarschijnlijk in staat om in het lichaam tumorcellen te bestrijden.
© Thinkstock
Wetenschappers van het medisch-technologisch onderzoeksinstituut MIRA van de Universiteit Twente hebben de werkzaamheid van deze piepkleine goudstaafjes in proefdieronderzoek aangetoond, zo maakte de universiteit dinsdag bekend.
Op de goudstaafjes zitten antilichamen in de vorm van eiwitten, die ervoor zorgen dat de staafjes zich aan een tumorcel binden.
Met een bestaande medische techniek kan zo'n met goud behangen cel in het lichaam opgespoord worden. Vervolgens worden de goudstaafjes met infrarood licht gloeiendheet gemaakt, zodat ze de tumorcel vernietigen.
Klonteren
Een probleem bij het gebruik van de goudstaafjes was dat ze in het lichaam aan elkaar gaan klonteren. Om dat te voorkomen, werden ze behandeld met een bepaalde stof, die echter ook gezonde cellen bleek aan te tasten.
De Twentse wetenschappers hebben nu een stofje gevonden, dat het klontereffect ook tegengaat, dat niet schadelijk is voor het lichaam en dat er bovendien voor zorgt dat de gouddeeltjes een poos onzichtbaar blijven voor het afweersysteem, zodat ze op de juiste plek kunnen komen.
Opsporen
Ze hebben bovendien bewezen dat de staafjes lang genoeg in het lichaam blijven om kankercellen te kunnen opsporen en aan te pakken.
De Twentse nanotechnologen werken in het 'goudonderzoek' samen met onder meer het Erasmus Medisch Centrum in Rotterdam, het Academisch Medisch Centrum in Amsterdam, het Nederlands Kanker Instituut en het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM).
© ANP
(nu.nl)
Even een vingerkootje printen
Gel met cellen groeit uit tot levend bot
Dagelijkse praktijk is het nog niet in het ziekenhuis, maar in laboratoria is het al mogelijk om levende botten te printen. 'De vraag is tot welk punt wij het weefsel moeten ontwerpen zodat het lichaam het af kan maken.'
Arts-wetenschapper Natalja Leeuwis van de afdeling Orthopedie aan het UMC Utrecht onderzocht hoe je levend bot moet printen. In het lab heeft ze hiervoor een 3d-printer, de zogenaamde Bioscaffolder. Wat print ze hier precies mee en hoe werkt dat?
‘Als de gel uit de printer komt is het net een snotje’, aldus Leeuwis. Maar geef het wat tijd en het verandert vanzelf in echt bot. ‘Wij waren de eersten in Nederland die met zo’n Bioscaffolder bot maakten’ vertelt ze. ‘Uiteindelijk willen we stukken bot en kraakbeen maken die we kunnen gebruiken om bijvoorbeeld kapotte gewrichten te repareren.’
Een 3D-printer werkt ongeveer hetzelfde als een gewone printer. Een gewone printer print een laagje inkt op een papier. Print hier nog een laag overheen en je hebt twee lagen inkt op elkaar. Herhaal dit duizend keer en je hebt duizend lagen. Al deze lagen inkt zijn op zich heel dun maar opgeteld levert het een soort 3D-inktlaag op. Zo werkt de Bioscaffolder ook, alleen gebruikt hij gel in plaats van inkt. Een 3D-model in de computer verdeelt hij van boven tot onder in plakken, die hij boven op elkaar print.
Leeuwis: ‘De Bioscaffolder werkt met printerkoppen die de gel door een spuit naar buiten persen.’ Bot zelf is hard en kan niet door de spuit heen. ‘Wij printen dan ook een hydrogel, een combinatie van water en suiker. Daarin mengen wij stamcellen die uit het beenmerg komen.’
De hydrogel voedt en steunt de stamcellen na het printen. Met de juiste samenstelling van de gel bepaalt ze of de stamcellen zich ontwikkelen tot bot, kraakbeen of bijvoorbeeld spieren. Om bot te maken, moet de gel relatief hard zijn en moet er onder meer calciumfosfaat in zitten. De stamcellen worden dan botcellen en die zetten de hydrogel op hun beurt weer om in echt botweefsel.
‘Er was nog maar weinig bekend over hoe je functioneel weefsel kan maken met zo’n 3D-printmethode. En ons is het gelukt,’ vertelt Leeuwis. ‘Daar hebben we ook veel blije momenten aan beleefd. Maar het is niet makkelijk de gel zo te maken dat de cellen gaan doen wat je wilt. Daar heb ik een groot deel van mijn onderzoek aan gewijd.’
Op de computer maakt ze een 3D-model dat naar de printer wordt
gestuurd. De Bioscaffolder print dit model dan uit, precies in de gewenste vorm. ‘Dit is niet de eerste keer dat we proberen om kunstmatig bot te maken, maar eerdere pogingen met keramische materialen leverden broos spul op waarbij de botcellen doodgingen en waar maar één type cel in zat. Bovendien zitten in botten ook bloedvaten en met de oude methode kon je die moeilijk aanleggen. Met de 3d-printer kunnen we die er hopelijk in printen.’
Met de Bioscaffolder kun je verschillende onderdelen in één weefsel printen. Hij heeft verschillende printerkoppen waar je verschillende gels in kan doen. Bijvoorbeeld een gel voor bot en een gel voor bloedvaten. De Bioscaffolder combineert deze gels dan net zo als een gewone printer zwarte en gekleurde inkt combineert, maar dan 3D. Het resultaat: een combinatie van gels die verschillende onderdelen van het bot gaan worden. ‘Dat gaan we nu testen en optimaliseren’, zegt Leeuwis.
‘We kunnen over vijftig jaar nog steeds geen ingewikkelde organen printen,’ denkt ze. ‘Misschien wel simpelere stukken weefsels. Maar je hoeft ook geen compleet bot of orgaan te printen. Het lichaam heeft immers een grote capaciteit om zelf organen te bouwen. De vraag is tot welk punt wij het weefsel moeten ontwerpen zodat het lichaam het af kan maken.’
Rick Kwekkeboom
(Noorderlicht)
Topgeleerde Stephen Hawking kon pas lezen op zijn achtste
Hij is de bekendste en meest gerenomeerde Britse wetenschapper, maar hij kon pas lezen toen hij acht was. Ook als academicus stelde Stephen Hawking niet veel voor, zegt hij zelf, tot hij gediagnosticeerd werd met ALS, een ongeneeslijke motorische zenuwziekte, die de zenuwcellen aantast tot er volledige verlamming optreedt, maar die het denkvermogen niet aantast.
"Mijn zus Philippa kon al lezen toen ze vier was. Zij was toen zeker slimmer dan ik", zei Hawking tijdens een van zijn zeldzame speeches in het openbaar. De Britse kosmoloog sprak het publiek toe in de Royal Albert Hall in Londen. Hij bekende er dat hij nooit boven de middelmaat uitkwam op school. "Ik was slordig en mijn schrift deed de leraars wanhopen. Maar mijn klasgenootjes noemden mij wel 'Einstein'. Dus zij zagen waarschijnlijk toch meer in mij."
Toen Hawking op zijn 21ste vernam dat hij een vroegtijdige dood zou kunnen sterven door zijn neurologische aandoening, begon hij aan zijn meest productieve periode als wetenschapper. Zijn ziekte werkte als katalysator. Hij werd op slag beroemd voor zijn ontdekkingen in verband met de Big Bang en de zogenaamde zwarte gaten.
Verveling
Als student aan de universiteit van Oxford voerde hij aanvankelijk niet veel uit: een uurtje werk per dag volstond destijds. Hij slaagde, maar met de hakken over de sloot. "Je werd verondersteld briljant te zijn zonder er al te veel moeite voor te doen, ofwel moest je je maar neerleggen bij je tekortkomingen en je tevreden stellen zonder universitair diploma. Ik ben daar niet trots op, maar dat was wel mijn houding toen, én die van vele medestudenten. Totale verveling en het gevoel dat niks de moeite waard was om voor te werken."
"Maar als een vroege dood je boven het hoofd hangt, dan besef je dat het leven zeker de moeite waard is en dat er een heleboel zaken zijn die je wil doen", zei Hawking. Zijn productiviteit schoot vanaf toen, op zijn 21ste, de hoogte in. Hawking is inmiddels 68. (jv)
(HLN)
'Dromen worden in de toekomst opgenomen'
Amerikaanse wetenschappers denken dat het in de toekomst mogelijk is om dromen op te nemen. Een zogenoemde 'dream recorder' meet de hersenactiviteit tijdens de slaap en kan deze gegevens vertalen naar wat de persoon droomt.
Wetenschappers kunnen in de toekomst dromen opnemen
Volgens de wetenschappers wordt het mogelijk om de gedachten van mensen te lezen die aan het slapen zijn.
Communiceren
De onderzoekers implanteerden elektroden in de hersenen van mensen, waardoor het mogelijk was de gedachten van mensen te lezen, toen zij aan het slapen waren. Professor Moran Cerf van het California Institute of Technology zegt dat het nieuwe systeem uitkomst biedt voor mensen die niet kunnen communiceren, bijvoorbeeld wanneer zij in een coma liggen.
Ook hoopt hij erachter te komen hoe en waarom mensen dromen. Dromen zijn een geschikte manier om het onderbewustzijn van mensen te onderzoeken. Voorheen kon dit alleen door te vragen wat mensen hadden gedroomd, nadat zij wakker werden.
Wetenschappers probeerden eerder al systemen te ontwikkelen waarmee dromen opgenomen konden worden, alleen deze richten zich op andere delen van de hersenen. Psycholoog en droomexpert Roderick Oner is kritisch over de conclusies van Cerf. Zo zegt hij tegen BBC News dat dromen maar beperkt geïnterpreteerd kunnen worden als er alleen wordt gekeken naar de hersenactiviteit.
Beïnvloeden
Een droomexpert van Harvard University zei eerder dat dromen te beïnvloeden zijn. Volgens Deirdre Barrett is het mogelijk om nachtmerries te beëindigen en te dromen over een onderwerp naar keuze.
Door te denken aan een onderwerp voor je gaat slapen en hier een beeld bij voor stellen, kun je ervoor zorgen dat je hier over droomt. Ook is het mogelijk om problemen in dromen op te lossen. Voor het beëindigen van nachtmerries is intensieve therapie nodig, zegt de droomexpert.
Door Shari Deira
(Elsevier)
Hier heb ik vaker over gefantaseerd. Lijkt me geweldig
Waarom vrouwen langer leven? Cellen herstellen vlotter
Vrouwen leven langer omdat hun cellen zich vlotter herstellen als ze beschadigd zijn. Dat schrijft De Morgen op basis van informatie van Scientific American.
Biologisch voorbestemd
De vrouw is biologisch voorbestemd om ouder te worden dan de man, stelt Tom Kirkwood, geriater verbonden aan de universiteit van Newcastle. "We hebben onder andere zelf onderzoek gedaan dat aantoont dat soorten die langer leven een beter mechanisme hebben om hun organisme te onderhouden", aldus Kirkwood.
Andere studies tonen dan weer aan dat, althans buiten het lichaam, vrouwelijke cellen inderdaad beter schade kunnen herstellen dan mannelijke.
Gecastreerde honden en katten
Ook zijn er onderzoeken die bewijzen dat gecastreerde honden en katten langer leven dan hun meer mannelijke soortgenoten. Tests met muizen in Japan, waarbij een muis gecreëerd werd uit genetisch materiaal van twee mamamuizen, hebben aangetoond dat de supervrouwelijke exemplaren gemiddeld nog eens 186 dagen langer leven dan de standaard vrouwtjesmuis.
Evolutie
Het waarom kan volgens Kirkwood niet anders dan bij de evolutie gezocht worden. Wanneer een man een vrouw bevrucht heeft, zit zijn taak er in wezen op. Of zijn lichaam voor de rest in goede staat is, speelt niet zo'n rol.
Voor zover bekend zijn er wereldwijd 80 mensen ouder dan 110. Nauwelijks vier onder hen zijn mannen, onder wie de Belg Jan Goossenaerts. (belga/lb)
(HLN)
Wetenschappers werken aan pil die kanker doodt
Te vroeg juichen is nooit goed, maar wat zou het toch mooi zijn als wetenschappers erin slagen een pil te maken die kanker doodt. Britse onderzoekers zeggen dat ze het binnen 10 jaar kunnen!
Onderzoekers hebben een mutatie ontdekt in het DNA van sommige kankercellen waardoor de ziekte zijn eigen beschadigde genetische structuur niet kan herstellen. Zij geloven dat dit de zogenaamde achilleshiel van de ziekte is, die gebruikt kan worden om een medicijn te ontwikkelen dat het DNA van de ziekte aanvalt.
Als dit lukt, zou het een belangrijke doorbraak zijn die het einde betekent van de huidige, slopende chemotherapie en zouden de levens van duizenden patiënten gered kunnen worden.
Professor Ghulam Mufti, een leukemiespecialist van het Kings College London: ‘Ik ben ervan overtuigd dat we binnen zo’n 10 jaar we in staat zullen zijn om de juiste behandeling te identificeren voor elke individuele patiënt.’
In het Breakthrough Breast Cancer Research Centre in Londen wordt momenteel een medicijn getest dat ervoor moet zorgen dat tumorcellen weer in staat zijn om hun eigen beschadigde DNA te herstellen.
Projectleider professor Alan Ashworth: ‘Sommige tumorcellen zijn niet in staat om hun DNA weer te herstellen. Ze schenken er geen aandacht aan en zijn alleen maar bezig met groeien.’
Wanneer het middel in een lage dosering wordt toegediend wordt, worden kankercellen die zichzelf niet kunnen herstellen, vernietigd. Maar gezonde cellen zullen sterk genoeg zijn om de behandeling te overleven en blijven dus intact.
Bron: Daily Mail
(nu.nl)
Reis door het fractalheelal
De Fransman Gaston Julia was de eerste die fractals als wiskundig object ondekte. Hij beschreef hun wiskundige structuur al in 1918. Het duurde lang voordat er meer met dit werk gebeurde, omdat er zonder snelle computers geen manier was om deze abstracte ideeën te verbeelden. Pas in 1970 slaagde Benoît Mandelbrot erin om de wiskundige theorie om te zetten naar mooie plaatjes.
Aan het begin van de twintigste eeuw was er door de Franse wiskundigen Pierre Fatou en Gaston Julia al veel onderzoek gedaan naar chaotisch gedrag bij bepaalde iteraties. Hun onderzoek had de Juliaverzamelingen opgeleverd, grillige figuren met een rand die zich in het klein steeds weer herhaalt. Ongeveer zoals het blad van een koningsvaren, dat uit lobben bestaat waarvan de rand ook weer gelobd is met lobben die weer gelobd zijn enzovoorts. De ‘zelfherhaling’ was bekend op grond van theoretische inzichten. Plaatjes van de Juliaverzamelingen kon toen niemand nog tekenen: dat vergde teveel rekenwerk.
Computers
Eind jaren zeventig veranderde deze situatie: computers waren beschikbaar om het vereiste rekenwerk aan te kunnen. Benoît Mandelbrot, die ooit nog les kreeg van Gaston Julia aan de École Polytechnique te Parijs, liet de computer de eerste tekeningen maken van Juliaverzamelingen. Met de plaatjes die uit de computer rolden, was het of hij een nieuw heelal binnentrad. Systematisch onderzoek van de parameter in de Juliaverzameling leverde een nieuwe figuur op, de zogenaamde Mandelbrotverzameling, die ook een zelfherhalende rand heeft, al is daar de zelfherhaling nooit precies.
Figuren met een zelfherhalende rand heten fractals. Nu computers vele malen sneller zijn, zijn fractals juist handig, omdat betrekkelijk weinig rekenwerk een zeer complex patroon oplevert. Bij computeranimaties worden fractals gebruikt om details in te vullen zoals bergketens, wolkenpartijen, waterreflecties en vogelzwermen.
Julia- en Mandelbrotverzameling
Kies een getal c, herhaal voor een willekeurig complex getal z de bewerking z2 + c, en bepaal de rand van het gebied waar dit proces leidt tot willekeurig grote waarden. Zo levert elke c een Juliaverzameling. Hierboven zie je in afbeelding 1, 2 en 3 de Juliaverzamelingen voor c = -0,5 + 0,5i, c = i en c = -1,25. Kleur je in het complexe vlak het gebied van de c waarvoor de Juliaverzameling een aaneengesloten gebied is, dan krijg je de Mandelbrotverzameling, zie afbeelding 4.
Internet
Behalve handig zijn de figuren van Julia en Mandelbrot vooral mooi. Verander de parameters een beetje en zoom in, dan is het of je een onbekende hoek van het universum binnengaat. Op het internet zijn programma’s beschikbaar om fractals te tekenen. Er zijn zowel gratis programma’s als professionele programma’s, die sneller zijn en mooiere effecten opleveren. Een goed nieuw programma is Ultra Fractal, dat je gratis kunt uitproberen. Met Ultra Fractal kun je niet alleen fractals met verschillende lagen en animaties maken, maar ook je eigen formules schrijven. Andere programma’s die de moeite van het experimenteren waard zijn, zijn Fractal Explorer en Fractal Imaginator van de Nederlander Jules Ruis
(Kennislink)
Eindhoven schept botje in een potje
Botten bestaan uit kalk, leert iedereen. Was het maar zo eenvoudig.
Als onze botten alleen uit kalk zouden bestaan, lag iedereen voortdurend in het ziekenhuis. Botten zijn keihard, veel harder dan stukken kalk, en tegelijk levend materiaal, dat zichzelf kan repareren. Ze behoren tot de meest complexe onderdelen van ons lichaam. Een ware uitdaging voor biotechnologen die organen in het lab willen kweken. Onderzoekers van de TU Eindhoven zijn daar, met collega’s van de universiteit van Illinois, nu in geslaagd. En wat misschien nog belangrijker is: ze kunnen de groei van hun kunstbot op moleculair niveau op de voet volgen.
Steiger
Bot bestaat uit een ‘skelet’ van collageenvezels, dat dichtgegroeid is met kristallen calciumfosfaat. Tot nu toe werd gedacht dat die vezels, tijdens de vorming van nieuw botweefsel, een passieve ‘steiger’ vormden waarin gespecialiseerde ‘biomoleculen’ de kristallen ophingen. Maar Nico Sommerdijk en Fabio Nudelman gebruikten een bijzondere elektronenmicroscoop, de cryoTitan, om dat proces te volgen. Daarmee kunnen supersnel ingevroren monsters tot op atomair niveau worden bekeken. Zo zagen ze dat de collageenvezels zélf de groei van de kristallen regelen, en dus de botgroei sturen. De biomoleculen zijn niet meer dan de leveranciers van calciumfosfaat. Het kweken van het juiste bot is dus een kwestie van het maken van de juiste vezelstructuur.
Een Italiaans onderzoeksinstituut is al begonnen met het ontwikkelen van botimplantaten gebaseerd op deze doorbraak van Sommerdijk en Nudelman. In Eindhoven wordt niks gekweekt. Sommerdijk: ‘Het gaat ons om begrijpen, niet om produceren.’
De onderzoekers hebben op YouTube een filmpje gezet, ‘bone formation’, met een animatie van de groei van een stukje bot.
(depers.nl)
'Alcohol richt meer schade aan dan heroïne en crack'
Alcohol is de meeste schadelijke drug, blijkt uit onderzoek van David Nutt, de voormalige drugs-expert van de Britse overheid.
Dit meldt de BBC.
Nutt presenteert een nieuw model dat zowel kijkt naar de effecten die een drug voor het individu heeft als voor de rest van de maatschappij. Uit de analyse waarin de twee factoren werden gecombineerd, bleek dat alcohol de meest schadelijke drug is, gevolgd door heroïne en crack.
Criminaliteit
Nutts onderzoek classificeerde twintig soorten drugs op zeventien factoren, negen factoren onder de categorie 'schade aan zichzelf' en zeven factoren die onder de noemer 'schade aan anderen' vallen.
Onder 'schade aan zichzelf' zijn factoren als sterfelijkheid en slechte gezondheid en onder 'schade aan anderen' factoren als criminaliteit, familieconflicten en dergelijke.
Ook bleek uit het onderzoek dat heroïne, crack en crystal meth de meeste schade aan het individu aanrichten, terwijl alcohol de meeste schade aan anderen aanricht. Tabak en cocaïne worden als ongeveer even schadelijk gezien. LSD en XTC richten de minste schade aan.
Door Mehtap Gungormez
(Elsevier)
'Star Wars'-hologrammen zijn bijna realiteit
Een 3D-hologram, zoals dat onder meer te zien is in sciencefictionfilms als 'Star Wars', zal binnenkort deel kunnen uitmaken van het echte leven. Dat bericht wetenschapsblad 'Nature'.
De hologramtechnologie werd de voorbije decennia wereldwijd bestudeerd. Het was al een poos mogelijk om een 3D-hologram te versturen, alleen duurde het enkele minuten vooraleer het geüpdatet kon worden. En dat verhinderde dat bewegende 3D-beelden konden worden doorgestuurd.
Minuten worden seconden
Een onderzoeksploeg van de Amerikaanse Arizona University, geleid door professor Nasser Peyghambarian, hebben nu echter een manier gevonden om een beeld elke twee seconden te updaten. En dan wordt de beweging van dergelijke hologrammen wel heel erg levensecht.
Indien bewegende 3D-hologrammen naar eender welke plaats in de wereld kunnen worden doorgestuurd, schept dit nooit geziene technologische mogelijkheden: voor teleconferenties, 3D-advertenties, entertainment en wetenschappelijke projecten gaat dan een nieuwe wereld open.
Laserbeeld
"Het betekent dat we een driedimensionaal beeld in één plek kunnen opnemen, en het in real time elders in de wereld tonen", maakt Peyghambarian zich sterk. "De vooruitgang brengt ons een stap dichter bij het ultieme doel: een holografisch beeld dat bestaat uit 3D-beelden in hoge resolutie, in kleur en op ware grootte die met hoge update-snelheden overal naar plaatsen in de wereld kunnen worden gestuurd."
Centraal voor de nieuwe technologie is een laser die elke twee seconden een beeld op een scherm kan branden, in wat de onderzoekers 'bijna-real time' noemen. De beelden die zo tot stand komen zijn tot twee keer scherper dan televisiebeelden - en dus zelfs beter dan de hologrammen die men in het vergevorderde scifi-universum van 'Star Wars' te zien krijgt. (hlnsydney/tw)
(HLN)
Onzichtbaarheidscape stap dichterbij
EDINBURGH - Wetenschappers hebben een flexibel materiaal ontwikkeld dat ervoor kan zorgen dat de onzichtbaarheidscape van Harry Potter ooit bij iedereen in de kast hangt.
© Gamer.nl
De ontdekking is donderdag gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift New Journal of Physics.
Het materiaal, een dunne film, kan het licht dat erop valt zo manipuleren, dat het lijkt alsof het object dat eronder zit er niet is. De film, een zogenoemd metamateriaal, heeft zijn bijzondere eigenschap te danken aan een innovatieve manier van lichtbreking.
Vergelijkbare materialen waren er al, maar die werkten alleen voor een kleur uit het lichtspectrum die mensen toch al niet konden zien. De wetenschappers van de Schotse Universiteit van St. Andrews noemen hun vondst ''een grote stap voorwaarts.''
© ANP
(nu.nl)
Superstrak ruimtepak bootst zwaartekracht na
AMSTERDAM – Amerikaanse wetenschappers werken aan een ruimtepak dat nadelige effecten van gewichtsloosheid moet voorkomen door zwaartekracht na te bootsen.
Het nieuwe pak met de naam Gravity Loading Countermeasure Skinsuit is gemaakt van elastische stof die zo strak om het lichaam sluit dat de schouders van een astronaut naar zijn voeten worden getrokken.
Op die manier wordt er meer kracht uitgeoefend op de benen van de ruimtereizigers dan op de rest van hun lichaam.
Zwaartekracht
Volgens de ontwerpers van het Massachusetts Institute of Technology wordt de zwaartekracht enigszins gesimuleerd door het pak, omdat op aarde je benen ook het meeste gewicht dragen. Het nieuwe ontwerp wordt uitgebreid beschreven de meest recente editie van het wetenschappelijk tijdschrift Acta Astronautica.
Op dit moment hebben astronauten die lang in de ruimte verblijven veel last van bot- en spierverlies. Door de gewichtsloosheid staat hun lichaam namelijk nauwelijks onder druk, waardoor spieren en botten verzwakken.
Veelbelovend
“Er zijn veel theorieën over manier waarop we dit probleem kunnen voorkomen”, verklaart hoofdonderzoeker Dava Newman op BBC News. “Met dit ruimtepak slaan we een nieuwe weg in die erg veelbelovend is.”
De nieuwe pakken zijn alleen nog op aarde getest. Maar mogelijk worden ze binnenkort voor het eerst door astronauten gedragen. Ook de Amerikaanse ruimtevaartorganisatie NASA is namelijk erg enthousiast.
Langere reizen
“Mensen die zes maanden of langer in de ruimte verblijven, krijgen al te maken met behoorlijke lichamelijke problemen”, aldus NASA-onderzoeker Jim Locke. “In de toekomst zullen ruimtereizen mogelijk nog langer gaan duren en wordt het nog belangrijker om deze problemen op te lossen."
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Witte massa
Een frisse blik op het brein
De hersenen worden vaak aangeduid als de grijze massa. Daarmee worden de neuronen of hersencellen bedoeld. Maar het brein bestaat uit veel meer dan die grijze brij. En daar begint langzamerhand meer aandacht voor te komen.
‘You don't understand anything until you learn it more than one way’, zei cognitiewetenschapper Marvin Minsky ooit. Het leergedrag van kinderen is een mooi voorbeeld. Die leren de wereld om zich heen kennen door erop te sabbelen, aan te ruiken, naar te kijken, het vast te pakken en naar te luisteren. Naarmate je dingen op meer verschillende manieren leert kennen, begrijp je ze beter.
Het kan dan ook bijna niet anders of Minsky is niet erg gelukkig met de huidige staat van het hersenonderzoek. Dat lijkt tegenwoordig namelijk voor een groot deel uit hetzelfde proefje te bestaan. Je laat proefpersonen iets doen of ergens aan denken, maakt een hersenscan en zie: je hebt weer een nieuw inzicht. ‘Religiekwab gevonden’, ‘Emoties zichtbaar in het brein’, dat soort werk. Vooral als het om sociale eigenschappen van mensen gaat, worden de resultaten van onderzoek vaak ook nog eens flink overdreven.
Is de huidige hersenwetenschap een ‘one trick pony’? Zijn er geen andere manieren om inzicht te krijgen in de werking van het menselijke brein? Die zijn er zeker, en ze krijgen langzamerhand ook wat meer aandacht.
Plakkerige gedachten
Vorig jaar richtte Andrew Koob al de aandacht op gliacellen. Onze hersenen bestaan slechts voor 10 procent uit neuronen, en voor 90 procent uit gliacellen, schrijft hij in zijn boek The root of thought. Tot voor kort werd gedacht dat deze cellen de neuronen slechts bij elkaar hielden - 'glia' is Latijn voor 'lijm'. Maar het begint er steeds meer op te lijken dat deze cellen een belangrijke rol spelen bij allerlei processen in je hoofd, van verbeelding en dromen tot hersenziekten en abstracte gedachten, betoogt Koob. Einsteins hersenen bevatten bijvoorbeeld duidelijk meer gliacellen dan gemiddeld in het gebied voor taal en wiskundige processen.
Koob heeft eigenlijk maar deels gelijk als hij zegt dat 90 procent van het brein uit gliacellen bestaat. Hij heeft het dan alleen maar over de grijze massa, waarmee meestal de hersencellen en hun uitlopers worden bedoeld. Maar de grijze massa is maar de helft van het brein. De andere helft bestaat uit witte massa, een ander onderbelicht deel van de hersenen. Reden voor Douglas Fields om het deze week in Science eens in het zonnetje te zetten.
Leren voor betere isolatie
De witte massa bestaat vooral uit myeline, het materiaal waarmee hersencellen zijn omhuld zodat ze de elektrische signalen goed kunnen doorgeven. Aanvankelijk werd myeline gezien als weinig meer dan een statisch isolatiemateriaal, maar daar begint verandering in te komen. Bij professionele muzikanten bijvoorbeeld verandert de structuur van myeline naarmate ze meer oefenen. Ook ontdekten wetenschappers recentelijk dat de hoeveelheid witte massa in bepaalde hersengebieden toeneemt als mensen leren lezen of jongleren. Leerprocessen bij apen en ratten hebben een vergelijkbaar effect.
Hoe die veranderingen plaatsvinden is op dit moment nog onduidelijk. Het is mogelijk dat de myeline reageert op de signalen die hersencellen doorgeven. Duidelijk is wel dat de witte massa van essentieel belang is voor een goede signaaloverdracht. Dat de witte massa gevoelig is voor het gedrag en de ervaringen van mensen, biedt allerlei nieuwe onderzoeksmogelijkheden die een nieuw licht kunnen werpen op leer- en denkprocessen.
Het onderzoek naar gliacellen en witte massa zal de komende tijd ongetwijfeld meer resultaten opleveren, zodat we het brein vanuit nieuwe perspectieven kunnen begrijpen. En dus steeds beter leren doorzien, als we Minsky mogen geloven.
Bouwe van Straten
Douglas Fields, ‘Change in the brain’s white matter’, in Science, 5 november 2010.
(Noorderlicht)
Niet nadenken over wat je doet!
Ingewikkelde beslissingen kun je beter niet bewust nemen. Het onbewuste is slimmer. En het heeft ook geen last van honger.
Hoe moeilijker de beslissing, des te verstandiger is het om op je onbewuste beslisvermogen te vertrouwen. Dat stelt de Nijmeegse psycholoog Maarten Bos. Bos legde zijn proefpersonen een aantal lastige keuzes voor over huizen, auto’s en bijbaantjes. Sommigen kregen daarbij te horen dat het echt een moeilijke zaak was, waarbij ze met van alles rekening moesten houden; anderen niet. Hoe meer hij het probleem opklopte, hoe slechter de beslissing die de proefpersonen namen. Maar een aantal proefpersonen kreeg niet de kans om bewust na te denken over het probleem. Bos leidde hen af met bijvoorbeeld puzzeltjes. Hierdoor kreeg het onbewuste de kans alle informatie af te wegen. En wat bleek: dan werden hun beslissingen juist beter. Het onbewuste presteert blijkbaar beter onder druk.
De psycholoog is dan ook een groot voorstander van de oude wijsheid om in geval van twijfel er nog eens een nachtje over te slapen – al is het gunstige effect daarvan dus niet het gevolg van de rust, maar puur de afleiding. Even puzzelen, gamen of de krant lezen is ook goed. Zolang het onbewuste maar de kans krijgt om een duit in het zakje te doen.
Bos keek ook naar proefpersonen die al drie uur niet hadden gegeten. Een deel van hen kreeg vlak voor de test een frisdrank met een hoop suiker, de rest niet. Mét zo’n suiker-shot namen proefpersonen betere beslissingen dan zónder. Maar wanneer ze gedwongen werden om onbewust na te denken, had de suiker geen invloed meer. Het onbewuste blijft dus prima werken – ook al moet het brein honger lijden.
(depers.nl)
Nanodeeltjes snuiven?
Alleen de allerkleinsten De grootte van nanodeeltjes blijkt te bepalen of ze gemakkelijk in de longen blijven zitten, of worden afgevoerd. Hoe kleiner het deeltje, hoe gemakkelijker dat gaat. Nuttige informatie voor onderzoek naar nano-medicijnen en risico’s, publiceerden onderzoekers in Nature Biotechnology.
‘Is nanotechnologie het nieuwe asbest?’ De vraag komt veel langs tijdens nanodebatten en de wetenschap is druk doende om de risico’s van nanodeeltjes in kaart te brengen. Zo plaatste de VWA onlangs vraagtekens bij de nano-antiklonterdeeltjes in soepen, lijken nanozilverdeeltjes in kleding schadelijk voor het milieu of toch weer niet. Van nanobuisjes is wel door ten minste één onderzoeksgroep aangetoond dat ze kankerverwekkend kúnnen zijn: alleen buisjes tussen de 30 micrometer en de 500 micrometer lang zorgen voor ontstekingseffecten in de longen van ratten. Bij inademen dan.
‘Maar hoe zit het eigenlijk met andere vormen nanodeeltjes als je ze inhaleert?’ Vroegen wetenschappers van de Amerikaanse universiteit MIT zich af. Ze publiceerden de resultaten dit weekend in Nature Biotechnology. Ook hier blijkt vooral de grootte van de deeltjes een rol te spelen: hoe kleiner, hoe gemakkelijker de rattenlichamen ze konden opruimen.
Het experiment
Om uit te vissen welke factoren belangrijk waren voor de afvoer van nanodeeltjes uit longen, maakten de onderzoekers een heel scala aan verschillende nanodeeltjes. Ze varieerden de samenstelling (organisch of anorganisch) en de grootte (van 5 tot 320 nanometer doorsnede). De deeltjes werden bekleed met een polaire, positief geladen, negatief geladen, apolaire of zwitterion coating.
Hier zie je de gebruikte nanodeeltjes. van links naar rechts en van boven naar beneden: 5, 9, 16, 23, 52, 110, 130 en 320 nanometer. Maar zo groot zijn ze niet in de rat: op de buitenkant van de nanodeeltjes plakken allerlei eiwitten die in het longslijmvlies voorkomen, waardoor de ‘functionele’ doorsnede wat hoger uitvalt. Afbeelding: © Nature Biotechnology
.Ook kregen de deeltjes een fluorescent vlaggetje, zodat ze met behulp van een gevoelig imaging systeem in het lichaam van de rat gevolgd kunnen worden. De ratten kregen vervolgens een soort slangetje in hun keel om de nanodeeltjes in de longen te krijgen en tegelijkertijd te voorkomen dat ze de deeltjes op aten. Tot een uur na toediening keken de wetenschappers waar de deeltjes precies terecht kwamen.
Toen bleek, dat daarbij vooral de grootte een duidelijke rol speelt. Ongeacht de lading of deeltjessoort bleven alle deeltjes met een functionele doorsnede groter dan 38 nanometer in het longslijmvlies achter.
Zo zien longblaasjes eruit door een elektronenmicroscoop. Hier blijven de nanodeeltjes achter, of worden juist door het longslijmvlies afgevoerd. Afbeelding: © Welcome images
Van de kleinere deeltjes bleven de positief geladen varianten ook in de longen achter, terwijl de andere soorten gewoon naar de lympheknopen getransporteerd werden. De allerkleinste deeltjes (5 nanometer) werden extreem snel afgevoerd: na een uur was de helft al via de nieren en urine uitgescheiden.
De deeltjes die via de natuurlijke wegen worden afgevoerd zullen weinig kwaad kunnen tijdens hun korte tijd in het rattenlichaam. Maar de deeltjes die in de longen blijven zitten misschien wel. De kans is groot dat ook die worden afgevoerd, maar dat dit langer dan een uur duurt en dus niet naar voren kwam uit dit onderzoek. Mochten ze toch blijven zitten, dan is er wel degelijk een gezondheidsrisico aanwezig.
Risico?
Deeltjes (nano of groter, dat maakt even niet uit) die de longen niet zelf opruimen, kunnen daar ontstekingsreacties veroorzaken of een gemakkelijke nestplaats vormen voor bacteriën. Inderdaad, net als de asbestdeeltjes dat kunnen doen. Voor we weten of deze deeltjes eenzelfde werking hebben, is het zinnig nog wat langer naar de effecten van de deeltjes in de ratten te kijken. De onderzoekers erkennen dat zelf ook. In een interview met Chemistry World zegt hoofdonderzoeker John Frangioni: “Dit onderzoek is echt nog maar het begin. Het is nuttig voor bijvoorbeeld farmaceuten die hun werkzame stof via nanodeeltjes toe willen dienen. Die moeten dus deeltjes kleiner dan 38 nanometer gebruiken, als ze inhalatie medicijnen willen maken. Maar we hopen ook dat andere onderzoeksgroepen ons onderzoek als startpunt kunnen gebruiken om duidelijker naar de risico’s te kijken.”
Bron
‘Rapid translocation of nanoparticles from the lung airspaces to the body’ Nature Biotechnology
(Kennislink)
Doodgaan is een afspraak
En als het goed is eentje waar je zelf niet bij bent
Als je hart en je ademhaling er langdurig en onherstelbaar mee ophouden, of als je hersenstam niet meer functioneert, dan ben je dood. Zo hebben artsen dat afgesproken. Maar uit onderzoek blijkt dat het zo simpel niet ligt. Zo kan een EEG tot drie dagen na het doodverklaren van je hersenstam nog hersenactiviteit waarnemen. Aan de andere kant: volgens veel hersenwetenschappers kan je ‘zelf’ al overlijden voordat je hart, ademhaling en hersenstam de pijp aan maarten geven. Dat roept de vraag op: wanneer gaat wat jou jou maakt nou precies het hoekje om?
Theoretisch gezien heb je, op het moment dat de bloedtoevoer naar je brein stopt, nog zo’n zes seconden waarin je je bewust bent van je omgeving. Zou je onverhoopt onder een guillotine terecht komen, dan zou de beul je dus kunnen vragen hoe dat nou is, doodgaan, en wanneer het echt gedaan is met je. Niet dat je antwoord kunt geven – je hoofd is immers gescheiden van je longen, luchtpijp en stembanden – maar als je van te voren een signaal afspreekt (twee keer knipperen betekent “ik ben er nog”, drie keer is “doodgaan is pijnloos”) zou het in theorie mogelijk zijn.
“Ben je daar nog? Doet dat nou zeer?” Afbeelding: © Wikimedia Commons
De Franse wetenschapper Jean Baptiste Vincent Laborde geloofde er niets van, en om de guillotinemythe te ontkrachten, liet hij pas afgehakte hoofden van misdadigers naar zijn laboratorium brengen, om ze daar aan te sluiten op de bloedsomloop van een hond – ik weet het: jakkes – om ze vragen te stellen over hun toestand. Ben je daar nog? Ben je nog steeds jij? Of was je ‘ik’ dood zodra je hart en je hersenen gescheiden raakten? Hoe voelt het om te sterven?
Laborde heeft nooit succes gehad met zijn aanpak. Het enige hoofd dat hij succesvol op een hond plakte, liet niet meer zien dan willekeurige gezichtsuitdrukkingen. Twee collega-wetenschappers claimden meer succes te hebben: een mannenhoofd reageerde tot vier seconden na de onthoofding nog op het roepen van zijn naam door zijn ogen te openen en de heren onderzoekers aan te kijken. Sceptici geloofden echter niet dat dit een teken van bewustzijn was en noemden het een reflex. Dus bleef het precieze moment van sterven, het moment dat je ophoudt met ‘jou’ te zijn en alleen nog een lichaam of lijk bent, onduidelijk.
Ophouden met ademen is nog maar het begin
Vroeger gingen mensen ervan uit dat je dood was zodra je ophield met ademen. Dat had vooral een praktische reden: in tegenstelling tot de moeilijk hoorbare hartslag (denk: rumoerige ziekenhuiszaal, snikkende familieleden, de stethoscoop was nog niet uitgevonden) was het gebrek aan ademhaling gemakkelijk te controleren. Maar de wetenschap en medische techniek schreed voort, en daarmee de definitie van wanneer we iemand dood noemen. Het is er overigens niet simpeler op geworden.
Nog niet dood…
Stel je voor dat je op een brancard ligt. Tijdens een zeiltochtje ben je overboord geslagen en pas na tien minuten uit het ijskoude water gevist. Ademen kun je niet zelf, maar in plaats van je dood te verklaren hebben de ambulancebroeders een mondstuk met een zak eraan over je gezicht geplaatst, die lucht je longen in perst en er dus voor zorgt dat je brein genoeg zuurstof krijgt. Bovendien is je hart opgehouden met uit zichzelf kloppen, dus staat een van de broeders naast je op je borstkas te duwen om je bloedcirculatie aan de gang te houden. Uit zichzelf klopt je hart niet, ademen je longen niet, en toch ben je niet overleden.
Als dat al te lang duurt, dan loop je overigens wel een groot risico om alsnog het hoekje om te gaan. Een van de medische definities van dood zijn behelst dat je hart en ademhaling er langdurig mee gestopt zijn. De reden dat artsen je dan doodverklaren heeft overigens weinig te maken met het hart of de longen zelf: je overlijdt omdat we aannemen dat als de boel er al te lang mee ophoudt, het zuurstoftekort in je hersenen zo groot wordt dat ze niet meer werken. Zelfs als je ‘hartdood’ wordt verklaard, is het eigenlijk het brein dat overlijdt. Dat brengt ons bij de volgende kwestie: wanneer in dat proces gaat je brein precies dood? En komt dit moment ook overeen met het moment dat ‘jij’ er niet meer bent?
He, brein, doe je het nog?
Ja, ik ben er nog. Haal nu die vijf vingers maar uit m’n gezicht.
De meest voor de hand liggende manier om te kijken of een brein het nog doet, is om het aan de eigenaar in kwestie te vragen. Geeft deze antwoord (“ja, hoor, ik ben er nog, het is maandag en je steekt vijf vingers op”) dan is hij duidelijk niet overleden. Het omgekeerde gaat niet op: bewusteloosheid alleen is zeker geen teken dat iemand er niet meer is. Niet alleen kan het tijdelijk zijn, je hebt ook nog situaties waarin iemand weliswaar alles meemaakt, maar toch bewusteloos lijkt omdat hij niet kan communiceren, zoals bij het ‘locked in syndroom’. Daarom hebben artsen, voor alle veiligheid, afgesproken dat ze iemand alleen hersendood verklaren, als het hele brein ermee op is gehouden. Dat meten ze door te kijken of de hersenstam het nog doet. Dit is het meest primaire deel van het brein, waar je ademhaling, je hartslag, je lichaamstemperatuur en dergelijke worden geregeld. Simpel gezegd: zonder activiteit in je hersenstam heeft de rest van je lijf geen schijn van kans.
Wachten op een volledig gebrek aan hersenactiviteit is dus vanuit fysiek oogpunt wel zo verstandig. Maar hier treden twee moeilijkheden op. Voor moeilijkheid nummer een gaan we terug naar onze brancard. De ambulancebroeders zijn aangekomen bij het ziekenhuis en hebben je lichaam overgedragen aan een stel vaardige artsen, die met kunst- en vliegwerk je hart en ademhaling in stand houden. Zouden ze nu een scan van je brein maken, dan zouden ze waarschijnlijk weinig tot geen activiteit zien. Maar opgepast: herinner je dat je een half uurtje geleden nog in ijskoud water lag. Onderkoeling kan de meetbare hersenactiviteit tijdelijk opschorten, en zou je opgewarmd zijn, dan kan je brein het weer prima doen. Echt dood ben je dus pas als je hersenen het niet meer doen, en je 37 graden warm bent.
It ain’t over ’til the last neuron sings…
Het duurt een tijdje voor de laatste neuron in je hoofd is uitgeknetterd…
Moelijkheid nummer twee: ‘volledig gebrek aan hersenactiviteit’ is een rekbaar begrip. Uit onderzoek blijkt namelijk dat sommige mensen tot drie dagen nadat ze door een arts hersendood waren verklaard, op een EEG toch nog wat willekeurige hersenactiviteit lieten zien. Niets georganiseerds, maar toch… het duurt een tijdje voordat de elektriciteit in je hoofd is uitgeknetterd. Dat roept een filosofische vraag op: ben ‘jij’ er nog tot de laatste neuron vuurt? Of was je ‘ik’ allang verdwenen?
Waarschijnlijk is je ‘zelf’ bij het vuren van de laatste hersencel allang weg. Er zijn zelfs artsen die opperen dat je zelfs nog eerder dood was dan wanneer de diagnose hersendood werd gesteld, namelijk als je cortex niets meer doet. De cortex is het kronkelige deel van je brein, en onontbeerlijk voor alle hogere hersenfuncties als denken, zien, spreken, herinneringen ophalen, enzovoorts. Zonder georganiseerde activiteit in je cortex, ben je een zogenaamd kasplantje. Technisch gezien leef je nog – je hersenstam is er nog om je hart, lichaamstemperatuur en ademhaling in orde te maken -, maar de kans dat ‘jij’ er nog bent, is vrijwel nihil, omdat alles wat jou jou maakt al stuk is.
Doodgaan in een grijs gebied
Wees gerust: lang voordat een arts je doodverklaart, is je ‘ik’ er allang niet meer.
Doodgaan doe je dus ergens in een grijs gebied. Ergens tussen langdurig ophouden met ademhalen en een hartslag hebben (waarna de arts veronderstelt dat je brein ook wel de geest zal hebben gegeven) en helemaal geen hersenactiviteit meer hebben (zelfs geen willekeurige), ben je overleden. De technologie laat artsen hier in de steek: er is geen hersenscanner die onomstotelijk hersendood kan vaststellen.
Het moment van sterven is, alle moderne snufjes ten spijt, dus meer een afspraak dan een biologisch moment. Tegenwoordig luidt die afspraak onder artsen dat je dood bent als de hersenstam niet meer functioneert. Daarvoor zijn een aantal tests die niet kijken naar je hersenactiviteit, maar naar wat je hersenstam nog kan. Reageren je pupillen op licht, je ogen op een object dan snel dichterbij komt, reageert je lijf nog op pijn? Dan ben je nog niet dood. Is het antwoord op deze en nog wat andere vragen tijdens een aantal verschillende pogingen echter ‘nee’, dan ben je volgens afspraak overleden. Maar door wat we weten over het brein en wat het daarin is dat jou jou maakt, kun je gerust zijn: op het moment dat een arts die beslissing neemt, ben ‘jij’ er zelf allang niet meer bij. Tenzij je onthoofd wordt, wellicht.
(Kennislink)
Kwantumtheorie zo gek nog niet
Onzekerheidsrelatie beperkt vreemdste uitwassen
Einstein vond de kwantumtheorie spookachtig, vooral vanwege de onzekerheidsrelatie. Juist die relatie houdt de gekste kwantumeffecten binnen de perken.
Alice en Bob spelen een spelletje. Alice heeft een speelbord voor zich liggen met twee velden en op elk veld legt ze één fiche, een rode of een blauwe. Haar keuze is niet vrij: iemand fluistert haar in dat ze twee dezelfde of juist twee verschillende fiches moet neerleggen. Bob moet raden wat Alice heeft gedaan. Als hij het goed heeft, hebben beiden gewonnen. Maar Alice mag haar actie niet verklappen en Bob mag de instructie ook niet te weten komen; daarom zit hij zo ver van het bord verwijderd dat in de tijd dat hij antwoord moet geven, zelfs een lichtstraal de afstand niet kan hebben overbrugd.
Dat wordt gokken, zelfs als de twee vooraf een strategie mogen afspreken. Tenzij het een kwantumstrategie is. Als Alice en Bob gebruik mogen maken van kwantummechanische fenomenen als verstrengeling en teleportatie. Dan profiteren ze van het kwantumeffect dat Albert Einstein ooit huiverend de ‘spookachtige werking op afstand’ noemde. En winnen ze vaker dan het toeval zou toestaan.
Trefzeker
Maar niet altijd. Er is wel een theorie denkbaar waarbinnen de kwantumteleportatie trefzeker de strategie van Alice doorgeeft, maar in de kwantumtheorie gaat die zekerheid verloren. Daar heerst nog een andere principe dat het doorgeven van de strategie verstoort: de onzekerheidsrelatie. Dit beroemde principe dat Werner Heisenberg in 1927 formuleerde, stelt grenzen aan de verstrengeling, schrijvenStephanie Wehner en Jonathan Oppenheim in Science.
Dat is een ironische speling van het lot, stelt Oppenheim in een bijbehorend persbericht. Heisenberg bracht in zijn relatie tot uitdrukking dat in de kwantumwereld niet alle eigenschappen van een systeem tegelijk kenbaar zijn. Als je bijvoorbeeld de positie van een deeltje bepaalt, heb je geen idee meer wat zijn snelheid is. En andersom: meet je de snelheid, dan weet je niet meer waar het deeltje is.
Dobbelen
Einstein verfoeide de onzekerheidsrelatie. Een theorie die als basis had dat deeltjes niet al hun eigenschappen exact zouden prijsgeven, kon geen volledige theorie zijn. Erger nog, volgens de theorie bezaten deeltjes alle mogelijke eigenschappen tegelijk. Ze gingen hard en zacht, waren hier en daar. Als je het niet had gemeten, kon je hooguit een waarschijnlijkheid bepalen om een deeltje ergens aan te treffen. God dobbelt niet, schimpte Einstein.
Om het manco van de kwantumtheorie aan te tonen kwam hij met zijn beroemde gedachtenexperiment, de Einstein-Podolsky-Rosen paradox. In dat experiment begin je met twee deeltjes die een eigenschap delen. Je weet niet hoe groot die eigenschap bij een van beide is, maar als je er een meet, leg je de eigenschap van de andere automatisch vast.
Wat nu, redeneerde Einstein, als ik die deeltjes eerst mijlenver uiteendrijf en dan pas die eigenschap aan een van de twee meet. Dan weet ik onmiddellijk hoe het bij de ander zit, terwijl die ander nog niets van die meting ‘weet’; ook informatie reist niet sneller dan het licht.
Dat kon niet, zei Einstein, en dus klopte er volgens hem iets niet aan de kwantumtheorie. Maar zo werkt het wel, bleek later uit experimenten. De ‘spookachtige werking op afstand’ bestaat wel degelijk.
Overseinen
Wehner en Oppenheim hebben het spelletje van Alice en Bob volgens de regels van de kwantumfysica doorgerekend en dan blijkt dat die werking op afstand haar beperkingen heeft. Ook de instructies die via de verstrengeling worden ‘ overgeseind’, hebben hun onzekerheid. Als de strategie-afspraak tussen Alice en Bob, over wat ze zal doen als ze twee dezelfde fiches moet leggen, volkomen duidelijk overkomt, wordt de andere, over de strategie bij twee verschillende, zo vaag dat hij er niets aan heeft.
‘Het onzekerheidsprincipe bijt terug,’ grapt Oppenheim. ‘De kwantumtheorie is behoorlijk gek, maar ze is niet zo gek als ze zou kunnen zijn.’
Joep Engels
Jonathan Oppenheim en Stephanie Wehner: ‘The Uncertainty Principle Determines the Nonlocality of Quantum Mechanics’ in Science van 19 november 2010
(Noorderlicht)
"Straling gsm en draadloos internet maakt bomen ziek"
De straling van zendinstallaties voor mobiele telefonie en draadloos internet is schadelijk voor bomen, stelt een recent Nederlands onderzoek van de Wageningen Universiteit, TNO en de gemeente Alphen aan den Rijn.
Het onderzoek startte nadat ambtenaren van Alphen aan den Rijn vijf jaar geleden vreemde zaken ontdekten bij bomen. Ze krijgen opmerkelijke afwijkingen in groei, en bloedingen en scheuren in de bast. De ziekteverschijnselen blijken zich echter niet te beperken tot de Nederlandse gemeente, maar komen voor in de hele westerse wereld, meldt Webwereld.
Experiment
De afdeling plantcelbiologie van de Universiteit Wageningen startte daarop een experiment. "In een klimaatruimte zijn essen en verschillende kruidachtige planten gedurende drie maanden blootgesteld aan 6 stralingsbronnen (accesspoints) met frequenties variërend van 2.412 tot 2.472 MHz en een vermogen van 100 mW EIRP, op 50 cm tot 300 cm afstand," zeggen de wetenschappers.
"Eerste waarnemingen wijzen op een negatief effect op de gezondheid van essen. Bladeren nabij de stralingsbronnen vertoonden aan het einde van de onderzoeksperiode 'loodglansachtige effecten' die het gevolg blijken te zijn van het afsterven van de boven- en onderepidermis van de bladeren. De 'loodglans' wordt opgevolgd door verdroging en afsterven van een deel van het blad."
"Proeven met Arabidopsis- en maïszaaicultures wijzen op groei- en bloeivertraging als zaaicultures vergeleken worden met cultures in identieke klimaatruimten zonder stralingsbelasting."
Meer onderzoek nodig
De onderzoekers hoeden zich wel voor te overhaaste conclusies over de precieze oorzaken van de problemen, en benadrukken dat verder onderzoek over een langere periode nodig is. Naast de elektromagnetische velden die veroorzaakt worden door de zendinstallaties voor mobiele telefonie en draadloos internet, kijken de onderzoekers ook naar ultrafijn stof als mogelijke oorzaak van het probleem. Dat stof is zo klein dat het kan binnendringen bij organismen.
In Nederland vertoont alleszins maar liefst 70 procent van alle bomen in het stedelijk gebied dezelfde symptomen, tegenover 10 procent vijf jaar geleden. Bomen in dichter beboste gebieden hebben er nauwelijks last van. De wetenschappers willen in verder onderzoek dan ook nagaan of een appel van een zieke boom nog wel gegeten kan worden, of wat de economische gevolgen zijn van de problemen.
TNO distantieert zich
Niet alle medewerkers van het onderzoek zijn het overigens eens met de voorlopige doch straffe conclusie. De Nederlandse Organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek (TNO) neemt afstand van het voorlopige besluit dat straling de veroorzaker van ziekte is.
"Een TNO-medewerker heeft gedurende het traject een aantal keren deelgenomen aan discussies en feedback gegeven op meetopstellingen en meetresultaten. Juist de conclusies over het gesuggereerde oorzakelijk verband zijn expliciet nooit ondersteund door TNO", luidt het. "TNO distantieert zich nadrukkelijk van de conclusies over een oorzakelijk verband tussen WiFi en plantgezondheid en laat die geheel voor rekening van de Universiteit Wageningen". (sam)
(HLN)
Leven ontdekt in diepste laag aardkorst
AMSTERDAM Amerikaanse wetenschappers hebben met boringen aangetoond dat er bacteriën leven in de diepste lagen van de aardkorst onder de Atlantische oceaan.
@Inertia Stock
De bacteriën zijn gevonden op een diepte van ruim een kilometer onder het aardoppervlak. Opvallend genoeg gaat het niet om oerbacteriën, maar om organismen die vermoedelijk in hoger gelegen delen van de aardkorst zijn ontstaan.
Dat melden wetenschappers van de staatsuniversiteit van Oregon in het wetenschappelijk tijdschrift PloS One.
Het is voor het eerst dat er leven is ontdekt in de diepste delen van de aardkorst.
Bij eerdere boringen vond het onderzoeksteam van hoofdonderzoekers Stephen Giovannoni al micro-organismen in de hoger gelegen basaltlaag van de aardkorst.
We hadden verwacht dat we in diepere lagen dezelfde soort organismen zouden vinden, maar deze zijn heel anders, verklaart hij in het Britse tijdschrift New Scientist.
Oliebron
De bacteriën in de diepste lagen van de aardkorst voeden zich volgens Giovannoni met methaan en benzeen. Dit soort organismen zijn ook vaak te vinden in oliebronnen en vervuilde aarde. De wetenschappers vermoeden daarom dat de bacteriën vanuit hoger gelegen delen van de aardkorst zijn gemigreerd naar diepere lagen.
De onderzoekers kwamen tot hun bevindingen door boringen uit te voeren in het Atlantis-massief, een bergketen in de Atlantische oceaan.
Aardmantel
Ze boorden door het sediment en een basaltlaag en bereikten uiteindelijk een diepte van 1391 meter. Daar troffen ze verschillende groepen bacteriën aan die leefden bij een temperatuur van 102 graden Celsius.
De onderzoekers vermoeden naar aanleiding van hun analyse van de organismen dat dat er ook bacteriën bestaan, die nog dieper onder het aardoppervlak leven in de aardmantel.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Licht in zijn achteruit
Fysici werken al een jaar of tien aan metamaterialen die het licht sturen in richtingen waar het normaal niet heen wil. Amsterdamse fysici hebben nu grote stap voorwaarts gezet. In hun materiaal gaat het licht achteruit. Dat maakt het zeer geschikt voor de perfecte lens.
Licht beweegt zich voort met de snelheid van het licht, maar dat is lang niet altijd 300 duizend kilometer per seconde. In lucht, water of glas gaat het licht langzamer, en fysici zijn er al eens in geslaagd het licht stil te zetten.
Amsterdamse natuurkundigen gaan nu nog een stapje verder. Ze hebben een materiaal ontworpen dat het licht in zijn achteruit zet. Nee, denk nu niet dat het licht wordt weerkaatst. De lichtbundel gaat nog steeds vooruit, maar de lichtgolf, met zijn toppen en dalen, beweegt de andere kant op. Net zoals in een oude film, waar een auto vooruit rijdt maar de wielen de andere kant op lijken te draaien.
Snellius
Het Amsterdamse materiaal heeft een negatieve brekingsindex, heet het in fysisch jargon. En dat is heel curieus. Als een lichtbundel van lucht naar water gaat, maakt hij bij de overgang een knik. De brekingsindex is een maat voor de grootte van die knik (volgens de Wet van Snellius). Bij een negatieve index wordt het licht niet zomaar gebroken, maar een compleet andere kant op gestuurd.
Dat gebeurt in gewone materialen nooit – daar is de index altijd positief. Maar natuurkundigen zijn de laatste jaren druk met materialen waar dat wel kan. Deze zogeheten metamaterialen hebben geen bijzondere chemische samenstelling, maar een zeer fijnmazige structuur. Vaak zijn ze opgebouwd uit zeer dunne laagjes of kleine cellen, zo minuscuul dat zelfs het licht zich in bochten moet wringen om zijn weg erdoorheen te vinden.
Harry Potter
Met die metamaterialen zijn ook al succesjes geboekt. Zo komt de onzichtbaarheidsmantel van Harry Potter binnen handbereik. Geen Zweinsteinse tovenarij, maar metamaterialen die het licht omleiden en zo een waarnemer het zicht op Harry ontnemen. Amerikaanse militairen houden dit onderzoek nauwlettend in de gaten.
Het lukt ook al een beetje om golven achteruit te laten bewegen. Maar de successen bleven beperkt tot lange golven buiten het zichtbare gebied, zoals radiogolven. Gewoon, zichtbaar licht wilde soms wel achteruit, maar bleef dan steken in absorberende componenten van het metamateriaal. Als het al eens lukte, dan alleen als het licht onder precies de goede hoek het materiaal binnenkwam.
Natuurkundigen van het AMOLF-instituut in Amsterdam zetten nu in het gerenommeerde Physical Review Letters een grote stap voorwaarts. Zij bedachten een materiaal dat het onder alle omstandigheden doet: onder welke hoek het licht ook invalt, de brekingsindex is altijd negatief en gelijk. ‘Het is een theoretisch model,’ benadrukt Albert Polman, directeur van AMOLF en leider van het onderzoek, ‘maar we zijn ervan overtuigd dat het in de praktijk zal werken als het goed wordt nagebouwd.’
Zilverlaagjes
En ook dat is curieus. Het Amsterdamse metamateriaal is een soort sandwich: ultradunne laagjes (tien nanometer, ofwel tien miljoenste millimeter) zilver, afgewisseld met even dunne laagjes transparant materiaal. ‘Als je tien van die zilverlaagjes stapelt, komt het licht er niet meer doorheen,’ zegt Polman. Maar door tien gescheiden laagjes wel: het licht plant zich niet alleen voort door de transparante lagen, maar kan ook van laag tot laag ‘verspringen’.
De fysici kunnen nu opgaan voor de hoofdprijs in dit vakgebied, de perfecte lens. Tien jaar geleden bedacht de Engelse theoreticus dat zo’n lens gemaakt zou kunnen worden met een metamateriaal met een homogene negatieve brekingsindex. Hoe perfect een lens van gewoon glas ook geslepen is, als het object kleiner is dan de golflengte van het licht, is de afbeelding nooit beter dan een vage vlek. Maar licht dat in zijn achteruit staat, voelt als het ware nog eens extra aan de contouren van zijn object en wordt daardoor ook de allerkleinste details gewaar.
‘Zo ver is het nog niet,’ sust Polman. ‘Eerst moeten we ons sandwichmateriaal zien te maken.’
Joep Engels
Ewold Verhagen e.a.: ‘Three-Dimensional Negative Index of Refraction at Optical Frequencies by Coupling Plasmonic Waveguides’, in Physical Review Letters 105, 223901 (gepubliceerd op 23 november 2010)
Reacties
(Noorderlicht)
Wetenschappers keren verouderingsproces om
Wetenschappers van de prestigieuze Harvard-universiteit zijn er in geslaagd om het verouderingsproces bij muizen om te keren. Grote vraag is nu of de verworven inzichten ook voordelen voor de mens kunnen opleveren, meldt de Britse krant The Guardian.
De onderzoekers konden het verouderingsproces bij testmuizen niet alleen afremmen, maar zelfs omdraaien. Dat deden ze door enzymen bij de dieren in te spuiten, die weefsel zouden herstellen en de aanmaak van nieuwe neuronen in de hersenen zouden versterken.
Herstel na veroudering
Men keek tijdens het experiment vooral naar de zogenaamde telomeren, de 'kapjes' op het einde van chromosomen die de chromosomen tegen aantasting beschermen. Telkens onze cellen zich splitsen, worden die telomeren korter tot op het punt waar ze niet meer werken en de cel afsterft.
De researchers kweekten nu muizen zonder telomerase, het eiwit dat het proces van het korter worden afremt. Die dieren bleken veel sneller te verouderen dan normaal. Wanneer dat enzym echter bij de proefdieren werd ingespoten, vertoonden ze tekenen van 'belangrijk herstel'.
Kanker
Of we nu een stap dichterbij 'de eeuwige jeugd' staan, is ver van zeker. Een aantal verschillen tussen mensen en muizen maken het niet alleen ingewikkeld maar ook gevaarlijk om de praktijk zomaar op mensen te gaan toepassen. Zo is er bij de mens een link tussen telomerase en kanker.
"Toch kan een behandeling in theorie ook bij mensen veilig zijn", zegt een van de medewerkers. "Op voorwaarde dat ze wordt toegepast op jonge mensen wiens lichaam vrij is van kankercellen." (hlnsydney/tw)
(HLN)
Onderzoekers laten cel van soort veranderen
AMSTERDAM - Wetenschappers in de Verenigde Staten zijn er voor het eerst in geslaagd een gespecialiseerde lichaamscel in een andersoortige cel te veranderen.
© www.gezondheidsnet.nl
De onderzoekers hopen met deze techniek ooit hartinfarcten, Parkinson en diabetes te kunnen behandelen.
Na een hartinfarct zouden artsen bijvoorbeeld weefselcellen ertoe kunnen aanzetten zich in spiercellen te veranderen, om zo de beschadigde hartspier te ondersteunen.
"Wij geloven allemaal dat dit de toekomst van de stamcellenbiologie is", zei John Gearhart van de Universiteit van Pennsylvania, die bij het onderzoek betrokken was.
Overgeslagen
Tot dusver was het alleen gelukt gespecialiseerde cellen in stamcellen en vervolgens in een tweede stap in andere gespecialiseerde cellen te veranderen. Door de nieuwe techniek kan de omweg via stamcellen worden overgeslagen.
Onlangs slaagden de Amerikaanse onderzoekers erin menselijke huidcellen direct in het beginstadium van bloedcellen te veranderen.
© Novum
(nu.nl)
Computer denkt nu even snel als mens
IBM heeft een nieuwe chip ontwikkeld waarmee supercomputers duizend keer sneller kunnen rekenen. Dat betekent dat de machines zullen kunnen concurreren met de gedachtesnelheid van de mens, schrijft de krant Het Laatste Nieuws.
De kracht van de nieuwe technologie zit in de integratie van een optische module, waardoor elektrische signalen worden omgezet in lichtpulsen. Zo kunnen chips razendsnel communiceren.
"Dit is een doorbraak in de ontwikkeling van supercomputers", zegt Will Green, onderzoeker bij IBM. De snelste supercomputers halen vandaag ongeveer 2.000 biljoen berekeningen per seconde. Green maakt zich sterk dat tegen 2020 een miljoen biljoen berekeningen mogelijk zullen zijn. (hln/sam)
(HLN)
Kijken op nanoniveau
We zien zaken op de nanoschaal alleen door de ogen van speciale microscopen. Maar waarom gebruiken wetenschappers soms de ene en dan weer de andere techniek? En hoe werken ze precies?
Nanotechnologie werd pas echt een eigen onderzoeksveld met de komst van technieken om het nanoniveau in beeld te brengen. Een ‘gewone’ lichtmicroscoop heeft namelijk een waarnemingsgrens. Kleiner dan 250 nm kun je met zichtbaar licht niets meer zien, omdat je object dan kleiner is dan de helft van de golflengte van het licht en dan kaatst het licht niet meer (voldoende) terug.
Met een lichtmicroscoop losse moleculen bekijken zit er dan ook niet in: de meeste moleculen zijn namelijk kleiner dan die 250 nanometer -enkele uitzonderingen zoals strak opgevouwen DNA daargelaten- en dus te klein om op die manier te kunnen zien. Maar met de komst van de elektronenmicroscoop (EM), de atomic force microscoop (AFM) en de scanning tunneling microscoop (STM) werd het mogelijk om losse moleculen te zien en te manipuleren. Naast zeer interessant onderzoek, leveren ze ook prachtige plaatjes op, die vaak langskomen in de rubriek nanokunst. Hoog tijd dus om eens precies uit te leggen hoe deze apparaten werken.
Schets van de allereerste elektronenmicroscoop, uit het schrift van Ernst Ruska. Hij kon maar 16x vergroten. Afbeelding: © Wikipedia commons Scan from ‘The early development of Electron lenses and Electron Microscopy, Ernst Ruska’.
Schieten met elektronen
Het eerste prototype van de elektronenmicroscoop (EM) werd in 1931 in Duitsland ontwikkeld, door natuurkundige Ernst Ruska en ingenieur Max Knoll. Het apparaat kon nog maar zestien keer vergroten, maar het was genoeg om het principe te bewijzen dat je ook andere golven dan licht kunt gebruiken om een beeld te maken.
De elektronenmicroscoop gebruikt namelijk (hoe kan het ook anders) elektronen. Ze worden vanuit een elektronenbron weggeschoten, meestal een draadje wolfraam waar heel veel stroom op wordt gezet. De stroom elektronen wordt met behulp van een serie elektromagneten door een vacuüm buis geleid, richting het object dat je wilt bekijken. Dat kan van alles zijn, maar laten we als voorbeeld even een laagje goudatomen nemen.
Zodra de elektronen bij het goud aankomen, gaan ze er dwars doorheen. Atomen bestaan namelijk uit een hele kleine kern met een wolk elektronen er omheen. De elektronen uit de straal kunnen tussen de elektronenwolk van de atomen heen bewegen en zo aan de andere kant van het goud terecht komen. Maar het goudlaagje mag daarbij niet te dik zijn: maximaal een paar honderd nanometer. Hoe dunner, hoe beter het uiteindelijke beeld.
Terwijl de elektronen tussen de atomen van het monster door gaan, worden ze deels afgeketst en veranderen ze een klein beetje van richting. Aan de achterkant van het monster worden de elektronen weer opgevangen door een elektromagnetische lens en naar een detectieplaat geleid.
Hier zijn Ernst Ruska en Max Knoll bezig met het bouwen van de allereerste elektronen microscoop. Afbeelding: © Ernst Ruska Archief
.Via een ingewikkelde wiskundige Fourier-transformatie maakt de computer weer een plaatje van het stippenpatroon op de detector. Daarmee lukte het Ruska en Knoll al vlug om de detectiegrens van de lichtmicroscoop te doorbreken. In 1933 maakten ze reeds een afbeelding van 200 nanometer aan goudatomen en in 1986 kreeg Ruska er een halve Nobelprijs voor de natuurkunde voor. Knoll werd daarbij gemakshalve even vergeten.
Inmiddels is het apparaat flink verbeterd en kan een object -afhankelijk van de kwaliteit van het monster en de detectiemethode- wel vijftig miljoen keer vergroot worden. Dan kun je op 0,05 nanometer nauwkeurig kijken, ruim voldoende om er nanotechnologisch onderzoek mee te doen.
Bacterievirussen vallen een bacteriecel aan. Dit plaatje is gemaakt met een EM. Afbeelding: © wikipedia commons/Graham Colm
Beperkingen
Je kunt echter niet zomaar alles onder een EM leggen. Wat je wilt zien moet wel tegen vacuüm kunnen. Daardoor vallen de meeste vloeibare monsters af, zoals bijvoorbeeld een eiwit in water. Die kunnen alleen bestudeerd worden als ze chemisch gefixeerd zijn, of heel vlug diep ingevroren worden. Ook mag je object nog geen nanometer bewegen. Op je gemak kijken hoe twee moleculen ‘live’ een reactie met elkaar aangaan is er hier dus niet bij.
Daar staat tegenover dat je met een EM wèl ruimtelijke weergaves kunt maken. De elektronen worden namelijk ook afgebogen door de atomen middenin het monster. In combinatie met razendsnel invriezen, is het zo sinds een paar jaar mogelijk om nauwkeurige 3D plaatjes van eiwitmoleculen te maken. Daarmee gaat deze techniek de concurrentie aan met röntgenkristallografie. De afgelopen vijftig jaar heeft de EM tot interessante inzichten geleid. Bijvoorbeeld de structuur van een virus; het ‘octaëder-met-injectiespuit’-beeld hadden we zonder de elektronmicroscoop niet (zo snel) gehad.
Deze spin heeft een goudlaagje gekregen in voorbereiding van zijn SEM scan. Afbeelding: © wikimedia commons/Toby Hudson
SEM, De kleine broer van de EM
De EM heeft nog een broertje, de scanning elektronenmicroscoop (SEM). Hierbij worden alleen de elektronen opgevangen die scherp afketsen op de buitenste laag atomen.
Om een plaatje te maken van het hele oppervlak van het monster, sturen de elektronenlenzen de bundel elektronen razendsnel heen en weer over het oppervlak van het monster. Alle ‘scanlijntjes’ worden dan samengevoegd tot een afbeelding.
Maar dit kan alleen bij monsters met zware atomen zoals goud, ijzer en lood, daar ketsen elektronen namelijk gemakkelijk op af. Voor onderzoek in de chiptechnologie is dit meestal geen probleem, maar biologische monsters worden vaak bedekt met een dun laagje goudatomen om alsnog een gedetailleerde afbeelding te maken.
Voelen met een stroompje
De andere helft van die Nobelprijs uit 1986 ging naar Gerd Binnig en Heinrich Rohrer voor hun ontdekking van de Scanning Tunneling Microscoop. In het Nederlands heet hij eigenlijk rastertunnelmicroscoop, maar die term wordt nauwelijks nog gebruikt. De afkorting STM is veel gebruikelijker. En zo ziet hij eruit:
.Het principe van de STM is heel anders dan dat van de EM of de lichtmicroscoop. In plaats van een beeld te maken met golven straling, tast de STM het oppervlak van een monster af met een heel dunne naald. Deze naald is gemaakt van materiaal dat elektriciteit kan geleiden, zoals metaal of koolstofnanobuisjes, en zo dun mogelijk: bij voorkeur maar één atoom dik. Tijdens de meting raakt hij het oppervlak van het monster nèt niet, maar zweeft er ongeveer 0,3 nanometer boven. Als atomen zo dicht bij elkaar worden gebracht, gaat het quantummechanische tunnelingseffect een rol spelen. Eigenlijk komt dat er op neer dat er elektronen van het monster naar de naald over kunnen springen, wat meetbaar is als een klein stroompje.
Handig daarbij is dat de stroomsterkte exponentieel afneemt als de naald verder van het monster af zit. Dat betekent dat bij een heel klein verschilletje in afstand -zeg, 0,1 nanometer- de stroom direct tien keer kleiner wordt. Per atoomdikte (0,2 à 0,3 nanometer) zie je dus 100-1000 keer minder stroom. Hoogteverschillen in het monster zijn daardoor haarscherp in kaart te brengen.
Om een afbeelding van het hele oppervlak van het monster te maken, ‘scant’ de naald heen en weer, als een blinde die braille leest. Onderstaand filmpje geeft er een goed beeld van.
Misschien nog duidelijker: met dit programma kun je ‘zelf’ verschillende monsters scannen.
Niet alles kan
De allereerste STM’s waren enorme, gevoelige apparaten: één kuchje, luidruchtige collega’s op de bovenverdieping of een voorbijrijdende tram waren al genoeg om de meting te laten mislukken. De allereerste plaatjes werden dan ook in het holst van de nacht gemaakt. Tegenwoordig zijn de STM’s een stuk robuuster en passen ze op een labtafel.
Een STM is vooral nuttig om naar platte monsters te kijken, aangezien hij alleen de buitenste laag atomen in kaart kan brengen. Daarnaast moet je monster voor een nauwkeurige STM-meting wel in staat zijn elektronen over te laten springen; oftewel, het moet stroomgeleidend zijn. Even naar een stukje plastic kijken wordt dus moeilijk.
35 losse xenonatomen op een nikkelondergrond. Afbeelding: © IBM
Monsters in water zijn echter geen probleem en ook chemische reacties bestuderen terwijl ze in volle gang zijn, behoort tot de mogelijkheden. In Nijmegen gebruikten ze de STM om zuurstofmoleculen met een katalysator te zien oxideren. En zelfs de ruimte tussen de atomen van een plat molecuul werd onlangs waargenomen.
Maar met de STM kun je ook losse atomen manipuleren. Door met de punt van de naald zwak-bindende atomen voort te duwen, maakten IBM wetenschappers het inmiddels legendarische plaatje hiernaast.
AFM: op de tast
Na zijn succes met de STM, ging Binnig op zoek naar een manier om ook ongeleidende monsters in kaart te brengen. Samen met zijn collega’s Calvin Quate en Christoph Gerber ontwikkelde hij de atomische tastmicroscoop (AFM).
Afbeelding: © No Small Matter, Felice Frankel
Deze microscoop is ook gebaseerd op scannen met een naald, maar meet kracht (‘force’) en geen stroom. Het principe is eigenlijk nog simpeler: je zet een naald op een oppervlak en trekt het oppervlak opzij, waarbij de naald vanzelf omhoog komt als hij een atoom tegenkomt.
Een andere mogelijkheid is dat de punt door de Vanderwaalskrachten van het monster aangetrokken wordt. Dan gebruikt men een andere modus, de tapping mode. Hierbij wordt de punt in trilling gebracht en tikt steeds eventjes het monster aan, terwijl de naald opzij beweegt. Maar daarbij het bleek moeilijk om hoogteverschillen van minder dan een nanometer nauwkeurig te meten.
Daar verzonnen de wetenschappers een trucje op. De naald zit aan het uiteinde van een flexibel hefboompje. Op de achterkant van dat hefboompje zit een minuscuul spiegeltje waar een laser op schijnt. Daarna wordt de laser een ‘flink eind verderop’ (in ieder geval enkele centimeters) opgevangen door een detector. Als de naald naar boven of naar beneden beweegt, verandert de weerkaatsingshoek van de laser mee. De afstand tussen de hefboom en de detectieplaat werkt zelf ook weer als een hefboom: hoe groter die is, hoe meer de laser op of neer beweegt op de detectieplaat.
Extra functie
De AFM eist erg weinig van een monster: je kunt er bijna alles onder leggen. Het is zelfs mogelijk om de binding van een eiwit aan DNA te volgen, door vlak na elkaar verschillende plaatjes te maken. De resolutie was tot voor kort wat minder nauwkeurig dan de STM of de EM, maar kortgeleden lukte het wetenschappers om de losse atomen van één enkel molecuul scherp in beeld te brengen.
Daarnaast is het heel makkelijk om de AFM-naald van extra functionaliteit te voorzien. Door een molecuul aan de punt van de naald vast te plakken dat bijvoorbeeld bindt aan één specifiek eiwit, is de exacte locatie van dat eiwit op een oppervlak aan te tonen.
Aan de punt van deze AFM naald hangt een antilichaam. Dat bindt alleen aan één specifiek molecuul. Als tijdens het scannen van het oppervlak het antilichaam ineens bindt, komt er spanning op de hefboom te staan. Dat is meetbaar, en zo kun je de aanwezigheid van dat molecuul aantonen. Afbeelding: © Universiteit Bremen
.Er is een nieuwe wereld voor ons opengegaan dankzij deze microscopen. Ze worden inmiddels in allerlei takken van de wetenschap gebruikt. Medici, biologen, scheikundigen, natuurkundigen en elektrotechnisch ingenieurs: allemaal zijn ze nieuwsgierig hoe de nanowereld er nou uitziet.
Nano kunst in optima forma. Mede mogelijk gemaakt door de EM, STM en AFM
En het resultaat is verbluffend, zoals het filmpje hierboven. Helaas blijft de wereld op nanoschaal wel altijd zwart-wit; te klein voor lichtmicroscopie betekent namelijk ook dat er geen kleuren zijn. Omdat het toch leuker is om een beetje kleur in je wetenschappelijke publicatie te brengen, kleuren onderzoekers de plaatjes vaak in; gewoon op de computer, met Photoshop.
(Kennislink)
37 :: Science fact
Michio Kaku, hoogleraar theoretische natuurkunde, denkt dat sciencefiction de wetenschap verder kan brengen. Een interview.
Is sciencefiction echt sciencefiction? Die vraag staat centraal in het tv-programma Sci-Fi Science, dat sinds 10 december wordt uitgezonden op Discovery Science. Bright sprak met de sympathieke presentator Michio Kaku, hoogleraar theoretische natuurkunde aan de Universiteit van New York én sciencefictionfan. Dit is een uitgebreide versie van het interview dat in Bright #37 staat.
Wat voor rol speelt sciencefiction in uw leven?
Als kind wilde ik altijd al natuurkundige worden. Einstein was mijn held. Daarnaast was ik dol op sciencefiction. Ik was verslaafd aan Flash Gordon. Op die manier werd ik blootgesteld aan een wereld met ruimteschepen, buitenaardse wezens op andere planeten en onzichtbaarheid. Na verloop van tijd besefte ik me dat mijn twee passies – theoretische natuurkunde en sciencefiction – op elkaar aansloten. Om de meest geavanceerde concepten uit de sciencefiction echt te begrijpen, moet je heel veel van natuurkunde weten.
Is die voorliefde voor sciencefiction niet een beetje gek voor een wetenschapper?
Veel van de grootste wetenschappers zijn geïnspireerd door sciencefiction. Edwin Hubble, de grootste astronoom van de twintigste eeuw, was bijvoorbeeld voorbestemd om advocaat te worden. Maar omdat hij zijn werk als advocaat saai vond en omdat hij in zijn jeugd de boeken van Jules Verne had gelezen, besloot hij zijn praktijk op te geven en astronomie te gaan studeren. Hij ontdekte dat het heelal uitdijt en legde daarmee de basis voor de big bang-theorie.
Bestaat er vandaag de dag nog veel belangstelling onder wetenschappers voor sciencefiction?
In Sci-Fi Science onderzoeken we de meest waanzinnige sciencefiction-concepten. Daartoe interviewde ik andere natuurkundigen die ook dromen dat teleportatie, zoals in Star Trek, op een dag mogelijk wordt.
Welke aflevering van Sci Fi Science vond u het leukste om te maken?
In Sci Fi Science behandelen we de meest verstrekkende vormen van sciencefiction. Denk aan tijdreizen, teleportatie, transformers, buitenaards leven, killer robots et cetera. Zelf beleefde ik het meeste plezier aan de afleveringen waarin we de randen van ruimte en tijd opzochten. Wat gebeurt er bijvoorbeeld als je in een zwart gat valt of als je een tijdmachine bouwt die je naar een ver verleden kan brengen of als je een wormgat maakt dat je in staat stelt om naar een parallel universum te gaan? Het was leuk om andere natuurkundigen daarover te interviewen.
Volgens u is er veel meer mogelijk dan we denken. Hoe zit dat?
Ik deel onmogelijkheden in in drie types. In de eerste plaats heb je de zaken die nu onmogelijk zijn, maar binnen honderd jaar ofzo wel mogelijk zullen zijn. Veel sciencefiction-concepten – onzichtbaarheid, vliegende auto's, ray guns – zullen binnen die periode werkelijkheid worden. Dan heb je een categorie waaraan we nog eeuwen of duizenden jaren zullen moeten werken. Denk aan zaken als: teleportatie, tijdreizen en reizen met een snelheid die hoger is dan die van het licht. Tot slot heb je nog de onmogelijkheden die echt onmogelijk zijn, omdat ze strijdig zijn met alle natuurkundige wetten: een perpetuum mobile en zaken die in strijd zijn met de wetten van behoud van energie en massa. Maar zelfs die onmogelijkheden kunnen niet totaal worden uitgesloten.
U denkt dus dat tijdreizen of teleportatie uiteindelijk mogelijk zouden kunnen zijn. Maar ik heb altijd geleerd dat iets zich niet sneller dan het licht kan verplaatsen.
Volgens Einsteins speciale relativiteitstheorie die hij in 1905 opstelde, kun je inderdaad niet sneller dan het licht gaan. Maar zijn algemene relativiteitstheorie uit 1915 is veel krachtiger en bevat een aantal mazen. Bijvoorbeeld: de expansie van de ruimte tijdens de big bang was veel sneller dan het licht. Oftewel: 'niets' – in dat geval het vacuüm – kan sneller gaan dat het licht.
Maar geldt dat dan ook voor materie?
Dat is al een stuk controversiëler. Er zijn oplossingen denkbaar waarbij materie sneller gaat dan licht en zelfs terug kan gaan in de tijd. Maar daarvoor zijn wel enorme hoeveelheden materie en energie – zowel positief als negatief – nodig. Negatieve materie en negatieve energie zijn nodig om een wormgat te stabiliseren. En de stabiliteit van zo'n wormgat is nu precies het probleem: ze verdwijnen als je er één binnengaat. Helaas heeft niemand ooit negatieve materie gezien. Negatieve energie bestaat wel, zij het in hele kleine hoeveelheden. Dat betekent dat we nog niet met zekerheid kunnen zeggen of tijdmachines wel of niet kunnen bestaan.
Als u oneindig veel middelen tot uw beschikking had voor onderzoek, wat zou u dan doen?
In 1993 besloot het Amerikaanse Congres om af te zien van wat de krachtigste deeltjesversneller ooit had moeten worden: de Supercollider. Als gevolg daarvan staat er bij CERN in Zwitserland nu een veel kleinere machine, de Large Hadron Collider. Eén van de doelen van de machine is om de 'theorie van alles' te onderzoeken. Als ik onbeperkte middelen tot mijn beschikking had, zou ik machines bouwen om die theorie te testen. Dan kunnen we antwoorden vinden op vragen als: 'wat gebeurde er voor de big bang?', 'is tijdreizen mogelijk?', 'bestaan er parallelle universa', 'kunnen we daar verbindingen tussen bouwen?' en 'stellen wormgaten ons in staat om naar verre sterren te reizen?'.
U zegt dat het onvermijdelijk is dat we ooit contact zullen leggen met buitenaards leven? Wanneer gaan we dat meemaken?
Er zijn op dit moment twee revoluties gaande. In de eerste plaats zullen we met de Kepler- en Carot-satellieten spoedig tal van planeten vinden die op de aarde lijken. En in de tweede plaats heeft het SETI-project enorme donaties gekregen van miljardairs zoals Paul Allen. Daarmee wordt het mogelijk om duizend keer meer sterren te scannen dan vandaag de dag. Het is dus waarschijnlijk – maar niet zeker – dat we nog deze eeuw in contact komen met een buitenaardse levensvorm.
Waarom hebben we eigenlijk nog geen contact gelegd?
Stel dat buitenaardse wezens de aarde kunnen bereiken in vliegende schotels, zoals in de films, dan hebben we hoogstwaarschijnlijk te maken met een beschaving van het type 2 of 3 die in staat is om de complete energie-output van een ster of sterrenstelsel aan te wenden. In dat geval zijn ze vermoedelijk helemaal niet in ons geïnteresseerd.
Waarom niet?
We zijn zelf een beschaving van het type 0: dat wil zeggen dat we zo primitief zijn dat we onze energie krijgen van dode planten, olie en kolen. Daarmee zijn we dus oninteressant voor hen. Vergelijk het hiermee: als je langs een landweggetje loopt en je komt een mier tegen, dan ga je toch ook niet vragen: 'Breng me naar je leider'. We zijn arrogant als we denken dat buitenaardse wezens honderden lichtjaren gaan reizen om ons te ontmoeten. Voor de natuurlijke hulpbronnen op aarde hoeven ze het ook niet te doen. Er zijn immers tal van onbewoonde planeten die onbeperkte middelen bieden.
We zijn dus simpelweg niet interessant genoeg?
Nouja, misschien zijn ze al onder ons. Het is een mogelijkheid dat ze in staat zijn om zichzelf onzichtbaar te maken – iets waartoe wij binnen enkele decennia ook in staat zullen zijn. Of misschien hebben ze wel nano-robots die het universum voor hen verkennen. Ze kunnen miljoenen kopieën van zichzelf maken en dan uitzwermen over het universum. Misschien zitten ze ons wel vanaf onze eigen maan in de gaten te houden – net zolang tot we een beschaving van het type 1 zijn geworden. Dan wordt het eindelijk interessant voor hen om contact met ons te leggen.
In uw programma onderzoekt u de mogelijkheid om de mensheid op een andere planeet te laten leven. Hebben we zo'n backup-planeet nodig?
De astronoom Carl Sagan heeft ooit gezegd dat de mensheid een 'diersoort voor twee planeten' is. Anders gezegd: ons leven is zo waardevol en zeldzaam dat we voor de zekerheid een naburige planeet moeten koloniseren. De vernietiging van de aarde is uiteindelijk onafwendbaar. Binnen tienduizend jaar zal er een nieuwe ijstijd komen en veel van onze prachtige steden zullen worden bedekt door een dik pak ijs. Binnen vijftig miljoen jaar komt er een nieuwe inslag van een komeet of meteoor, vergelijkbaar met de inslag die ervoor zorgde dat de dinosaurussen 65 miljoen jaar gelden verdwenen. En over vijf miljard jaar zal de aarde vanzelf aan zijn einde komen, als we worden opgeslokt door de zon. Het is dus van tweeën één: ofwel we verlaten de aarde, ofwel we sterven uit.
Over gevaren voor het voortbestaan van de mensheid gesproken: sinds begin jaren tachtig maakt u zich grote zorgen over kernwapens. Bent u blij dat Obama en de Russische president Medvedev eerder dit jaar een verdrag hebben gesloten om het aantal kernwapens te verminderen?
Een kernwapenvrije wereld is nog steeds een droom. Aan de ene kant boeken we vooruitgang, maar elders gaan we er juist weer op achteruit. Langzaam maar zeker verkleinen Amerika en Rusland de kans op een wereldwijde kernoorlog, maar tegelijkertijd komen kernwapens beschikbaar in de meest onstabiele, gevaarlijke regio's in de wereld. Helaas wordt het steeds makkelijker om een kernbom te maken, zeker nu ultracentrifuges op grote schaal worden gemaakt. In principe heb je een jaar lang duizend ultracentrifuges nodig om voldoende verrijkt uranium te produceren voor één atoombom. Iran wil nu vijftigduizend van dergelijke ultracentrifuges, dus in dat opzicht gaan we er alleen maar op achteruit. Het wordt helaas steeds lastiger om het gebruik van kernwapens te controleren.
(bright.nl)
Gooi al die zelfhulpboeken maar het raam uit
Psychologisch broodje aap: we gebruiken maar 10% van ons brein
Psychologie is overal: in het tijdschriftenrek in de supermarkt, op de tafel in de boekwinkel, in films en op televisie. Maar met al die kennis komen ook een hoop misverstanden in de wereld: broodjes aap, of zoals de schrijvers van het nieuwe boek “De vijftig grootste misvattingen in de psychologie” het noemen, psychomythologie. Kennislink zet de tien meest frappante mythes op een rijtje. Deze week: we gebruiken maar 10% van ons brein.
William James, grondlegger van de functionele psychologie.
Waarschijnlijk komt deze psychomythe uit 1932. Toen schreef journalist Lowell Thomas het voorwoord van een zelfhulpboek met een verrassend moderne titel: How to win friends and influence people. In dat voorwoord haalde hij de beroemde psycholoog William James aan, die ontdekt zou hebben dat we maar 10 procent van ons brein gebruiken.
Nou heeft James dat nooit daadwerkelijk gezegd. Hij was wel van mening dat sommige mensen maar 10 procent van hun intellectuele capaciteiten gebruikten. Thomas nam James’ woorden echter niet al te nauw, en sindsdien is het idee dat 90% van ons brein er maar een beetje bijligt een van de meest hardnekkige broodjes aap in de psychologie.
Elke cel heeft wel een functie
Victor Lamme is naast wetenschapper ook schrijver. In zijn boek De vrije wil bestaat niet vertelt hij hoe hersenscans onze manier van denken over de mens radicaal gaan veranderen. Afbeelding: © Victor Lamme
Hoe zit het dan wel? Nou, zegt Victor Lamme, hoogleraar neuropsychologie aan de Universiteit van Amsterdam, dat ligt er een beetje aan hoe je er tegenaan kijkt. “Als je bedoelt dat er ergens in het brein nog 90% ongebruikte gebieden of cellen zitten is het natuurlijk aantoonbaar onzin. Iedere cel heeft wel een functie.” Maar aan de andere kant zijn die cellen nooit tegelijkertijd in gebruik. Het is dus niet zo dat op elk ogenblik 100% van ons brein aan het werk is. Sterker nog, legt Lamme uit: “Als ik een schatting moet geven zou ik zeggen dat elk moment maar ongeveer 10% van onze hersencellen actief is. Gelukkig maar, anders zouden we in een voortdurende staat van epilepsie verkeren.”
Er zit dus ergens in het broodje aap verhaal wel iets van waarheid: op ieder gegeven moment is maar een tiende van je brein actief. Maar het volgende moment worden weer nieuwe cellen ingeschakeld, en zo gebruik je toch de hele dag door je totale brein; alleen niet alles in een keer.
Een populaire misvatting
Toch, schrijven Scott Lilienfeld & co in hun boek De 50 grootste misvattingen in de psychologie, is juist het idee dat we maar 10 procent van onze hersenen gebruiken enorm wijdverbreid en populair. Zelfs een op de drie psychologiestudenten en meer dan een op de twintig neurowetenschappers geloven erin. Zij zouden echter beter moeten weten: er zit geen enorm ongebruikt potentieel onder onze schedel.
In het boek Het slimme onbewuste vertelt Ap Dijksterhuis hoe ons gedrag wordt gestuurd door drijfveren waar we ‘zelf’ niet van op de hoogte zijn.
Hoe kan het toch dat de mythe nog zo leeft? Lamme: “Ik denk dat het verhaal wordt verward met een ander verschijnsel, dat wel waar is: we zijn ons van hooguit 10 procent, of ik denk zelfs minder, van wat er in ons brein gebeurt bewust. Bijna alle informatie die we verwerken dringt niet door tot het bewustzijn, we weten niet waarom we dingen doen en veel kennis die is opgeslagen is onbewust.” Maar dat we ons niet bewust zijn van onze kennis en drijfveren, betekent natuurlijk niet dat ze er ook niet zijn. En het wil ook niet zeggen dat de hersencellen die we nodig hebben om herinneringen op te slaan waarvan we ons meestal niet bewust zijn, maar een beetje zitten te niksen.
Zit er in iedereen een genie?
Victor Lamme komt de 10-procents-mythe zelf vooral nog in de boekhandel tegen, waar schrijvers van boeken over breintraining en dergelijke hem in verkapte vorm propageren. “Ze willen graag laten geloven dat er allerlei onvermoede mogelijkheden liggen in ons brein, die we met training of andere trucjes naar boven kunnen halen”, zegt Lamme. “Dat wekt de suggestie dat ons brein nog allerlei mogelijkheden heeft, en we van iedereen een genie kunnen maken. Dat is helaas niet zo. Veel is nou eenmaal genetisch en door onze opvoeding bepaald. Dat te willen veranderen wekt alleen maar frustratie op. Gooi al die zelfhulpboeken maar beter het raam uit.”
(Kennislink)
Hoezo apocalyps? Voor NASA is '2012' domste science fiction
"Genetische kracht is de geweldigste uitvinding die de aarde ooit heeft mogen aanschouwen", wordt gezegd in 'Jurassic Park'. Zoals bleek was het ook de ideale -en wetenschappelijk aanvaardbare- plot voor een science fiction-film. Samen met 'Gattaca' staat de dinofilm immers helemaal boven een lijstje van meest realistische futuristische films, opgesteld door NASA en 'Science and Entertainment Exchange'.
De minst realistische film volgens NASA is '2012', een prent van rampenfilmspecialist Roland Emmerich. Daarin valt de gehele wereld op de meest waanzinnige manieren uit elkaar op het moment van het einde van de Maya-kalender.
Schwarzenegger
"De filmmakers maakten hier gebruik van de publieke bezorgdheid over het einde van onze wereld nadat de kalender van de Maya's, een volk in het zuiden van Mexico en noordelijk Centraal-Amerika, afloopt op 21 december 2012", zegt Donald Yeomans, hoofd van NASA's 'Near-Earth Asteroid Rendezvous mission'. "We hebben al onnoemelijk veel vragen gekregen van mensen die er als de dood voor zijn dat er een einde aan de wereld komt in 2012. We hebben zelfs een speciale website in het leven geroepen om die mythe te ontkrachten."
Andere films die het slecht doen op de waarheidsgetrouwe meter van NASA zijn 'Armegeddon', waarin arbeiders de ruimte worden ingestuurd om een asteroïde op te blazen, en 'The 6th Day', met Arnold Schwarzenegger die op enkele uren tijd gekloond wordt.
'Blade Runner'
In de special effects-blockbuster 'Jurassic Park', een film uit 1993 van Spielberg, slaagt een rijke miljardair erin op een eiland dinosauriërs, die reeds miljoenen jaren zijn uitgestorven, te herscheppen uit hun DNA. Deze worden dan als attractie gebruikt maar tijdens een controlebezoek vóór de officiële opening loopt het helemaal uit de hand.
'Gattaca' ten slotte, uitgebracht in 1997, is een niet-complex verhaal dat zich in een hoogtechnologische thriller ontwikkelt. 'Er is geen gen voor de menselijke drijfveer' is het motto van Gattaca, een visie die in lome shots wordt uitgebeeld in een nabije toekomst die ondanks genetische perfectie ook een schaduwzijde heeft.
Andere films die volgens NASA goed scoren dankzij hun realisme zijn 'Blade Runner' (1982), 'Contact' (1997), 'Metropolis' (1927) en de originele versie uit 1951 van 'The Day The Earth Stood Still'. (hlnsydney/odbs)
(HLN)
'Supersimulator moet hele wereld nabootsen'
AMSTERDAM Zwitserse wetenschappers willen een computersimulatie ontwikkelen die alles nabootst wat er op aarde gebeurt, om zo meer inzicht te krijgen in het ontstaan van onze samenleving.
Het ambitieuze computerproject van het Zwitserse Federale Instituut voor Technologie moet een simulatie gaan uitvoeren van geologische, meteorologische en sociale gebeurtenissen in de wereld.
Zo moet het weer worden nagebootst, maar ook de verspreiding van ziektes, het ontstaan van economische trends en de vorming van files. Het project heeft voorlopig de bijnaam Living Earth Simulator gekregen, zo meldt BBC News.
© NU.nl/Allesoversterrenkunde.nl
Deeltjesversneller
De wetenschappers vergelijken de Living Earth Simulator met de deeltjesversneller Large Hadron Collider bij Genève. De computersimulatie moet echter geen informatie leveren over de vorming van het heelal, maar over het ontstaan van de samenleving en bijbehorende problemen op aarde.
Volgens hoofdonderzoeker Dirk Helbing kan de supersimulator zorgen voor een beter begrip van de invloed van menselijk handelen op de maatschappij. Veel problemen die we vandaag de dag hebben zoals sociale en economische instabiliteit, oorlogen en de verspreiding van ziektes zijn gerelateerd aan menselijk gedrag, verklaart Helbing op BBC News.
Uitdaging
Tot nu toe is er een serieus gebrek aan begrip voor de manier waarop de maatschappij en de economie precies werken. Het onthullen van de verborgen wetten en processen die ten grondslag liggen aan onze maatschappij is één van de grootste uitdagingen van deze eeuw, aldus Helbing.
Computercapaciteit hoeft volgens de onderzoekers geen probleem meer te vormen bij de bouw van de supersimulator. Als voorbeeld haalt Helbing het bedrijf Google aan, dat op dit moment ongeveer 39.000 computerservers in gebruik heeft.
We hebben maar een fractie van de opslagruimte nodig die jaarlijks in de wereld wordt geproduceerd, aldus de wetenschapper. De computercapaciteit zal dus geen groot obstakel zijn.
Data
De grootste moeilijkheid is volgens Helbing het verzamelen van data waarmee een correcte simulatie van de wereld kan worden ontwikkeld.
Het toegang krijgen tot die data zal een uitdaging worden. Ook zal het lastig zijn om uit te zoeken hoe we die gegevens op een nuttige manier kunnen gebruiken, voorspelt Helbing.
Het is nog onduidelijk op welke termijn de Living Earth Simulator kan worden gerealiseerd. Ook over de kosten van het project tasten de wetenschappers nog in het duister.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
'Liefde blokkeert gedeelte van brein'
AMSTERDAM – Als verliefde mensen naar hun partner kijken, worden er delen van hun hersenen uitgeschakeld. Dat hebben Britse wetenschappers aangetoond.
© Thinkstock
Mensen die staren naar een foto van hun geliefde, vertonen bijna geen activiteit in de grote hersenen. Vooral delen van het brein die belangrijk zijn bij het beoordelen van andere mensen worden uitgeschakeld.
Dat melden wetenschappers van het University College London in het online wetenschappelijk tijdschrift PloS One.
Allesoverheersend
Volgens de onderzoekers suggereren hun bevindingen dat liefde echt 'blind' maakt. “Passionele romantische liefde wordt meestal geactiveerd door visuele input en zorgt voor een allesoverheersende en gedesoriënteerde staat”, verklaart hoofdonderzoeker Semir Zeki op nieuwssite Physorg.com.
De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door tijdens een onderzoek 24 proefpersonen te confronteren met een foto van hun romantische partner en enkele foto’s van andere vrienden. Vervolgens werd er een hersenscan gemaakt van de deelnemers.
Beloningsgebieden
Het aantal mannen en vrouwen onder de proefpersonen was gelijk verdeeld. Verder waren zes van de vierentwintig deelnemers aan het experiment homoseksueel. De rest was heteroseksueel.
Het experiment wees uit dat er een specifiek patroon van hersengebieden actief werd als de proefpersonen keken naar hun geliefde. Vooral de zogenaamde beloningsgebieden waarin dopamine wordt afgegeven, vertoonden veel activiteit.
Als de deelnemers keken naar foto's van 'gewone' vrienden werden deze hersengebieden niet geactiveerd.
Homoseksueel
Het proces dat in het brein werd ontketend door de aanblik van de geliefde, verliep bij mannen, vrouwen, homoseksuelen en heteroseksuelen op dezelfde manier. Ook werden bij alle proefpersonen dezelfde hersengebieden gedeactiveerd.
“Ook uit eerdere studies is al gebleken dat er bij het kijken naar je geliefde een patroon in je brein wordt geactiveerd dat beperkt blijft tot een paar hersengebieden met veel connecties”, aldus Zeki.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Een jaar vol onderzoek
Vergeet die arseenbacterie. Hieronder de wetenschappelijke nieuwtjes van 2010 waar we nog veel meer van zullen horen.
Mobieltje houdt jong (januari)
Medewerkers van een instituut in Florida, gespecialiseerd in onderzoek naar Alzheimer, constateren dat de straling van een mobieltje geen Alzheimer veroorzaakt. Sterker, de straling zou Alzheimer zelfs vertragen. Muizen die hun hele leven aan dergelijke straling blootstaan, blijken op latere leeftijd minder last te hebben van geheugenverlies. Volgens onderzoeker Gary Arendash zorgt het elektromagnetische veld ervoor dat er in de zenuwcellen geen neerslag ontstaat van schadelijke eiwitten.
Placebo hoeft geen geheim te zijn (december)
Een placebo werkt ook als de patiënt wéét dat hij een nepgeneesmiddel slikt. Ted Kaptchuk en zijn medewerkers van de Universiteit van Harvard namen tachtig mensen met het Prikkelbare Darm Syndroom (PDS), een verzamelterm voor allerlei vage darmklachten, en vroegen iedereen op gesprek bij de dokter; de helft kreeg overduidelijk te horen dat ze voor een onderzoek een volstrekt nutteloos placebo zouden krijgen; de anderen kregen niets. Na drie weken bleken de placeboslikkers zich veel beter te voelen. De verbetering, aldus Kaptchuk, kwam overeen met wat je ziet bij échte medicijnen. Blijkbaar is de bewuste kennis dat het om een placebo gaat onvoldoende om het onbewuste effect van medicijn innemen ongedaan te maken.
Bacteriën helpen elkaar (september)
Onderzoekers uit Harvard en Boston hebben ontdekt dat bij sommige bacteriestammen bacteriën die in staat zijn om antibiotica onschadelijk te maken, een stof aanmaken en verspreiden waar andere bacteriën, die niet over dat vermogen beschikken, hun voordeel mee doen. De betreffende stof (indole) zorgt ervoor dat die andere bacteriën zich volpompen met water, zodat ze beter in staat zijn de antibiotica weg te spoelen. Het opmerkelijke is dat de resistente bacteriën ondertussen wel verzwakt worden door hun productie van indole er lijkt hier dus werkelijk sprake te zijn van bacteriën die zich altruïstisch gedragen.
Zon beïnvloedt kwantumtheorie (augustus)
Het onderzoek circuleerde al enige tijd stiekem onder deskundigen, maar nu kwam het out in the open: er lijkt een mysterieus verband te bestaan tussen de activiteit van de zon en de halfwaardetijd van radioactieve elementen. Een dergelijk verband is vloeken in de kerk: natuurkundigen zijn er altijd heilig van overtuigd geweest dat de halfwaardetijd (de waarschijnlijkheid waarmee een radioactieve atoomkern uit elkaar valt) enkel en alleen te maken kan hebben met de eigenschappen van de elementaire deeltjes in die kern. Nu lijkt het er echter op dat een geheimzinnig iets afkomstig uit de kern van de zon (haar rotatiesnelheid duikt in de metingen op) de vervalsnelheid beïnvloedt. Niemand weet hoe dat mogelijk zou kunnen zijn.
Staal maakt prionen (juni)
De gekkekoeienziekte die enige jaren geleden uitbrak, werd veroorzaakt door stukjes eiwit, de zogenoemde prionen, die een verwoestende uitwerking hebben op zenuwcellen. Mensen kunnen door prionen de beruchte ziekte van Creutzfeldt-Jacob ontwikkelen. Wetenschappers hebben altijd gedacht dat deze prionen het lichaam moeten binnendringen, bijvoorbeeld door het eten van besmet vlees. Britse onderzoekers hebben echter aangetoond dat prionen vanzelf kunnen ontstaan. Ze brachten schoon menselijk hersenweefsel aan op een staaldraad en wanneer die draad daarna werd aangebracht in het brein van een muis, ontwikkelde deze een prion-hersenziekte. Die uiterst gevaarlijke eiwitfragmenten kunnen blijkbaar spontaan ontstaan, als herseneiwitten in contact komen met staal.
Voelen beïnvloedt gevoelens (juni)
Dat wat onze vingers voelen, blijkt van grote invloed op ons gevoel. Mensen vinden een taak zwaarder wanneer het klapbord dat ze daarvoor moeten vasthouden zwaarder is. Mensen die een ruwe puzzel moeten oplossen en daarna een conversatie beluisteren, vinden achteraf dat dat gesprek nogal ruw verliep (terwijl gladde puzzelstukjes geven de indruk geven dat het gesprek gladjes verliep). Wie een hard voorwerp vasthoudt tijdens een beoordelingsgesprek, vindt zijn gesprekspartner achteraf hoekig en grof. Een zacht knuffeltje zorgt voor een veel zachtere beoordeling. Dat zijn een paar van de opmerkelijke conclusies van een onderzoek door Amerikaanse psychologen van de universiteiten van Yale en Harvard.
Kunstmatig leven (mei)
Onderzoekers van het J. Craig Venter Instituut zijn er als eersten in geslaagd om een bacterie te voorzien van een kunstmatig genoom. Niet een enkel stukje kunstmatig gemaakt DNA, das geen kunst, maar een compleet werkend genoom dat eerst in het lab in elkaar was gezet, en daarna door middel van een virus (de gebruikelijke vervoerders bij dit soort onderzoek) in stukjes is overgebracht naar een bacterie waaruit het oorspronkelijke DNA was verwijderd. De geboorte van kunstmatig leven.
Magneetveld verandert moreel oordeel (maart)
Onderzoekers van het Massachusetts Institute of Technology hebben ontdekt dat het mogelijk is het morele oordeel van proefpersonen te beïnvloeden, dus een deel van hun brein even uit te schakelen. Het gaat om de rechter temporale kwab (aan de zijkant van het hoofd), het hersengebied waar wij de beweegredenen reconstrueren van anderen. Dit kan met een magneetveld even uitgeschakeld worden, zonder dat de proefpersoon het merkt. Op zulke momenten verandert de kijk op de medemens flink. De proefpersonen kregen verhalen te lezen waarin iemand een ander in gevaar bracht.Normaal keuren we dat af ook als het goed afloopt. Een bescheiden magneetveld maakt dat we er geen probleem mee hebben mits het goed afloopt.
(depers.nl)
Ontdekt of uitgevonden?
NRT-recensie: Zoektocht naar de goddelijke waarheid van de wiskunde
Is God een wiskundige? van Mario Livio gaat niet over religie. Het behandelt de intrigerende vraag of de wiskunde een menselijke uitvinding is, of iets is wat buiten ons bestaat.
Met een boek waar God in grote blauwe letters op een witte kaft staat afgedrukt, wil ik als atheïst niet graag in de trein gezien worden. Maar schijn bedriegt, want het boek Is God een wiskundige? van Mario Livio gaat niet over religie. Het behandelt de intrigerende vraag of de wiskunde een menselijke uitvinding is, of iets is wat buiten ons bestaat (door God gegeven) en door ons ontdekt wordt - een populair gegeven in science fiction, bijvoorbeeld in Neal Stephensons Anathem, waarin wezens uit parallelle universa met elkaar communiceren via de universele taal van de wiskunde.
Livio stelt dat wiskunde onredelijk effectief is in de beschrijving van de wereld om ons heen. Het is het instrument waarmee uiteenlopende wetenschappers de werkelijkheid verklaren en voorspellen. De meest abstracte wiskundige theorieën blijken, soms pas na honderden jaren, alsnog een toepassing te vinden in de werkelijkheid. Livio geeft het voorbeeld van de knopentheorie die inmiddels gebruikt wordt in het onderzoek naar enzymen die DNA ontwarren.
Geen perfecte driehoeken
Maar wiskunde beschrijft ook de ideale platonische wereld van absolute vormen die geen één op één equivalent in onze realiteit kennen. De natuur bevat geen perfecte driehoeken, hooguit een benadering. En heb je de fysieke wereld echt nodig om de waarheid van 1+1=2 te erkennen? Of is het denken in wiskundige vergelijkingen een typisch menselijke manier om grip te krijgen op de wereld om ons heen?
De vraag of wiskunde een onafhankelijke werkelijkheid is die buiten ons ligt, of een door mensen uitgevonden taal om de wereld te beschrijven, houdt wetenschappers en filosofen al eeuwen bezig. Livio beschrijft hoe de ideeën hierover veranderen met nieuwe wiskundige inzichten, en leidt ons langs usual suspects als Pythagoras, Plato, Archimedes, Descartes, Newton en Gödel. Onderweg citeert hij talloze andere wetenschappers en denkers.
Prettig geïllustreerd
Is God een wiskundige? geeft zo een beknopte geschiedenis van de wiskunde en de (wetenschaps)filosofie, waarbij de kernvraag naar de aard van de wiskunde steeds terugkeert, maar niet altijd centraal staat. Met behulp van historische anekdotes en citaten en kleine wiskundige verhandelingen, prettig geïllustreerd met afbeeldingen van wetenschappers, wiskundige schemas, historische documenten en zelfs fotos van de auteur zelf (naast de grafsteen van Descartes), bouwt Livio aan zijn betoog.
Door de wat slordige vertaling (twee keer lees ik 'planten' ipv. 'planeten') en niet altijd even heldere opbouw, leest Is God een wiskundige? soms moeizaam, maar liefhebbers van wiskunde, filosofie en wetenschapsgeschiedenis kunnen zeker bij Livio terecht. Zijn uiteindelijke conclusie: Wiskunde is een combinatie van uitvindingen en ontdekkingen. Deze polder-oplossing is misschien een anticlimax, maar zoals bekend in de wetenschap: het onderzoek is soms spannender dan het resultaat.
Eef Grob - Noorderlicht Recensie Team (NRT)
(Noorderlicht)
.quote:Op vrijdag 7 januari 2011 08:55 schreef keesjeislief het volgende:
Heb weer even bijgelezen, bedankt dat je blijft posten ExperimentalFrentalMental. [ afbeelding ].
'Muziek zorgt voor aanmaak genotstof in brein'
AMSTERDAM Mensen kunnen intens genieten van het luisteren naar muziek, omdat er onder invloed van muziekklanken dopamine wordt aangemaakt in het menselijk brein. Dat hebben Canadese wetenschappers aangetoond.
© Inertia Stock
Als mensen zich laten meevoeren door een mooi stuk muziek, of genieten van een specifiek muzikaal moment, worden die gevoelens zeer waarschijnlijk veroorzaakt door dopamine.
Deze genotstof die ook vrij komt onder invloed van seks en drugs, wordt vrijwel direct aangemaakt in het brein bij het luisteren naar muzikale klanken. Dat meldt persbureau AP.
Onderzoekers van de McGill Universiteit in Montreal onthullen deze bevinding in het wetenschappelijk tijdschrift Nature Neuroscience.
Kippenvel
De wetenschappers kwamen tot hun ontdekking door tijdens een experiment hersenscans te maken van mensen die naar muziek luisterden. De proefpersonen hadden van tevoren muziekstukken uitgekozen met daarin enkele specifieke momenten waarvan ze kippenvel kregen.
Tijdens het onderzoek bleek dat er tijdens deze momenten buitengewoon veel dopamine werd geproduceerd in de 'beloningscentra' van hun hersenen.
Hoogtepunten
De aanmaak van de genotstof nam al toe in de vijftien seconden die vooraf gingen aan de muzikale hoogtepunten. Maar ook als de proefpersonen luisterden naar muziek die niet onmiddellijk voor een kippenvelmoment zorgde, kwam er dopamine los in hun brein.
De resultaten van ons onderzoek suggereren dat ook mensen die wel genieten van muziek maar geen kippenvel krijgen, de effecten van dopamine ervaren, verklaart hoofdonderzoeker Robert Zatorre op nieuwssite Physorg.com.
Punk
Bij de studie werd alleen gebruik gemaakt van instrumentale muziek. Daarmee is volgens de wetenschappers aangetoond dat de aanwezigheid van zang en songteksten niet noodzakelijk is om de productie van dopamine te stimuleren.
Overigens kozen de proefpersonen tijdens het experiment voor liedjes in de meest uiteenlopende stijlen: van klassiek tot punk en zelfs muziek van doedelzakken.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Mantel maakt onderzeeërs onzichtbaar
Onderzoekers uit Illinois hebben een onderwaterjas ontwikkeld die alle sonargolven absorbeert.
Onzichtbaar is in enkele jaren tijd uitgegroeid tot een hot topic voor nanolabs. Verschillende laboratoria werken momenteel aan het onzichtbaar maken van voorwerpen door middel van een mantel die bestaat uit een materiaal dat het licht opvangt, doorgeeft en in een andere richting weer uitzendt. Nicholas Fang van het Beckman Institute for Advanced Science and Technology, van de Universiteit van Illinois, besloot een ander onderzoeksterrein op te zoeken daar vlak naast: onzichtbaar worden onder water. Onzichtbaar voor sonar.
In natuurkundig opzicht lijken de problemen veel op elkaar: golven die op het materiaal vallen, moeten worden opgevangen, omgebogen en, als het even kan, elders weer worden uitgezonden zolang er maar geen golven terug kunnen kaatsen naar de zender. Fang en zijn medewerker hebben nu een koker ontwikkeld die uit zestien lagen bestaat, elk opgebouwd uit ontelbare akoestische trilholtes op nanoschaal. Deze nanoholtes zijn zó gebouwd dat ze het geluid versnellen maar daarbij buigt het ook af. De koker geleidt het geluid op die manier naar de andere kant, waar het de structuur weer verlaat. De geluidsbron krijgt nooit enige echo te terug.
Geluid gefopt
De onderzoekers plaatsten de koker in een watertank, met aan de ene kant een geluidsbron en aan de andere kant een detector. De koker was onzichtbaar. En ook een stalen cilinder die ín de koker werd geschoven, werd prompt onzichtbaar voor de sonardetector. De huidige mantel werkt voor sonargolven van rond de 60 kiloherz, maar het is technisch geen probleem om ook veel hogere frequenties (dus kortere geluidsgolven) om de tuin te leiden.
Eventuele toepassingen zijn uiteraard vooral militair, maar ook in de bouw en bij medisch onderzoek kan het soms nodig zijn om, bij het gebruik van geluidsgolven, bepaalde storende voorwerpen eventjes onzichtbaar te maken. Dan wikkel je ze gewoon in een akoestische onzichtbaarheidmantel
(depers.nl)
'Mammoet kan binnen vier jaar worden gekloond'
AMSTERDAM - Een Japanse wetenschapper beweert dat het met nieuwe technieken mogelijk is om de mammoet binnen vier jaar weer tot leven te wekken.
Professor Akira Iritani van de Universiteit van Kyoto heeft zijn hoop gevestigd op een kloontechniek waarbij een celkern wordt gewonnen uit huidcellen of spiercellen van bevroren mammoetfossielen uit Siberië.
Deze celkern moet vervolgens worden ingebracht in de eicel van een Afrikaanse olifant, die als draagmoeder voor de mammoet zal fungeren. Dat meldt de Britse krant The Daily Telegraph.
Zacht weefsel
“Nu de technische problemen zijn overwonnen, hebben we alleen nog maar een goed monster met zacht weefsel van een mammoet nodig”, verklaart Iritani.
“De slagingskans bij het klonen van vee was lange tijd heel slecht, maar nu zitten we op 30 procent. Ik denk dat we een redelijke kans hebben om binnen vier tot vijf jaar een gezonde mammoet te verwekken”, aldus de wetenschapper.
Muis
De techniek die Iritani wil gebruiken om een mammoet te klonen, werd in 2008 succesvol getest door zijn collega en landgenoot Teruhiko Wakayama. Hij slaagde er in om een muis te klonen uit bevroren cellen van een andere muis die al 16 jaar dood was.
Iritani wil komende zomer al naar Siberië afreizen om op zoek te gaan naar zacht weefsel van mammoetfossielen. Als hij eenmaal genoeg materiaal heeft verzameld om een celkern uit te winnen, zal het volgens hem ngeveer twee jaar duren om een Afrikaanse olifant te bevruchten.
Draagtijd
Daarna zal er nog een lange tijd overheen gaan voordat de mammoet wordt geboren. Afrikaanse olifanten hebben namelijk een draagtijd van maarliefst achttien tot tweeëntwintig maanden.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
'Intelligente' verpakking waarschuwt voor bedorven eten
AMSTERDAM - De Universiteit van Glasgow heeft een intelligente verpakking ontwikkeld die de inhoud langer vers houdt en waarschuwt wanneer deze toch bedorven raakt. Als het voedsel begint te verrotten, verandert de kleur van het plastic.
Om te voorkomen dat consumenten bedorven voedsel eten, zijn verpakkingen vooralsnog voorzien van een houdbaarheidsdatum. Houdbaarheidsdata geven echter geen betrouwbare indicatie als eten slecht wordt gekoeld, of als de verpakking niet meer heel is.
Volgens de Schotse universiteit gaat in het Verenigd Koninkrijk door dat soort problemen al jaarlijks 8,3 miljoen ton voedsel verloren.
© www.gezondheidsnet.nl
Geheim
Hoe de Schotten ervoor zorgen dat de kleur van het plastic verandert als het eten bederft, willen ze vooralsnog niet aangeven.
Bekend is wel dat de techniek deel uitmaakt van een al bestaande verpakkingsvorm, die gebruik maakt van een beschermde atmosfeer. Daarbij wordt de zuurstof deels of helemaal uit de verpakking gezogen en vervangen door gassen, die het rotten van voedsel langer uitstellen.
Goedkoop alternatief
Een methode om consumenten een indicatie te geven of een product bedorven is, bestond al wel. Aan verpakkingen kan een label toegevoegd worden, die de versheid van het voedselwaar kan weergeven. De Schotse onderzoekers denken dat hun techniek een goedkoper alternatief biedt, omdat deze niet apart aan de verpakking hoeft worden toegevoegd.
De Universiteit van Glasgow hoopt niet alleen dat het plastic het onnodig weggooien van eten tegen gaat. De techniek zou tevens moeten vermijden dat consumenten bacteriën binnenkrijgen. Projectleider Andrew Mills: "Dat zou ook een positieve impact hebben op de vlees- en visindustrie."
Eerder hadden Duitse wetenschappers al een methode ontwikkeld, waarmee bacteriën in de verpakking gedood kunnen worden.
© NUzakelijk/Bas van Essen
(nu.nl)
http://www.ad.nl/ad/nl/10(...)inkklare-onzin.dhtmlquote:ROTTERDAM - Paniek in Fabeltjesland! Horoscopen blijken namelijk volstrekte nonsens. Volgens astronomen zit de dierenriem er al duizenden jaren flink naast door een afwijkende aardas. Daarom willen zij een nieuw sterrenbeeld toevoegen aan de twaalf bestaande. Wie tussen 29 november en 17 december geboren wordt, is een Ophiuchus of Slangendrager.
Dat komt omdat een sterrenbeeld oorspronkelijk door de Babyloniërs aan een pasgeborene werd toebedeeld op basis van het gesternte waarin de zon op dat moment stond. Maar na duizenden jaren is er daarop een afwijking van ongeveer één maand. Zo zouden Vissen dus eigenlijk Watermannen zijn.
Maar astrologen hebben het over 'oud nieuws' en zeggen dat we ons geen zorgen moeten maken over de verschuiving in onze sterrenbeelden. De westerse astrologen gebruiken over het algemeen een systeem dat gestoeld is op de seizoenen en niet op het wetenschappelijke Babylonische systeem dat op het gesternte gebaseerd is.
Paniek
Op het internet ontstond toch enige paniek na het 'oude nieuws'. Was onze horoscoop sowieso dan altijd al fout? Zullen de voorspellers die nu gaan aanpassen met een dertiende teken van de dierenriem? "En wat met mijn tattoo met mijn sterrenbeeld?", vroeg een ongeruste 'believer' zich op Twitter af. Collega's in hetzelfde schuitje wilden hun tattoo zelfs meteen laten weghalen.
Voor het geval u een Slangendrager bent, geven we nog mee dat het dertiende teken van de dierenriem geassocieerd wordt met genezing, verlichting, geneeskunde en hogere opleiding. Of hoe de flauwekul verder uitdijt.
Blijken die sterrenwiggelaars al eeuwen niet meer naar de sterren te kijken, dan krijg je dit.
Toveren is goochelenquote:
Goed, het is oud nieuws, maar wel in het nieuws.
[..]
http://www.ad.nl/ad/nl/10(...)inkklare-onzin.dhtml
Blijken die sterrenwiggelaars al eeuwen niet meer naar de sterren te kijken, dan krijg je dit.
Nobelprijswinnaar ontdekt 'teleportatie' van DNA
Bij een experiment met DNA is een vrij bizar bijeffect waargenomen. De DNA blijkt geteleporteerd tussen twee glazen testbuizen.
De befaamde bioloog en Nobelprijswinnaar Luc Montagnier heeft met zijn nieuwste experiment veel stof doen opwaaien in de wereld van kwantummechanica. De onderzoeker is bekend van zijn ontdekking in 1983 dat het Human Immunodeficiency Virus (HIV) de oorzaak is van AIDS. Hij won daarom in 2008 de Nobelprijs voor de Fysiologie of Geneeskunde.
Teleportatie van DNA
Volgens de publicatie van Montagnier bestond het experiment uit twee buisjes, waarvan er één gevuld was met water en één bacterie-DNA bevatte. Het geheel was omhuld door een zwak elektromagnetisch veld van 7 Hz. Achttien uur en een polymerase- kettingreactie later, had het DNA zichzelf tot ieders stomme verbazing ‘afgedrukt’ op het water. Met andere woorden, de DNA was detecteerbaar in het water en had zich dus geteleporteerd, of eigenlijk gedupliceerd. Een vreemd onlogisch detail is dat de DNA wel eerst verdund moest worden voordat het experiment werkte.
[img] http://webwereld.nl/uploads/v/0/v00okv7qynfh5ehj.jpg[/img]
Montagnier heeft de resultaten voor de zekerheid vergeleken met eenzelfde situatie waar minder tijd overheen ging en ook nog zonder of met een zwakker elektromagnetisch veld. Het effect werd in die scenario’s echter niet waargenomen.
Ongebruikelijk kwantumeffect
Het afdrukken van DNA op water is een kwantumeffect. Die bevinding op zich is echter niet eens het meest verwonderende aspect van het experiment. Iets wat nog meer verbazing oogst, is de relatief lange tijd waarin het fenomeen zich manifesteert. Van soortgelijke kwantumfenomenen wordt namelijk algemeen aangenomen dat ze zich slechts fracties van een seconde openbaren en niet seconden, minuten, laat staan uren lang. Verder doen ze zich doorgaans alleen voor bij lage temperaturen dichtbij de nul Kelvin.
Er wordt heftig gediscussieerd over wat dit voor implicaties heeft. Het blootleggen van een proces dat de onderliggende kwantumfactoren van de natuur bij kamertemperaturen toont, zou een schokgolf door de wetenschappelijke wereld doen gaan. In de wetenschap, en zeker bij dergelijk schokkende resultaten, is het echter een goede gewoonte om eerst de reproduceerbaarheid te testen. Dat zal door andere wetenschappers moeten gebeuren, voordat de conclusies algemeen aangenomen worden als waarheid.
Op het moment zijn er namelijk nog wat sceptici onder de onderzoekers. Zo vindt onderzoeker Klaus Gerwert van de Rurh-Universität in Bochum het “moeilijk te geloven dat informatie gedurende een dergelijk lange periode opgeslagen kan worden in water.” Zo zegt hij in New Scientist magazine (registratie vereist).
Ongetemde speculatie
De ware implicaties van deze ontdekking zijn nog lastig in te schatten. Het zou kunnen betekenen dat ‘het leven’ in staat is om kwantumeigenschappen van de natuur te gebruiken om zichzelf op subtiele wijze te projecteren of eigenlijk af te drukken, met als doel voortzetting van zichzelf, ofwel voortplanting. Een andere mogelijke uitleg van wat er in dit experiment naar voren komt, zou zijn dat het leven zelf een complexe projectie is van dit soort kwantumfenomenen en dat het leven er zelfs in grote mate afhankelijk van is, maar dat dit zo lastig detecteerbaar is dat we nog ver verwijderd zijn van een goed begrip hiervan.
Een theorie die nog wat verder gezocht is, en wat Montagnier dan ook zeker niet suggereert, zou zijn dat het watermolecuul kwantumeigenschappen heeft die voorheen nog niet voorzien zijn, maar die misschien wel verklaren waarom water zo belangrijk is voor het fenomeen ‘leven’. Dit in plaats van of naast het feit dat water zo makkelijk chemische verbindingen aangaat. In dat geval zou water een goed medium zijn waarop DNA zich kan kopiëren met behulp van kwantumprocessen. Dit is echter wilde speculatie.
.
(webwereld)
Apps voor je brein
Nieuw denkgereedschap
De wereld verandert in hoog tempo. Zijn onze hersenen wel klaar voor de 21ste eeuw? De website Edge is er niet zeker van en vroeg ruim 150 wetenschappers hoe wij ons brein het beste kunnen upgraden.
De nieuwe rijken onderscheiden zich van de voorgaande elites door hun onstilbare honger naar innovatie en nieuwe ideeën, zo was recentelijk te lezen in de The Atlantic. Voor de miljardairs van vandaag is niet de langste boot of het grootste vliegtuig het ultieme statussymbool, maar een origineel nieuw idee. Helemaal mooi is het als je dat idee vervolgens in praktijk brengt met je eigen liefdadigheidsfonds, want filantropie kent een lange geschiedenis in de Verenigde Staten.
Allerlei ontmoetingsplaatsen van de nieuwe elite bieden de gelegenheid om nieuwe ideeën op te slurpen. Denk aan het World Economic Forum in Davos, het Ideas Festival in Aspen en de TED-lezingen die inmiddels wereldwijd worden georganiseerd. De bezoekers van de Google Zeitgeist-conferenties zijn evenmin op zoek naar geld of roem. Ze speuren naar the new new thing het nieuwe inzicht of de laatste technologie die de potentie heeft om de wereld te veranderen.
Vanuit dat perspectief zou je ook Edge een website voor de elite kunnen noemen. De site bruist van de nieuwe ideeën en innovatieve theorieën. De creatie van nieuwe kennis is zelfs het hoofddoel van de organisatie. Het idee voor Edge ontstond in 1971, toen een van de oprichters bedacht dat het zelfs voor de meest leergierige persoon ter wereld toch wel een beetje veelgevraagd is om alle boeken in de bibliotheek van pakweg Harvard University te lezen. Het leek hem beter om de honderd slimste mensen ter wereld samen te brengen en ze elkaar de vragen te laten stellen die ze zichzelf stelden. Op die manier zou je de laatste wetenschappelijke stand van zaken veel overzichtelijker in kaart kunnen brengen, was het idee.
World Question Center
Mooi plan, lastig uitvoerbaar. De lijst met honderd bollebozen was snel samengesteld, maar een belronde leverde vooral veel voortijdig afgebroken telefoongesprekken op. Begin jaren tachtig pakte John Brockman de draad echter weer op, om Edge in de daaropvolgende decennia tot een ontmoetingsplaats te maken voor vermaarde wetenschappers en onafhankelijke denkers. En inmiddels schuiven naast de wetenschappers ook de topmannen van Google, Amazon en Microsoft regelmatig aan.
Ter nagedachtenis aan het oorspronkelijke idee dat uiteindelijk tot Edge zou leiden, richtte Brockman in 1998 het World Question Center op. Met een simpel recept: één vraag die iemand zichzelf stelt, met vele antwoorden van de digitale disgenoten. Dit jaar tekende Steven Pinker voor de vraag: Welk wetenschappelijk concept zou een waardevolle aanvulling zijn op ieders denkgereedschap?
Met wetenschappelijk concept bedoelt Pinker een concept dat afkomstig is uit de wetenschap en mensen slimmer maakt omdat het in een simpele term iets verheldert. Denk bijvoorbeeld aan markt, niet als een plein met kraampjes, maar als de virtuele plek waar mensen wereldwijd goederen, diensten en ideeën uitwisselen.
De antwoorden zijn ook dit jaar weer zeer uiteenlopend. Sommigen introduceren een nieuw begrip, zodat je opeens oog krijgt voor een fenomeen dat je tot dusver was ontgaan. Anderen geven een nieuwe betekenis aan een bestaand begrip, zodat het toch weer een nieuw perspectief biedt. En een deel van de antwoorden wijst je onvermijdelijk op iets dat je zelf ook al had bedacht, of reikt je zelfs een concept aan dat je liever helemaal niet toevoegt aan je denkgereedschap. Maar er blijven genoeg leuke over. Ik kan iedereen aanraden om alle 158 antwoorden (op 17 januari, de lijst groeit nog) zelf te gaan lezen, maar hier volgt een kleine selectie.
Cinasme
Iedere wetenschapper is bekend met de uitspraak Een correlatie is nog geen oorzakelijk verband. Een aantal decennia geleden was bijvoorbeeld in Nederland het geboortecijfer hoger op plekken waar veel ooievaars leefden. Is dat omdat ooievaars de kindjes brengen? Nee natuurlijk. Het kwam omdat ooievaars nu eenmaal op het platteland leven, en daar was het geboortecijfer hoger dan in de stad. De twee fenomenen deden zich gelijktijdig voor, maar dat betekent nog niet dat het een het ander veroorzaakt.
Gesneden koek voor wetenschappers, maar onvoldoende bekend bij de samenleving in zijn geheel, vindt Susan Blackmore. Daarom pleit ze voor meer cinasme afgeleid van het Engelse Correlation is not a cause, ofwel CINAC. Want als je elke correlatie tegemoet treedt met cinasme, zet je je verbeelding aan het werk. Je gaat vragen stellen als: Wat is dan de oorzaak? Wat gebeurt hier eigenlijk? Kan ik dat met een experiment aantonen? Je gaat kortom denken als een wetenschapper.
Pragmamorfisme
Al moet je daar ook weer niet in overdrijven, waarschuwt financiële wizkid Emanuel Derman. Mensen hebben de natuurlijke neiging om menselijke eigenschappen toe te schrijven aan dingen en dieren antropomorfisme. Mijn computer heeft er niet echt zin in vandaag, dat soort dingen. Maar het omgekeerde bestaat ook: het toeschrijven van eigenschappen van dingen aan mensen, aldus Derman. Hij noemt deze neiging pragmamorfisme, naar het Griekse woord voor ding, pragma.
Hersenscans kunnen je iets vertellen over de emoties van een mens, maar als je de scan gelijkstelt aan de emotie, dan ben je een pragmamorfist. IQ is er ook een voorbeeld van. Intelligentie is veel gecompliceerder dan een IQ-test doet vermoeden, waarschuwt Derman. Zijn boodschap is helder: een wetenschappelijke benadering is nuttig, maar pas op voor een al te eendimensionale benadering van de werkelijkheid.
Gecontroleerde aandacht
In een bekend experiment uit de jaren zestig werd kleuters een snoepje gegeven, met daarbij een keuze: je kunt het snoepje meteen opeten, of je wacht vijf minuten en dan krijg je er nog een. Bijna alle kleuters kozen voor de tweede optie, maar slechts weinigen slaagden er ook werkelijk in om te wachten de verleiding was simpelweg te groot.
De kinderen die wel slaagden, gebruikten vrijwel zonder uitzondering hetzelfde trucje. Ze ontwikkelden een strategie om niet aan het snoepje te denken. Ze deden hun ogen dicht, gingen een liedje zingen of strikten steeds opnieuw hun schoenen. Oftewel: ze richtten hun aandacht op iets anders.
Het vermogen om je aandacht te controleren is niet alleen handig voor kleuters die naar een tweede snoepje smachten of mensen die willen afvallen. Het blijkt ook een goede voorspeller te zijn van succes in werk en leven. De succesvolle kleuters uit het bovenstaande proefje deden het dertien jaar later duidelijk beter op school. En niet alleen op school: de kinderen die het snoepje meteen in hun mond stopten, hadden op latere leeftijd meer moeite met stressvolle situaties en het onderhouden van vriendschappen.
Daarom, zegt wetenschapsjournalist Jonah Lehrer, is het controleren van je aandacht een zeer nuttige mentale vaardigheid. Zeker in het huidige tijdsgewricht, waarin het van groot belang is om te kiezen uit een enorme hoeveelheid informatie. Lehrers antwoord doet denken aan een uitspraak over de media: ze bepalen niet wat je moet denken, maar wel waarover je nadenkt. Wees je eigen medium, lijkt hij te zeggen.
Ziehier een kleine greep uit het aanbod. En zo gaat het maar door, ene antwoord na het andere. Wil je meer weten over de kakonomie, de spiegelvalkuil of bevooroordeelde technologieën, bezoek dan zelf het World Question Center. Je wordt er geen miljardair van, maar het verrijkt je wel.
Bouwe van Straten
Steven Pinker, John Brockman e.a. 'The Edge Question 2011: What scientific concept would improve everybodys cognitive toolkit?, op edge.org, 15 januari 2011.
(Noorderlicht)
Aan het oog onttrokken
De nieuwste ontwikkelingen in de onzichtbaarheid
De uitvinder van de praktisch uitvoerbare onzichtbaarheid, John Pendry, verzorgde de opening op de FOM-dagen in Veldhoven. Hij sprak over een jong vakgebied: de transformatie-optica.
'Ik ben als een omgekeerde Peter Pan. Ik wil mijn schaduw juist kwijtraken en niet terugvinden. Niet alleen wil ik dat objecten verdwijnen, ik wil ook dat de schaduw verdwijnt,' zegt John Pendry van het Imperial College London. 'Sinds een paar jaar kijken we op een revolutionaire manier naar licht. Dit is totaal anders dan wat al een paar eeuwen wordt gedaan. Wij kijken naar licht met behulp van de ideeën van Einstein.'
Licht komt voor in vele soorten en maten. Zichtbaar licht is maar een klein deel van het zogenaamde elektromagnetische spectrum. Andere bekende vormen van licht zijn ultraviolet-, infrarood-, radio-, röntgen-, magnetron- en gammastraling. Voor magnetronstraling was het al vijf jaar geleden gelukt om objecten onzichtbaar te maken, maar nu lijkt het bijna zover dat objecten echt aan het oog onttrokken kunnen worden.
Harry Potter's schuur
Pendry praat op de FOM-dagen, voor een zaal vol natuurkundigen, enthousiast over het nieuwe vakgebied van transformatieoptica. Hij komt zelf over als een typische theoretische natuurkundige. Lang, beetje mager, brildragend en extreem Brits - op een leuke manier. Pendry is bescheiden en grappig; hij heeft understatements maken tot een kunst verheven. 'We maken dingen onzichtbaar, maar onze opstelling is veel te groot om als onzichtbaarheidsmantel aan te trekken. Ik noem het Harry Potters schuur in plaats van Harry Potters mantel,' grapt hij.
Volgens Pendry werkte de optica tot op een jaar of tien geleden met materiaaleigenschappen die alleen konden worden veranderd door de atomen en moleculen aan te passen. Dus alleen door chemisch iets te veranderen, kon je bijvoorbeeld een ding transparant of rood maken. 'De nieuwe optica heeft veel meer mogelijkheden. We werken met zogenaamde metamaterialen.'
Pendry beschrijft metamaterialen als structuren met veel herhaling erin. Als die structuren ter grootte zijn van de golflengte van het licht, dan zullen zij het licht beïnvloeden op een fundamenteel andere manier dan gebruikelijk. De beweging en het pad dat het licht kiest is nu afhankelijk van hoe de structuren gerangschikt zijn.
Als auto's om een vluchtheuvel
Eén voorbeeld van wat mogelijk is in de nieuwe optica, is onzichtbaarheid. Door een slimme rangschikking kun je licht om een voorwerp heen buigen. Dit is te vergelijken met auto's die om een vluchtheuvel heen rijden. Een kilometer verder op de weg zie je niet aan de auto's of er een vluchtheuvel was of niet, zij rijden gewoon door.
Als licht om iets heen gebogen wordt en aan de andere kant gewoon weer door kan gaan, lijkt het alsof het voorwerp is verdwenen. Dit kon al met magnetronstraling en de ontwikkelingen zijn al vlakbij zichtbaar licht. Een probleem van de metamaterialen nu is nog dat ze maar voor één kleur licht tegelijkertijd werken. Maar ja, dit gold ook ooit voor televisies. Wie weet wat met meerdere lagen mogelijk zou kunnen zijn.
Onzichtbaar voor een spiegel
Een ander mooi idee dat is voortgekomen uit de transformatieoptica, is dat je iets onzichtbaar kunt maken voor een spiegel. Pendry: 'Op een spiegel hebben we een klein hobbeltje of vakje gemaakt waar we dingen in konden verstoppen. Met onze transformatieoptica-formules konden we berekenen hoe de ruimte vóór het hobbeltje eruit zou moeten zien om het bobbeltje perfect plat te laten lijken.'
Dit is misschien een moeilijk verhaal, maar wat Pendry doet is lichtgolven zo rondbuigen dat hij dingen onzichtbaar maakt. De kracht van transformatieoptica is dat wetenschappers nu kunnen berekenen hoe ze dat moeten doen. Door de ruimte voor de spiegel aan te passen, kun je ervoor zorgen dat lichtstralen anders afgebogen worden dan normaal. Door die rare afbuiging maakt het licht een omweg die lijkt op een tegen-hobbeltje. Die omweg heft de eerste hobbel op.
Pendry laat een glimp zien van een wonderlijke wereld. Er is een revolutie gaande in de optica met metamaterialen, perfecte lenzen en onzichtbaarheid, zoveel is duidelijk. De optica wordt nooit meer wat hij was.
Diederik Jekel
[Op 18 en 19 januari ben ik op de FOM dagen in Veldhoven, waar ruim 1600 natuurkundigen bij elkaar komen om presentaties te geven, posters te laten zien en naar praatjes te luisteren.]
(Noorderlicht)
Kennersbrein
Het automatisme van de expert
Experts zien vaak in een enkele oogopslag wat de leek ontgaat. Dat is de vrucht van een leven lang oefenen. Expertise stoelt vooral op mentale processen die volledig geautomatiseerd zijn. En dat is nu ook zichtbaar in het brein.
Om echt heel echt goed in iets te worden, moet je er ongeveer tienduizend uur van je leven in investeren. Oefenen, oefenen, oefenen dus. Voor vrijwel alle experts gaat deze vlieger op, of het nu concertpianisten, topsporters of toonaangevende wetenschappers zijn. Allemaal hebben ze duizenden en duizenden uren in hun passie gestoken.
Een eigenschap die experts met elkaar delen, is dat ze diepgaande kennis en hoogstaande vaardigheden paraat hebben, zonder daar schijnbaar moeite voor te hoeven doen. Hun expertise is als het ware een geautomatiseerde module geworden waar ze zonder zichtbare inspanning gebruik van kunnen maken. Zoals iedereen kan lopen zonder er bij na te denken, zo kan de expert een moeilijk muziekstuk spelen of in één oogopslag een verband waarnemen dat de gemiddelde leek volstrekt ontgaat.
Een prachtig voorbeeld daarvan is het optreden dat de Portugese pianiste Maria Joao Pires ooit in het Concertgebouw gaf. Op het moment dat het orkest inzette, sloeg de schrik haar om het hart: ze had het verkeerde concert voorbereid. Ze zou op dat moment ongetwijfeld het liefst ter plekke door de grond zijn gezakt of in rook opgegaan. Maar de dirigent ging speelde onverdroten door. En wat bleek: Pires had, tot haar eigen verbazing en zonder de bladmuziek bij de hand te hebben, het hele onvoorbereide concert nog in haar hoofd zitten van eerdere concerten. Ze speelde het foutloos.
Het Shogibrein
Die geautomatiseerde processen moeten zichtbaar zijn in het brein, bedacht een aantal Japanse wetenschappers. Om te testen of dat inderdaad zo is, namen ze de grijze massa onder de loep van beoefenaars van het bordspel Shogi (een Japanse variant op schaken). Het werd al snel duidelijk dat de professionele Shogi-spelers een heel andere hersenactiviteit vertoonden dan de amateurs, schrijven de Japanners in Science.
De professionals waren herkenbaar aan de activiteit in twee specifieke hersengebieden, maakte een hersenscan duidelijk. Bij het analyseren van spelpatronen lichtte, in tegenstelling tot bij de amateurs, een specifiek deel van hun pariëtale kwab (voor de liefhebber: de precuneus) op. Beraadden ze zich op hun eerstvolgende zet, dan was dat te zien aan de activiteit van hun staartkern, een onderdeel van de basale kernen.
De resultaten laten zien, concluderen Xiaohong Wan en consorten, dat deze twee hersengebieden een belangrijke rol spelen bij de ingewikkelde, maar bij bordspelers geautomatiseerde processen die een snelle analyse van patronen en het bepalen van de beste volgende zet mogelijk maken.
Het Denken van Den Schaker
Welke van die twee kwaliteiten het belangrijkst is om de top te bereiken? Dat zou de tweede wel eens kunnen zijn. Wan laat zich daarbij opvallend genoeg leiden door een welhaast antiquarisch Nederlands proefschift, Het Denken van Den Schaker van Adrianus Dingeman de Groot uit 1946.
Voor deze studie liet De Groot schakers van wereldklasse en eenvoudige clubschakers hardop hun gedachten uitspreken terwijl ze aan het schaken waren. Daaruit bleek dat beide groepen hetzelfde aantal mogelijke zetten in ogenschouw nam, en ook ongeveer evenveel zetten vooruitdacht. Het verschil zat hem in de keuze van de zetten die ze analyseerden. De best mogelijke volgende zet maakte vrijwel altijd deel uit van de analyse van de topspelers, terwijl de clubspelers die met grote regelmaat over het hoofd zagen.
De jarenlange oefening zorgt er dus voor dat je een soort zesde zintuig ontwikkeld voor de goede volgende stap. Alleen is dat zesde zintuig geen mysterieus, bovenmenselijk iets: het is een geautomatiseerd proces dat zich afspeelt in je hersenen.
Bouwe van Straten
Xiaohong Wan e.a., The neural basis of intuitive best next-move generation in board game experts, in Science, 21 januari 2011.
(Noorderlicht)
Wetenschappers willen af van de oude kilo
Hoeveel weegt een kilogram? Het lijkt een idiote vraag, maar wetenschappers die er nog steeds het antwoord op zoeken, zitten vandaag samen in de eerbiedwaardige Royal Society van Londen. Ze hopen er stappen te zetten richting een constante waarde voor de kilogram, los van een fysiek voorwerp.
Sinds 1899 is de kilogram gebaseerd op een cilinder die voor 90 procent bestaat uit platinum en 10 procent uit iridium. Hij werd in 1879 in Londen gemaakt en wordt onder een glazen stolp bewaard in het Bureau International des Poids et Mesures in Sèvres, nabij Parijs. Jammer genoeg blijkt de kilogram ... vermagerd te zijn. De massa wijzigde met het equivalent van een zandkorrel met een diameter van 0,4 millimeter.
Die vaststelling is voldoende aanleiding voor wetenschappers wereldwijd om zich het hoofd te breken over een definitie die onafhankelijk van een fysiek object zou standhouden. Dat gebeurde eerder al voor de meter, die wordt gedefinieerd door de snelheid van het licht.
Constante van Planck
Doel is te komen tot een definitie voor alle basiseenheden - massa, snelheid, tijd, enzovoort - door middel van stabiele en universele waarden. Voor de kilogram stellen wetenschappers voor de constante van Planck te gebruiken. Dat is een waarde die is genoemd naar Max Planck, die de Nobelprijs voor Natuurkunde kreeg voor zijn ontwikkeling van de kwantumtheorie.
Blijft het probleem om het verband te definiëren tussen de kilo en de constante van Planck. Mochten de wetenschappers in hun opzet slagen, dan zal dat voor de gewone sterveling vermoedelijk geen gevolgen hebben. (belga/odbs)
(HLN)
'Meditatie verandert brein op korte termijn'
AMSTERDAM – Meditatie kan al binnen acht weken leiden tot structurele veranderingen in het menselijk brein. Dat hebben Amerikaanse wetenschappers aangetoond.
© ANP
Als mensen gedurende acht weken ongeveer 30 minuten per dag mediteren, ontstaat er meer grijze hersenmassa in de hippocampus. Dat is een hersengebied dat wordt geassocieerd met geheugen en leervermogen.
De dichtheid van de amygdala neemt juist af door meditatie. Als gevolg daarvan ervaren mensen mogelijk minder angst en stress, zo meldt het tijdschrift Scientific American.
Wetenschappers van het Massachussets General Hospital doen uitgebreid verslag van hun bevindingen in het wetenschappelijk tijdschrift Psychiatry Research: Neuroimaging.
Psychologische voordelen
“Hoewel het beoefenen van meditatie al heel lang geassocieerd wordt met een gevoel van rust en lichamelijke ontspanning, claimen beoefenaars ook vaak dat ze cognitieve en psychologische voordelen ervaren”, verklaart hoofdonderzoekster Sara Lazar op World-Science.net.
“Deze studie demonstreert dat veranderingen in breinstructuur sommige van die ervaringen kunnen verklaren en dat mensen zich door meditatie mogelijk niet alleen beter voelen, omdat ze zich ontspannen.”
Hersenscans
De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door zestien proefpersonen een programma voor te schrijven, waarbij ze acht weken lang elke dag dertig minuten moesten mediteren.
Tijdens de meditatie moesten de deelnemers zich met name concentreren op hun geestelijke gevoelens en lichamelijke sensaties. Voor en na het meditatieprogramma werden er hersenscans van de proefpersonen gemaakt.
Veranderingen
De scans wezen uit dat de dichtheid van de grijze massa in hun hippocampus was toegenomen. In hun amygdala werd juist minder grijze massa gemeten.
“Het is fascinerend om te zien dat we ons brein en ons welzijn kunnen veranderen door meditatie te beoefenen”, aldus onderzoekster Britta Hölzel.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Neutrino’s en antimaterie
Gedrag van neutrino's kan antimaterie mysterie oplossen
Astrofysicus Boris Kayser werkt aan een theorie die de oplossing zou kunnen zijn voor één van de grootste natuurkundige vraagstukken: Waarom is er niet meer antimaterie? Hij vertelde hierover bij de FOM-dagen in Veldhoven.
Boris Kayser, natuurkundige aan het Fermilab, was als zoon van een Amerikaanse kippenboer al vroeg gebiologeerd door de natuur. Hij vertelt in een gesprek op de FOM-dagen in Veldhoven: “ik ben geïnteresseerd in het enorm grote, het meest algemeen geldende. De regels die alles kunnen beschrijven. De sereniteit en rust van het gigantische waarin je helemaal kunt opgaan. ' Hij wijdt zijn leven om een groot openstaand raadsel op te lossen. Waarom is er niet meer antimaterie in ons universum.
'Elk deeltje heeft een bijbehorend antideeltje. De massa is hetzelfde van een deeltje en antideeltje, maar andere eigenschappen zijn precies tegenovergesteld. Deeltjes en antideeltjes die bij elkaar komen vernietigen elkaar. Ze worden omgezet in pure energie. Dit is al vele malen gezien in laboratoria en in de ruimte. We zien echter alleen materie en geen antimaterie om ons heen. Als ze elkaar opheffen, waarom hebben materie en antimaterie elkaar dan niet al vernietigd in het universum?´ zegt Kayser. Er iseen aantal mogelijkheden. Er kan bijvoorbeeld tijdens de oerknal meer materie dan antimaterie gemaakt zijn. Het kan ook zijn dat antideeltjes sneller vervallen dan gewone deeltjes. Hoe dan ook, er moet een verschil zijn in de creatie of vernietiging van deeltjes en antideeltjes.
‘Waar is dan al die antimaterie gebleven? Ik onderzoek deeltjes die weinig mensen kennen, maar deeltjes die het mogelijk maken dat de zon kan schijnen en wij überhaupt kunnen bestaan. Deze deeltjes heten neutrino’s en het zijn hele kleine deeltjes die betrokken zijn bij kernfusie. Zonder kernfusie geen zonnewarmte en zwaardere elementen zoals koolstof, zuurstof en stikstof. Wij zijn letterlijk sterrenstof, zonder deze processen zouden wij niet kunnen bestaan,' vertelt Kayser.
De astrofysicus vertelt in zijn voordracht op de FOM-dagen dat hij bezig is met de zogenaamde seesaw (wipwap) theorie. Dit is een uitbreiding op het standaardmodel, dat het gedrag van alle deeltjes en krachten in ons universum beschrijft (op zwaartekracht na). Het standaardmodel is een enorm succesvol model en heeft al hele mooie resultaten opgeleverd. Maar het materie en antimaterie vraagstuk ligt volgens Kayser buiten het standaardmodel en zou in de wipwap theorie gevonden kunnen worden.
Het wipwapmodel voorspelt dat er voor elke neutrino ook een zwaarder broertje moet zijn. Dit zwaardere broertje is zó zwaar dat we dit deeltje niet op aarde kunnen maken. Zelfs niet met de grootste deeltjesversnellers. Tijdens de oerknal zouden deze zware neutrino’s wel geproduceerd zijn en vrijwel meteen vervallen in een elektron of het antideeltje genaamd positron. Omdat het niet mogelijk is om deze zwaardere neutrino’s te maken in een laboratorium kunnen we niet controleren of tijdens dit proces meer materie dan antimaterie gemaakt wordt. Dus Kayser is heel hard op zoek naar methodes om via een omweg experimenteel te kijken of deze theorie klopt of niet.
Een methode die een duidelijke hint geeft of dit model klopt kijkt naar neutrino’s en antineutrino’s. Als neutrino’s zich in dit experiment anders gedragen dan de antineutrino’s, dan zullen waarschijnlijk de zware neutrino’s in meer elektronen vervallen dan positronen.
Het experiment kijkt naar de ‘smaak’ van de neutrino’s. Er zijn namelijk drie soorten neutrino’s. Wetenschappers noemen dit drie verschillende smaken van de neutrino. Dit heeft niets te maken heeft met smaak zoals wij die kennen, maar met de massa van de neutrino’s. Kort door de bocht: ze hebben alle drie een andere massa. ‘Ik noem de soorten neutrino’s altijd chocolade, vanille en aardbeien neutrino’s. Dat klinkt lekkerder.’ Zegt Kayser met een glimlach om zijn mond.
‘Uit metingen zien we dat de smaak van de neutrino kan veranderen. Het is alsof je in de supermarkt een chocolade ijsje koopt en onderweg in de auto het ijsje verandert in vanille. Dat is precies wat neutrino’s doen. Onderweg veranderen ze van smaak.’ Experimenten gaan nu hopelijk aantonen dat neutrino’s op een andere manier van smaak veranderen dan antineutrino’s. Als dat zo is, dan is het verval tijdens de bigbang van de zware neutrino’s naar elektronen en positronen waarschijnlijk ook niet evenwichtig. Kayser ziet duidelijke aanwijzingen dat als elektronen en positronen niet evenwichtig gemaakt worden, dat dan de overige deeltjes (protonen bijvoorbeeld) ook niet evenwichtig geproduceerd wordt. Hiermee zou het antimaterie mysterie opgelost kunnen worden.
Diederik Jekel
(Noorderlicht)
Weer een stapje: een sneller 3D-hologram
We komen weer een stapje dichterbij. Een team van MIT presenteerde deze week een live 3D-hologram van een student verkleed als Prinses Leia. Op zichzelf niet nieuw, maar het beeld ververst nu zo snel dat een écht real-time hologram niet lang meer kan duren.
Holografie
‘Kijken’, oftewel een object zien, is in feite niets anders dan (weerkaatst) licht dat vanaf een object op je oog valt, omzetten naar een plaatje. Het doel van holografie is om iemand op diezelfde manier een niet-bestaand driedimensionaal object te laten zien. Door licht op een speciale manier na te bootsen, lijkt het voor de kijker net alsof dat licht weerkaatst wordt door een werkelijk aanwezig object. En dus ‘ziet’ de toeschouwer dat object – in 3D – terwijl het er eigenlijk niet is.
Begin oktober presenteerde een team uit Arizona het eerste 3D-hologram dat semi-realtime kon worden geupdate. Dat wil zeggen dat het hologram (zie kader) snel achter elkaar kan worden ververst, zodat je iemands bewegingen kunt laten zien.
Op zich al een flinke stap vooruit, maar de snelheid van het verversen viel nog een beetje tegen: voor een echt real-time bewegend beeld moet je het beeld minstens 30 keer per seconden vervangen en het team uit Arizona haalde slechts één keer per twee seconden.
Maar nu is er het hologram van MIT. Zij komen al een stuk verder met een ververs-snelheid van 15 beelden per seconden. Nog steeds een tikje houterig, maar het komt in de buurt.
Uit de winkel
Een belangrijk verschil met het systeem uit Arizona, is dat MIT gebruik maakt van slechts één opnameapparaat. In plaats van 16 camera’s richten zij een Kinect-camera van een Xbox 360 (zie afbeelding hieronder) op het bewegende object.
Met de Kinect kun je – als je hem aansluit op je Xbox 360 – een computerspel spelen zónder iets in je handen. Het systeem herkent met speciale camera’s de houding van je lichaam, zodat je daarmee het spel kunt besturen. Afbeelding: © Flick: WipleyBrainSins
.Op deze manier willen ze een systeem maken dat voor consumenten toegankelijk is. “We vroegen ons af ‘hoe kun je het zo goedkoop mogelijk maken en gebruik maken van hardware en software die al bestaan?’. Dat is namelijk de snelste manier om het op de markt te brengen”, vertelt Michael Bove, hoofd van de Object-Based Media Group aan MIT.
Écht 3D
Of je nou rechts in de zaal zit of links: je ziet altijd hetzelfde beeld, ook als het een 3D-film is. Dat is wel anders bij een 3D-hologram. Wanneer je dan vanaf een andere plek naar het beeld kijkt, zie je daadwerkelijk een andere kant van het object.
De Kinect-camera legt vast hoe het bewegende object licht weerkaatst en die informatie stuurt het systeem vervolgens via internet naar de computer van de ontvanger. Die pc heeft drie graphical processing units (GPU’s); procesoren gespecialiseerd in grafische berekeningen, ook vaak grafische kaarten genoemd. En daar zit de sleutel tot succes: door de berekeningen zo te maken dat GPU’s ermee overweg kunnen, kan de computer veel sneller beeld produceren. Dat verhoogt de ververs-snelheid van het hologram aanzienlijk.
Toch nog even geduld
Helaas kun je een vrij cruciaal element van deze opstelling (nog) níet zelf in de winkel kopen: het hologram-scherm. De Mark-II stamt af van een ontwerp uit 1980 en is het resultaat van jarenlang onderzoek. Bove en zijn team werken echter aan een goedkoper en groter scherm. Dat laatste is ook een belangrijk punt, want het scherm is nu slechts zo’n 8 cm in doorsnee. Een groter display vergt echter zoveel data en rekenkracht dat dat lastig haalbaar is.
Het gebruik van ‘standaard’-componenten voor het rekenwerk is echter een belangrijke stap volgens Mark Lucente. Hij is directeur van Zebra Imaging, een bedrijf dat holografische displays maakt voor videoconferenties. “We merken dat klanten vaak moeite hebben met de benodigde rekenkracht van zo’n systeem. Aantonen dat het ook kan met ‘gewone’ computers, maakt duidelijk dat het wel binnen bereik ligt”, aldus Lucente.
(Kennislink)
UA-vorsers brengen atomen driedimensionaal in beeld
Onderzoekers van de Universiteit Antwerpen zijn er voor het eerst in geslaagd individuele atomen driedimensionaal in beeld te brengen. Zo krijgt de wetenschap een beter begrip van nanodeeltjes en de structuur van materialen. Het onderzoek verschijnt ook in het prestigieuze tijdschrift Nature.
Nanodeeltjes zijn minuscuul kleine deeltjes die bestaan uit enkele tot een paar duizend atomen. Hun structuur bepaalt hoe de eigenschappen van de deeltjes tot uiting komen. Dat is van groot belang voor de werking van katalysatoren, stoffen die bepaalde chemische reacties kunnen opwekken.
Toepassingen
Volgens onderzoekster Sandra Van Aert van de UA zal met name de auto-industrie hier voordelen van ondervinden. "Katalysatoren worden gebruikt om schadelijke uitlaatgassen te reinigen voor ze worden uitgestoot", zegt Van Aert. "Het is pas door kennis van de driedimensionale structuur van de nanodeeltjes dat we die katalysatoren kunnen optimaliseren."
Andere mogelijke toepassingen van de nieuwe techniek zijn de ontwikkeling van efficiëntere zonnecellen, computerchips, lasers en ledverlichting.
Elektronenmicroscopen
Het onderzoek werd uitgevoerd aan het EMAT-labo van de Universiteit Antwerpen en aan het Centrum Wiskunde & Informatica in Amsterdam. De experimenten gebeurden met het prototype van een van de krachtigste elektronenmicroscopen ter wereld. Door een nanodeeltje onder verschillende hoeken te observeren en innoverende meettechnieken toe te passen, kan de volledige atomaire structuur in drie dimensies in kaart worden gebracht.
(HLN)
Russen boren op Zuidpool naar 15 miljoen jaar oud leven
© epa
Een Russische expeditie is bijna bij een mysterieus meer op de Zuidpool, dat wellicht prehistorisch of onbekend leven bevat. Vijftien miljoen jaar al is het afgesloten, diep onder de ijskorst van Antarctica.
"We hebben nog maar een klein stukje te gaan'', zegt Aleksej Toerkeyev, hoofd van de Russische poolstation Vostok Station. Zijn team heeft wekenlang geboord naar het 3.750 meter diepe meer onder de poolkap, in een poging om er te komen voor het einde van de korte Antarctische zomer. Hier was de koudste temperatuur ooit op aarde gemeten: min 89,2 graden Celsius.
Min 40 graden
Met de snelle inval van de winter waren wetenschappers gedwongen uiterlijk morgen te vertrekken. "Het is nu min 40 graden buiten"', zegt Toerkeyev. "Maar wat maakt het uit? We werken, we voelen ons goed. We hoeven nog maar 5 meter tot we het meer bereiken."
Het Vostokmeer, ongeveer zo groot als het Baikalmeer in Siberië, is het grootste en diepste van de honderdvijftig meren onder de ijskap van de Zuidpool.
Nieuwe levensvormen
Onderzoekers vermoeden dat de diepten van het meer nieuwe levensvormen onthullen. Daardoor wordt wellicht duidelijk hoe het leven op de planeet was voor de ijstijd en hoe leven zich ontwikkelde. Het kan een glimp opleveren van de levensomstandigheden in soortgelijke extreme omstandigheden op Mars en Jupiters maan Europa.
"Het meer is als een vreemde planeet waar nog nooit iemand is geweest. We weten niet wat we zullen vinden", zegt Valery Loekin van het Russische Noord- en Zuidpool Onderzoeksinstituut AARI in Sint-Petersburg, dat de missie coördineert.
Avontuur
Een eeuw na de eerste expedities naar de Zuidpool heeft de ontdekking van de meren onder de ijskap in de jaren negentig een nieuwe drang naar avontuur ontketend. Amerikaanse en Britse onderzoekers zitten de Russen op de hielen, met soortgelijke missies om andere meren te bereiken.
Het laaggelegen Vostok Station bevindt zich recht boven het boorgat. Het gat zit vol met kerosine en het gas freon om te voorkomen dat het dichtvriest. De Russen worstelen met de vraag hoe ze het meer schoon kunnen houden en hoe ze kunnen voorkomen dat ze een vreselijk virus mee naar boven nemen. "Ik ben erg opgewonden, maar als we het doen is er geen weg terug meer", zegt wetenschapper Aleksej Akajkin. "Als je het aanraakt, is het voorgoed aangeraakt." (anp/sam)
(HLN)
Taal onmisbaar bij leren tellen
Om aantallen te kunnen benoemen heb je telwoorden nodig: één, twee, drie en ga zo maar door. Maar wat nu als een taal die woorden niet kent? Amerikaanse onderzoekers denken dat dit niet alleen het praten over grote aantallen bemoeilijkt, maar dat je dan zelfs niet goed over aantallen na kunt denken.
De Pirahã-stam uit Brazilië kent slechts drie telwoorden: ‘hói’ (één), ‘hoí’ (twee) en ‘aibai’ (veel).
Al eerder ontdekten onderzoekers stammen in het Amazonegebied die amper telwoorden kennen en daardoor ook moeilijk om konden gaan met grote aantallen. Maar dat was nog enigszins als cultuurverschil te verklaren: in hun dagelijks leven hadden de leden van deze stammen geen besef van grote aantallen nodig; ‘een’, ‘twee’ en ‘veel’ voldeden in hun dagelijkse leven prima.
Nu hebben Amerikaanse wetenschappers een groep doven uit Nicaragua onderzocht die zelf een eigen gebarentaal heeft ontwikkeld. Zonder telwoorden. En hoewel zij hele normale moderne levens leiden met banen en gezinnen, blijken ook zij moeite te hebben met aantallen groter dan drie. Volgens de onderzoekers wijst dit erop dat het zonder taal niet mogelijk is om te leren tellen.
“Het gaat niet alleen om de telwoorden”, legt onderzoekster Susan Goldin-Meadow uit. “Maar ook om de onderliggende relaties tussen die woorden: het feit dat ‘acht’ één meer is dan ‘zeven’ en één minder dan ‘negen’, bijvoorbeeld. Zonder een groep telwoorden lukte het de kleine dovengemeenschap niet om te leren dat getallen op elkaar voortbouwen en zo hun waarde krijgen.” Doven die een reguliere gebarentaal leren zoals de Nederlandse Gebarentaal, hebben geen problemen met tellen en rekenen. Zij leren – net als horende kinderen – al jong het rijtje ‘één tot en met tien’; vaak zelfs voor ze beseffen dat die woorden voor bepaalde aantallen staan.
Communicatie of denken?
De doven uit de Nicaraguaanse gemeenschap kunnen in het dagelijks prima met geld omgaan, ondanks dat ze geen idee hebben van de precieze numerieke waarde. Ze wisten precies hoeveel het geld waard was dat hoofdonderzoekster Elizabet Spaepen hen voorlegde. Hierbij maakten ze gebruik van de kleur en vorm van het geld om de waarde te bepalen. Bij andere telexperimenten maakten de doven echter veel meer fouten dan horende Nicaraguanen of doven die de Amerikaanse gebarentaal gebruikten.
Zo liet Spaepen hen filmpjes navertellen in hun zelfbedachte gebarentaal. In de filmpjes speelden aantallen een belangrijke rol. Hoe groter het aantal was dat essentieel was in de video, des te meer problemen de doven hadden met het nauwkeurig navertellen van het verhaal. Boven de drie had de dovengemeenschap geen gebaren meer voor aantallen.
Dat het gebrek aan telwoorden niet alleen invloed heeft op de communicatie, maar ook op het denken, bleek uit een volgend experiment. Spaepen vroeg de doven om met stenen uit een damspel aan te geven hoeveel damstenen er voor hen lagen. Tot drie damstenen ging het ze goed af, maar daarna maakten ze veel fouten. “Ze zaten er niet ver naast”, aldus Spaepen. “Ze kunnen hoeveelheden wel inschatten, maar het is voor hen onmogelijk om tot het exacte aantal te komen.”
Hoe taal het precies mogelijk maakt om te leren gaan met aantallen blijft voorlopig onduidelijk. Maar Spaepen denkt dat het bekende telrijtje ‘één, twee, drie……negen, tien’ dat elk kind op jonge leeftijd leert hierbij een rol speelt. Zo leert een kind dat ‘vijf’ voor ‘zes’ komt, al voor het weet dat ‘vijf’ overeenkomt met het aantal vingers aan een hand
(Kennislink)
12-02-2011quote:
07-02-2011
Russen boren op Zuidpool naar 15 miljoen jaar oud leven
[ afbeelding ]
© epa
(HLN)
Jaar wachten op Antarctisch onderwaterleven
Het leek er even op dat ze het zouden halen, de Russische onderzoekers die op Antarctica aan het boren zijn boven Lake Vostok. Het gat in de 3750 meter dikke ijslaag boven het zoetwatermeer is bijna klaar – het team heeft nog zo’n 20 meter te gaan. Toch moet het plan nu tot december de ijskast in; zondag 6 februari vertrekt namelijk het vliegtuig dat de Russen naar huis brengt.
Lake Vostok is met een oppervlakte van 250 bij 50 kilometer en een gemiddelde diepte van 344 meter het grootste meer van de pakweg 140 meren die op Antarctica onder het ijs verborgen liggen. Sinds de ontdekking in 1973 is gespeculeerd over mogelijk leven in het zoetwatermeer en daarom willen wetenschappers dolgraag boren tot aan het meeroppervlak. Vermoedelijk is Lake Vostok door het bovenliggende ijspakket al zo’n 15 miljoen jaar van de atmosfeer afgesloten; geologen schatten de ouderdom van het meer op 35 miljoen jaar.
Radarbeeld van Lake Vostok. Afbeelding: © Nasa
.Nog 20 meter
De lancering van het boorproject vond ruim twintig jaar geleden plaats, maar sindsdien zorgden diverse technische en financiële tegenvallers voor een trage vordering. Zo kwam in de Antarctische zomer van 2008-2009 de boor vast te zitten in het ijs, zo’n 80 meter boven het wateroppervlak.
Op 2 januari 2011 startten de Russen met boren op een diepte van 3650 meter; verwacht werd dat het project met een gemiddelde boorsnelheid van 3 meter per dag binnen een maand kon worden afgerond. Maar deze week liet teamleider Valery Lukin het tijdschrift Nature weten dat de deadline niet gehaald wordt: ‘In de ochtend van 1 februari was het boorgat 3711,2 meter diep. We zullen doorgaan met boren tot de dag van vertrek en hopen een diepte tussen de 3720 en 3730 meter te bereiken.’ De boring zal in december 2011 worden hervat.
Het Russische onderzoeksstation boven Lake Vostok. Het gestreepte gebouw links is de energiecentrale, rechts bevinden zich de accommodaties voor de onderzoekers. Op de achtergrond (met rood-witte bal) is het meteorologische station te zien. Boorkernen worden in gaten in het ijs bewaard, bij een temperatuur van -55 ˚C. Afbeelding: © US National Oceanic and Atmospheric Administration
Waar het in Nederland meestal niet zo’n ramp is om over te werken (als je de trein mist, pak je gewoon de volgende), is dat op Antarctica weldegelijk een probleem. De vlucht op 6 februari is namelijk de laatste voordat de Antarctische winter begint, waarin de omstandigheden te guur zijn om te vliegen. Het missen van het vliegtuig zou dus voor de Russen betekenen dat ze op het continent moeten overwinteren. Niet alleen erg koud (zo’n -50°C), maar ook dag en nacht pikdonker. En dan is het lastig boren…
Angst voor besmetting
Het boren moet met grote zorgvuldigheid gebeuren, want de angst voor biologische of chemische ‘besmetting’ van het water van buitenaf is groot. De Russen hebben weliswaar toestemming gekregen van het Antarctische milieubeschermingcomité, maar verscheidene wetenschappers hebben hun twijfels al uitgesproken over het project.’ Schoon boren bestaat niet’, aldus Jean Robert Petit van het Franse Laboratoire de Glaciologie et Géophysique de l’Environnement.
Voor de boring wordt een verwarmde boorkop gebruikt, met een niet-giftige siliconenolie als smeermiddel. In eerste instantie zal alleen water worden opgezogen om in het laboratorium te onderzoeken; in een later stadium zullen onderwaterrobots worden ingezet om ook sediment van de meerbodem te kunnen verzamelen. Op het uiteinde van de boorkop zit een sensor, die een signaal afgeeft zodra de boor in contact komt met water. Vervolgens wordt de boor verwijderd uit het gat zodat er water in kan stromen, dat vrijwel direct zal bevriezen. Daardoor komt de siliconenolie als het goed is niet in het meer terecht en kan het team het meerwater in bevroren toestand bemonsteren.
Locate van Lake Vostok op Antarctica en schematische doorsnede van het boorproject. Afbeelding: © Nature
Hengelen naar leven
De Russen zijn niet de enigen die naar subglaciaal leven op Antarctica zoeken. De Britten zijn bijvoorbeeld bezig met een boring boven Lake Ellsworth, een relatief klein meer in West-Antarctica. De Amerikanen hebben hun zinnen gezet op Lake Whillans, dat in open verbinding staat met de oceaan. ‘Met zoveel boorprojecten in zulke uiteenlopende meren is het net alsof je op verschillende plaatsen een hengel uitwerpt’, aldus geoloog Robin Bell van de Columbia University in New York. ‘De vangst zal behoorlijk verschillend zijn en we zullen een hoop nieuwe kennis opdoen!’
(Kennislink)
Wrijving in het vacuüm
Een draaiende bal blijft volgens de wetten van Newton in een vacuüm eeuwig draaien. Maar volgens Spaanse onderzoekers komt zo’n tollend voorwerp zelfs in complete luchtledigheid tot stilstand. Het vacuüm blijkt minder leeg te zijn dan je zou denken.
Het vacuüm is leeg. Helemaal leeg? Nee, zo vertelt de quantummechanica ons. Door het onzekerheidsprincipe tussen energie en tijd ontstaan er aan de lopende band paren van deeltjes met hun bijbehorende antideeltjes. De levensduur van die deeltjes is zó kort dat ze niet direct kunnen worden gemeten. Ondanks hun vluchtige bestaan oefenen de virtuele deeltjes, net als gewone deeltjes, toch een kracht uit op objecten. De gemiddelde kracht die de deeltjes gezamenlijk produceren kan wel worden gemeten.
Nu voorspellen Alejandro Manjavacas en F. Javier García de Abajo van het Optica-instituut in Madrid dat die krachten in het vacuüm de rotatiesnelheid van objecten kunnen verminderen. Voor hun berekening gingen de onderzoekers uit van deeltjes met spin. Die kan je vergelijken met draaiende tolletjes. Deze deeltjes voelen een druk van de virtuele deeltjes in het vacuüm. Je zou verwachten dat die druk vanuit alle richtingen even groot is, omdat er overal evenveel virtuele deeltjes ontstaan. Maar dat blijkt niet helemaal te kloppen.
Frontale botsingen
Om te begrijpen wat er gebeurt, vergelijken we de deeltjes met auto’s op een snelweg. Als de auto frontaal op een andere auto botst is de schade enorm. Een kop-staart-botsing is een stuk minder dramatisch: vaak blijft het dan bij een paar deukjes.
Bij de deeltjes is het precies zo: als een deeltje botst met een virtueel deeltje dat in dezelfde richting draait valt het effect wel mee, maar een virtueel deeltje dat in de tegengestelde richting tolt, geeft het draaiende deeltje een fikse opdonder. Hoewel het deeltje met allebei de soorten virtuele deeltjes even vaak botst, zal hij dus meer merken van de tegengesteld tollende deeltjes. Het resultaat? Het draaiende deeltje wordt afgeremd.
De Spaanse wetenschappers hebben hun theorie nog niet in de praktijk getest, maar ze zijn ervan overtuigd dat hun effect meetbaar is. In de grootste lege ruimte die er is, het heelal, kan deze kleine wrijvingskracht grote gevolgen hebben. Zo helpt het misschien bij het verklaren van de onzichtbare donkere materie waar een groot deel van het heelal uit moet bestaan.
(Kennislink)
Wetenschap op uw bordje
Spinazie maakt sterk, zo beweren Zweedse onderzoekers. Waar of niet waar? En hoe zit het met al die andere verhalen over gezonde voeding? De oogst van een jaar.
Popeye had gelijk
Lange tijd werd spinazie als ‘krachtvoer’ aangeprezen omdat het zoveel ijzer zou bevatten, maar dat berust op een misverstand. Zweedse onderzoekers maakten begin februari echter bekend dat spinazie wel degelijk goed is voor je spieren. Dat zou het gevolg zijn van nitraatverbindingen. Die zouden ervoor zorgen dat de mitochondriën (de ‘energiecentrales’ in onze cellen) efficiënter functioneren. Proefpersonen die drie dagen lang nitraat slikten, hadden tijdens trainingen veel minder zuurstof nodig om dezelfde prestatie te verrichten. Spinazie eten dan maar? Probleem is: minder zuurstof happen betekent niet dat je sterker bent. En nitraat zit niet alleen in spinazie; het zit in alle groenten en fruit. De onderzoekers hadden ook een nuttige tip. Niet te fanatiek tanden poetsen. De bacteriën in je mond zijn namelijk van belang voor de nitraatopname. Tandpasta is slecht voor je conditie.
Thee en koffie zijn goed voor je hart
Een conclusie waarmee de Universiteit Utrecht vorig jaar heel even wereldberoemd werd. Een cohortstudie waarbij 38.000 mensen werden gevolgd over dertien jaar liet zien dat twee of drie koppen koffie per dag de kans op hartfalen flink doet dalen. Meer of minder koffie was juist ongunstiger. Bij thee, aldus de onderzoekers, nam het gunstige effect bij méér kopjes alleen maar toe. Merkwaardig. Probleem is dat andere studies andere effecten laten zien, dat het aantal gevallen van hartfalen betrekkelijk laag was (waardoor de statistiek zwak werd) en dat de mensen zélf moesten aangeven hoeveel koffie of thee ze in een jaar hadden gedronken. Conclusie: hoogstwaarschijnlijk een toevallig effect.
Broccoli helpt tegen borstkanker
Er zijn van die groenten die hardnekkig als ‘gezond’ worden aangemerkt. Waarschijnlijk omdat ze eigenlijk vies zijn. Broccoli is er één van. Al vele jaren wordt er onderzoek gedaan naar ‘broccoli tegen kanker’, met wisselend resultaat. Grote probleem is dat niemand weet welke stof(fen) in die groene stronkjes heilzaam zou zijn. Veelbelovend is sulforafaan. In mei vorig jaar maakten Amerikaanse onderzoekers bekend dat borstkankercellen op een petrischaaltje, bespoten met sulforafaan, zich minder snel delen. Ook een experiment met muizen gaf positieve resultaten. Veelbelovend – maar voorlopig meer ook niet. Een mens is geen schaaltje en geen muis. Het aantal positieve resultaten bij labmuizen dat relevant blijkt voor mensen, is bedroevend klein.
Groene thee helpt tegen prostaatkanker
Drie jaar geleden ‘ontdekt’ door Japanse onderzoekers, en nog steeds populair. Zo’n 50.000 mannen (van 40 tot 70 jaar) vulden twintig jaar geleden een formulier in, en in 2004 werden hun medische gegevens opgevraagd. Ruim vierhonderd mannen hadden prostaatkanker, maar wat opviel was dat de mannen die veel groene thee dronken, veel minder vaak kanker in een gevorderd stadium vertoonden. Jammer ?genoeg bleek dat groene-theeslurpers gemiddeld ouder waren, vaker nog bij hun vrouw woonden, vaker rookten en vaker miso-soep aten. Wellicht dat (gevorderde) prostaatkanker dus meer met leeftijd te maken heeft. Of getrouwd zijn. Of soep.
Chocola is ook goed voor je hart!
Alweer een zeer omvangrijke studie, vorig jaar uitgevoerd in Duitsland, waarbij 19.000 mensen negen jaar lang werden gevolgd. Chocola zou de kans op een hartinfarct met wel 40 procent doen dalen! De studie was echter nogal grof – er kunnen heel wat andere factoren een rol hebben gespeeld. Maar het merkwaardigste was: de onderzoekers kwamen met chocolaconsumpties van 1,5 gram (‘laag’) tot 7,5 gram (‘hoog’) per dag. Dat laatste was dus gezond. Maar voor de liefhebber is 7,5 gram helemaal niks. En dat is de studie dus ook.
Rode wijn is goed voor je ogen
Vergeleken met de massa onderzoek naar de gezondheidseffecten van wijn – onderzoek dat vaak wordt gefinancierd door de wijnindustrie – leverde dit onderzoek, van juni vorig jaar, een origineel resultaat. Helaas was het van inferieure kwaliteit. De speurtocht naar wat er nu zo gezond is aan rode wijn, richt zich sinds kort op één enkele stof die in druivenschilletjes zit, reservatrol, dat goed zou zijn voor de bloedvaten. Amerikaanse onderzoekers gaven muizen extra reservatrol, én beschadigden de bloedvaten in hun netvlies (met een lasertje). Na enige tijd werden de muizen onthoofd, de bloedvaten onderzocht, en ziet: bij de muizen met reservatrol waren de bloedvaatjes veel beter hersteld. Conclusie: rode wijn is goed voor bloedvaten. Wellicht ogen. Van muizen.
(depers.nl)
Oogsten vanuit de ruimte
ENSCHEDE - Vanuit de ruimte is te volgen welke gewassen ergens geteeld worden en ook hoeveel de oogst ongeveer zal opleveren. Dat kan met satellietbeelden, zo ontdekte promovendus Mobushir Riaz Khan van de Universiteit Twente. Hij promoveert woensdag op zijn onderzoek.
© ANP
Voor beleidsmakers is het belangrijk voor de voedselveiligheid, verdeling van subsidies en om optimaal gebruik te maken van de beschikbare grond om te kunnen schatten wat waar groeit en hoeveel er geoogst zal worden.
Met satellietbeelden, die gratis zijn, is dit veel eenvoudiger en minder tijdrovend te bepalen.
© ANP
(nu.nl)
Kennisbedrijf wil drinkwater uit rook trekken
ARNHEM - Ronkende fabrieken kunnen droge gebieden aan water helpen. Kennisbedrijf Kema heeft een manier bedacht om water te winnen uit de rookgassen van fabrieksschoorstenen. De fabrikant kan dit water hergebruiken, maar het water is ook prima geschikt om te drinken.
© Thinkstock
Dankzij een miljoeneninjectie vanuit Europa gaat Kema de technologie op grote schaal testen, zei een woordvoerder van het kennisbedrijf.
Kema voerde het onderzoek samen uit met onderzoekers van de Universiteit Twente en enkele energiebedrijven. Het water dat normaal in de lucht verdwijnt, wordt met membranen, een soort minuscule filters, uit de rook getrokken.
De hoeveelheid water die bij een gemiddelde energiecentrale opgevangen kan worden, komt overeen met het gemiddelde waterverbruik van ongeveer 3500 gezinnen.
De tests worden uitgevoerd bij energiecentrales in Spanje en Israël, een geothermische bron in Tunesië en papierfabrieken in Nederland en Zuid-Afrika. Deze proeven moeten de weg vrijmaken voor grootschalige invoering van de nieuwe technologie. Hierbij wordt vooral gedacht aan gebieden in Afrika en het Midden-Oosten.
© ANP
(nu.nl)
Gedroomde nanocomputer lonkt na doorbraak
Amerikaanse wetenschappers hebben met ultradunne nanodraadjes een computerchip in elkaar geknutseld die in staat is simpele berekeningen te maken. Zo’n chip zou wel eens de basis kunnen vormen voor een toekomstige nanoprocessor, die een nieuwe generatie kleinere computers mogelijk maakt.
De beroemde natuurkundige Richard Feynman voorspelde het al in 1959: in de toekomst zullen de elektronische onderdelen van computers slechts enkele atomen groot zijn. Nu, ruim vijftig jaar verder, lijken we een beetje in de buurt hiervan te komen. Nanotechnoloog Charles Lieber en zijn collega’s van de Amerikaanse Harvard-universiteit presenteren, samen met het bedrijf MITRE, een revolutionaire computerchip op basis van ultradunne nanodraden in het vakblad Nature.
Van onderaf
De chips in de huidige computers zijn al ontzettend klein – in de orde van micrometers, duizend keer kleiner dan een millimeter – maar steeds wordt weer gestreefd naar een formaatje kleiner. Maar met de huidige techniek om chips te maken houdt het een keer op. Momenteel worden ‘microchips’ gemaakt door met een bundel licht patronen te etsen in een plakje silicium. Door de patronen steeds nauwkeuriger te schrijven was men de afgelopen jaren in staat steeds kleinere chips te maken. Maar kleiner dan de golflengte van de bundel licht, een paar honderd nanometer, kun je niet gaan. Net als dat je met een potlood nooit een kleinere punt kunt zetten dan de dikte van het potloodpunt zelf. Om nóg kleinere chips te maken, moet je dus een andere manier vinden om ze te bouwen.
Het maken van de huidige chips. Een lichtbron schijnt door een grote versie van het patroon (een masker) en vervolgens door een lens. Hierdoor verkleint het patroon, zodat het op chip-formaat op de plaat met geleidermateriaal (meestal silicium) terecht komt.
.Al sinds de jaren negentig bestaat het idee om computerchips ‘van onderaf’ op te bouwen, de zogenaamde bottom up-benadering. Door losse onderdeeltjes van enkele nanometers groot aan elkaar te monteren, zouden in theorie chips – en dus computers – met nano-afmetingen mogelijk zijn. Zo’n tien jaar geleden werden wat aansprekende resultaten geboekt op dit gebied, maar het is sindsdien vrij stil gebleven. Tot dit moment. Want de door Charles Lieber gebouwde chip blaast de ambitie van een ‘nanocomputer’ weer nieuw leven in.
De eerste programmeerbare nanoprocessor ter wereld, onder de microscoop. Afbeelding: © Lieber group, Harvard University
Simpele berekeningen
Lieber heeft een chip opgebouwd met behulp van hele smalle draadjes. Deze nanodraadjes zijn tien nanometer dik – een paar duizend keer dunner dan een haar – en bestaan uit germanium met een omhulsel van silicium. De nanodraadjes vlocht hij als het ware samen met dunne metalen elektroden. De punten waar de nanodraadjes en elektroden elkaar kruisten, werkten als een transistor: een enkele schakeling op een chip.
Op deze manier legde Lieber een chip in elkaar met enkele honderden schakelingen, in totaal 960 vierkante micrometer groot. Dat is weliswaar groter dan wat je momenteel in je computer kunt vinden, maar volgens Lieber kun je met deze techniek in theorie naar kleinere afmetingen dan ooit met de huidige chips mogelijk is. Lieber noemt zijn chip dan ook een prototype: laten zien dat het kán. En de chip werkt, want het lukte de chip om enkele simpele berekeningen als optellen, aftrekken en vermenigvuldigen uit te voeren. Dat is nooit eerder gelukt met een ‘van onderaf’ opgebouwde chip.
Toekomstige nanocomputers zullen vooral zeer energie-efficiënt zijn en, kop hem maar in, erg klein. Afbeelding: © Lieber group / Harvard University
Mijlpaal
De betrokken onderzoekers noemen de nieuwe chip een mijlpaal in het onderzoek naar een nanocomputer. Maar anderen zijn ook kritisch. De ontwikkeling van de moderne elektronica is de nieuw gebouwde chip zo ver vooruit in snelheid en rekenkracht, dat dit amper valt in te halen. Franz Kruepl, manager van het Amerikaanse bedrijf SanDisk, zegt op de website van Nature dat de industrie tegenwoordig miljoenen transistoren op een enkele chip kan proppen. Voordat Lieber daaraan komt zal hij het formaat van zijn chip drastisch moeten verkleinen en de betrouwbaarheid vergroten, aldus Kreupl.
Lieber erkent dat zijn nieuwe vondst moeilijk kan opboksen tegen de bestaande elektronica. Hij ziet dan ook voornamelijk kansen in het lage energieverbruik van zijn chip (honderd keer efficiënter dan de huidige chips) en – natuurlijk – de kleine afmetingen. Een nieuw soort kleine elektronica ligt in het verschiet in de vorm van kleine robotjes, sensors of medische apparatuur, denkt hij. Of dit de toepassingen zijn van de toekomstige nanocomputers zal moeten blijken. Maar laten we hopen dat we niet nog eens vijftig jaar moeten wachten tot de volgende doorbraak.
Bron:
H. Yan e.a., Programmable nanowire circuits for nanoprocessors, Nature 470 240-244 (10 februari 2011)
doi:10.1038/nature09749
(Kennislink)
Veroudering omgekeerd in stamcel
Stamcellen gaan in het laboratorium nieuwe inzichten opleveren om zowel ziekelijke als normale veroudering te bestuderen. Dat zeggen Amerikaanse wetenschappers die stamcellen wisten te kweken van mensen met de verouderingsziekte progeria. Hun vondst staat in het blad Nature.
Kinderen met progeria verouderen razendsnel. Afbeelding: © Creative Commons Flickr.com
De verouderingsziekte progeria, veroorzaakt door één fout in het zogenaamde LMNA-gen, is een bizar fenomeen: kinderen van nog geen tien jaar oud hebben het lichaam van een bejaarde. De kinderen hebben typische verouderingseigenschappen, zoals rimpels, botontkalking, haaruitval en aderverkalking. Al deze aftakelende symptomen zijn nagenoeg identiek aan gewone veroudering, maar dan versneld. Gemiddeld worden progeriapatienten twaalf jaar oud; daarna is het lijf op.
Juan Carlos Izpisua Belmonte en zijn collegas van de Universiteit van California hebben, om progeria en veroudering in het algemeen beter te begrijpen, de hulp ingeroepen van stamceltechniek. Dat melden de onderzoekers in Nature. Belmonte, zelf een stamcelspecialist, kwam op het idee om cellen van progeriapatiënten af te nemen en verder te kweken als stamcellen. De progeriacellen verouderen, maar in hun tweede leven als stamcel niet. Onderzoeken hoe dat kan maakt het mogelijk om veroudering op celniveau beter te begrijpen, schrijft Belmonte in Nature.
Een stamcel heeft de eeuwige jeugd. Zelfs wanneer hij afkomstig is van iemand met een verouderingsziekte. Afbeelding: © Wikimedia Commons
Belmontes stamcellen verouderen dus niet: de ziekte is weg. Omdat ze ooit als progeriacel wél verouderden, is dit hoopvol bewijs dat progeria en veroudering terug zijn te draaien. Zelfs celonderdelen zoals de celkern die door progeria waren misvormd, nemen hun gezonde vorm weer aan.
De vergelijking tussen de progeriacel en zijn tweede leven als stamcel, levert volgens Belmonte nieuwe aanknopingspunten op voor medicijnen tegen de verouderingsziekte. Als je bijvoorbeeld de eiwitten in stamcellen en progeriacellen analyseert, en naar verschillen zoekt, vind je mogelijk nieuwe aanknopingspunten voor medicatie.
Als laatste onderzoekspuntje noemt Belmonte een betere analyse van de genetische oorzaken voor veroudering. Omdat de progeriacellen die je omkweekt naar stamcel nog altijd een en dezelfde cel zijn, blijft het DNA onveranderd. Dat veroudering stopt komt vermoedelijk doordat verouderingsgenen niet meer worden afgelezen. Welke genen dit naast het LMNA-gen zijn, moet nader onderzoek uitwijzen.
(Kennislink)
Vroeger? Dat ligt in het oosten
Hoe je moedertaal bepaalt hoe je denkt
Op een tijdsbalk is links het verleden en rechts later in de tijd. Logisch. Toch? Hoe we over tijd en ruimte denken blijkt afhankelijk te zijn van de taal die we spreken. Sommige volken plaatsen daarom het verleden juist rechts en andere zelfs altijd in het oosten.
Zet een stip een velletje papier. Als die stip vandaag verbeeldt, waar zou je dan een stip voor gisteren plaatsen? Grote kans dat je die links van de eerste stip zet. Je denkt misschien dat dit niks met taal te maken te heeft, maar dan vergis je je. Mensen die Hebreeuws spreken -en dus van rechts naar links schrijven- zetten de stip juist rechts van de eerste stip. Blijkbaar bepaalt de taal die je spreekt hoe je denkt over abstracte zaken als tijd en ruimte. Of misschien bepaalde de manier waarop onze voorouders dachten wel hoe we ons nu in onze taal kunnen uitdrukken.
Edward Sapir en Benjamin Lee Whorf
Van voor naar achter, van oost naar west
De eersten die het idee opperden dat taal en denken nauw met elkaar verbonden zijn waren Benjamin Lee Whorf en Edward Sapir in de jaren 30 van de vorige eeuw. Hun Sapir-Whorf-hypothese, die stelt dat sprekers van verschillende talen ook verschillend denken, werd in eerste instantie door de wetenschap omarmd. Toen in de jaren 70 echter nog steeds geen bewijzen voor het idee gevonden waren, keerden veel wetenschappers het de rug toe. Enkelen hielden stug vol en bleven zoeken naar bewijzen. En de laatste jaren lijken zij toch gelijk te krijgen.
Een van die onderzoekers is Leva Boroditsky, een assistent-professor aan de Stanford University (VS). Zij ging naar Pormpuraaw, een Aboriginal-dorpje in Noord-Australië. De bewoners daar liet ze dezelfde taak uitvoeren met de stipjes en vroeg hun ook nog om reeksen afbeeldingen op volgorde te leggen. Dit waren bijvoorbeeld fotos van een man in verschillende fasen van zijn leven. Of van een banaan geheel in zijn gele jasje tot aan de lege schil. Wat Boroditsky vond was erg opvallend: de Pormpuraawanen legden de kaarten niet consistent van links naar rechts of van rechts naar links. In plaats daarvan legden ze ze steeds van oost naar west, onafhankelijk van hoe ze zaten.
De hele concepten links en rechts bleken niet voor te komen in het Kuuk Thaayorre, de taal in Pormpuraaw. Waar wij in het Westen ruimtelijke informatie verwoorden aan de hand van ons eigen lichaam, gebruiken deze Aboriginals juist de kompasrichtingen. Boroditsky denkt dat dit zo is ontstaan door de baan van de zon: die komt op in het oosten, en verdwijnt later op de dag in het westen.
Tienéén, tientwee, tiendrie
Ergens is dat een heel praktisch systeem: nooit meer onduidelijkheden als Voor jou of voor mij links? Al klinkt het voor ons wel een beetje vreemd om te zeggen Nee, dat schilderij moet nog iets naar noord-noordwest. En je moet dan dus altijd weten waar het noorden is, ook als je in een gebouw bent dat je nog nooit eerder van binnen hebt gezien. Volgens Boroditsky hebben de Pormpuraawanen hier echter totaal geen moeite mee. Een vijfjarige kan daar zonder aarzelen het noorden aanwijzen, iets waar zelfs de slimste westerling grote moeite mee heeft. Haar onderzoek toont dus aan dat niet alle mensen op dezelfde manier denken. En dat taal daar een onderscheidende factor in is.
Ook uit andere onderzoeken blijkt dat taal een rol speelt in de manier waarop onze hersenen zich ontwikkelen. Zo leren kinderen eerder tellen in talen met een duidelijke tientallen-structuur. Onze woorden elf, twaalf, dertien zijn niet zo duidelijk tien plus één, plus twee of plus drie, maar in bijvoorbeeld het Mandarijn blijkt dit wel al uit het woord zelf. En kindjes die Hebreeuws spreken beseffen al bijna een jaar eerder dan Finse kindjes of ze een jongetje of een meisje zijn. Dit komt doordat in het Hebreeuws aan heel veel woorden het geslacht is af te lezen; zelfs jij heeft een markering voor mannelijk of vrouwelijk. In het Fins ontbreekt deze markering volledig.
Getuigenverklaringen
Op zich geen probleem dat we de wereld allemaal nét iets anders zien, maar het kan wel grote gevolgen hebben. In de rechtszaal bijvoorbeeld. Verschillende talen gebruiken verschillende manieren om gebeurtenissen te beschrijven. En dat zorgt ook voor verschillende herinneringen.
Het Engels heeft bijvoorbeeld een voorkeur voor actieve zinnen. Engelsen zeggen eerder Hij brak de vaas dan De vaas is gebroken. Japanners en Spanjaarden gebruiken juist eerder de tweede zin, de passieve zinsconstructie.
Om de gevolgen hiervan te onderzoeken liet Boroditsky Engelsen, Spanjaarden en Japanners kijken naar filmpjes. In de filmpjes waren twee jongens te zien die expres of per ongeluk ballonnen lieten knappen, eieren braken en drankjes morsten. Na het kijken konden alle proefpersonen precies zeggen wie wat gedaan had mits de actie expres was uitgevoerd. Als de gebeurtenis een ongeluk was, was de taal van de proefpersoon een goede voorspeller of de juiste dader aangewezen kon worden. De Engelsen, die altijd actieve zinnen gebruiken, waren hier veel beter in dan de Japanners en de Spanjaarden, die dergelijke situaties in een passieve zin zouden beschrijven. In een passieve zin wordt de dader immers niet genoemd.
Talen maken de mens
Uit al deze onderzoeken blijkt dat Sapir en Whorff er helemaal niet zover naast zaten. Taal lijkt wel degelijk van invloed te zijn op de manier waarop we denken. Boroditsky schrijft deze maand in de Scientific American dat onze talen van de wereld een soort handleidingen zijn, geschreven door onze voorouders, waarin staat hoe we alles om ons heen moeten waarnemen, categoriseren en betekenis geven. Het is een bewijs van ons vermogen om ons aan te passen en om nieuwe dingen uit te vinden of bestaande zaken juist te herschikken. En dat juist wat ons mens maakt, aldus Boroditsky.
(Kennislink)
'Hersengebieden kunnen van functie veranderen'
AMSTERDAM – Sommige hersendelen van blinde mensen houden zich bezig met taken waar ze oorspronkelijk niet voor zijn bedoeld. Dat hebben Amerikaanse wetenschappers ontdekt.
© Thinkstock
Als mensen blind zijn geboren, worden sommige delen van de visuele cortex op latere leeftijd ingezet voor taalverwerking. Normaal gesproken is dit hersendeel uitsluitend betrokken bij visuele taken.
De bevinding toont aan dat de functie van hersengebieden soms dramatisch verandert en dat taalverwerking niet alleen kan plaatsvinden in gespecialiseerde delen van het brein. Dat schrijven onderzoekers van het Massachussets Institute of Technology in het wetenschappelijk tijdschrift Proceedings of the National Academy of Sciences.
Voorverpakt
“Je brein is geen voorverpakt artikel”, verklaart onderzoekster Marina Bedny. “Onze hersenen ontwikkelen zich niet langs een van te voren uitgestippeld traject. Je kunt het brein eerder zien als een bouwpakket. Het bouwproces wordt sterk beïnvloed door de ervaringen die je opdoet tijdens je ontwikkeling.”
Eerdere studies hadden al aangetoond dat sommige blinde mensen hersenactiviteit in de visuele cortex vertonen tijdens verbale opdrachten. De Amerikaanse wetenschappers hebben echter voor het eerst aangetoond dat de volledige taalverwerking kan plaatsvinden in dit hersengebied.
Hersenscans
Bij hun experiment voerden de onderzoekers hersenscans uit bij blinde mensen die verschillende taalkundige opdrachten maakten. Uit het onderzoek bleek dat de visuele cortex van proefpersonen die blind waren geboren, op dezelfde manier op taal reageerde als hersengebieden die normaal gesproken bij taalverwerking zijn betrokken.
De grote vraag is waarom de visuele hersengebieden van blinde mensen worden ingezet voor taalverwerking.
Dynamiek
Volgens onderzoekster Bedny heeft de verandering van functie waarschijnlijk vooral te maken met een alternatieve ontwikkeling van de hersenen.
“Als de hersenfuncties worden verdeeld en de visuele cortex niet zijn normale functie van visie krijgt, gaat dit gebied waarschijnlijk meedingen naar andere functies”, verklaart Bedny. “De hele ontwikkelingsdynamiek van de hersenen verandert
(nu.nl)
Trekstraal met laser is mogelijk, zegt wetenschap
Een laser kan zo gemanipuleerd worden dat hij objecten naar zich toetrekt. Dat zeggen wetenschappers van Hong Kong en China.
Het is geweten dat licht een 'duw' kan veroorzaken, bv. in zonnezeilen die ruimtetuigen voortduwen met een 'wind van licht'. De wetenschappers hebben nu berekend wat de voorwaarden zijn om een dergelijke straal ook te laten trekken, meldt BBC News.
Geen optisch pincet
Anders dan een sciencefictionwapen, zou deze technologie wel enkel werken op kleine afstanden. De techniek verschilt ook van een zogenaamd 'optisch pincet', waarbij piepkleine objecten kunnen worden bewogen nadat ze worden gevangen in de focus van een laserstraal. Ook verschilt hij van een werkwijze die Australische onderzoekers vorig jaar gebruikten om de lucht rond een gevangen partikel te verhitten. De trekstraal zou werken met een contante trek in de richting van de bron.
Besselstraal
De wetenschappers gebruiken daarvoor geen standaard laserstraal, maar wel een Besselstraal. Wanneer je er recht naar zou kijken, zou die lijken op de uitdeinende cirkeltjes die een object maakt bij een val in het water. Wanneer een dergelijke straal een object zou raken met een bepaalde hoek, kan de achterwaartse kracht worden gestimuleerd. Terwijl de atomen of moleculen van het doelwit het inkomende licht absorberen en opnieuw uitstralen, kan het deel daarvan dat opnieuw wordt uitgestraald in dezelfde richting als de straal schijnt, zo worden aangewend dat het object wordt achteruitgeduwd in de richting van de bron.
Mogelijkheden
Volgens de onderzoekers kan de ontdekking deuren openen voor nieuwe manieren van optische micromanipulatie, zoals het achterwaartse transport van een partikel over een grote afstand, of het sorteren van partikels. De theorie moet nu worden onderworpen aan een toetsing door derden en worden uitgetest in de praktijk. (sam)
(HLN)
IPad 2: geen revolutie maar evolutie
De iPad 2 is zowel in zwart als wit leverbaar. Als optie zijn gekleurde kunststof of lederen hoesjes te koop. De iPad 2 die Apple-topman Steve Jobs gisteravond onthulde, is lichter en sneller dan zijn voorganger. Apple heeft ook gezorgd voor een aantal andere verbeteringen, waaronder twee cameras. Beeldscherm, opslagcapaciteit en batterijduur zijn echter gelijk gebleven.
De iPad 2, zoals het apparaat na alle geruchten nu ook officieel blijkt te heten, is op het eerste gezicht grotendeels identiek aan de eerste generatie van Apples tabletcomputer. Het apparaat is op veel fronten verbeterd, maar de meeste veranderingen mogen eerder evolutie dan revolutie worden genoemd. Het aanraakscherm heeft hetzelfde formaat (9,7 inch) en resolutie (1024 x 768 pixels). Ook de onderliggende technologie is niet veranderd.
Snellere A5 dualcore-processor
Een belangrijke verbetering is wel de dualcore A5-microprocessor, die de singlecore A4-chip van de eerste iPad vervangt. Ook de A5 is gebaseerd op een ontwerp van het Britse ARM, waar de ingenieurs van Apple hun eigen aanpassingen aan hebben toegevoegd. De kloksnelheid is hetzelfde gebleven: 1 GHz. Apple claimt een verdubbeling van de algehele performance, terwijl de grafische prestaties 'tot 9 keer sneller' zouden zijn.
Bij de introductie wilden Apple-medewerkers niet zeggen hoe groot het werkgeheugen van de iPad 2 is omdat dit 'niet belangrijk' zou zijn. De eerste iPad moest het met 256 MB RAM-geheugen stellen, terwijl zelfs de iPhone 4 al over 512 MB beschikt. Er deden speculaties de ronde dat de iPad 2 met 1 GB zou worden uitgerust, onder meer om multitasking te vergemakkelijken.
Twee camera's aan voor- en achterkant
Aan de schermkant van de iPad 2 is bovenin een klein gaatje zichtbaar waar een VGA-camera achter schuilgaat. Aan de achterkant zit een tweede camera met een HD-resolutie van 720p. Apple benut beide cameras onder meer voor de applicatie FaceTime, waarmee gebruikers videogesprekken kunnen voeren tussen een iPad, iPhone of iMac. FaceTime was al eerder beschikbaar op de iPhone 4 en de iMac.
De cameras komen ook tot hun recht met een andere nieuwe app, PhotoBooth. De software bevat een aantal speciale effecten om fotos 'artistiek' te bewerken, bijvoorbeeld door portretten te vervormen. Geweldig voor feestjes of gewoon voor de lol, stelt Apple.
Nog een toevoeging is een gyroscoop, die samenwerkt met de al aanwezige versnellingsmeter en het kompas. Daardoor zijn locatie, positie en richting van de iPad 2 exact te bepalen. Apple verwacht dat een nieuwe generatie apps, waaronder games, van deze voorziening gebruik gaan maken. Nog steeds hebben alleen de 3G-modellen een gps-ontvanger.
Zware jongen iets lichter geworden
De eerste iPad was met zijn 680 gram voor het wifi-model aan de zware kant. Apple heeft daar bijna 80 gram van af weten te schaven. Het gewicht van de modellen met wifi plus 3G is verlaagd van 730 naar 613 gram. De tablet is tegelijk 33 procent platter geworden: van 13,4 naar 8,8 millimeter. Dat maakt de iPad 2 zelfs dunner dan de iPhone 4, die 9,3 mm dik is. Lengte en breedte zijn nauwelijks veranderd.
Opslagcapaciteiten zijn niet veranderd
Apple zag kennelijk geen reden om de opslagcapaciteit van de iPad te vergroten. Die is naar keuze nog steeds 16, 32 of 64 GB. Ook zijn deze 3 capaciteiten nog steeds met alleen wifi of met zowel wifi als 3G-communicatie leverbaar. Nieuw is dat meteen een model voor het Amerikaanse cdma-netwerk van Verizon Wireless uitkomt.
Verder is de iPad voortaan niet alleen in zwart maar ook met een witte behuizing leverbaar. En wel meteen. Vorig jaar kondigde Apple ook een witte versie van de iPhone 4 aan, maar die was door productieproblemen lange tijd niet leverbaar.
Smart Cover met magneetjes aan iPad 2 bevestigd
Als extra accessoire (39 dollar in polyurethaan, 69 dollar in leer) is een nieuw type hoes voor de iPad 2 leverbaar, die Smart Cover is gedoopt. Op de eerste tasjes van Apple voor de iPad is nogal wat kritiek gekomen, omdat ze vrij dik en zwaar zijn. "Het is geen tasje maar een 'cover' ", zei topman Jobs bij de onthulling van de Smart Cover met nadruk.
De Smart Cover is heel dun en licht, wordt met een aantal magneetjes op zijn plaats gehouden en kan in een aantal stroken worden omgevouwen. Daardoor is hij ook als bureaustandaard te gebruiken. Door het onderste strookje dicht te klappen, gaat de iPad 2 in de slaapstand.
Een andere nieuwe accessoire (eveneens van 39 dollar) is de Digital AV Adapter, een verloopkabel waarmee beelden naar een apparaat met HDMI-ingang kunnen worden uitgevoerd. Dat kan bijvoorbeeld een HD-televisie of een lcd-projector zijn. De maximale resolutie daarbij is 1080p. Dit betekent waarschijnlijk dat 'upscaling' vanaf 720p resolutie wordt gedaan. De zogeheten gespiegelde video-output werkt met alle apps.
iPad 2 is zeer snel na onthulling echt te koop
Opmerkelijk is hoe snel na de onthulling de iPad 2 daadwerkelijk verkrijgbaar is. In de Verenigde Staten ligt de nieuwe tablet vanaf 11 maart in de winkel. Al op 25 maart volgen 26 andere landen, waaronder Nederland. Vorig jaar moest Nederland tot eind juli wachten op de eerste iPad, nadat die vanaf april al in de VS te koop was.
Apple heeft de internationale prijzen nog niet onthuld, maar in de VS zijn de prijzen exact gelijk aan die van de eerste iPads. Dat betekent bijvoorbeeld dat het wifi-model met 16 GB nog steeds 499 dollar kost en het topmodel met 64 GB, wifi en 3G 829 dollar.
(automatiseringgids.nl)
Nieuwe ruimtesimulator SRON bootst heelal na
SRON Netherlands Institute for Space Research gaat met financiële steun van onderzoeksfinancier NWO een ruimtesimulator ontwikkelen. In de simulator - die de duisternis en de extreem lage temperaturen in het heelal nabootst - wil het ruimteonderzoeksinstituut zijn ruimte-instrumenten aan intensieve tests gaan onderwerpen.
De eerste kandidaat is de infraroodspectrometer SAFARI, het toekomstige Europese zenuwcentrum van de Japanse ruimtetelescoop SPICA. SAFARI wordt uitgerust met ultragevoelige infrarood-detectoren. Deze Transition Edge Sensors zijn door SRON ontwikkeld. De nieuwe technologie stelt echter veel hogere eisen aan het ijken van de instrumenten (kalibratie) en aan de testfaciliteiten op de grond, die zeer lichtdicht moeten zijn.
De ruimtesimulator die SRON nu met financiële steun van NWO (circa 900.000 euro) gaat ontwikkelen, voldoet aan al die eisen. De totale kosten bedragen circa 1,2 miljoen euro; de simulator moet eind 2012 operationeel zijn.
(allesoversterrenkunde)
Snelle zonnecellen
Zonnecel kan nu goedkoper gemaakt worden.
Zonnecellen worden gemaakt door atomen met veel energie op een dun plaatje te laten vallen. Maar dit gaat erg langzaam, waardoor het maken van zonnecellen een kostbare aangelegenheid wordt. Maar nu heeft de TU Delft een manier gevonden om het productieproces tien keer sneller te maken.
Onderzoekers van de TU Delft hebben een manier gevonden om goedkopere zonnecellen te maken. Met deze nieuwe methode duurt het maken van een zonnecel tien keer zo kort, waardoor er dus meer cellen in dezelfde tijd kunnen worden gemaakt. Michael Wank promoveert vandaag op zijn ontdekkingen over van amorf silicium gemaakte zonnecellen.
Drie soorten zonnecellen
Zonnecellen worden meestal van silicium gemaakt. Silicium heeft als voordeel dat het goedkoop is en makkelijk in bulk te verwerken is. Het nadeel van silicium is het lage rendement dat het over het algemeen oplevert in zonnecellen.
Silicium kan op verschillende manieren voorkomen in zonnecellen. Het verschil zit hem hierbij in de structuur van de atomen op de cel, die effect hebben op de prijs en de efficiëntie van de zonnecel. Bij de kristallijne structuur liggen alle atomen op de hele cel netjes naast elkaar in een keurig grid. Hierdoor kan stroom goed door de cel heen. Deze cellen hebben dan ook een (relatief) hoog rendement. Nadeel: ze zijn heel erg duur om te maken. De polykristallijne cellen zijn wat goedkoper, maar ook minder goed. Hierin zijn kleine blokjes van de cel telkens netjes gerangschikt, maar de blokjes liggen onderling niet netjes bij elkaar.
Het amorfe silicium, de derde soort, heeft alle atomen slordig door elkaar liggen. Deze vorm van silicium is het goedkoopst, maar maakt ook de slechtste cellen. Een voordeel van amorfe zonnecellen is wel dat ze buigbaar zijn, waardoor ze bijvoorbeeld geïntegreerd kunnen worden in gebouwen. Bij kristallijne cellen moeten de bekende grote plakken los op het dak gemonteerd worden.
Om een (amorfe) zonnecel te produceren wordt silaangas in een machine gepompt. De machine zorgt ervoor dat het gas als silicium neerslaat op een plaatje, en op deze manier wordt er laagje voor laagje een zonnecel gevormd. Dit proces heet chemische dampdepositie. Maar dit gaat erg langzaam: ongeveer 0.1 nanometer per seconde. Aangezien zonnecellen ongeveer 250 nanometer dik zijn, duurt het wel veertig minuten om één zonnecel te maken.
Plasma en ionen
Maar er bestaat een manier om het proces sneller te laten verlopen. De promotor van Wank, Dr. Miro Zeman legt uit over de methode: Wanneer er tijdens het proces in de machine plasma wordt toegevoegd verloopt het proces veel sneller. Alleen, als het silicium op het plaatje ligt, moet het nog een energie-boost krijgen om zich netjes te schikken, zodat het goed energie kan geleiden. Bij andere cellen en chips komt deze energie van warmte: de chip wordt verwarmd, de atomen op de chip gaan bewegen en komen in een net patroon te liggen. Maar zonnecellen kunnen niet zo verhit worden: dan zouden ze stukgaan. Wat Wank nu heeft ontdekt is dat in plaats van verhitting ook een stroom ionen gebruikt kan worden om het silicium te bewerken. Door dit ion-shot krijgen de atomen zo'n knal dat ze zich rangschikken, zonder verhitting van de zonnecel.
Tien keer sneller
De resultaten van de nieuwe methode van Wank liegen er niet om: zonnecellen kunnen zo wel tien keer sneller worden geproduceerd, met 1 nanometer per seconde. Hiermee kan de productie van deze zonnecellen dus goedkoper worden, zonder dat de kwaliteit afneemt; de snelle zonnecellen hebben net als de huidige een rendement van rond de zeven procent. Zeman,denkt dat we misschien al over 2 jaar deze cellen op de markt zullen zien. 'Er zijn in ieder geval al bedrijven die op industriële schaal de machines maken, die nodig zijn voor de productie van de cellen. Er is dus duidelijk interesse in deze nieuwe techniek.'
Marc Seijlhouwer
(Noorderlicht)
Welke nanoproducten kun je nu al kopen?
Tennisrackets, onderbroeken en Benny de beer
Het aantal producten waarbij nanotechnologie wordt gebruikt bij het maken ervan, blijft gestaag groeien. Op dit moment zijn er wereldwijd ruim 1300 ‘nanoproducten’ op de markt, blijkt uit de meest recente inventarisatie. Om wat voor producten gaat het eigenlijk? En hoe weet je wanneer iets een nanoproduct is?
De markt overspoelen doet nanotechnologie momenteel niet. Maar de laatste cijfers laten wel zien dat de opmars van producten waar nanotechnologie wordt ingezet bij het maken ervan gestaag voortzet. Werden in 2005 nog 54 ‘nanoproducten’ geteld, de jaren erna is dat aantal vrijwel continu gestegen tot 1317 in 2010. De cijfers komen van de inventarisatie door het Amerikaanse Project on Emerging Nanotechnologies (PEN). Hoewel zij de producten niet wetenschappelijk testen – en de getallen dus met een korreltje zout moeten worden genomen – wordt de database door velen gezien als een goede en betrouwbare indicatie.
Het aantal nanoproducten per jaar, volgens de database van de Project on Emerging Nanotechnologies. De groei kan nagenoeg perfect benaderd worden met een rechte lijn. Afbeelding: © Project on Emerging Nanotechnologies
.Wat is PEN?
Project on Emerging Nanotechnologies (PEN) is een samenwerking tussen het onderzoeksinstituut Woodrow Wilson International Center for Scholars en de organisatie Pew Charitable Trusts, met als doel: publiek, beleidsmakers en bedrijfsleven objectief informeren over nanotechnologie. De database met nanoproducten komt tot stand met hulp van fabrikanten en betrouwbare bronnen. Helemaal waterdicht is het niet, want de producten worden niet wetenschappelijk getest. Desondanks grijpen politici en beleidsmakers meestal terug op deze database voor een overzicht van nanoproducten.
Vooral gezondheidsproducten
Over wat voor producten praten we eigenlijk als we het hebben over nanoproducten? Revolutionair nieuw spul? Dat valt wel mee. Nanotechnologie wordt momenteel veelal toegepast om de eigenschappen van bestaande producten te verbeteren. Bijvoorbeeld door tennisrackets of golfsticks sterker en lichter te maken. Of door nieuwe, handige eigenschappen te geven aan een product. Bijvoorbeeld een koelkast die bacteriën doodt, of jassen en overhemden die niet kreuken.
De verschillende soorten nanoproducten die nu verkrijgbaar zijn lopen erg uiteen. Van verzorgingsproducten tot autolak en van tuinartikelen tot speelgoed. De database van PEN heeft de producten in een aantal categorieën verdeeld. De categorie met de meeste producten is ‘Health and Fitness’ waaronder cosmetica, kleding en sportartikelen vallen. Denk dan aan een huidcrème met nanodeeltjes goud die de huid gezond houdt, niet-stinkende sokken en onderbroeken of, één van de bekendste, de transparante zonnebrandcrème.
De database bevat ook een aantal opvallende producten. Zo blijken bijvoorbeeld de Xbox 360 en de iPhone onderdelen te bevatten die met nanotechnologie gemaakt worden. Andere noemenswaardige producten zijn aluminiumfolie waarmee eten sneller gaar wordt zonder de knapperigheid te verliezen, een lichtgewicht ijsbijl en Benny de Beer (zie afbeelding links), de knuffelbeer waar zilvernanodeeltjes aan zijn toegevoegd om bacteriën weg te houden bij kinderen.
De ‘nano’ in nanoproduct
Er zijn verschillende manieren waarop nanotechnologie wordt toegepast in producten. Zo kunnen bijvoorbeeld nanodeeltjes worden toegevoegd, zoals in zonnebrandcrème en sokken. Of de structuur van materialen wordt op nanoschaal bewerkt om het product steviger of lichter te maken, zoals bij sportartikelen. Daarnaast kan nanotechnologie gebruikt zijn als techniek om hele fijne structuren te maken, zoals in het geheugen van mobiele telefoons.
Geen controle
De database bevat producten die wereldwijd op de markt zijn. Dat wil niet zeggen dat ze hier in Nederland allemaal in de schappen liggen. De meeste producten komen uit de Verenigde Staten en zullen met name daar te koop zijn. In Nederland zijn in totaal 119 verschillende nanoproducten op de markt, zo bleek vorig jaar uit een inventarisatie van de Voedsel en Warenautoriteit (VWA). Maar net als PEN heeft ook de VWA niet gecontroleerd of er daadwerkelijk nanodeeltjes in een product zaten.
Dat is het probleem bij nanoproducten: we weten niet altijd zeker wanneer iets een nanoproduct is. Fabrikanten zijn niet verplicht op een product te vermelden dat het nanodeeltjes bevat of met nanotechnologie gemaakt is. En als er wel iets met ‘nano’ op het product staat, hoeft dat niet eens waar te zijn. Het kan ook een marketingtruc zijn. Een controlerende instantie als de VWA heeft nu nog niet de technieken om de aanwezigheid van nanodeeltjes in producten vast te stellen. Dan is er ook nog het veiligheidsaspect: van een aantal nanodeeltjes – die al in producten voorkomen – is nog niet volledig duidelijk wat de effecten zijn voor de gezondheid en het milieu. Het wachten is op regelgeving die duidelijkheid schept, en tot die tijd moet de consument zelf beslissen of hij een product wil kopen. Een database als die van PEN kan dan een beetje helpen.
Bron:
Consumer Products Inventory, Project on Emerging Nanotechnologies
(Kennislink)
Onbekend Miller-experiment ontdekt
Vergeten materiaal van oersoep-experiment alsnog geanalyseerd
In de jaren ’50 wist de scheikundige Stanley Miller met inmiddels beroemde experimenten ‘oersoep’ te maken. De buisjes met de uitkomsten van deze experimenten lagen jaren te verstoffen in een vergeten la, tot ze een paar jaar geleden werden herontdekt. De inhoud van sommige buisjes bleek zelfs nog nooit geanalyseerd te zijn.
Het recept voor oersoep: men neme een glazen bol met daarin de volgende gassen: waterstofgas (H2), waterdamp (H2O), methaan (CH4) en ammoniak (NH3). Leid hier enkele bliksemstralen doorheen. En voilà: na enige tijd heeft u een troebel soepje, tjokvol aminozuren, de bouwstenen van het leven.
Het bovenstaande ‘recept’ is een korte samenvatting van een beroemd experiment dat de scheikundige Stanley Miller begin jaren 50 uitvoerde. Miller wilde hiermee aantonen dat de moleculen die aan de basis liggen van het leven op aarde spontaan ontstaan kunnen zijn uit simpele, anorganische stoffen. En hij had dus succes.
Een paar jaar geleden ontdekte een nieuwsgierige student het vergeten oorspronkelijke materiaal van Millers experimenten, netjes weggestopt in een la. En omdat er tegenwoordig veel betere analysemethoden bestaan dan in de jaren 50, besloten enkele wetenschappers de buisjes met daarin het resultaat van de experimenten opnieuw te onderzoeken. Met een mooie uitkomst: er bleken tijdens de experimenten nog veel meer verschillende soorten aminozuren te zijn ontstaan dan Miller destijds zelf kon aantonen.
In de la zaten ook buisjes met daarin de prut die Miller verkreeg uit experimenten waarbij hij waterstofsulfide (H2S) toevoegde aan het gasmengsel. Opvallend genoeg lijkt het erop dat deze buisjes nooit zijn geanalyseerd. Of in ieder geval heeft Miller nooit iets gepubliceerd over deze proeven. Dus besloten Eric Parker en enkele collega-onderzoekers de inhoud van de buisjes alsnog te analyseren. Zij schrijven hier deze week over in het blad PNAS.
In het goedje bleken maar liefst 23 verschillende, spontaan gevormde aminozuren te zitten. Waaronder zwavelbevattende. Eén daarvan was het aminozuur cysteïne, een belangrijke bouwsteen van veel soorten eiwitten. In feite heeft Miller hiermee, na z’n dood, aangetoond dat ook dit belangrijke aminozuur spontaan gevormd kon worden uit de oergassen die op de nog jonge aarde aanwezig waren.
In zijn eerste experimenten gebruikte Miller geen waterstofsulfide, omdat dit gas niet algemeen voorkomt in de atmosfeer. Maar het komt wel vrij bij vulkaanuitbarstingen. En rond de tijd dat het eerste leven ontstond, een paar miljard jaar geleden, was de aarde vulkanisch een stuk actiever dan nu. Het is dus prima mogelijk dat zich toen, onder de rook van een vulkaan, spontaan cysteïne-moleculen hebben gevormd. Die met andere aminozuren zijn gaan samenklitten, zodat ze nog weer ingewikkeldere moleculen vormden, waaruit uiteindelijk de eerste eencellige wezens ontstonden.
Millers experimenten zijn trouwens vaak herhaald. En hij is ook niet de enige die op het idee kwam om een zwavelgas toe te voegen. Dat er zo ontzettend veel verschillende aminozuren gevormd kunnen worden, puur met een handjevol gassen en wat bliksem, was dus al bekend. Maar het is wel mooi dat zijn oorspronkelijke materiaal nu alsnog grondiger dan eerst geanalyseerd kan worden. En ook dat het dus nog rijker blijkt te zijn dan in Millers tijd al werd gedacht.
Voor wie meer wil weten over de in vergetelheid geraakte la: het programma Labyrint sprak in de uitzending van 23 november 2010 uitgebreid met de student die Millers nalatenschap ontdekte. Zie de onderstaande video, vanaf het begin tot 13:30 minuten.
Nadine Böke
Eric Parker e.a., Primordial synthesis of amines and amino acids in a 1958 Miller H2S-richt spark discharge experiment, in: PNAS, 21 maart 2011.
(Noorderlicht)
Chinese wetenschappers in de opmars
LONDEN - China wordt niet alleen in de wereldeconomie en de politiek een grootmacht, maar ook in de wetenschap. Een op de tien artikelen in gezaghebbende wetenschapsbladen is tegenwoordig van Chinese makelij.
© Thinkstock
Daarmee hoeft de volksrepubliek alleen de Verenigde Staten nog voor zich te dulden.
Dat heeft de Royal Society, de Britse academie voor wetenschappen, maandag naar buiten gebracht. De instelling onderzocht het aantal publicaties in de periode 2004-2008.
Ten opzichte van de vorige lijst, over de periode 1999-2003, is China Japan en Groot-Brittannië voorbijgestreefd. Rond 2013 zal China de VS van de koppositie stoten, schatten de onderzoekers.
Volgens de Royal Society zijn naast China ook andere opkomende economieën, zoals Brazilië en India, bezig met een wetenschappelijke opmars. Nederland komt niet voor in de top tien.
© ANP
(nu.nl)
Door de bomen het bos niet meer zien
Amerikaanse onderzoekers hebben een nieuwe chip gebouwd die in het bloed rondzwervende ziektekiemen opvangt. De chip bevat een soort zeef, die op microscopische schaal op een bos lijkt. De boosdoeners zien door de bomen het bos niet meer, en komen vervolgens vast te zitten. De uitslag volgt binnen enkele seconden.
De chip van Brian Wardle en Mehmet Toner is niets anders dan een bos waar een vloeistof doorheen sijpelt. Het bos filtert vervolgens ziekmakende cellen uit het bloedmonster. Afbeelding: © Brian Wardle
De wetenschappers Brian Wardle en Mehmet Toner berichten over hun nieuwe chip in het nanotechnologie-blad Small. Nanotechnologie staat voor superkleine technologie, die op de schaal van atomen werkt, ook wel de nanoschaal. Dat is niet zo vreemd: één nanometer is precies één miljoenste millimeter.
Chips die binnen enkele seconden ziektekiemen opsporen zijn niet nieuw. Wat Wardles en Toners chip zo bijzonder maakt, is dat je hem heel precies kunt afstellen om allerlei ongenode gasten op te sporen, zelfs als ze nauwelijks in het lichaam aanwezig zijn.
De wetenschappers tonen in hun publicatie aan dat de chip uitgezaaide kankercellen, die nauwelijks in het bloed voorkomen, toch vangt. En je kunt het ding zo afstellen, dat hij zelfs virusdeeltjes in plaats van kankercellen detecteert.
Handig dus. Niet voor niets, dat het apparaatje al in Amerikaanse ziekenhuizen wordt getest, althans volgens het persbericht van Massachusetts Institute of Technology. Wardle verwacht vooral dat je ermee snel kunt vaststellen of een bepaalde vorm van kanker is uitgezaaid.
Het apparaatje is superklein, zoals je op deze foto ziet. Afbeelding: © Brian Wardle
De chip an sich werkt eigenlijk vrij simpel. Je kunt er ongeveer één milliliter van elk soort vloeistof in gieten, die dan vervolgens door een heel bos van piepkleine staafjes wordt gefilterd. De staafjes zijn gemaakt van de bekende koolstofnanobuisjes.
De ziekteverwekkers blijven aan de ‘bomen’ plakken, terwijl de rest van de bloedinhoud zonder problemen doorstroomt. Wardle heeft de bomen namelijk behangen met een speciaal soort klittenband – een antilichaam – dat heel plakkerig is voor specifieke ‘ziekmakers’ in het bloed. Het ene antilichaam is erg plakkerig voor kankercellen, het andere weer voor virussen.
Wardle vergroot de pakkans door de buisjes op maat af te stellen voor de ziekteverwekker die hij zoekt. Zoekt hij relatief kleine deeltjes, zoals virusdeeltjes, dan zet de wetenschapper de staafjes heel dicht bij elkaar. Zoekt hij iets groots zoals een kankercel, dan mogen de buisjes wat verder uit elkaar staan.
(Kennislink)
Universele eigenschap van muziek ontdekt
Onderzoekers van de Universiteit van Amsterdam hebben een universele eigenschap van toonladders ontdekt.
Tot nu toe werd aangenomen dat het enige wat toonladders wereldwijd met elkaar gemeen hebben, het octaaf is. Dat wil zeggen dat een toonladder altijd weer eindigt bij dezelfde toon als waarmee hij begon, maar dan één octaaf hoger. De vele honderden toonladders blijken echter nog een diepere overeenkomst te bezitten, hebben de wetenschappers Aline Honingh en Rens Bod, verbonden aan het Institute for Logic, Language and Computation (ILLC) van de UvA, ontdekt. Als hun tonen twee- of driedimensioneel vergeleken worden in een soort assenstelsel, vormen zij zogeheten ‘convexe en sterconvexe structuren’. Convexe structuren zijn patronen zonder inhammen of gaten, zoals een cirkel, vierkant of ovaal. De onderzoeksresultaten zijn in maart gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Journal of New Music Research.
Vrijwel alle muziek ter wereld is gebaseerd op een onderliggende toonladder waaruit een muziekstuk is opgebouwd. In het westen is de majeurtoonladder (do-re-mi-fa-sol-la-ti-do) het bekendst. Toch zijn ook vele andere toonladders in gebruik, zoals de mineur- en de chromatische toonladder. Naast deze ‘traditionele’ toonladders bestaan er ook kunstmatige, door moderne componisten gecreëerde toonladders. Oppervlakkig gezien bestaat een toonladder uit een stijgende reeks tonen waarvan de begin- en eindtoon een octaaf verschillen, dat wil zeggen: de frequentie van de eindtoon is het dubbele van die van de begintoon (grondtoon).
Afbeelding: © Universiteit van Amsterdam
.Duizend toonladders
Door toonladders in een assenstelsel (een zogeheten Euler-rooster) te plaatsen kunnen ze als meerdimensionale objecten worden bestudeerd. Aline Honingh en Rens Bod van het ILLC deden dit voor bijna duizend toonladders uit alle delen van de wereld: van Japan tot Indonesië en van China tot Griekenland. Tot hun verbazing bleken alle traditionele toonladders sterconvexe patronen op te leveren. Voor niet-traditionele, door moderne componisten geconstrueerde toonladders gold dit voor bijna 97 procent, terwijl hedendaagse componisten vaak menen onconventionele toonladders te ontwerpen. Dit percentage is erg hoog, want de kans dat een willekeurige reeks een sterconvex patroon oplevert is heel klein.
Honingh en Bod proberen dit fenomeen te verklaren aan de hand van de notie van consonantie (het harmonisch samenklinken van tonen). Ze brengen hun onderzoeksresultaten in verband met taal- en visuele perceptie waar tevens convexe patronen zijn ontdekt, wat mogelijk duidt op een universele cognitieve eigenschap.
Het onderzoek maakt deel uit van het Vici-programma Integrating Cognition van de Nederlandse Organisatie voor Wetenschappelijk Onderzoek (NWO) onder leiding van Rens Bod. Klik hier voor het complete Engelse artikel (‘In search of universal properties of musical scales’) in pdf.
(Kennislink)
Wetenschappers kweken oog in lab
© reuters
Wetenschappers in Japan hebben voor het eerst een oog gekweekt uit stamcellen. Dat berichtte het Britse wetenschappelijke blad Nature vandaag.
Uit onderzoek, geleid door de Japanse wetenschapper Yoshiki Sasai, werd duidelijk dat men nu ook complexe organen kan maken van stamcellen. Deze cellen hebben vaker centraal gestaan in onderzoeken, omdat zij zich kunnen omvormen tot elke soort cel.
Voorheen werden huidweefsel, oren en harten die uit één type cel bestaan gekweekt uit de stamcellen. Maar nog nooit eerder kon een orgaan dat uit verschillende soorten cellen bestaat, worden nagemaakt. Tot voor kort werd gedacht dat hiervoor een zeer complexe en onmogelijke handeling nodig was.
Het oogonderzoek kan van grote betekenis zijn voor mensen met een beschadigd netvlies. Dat kan wellicht in de toekomst worden vervangen door een gekweekt exemplaar.
In dit experiment ging het om het oog van een muis. Volgens critici is het nog een hele stap naar het kweken van een mensenoog, maar Sasai is ervan overtuigd binnenkort de eerste mensenogen te kunnen presenteren. (anp/adha)
(HLN)
'Mogelijk nieuw deeltje ontdekt'
AMSTERDAM – Amerikaanse wetenschappers analyseren een meting van de deeltjesversneller Tevatron die mogelijk wijst op het bestaan van een nog onbekend deeltje.
Het opmerkelijke resultaat is afkomstig uit een analyse van miljarden botsingen tussen protonen en antiprotonen in de deeltjesversneller Tevatron van het Amerikaanse onderzoekscentrum Fermilab.
De wetenschappers buigen zich over de meting van een stroom deeltjes die lijkt ontstaan uit een nog onbekend partikel dat zwaarder is dan een proton, zo meldt nieuwssite ScienceNews.
Foutieve meting
De kans dat het gaat om een foutieve meting is ongeveer 1 op 1300. Die kans is natuurkundig gezien echter niet klein genoeg om met zekerheid te kunnen zeggen dat er een nieuw deeltje is gemeten. De meting wordt beschreven in een paper in het online wetenschappelijk archief Arxiv.org.
Het gaat in ieder geval niet om het raadselachtige Higgs-deeltje waar naar wordt gezocht in de Europese deeltjesversneller Large Hadron Collider. Dit deeltje produceert namelijk zwaarderdere afvalproducten.
Onnauwkeurigheden
“Niemand weet wat hier aan de hand is”, verklaart wetenschapper Christopher Hill van het Fermilab in de New York Times. “Als dit waar is, gaat het om de meest significante ontdekking in de natuurkunde in een halve eeuw.” Hill was overigens niet betrokken bij het onderzoek.
Deskunigen waarschuwen echter dat het beschreven resultaat kan zijn ontstaan uit onnauwkeurigheden in de modellen die wetenschappers gebruiken om de processen in de deeltjesversneller in kaart te brengen. Dat meldt nieuwssite ScienceNow.
“De grote vraag is hoe goed we de achtergrond van deze gebeurtenissen begrijpen, niet alleen theoretisch, maar ook in termen van wat er gebeurt in de deeltjesdetector”, aldus onderzoeker Joseph Lykken.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Computermodel van menselijke hersenen stap dichterbij
AMSTERDAM - Britse wetenschappers hebben een nieuwe methode ontwikkeld om hersenen te analyseren. De techniek kan mogelijk leiden tot een computermodel van het menselijk brein.
Met de nieuwe techniek kunnen de functies en connecties van zenuwcellen zeer gedetailleerd in kaart worden gebracht.
Een dergelijke analyse zou uiteindelijk kunnen leiden tot een computermodel van menselijke hersenen. Dat schrijven onderzoekers van het University College London in het wetenschappelijk tijdschrift Nature.
Gedachtes
De wetenschappers hopen onder meer te ontdekken hoe gedachtes worden gevormd door te achterhalen hoe informatie door de verschillende hersencircuits stroomt.
“We beginnen de complexiteit van het brein langzaam te ontrafelen”, verklaart hoofdonderzoeker Tom Mrsic-Floger op ABC News.
“Als we de connecties en functies van de zenuwcellen in de verschillende lagen van het brein beter begrijpen, kunnen we een computermodel ontwikkelen dat weergeeft hoe dit opmerkelijke orgaan werkt”, aldus de onderzoeker.
Analyse
De nieuwe techniek om hersenen te analyseren is voorlopig alleen nog getest bij muizen. De wetenschappers slaagden er in om de functie van honderden zenuwcellen in het brein van de dieren bepalen door ze bloot te stellen aan stroomschokjes en tegelijkertijd hersenscans te maken.
De methode is in theorie ook geschikt om een gedetailleerde analyse te maken van het menselijk brein. Het zal volgens de wetenschappers echter nog lange tijd duren voordat deze informatie kan worden weergegeven in een computermodel
Rekenkracht
Het menselijk brein bevat namelijk meer dan honderd miljard zenuwcellen die allemaal in kaart moeten worden gebracht. Verder bestaan er op dit moment nog geen computers die genoeg rekenkracht hebben om een simulatie van het menselijk brein te kunnen draaien.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Eerste kind met extra DNA
Alfie Clamp (2 jaar) heeft een extra streng DNA aan een van zijn chromosomen
In het Britse Warwickshire woont een kleuter met extra DNA. Het gaat om het eerste geregistreerde geval ter wereld, meldt de Daily Mail. Er bestaat nog geen naam voor de aandoening.
De tweejarige Alfie Clamp uit Nuneaton heeft een extra streng DNA aan zijn zevende chromosoom, wat aan het licht kwam na een reeks onderzoeken toen het kind 6 weken oud was. Alfie heeft nog een 10-jarige zus. Zij en ouders Gemma en Richard hebben het afwijkende gen niet.
Problemen
Als gevolg van zijn aandoening lijdt Alfie aan aanvallen die worden veroorzaakt door hoge temperaturen en heeft hij stofwisselingsproblemen. Hij neemt iedere dag een flinke dosis medicatie om zijn lichaam voedingsstoffen te laten opnemen. Hij kon pas na 3 maanden zien en wordt deze maand geopereerd om zijn verteringsproblemen te verhelpen.
Levensverwachting
Zijn ouders Gemma en Richard hebben geen idee wat de levensverwachting van hun kind is, en of zijn toestand nog zal verbeteren. Sinds zijn geboorte is hij al 6 keer met spoed naar het ziekenhuis gebracht, waarvan 2 keer in de afgelopen maand, omdat hij stopte met ademen.
Eerste stap
'Toen de artsen ons het nieuws vertelden, was ik er kapot van,' zegt Gemma. 'Als zwangere moeder denk je negen maanden aan hoe het zal zijn wanneer je baby zijn eerste stap zet, of in zijn handen klapt. Een kind als Alfie hebben, doen je de kleine dingen meer op prijs stellen. Tot hij 18 maanden oud was rolde hij niet om, maar we waren dolblij toen hij het deed.'
(AD)
'Alcohol verbetert delen van geheugen'
AMSTERDAM Het drinken van alcohol stimuleert bepaalde delen van het menselijk brein die betrokken zijn bij het geheugen en vermogen om te leren. Dat blijkt uit een studie van Amerikaanse wetenschappers.
© Thinkstock
De algemeen geaccepteerde theorie dat alcohol slecht is voor het geheugen en leervermogen is te éénzijdig. Het onbewustzijn van mensen wordt door alcohol namelijk juist gestimuleerd om beter te onthouden en te leren.
Dat meldt de Universiteit van Texas op basis van onderzoek van neurobioloog Hiroshi Morikawa.
Collega
Als we over ons leervermogen en geheugen praten, hebben we het normaal gesproken over ons bewuste geheugen, verklaart Morikawa.
Alcohol vermindert ons vermogen om specifieke informatie te onthouden, zoals de plek waar je je auto hebt geparkeerd of de naam van een collega. Maar op een onbewust niveau wordt ons leervermogen waarschijnlijk juist versterkt door alcohol, aldus de onderzoeker.
Plasticiteit
Morikawa ontdekte tijdens zijn onderzoek dat de neurale plasticiteit - oftewel het ontstaan van nieuwe hersenverbindingen in bepaalde delen van het brein toeneemt als mensen herhaaldelijk de alcoholsoort ethanol krijgen toegediend.
Vooral de synapsen die actief worden bij het vrijkomen van dopamine worden versterkt. Daardoor zijn beschonken mensen meer vatbaar voor onbewuste herinneringen aan bijvoorbeeld muziek, voedsel en sociale situaties.
De volledige resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Journal of Neuroscience.
Leerstoornis
Volgens Morikawa bewijst zijn studie dat alcoholverslaving eigenlijk een soort leerstoornis is. Mensen raken naar zijn mening niet verslaafd aan het plezier dat ze hebben na het drinken van alcohol, maar aan de versterkte signalen die hun hersenen oppikken uit de omgeving.
Mensen zien alcohol vaak als een overbrenger van plezier, maar in feite ga je er beter door leren, aldus Morikawa.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Daar drinken we eentje opquote:
13-04-2011
'Alcohol verbetert delen van geheugen'
AMSTERDAM Het drinken van alcohol stimuleert bepaalde delen van het menselijk brein die betrokken zijn bij het geheugen en vermogen om te leren. Dat blijkt uit een studie van Amerikaanse wetenschappers.
[ afbeelding ]
© Thinkstock
De algemeen geaccepteerde theorie dat alcohol slecht is voor het geheugen en leervermogen is te éénzijdig. Het onbewustzijn van mensen wordt door alcohol namelijk juist gestimuleerd om beter te onthouden en te leren.
Dat meldt de Universiteit van Texas op basis van onderzoek van neurobioloog Hiroshi Morikawa.
Collega
Als we over ons leervermogen en geheugen praten, hebben we het normaal gesproken over ons bewuste geheugen, verklaart Morikawa.
Alcohol vermindert ons vermogen om specifieke informatie te onthouden, zoals de plek waar je je auto hebt geparkeerd of de naam van een collega. Maar op een onbewust niveau wordt ons leervermogen waarschijnlijk juist versterkt door alcohol, aldus de onderzoeker.
Plasticiteit
Morikawa ontdekte tijdens zijn onderzoek dat de neurale plasticiteit - oftewel het ontstaan van nieuwe hersenverbindingen in bepaalde delen van het brein toeneemt als mensen herhaaldelijk de alcoholsoort ethanol krijgen toegediend.
Vooral de synapsen die actief worden bij het vrijkomen van dopamine worden versterkt. Daardoor zijn beschonken mensen meer vatbaar voor onbewuste herinneringen aan bijvoorbeeld muziek, voedsel en sociale situaties.
De volledige resultaten van het onderzoek zijn gepubliceerd in het wetenschappelijk tijdschrift Journal of Neuroscience.
Leerstoornis
Volgens Morikawa bewijst zijn studie dat alcoholverslaving eigenlijk een soort leerstoornis is. Mensen raken naar zijn mening niet verslaafd aan het plezier dat ze hebben na het drinken van alcohol, maar aan de versterkte signalen die hun hersenen oppikken uit de omgeving.
Mensen zien alcohol vaak als een overbrenger van plezier, maar in feite ga je er beter door leren, aldus Morikawa.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
De fiets na ruim een eeuw wetenschappelijk verklaard
Natuurkundigen uit Delft en de Verenigde Staten hebben eindelijk ontdekt waarom we niet van de fiets vallen.
Geef een fiets een flinke duw, en hij rijdt vanzelf rechtuit. Ziedaar het geheim van de tweewieler – het geheim dat er voor zorgt dat ook wij mensen, eenmaal op die fiets, niet gelijk omvallen. Maar hoe kan dat? Wat houdt de fiets overeind? Wetenschappers van de TU Delft en de Cornell Universiteit denken dat ze het mysterie hebben opgelost.
Tot voor kort dachten natuurkundigen dat het te maken had met twee eigenschappen: ten eerste zouden de draaiende wielen een ‘gyroscopisch’ effect hebben, dat wil zeggen ze zouden een kracht uitoefenen die de fiets overeind wil houden. En de twee factor zou de ‘naloop’ zijn: het feit dat de plaats waar het voorwiel de grond raakt, net achter het punt ligt waar het verlengde van de stuuras dat zou doen; dat verschil maakt dat het stuur als vanzelf in de richting ‘rechtdoor’ wordt gehouden. Maar in Delft waren ze al verder. Onderzoeker Arend Schwab: ‘Wij wisten al jaren dat de gangbare verklaring voor de stabiliteit van de fiets te simpel was. Gyroscopische effecten en naloop helpen wel, maar zijn niet noodzakelijk voor de stabiliteit.’
Onmogelijke fiets
Schwab en zijn collega’s ontwikkelden een wiskundig model waaruit bleek dat ze op 25 verschillende parameters moesten letten, om echt te kunnen voorspellen óf, en bij welke snelheden, een bepaalde fiets stabiel was. En om te bewijzen dat de oude theorie onjuist was, bouwde hij samen met promovendus Jodi Kooijman een ‘onmogelijke’ fiets, de Two Mass Skate bicycle. Deze is voorzien van kleine extra wielen die het gyroscopisch effect van de echte wielen neutraliseren, en óók nog eens een (kleine) negatieve naloop. Die fiets zou altijd om moeten vallen – maar dat doet-ie dus niet.
Is de wielerwereld met die 25 parameters nu wat wijzer geworden? Onderzoeker Schwab verwacht van wel: ‘De huidige fiets is ontstaan uit een lang evolutieproces. Aan het basisontwerp is sinds honderd jaar niets wezenlijks veranderd. Met ons model kunnen fabrikanten gericht gaan sleutelen aan de stabiliteit van hun fietsen. Dat kan vooral interessant zijn voor bijzondere ontwerpen voor ligfietsen, vouwfietsen en bakfietsen.’
(depers.nl)
'Spaarlampen stoten kankerverwekkende stoffen uit'
De spaarlamp, de opvolger van de gloeilamp, blijkt een gevaar te vormen voor de volksgezondheid. De lichtbron stoot kankerverwekkende stoffen uit.
Dat meldt de Britse krant The Telegraph op basis van een onderzoek door een Duits laboratorium.
De spaarlamp blijkt ook gevaarlijk te zijn als hij brandt
Giftige materialen
De onderzoekers van het Alab Laboratorium in Berlijn waarschuwen de spaarlamp niet te lang aan te laten, omdat de lamp giftige materialen uitstoot. Het is vooral gevaarlijk als mensen met hun hoofd in de buurt van de brandende lamp komen, aldus Peter Braun, die het onderzoek leidde.
‘Deze kankerverwekkende stoffen moeten zo ver mogelijk uit de buurt van mensen worden gehouden,’ zegt Braun in The Telegraph. Het gaat onder meer om de stoffen fenol, naftaleen en styreen.
In Nederland en de rest van de EU worden steeds meer spaarlampen verkocht, vooral omdat de ouderwetse gloeilamp is verboden. Deze maatregel werd genomen omdat de gloeilamp te energieverspillend zou zijn.
Kwikdampen
Het was al bekend dat deze lamp, die veel duurder maar ook veel zuiniger is dan de gloeilamp, kwikdampen bevat. Dat kan een gevaar betekenen voor de volksgezondheid als deze afvalstof vrijkomt.
De Federatie van Ingenieurs in Duitsland adviseert om spaarlampen zo weinig mogelijk te gebruiken. ‘Ze moeten niet worden gebruikt in ongeventileerde ruimtes en al helemaal niet in de buurt van je hoofd,’ waarschuwt de branchevereniging.
Overheidscampagne
In het Verenigd Koninkrijk zien ze de ernst in van de situatie. ‘We moeten vervolgonderzoek doen om te kijken of de Duitse bevindingen kloppen,’ laat de universiteit van Portsmouth weten.
De overheid daar blijft echter de spaarlamp promoten hetzelfde geldt voor Nederland. Onlangs is het ministerie van Infrastructuur en Milieu nog een Postbus 51-campagne gestart om de Nederlander ervan te overtuigen dat de spaarlamp beter is dan de gloeilamp, ondanks de kennis over de aanwezigheid van kwikdampen.
(Elsevier)
Muziek maken houdt het brein scherp
BAARN - Kinderen verplicht op blokfluit-, viool- of pianoles sturen is zo gek nog niet. Jaren later kunnen ze daar namelijk nog de vruchten van plukken, zelfs als ze dan niet meer spelen. Het houdt de hersenen namelijk een levenlang scherp.
© Gezondheidsnet
Het onderzoek, uitgevoerd door de American Psychological Association, omvatte zeventig gezonde ouderen tussen 60 en 83 jaar met wisselende muzikale ervaring.
De musici scoorden duidelijk beter op verschillende cognitieve testen, dan de ouderen die nooit hadden geleerd een instrument te bespelen of noten te lezen.
Verbindingen in hersenen
"Muziek spelen is een uitdagende taak voor de hersenen. Het maakt het brein fitter en beter in staat zich aan te passen aan het ouder worden.", verklaart hoofdonderzoeker Brenda Hanna-Pladdy.
"Het kost jaren om het bespelen van een instrument volledig in de vingers te krijgen. Wellicht ontstaan er in die tijd verbindingen in onze hersenen, die de achteruitgang van ouder wordende hersenen kunnen compenseren."
Amateurs
Alle deelnemende musici waren amateurs die rond hun tiende levensjaar begonnen met het bespelen van een instrument. Hoe langer het musiceren, des te beter waren de scores op de tests.
Tijdens het testen werd onder andere gekeken naar het geheugen, het verwerken van nieuwe informatie en het benoemen van objecten.
Leeftijd
Het effect in de hersenen hangt, naast hoe lang iemand een instrument bespeelt, ook af van de leeftijd waarop gestart wordt. Hanna-Pladdy: "Er zijn cruciale periodes in de ontwikkeling van het brein, die het leereffect vergroten."
Vòòr een bepaalde leeftijd is het gemakkelijker te leren. Dit maakt ook het effect in de hersenontwikkeling vele malen groter.
Het is voor het eerst dat de invloed van het bespelen van een muziekinstrument op oudere leeftijd is onderzocht. Eerder onderzoek richtte zich voornamelijk op de cognitieve voordelen bij kinderen.
© Gezondheidsnet
(nu.nl)
Helend licht
Slimme materialen repareren met behulp van ultraviolet
Diepe krassen in een nieuw ontwikkeld materiaal repareren zichzelf onder invloed van ultraviolet licht. Hierdoor zou de levensduur van bijvoorbeeld de lak op een auto flink kunnen worden vergroot.
Een grote kras in je auto betekent ellende. Het kost veel geld om te schuren, opnieuw te lakken en dan moet je nog maar afwachten of de kleuren goed zijn. Er wordt veel onderzoek gedaan naar zogenaamde smart materials. Hier vallen onder andere materialen onder die zichzelf kunnen repareren. Op dit moment werken de meeste van dit soort materialen met warmte. Je verwarmt lokaal een kras en de lak vloeit uit en vult zo de kras op. Probleem hiervan is dat het heel moeilijk echt lokaal te doen is, bijna niet werkt met echt diepe krassen en lang duurt. Amerikaanse en Zwitserse wetenschappers hebben een materiaal gemaakt dat zichzelf repareert wanneer je er met ultraviolet licht op schijnt. Zo kan je heel lokaal krassen repareren met behulp van een simpele lamp. Zij schrijven hierover deze week in Nature.
Zelfhelende polymeren zijn een hot topic op het moment. Een polymeer bestaat uit lange kettingen die kriskras door elkaar zitten. Alle moleculen grijpen in elkaar vast waardoor de lak stevige bescherming biedt. Als er toch schade ontstaat is het bij sommige polymeren mogelijk om de kralen aan de rand van de kras los van de kettingen te maken. Deze kralen vullen dan de kras op en als ze elkaar weer vastgrijpen is de kras verdwenen. Het lastige met zelfhelende lak is dat wanneer de kralen te makkelijk loslaten, de lak te zacht is en te weinig bescherming biedt. Het mooiste zou zijn als de kralen alleen loslaten wanneer jij dat wilt. Bijvoorbeeld als je er met een bepaald soort ultraviolet licht op schijnt. Zo kan de lak sterk zijn tijdens dagelijks gebruik, maar als er dan toch een beschadiging in zit, kan je toch de kralen loshalen precies op de plek waar jij wilt.
De oplossing zit hem in een nieuw molecuul dat de onderzoekers gemaakt hebben. Zelf noemen ze het een stof met een Napoleon-Complex, de moleculen doen zich veel groter voor dan ze eigenlijk zijn. Bij normale polymeren zijn de bindingen tussen de losse kralen bijna onverwoestbaar. Bij dit nieuwe materiaal zitten de kralen met een soort moleculair klittenband aan elkaar vast. Makkelijk los en weer vast te maken. Het klittenband bestaat uit een zinkatoom. Als je met ultraviolet licht op het zinkatoom schijnt, vangen de elektronen dat licht op en zetten ze het om in warmte. Het zinkatoom laat los en de kralen komen los te zitten. Hierdoor wordt de lak vloeibaarder en vult die de kras op. Dit soort materialen noem je een metallisch supramoleculair polymeer. Het heet supramoleculair omdat het bestaat uit grote atomen die losjes aan elkaar zitten, en metallisch omdat ze aan elkaar vastzitten met een metaal.
Door met licht te werken kan je veel plaatselijker een kras aanpakken, waardoor de rest van de lak hetzelfde blijft vertelt een van de onderzoekers in een persbericht. Het enige nadeel dat uit hun publicatie blijkt is dat er nog een lichte verkleuring plaatsvindt tijdens het belichten. Waarschijnlijk komt dit doordat zuurstof ook gaat binden met de kralenketting. Het is uniek dat met een materiaal beschadigingen gerepareerd kunnen worden waar zeventig of tachtig procent van de lak weg is gekrast. De onderzoekers benadrukken wel dat het nog eerste stapjes zijn, maar dat het waarschijnlijk niet lang zal duren voordat bedrijven dit gaan oppakken. Naast krassen in je auto kan je natuurlijk ook denken aan krassen op de vloer bij je thuis of op het oppervlak van dvds of bluerayschijfjes. De mogelijkheden zijn eindeloos.
Mark Burnworth e.a., Optically healable supramolecular polymers, Nature, 21 april 2011.
Dit is een filmpje dat de onderzoekers van deze publicatie zelf online hebben gezet. Vanaf 35 seconde kan je zien dat er een kras wordt gemaakt en die verdwijnt terwijl je wacht onder het ultraviolette licht. Een mooie animatie over de werkzaamheid volgt op 54 seconde.
Diederik Jekel
(Noorderlicht)
Zware antimaterie opgespoord
Een internationaal team van wetenschappers is er in geslaagd om antihelium te produceren - de tot nog toe zwaarst bekende vorm van antimaterie. De exotische atoomkernen ontstonden bij een experiment met de Relativistic Heavy Ion Collider (RHIC), waarbij de kernen van goudatomen met bijna de snelheid van de licht met elkaar in botsing werden gebracht (Nature, 24 april).
Antimaterie is de letterlijke tegenpool van normale materie: veel eigenschappen van antideeltjes zijn gelijk aan die van normale materiedeeltjes, maar andere eigenschappen (zoals de elektrische lading) zijn precies tegengesteld. Wetenschappers gaan ervan uit dat bij de oerknal, die de geboorte van ons heelal inluidde, zowel materie als anti-materie ontstond. Doordat deze beide materievormen elkaar vernietigen zodra ze met elkaar in aanraking komen, verdwenen zij kort na de oerknal vrijwel volledig. Slechts een klein overschot aan 'normale' materie - de materie waaruit wij en alles om ons heen bestaan - bleef over.
Hoe dat overschot tot stand kwam, is nog een raadsel. Wetenschappers proberen daar een verklaring voor te vinden door in grote deeltjesversnellers, zoals de RHIC, de omstandigheden ten tijde van de oerknal na te bootsen. Bij zo'n experiment zijn nu dus de atoomkernen van antihelium gedetecteerd - vermoedelijk de zwaarste vorm van antimaterie die op aarde kan worden geproduceerd.
Nog zwaardere vormen van antimaterie zijn waarschijnlijk alleen elders in het heelal te vinden. Wetenschappers hopen deze te kunnen opsporen met de Alpha Magnetic Spectrometer (AMS), die op 29 april naar het internationale ruimtestation ISS wordt overgebracht. Mocht uit de metingen van AMS blijken dat antimaterie een normaal kosmisch ingrediënt is, zou dat erop kunnen wijzen dat er bij de oerknal toch net zo veel materie als antimaterie is ontstaan, en dat deze beide tegenpolen op de een of andere manier van elkaar gescheiden zijn.
© Eddy Echternach (www.astronieuws.nl)
(allesoversterrenkunde)
Elektronische stof
Een bijzondere tentoonstelling in het Belgische Gent donderdag. Als voorproefje op het echte werk (de internationale beurs Techtextil in Frankfurt) organiseerde Universiteit Gent de ‘Smart Textiles Salon’. Meer dan 20 onderzoekers demonstreerden hun nieuwste vindingen op het gebied van e-textile; oftewel ‘elektronische stof’.
Van 24 t/m 26 mei vindt in Frankfurt voor de 16e keer het Techtextil symposium plaats. Het is ‘s werelds grootste beurs voor zogenaamd ’e-textile’.
Een voorbeeld van e-textile: een sportjack met ingebouwde zonnecellen; handig om je iPod van stroom mee te voorzien. Afbeelding: © Messe Frankfurt Exhibition GmbH / Jean-Luc Valentin
Om er alvast in te komen organiseerde Universiteit Gent afgelopen donderdag een eigen tentoonstelling. Op de Smart Textiles Salon presenteerden meer dan 20 onderzoekers de laatste prototypes van hun e-textile-producten. Maar wat is ‘elektronische stof’ eigenlijk?
In feite is het wat de naam impliceert: stof waar elektronica in is verwerkt, vaak sensoren of computerchips. Hierdoor krijgt het materiaal een vorm van intelligentie: je trui kan bijvoorbeeld je temperatuur bepalen of je tikt op je mouw om de ingebouwde mp3-speler aan te zetten.
Twee generaties
Tegenwoordig zijn er globaal gezien twee typen e-textile. In het eerste geval zijn elektronische componenten aan de vezels van de stof bevestigd. De componenten moeten daarbij wel met elkaar in verbinding staan en daarom is dit e-textile meestal gemaakt van geleidend materiaal, zoals hele dunne draden roestvrij staal. Die vormen dan de elektrische verbindingen tussen de aangebrachte componenten.
De elektronische componenten kunnen aan de geleidende draden worden gemaakt door minuscule metalen contactplaatjes aan de uiteinden van twee ‘stofdraden’ te solderen. Zogenaamde sporen – bedrading van bijvoorbeeld koper – verbinden de contactplaatjes vervolgens met het component.
Een stroomgeleidende draad ziet eruit als heel gewoon garen. Afbeelding: © Flickr: Rain Rabbit.
Inmiddels zijn onderzoekers bezig met een nieuwe categorie e-textile. Hierbij zijn de draden zélf elektronische componenten, zoals een transistor. Daarmee wordt de stof eigenlijk één grote geïntegreerde schakeling (chip). Voor een draad-transister heb je wel speciaal materiaal nodig, want de draad moet flexibel zijn, niet te zwaar, goedkoop en gemakkelijk te verwerken. Organische halfgeleiders voldoen aan deze eisen en een veelvoorkomende draad-transistor is dan ook de organic field-effect transistor (OFET).
Brandweermannen
Maar wat heb je aan al die techniek? Dat liet de Gentse tentoonstelling goed zien. Eén van de exposanten was ProeTEX, een Europees project waaraan 23 bedrijven, onderzoeksinstituten en universiteiten – waaronder Universiteit Gent – meewerkten. Ze ontwikkelden gezamenlijk een verzameling kledingstukken voor brandweerlieden; E-kledingstukken welteverstaan. Ze bevatten allemaal sensoren die de gezondheid van de hulpverlener in de gaten houden tijdens het gevaarlijke werk.
Het onderhemd heeft bijvoorbeeld sensoren voor het bepalen van de hartslag, de temperatuur en de ademhaling. Daarnaast bevatten de schoenen en het buitenpak sensoren voor de omgeving: hoe warm is het, hoe hoog is de concentratie koolmonoxide, etc.. Ten slotte zijn er ook componenten die de locatie, houding en beweging van de hulpverlener in de gaten houden, zodat er hulp kan komen als de brandweerman- of vrouw op de grond valt.
Geen smart dust
E-textile heeft wel wat weg van smart dust: dat is ook een netwerk van sensoren (met chips). Het grote verschil is echter dat de componenten van smart dust draadloos met elkaar zijn verbonden, terwijl e-textile juist bedrading gebruikt.
Voor die hulp is het wel van belang dat alle informatie wordt doorgespeeld naar de centrale hulppost. Hiervoor bevat de buitenkleding een zogenaamde ‘professional electronic box’ (PEB). Die verzamelt elke seconde de gegevens van alle sensoren (via een draadloze verbinding) en stuurt ze door naar de ‘operator module’, ook in het buitenpak. Daarvandaan wordt de data doorgestuurd naar de centrale hulppost, maar niet voordat de gegevens zijn opgeslagen in een lokale database. De brandweerlieden bevinden zich tenslotte in een chaotische omgeving, waardoor er niet altijd een goede verbinding is. Zodra er een verbinding tot stand komt, wordt de lokale database gesynchroniseerd met die van de hulppost.
Ingebouwd licht
Je kunt overigens ook andere elektronica dan sensoren in de stof verwerken; lichtgevende componenten bijvoorbeeld. Het Spaanse bedrijf Sensing Tex, dat ook op de tentoonstelling aanwezig was, produceert onder andere lichtgevende gordijnen. Hiervoor verweven ze glasvezeldraden door de gewone stof, zodat het gordijn oplicht als je een lichtbron erop aansluit.
Hier kun je goed zien dat er lichtgevende draden door de stof zijn geweven. Afbeelding: ©
Sensing Tex
.Er zijn meer manieren om lichtgevend e-textile te maken. Je kunt bijvoorbeeld elektroluminescerende draden gebruiken. Zulke vezels geven licht wanneer er stroom doorheen loopt. Het inbouwen van LEDs in de stof is ook een mogelijkheid. Dat heeft Philips bijvoorbeeld gedaan voor het project Lumalive.
h3. En nog veel meer
De toepassingen van e-textile lijken eindeloos. Vooral in de gezondheidszorg is het een uitermate geschikt middel voor het monitoren van een patiënt, omdat het een eenvoudig en comfortabel systeem is. Het bedrijf BioTex houdt zich bijvoorbeeld bezig met het maken van stoffen sensoren voor in het ziekenhuis. Dit e-textile is ook heel handig in de sportwereld. Je kunt het dan gebruiken om de sporter tijdens een training of wedstrijd nauwkeurig in de gaten te houden.
Tenslotte is e-textile ook inzetbaar voor entertainment. Het bedrijf Eleksen maakt bijvoorbeeld allerlei stoffen touchpads. Die kun je onder andere aan de binnenkant van je jas naaien: op de buitenkant teken je de icoontjes en zie daar de bediening van je mp3-speler. Ook leuk is het stoffen toetsenbord. Die steek je in je zak en als de toetsjes op je telefoon toch iets te klein zijn, rol je hem uit.
Dat er veel toepassingen zijn, zal goed te zien zijn op het Techtextil symposium straks in Frankfurt. Op maar liefst 12 gebieden zullen bedrijven hun laatste vindingen presenteren, van gezondheidszorg tot auto-industrie en van sport tot beveiliging. In veel gevallen zal het gaan om prototypes of producten die nog niet bestemd zijn voor consumenten, maar dat maakt e-textile niet minder leuk.
Bronnen
•Magenes et al., ‘Fire fighters and rescuers monitoring through wearable sensors: The ProeTEX project’, Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society (EMBC), pp.3594-3597, 2010, doi: 10.1109/IEMBS.2010.5627452
•Marculescu et al., ‘Electronic textiles: A platform for pervasive computing’, Proceedings of the IEEE, vol.91, no.12, pp. 1995- 2018, Dec 2003, doi: 10.1109/JPROC.2003.819612
•Hamedi et al., ‘Towards woven logic from organic electronic fibres’, Nature Materials 6, pp.357 – 362, 2007, doi: 10.1038/nmat1884
(Kennislink)
Trillingen geven stroom
Een systeem zo groot als een flinke speldenknop kan sensor nodes een leven lang van stroom voorzien. Het apparaatje van wetenschappers aan de Universiteit van Michigan zet trillingen in de omgeving op een efficiënte manier om in elektriciteit. Handig voor een draadloos sensornetwerk in een fabriek!
‘Energie oogsten’ (energy harvesting); zo wordt het ook wel genoemd als je energie uit de omgeving haalt om je eigen apparaten van stroom te voorzien. Op grote schaal kun je denken aan wind- of watermolens en zonnepanelen, maar op kleine schaal kan het ook. Sterker nog, op kleine schaal is het vooral interessant, omdat je dan voor heel veel apparaatjes geen batterijen meer nodig hebt. En dan wordt ‘draadloos’ – zoals in een draadloos sensornetwerk of Wireless Sensor Network (WSN) – pas écht draadloos.
Onderzoekers aan de Universiteit van Michigan hebben nu op wel héél kleine schaal een energy harvester gemaakt. Hun systeem is slechts 27 kubieke millimeter groot! De energie die het kan oogsten, is trillingsenergie: het kan de trillingen in de omgeving omzetten in elektriciteit.
De harvester is 27 kubieke millimeter, maar deze is onderdeel van een iets groter systeem. Al is dat nog steeds erg klein; zoiets als een suikerklontje. Afbeelding: © University of Michigan
.Meetrillende duikplank
Er zijn verschillende manieren om omgevingsenergie om te zetten naar stroom. Zo kun je gebruiken maken van het thermo-elektrisch effect (koelapparaten), het fotovoltaïsche effect (zonnecel) of elektromagnetische inductie (tekentablet).
Regenmeter
In Delft maakte een student een regenmeter met behulp van het piëzo-elektrisch effect. De druppels vallen dan op de sensor zodat een stroompje aangeeft hoeveel water er naar beneden komt.
En er is het piëzo-elektrisch effect; dat is waar nu de meeste aandacht naar uitgaat, omdat het een efficiënte omzetting is en het gemakkelijk op kleine schaal bereikt kan worden. Ook de wetenschappers in Michigan gebruiken dit effect.
Het piëzo-elektrisch effect houdt in dat een plaatje van speciaal materiaal spanning produceert wanneer het vervormt, bijvoorbeeld bij indrukken. Meestal wordt zo’n plaatje als cantilever toegepast; dan is het een soort duikplank die vastzit aan het object dat gaat trillen. Wanneer het object trilt, gaat de ‘duikplank’ meetrillen en zo wordt er spanning geproduceerd.
De ‘duikplank’ zit vast aan het trillende object (links). Aan het uiteinde zit een gewicht om extra ver door te buigen. Bovenop zit een laag van piëzo-elektrisch materiaal dat spanning genereert bij doorbuiging. Afbeelding: © Hajati and Kim, PowerMEMS 2009
Je kunt het meetril-effect versterken door te zorgen voor resonantie. Dat wil zeggen dat de ‘duikplank’ harder meetrilt (en dus meer spanning opwekt) wanneer het object op een bepaalde frequentie trilt. Welke frequenties dat zijn, hangt af van het materiaal en het type duikplank. Sommige systemen werken bijvoorbeeld goed bij hoge frequenties en andere juist bij lage.
Als een batterij
Het bijzondere aan het systeem uit Michigan is dat het bij veel verschillende frequenties werkt. De ‘basisfrequentie’ is 155 Hertz en de ‘bandbreedte’ is 14 Hertz, wat wil zeggen dat het spanning oplevert bij alle trillingen tussen 148 en 162 Hertz. Dat is ongeveer het type trilling dat je voelt als je je hand op een werkende magnetron legt.
Er bestaan batterijen in allerlei soorten en maten. Een oplaadbare batterijen heeft meestal een spanning van 1,2 tot 1,4 volt. Afbeelding: © Duracell
De hoeveelheid spanning hangt niet alleen af van de frequentie, maar ook van de amplitude van de trilling, oftewel: hoe hard zwiept de duikplank naar beneden? Bij een amplitude van 1,5g (1,5 keer zoveel als de valversnelling) levert het systeem al meer dan 200 microwatt (één microwatt is één miljoenste van één watt). Een geïntegreerde schakeling maakt hier 1,85 volt van: vergelijkbaar met de spanning die een oplaadbare batterij levert.
Met deze prestatie is het apparaatje zo’n vijf tot tien keer efficiënter dan andere systemen, terwijl het toch zo klein is. “We zijn erin geslaagd om in een heel kleine ruimte een systeem te maken dat (bij een bepaalde input) meer energie oplevert dan elk ander apparaat op de markt,” vertelt Khalil Najafi, één van de onderzoekers.
In de fabriek
Het systeem is vooral bedoeld voor in fabrieken, waar veel vraag is naar draadloze sensornetwerken. Het netwerk van sensoren houdt alle machines in de gaten en kan op tijd waarschuwen bij storingen. De energievoorziening is echter een belangrijk obstakel voor een groot netwerk.
“Tot 80% van de totale kosten van een draadloos sensornetwerk gaat naar het installeren en onderhouden van de stroomkabels en het continu checken, testen en vervangen van batterijen,” aldus Erkan Aktakka, ook lid van het onderzoeksteam. “Het gebruik van ‘bestaande energie’ zou een goede oplossing zijn.” Hij doelt hiermee op de vele trillingen in de fabriek, die je met de nieuwe harvester kan benutten voor de sensoren.
Bronnen
•Harb, ‘Energy harvesting: State-of-the-art’, Renewable Energy (2010), doi:10.1016/j.renene.2010.06.014
•Beeby et al., ‘Energy harvesting vibration sources for microsystems applications’, Measurement Science and Technology, 17 (12), art. no. R01, pp. R175-R195, 2006, doi:10.1088/0957-0233/17/12/R01
(Kennislink)
Nieuwe zenuwcellen, zolang de voorraad strekt
Er heerst een nieuw soort schaarste: namelijk een tekort aan hersencellen. Niet omdat meer hersencellen iedereen wat slimmer zouden maken, maar omdat ziektes als glaucoom en Parkinson die de hersenen aantasten, te bestrijden zijn met nieuwe, gezonde zenuwcellen. Amerikaanse wetenschappers hebben nu het snelheidsrecord verbroken om een gigantische voorraad zenuwcellen te kweken.
Dat schrijven Kang Zhang en zijn collega’s in het tijdschrift PNAS. Om de voorraad hersencellen – oftewel neuronen – aan te leggen, gebruikten de biologen stamcellen. Dat is een cel die nog weet wat hij wil worden: een stukje huid, lever, hart, of brein. Embryo’s die al deze organen nog moeten groeien, bestaan niet voor niets vooral uit klonten stamcel. Het zijn precies dit type stamcellen, uit embryo’s dus, die de biologen gebruikten om nieuwe zenuwcellen te kweken.
Een Afbeelding: © UC San Diego School of Medicine
Nu is het gebruik van stamcellen om neuronen te kweken niets bijzonders. Wel spectaculair is dat het de onderzoekers lukte miljoenen gezonde neuronen binnen één week te maken. Dat zijn nog eens aantallen die stamcelonderzoek zullen versnellen, en de behandeling van zenuwziekten zoals Parkinson of glaucoom met stamceltherapie een flinke stap dichterbij de realiteit brengen.
De sleutel tot succes was een nieuwe cocktail van moleculen waarvan bekend is dat ze bepaalde genen in de stamcel onderdrukken. Door de werking van drie bepaalde genen tegelijk te onderdrukken – voor wie het wil weten waren dat: TGF-β, GSK3 en Notch – veranderde 99 van de 100 stamcellen in zenuwcellen. Groot succes dus.
De stabiele cocktail helpt een ander struikelblok omzeilen. Tot dusver waren afgeleide huid-, hart en zenuwcellen van embryonale stamcellen altijd onvoorspelbaar. Nieuw gekweekte cellen veranderden soms plotseling in kwaadaardige tumoren, kanker dus, en dat wil je natuurlijk niet wanneer je ze in patiënten van hersenziekten injecteert. Zhang en zijn collega’s testten hun nieuwe kweekcellen daarom uit in muizen. De proefdieren met het nieuwe type stamcel waren na een half jaar nog altijd gevrijwaard van tumoren. Muizen waarin gewone stamcellen geïnjecteerd werden, hadden na anderhalve maand al kanker.
Zhang gaat binnenkort kijken of de nieuwe stamcellen daadwerkelijk in proefdieren zenuwziekten kunnen genezen, zonder bijwerkingen. We wachten het even af.
(Kennislink)
Gebouwen uit de printer
Een hypermoderne ‘printer’ van 3D-prototypes bouwt wiskundige kunstwerken in beton. Nu zijn het nog aardse werken, maar in de toekomst wordt misschien gebouwd op de maan.
Dit is het slot van een ‘trilogie’ rond het uitzonderlijke oeuvre van de Nederlandse wiskundige kunstenaar Rinus Roelofs. Het eerste deel voerde ons via de geweven koepels van Leonardo da Vinci naar het oude Egypte. Het tweede deel handelde het over Da Vinci zelf, die door Roelofs zowaar betrapt werd op een fout.
In dit derde deel bereikt het weefverhaal het futuristische tijdperk: een reusachtige 3D-printer laat toe computerbeelden direct te ‘concretiseren’ in beton. De Universiteit Twente heeft Roelofs in maart gevraagd een serie van vier beelden te maken met de futuristische betonprinter, als symbool voor de wiskundige en kunstzinnige blik van de universiteit naar de toekomst.
Kunstwerk van Rinus Roelofs in Arte Sella in Noord-Italië.
.De wiskunde brengt al lang niet meer alleen maar eenvoudige veelhoeken of veelvlakken voort. Kon men in Griekse tijden de wiskundige vormen nog eenvoudigweg in steen houwen, dan werd hiervoor in de renaissance al een beroep gedaan op ware vaklui, met een afzonderlijke gilde. De huidige wiskundige vormen zijn echter nog ingewikkelder, zodat een uitvoering in steen of beton niet voor de hand ligt.
De stapsgewijze verwezenlijking van een ingewikkelde wiskundige vorm, te zien in Coevorden, dicht bij Hengelo.
Bekisting
Roelofs maakte eerder een vorm met schijnbaar twee op elkaar gestapelde lagen van aan elkaar geschakelde zeshoeken. In werkelijkheid bestaat ze slechts uit één enkele laag die onder en tussen zichzelf kruipt. Roelofs wou dit werk uitvoeren op grote schaal, in beton, maar het maken van de bekisting vormde een probleem.
Gelukkig kon hij het werk opsplitsen zodat één elementair stukje volstond, waarvan vele kopieën daarna samen het gehele kunstwerk kunnen maken. Bovendien kon het elementaire stuk zelfs een vlakke vorm aannemen, wat het maken van de bekisting vereenvoudigde.
Bekistingen hoeven vandaag de dag niet noodzakelijk meer met houten plankjes gemaakt te worden, en er bestaan alternatieven zoals het ‘spuitbeton’, dat zich met een soort verfpistool op een drager laat spuiten.
Maar een manuele tussenkomst van de professionele bouwers blijft onontbeerlijk. Zij moeten in staat zijn om zijn ingewikkelde plannen te lezen en uit te voeren – en deze technici zijn duur. De huidige computertechnologie en 3D-CAD-software laat toe om allerhande vormen te bedenken, maar de bestaande bouwmethodes verhinderen dat alle mogelijkheden worden benut.
Bouwprinter
Dat was ook het probleem waar Roelofs voor stond. Gelukkig had hij begin 2009 de Italiaan Enrico Dini ontmoet op een congres op de universiteit van Eindhoven. Deze ingenieur had de firma D-Shape opgericht, waarmee hij het printen van driedimensionale voorwerpen vanuit CAD-tekeningen voor grote objecten wou toepassen. De firma had al een werk laten uitvoeren van de Londense architect Andrea Morgante, bij wijze van demonstratie. Zodra Roelofs steun kreeg van TNO, de Nederlandse organisatie voor Toegepast Natuurwetenschappelijk Onderzoek, ging de bal aan het rollen: in 2010 ging D-Shape aan de slag met Roelofs’ werk.
De uitvinding van Enrico Dini bestaat uit een verplaatsbaar skelet op vier pijlers, van 9 tot 12 meter hoog. Het bestrijkt een oppervlakte van 6 bij 6 meter. Toch is de structuur erg licht en kan ze eenvoudig worden ontmanteld, vervoerd en opnieuw gemonteerd in enkele uren, door twee werklieden. Er zijn 300 sproeikoppen op een afstand van 2 cm, die in principe voor een resultaat van 25 dpi kunnen zorgen, al varieert het resultaat in de praktijk tussen de 4 en 6 dpi. Met ‘dots per inch’ wordt hierbij letterlijk bedoeld: ‘betonsteentjes per inch’. Het print-bouwproces is vergelijkbaar met wat een inkjetprinter doet op een vel papier, maar nu wordt bindmiddel op een laag zand gespoten.
Een technicus aan het werk met de betonprinter.
.Het moet gezegd, de materie verkregen door middel van deze methode is niet echt het bekende traditionele beton. Het is een materiaal vergelijkbaar met marmer waarin zand, stof of grind naar hun oorspronkelijke staat van compacte stenen worden teruggebracht. Het heeft een hoge hardheid en een hoge treksterkte, als gevolg van de sterke microkristallijne structuur. Het materiaal is ook snel klaar: na een dag is het uitgehard.
Er werd aan gedacht om de structuur te versterken via bewapening, zoals bij traditioneel beton. Helaas is het niet mogelijk om tussenin enkele lagen staal te leggen en die daarna af te knippen, want metaal moet steeds volledig in het beton liggen, om roesten te verhinderen. De toevoeging van versterkingsvezels bestaande uit glas, koolstof of nylon is een andere mogelijkheid, maar dit vergt verder onderzoek.
Computerbouwen op de maan?
De firma die de betonprinter uitvond, D-Shape, maakt deel uit van het project The Moon Factory, waarbij de beste Europese centra voor onderzoek en ontwikkeling samenwerken om de bouw te bestuderen van een ‘Rapid Manufacturing Unit’ voor de maan. Ze onderzoeken hoe maanstof gebonden kan worden tot een betonachtig mengsel. Hierbij wordt een bindmiddel toegevoegd dat dicht staat bij wat gebruikt wordt om kunststeen te maken. Zo zouden gebouwen op de maan kunnen worden neergezet door alleen dit bindmiddel door te sturen naar een lunaire betonprinter. En dat weegt heel wat minder dan hele gebouwen te moeten vervoeren van de aarde naar de maan.
De mogelijke toepassingen van een dergelijk systeem zijn niet te overzien. Dit kan een revolutie betekenen voor de manier waarop architecten ontwerpen. De bouwprinter laat complexe constructies toe, in één enkel non-stopprocedé, vanaf fundering tot dak, met inbegrip van trappen, scheidingswanden, concave en convexe oppervlakken, bas-reliëfs, zuilen, beelden en holtes voor bedradingen en leidingen.
Om maar één toepassing te noemen: sociale woningen die vandaag meestal identiek zijn, kunnen met één verandering op het scherm en zonder al te veel kosten verschillend gemaakt worden. Wie weet, misschien komt er in de toekomst in plaats van de toets ‘Prt Sc’ (Print Screen) op het computertoetsenbord ook een toets ‘Bld Sc’: ‘Build Screen’…
(Kennislink)
Wetenschappers maken zoenen via internet mogelijk
Wellicht een uitkomst voor mensen die een grote liefde op afstand hebben: een apparaatje waarmee via internet gezoend kan worden. Wetenschappers hebben een systeem ontwikkeld, dat dit mogelijk maakt. Het systeem werkt met een kastje dat voorzien is van een mondstuk. Dat mondstuk dien je in je mond te stoppen en vervolgens met je tong zo zwoel mogelijk rond te draaien. Je partner aan de andere kant, die zo'n zelfde kastje heeft, voelt dan precies de bewegingen die je maakt.
Of het systeem in de huidige vorm enigszins te vergelijken is met een echte tongzoen, valt natuurlijk te betwijfelen, maar de wetenschappers zijn van plan om het nog te verbeteren. Zo willen ze ook de vochtigheid van de tong, de manier van ademhalen en smaak aan het apparaat toevoegen om je echt het idee te geven dat je met iemand zoent. De onderzoekers zien flinke mogelijkheden voor het systeem. Zo zou een populaire zanger of acteur het apparaat kunnen gebruiken om fans in staat te stellen met hem op afstand te zoenen.
(gadgetzone.nl)
Andersvaliden kunnen rolstoel binnenkort met oren besturen
Wetenschappers werken aan een nieuwe methode om gehandicapten mobiel te maken. Mensen die armen noch benen kunnen bewegen, zullen in de toekomst de rolstoel met behulp van oorspieren kunnen besturen. Dat heeft het Universitair Ziekenhuis van Göttingen meegedeeld.
Samen met collega's uit Heidelberg en Karlsruhe ontwikkelen neurologen van Göttingen daarvoor een zogenaamd 'telemetrisch myo-elektrisch oorspieraftapsysteem' (Telmyos). Een kleine chip achter het oor ontvangt spiersignalen en stuurt dat door naar een ontvanger, waarmee de rolstoel bestuurd wordt.
Wiebelen
Sommige mensen kunnen van nature met de oren wiebelen. Alle anderen kunnen dat volgens de neurologen van Göttingen door doelgerichte training aanleren. Bij iedere spieractivering komen er elektrische signalen vrij. Dat bracht de onderzoekers op het idee om de oorspieren doelgericht te gebruiken. De wetenschappers willen nu een apparaat bouwen, dat de elektrische signalen kan verwerken. Daarbij worden ze gesteund door de onderneming Otto Bock HealthCare uit Duderstadt. Ook het federale ministerie voor Wetenschap steunt het project met meer dan 800.000 euro.
"Iedere toename van autonomie, hoe klein ook, betekent enorm veel voor deze patiënten, die tot dusver voor alle dagelijkse handelingen hulp van derden nodig hebben", zegt projectleider prof. David Liebetanz. (belga/tma)
(HLN)
Aan een miljoen dollar heb je niks, als je het universum begrijpt
De Russische wiskundige Perelman, die een miljoen dollar afsloeg voor zijn oplossing van het vermoeden van Poincaré, geeft eigenlijk nooit interviews. Voor de krant Komsomolskaya Pravda maakte hij een uitzondering. Hij zegt dat het vermoeden van Poincaré de sleutel is tot het begrijpen van de aard van het universum.
Grigori Perelman met zijn moeder. Ze wonen samen in een eenvoudige flat in St. Petersburg. Afbeelding: © Komsomolskaya Pravda
De geniale Rus Grigori Perelman werd in het begin van deze eeuw beroemd binnen de wiskundewereld, omdat hij een van de grootste open vraagstukken uit de wiskunde had opgelost: het vermoeden van Poincaré. Ook buiten de wiskunde werd zijn naam bekend, zeker nadat hij vorig jaar te kennen had gegeven niet geïnteresseerd te zijn in een miljoen dollar, het prijzengeld dat het Clay Mathematics Institute had uitgeloofd voor zijn prestatie. De pers wilde hij toen niet te woord staan.
Het 44-jarige genie maakte één keer een uitzondering: voor Alexander Zabrovski, een journalist en documentairemaker die bezig is met een film over ’s werelds beroemdste wiskundigen, maakte hij tijd vrij.
Zabrovski had via de Joodse gemeenschap van St. Petersburg contact gezocht met Perelmans huisgenoot: zijn moeder. Niet eerder was een journalist erin geslaagd Perelman warm te maken voor een interview. Een ingekorte versie van het interview verscheen vorige week in de Russische krant Komsomolskaya Pravda.
Jezus die over water liep
“Een baby doet vanaf de geboorte ervaring op. Als je de armen en benen kunt trainen, waarom dan niet ook de hersenen?” zei Perelman. Tijdens de Internationale Wiskunde Olympiade in Budapest in 1982 won Perelman een gouden medaille. “We losten dingen op waarvoor je abstract moest denken. De dagelijkse training bestond uit wiskundige logica.”
Als scholier werd Perelman gegrepen door een Bijbels mysterie: hoe was Jezus erin geslaagd om over water te lopen? “Ik moest uitrekenen hoe snel hij moest lopen op het water, teneinde er niet doorheen te vallen.” Sinds die tijd is Perelman gefascineerd door de driedimensionale ruimte van het universum, en dat is precies waarover Poincaré’s vermoeden, dat hem later beroemd zou maken, gaat.
In een notendop zegt dit vermoeden dat elke vorm zonder gat kan worden opgerekt of ingekrompen tot een bol. Het probleem werd voor het eerst gesteld in 1904, door de Franse wiskundige Henri Poincaré. Perelman legt uit waarom dit probleem zo belangrijk is: “Het vermoeden van Poincaré geeft inzichten in ingewikkelde fysische processen in de theorie van de schepping. Bovendien geeft het een antwoord op fundamentele vragen over de aard van het universum, de vorm van het heelal. Het is erg interessant. Ik ben op zoek naar het grenzeloze. Alles wat grenzeloos is, kan worden omarmd.”
Een miljoen dollar
Voor velen is de hamvraag: waarom is iemand niet geïnteresseerd in een miljoen dollar? Perelman ontliep de vraag niet, maar of we wijzer worden van zijn vage antwoord is zeer de vraag: “Ik heb geleerd om leegte te berekenen. Ik en mijn collega’s bestuderen mechanismen die sociale en economische leegtes opvullen. Leegte is overal, het kan worden berekend. Dit opent grote mogelijkheden. Ik weet hoe ik het universum kan beheersen. Waarvoor zou ik een miljoen nodig hebben?”
Perelman noemde ook een ander aspect: het ergert hem dat het werk van andere wiskundigen niet wordt beloond door het Clay Mathematics Institute. Perelman noemt Richard Hamilton, wiens input net zo belangrijk is.
Grigori Perelman. Afbeelding: © Komsomolskaya Pravda
Abnormaal?
Ook al zou je het op het eerste gezicht niet zeggen, Perelman blijkt een heel normale man te zijn, anders dan de media hem doorgaans neerzetten. “Hij is realistisch, pragmatisch en helder van geest, maar kan ook sentimenteel zijn. Hij weet wat hij wil en hoe hij het kan krijgen,” aldus Zabrovski.
De documentaire van Zabrovski gaat weliswaar over beroemde wiskundigen, maar het zijn niet de persoonlijke verhalen die centraal staan. De film zal gaan over de samenwerking en de strijd tussen de drie leidende wiskundige scholen in de wereld: de Russische, de Chinese en de Amerikaanse. Dit maakt dat Perelman welwillend stond tegenover de journalist en documentairemaker. Hij hekelt de manier waarop de meeste andere journalisten te werk gaan: “Zij zijn alleen maar geïnteresseerd in de vraag waarom ik niet naar de kapper ga en waarom ik mijn nagels niet knip, niet in de wiskunde.”
Op deze website is een leuk filmpje over Perelman te zien.
.
(Kennislink)
Koptelefoon kan je gedachten lezen en omzetten in woorden
"Neen, effe niet aan seks denken nu", zie je de jongen op de foto bijna denken. Een groep studenten van de Australische universiteit van Canberra heeft namelijk een systeem ontwikkeld dat onze gedachten kan lezen én meteen vertalen in woorden op een computerscherm.
De zogenaamde 'Brain Speller' bestaat uit een koptelefoon die signalen van de hersenen ontvangt via elektroden die aan de schedel worden aangebracht. Een softwareprogramma zet die signalen om in woorden. Zo kunnen patiënten die verlamd zijn, hersenschade opliepen of aan dementie lijden toch communiceren.
"We deden wat onderzoek en ontdekten dat het aantal mensen die niet op een gewone manier kunnen communiceren enorm groot is in Australië en in de rest van de wereld", zegt projectleider Paul Du aan news.com.au. "We zijn verheugd dat we verbeelding en technologie hebben kunnen combineren tot een product dat de levensomstandigheden van velen kan verbeteren en echt hulp kan bieden aan een probleem waar heel veel mensen mee kampen."
Het team van Du kreeg voor hun uitvinding de titel van 'Team Australia' tijdens de nationale finale van 'Microsoft's Imagine Cup 2011', die gisteren plaatsvond in Sydney. Door deze overwinning kan de ploeg ook meedoen aan de wereldfinale in New York in juli, waaraan 400 studenten uit de hele wereld deelnemen. Allen hebben ze de technologie vooruit geholpen in de strijd tegen ziektes, armoede en kindersterfte. De winnaar krijgt 25.000 dollar baar geld om in de uitvinding te pompen. (jv)
(HLN)
Flinterdunne flexibele smartphone in de maak
Drie Canadese wetenschappers van de Queen's Universiteit in Kingston (Ontario) hebben een flinterdunne en buigzame smartphone ontworpen: de Paperphone. Een prototype is nu al beschikbaar.
Het mobiele toestel is vervaardigd uit elektronisch papier en kan alles wat de gebruikelijke smartphone ook kan: sms'en, bellen en muziek beluisteren. Eigen aan de Paperphone is dat hij de vorm aanneemt van waar hij wordt weggestoken, de broekzak bijvoorbeeld.
Een variant van de flinterdunne Paperphone is de Snaplet. Door het buigzame scherm kan deze zakcomputer zelfs om de arm gedragen worden.
Uitvinder Roel Vertegaal maakt duidelijk dat het toestel werkt zoals "een interactief blad papier". De Snaplet wordt gebruikt door het toestel te buigen of door erop te schrijven met een pen.
Vertegaal gelooft dat met de Paperphone een nieuw tijdperk wordt ingeluid. "Binnen vijf jaar gaat elk elektronisch toestel er zo uitzien. Het papierloze bureau zou binnenkort wel eens werkelijkheid kunnen worden."
Het beeldscherm van het toestel kent een diagonaal van 9,5 centimeter en steunt op de e-inktechnologie die ook in digitale boekenlezers is terug te vinden. Het voordeel van deze schermen is dat ze veel minder energie verbruiken. De toestellen kunnen echter niet goed kleur of video's weergeven, een nadeel. (adha)
(HLN)
Geschiedenisles wordt virtual reality
Je loopt door een stoffige stad in Boeotia, Griekenland. Een man op een ezel passeert je. Een jongen heeft een waterkan gebroken. De scherven liggen naast de put. Marktkooplui prijzen hun waren aan. Een vrouw ontpit olijven. Geen auto, geen smart phone te zien – je bent terug in de tijd, in een virtuele wereld.
Bovenstaande zou binnen niet al te lange tijd wel eens onderdeel van een geschiedenisles kunnen zijn. De Europese Commissie sponsort een nieuw grootschalig project dat Collective Experience of Empathic Data Systems (CEEDS) heet. CEEDS is een op virtual reality gebaseerd systeem dat primair ontwikkelt wordt als hulpmiddel om complexe dataverzamelingen te analyseren. Het systeem kan echter ook prima gebruikt worden om bijvoorbeeld de uit een opgraving verkregen gegevens ‘tot leven te wekken’ in een digitale presentatie.
Afbeelding: © Universiteit Leiden
Verbanden leggen
Archeologen, maar ook andere wetenschappers, worstelen met een algemeen probleem: er zijn veel te veel gegevens beschikbaar. Veel databases met gegevens zijn op het eerste gezicht vooral een nogal onoverzichtelijke brij van cijfertjes. In al die datachaos is het vaak niet eenvoudig om nieuwe ontdekkingen te doen.
Dit is de reden dat CEEDS ontwikkeld wordt. Door gebruik te maken van de mogelijkheden die virtual reality biedt, is het mogelijk om al die data te visualiseren. Door letterlijk ‘rond te lopen’ in de data, denken de onderzoekers makkelijker hun gegevens te kunnen analyseren en verbanden te kunnen leggen die ze in een cijferbrij over het hoofd zouden zien.
Onderzoekers die ‘rondlopen’ door de data worden bovendien aangesloten op allerlei sensoren die signalen uit het onderbewustzijn kunnen registreren. Bijvoorbeeld door hersenactiviteit, hartslag en ademhaling te meten. Volgens de wetenschappers is het onderbewustzijn vaak veel beter in staat om nieuwe relaties en verbanden te vinden. Wanneer een onderzoeker ‘rondloopt’ door zijn data en de sensoren een verhoogde activiteit in zijn of haar onderbewustzijn vaststellen, kan dat een reden zijn om een specifiek gebied nog eens nader te bekijken.
Oude Griekse steden
Een van de archeologen die meewerkt aan het project is dr. Chiara Piccoli van de Universiteit Leiden. Volgens Piccoli, die gespecialiseerd is in de virtuele reconstructie van oude Griekse steden, dient CEEDS een zowel belangrijk wetenschappelijk als educatief doel: “Dankzij de technologieën die CEEDS ons aanreikt, begrijpen we onze data beter. Bovendien kunnen we het grote publiek op een zeer toegankelijke manier laten zien wat we hebben gevonden. Als mensen zich kunnen inleven in de geschiedenis maakt dat hen bewuster, zowel van het plaatselijke erfgoed als van wat archeologen nou eigenlijk precies doen”
(Kennislink)
Mysterieuze breincellen verbreken record
Raar maar waar: je brein bestaat maar voor de helft uit echte zenuwcellen. De andere helft wordt ingenomen door astrocyten, een soort van onmisbare hulpcellen. Ze voorzien onze neuronen van voedsel en repareren ze af en toe. Hoewel astrocyten onmisbaar zijn voor een gezond brein, begrijpt niemand precies hoe ze werken. Maar dat gaat waarschijnlijk veranderen, want wetenschappers hebben voor het eerst miljarden astrocyten in het lab gekweekt; een ware recordprestatie.
‘Astrocyt’ betekent letterlijk vertaald ‘stercel’. Geen bijzondere reden, behalve dat ‘ie stervormig is. ’credits’>Afbeelding: © Wikimedia Commons
Neuroloog Su-Chun Zhang en zijn collega’s van de universiteit van Wisconsin–Madison lukten het om op een goedkope manier binnen enkele weken een gigantische voorraad astrocyten te kweken. De wetenschappers beschrijven hun succesrecept in het blad Nature Biotechnology.
Maar wat heb je aan een voorraad astrocyten in je laboratorium? Wel, onderzoekers weten al langer dat astrocyten onmisbaar zijn voor het brein, en dat ze zich bij aandoeningen zoals epilepsie en de ziekte van Parkinson anders gedragen. Maar wat de cellen precies uitspoken, is nogal onduidelijk.
Als we zenuwproblemen tot op de bodem willen uitzoeken en aanpakken, kunnen we niet om astrocyten heen. Dat ze nu en masse te kweken zijn in een lab, is dan ook goed nieuws.
Om miljarden astrocyten te kweken maakte Zhang gebruik van stamcellen. Dat zijn cellen die nog in allerlei andere soorten gespecialiseerde cellen kunnen veranderen, zoals huid- lever- of zenuwcellen. Met de juiste chemische cocktail wil zo’n stamcel ook wel in een astrocyt veranderen, blijkt nu. In Zhangs cocktail zit een waslijst aan ingrediënten waar we je niet mee lastig zullen vallen. De ingewikkelde cocktail bleek zo goed te werken dat de neuroloog uit slechts één stamcel ongeveer drie miljard astrocyten wist te kweken.
Stamcellen in schaaltjes. Om er astrocyten van te maken heb je ingewikkelde cocktails nodig. Maar dan heb je er ook gelijk heel veel. Afbeelding: © Ronald Veldhuizen
En de astrocyten blijken ook voor de volle honderd procent astrocyt te zijn. Op foto’s zien ze er exact uit als de astrocyten die wetenschappers uit muizenbreintjes hadden gepeuterd.
Ze hebben eveneens dezelfde kenmerken als ‘echte’ astrocyten aan de buitenkant, en reageren op precies hetzelfde wanneer ze in contact kwamen met echte zenuwcellen.
De gekweekte astrocyten bleken zelfs zonder problemen in de hersenen van proefmuizen te nestelen. De miljarden die Zhang nu kan kweken zijn dus hartstikke geschikt om de echte astrocyten in ons brein te begrijpen.
De kleine wereld van de astrocytenkweek zat al een tijdje op een ontdekking als die van Zhang te wachten. Op zich lukte het onderzoekers al eens eerder om van stamcellen astrocyten te maken, maar die waren vaak vervuild met andere cellen en bovendien bleven de aantallen altijd klein.
Bij de ouderwetse manier gebruikten onderzoekers geen cocktail, maar plaatsten ze stamcellen in een schaaltje met stofjes uit het brein. Die stofjes haalden dan de stamcellen over om in breincellen te veranderen, waaronder hopelijk dan ook een paar astrocyten.
Uiteindelijk bevat zo’n schaaltje dan inderdaad ook heus wel een paar astrocyten, maar vooral een heleboel andere zenuwcellen die je eigenlijk niet wilt onderzoeken. Kortom, zo’n schaaltje is dan gewoon een ‘rommeltje’. Voordat je onderzoek naar de astrocyten kan doen, moet je die rommel eerst opruimen; maar dat is zonde van de tijd en het geld.
Over tijd en geld gesproken: Zhangs cocktail voor astrocyten is geen Coca Cola-geheim. Elke wetenschapper die de publicatie in Nature Biotechnology opzoekt, kan het in zijn eigen lab nadoen. Iedereen kan dus van de mijlpaal genieten, en daarom verwacht de neuroloog dat we snel meer zullen horen over de belangrijkste hulpjes in ons brein.
(Kennislink)
Deel van de hersenen voor 'vleermuiszicht' gevonden
Het deel van het brein waarmee blinden hun zogenaamde vleermuiszicht, of echolocatie, gebruiken, werd gevonden door onderzoekers aan de universiteit van West-Ontario in Canada. Uit het onderzoek blijkt dat blinden toch het deel van de hersenen waarmee andere zien, gebruiken. Dat meldt het Engelse BBC News.
Sommige blinden hebben geleerd hoe ze door middel van klikgeluiden kunnen 'zien'. Aan de hand van de echo van deze klikgeluiden, kunnen ze zich een beeld vormen van de omgeving. Vleermuizen 'zien' op een soortgelijke manier. Ze stoten geluidsgolven uit en vormen zich een beeld op basis van de echo's.
Hersendelen
Door middel van fMRI-hersenscans konden de onderzoekers nauwkeurig meten welke delen van de hersenen geactiveerd werden wanneer de blinden de echo's van klikgeluiden hoorden. Uit dat onderzoek blijkt nu dat het dezelfde hersendelen zijn die gebruikt worden om met de ogen te kijken.
De onderzoekers verwachten dat dankzij deze nieuwe informatie de studietechnieken voor echolocatie verbeterd kunnen worden. (sg)
(HLN)
Twee nieuwe elementen in periodiek systeem
Twee nieuwe chemische elementen zijn officieel erkend door een internationale commissie van scheikundigen en natuurkundigen. De twee elementen, die nog geen naam hebben, krijgen nummer 114 en 116 in het periodiek systeem der elementen.
Foto: Thinkstock
Het totaal aantal bekende elementen staat echter op 114, omdat de elementen 113 en 115 nog niet officieel zijn goedgekeurd, aldus Paul Karol van de Carnegie Mellon University.
Karol is voorzitter van de commissie die gaat over de erkenning van nieuwe elementen.
Afgevuurd
De nieuwe elementen, die minder dan een seconde hebben bestaan, werden ontdekt bij experimenten in 2004 en 2006.
Twee lichtere elementen werden op elkaar afgevuurd, in de hoop dat ze aan elkaar zouden blijven plakken. De elementen bestonden minder dan een seconde, waarna ze uit elkaar vielen. "Het is een atoom per keer", aldus Karol.
Verzinnen
De wetenschappers die hebben bijgedragen aan de ontdekking van de elementen zijn gevraagd een naam voor de elementen te verzinnen.
De huidige cijfers waarmee de elementen worden aangeduid verwijzen naar het aantal protonen in de atoomkern.
© Novum
(nu.nl)
Erdös’ probleem uit de combinatorische meetkunde opgelost
Teken een stel punten en verbind elk tweetal punten met een rechte lijn. Doe het zo, dat het aantal verbindingslijnen van verschillende lengte minimaal is. Hoe groot is die minimale waarde als het aantal punten groot is? Dit 65 jaar oude vraagstuk is nu opgelost.
De befaamde Hongaarse wiskundige Paul Erdös (1913-1996) is – dankzij een publicatielijst van ruim 1500 artikelen – vooral bekend als probleemoplosser, maar hij bedacht zelf ook nieuwe problemen. Een daarvan is het verschillende afstanden probleem uit 1946. Nu, 65 jaar later, is het probleem opgelost door Nets Hawk Katz van de Indiana University en Larry Gutz van het Institute for Advanced Study in Princeton.
Teken een stel punten en verbind elk tweetal punten met een rechte lijn. Lijnen van verschillende lengte geef je verschillende kleuren, lijnen van gelijke lengte krijgen dezelfde kleur. De vraag die Erdös stelde is: wat is het kleinst mogelijke aantal kleuren bij een gegeven aantal punten?
Bij drie punten is het makkelijk: één kleur volstaat, door de punten op de hoekpunten van een gelijkzijdige driehoek te plaatsen. Bij vier punten heb je twee kleuren nodig en ook bij vijf punten lukt het met twee kleuren, zie onderstaande illustratie.
Afbeelding: © Alex van den Brandhof
Bij zes of zeven punten heb je een derde kleur nodig; de twee mogelijkheden om zeven punten te rangschikken, zie je hieronder.
Afbeelding: © Alex van den Brandhof
.Bij acht of negen punten heb je vier kleuren nodig; de vier mogelijkheden om negen punten te rangschikken, zie je hieronder. Slechts bij één mogelijkheid zijn alle lijnen met kleur aangegeven. Bij de andere drie mogelijkheden is van elke lengte er één met kleur aangegeven; de overige lijnen zijn gestippeld met zwart. Overtuig jezelf dat er geen vijfde kleur nodig is om deze stippellijnen te kleuren!
Afbeelding: © Alex van den Brandhof
Heel veel punten: hoeveel kleuren?
De vraag is hoe het verder gaat als het aantal punten toeneemt. Bij een zeer groot aantal punten is het verre van eenvoudig om uit te vinden hoe je de punten moet rangschikken, om het aantal verbindingslijnen van verschillende lengte te minimaliseren.
Nets Katz.
Katz zegt dat ze ongeveer drie maanden hebben gewerkt aan hun artikel ‘On the Erdös distinct distance problem in the plane’, dat inmiddels is geaccepteerd door het prestigieuze tijdschrift Annals of Mathematics. “Maar het bewijs dat we daarin geven, is gebaseerd op eerder werk van ons en van andere wiskundigen,” zegt hij. “In feite is het bewijs een product van meerdere jaren.”
De twee wiskundigen gebruikten verschillende technieken uit de wiskunde. In eerste instantie probeerden ze het probleem geheel langs algebraïsche weg te tackelen. “Op een zeker moment realiseerden we ons dat deze methode niet toereikend was. We eindigden met een combinatie van verschillende technieken.” Zo gebruikten ze onder meer de ham-sandwich-stelling, een resultaat uit de algebraïsche topologie.
Door hun nieuwe ideeën konden de wiskundigen bewijzen dat als je uitgaat van n punten, het aantal verbindingslijnen van verschillende lengte ten minste gelijk is aan een constante maal n/log(n). Dit is een aanzienlijke verbetering ten opzichte van de ondergrens die hiervoor bekend was. Fieldsmedaille-winnaar Terence Tao is onder de indruk van het werk van Katz en Gutz. “Hiermee is de basis gelegd voor verdere ontwikkelingen in de combinatorische meetkunde,” schreef hij.
Katz zegt dat een wiskundig probleem hem enorm kan fascineren. Zoals bij zo veel wiskundigen, gaat het hem om het probleem zélf. Maar ook toegepast wiskundigen kunnen blij zijn: de combinatorische meetkunde wordt gebruikt in onder meer de robotica en bij computer graphics.
Ronald Graham, zijn vrouw Fan Chung Graham en Paul Erdös in 1986 in Japan. Afbeelding: © Ron Graham
Een check van Erdös
Met het geld dat Erdös met zijn lezingen en gastcolleges verdiende, loofde hij prijzen uit voor de persoon die een door hem bedacht probleem zou oplossen. Sommige prijzen waren symbolische geldbedragen, maar voor ingewikkelde problemen kon het prijzengeld aardig oplopen. Voor het verschillende afstanden probleem was een check ter waarde van 500 dollar beschikbaar.
Na Erdös’ dood in 1996 heeft Ronald Graham, een vooraanstaand wiskundige op de befaamde Bell Labs en een goede vriend van Erdös, een aantal nog openstaande problemen geadopteerd en zich garant gesteld voor eventuele uitbetaling.
Het geld hoeven Katz en Guth echter niet te hebben. Veel liever hebben ze de originele check, ondertekend door Erdös, ook al kan die niet meer ingewisseld worden voor geld. “Die check is het waard om ingelijst te worden. Ik hoop echt dat die bewaard is gebleven,” aldus Katz.
(Kennislink)
Bewusteloos brein in kaart gebracht
Britse wetenschappers hebben voor het eerst hersenscans gemaakt van patiënten in de operatiekamer op het moment dat ze hun bewustzijn verloren.
Als mensen hun bewusteloos raken, neemt de activiteit in hun brein snel af. Maar sommige hersendelen blijven vermoedelijk nog een tijdje met elkaar communiceren.
Dat meldt BBC News op basis van een onderzoek aan de Universiteit van Manchester.
De nieuwe bevindingen suggereren volgens hoofdonderzoeker Brian Pollard dat het verlies van het bewustzijn een proces is waarbij verschillende delen van het brein elkaar afremmen, waardoor er uiteindelijk totale bewusteloosheid ontstaat.
Klein apparaat
De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door hersenscans te maken van patiënten die onder narcose gingen voor een operatie. Ze gebruikten daarvoor een techniek die veel compacter is dan de traditionele fMRI-scan.
Deze zogenaamde fEITER-scan kan worden verricht met een apparaat dat gemakkelijk in een operatiekamer kan worden opgesteld.
Hoofdtrauma
De wetenschappers benadrukken dat nog te weinig mensen zijn onderzocht om definitieve conclusies te trekken over de werking van de hersenen tijdens bewusteloosheid.
De compacte hersenscanners komen echter niet alleen van pas voor wetenschappelijk onderzoek. Met de nieuwe techniek wordt het ook eenvoudiger om de hersenen in de gaten te houden van mensen die bewusteloos zijn geraakt door een hartaanval of door hoofdtrauma.
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
quote:
'Geurtelevisie komt eraan'
Wetenschappers hebben een manier ontwikkeld om te kunnen ruiken wat je op televisie ziet.
Foto: Thinkstock
Ze verwachten dat dit een volledig nieuwe generatie televisies zal opleveren.
Televisieprogramma’s zijn gemaakt om je zintuigen te prikkelen en emoties op te wekken.
Dit gebeurt nu alleen via geluid en beeld, maar als het aan een onderzoeksteam van de Universiteit van Californië ligt, dan komt daar in de toekomst ook geur bij.
Waterachtige oplossingen
De onderzoekers ontwikkelden een apparaatje dat door middel van waterachtige oplossingen duizenden verschillende geuren kan opslaan. Deze geuren komen vrij als een scène op televisie daartoe aanleiding geeft.
Als in een programma bijvoorbeeld iemand een stukje appeltaart met een kop koffie bestelt, dan worden de twee compartimenten met appeltaart- en koffiegeur gestimuleerd en laten ze hun geur vrij.
Toekomstmuziek
Het zal nog wel een tijd duren voor er ook echt geurtelevisies in de winkel te koop zijn. Het onderzoeksteam heeft bewezen dat het kan, maar werkt nu aan een prototype dat klein genoeg is en de juiste geuren op het juiste moment produceert.
Ze willen naast het apparaat voor televisies ook een versie ontwikkelen die geschikt is voor mobiele telefoons.
Dan rest ook nog de vraag op televisiekijkers op deze nieuwe ontwikkeling zitten te wachten. Natuurlijk is het leuk als iemand het parfum van zijn of haar favoriete acteur of actrice kan ruiken, maar wat als iemand in een hondendrol stapt of een muffe kelder ingaat?
(nu.nl)
quote:Op maandag 20 juni 2011 19:09 schreef Pietverdriet het volgende:
Nee dank je, dat is wel het laatste wat ik wil, ambipur tv
Nederlandse wetenschappers kweken proefbuishamburger in strijd tegen voedseltekort
Wie wil de eerste proefbuishamburger achter de kiezen steken? Daar zijn Nederlandse wetenschappers naar op zoek. Zij werken aan zo'n burger met rundsgehakt gemaakt uit stamcellen.
Over nog geen jaar zal deze burger een feit zijn, beweren professor Mark Post van de Universiteit van Maastricht en zijn team. "Ik zie geen enkele manier om de komende decennia voort te bouwen op de ouderwetse veestapel", zegt Post. "Proefbuisvlees zal onze enige resterende keuze zijn."
Niet genoeg vee voor stijgende wereldbevolking
Zo moet de mens geen dieren meer slachten om aan vlees te geraken. De wereldpopulatie groeit zo snel dat er ook niet genoeg vee zal overblijven om iedereen van vlees te voorzien. De oplossing ligt volgens de Nederlandse wetenschappers dan ook in het kweken van runds-, kippen- en lamsvlees in een laboratorium.
Ze werken ook aan een hamburger, die zal ontwikkeld worden uit 10.000 stamcellen afkomstig van vee. De stamcellen worden in het lab vermenigvuldigd met een factor van meer dan een miljard om zo spierweefsel te kweken dat op rundsvlees gelijkt. Naam van het nieuwe product: in vitro-vlees.
Ook al gelijkaardige varkensreepjes en visfilets
"We proberen daar een consumptie-artikel van te maken en we zoeken een proefpersoon die het als eerste wil testen", aldus professor Post. "Als we geen kandidaten vinden, dan doe ik het zelf."
In 2009 produceerden wetenschappers van de Universiteit van Maastricht ook al varkensreepjes via dezelfde methode, maar ze moesten toegeven dat het er allemaal niet zo appetijtelijk uitzag. De reepjes waren grijs en hadden de textuur van calamares. En in New Yorkse labo's werden visfilets ontwikkeld uit stamcellen van spierweefsel van goudvissen. Ook al smaken al die pogingen niet zoals het echte vlees dat we gewoon zijn, toch denken wetenschappers dat we snel zullen wennen aan de nieuwe smaak.
Verwacht wordt dat de vleesconsumptie tegen 2050 zal verdubbelen. De proefbuisburger zou weleens de eerste stap naar een voedselrevolutie kunnen zijn, zo menen de wetenschappers, om de toenemende vraag naar vlees te kunnen bijhouden. (hlnsydney/jv)
(HLN)
Meer dan 1000 nieuwe soorten op Nieuw-Guinea
De Monitor hagedis (Varanus macraei), Papua New Guinea. Deze hagedissen kunnen wel een meter lang worden. Foto: WWF, Lutz Obelgonner
In tien jaar tijd zijn 1060 nieuwe planten- en diersoorten ontdekt op het tropische eiland Nieuw-Guinea. Dat meldde het Wereld Natuur Fonds (WNF) maandag in een nieuw rapport.
Onder de ontdekkingen die gedaan zijn van 1998 tot en met 2008 zijn onder meer een dolfijn met een ronde kop, een kikker met vampierachtige tanden en tientallen vlinders. Andere opvallende vondsten waren een rivierhaai die 2,5 meter lang kan worden en een blinde slang, die niet kan bijten en maar 12 tot 14 centimeter lang is. Ook zijn 218 nieuwe plantensoorten aangetroffen.
De 'snub-fin' dolfijn, Papua Nieuw Guinea. Deze dolfijn werd onverwacht ontdekt in 2005 en is kenmerkend door zijn ronde kop. Foto: WWF, Isabel Beasley
Regenwouden
De regenwouden op Nieuw-Guinea, dat bestaat uit een Indonesisch deel in het westen en het zelfstandige Papoea-Nieuw-Guinea in het oosten, zijn de op twee na grootste van de wereld. De bossen op het eiland bevatten naar schatting 8 procent van alle soorten op aarde.
Het WNF tempert het optimisme over de nieuwe vondsten door te waarschuwen dat mensen het regenwoud op Nieuw-Guinea in een hoog tempo vernietigen. De problemen worden onder meer veroorzaakt door houtkap voor onder meer palmolieplantages, wegenbouw en mijnbouw.
Volgens het WNF eist ook klimaatverandering haar tol van de wouden. (Lees hier een deel van het 'Living Forests Report' van het WWF).
(depers.nl)
Nieuwe diersoorten ontdekt op Filipijnen
Kreeften zonder schalen en diepzeehaaien die kunnen opzwellen om aanvallers te verjagen.
Foto: ANP
Die opmerkelijke dieren behoren tot de ruim 300 nieuwe dier- en plantensoorten die zijn ontdekt op de Filipijnen, aldus onderzoek van de California Academy of Sciences woensdag.
''De Filipijnen behoren tot de beste plaatsen ter wereld wat betreft verscheidenheid aan leven'', zei expeditieleider Terrence Gosliner. ''We vonden nieuwe soorten bij bijna elke duik en trektocht over de riffen en regenwouden van het land.''
Veel soorten waren nog niet ontdekt omdat ze erg klein zijn of op zeer afgelegen plekken leven.
Maandag meldde het Wereld Natuur Fonds (WNF) nog dat in 10 jaar tijd 1060 nieuwe planten- en diersoorten zijn ontdekt op het tropische eiland Nieuw-Guinea.
© ANP
(nu.nl)
‘Mensen kunnen duizend jaar oud worden’
De tot nog toe oudst bekende mens is 122 geworden. Maar volgens een Britse gerontoloog is de eerste persoon die 150 wordt, al geboren. En daarna zal de wetenschap steeds verder uitlopen op de dood.
Foto: ANP
Zo zal de medische levensverwachting slechts 20 jaar na de eerste 150-jarige al zijn opgelopen naar duizend jaar.
Deze gewaagde voorspellingen bracht Aubrey de Grey, een spraakmakende wetenschapper van de universiteit van Cambridge, vorige week naar buiten tijdens zijn lezing voor de Royal Institution of Great Brittain.
Dit in Londen gevestigde instituut zet zich in voor verspreiding van nieuwe wetenschappelijke inzichten. De Grey werkt al geruime tijd aan een methode om langer jong en gezond te blijven, zoals blijkt uit een interview met hem eind november vorig jaar.
Vroegtijdige reparatie
De theorie van De Grey gaat uit van de introductie van medische technieken die celschade weer repareren, voordat deze ziekmakend en potentieel levensbedreigend wordt, zoals in het geval van kanker.
Volgens De Grey komt daarbij een moment waarop medische ontwikkelingen steeds verder inlopen op onze veroudering. Zo kunnen de ouderdomskwalen waaraan 200-jarigen (in theorie) zouden komen te overlijden al verholpen zijn, nog vóór iemand die leeftijd heeft bereikt.
Het tempo waarin mensen verouderen ligt dan lager dan het tempo waarin de medische wetenschap ons weer kan herstellen. De levensverwachting kan daarbij exponentieel toenemen.
Omgekeerde bewijslast
Alhoewel er geen concrete voorbeelden zijn om de theorie te onderbouwen, vindt De Grey toch bijval binnen de wetenschappelijke gemeenschap.
Zo heeft het gerenommeerde Massachusetts Institute of Technology (MIT) in 2005 zijn critici uitgedaagd door 20.000 dollar uit te loven aan de moleculair bioloog die kan aantonen dat de anti-verouderingstheorie principieel fout is. MIT heeft dit bedrag tot nog toe niet hoeven uitkeren.
Bijwerking
De Grey stelt dat er geen sprake is van het in leven houden van oude, gebrekkige mensen. “Dit gaat om de preventie van ouderdomsziekten. De therapieën waar wij aan werken hebben lange levensduur als bijwerking van verbeterde gezondheid.”
Mensen zullen volgens de Brit in de verre toekomst overigens niet massaal duizend jaar oud worden. Wanneer ‘ouderdom genezen is’ zal de voornaamste doodsoorzaak uit ongelukken bestaan. Net als vroeger.
(nu.nl)
Methaanscheet en de eind Trias massa-extinctie
Wetenschappers breken al decennialang het hoofd over de vraag waarom zo’n 200 miljoen jaar geleden bijna 80% van het leven uitstierf. En nu lijkt er eindelijk een doorbraak te zijn! Nederlanders stellen namelijk dat het vrijkomen van een enorme hoeveelheid methaan de hoofdoorzaak is…
Methaan brandt prima als het vrijkomt uit ijs van de zeebodem. Afbeelding: © USGS
Rond 201,4 miljoen jaar geleden was het een hel op aarde. De toenmalige dieren en planten worstelden om te overleven in een wereld die totaal anders was dan nu. Bijna 80% van het leven stierf uit tijdens deze eind Trias massa-extinctie. Hoe dit nu toch mogelijk was, is nog steeds vrij onbekend.
De Nederlander Micha Ruhl (Universiteit Utrecht) en collega’s hebben echter een mogelijke verklaring gevonden: zij wijten de uitsterving aan het massaal vrijkomen van methaan dat opgeslagen was in de zeebodems. Oftewel een ‘methaanscheet’. Het nieuws werd vandaag gepubliceerd in Science.
Daartoe onderzochten de wetenschappers een gebied in westelijk Oostenrijk, de zogenaamde Kuhjoch en Hochalplgraben ontsluitingen dichtbij Tirol. Net als op andere plaatsen ter wereld vonden ze hier aanwijzingen voor een verandering in de globale koolstofcyclus. Er bleek namelijk veel meer van het koolstofisotoop koolstof-12 (C-12) in organische moleculen te zitten ten opzichte van C-13 in vergelijking met de aardlagen erboven èn eronder. Die organische moleculen zijn afkomstig van het waslaagje van planten gevonden in de aardlagen. En laat nou die verandering in koolstof precies samenvallen met de eind Trias massa-extinctie.
Een beeld van een bestudeerde ontsluiting van eind Trias gesteente in Oostenrijk. Afbeelding: © Micha Ruhl
.De massa-uitsterving
In deze periode op aarde stierven bijvoorbeeld de conodonten (lancetvisachtigen) uit, maar ook de conulariden (volgens een deel van de wetenschap een soort neteldier). Andere groepen organismen overleefden de uitsterving wel, maar leden zware verliezen. Hoe kwam dat?
In het verleden dachten wetenschappers aan een inslag van een hemellichaam, massaal vulkanisme en zeespiegeldaling. Vooral grootschalig en langdurig vulkanisme in Noord- en Zuid-Amerika, Afrika en Europa door het opbreken van het supercontinent Pangea leek dè verklaring. Maar nu komt er een theorie bij…
Dit spore uit Oostenrijk komt voor rondom de uitsterving. Afbeelding: © Nina Bonis
Warm
“Het op grote schaal vrijkomen van methaan (CH4) leidde tot een sterke toename van koolstof in de atmosfeer, wat weer leidde tot sterke veranderingen in het klimaat, met een massa-extinctie mogelijk als gevolg”, vertelt hoofdonderzoeker Ruhl aan Kennislink.
Lawrence Tanner (Le Moyne College, VS), niet verbonden aan het onderzoek: “Dat de isotopenverandering – meer C-12 in dit geval – en de uitstervingen komen door het vrijkomen van methaan resulterend in een broeikaseffect is inderdaad nieuw.”
Een deel van het methaan werd omgezet naar een andere broeikasgas, namelijk CO2. Mogelijk steeg de koolstofdioxide-concentratie in de atmosfeer met een factor vier. Hierdoor werd het warmer op Aarde, niet in de laatste plaats ook door het methaan zelf dat een 20 tot 25 keer sterker broeikasgas is dan CO2.
Maar niet alleen een methaanscheet, ook grootschalig vulkanisme stoot netto veel CO2 uit en kan zo voor opwarming zorgen. Wat is nu de belangrijkste oorzaak? “De periode van massa-extinctie duurde relatief kort, maar zo’n twintig- tot veertigduizend jaar. Het vulkanisme duurde veel langer, zo’n 600.000 tot één miljoen jaar,” zegt Ruhl. Het methaan kwam vrij in slechts tien- tot twintigduizend jaar, wat veel meer overeenkomt met de duur van de massa-uitsterving. Bovendien brengt methaan relatief veel meer C-12 in de atmosfeer in vergelijking met CO2 van vulkanisme. Het lijkt er dus op dat methaan de belangrijkste oorzaak is voor de opwarming èn uitsterving.
Toch kan vulkanisme hierin wel geholpen hebben. “Tijdens het begin van het vulkanisme kwam er mogelijk net voldoende CO2 vrij om de aarde en ook de oceanen op te warmen, zodat methaan dat in de zeebodem opgeslagen zat, vrij kon komen. Methaan is een veel sterker broeikas gas dan CO2, dus toen er een beetje methaan vrijkwam versterkte dat de opwarming van de oceanen.”
Een voorbeeld van gestold lava gevormd rondom de uitsterving. Afbeelding: © Micha Ruhl
.Kritiek
Tanner is niet overtuigd van het hele verhaal, want de verandering in C-12 is veel groter in Oostenrijk dan in de oostelijke Verenigde Staten in het Newark-bekken. Bovendien vonden deze veranderingen in de VS en in Oostenrijk mogelijk niet tegelijkertijd plaats. “De waarheid is dat het Newark-bekken, omdat het niet-oceanische aardlagen van oorsprong zijn, niet met zekerheid gecorreleerd kunnen worden aan de oceanische aardlagen (zoals de Oostenrijkse aardlagen). Het zou ideaal zijn om nog zo’n grote verandering te zien (van koolstof) in aardlagen met een oceanische oorsprong. Dat zou aantonen dat dit geen strikt regionaal signaal is”, aldus Tanner.
Er is dus nog genoeg werk aan de winkel. Ook Ruhl wil meer weten: “We weten niet hoeveel warmer het werd. En we weten ook nog niet precies waarom diersoorten in de oceanen uitstierven. Daarnaast zullen we door meer inzicht beter kunnen begrijpen wat we in de toekomst mogelijk kunnen verwachten, als de mens nog veel langer door gaat met het verbranden van fossiele brandstoffen.”
Bron:
•Ruhl et al., ‘Atmospheric Carbon Injection Linked to End-Triassic Mass Extinction’, Science 333 (2011) 430-434.
(Kennislink)
Fluctuaties in LHC: is het Higgs?
Geschreven door Caroline Hoek op 25 juli 2011 om 9:34 uur
Wetenschappers zijn in de deeltjesversneller op opvallende fluctuaties gestuit: mogelijk sporen van het beruchte Higgs-deeltje.
Wetenschappers merkten de fluctuaties op na een analyse van de onderzoeksgegevens. Deze gegevens zijn het resultaat van botsingen in de deeltjesversneller: protonen worden in de LHC met ongelofelijke snelheden tegen elkaar geworpen. En bij die botsingen zijn nu opvallende fluctuaties ontstaan.
Voorzichtig
Fluctuaties die mogelijk wijzen op de aanwezigheid van het deeltje. Hoewel wetenschappers enthousiast zijn, is voorzichtigheid geboden. Nog niet zolang geleden concludeerden onderzoekers ook al dat ze het deeltje op het spoor waren, maar dat bleek achteraf niet het geval te zijn. En ook nu kan een nadere analyse deze voorzichtige resultaten weer van tafel vegen.
Amerika
En toch zijn de fluctuaties het vermelden waard. Kort nadat de onderzoekers van de Large Hadron Collider hun ‘vondst’ aankondigden, kwam er namelijk ook een geluid uit Amerika zetten. Een deeltjesversneller daar heeft ook fluctuaties opgemerkt. Die fluctuaties deden zich voor in hetzelfde onderzochte domein als die van de Zwitsers. De Amerikaanse fluctuaties zijn wat zwakker, maar nu de Zwitsers ook iets hebben gezien, wordt het steeds overtuigender.
Massa
Het Higgs-deeltje (voluit: Higgs-boson of ook wel God-deeltje) is de ‘Heilige graal’ van de fysica. Volgens modellen geeft dit deeltje alle deeltjes massa. En hoewel het bestaan ervan in theorie al vele malen is aangetoond, hebben wetenschappers het in de praktijk nog nooit gezien. Deeltjesversnellers als de LHC zijn daarom druk op zoek naar dit deeltje waarmee veel puzzelstukjes op hun plaats moeten vallen.
Nader onderzoek moet uitwijzen of de fluctuaties overeind blijven. Maar zelfs als dat niet het geval is, is er goed nieuws. Onderzoekers moeten concluderen dat ze het deeltje steeds verder insluiten en dat het vroeg of laat – mits het bestaat – toch ergens op moet duiken. En dat moment komt steeds dichterbij.
(scientias.nl)
Tijdreizen blijkt natuurkundig onmogelijk
Wetenschappers uit Hong Kong hebben met een natuurkundig experiment aangetoond dat tijdreizen onmogelijk is.
Foto: Thinkstock
Een foton, oftewel een enkel lichtdeeltje, kan niet sneller reizen dan de lichtsnelheid. Dat meldt hoofdonderzoeker Shengwang Du van de Universiteit van Hong Kong in het wetenschappelijk tijdschrift Physical Review Letters.
De uitkomsten van het onderzoek bewijzen volgens de wetenschappers dat de speciale relativiteitstheorie van Albert Einstein klopt en dat niets sneller kan reizen dan het licht. Tijdreizen is daardoor natuurkundig gezien onmogelijk.
Lichtsnelheid
De wetenschappers kwamen tot hun bevindingen door een enkele foton te produceren in het laboratorium en het voorste deel van de optische lichtgolf in kaart te brengen. Uit hun metingen blijkt dat dit deel van het licht in vacuüm nooit sneller kan reizen dan de lichtsnelheid.
Hieruit kan worden opgemaakt dat ook het het deeltje zelf zich niet sneller kan voortbewegen dan de lichtsnelheid.
Theorie
Tien jaar geleden ontstond de opvatting sommige deeltjes zich wel sneller dan het licht zouden kunnen verplaatsen. Wetenschappers namen toen voor het eerst superluminale - oftewel sneller dan de lichtsnelheid reizende - lichtgolven waar.
Deze deeltjes zouden door die snelheid in theorie door de tijd kunnen reizen. Later bleek het echter alleen om een visueel effect te gaan. De deeltjes reisden in werkelijkheid helemaal niet sneller dan het licht.
Snelheidslimiet
De nieuwe studie bewijst volgens Shengwang Du definitief dat reizen met een snelheid die groter is dan de lichtsnelheid onmogelijk is voor fotonen.
“Onze studie toont aan dat enkele fotonen zich ook aan de snelheidslimiet van het universum moeten houden”, verklaart de onderzoeker op Discovery News.
“Onze ontdekking bevestigt de speciale relativiteitstheorie van Einstein", aldus Du. "Hij claimde terecht dat de lichtsnelheid de belangrijkste verkeerswet is in het universum: oftewel niets kan sneller reizen dan het licht. Een lichteffect kan dus ook niet zichtbaar worden, voordat het wordt veroorzaakt.”
© NU.nl/Dennis Rijnvis
(nu.nl)
Britse wetenschappers creëren 150 mensdieren
Britse wetenschappers hebben meer dan 150 embryo’s gecreëerd die uit zowel menselijk als dierlijk genetisch materiaal bestaan. Het doel van de genetische manipulatie is het ontwikkelen van nieuwe medicijnen.
Dat meldt de Britse krant the Daily Mail.
Het nieuws is bekendgemaakt nadat een comité van Britse wetenschappers in een rapport waarschuwde voor een 'Planet of the Apes'-scenario. Dit verwijst naar een science fictie-film waarin de wereld is bewoond door apen die zijn veranderd in dieren met een mensachtige intelligentie en spraakvermogen.
Donoren
Na een parlementair debat over de praktijken, zijn de onderzoeksgegevens naar buiten gebracht. Volgens de auteurs van het waarschuwingsrapport hoeven we ons geen zorgen te maken om half menselijke/half dierlijke embryo’s, omdat deze volgens de wet vernietigd moeten worden binnen veertien dagen.
Zij stellen slechts dat strengere regels moeten worden opgesteld voor handelingen zoals het implanteren van menselijke cellen in de hersenen van dieren. Autoriteiten overwegen menselijke donoren tegen betaling genen ter beschikking te laten stellen voor de onderzoeken.
Ziekten
Een wetsartikel dat is ingevoerd in 2008 staat wetenschappers toe te experimenteren met het mixen van menselijke en dierlijke genen. Zo kunnen wetenschappers een dierlijk ei bevruchten met een menselijke spermacel, menselijke kerncellen implanteren in dierlijke lichaamscellen en menselijke cellen mixen met dierlijke embryo’s.
Volgens de wetenschappers kunnen embryonale stamcellen op deze manier gebruikt worden om ziekten te behandelen zoals parkinson en diabetes.
Zes dagen
In drie toonaangevende Britse universiteiten wordt onderzoek gedaan naar genetische manipulaties van dierlijke embryo's met menselijke cellen, te weten Kings University, de universiteit van Newcastle en de universiteit van Warwick.
Eerder zei professor John Burn van de universiteit van Newcastle tegen de Britse nieuwszender BBC 'Het onderzoek wordt verricht in laboratoria en we zouden de embryo’s nooit in menselijke baarmoeders implanteren. We willen uiteindelijk de embryo’s zes dagen in leven kunnen houden, zodat we cellen kunnen verwijderen en gebruiken voor het genezen van ziekten.'
Kritiek
Op dit moment zijn de onderzoeken met menselijke en dierlijke genen gestaakt, omdat er niet voldoende budget is.
Volgens Britse wetenschapper professor Robin Lovell-Badge zijn de nieuwe onderzoeksmethoden iets om trots op te zijn, zolang ze voldoende gecontroleerd worden.
De praktijken wekken veel kritiek op. Voormalig parlementariër en lid van de Liberale Partij David Alton wil dat de experimenten verboden worden. 'Ethisch gezien is dit niet te rechtvaardigen. Er is ook geen enkel bewijs dat hier een ziekte mee behandeld kan worden. Het brengt ons land alleen maar in diskrediet,' aldus de katholieke politicus.
(Elsevier)
quote:Bouwstenen van DNA gevonden in meteorieten
8 augustus 2011, http://www.allesoversterrenkunde.nl
Amerikaanse astrobiologen hebben belangrijke bouwstenen van DNA aangetroffen in meteorieten - stenen die afkomstig zijn uit de ruimte. De wetenschappers, onder andere van het Carnegie Institution of Washington en van NASA's Goddard Space Flight Center, publiceren hun bevindingen vandaag in Proceedings of the National Academy of Sciences .
Eerder zijn al organische verbindingen (koolwaterstoffen) en zelfs aminozuren aangetroffen in meteorieten. Ook wordt al tientallen jaren onderzoek gedaan aan nucleobasen in meteorieten - belangrijke bouwstenen van DNA (de vier belangrijkste nucleobasen in het DNA van aardse organismen zijn cytosine, guanine, adenine en thymine). Het was tot nu toe echter niet mogelijk om onomstotelijk vast te stellen dat die daadwerkelijk een buitenaardse oorsprong hadden; het zou ook om aardse verontreinigingen kunnen gaan.
Een team onder leiding van scheikundige Jim Cleaves is daar met behulp van nieuwe analysetechnieken nu echter wél in geslaagd. Bij twaalf verschillende koolstofhoudende meteorieten, waarvan er negen afkomstig zijn van Antarctica, kon worden vastgesteld dat ze nucleobasen bevatten die niet afkomstig zijn uit de omgeving waarin de ruimtestenen werden gevonden. Zo bleek de concentratie van de moleculen in de meteoriet enorm veel hoger te zijn dan in het ijs waarin de ruimtesteen was gevonden. In drie gevallen bleek het zelfs te gaan om bepaalde nucleobase-analogs (purinen) die op aarde relatief zeldzaam zijn.
De ontdekking ondersteunt het vermoeden dat de bouwstenen van het leven op aarde afkomstig zijn uit de kosmos, en dat de allereerste fasen van de 'biogenese' - het ontstaan van leven - in de interstellaire ruimte heeft plaatsgevonden. Dat zou betekenen dat de kans groot is dat ook elders in het heelal leven voorkomt.
Verstoppertje spelen in de tijd
De meeste onzichtbaarheidsmantels zijn bedoeld om voorwerpen te verbergen. Maar Amerikaanse onderzoekers hebben er één gemaakt waarmee je gebeurtenissen aan het oog kunt onttrekken. Is de ultieme bankoverval nu te plegen?
De onzichtbaarheidsmantel van Harry Potter blijft voorlopig fantasie, maar wetenschappers zijn inmiddels in staat kleine objecten onzichtbaar te maken, hoewel alleen voor enkele golflengtes van het licht. Afbeelding: © Harry Potter Wiki
Wat een timing. Net nu de laatste film van de Harry Potterserie in de bioscoop draait, komen wetenschappers met een nieuw soort onzichtbaarheidsmantel op de proppen.
Sinds een aantal jaar proberen wetenschappers – naar het voorbeeld van Harry Potter – om voorwerpen onzichtbaar te maken. Niet dat ze in de weer zijn met oude, magische kleden die je over je heen werpt om aan iemands oog te ontsnappen. Als wetenschappers praten over een onzichtbaarheidsmantel gaat het om speciale materialen, zogenaamde metamaterialen, waarmee je de richting van licht kunt manipuleren.
De truc daarbij is om lichtgolven om een voorwerp heen te buigen, zodat het voorwerp zelf niet te zien is. Inmiddels hebben wetenschappers op deze manier al voorwerpen – hoewel zeer kleine – laten verdwijnen met bepaalde golflengtes licht. Een nieuwe generatie mantels is nu in aankomst. Maar het doel hiervan is om in plaats van voorwerpen, gebeurtenissen te laten verdwijnen.
Gat in het licht
Ook bij het verbergen van een gebeurtenis draait alles om manipulatie van lichtgolven. Eerder dit jaar beschreven de natuurkundigen Martin McCall en Paul Kinsler van Imperial College in het tijdschrift Journal of Optics hoe je dat moet aanpakken. Het idee is dat je een bundel licht in tweeën splitst. De kortere golflengtes van het licht, zoals de kleur blauw, versnel je, en de langere golflengtes van het licht, zoals de kleur rood, vertraag je. Zo ontstaat een ‘gat’ in het licht. Volgens McCall en Kinsler kun je in dit gat een gebeurtenis verbergen: de ene helft van het licht arriveert namelijk vóórdat hier iets gebeurt, de andere helft erna. Breng je de twee delen van het licht vervolgens weer bij elkaar, dan is wat er in het gat gebeurde voor niemand te zien. Je kunt tenslotte alleen iets waarnemen als licht hiervan afketst en in je oog terecht komt.
Splitsende lichtbundels?
Het splitsen van licht is goed te begrijpen door de lichtdeeltjes van een bundel licht (fotonen) voor te stellen als achter elkaar rijdende auto’s (zie onder). Als het achterste deel van de rij auto’s een beetje afremt en de voorste auto’s iets versnellen, ontstaat een gat. Dat gat kan net groot genoeg zijn voor iemand (in dit geval een kip) om over te steken. Het gat verdwijnt weer als het achterste verkeer versnelt en weer aansluit. Voor een automobilist die verder naar achteren (links buiten het plaatje) rijdt, is er geen gat. Naar zijn idee is de kip nooit overgestoken, want er is geen bewijs van dat dit is gebeurd.
Afbeelding: © Paul Kinsler, Imperial College London
Het werkt (maar kort)
Nu hebben onderzoekers van Cornell University (VS), onder leiding van Moti Fridman, voor het eerst zo’n timecloak – zoals men een onzichtbaarheidsmantel voor gebeurtenissen noemt – gebouwd. Ze hopen hierover te publiceren in het tijdschrift Nature, maar de voorpublicatie staat al op ArXiv.org. Het team van Fridman heeft een opstelling gemaakt die doet wat McCall en Kinsler voorstelden.
De opstelling van Fridman en collega’s van College University. Kleuren als blauw en paars worden versneld door de lens, rood en geel vertraagd. Een tweede lens brengt de kleuren weer bijeen. De groene bol stelt de verborgen gebeurtenis voor. Let op de assen: de verticale as stelt de tijd voor. Afbeelding: © Moti Fridman et al.
Het licht komt in pulsen uit een laser. Een speciale ‘tijdlens’ splitst een inkomende lichtbundel in twee delen door bepaalde golflengtes te versnellen en andere te vertragen. Bij deze lens is de brekingsindex afhankelijk van de tijd (bij een gewone lens is de brekingsindex afhankelijk van de plaats waar het licht de lens binnenkomt). Een tweede tijdlens doet precies het omgekeerde en brengt de lichtbundel weer bij elkaar. In het midden bevindt zich het ‘gat in de tijd’, waarin je een gebeurtenis kunt verstoppen.
Het team heeft bewezen dat de mantel werkt. Een gebeurtenis – in dit geval interferentie van het licht met een andere lichtbundel – was onzichtbaar toen de mantel ‘aan’ stond, en zichtbaar als de mantel ‘uit’ stond. Minpunt is wel dat deze gebeurtenis slechts 110 nanoseconden verborgen kon blijven. Dat is zo kort, dat we dat met onze eigen ogen zelfs al niet kunnen zien. In dit geval merk je dus niet eens dat er iets is verstopt. Volgens Fridman is een langere tijdsduur in theorie haalbaar, maar langer dan 1,25 microseconde is met deze opstelling onmogelijk, denkt hij. Dit vanwege beperkingen in de gebruikte apparatuur.
Het beroven van kluizen met behulp van een timecloak behoort nog niet tot de mogelijkheden. Afbeelding: © Flickr / damiandude
Andere beperkingen
Desalniettemin is FOM-onderzoeker Femius Koenderink enthousiast over het experiment. “Ik heb het artikel met interesse gelezen”, laat hij weten. “Het is zonder twijfel een uitstekend en origineel experiment.” Hij ziet echter, naast de werking voor korte tijdsduren, ook andere beperkingen.
“De gebeurtenis is alleen onzichtbaar voor één bepaalde kleur”, zegt hij. “Zou je bij een andere kleur kijken, dan zie je de gebeurtenis wel. Dat geldt overigens ook voor de al bestaande onzichtbaarheidsmantels, waarbij voorwerpen alleen voor bepaalde golflengtes onzichtbaar zijn. In sommige toepassingen hoeft dit echter geen bezwaar te zijn, zoals in nauwbandige telecommunicatie.”
Fridman heeft ongetwijfeld een leuk stuk speelgoed in handen, maar de vraag is of het echt toepassingen oplevert. De ideale bankoverval – door met een timecloak het leeghalen van de kluis te verbergen – is in ieder geval niet aan de orde. Harry Potter heeft voorlopig nog altijd de beste onzichtbaarheidsmantel in handen.
Bron:
•M. Fridman e.a., Demonstration of temporal cloaking, arxiv.org/abs/1107.2062 (opgestuurd naar Nature)
(Kennislink)
Technologisch hoogstandje moet pleisters vervangen
Wetenschappers hebben een pleister ontwikkeld die het onderscheid tussen elektronica en biologie doet vervagen. Verwacht wordt dat het niet alleen een revolutionaire stap is binnen de medische wereld, maar dat het ook gevolgen krijgt voor de manier waarop we gamen, informatie verzamelen en zelfs spioneren.
De EES lijkt op een tijdelijke tatoeage
Dat meldt het Amerikaanse wetenschappelijke vakblad Science.
De micro-elektronica is ontwikkeld door een internationaal team afkomstig uit de Verenigde Staten, China, en Singapore en heeft de naam 'EES' (epidermal electronic system) gekregen.
Betrouwbaar
Volgens de wetenschappers zal hiermee niet alleen de traditionele pleister vervangen worden. Ook de 'ouderwetse' elektrodes gaan plaats maken voor dit medische wondermiddel. Nu moeten patiënten nog aan grote machines vastliggen met allerlei kabels, draden en sensoren. De pleister kan, zonder dat de patiënt het merkt, de hartslag, de hersenen, spierweefselactiviteit en temperatuur opmeten.
De pleister is dunner dan de diameter van een hoofdhaar en zit vol met elektronische sensoren. Het wordt op ongeveer dezelfde manier bevestigd als een tijdelijke 'tatoeage' bij kinderen, waardoor het een onderdeel van de huid lijkt te worden.
De wetenschappers verwachten dan ook dat de meetresultaten betrouwbaarder worden dan in het verleden omdat de patiënt zich meer op zijn of haar gemak voelt.
Stemtechnologie
De pleister kan ook op de keel worden aangebracht waar het de activiteit van de stembanden kan meten. Deze toepassing is te gebruiken voor mensen die keelproblemen hebben maar ook binnen andere sectoren. Videospelletjes die reageren op stemcommando's antwoorden op de elektronische pleister met een nauwkeurigheid van 90 procent.
Dit wordt mogelijk gemaakt door een zeer kleine antenne. Ook radio's en computers zouden hierdoor op de pleister aangesloten kunnen worden. Volgens de wetenschappers is het niet ondenkbaar dat in de toekomst de iPad aan de huid kan worden vastgemaakt.
Door Tjeerd Ritmeester
(Elsevier)
Kruising tussen beeldscherm en papier
Deze zomer won een Taiwanees instituut een belangrijke onderzoeksprijs voor een nieuw type display: flexibel, herschrijfbaar, met helder beeld en amper stroomverbruik. Dit zou je echt elektronisch papier kunnen noemen.
Het maken van een flexibel display – alsof je je computermonitor oprolt – wordt ook wel de ‘heilige graal’ van het beeldschermonderzoek genoemd. Aan de ene kant omdat die techniek veel praktische toepassingen kent, bijvoorbeeld als krant die gedurende de dag ververst (zie het filmpje hieronder) of behang dat je per dag kunt aanpassen.
Maar wat misschien nog belangrijker is: als het scherm oprolbaar is, kun je het ook ‘aan de rol’ produceren. Nu komen beeldschermen stuk voor stuk langs op de lopende band, wat veel tijd, materiaal en ruimte kost. Daar kun je flink op besparen wanneer schermen als een grote rol verwerkt worden.
Onderzoekers van het Industrial Technology Research Institute (ITRI) in Taiwan ontwikkelden een apparaat dat aardig in de buurt komt. Ze wonnen er deze zomer een R&D 100 Award mee, een belangrijke prijs in de onderzoekswereld. Het ‘papier’ is in feite een variant op de bekende platte televisieschermen. Door net iets andere componenten te gebruiken, konden ze het scherm met plastic maken in plaats van glas. En dat maakt het geheel flexibel. Hier zie je een reportage over hun ‘i2R e-paper’.
LCD, maar dan anders
De meeste platte televisie- en computerschermen die je nu ziet, zijn LCDs, Liquid Crystal Displays. Het e-paper van ITRI is ook een LCD, alleen dan met ander type kristallen. Het scherm bevat chirale moleculen. Dat zijn moleculen die je niet kunt spiegelen: als je zo’n molecuul op zijn eigen spiegelbeeld legt, dan past het niet (zoals met je rechter- en linkerhand).
Wenteltrap van kristallen
Een LCD bestaat uit twee glasplaatjes met daarop polarisatiefilters, die alleen licht doorlaten dat in een bepaalde richting ‘golft’. Tussen de glasplaatjes zit een laag met vloeibare kristallen (liquid crystals). Deze moleculen hebben een langwerpige vorm en door ribbels in de glasplaatjes wijzen ze in verschillende richtingen: de onderste kristallen staan in een hoek van 90° ten opzichte van de bovenste, als een soort wenteltrap. Hierdoor zal het licht dat door de bovenste polarisatiefilter komt ook 90° graden draaien, waardoor het de tweede filter kan passeren.
Afbeelding: © Mingxia Gu
Als er spanning op de LCD wordt gezet, dan ‘ontdraaien’ de kristallen. Het licht draait dan ook niet meer en komt hierdoor niet door de onderste filter. Door het scherm op te delen in kleine vakjes (pixels) en de spanning op bepaalde plekken aan of uit te zetten, kun je op deze manier bepalen waar er wel en niet licht te zien is. Zo maak je een beeld op het scherm.
In een LCD rangschikken dit type kristallen zich in nette lagen, in tegenstelling tot ‘gewone’ vloeibare kristallen. Het zijn net torentjes, waarbij de moleculen op één laag allemaal dezelfde kant op wijzen, maar de wijsrichting steeds iets verschilt van de laag erboven. Na een aantal lagen is de wijsrichting helemaal rond geweest, die afstand heet de ‘pitch’.
Chirale moleculen rangschikken zich in lagen, waarbij ze telkens (met z’n allen) een net iets andere kant op wijzen. Als de kristallen weer precies zo staan als in het begin, is één ‘pitch’ afgelegd. Afbeelding: © Shopsowitz et al., 2010
.Aan en uit
Het aan- en uitzetten van pixels werkt bij een chiraal LCD (ChLCD) anders dan bij een normaal LCD. De kristallen vormen nu een ‘planar texture’ of een ‘focal conic texture’. In het eerste geval staan de torentjes naast elkaar met de as loodrecht op de glasplaat. Als ze in deze stand staan, zal inkomend licht grotendeels teruggekaatst worden, doordat de wet van Bragg optreedt. Voor licht met een golflengte gelijk aan de pitch is de reflectie maximaal. De planar texture is de ‘aan’-stand van de LCD: pixels met kristallen in deze formatie geven licht.
In de linker pixel staan de kristallen in planar texture: inkomend licht wordt grotendeels weerkaatst en de pixel staat dus aan. De rechter pixel geeft geen licht, doordat de kristallen in focal conic texture staan. Afbeelding: © Mingxia Gu
.De kristallen ordenen zich in de focal conic texture als er spanning op het materiaal wordt gezet. Elk torentje met moleculen staat dan in z’n geheel schuin, alsof de kristallen zijn omgevallen. In deze stand weerkaatst inkomend licht elke kant op en slechts een deel gaat terug door de bovenste glasplaat. Het meeste licht ‘verdwijnt’ naar achteren en dit is dan ook de ‘uit’-stand (de pixel blijft zwart).
Om de kristallen te laten terugkeren naar de planar texture, wordt het elektrische veld versterkt. Op een bepaald moment rangschikken de kristallen zich dan niet meer per laag in een andere richting, maar gaan ze allemaal loodrecht op de glasplaat staan. Dit heet de homeotropic texture, een soort tussenfase. Wanneer het elektrisch veld vervolgens weer sterk afzwakt, schieten de kristallen terug in de planar texture.
Backlight
Vloeibare kristallen geven zelf geen licht, dus er is altijd licht van achter naar voren nodig om beeld op het scherm te tonen. Daarvoor kun je in principe een spiegel gebruiken die het inkomend licht naar voren reflecteert, maar polarisatiefilters absorberen zoveel licht dat er te weinig overblijft voor een helder beeld. Daarom wordt er een lamp gebruikt in plaats van een spiegel: de zogenaamde backlight.
Lekker zuinig
Hoewel een ChLCD misschien erg lijkt op een gewoon LCD, zijn er een paar cruciale verschillen. Allereerst gaat het niet meer om het al dan niet doorlaten, maar om het al dan niet terugkaatsten van licht. Dat betekent dat er geen backlight nodig is en dat bespaart een hoop energie.
Ook zijn polarisatiefilters overbodig: de kristallen hoeven alleen maar in de juiste formatie gezet te worden om te wisselen tussen ‘aan’ en ‘uit’. Dat scheelt aanzienlijk in de lichtopbrengst, waardoor het beeld van een ChLCD heel helder is, ook al is er geen backlight.
Een ChLCD is nog eens extra zuinig omdat chirale kristallen twee stabiele standen hebben. Hierdoor kunnen ze zonder spanning op het scherm te hoeven zetten, zowel in de planar texture als in de focal conic texture blijven staan. Er is alleen maar spanning nodig om van de ene naar de andere stand te schakelen.
Dit is niet het geval bij een normaal LCD. Gewone vloeibare kristallen blijven niet in de ‘ontdraaide’ stand staan wanneer de spanning eraf gaat. Om beeld te tonen is bij een ‘gewone’ LCD dus wèl voortdurend stroom nodig.
Het backlight bevat tegenwoordig vaak led-verlichting, waardoor het scherm nog platter kan. Dat zie je hier: links staat een gewone LCD en rechts een LED-tv (wat dus nog steeds een LCD is). Afbeelding: © Flick: ikelee/yum9me
.De Taiwanese onderzoekers hebben het schakelen in hun e-paper echter nóg zuiniger weten te maken. Het scherm wordt weliswaar elektrisch gewist, maar beschreven door middel van warmte. Dat wil zeggen dat er geen elektrisch veld nodig is om pixels aan te zetten. In plaats daarvan worden de kristallen tijdelijk verwarmd tot een bepaalde temperatuur en hierdoor schieten ze van de focal conic texture terug in de planar texture. De kristallen reflecteren weer licht en de pixel staat aan. Het scherm is dus ‘beschreven’ door het te verwarmen.
Flexibel scherm in de winkel
De helderheid en energiezuinigheid zijn natuurlijk prettig, maar voor onderzoekers is het belangrijkste voordeel van ChLCDs dat de constructie – zonder backlight en polarisatiefilters – veel eenvoudiger is. Dat maakt ze namelijk geschikt om flexibel uit te voeren. De vloeibare kristallen komen dan tussen lagen van plastic in plaats van glas. Daarvoor worden de kristallen wel eerst omgevormd tot ‘druppeltjes’, omdat ze anders wegstromen tijdens het buigen.
Een flexibel ChLCD van Kent Displays. Door de kristallen te omhullen en er druppeltjes van te maken, kan het geen kwaad als het scherm buigt. Afbeelding: © Khan et al., 2007
.Verschillende bedrijven hebben al werkende prototypes van het systeem, waaronder dus het ITRI. De schermen rollen echter alleen op kleine schaal van de lopende band. Dat komt doordat het aansturen van de kristallen in de praktijk niet eenvoudig is. De hoeveelheid spanning en/of warmte luistert heel nauw en onderzoekers moeten dit eerst goed onder de knie krijgen voordat de ChLCDs in het groot uitgevoerd kunnen worden.
Daarnaast is een wetenschappelijk prototype iets heel anders dan een product voor de consumentenmarkt. ChLCDs voor thuis en onderweg moeten bijvoorbeeld tegen veel meer bestand zijn (vette vingers, regendruppels, hoge of juist lage temperaturen, etc.) en er moet een fabriek zijn die ze in grote hoeveelheden kan produceren. Het ITRI gaat daar nu aan werken en de onderzoekers verwachten het e-paper over ongeveer twee jaar in de winkel te hebben.
Bronnen
•Crawford, ‘Flexible Flat Panel Displays’, John Wiley & Sons Ltd, Chichester, UK, 2005
•Yang et al., ‘Bistable Cholesteric Reflective Displays: Material and Drive Schemes’, Ann. Rev. Mat. Sci., 27, 117-222, 1996. doi:10.1146/annurev.matsci.27.1.117
•Khan et al., ‘Recent progress in flexible color reflective cholesteric displays’, Soc. Inf. Display 16, 245, 2008. doi:10.1889/1.2841857
(Kennislink)
Belg laat kogelvrije huid inplanten
Geert Verbeke uit België wil als eerste mens ter wereld een stukje kogelvrije huid laten implanteren. Het gaat om een project van de Nederlandse onderzoekster en kunstenares Jalila Essaïdi.
Foto: Thinkstock Essaïdi exposeert al jaren bij Verbeke (57), die galeriehouder is.
''Ik doe het voor de kunst'', zegt hij dinsdag in de krant De Standaard. Hij moet nu op zoek naar een chirurg voor de implantatie in zijn arm. Tot nu toe weigerden Nederlandse en Belgische specialisten.
Het is de bedoeling dat huidcellen van Verbeke worden versterkt met spinnenzijde, dat als vijf keer sterker geldt dan staal en de kunststof kevlar. Daarna wordt het weefsel geïmplanteerd.
Essaïdi won in Nederland een prijs van 25.000 euro voor haar project. Zij werkte samen met het Universitair Medisch Centrum van Leiden.
© ANP
(nu.nl)
Drummen met papieren blokjes Het virtuele tastbaar maken
Zin om eens wat anders dan een muis te gebruiken achter de computer? Download dan het ‘Audio d-touch’-systeem. Knutsel een stel papieren blokjes in elkaar, zet ze op een A4-tje voor een webcam en zie daar je elektronische drumstel.
Audio d-touch. Afbeelding: © d-touch
We leven tegenwoordig in twee werelden: de echte en cyberspace. Onderzoekers van de University of Southampton (en met hen nog vele anderen) streven ernaar de grens tussen die werelden te vervagen.
Nu moeten we speciale technieken aanleren om op de computer iets uit te voeren. Zonde, vinden de onderzoekers. Ze wijzen er bijvoorbeeld op dat mensen van nature goed zijn in het vastpakken en hanteren van objecten. Als je zorgt dat je die vaardigheid ook kunt benutten in cyberspace, wordt het leven daar een stuk gemakkelijker.
Zo ontstond het idee voor Audio d-touch, een computersysteem om muziek mee te maken; alleen dan zonder muis, toetsenbord of monitor. Onder het toeziend oog van een webcam produceer je geluid door blokjes met symbolen op een vlak te verplaatsen. Dr. Enrico Costanza van de University of Southampton bedacht het systeem, en deze week presenteerde zijn onderzoeksteam de nieuwste versie.
Tastbare digitale informatie
Audio d-touch is een zogenaamde tangible user interface (TUI). Een user interface (UI) is de link tussen een systeem en de gebruiker. Bij een computerprogramma is dat bijvoorbeeld het venster met de informatie en de knoppen. Aangezien dat grafische elementen zijn (de knoppen zijn getekend), heet zo’n interface ook wel graphical user interface (GUI). Audio d-touch daarentegen is niet getekend, maar bestaat uit tastbare objecten. Vandaar de aanduiding tangible, wat ‘tastbaar’ betekent.
Een typisch voorbeeld van een TUI is een ouderwets telraam, waarbij je kralen heen en weer schuift om een som uit te rekenen. De kralen en het schuiven zijn tastbare representaties van iets virtueels (de getallen en de rekensom). Er is hierdoor geen onderscheid tussen invoer en uitvoer, zoals je dat wel hebt bij een muis en een computer.
Links het principe van een GUI: de digitale informatie (het model) kun je via een muis besturen (controle) en bekijken via de monitor (weergave). Er is een strikte scheiding tussen in- en uitvoer. Rechts het principe van een TUI: de digitale informatie (het model) wordt gerepresenteerd door tastbare en niet-tastbare objecten die je direct kunt manipuleren. Er is geen onderscheid tussen in- en uitvoer. Afbeelding: © Ulmer en Ishii, 2000
Bij het telraam werk je direct met het daadwerkelijke systeem en heb je geen ‘tussenstation’ met daarbij een eventuele ‘vertaling’ nodig. Dat maakt een TUI bijzonder. Natuurlijk zijn een muis en een keyboard ook tastbare objecten, maar ze maken geen deel uit van de user interface. Het zijn middelen om de interface mee te bedienen.
Aan de slag
Om geluid te produceren met Audio d-touch, heb je een paar dingen nodig. Een computer (met daarop het drumstelprogramma), speakers, een webcam, een speelbord en blokjes met symbolen. Die laatste twee items hoef je niet speciaal te kopen: de onderzoekers hebben het allemaal zo gemaakt dat je er met een beetje doe-het-zelven wel uitkomt. Op hun site vind je pdf-bestanden die je gratis kunt downloaden. Dat zijn in feite bouwtekeningen. Je print ze uit en knutselt vervolgens zelf de blokjes in elkaar. Het speelbord – wat officieel ‘het interactieve vlak’ heet – is niets anders dan een A4-tje met een patroon erop.
Componeren doe je op het speelveld. Als je bijvoorbeeld wilt beginnen en eindigen met een slag op de snare drum, zet je in rij twee een blokje in de eerste en laatste kolom. Afbeelding: © d-touch
.Nu kun je gaan componeren door blokjes op het speelbord te plaatsen. De locatie bepaalt de muziek: de rij correspondeert met een bepaald druminstrument en de kolom geeft aan wanneer je dat instrument hoort. Het programma speelt voortdurend van links naar rechts af wat jij op het speelbord hebt neergezet.
Informatieve symbolen
De kern van het drumsysteem is het herkennen van wat er op het speelbord staat. Dat doet het programma (het d-touch-gedeelte) aan de hand van de symbolen op de blokjes, en de positie van de blokjes op het speelbord. Die symbolen staan vast, want je print ze zo uit, maar oorspronkelijk werd d-touch ontwikkeld om gebruikers zélf herkenningssymbolen te laten ontwerpen.
Ook leuk voor ons
Herkenningstekens, zoals streepjescodes of QR-codes, bevatten alleen informatie voor het apparaat dat ze scant; het teken zegt ons niets. De QR-code hiernaast zou net zo goed naar een bloemenwinkel kunnen verwijzen als naar een dierentuin. Een herkenbaar symbool zou echter direct informatief zijn en meer aanspreken. Verschillende tekens zijn dan ook beter te onderscheiden.
Zelf ontwerpen heeft z’n voordelen, maar het symbool moet wel herkenbaar zijn voor een computer. Om dat voor elkaar te krijgen, gebruikt d-touch herkenning op basis van topologie, in plaats van geometrie. Oftewel, het is niet van belang hoe het teken eruit ziet (geometrie), maar wel hoe het symbool is opgebouwd. De illustratie hieronder legt het uit:
Het symbool is met oranje omlijnd. Het is opgebouwd uit een wit vlak (a) met daarop een aantal zwarte vlakken (b, e en f), waarvan er eentje (b) weer twee witte vlakken bevat (c en d). Ernaast zie je deze opbouw weergegeven in een boomstructuur. Afbeelding: © Constanza en Huang, 2009
Elk symbool kun je vertalen naar een ‘opbouwboom’ (region adjecency tree) en die boom gebruikt het systeem om een teken terug te vinden in een database.
De onderzoekers vroegen mensen ook foto’s op te sturen om te laten zien hoe ze Audio d-touch thuis gebruiken. Op deze foto zie je dat het ook werkt met platte vlakjes. Afbeelding: © Constanza et al., 2010
Werkt ook thuis
De makers van Audio d-touch hebben de tekens voor het drumsysteem vooraf bedacht, zodat je er direct mee aan de slag kunt. En dat is tevens het hoofddoel van het onderzoek: er bestaan weliswaar betere en uitgebreidere systemen, maar Audio d-touch is goedkoop en gemakkelijk zelf te maken. Hierdoor kunnen de onderzoekers ook goed nagaan wat echte gebruikers ervan vinden.
Tijdens het spelen verstuurt het systeem informatie over het gebruik naar de onderzoekers. Die kunnen daarmee analyseren wat er wel en niet goed gaat. Sinds de lancering in 2009 is Audio d-touch door meer dan vierhonderd mensen gebruikt en dat heeft waardevolle informatie opgeleverd.
Zo blijkt dat mensen het systeem snel begrijpen en ermee kunnen werken, maar dat het herkennen soms niet goed gaat door slechte belichting. In de nieuwe versie is hier speciaal op gelet. Ook bleek dat gebruikers meestal maar kort met het programma speelden, omdat het drumstel te weinig mogelijkheden bood. Maar het feit dat mensen daarover klagen en niet over de besturing, geeft aan dat de TUI zijn werk in feite goed doet.
Bronnen
•Costanza et al., ‘Ubicomp to the Masses: A Large-scale Study of Two Tangible Interfaces for Download’, 2010 ACM Conference on Ubiquitous Computing.
•Costanza and Huang, ‘Designable visual markers’, CHI ’09: Proceedings of the 27th international conference on Human factors in computing systems, pp. 1879-1888
•Ullmer et al., ‘Emerging frameworks for tangible user interfaces’, IBM Syst. J. 39, 3-4, 915-931, juli 2000. doi:=10.1147/sj.393.0915
(Kennislink)
Opgesloten wetenschapper rekent op zuurstof van planten
© afp
Een Britse geoloog gaat zich vrijwillig 48 uur laten opsluiten in een luchtdichte kamer. Om te ademen rekent hij op de zuurstof die tientallen planten in de kamer van 12 vierkante meter zullen produceren. Iain Stewart, professor aan de universiteit van Plymouth, begint op 16 september aan zijn experiment met een laptop, een hangmat en een hometrainer.
Zowel binnen als buiten de kamer zal speciale verlichting opgesteld worden die de nodige energie moet leveren aan de planten voor fotosynthese. De hoeveelheid zuurstof en koolstofdioxide die geproduceerd wordt, zal minitieus opgevolgd worden en Stewart zelf zal met sensoren uitgerust worden om de toestand van zijn vitale organen in het oog te houden.
Het is de eerste keer dat dit experiment op een mens wordt uitgetest. Omstreeks 1770 toonde wetenschapper Joseph Priestly al wel eens aan dat een muis kon overleven in een luchtdichte kamer die is volgestouwd met planten, maar niet in een kamer zonder planten.
Het experiment zal gefilmd worden voor een BBC-documentaire. "We gaan vaak voorbij aan het feit dat planten erg belangrijk zijn voor het in stand houden van leven op aarde", zegt producer Andrew Thompson. "Met deze documentaire hopen we de kijkers aan te tonen hoe cruciaal planten eigenlijk wel zijn." (hlnsydney/sps)
(HLN)
Wetenschap & Technologie in het Nieuws 2