Nauka 2013. godine (II deo)

Još jednom nauka potvrđuje svoju objektivnost i sveto pravilo po kome pretpostavke važe sve dok se ne pojave novi dokazi koji ukazuju na novi pravac istraživanja.

Prvo uočavanje atomskog jezgra kratkog životnog veka i oblika kruške

Međunarodni tim naučnika pri eksperimentu ISOLDE u CERN-u je u maju 2013. godine dokazao da neka atomska jezgra mogu da poprime nesimetričan, „kruškoliki“ oblik, što je u suprotnosti sa nekim trenutno prihvaćenim atomskim teorijama, koje tvrde da jezgra atoma treba da imaju ovalni oblik, nalik na loptu za ragbi. Ipak, određene kombinacije protona i neutrona dovode do toga da očigledno postoje i jezgra koja su nesimetrična, što je samo pokazatelj da na jednoj strani jezgra postoji veća koncentracija mase nego na drugom. Istine radi, neke savremene teorije su nagoveštavale ovu mogućnost, ali je tek ovaj eksperiment uspeo i da snimi oblik kratkotrajnih izotopa radona 220 i radijuma 224. Ono što je još zanimljivije je i podatak da je jezgro radona 220 čak i ne zadržava stalan oblik, već vibrira oko tog nesimetričnog oblika. Ono što dodatno uzbuđuje naučnike u vezi sa ovim otkrićem je i to što ono ukazuje na sasvim realnu mogućnost izmene Standardnog modela. Još jednom nauka potvrđuje svoju objektivnost i sveto pravilo po kome pretpostavke važe sve dok se ne pojave novi dokazi koji ukazuju na novi pravac istraživanja.

Fizičari po prvi put izmerili fundamentalna svojstva retkog elementa na Zemlji

Veliki Prasak Broj 8 - Nauka 2013. godine (II deo)Međunarodni tim fizičara koji radi pri eksperimentu ISOLDE u CERN-u je po prvi put u maju 2013. fodine izmerio jonizacioni potencijal retkog radioaktivnog elementa astata, a rezultati su objavljeni u časopisu „Nature Communications“, čime se otvara mogućnost da hemičari počnu da aktivnije istražuju primene ovog superteškog elementa u radioterapiji (terapija zračenjem). Astat je u prirodi prisutan zaista samo u tragovima, ali su fizičari uspeli da stvore veštačke izotope astata protonski indukovanim reakcijama i preciznim laserima, da bi potom strukturu ovih izotopa analizirali tehnikom poznatom kao jonizaciona spektroskopija laserskom rezonancom izvora (in-source laser resonance ionization spectroscopy). CERN-ove instalacije omogućavaju da se protonski snopovi visoke energije ispaljuju ka uranijumskim metama, nakon čega dolazi do prave fontane hemijskih elemenata u metalnom rezervoaru, na temperaturi od 2000°C. Precizni laserski snop potom dovodi do selektivne jonizacije nekih od neutralnih atoma, a električno polje i podesivi magneti pomažu da se stvori čist jonski snop jednog od izotopa, propušten ka detektoru, što je i dovelo do preciznog merenja jonizujućeg potencijala astata. Jedna od praznina periodnog sistema elemenata je tako konačno popunjena, s obzirom na to da je astat bio poslednji prirodni element za koji nismo znali ovo svojstvo. Potencijalni značaj za lečenje niza zloćudnih tumora, iznad je svih očekivanja. (originalni članak)

Nauka ujedinjuje svet

Veliki Prasak Broj 8 - Nauka 2013. godine (II deo)Evropska komisija i CERN su u maju odlučili da aktivno podrže izgradnju sistema SESAME (Synchrotron-light for Experimental Science and Applications in the Middle East), sinhrotronskog izvora svetlosti koji će u suštini biti jedan gigantski mikroskop, namenjen istraživanju svojstava materijala, bioloških procesa, pa i artefakata iz istorijske i kulturne zaostavštine. Dragocenost ovog projekta se ogleda i u tome što će u njegovoj izgradnji i radu učestvovati združeno naučnici iz Bahreina, sa Kipra, iz Egipta, Irana, Izraela, Jordana, Pakistana, Palestine i Turske, pa je jasno da osim naučnog, ovaj projekat ima i dubok civilizacijski cilj, tj. miroljubivu saradnju naučnika iz raznih, često sukobljenih država. Sama instalacija će se nalaziti u Jordanu, Evropska komisija će donirati 5 miliona evra, a CERN će obezbediti specijalne magnete za samo jezgro postrojenja. Očekuje se da instalacija bude pokrenuta tokom 2015. godine, dok se već danas uveliko radi na umrežavanju, inicijalnim proračunima i osposobljavanju sistema obrade podataka. Zanimljivo je i to da će SESAME nastati pod pokroviteljstvom Unicefa, na isti način kao što je decenijama ranije nastao i CERN, pa se već sada često kaže da je SESAM zapravo bliskoistočni CERN. (sajt SESAME-a:)

Umetnost i nauka u zagrljaju

CERN i Ars Electronica iz austrijskog Linca su prosledili otvoreni poziv digitalnim umetnicima da se prijave za treću po redu godišnju nagradu, čiji dobitnik osvaja plaćeni godišnji boravak u CERN-u i priliku da svoju umetničku praksu obogati iskustvima najsavremenije današnje nauke. Prošle godine je na konkursu učestvovalo nekoliko stotina digitalnih umetnika iz 44 države, a osim što se od kandidata očekuje da konkurišu radom izrađenim u nekoj od digitalnih tehnika, svi ostali kriterijumi su vrlo slobodni, pa se tako očekuje učešće arhitekata i projektanata, vizuelnih umetnika i skulptora, umetnika eksperimentalne muzike i zvuka, generativne umetnosti i filma, ali i autora projekata društvenih medija koji istražuju vezu čoveka i nauke i tehnologije. Procenjuje se da je do kraja konkursnog perioda, krajem septembra, stiglo na stotine prijava. (detalji na: http://www.aec.at/prix/collide)

Nova generacija čestičnog akceleratora

U junu je objavljen izveštaj u pet tomova, u kom je do detalja opisan plan budućeg bazičnog projekta fizike čestica, Međunarodnog linearnog sudarača (International Linear Collider – ILC), koji će pokušati da otkrije tajne fizike preciznije od CERN-ovog Velikog hadronskog sudarača (Large Hadron Collider – LHC). Kako je u pitanju vrhunski međunarodni projekat, ceremonije objavljivanja ovog tehničkog izveštaja su održane redom u Tokiju, u CERN-u i na posletku u Fermilabu, u Čikagu, sa simboličnom smenom vremenskih zona. Sa otkrićem bozona koji je po svojim svojstvima za sada najbliži Higsovom bozonu, ILC će stvoriti mogućnosti za daleko detaljnije istraživanje svojstava i postati sjajan komplement LHC-u. Naravno, glavni deo posla je tek pred naukom i industrijom, jer je potrebno napraviti 16000 novih superprovodnih komora za pokretanje snopova ILC-a, dok će na svim detaljima zajednički raditi više od 1000 inženjera i naučnika sa više od 100 univerziteta i laboratorija iz preko 20 država. ILC će se sastojati iz dva linearna akceleratora okrenuta jedan ka drugom i ubrzavaće i sudaraće 7000 puta u sekundi elektrone i njihove antičestice, pozitrone, na temperaturama bliskim apsolutnoj nuli i uz ukupnu energiju sudara od 500 GeV. „Paketi“ dobijenih čestica će imati po 20 milijardi elektrona ili pozitrona na površini znatno manjoj od preseka vlasi ljudske kose. Izuzetno visok broj i frekvencija sudara, omogućiće upravo taj željeni detaljniji uvid u svojstva materije, a pretpostavlja se da će se pojaviti prilika i za izučavanje tamne materije. Čitavom složenom operacijom rukovodi Kolaboracija linearnog sudarača (Linear Collider Collaboration), koja je skup dva projekta, Studije kompaktnog linearnog sudarača (Compact Linear Collider Study – CLIC) i Međunarodnog linearnog sudarača (International Liner Collider – ILC), od koje se očekuje da omogući maksimalni naučni domet projekta superfinog, mikroskopskog proučavanja, u gigantskoj instalaciji i tunelima dugim 30 kilometara. (detaljnije na: http://www.linearcollider.org/ILC i http://www.linearcollider.org/)

Novo skladište podataka

Izuzetna količina podataka koja se svakodnevno obrađuje u CERN-u, navela je ovu instituciju da, u saradnji sa Istraživačkim centrom za fiziku „Vigner“, u Budimpešti otvori nov centar za skladištenje i obradu podataka. U centru postoji oko 500 servera, 20000 proračunskih jezgara i 5,5 petabajta funkcionalnog skladišnog prostora, uz mrežu propusnosti 100 Gbit/s, koja je u celosti daljinski upravljana iz CERN-a. U ovom centru će se primarno skladištiti, distribuirati dalje i analizirati više od 25 petabajta podataka koje godišnje obezbeđuje LHC, a koji se inače na obradu šalju u 11 glavnih centara širom sveta i dalje u naredni „prsten“ skladištenja i obrade, u 140 računarskih centara u približno 40 država širom sveta, gde oko 8000 naučnika radi na obradi podataka. Svakoga dana se obavi oko 1,5 miliona „zadataka“ u raznim obradama podataka, što odgovara kontinualnom radu jednog savremenog kućnog računara u periodu od 600 godina. Novi centar će u značajnoj meri rasteretiti i već prenapregnutu električnu mrežu CERN-a, što je poslednjih godina postalo jedno od gorućih i potencijalno rizičnih pitanja.

Čarolija atomskog jezgra

Kolaboracija ISOLTRAP je izmerila masu egzotičnog jezgra atoma kalcijuma pomoću novog instrumenta, pristupom koji se bavi fundamentalnim jakim silama. Rezultat je u potpunosti u skladu sa nedavnim rezultatima ispitivanja radona i astata, obavljenim različitim naprednim metodama, što sve zajedno ukazuje da eksperiment ISOLDE ima čitav niz kvalitetnih naučnih alata, upotrebljivih za mnoštvo namena. Dodatni značaj ovog eksperimenta je u tome što se unapređuju rezultati Marije Gepert-Majer (Maria Goeppert-Mayer) i Hansa Jensena, za koje su, danas daleke, 1963. godine dobili Nobelovu nagradu, a u vezi sa grupisanjem protona i neutrona u „ljuske“, nalik onima kod elektrona u atomu. ISOLTRAP je uspeo da proračuna mase izotopa kalcijuma sve do kalcijuma-54 (34 neutrona i 20 protona) i tako otvori čitavo novo polje istraživanja strukture atoma, izvan domena puke teorije. Savremena elektrostatička ogledala, tehnološki praktično nemoguća pre 50 godina, danas su sastavni deo ISOLTRAP instalacije, čime je omogućeno izdvajanje jona prema masama sa do sada neviđenom preciznošću, a na putanjama kretanja koje se mere kilometrima. Besprekorno slaganje rezultata sa teoretskim pretpostavkama, ukazuje jasno na dobar pravac u proučavanju i dubljem razumevanju atomskih, odnosno nuklearnih sila.

Autor: Marko Ekmedžić

%d bloggers like this: