Zinātnes un tehnikas jaunumi, interesanti fakti
Zinātnes un tehnikas jaunumi, interesanti fakti
![](http://xen-maint.lu.lv/_design/transparent.gif)
Piešķirtas stipendijas “Sievietēm Zinātnē”
![]() |
L’OREAL stipendiātes – (no kreisās) T. Voronkova, I. Aulika, J. Pupure |
Latvijā šī stipendija tiek piešķirta kopš 2005. gada, un tās goda patronese ir bijusī Valsts prezidente, akadēmiķe Vaira Vīķe-Freiberga. šā gada 15. maijā Latvijas Zinātņu akadēmijā tika pasniegtas kārtējās L’OREAL Latvijas stipendijas “Sievietēm Zinātnē”.
Stipendija ir atbalsts perspektīviem, jauniem pētījumiem un atklājumiem, kuru ietekme uz mūsu dzīvi gaidāma tuvākā vai tālākā nākotnē, un tā tiek piešķirta par Latvijā veiktajiem/veicamajiem pētījumiem un zinātnisko darbu.
Salīdzinoši ar iepriekšējiem gadiem, stipendiju piešķīrēji – L’OREAL Baltic, UNESCO Latvijas Nacionālā komisija un LZA – ir vienojušies šogad piešķirt divas stipendijas disertācijas izstrādei doktorandēm līdz 33 gadu vecumam, bet trešo, kas paredzēta kā finansiāls atbalsts iecerēto zinātnisko pētījumu veikšanai, piešķirt zinātņu doktorei līdz 40 gadu vecumam. Stipendijas summa ir 4000 latu katrai stipendiātei.
šogad stipendiju saņēma:
– bioloģijas zinātņu doktore Tatjana Voronkova, Latvijas Biomedicīnas pētījumu un studiju centra vadošā pētniece, darbam Terapeitiskas papilomas vīrusa vakcīnas konstruēšana uz kāmju poliomas vīrusveidīgu daļiņu bāzes.
Papilomas vīruss izraisa dzemdes kakla vēzi. šī problēma ir ļoti aktuāla – Latvijā vien ik gadu no katrām 100 000 sievietēm 14 sievietes mirst no šīs slimības. Pašlaik pieejama tikai profilaktiska vakcīna, kas palīdz vēl nesaslimušajām sievietēm. T. Voronkovas darba mērķis ir izveidot terapeitisku, t. i. ārstējošu vakcīnu, kas palīdzēs ārstēt sievietes, kuras ar dzemdes kakla vēzi jau ir saslimušas;
– dabaszinātņu maģistre fizikā Ilze Aulika, LU Cietvielu fizikas institūta zinātniskā asistente, disertācijas izstrādei par tēmu Funkcionālu nanostrukturētu polāru kārtiņu veidošana un fizikālo īpašību pētījumi.
Veidojot ļoti plānu materiālu kārtiņas, tām parādās jaunas fizikālas īpašības. I. Aulika pēta plānas strukturētas kārtiņas – to īpašības un iespējamo pielietojumu elektronikā, optiskajās sakaru ierīcēs un optiskajos pārklājumos. Pētījums veicinās videi un veselībai draudzīgu materiālu, piemēram, svinu nesaturošu plānu kārtiņu izveidošanu, pētījumus un pielietojumus, aizstājot dažādās ierīcēs patreiz izmantotās svinu saturošās kārtiņas. Pētījumam būs nozīme atbilstošu miniaturizētu elektrisko ierīču izveidē.
– dabaszinātņu maģistre bioloģijā Jolanta Pupure, LU Medicīnas fakultātes Farmakoloģijas katedras zinātniskā asistente, disertācijas izstrādei par tēmu Uz mitohondrijiem mērķēto vielu pētījumi Parkinsona slimības modelī.
Parkinsona slimību šobrīd nav iespējams izārstēt, medicīna spēj tikai vājināt tās simptomus. Jaunākie pētījumi liecina, ka šīs saslimšanas pamatā ir tā saucamo šūnu spēkstaciju – mitohondriju – bojājumi. Zinātnieku grupa, kurā darbojas Jolanta Pupure, meklē vielas, kas spētu pasargāt mitohondrijus no bojājumiem vai normalizēt to funkcionēšanu, ja bojājums jau noticis. Rezultātā varētu kavēt neirodeģeneratīvos procesus (neironu bojāeju) jau to sākumposmā.
Dzied ar asti
Putni izdod skaņas ne tikai ar balseni, bet arī ar citām ķermeņa daļām, piemēram, stārķis klabina knābi, mērkaziņa riesta lidojumā blējošas skaņas izdod ar vibrējošo astes spalvu palīdzību.
Amerikāņu ornitologiem nebija skaidrs, kā Annas kolibri tēviņš izdod spalgās, svilpjošās skaņas – vai ar astes, vai varbūt tomēr balsenes palīdzību, kā vairākums putnu. Riesta laikā kolibri tēviņš mēģina savaldzināt mātīti, paceļoties augstu gaisā un pikējošā lidojumā izdodot dažādas skaņas, no kurām spalgākā ir ļoti īss (1/20 daļa sekundes) svilpiens, kas atskan lidojuma pašā zemākajā punktā. šīs skaņas rašanās ilgu laiku bija biologu diskusiju cēlonis. Daži domāja, ka vibrē astes spalvas brīdī, kad putna lidojuma ātrums pārsniedz 23 m/s, citi uzskatīja, ka tāds svilpiens rodas tikai balsenē.
Amerikāņu pētnieki no Kalifornijas štata Zooloģijas muzeja izpētījuši, ka Annas kolibri dzied ar asti. Zinātniskajā darbā pirmoreiz tika precīzi aprakstīts svilpiena rašanās mehānisms. Griezīgais svilpiens rodas, gaisa plūsmā vibrējot astes malējām stūres spalvām. Kolibri no 30 m augstuma pikē pa ieliektu loku lejup, turklāt lidošana notiek pret sauli, jo tieši tad tēviņa violetās spalviņas uz galvas spoži mirdz, piesaistot mātītes uzmanību. Lidojuma zemākajā daļā tēviņš pikē virs mātītes ar ātrumu 80 km stundā un izdod skaļu, augstu skaņu, līdzīgu griezīgam svilpienam. Skaņa rodas tieši tajā mirklī, kad tēviņš izpleš asti. Lai šo īso mirkli izpētītu, lidojums uzņemts ar ātrdarbīgu videokameru. Papildus zinātnieki nogrieza kolibri tēviņam astes malējās stūres spalvas un iekarināja tās aerodinamiskajā caurulē. Ja tās pagrieza tādā leņķī, kādā putns tās pavērš lidojumā, spalvas gaisa plūsmā vibrēja 4000 reizes sekundē un caurulē atskanēja tāda pati svilpšana. Tēviņi, kuriem šīs spalvas nogrieztas, neizdod svilpjošās skaņas vairākas nedēļas, līdz spalvas ataugušas.
Annas kolibri (Calypte anna) tā nosaukts par godu franču hercogienei Annai de Rivoli, kuras vīrs bija putnu pētnieks. Putns bieži sastopams Ziemeļamerikas Klusā okeāna piekrastes mežos, barojas ar ziedu nektāru un putekšņiem, nedaudz arī ar kukaiņiem, lai uzņemtu barībā trūkstošās olbaltumvielas. šis kolibri ir 10 cm garš un sver tikai četrus gramus.
Vairākumam kolibri nav raksturīga dziedāšana ar spalvu palīdzību, tātad evolūcijas gaitā Annas kolibri šo spēju ieguvis relatīvi nesen. Iespējams, ka sākumā putns pikējot izpletis asti nevis lai radītu skaņu, bet lai manevrētu. Laikam jau kādam putnam pirmajam izdevies radīt spalgo svilpienu, ar to iepatīkoties mātītēm un gūstot priekšroku citu tēviņu vidū. Annas kolibri tēviņi pārojas ar vairākām mātītēm, tātad vairākās ligzdiņās tika izperēti mazuļi ar iedzimtu spēju pikējot svilpt ar asti. Nākamajās paaudzēs aizvien vairāk kolibri mātīšu varēja tikt savaldzinātas ar lielisko skaļo un spalgo svilpienu, tāpēc beigās visi šīs sugas tēviņi spēja svilpt.
Mērkaziņas riesta lidojumā ar asti radītās skaņas var noklausīties interneta vietnē
http://www.putni.lv/index_balsis.htm
Fēnikss uz Marsa
![]() |
Zonde Fēnikss nolaižas uz Marsa. NASA mākslinieka zīmējums |
Otrkārt, šī nolaišanās bija zīmīga ar to, ka pēdējā posmā bremzēšanai tika izmantoti raķešdzinēji. Iepriekšējie trīs nolaižamie aparāti šim mērķim izmantoja piepūšamus gaisa spilvenus, kas mīkstināja triecienu. Bremzējot ar raķešdzinējiem, iespējams nolaisties daudz mīkstāk. šādi Marsu ir sasniegušas tikai divas Viking zondes pirms 32 gadiem. Marsa retinātās atmosfēras dēļ izpletņi nolaišanās laikā var līdzēt ļoti maz, tāpēc kontakts ar Marsa virsmu ir smags pārbaudījums, ko izturējušas tikai nedaudzas zondes. Pēdējais neveiksminieks bija Eiropas Kosmiskās aģentūras nolaižamais aparāts Beagle–2 2003. gadā.
Ko zonde darīs uz Marsa? Pētījumos parādīts, ka agrāk uz Marsa bijis daudz ūdens, arī šķidrā veidā. Taču Fēniksa uzdevums būs noskaidrot, vai šķidrs ūdens uz Marsa ir bijis relatīvi nesen – pirms apmēram 100 000 gadiem. Ja kaut retumis ledus atkūst, tad šādos apstākļos var attīstīties mikroorganismi, kas aukstuma un sausuma periodus pārlaiž sporu veidā. Tāpēc zonde aptuveni metra dziļumā raks Marsa grunti ar robotrokas galā piestiprināto lāpstiņu un analizēs iegūtos ledus un grunts paraugus – vai tajos ir dažādas organiskās vielas, kas nepieciešamas dzīvības pastāvēšanai, jebšu var izveidoties mikroorganismu darbības rezultātā. Protams, zonde arī fotografēs apkārtni, veiks meteoroloģiskos novērojumus un darīs daudz ko citu.
Vēlāk, aptuveni šā gada septembrī, tuvojoties Marsa ziemai, no atmosfēras izsals oglekļa dioksīds. Izveidojies ledus apraks aparātu, saules baterijas vairs nesaņems enerģiju un misija būs beigusies.
Kāpēc Fēnikss? šāds nosaukums zondei piešķirts tāpēc, ka tā izveidota no divu neveiksmīgu misiju Mars Surveyor un Mars Polar Lander rezerves daļām, tādā veidā atdzimstot no jauna un izpildot tos mērķus, kas bija uzdoti neveiksmīgajiem aparātiem. Un zondes konstruktori droši vien klusībā cer, ka Marsa pavasarī, kad oglekļa dioksīds atkal iztvaikos, zonde varētu parādīties virspusē un atdzīvoties, līdzko tās saules baterijas atkal skars saules stari.
Milzu riteņi
Par godu jaunā gadsimta sākumam Londonā 1999. gada 31. decembrī svinīgi atklāja Eiropas lielāko panorāmas skata riteni. Līdzīgi kā Eifeļa tornis Parīzē, Londonas acs – panorāmas ritenis, kas ir 135 metrus augsts, kļuvis par Londonas simbolu. šodien Londonas acs ir tūristu iecienīta vieta, ko gadā apmeklē vairāk nekā 3,5 miljoni cilvēku. No panorāmas riteņa paveras skaists skats uz Londonu un tās apkārtni līdz pat 40 km attālumam.
Londonas acs ir unikāla gan no arhitektūras viedokļa, gan arī ar savu tehnisko risinājumu. Arhitektu Deivida Marksa un Džūlijas Barfīldas arhitektoniskais risinājums ticis augstu novērtēts un saņēmis vairākas nozīmīgas arhitektu prēmijas. Konstrukcija atgādina lielu velosipēda riteni. Līdzīgi kā velosipēda ritenim, rumba ir ar trosēm (spieķiem) savienota ar riteņa ārējo aploci. Pie aploces ārējās malas piestiprinātas 32 pasažieru kabīnes. Tā kā kabīnes ir ārējā malā, tad riteņa konstrukcijas nekad neaizsedz pasažieriem panorāmas skatu. Interesanta ir kabīnes konstrukcija, kurā dominē stikls.
Kabīne ir komfortabla un domāta 25 cilvēkiem. Pasažieri var brīvi pārvietoties pa kabīni, jo automātika kabīnes grīdu vienmēr notur horizontālā stāvoklī attiecībā pret zemi. Kabīne ir aprīkota ar temperatūras regulācijas sistēmu. Lai vēja iedarbība būtu mazāka, kabīnēm ir ļoti laba aerodinamiskā forma. Riteņa rumba, kuras augstums ir 23 m, atrodas uz ass gultņiem, bet riteņa ass ir nostiprināta uz divām 60 m garām kolonnām. šie nedaudzie atbalsta punkti visai milzīgajai konstrukcijai piešķir viegluma iespaidu. Riteņa vienmērīgo kustību (0,9 km/st) nodrošina 32 riepas, kas pneimatiski piespiežas pie riteņa aploces ārējās malas.
Panorāmas riteni pilnībā uzbūvēja Eiropas uzņēmumi. Metālu saražoja Anglijā, riteņa metāla konstrukciju izveidoja Nīderlandē, gultņus izgatavoja Vācijā, riteņa rumbu un asi izgatavoja Čehijā, kabīnes būvēja Francijā un stiklu kabīnēm sagatavoja Itālijā. Panorāmas riteni uzbūvēja 16 mēnešu laikā, un tas izmaksāja 80 miljonus mārciņu.
Londonas projekta komerciālie panākumi rosināja citas pilsētas sākt vēl augstāku panorāmas riteņu būvi. Var teikt, sākās sacensība – kurai pilsētai būs augstākais panorāmas ritenis. Vispirms Singapūra 2008. gada martā iedarbināja jau 165 m augstu riteni. Ar naftas dolāriem bagātā Dubaija negribēja atpalikt un sāka celt 185 metrus augstu riteni. Dubaijas rats sāks darboties 2009. gada sākumā. Arī Berlīnē 2009. gadā sāks griezties 185 metrus augsts ritenis. Bet tā nav panorāmas riteņu augstuma robeža. Visus pārspēs Ķīnas galvaspilsēta Pekina. Pekinas rata augstums būs 208 metri, tā būvniecību paredzēts beigt 2009. gadā. Ķīniešiem jau ir Lielais Ķīnas mūris, pasaules lielākā Trīs aizu hidroelektrostacija un nu būs arī augstākais panorāmas ritenis.
Mēs dzīvojam interesantā laikā, kad zinātne sāk pakāpeniski piepildīt fantastu tālejošos sapņus. Pie tādiem noteikti var pieskaitīt “ārpuszemes” DNS, mākslīgo intelektu un ceļojumus laikā.
Vēl nebijusi DNS
Vai atceraties ainu no filmas “Piektais elements”, kur galvenajai varonei, perfektajai ārpuszemes būtnei Lilu veic DNS analīzi un zinātnieks sajūsmā pavēsta, ka viņas DNS molekulas sastāv nevis no divām spirālēm, bet gan no milzīga spirāļu daudzuma, kas izskaidro viņas fantastiskās spējas?
Zinātnieki ir iemācījušies darīt kaut ko līdzīgu, tiesa, nevis palielināt spirāļu skaitu, bet gan izmainīt DNS dubultspirāles horizontālos posmus – pakāpienus, kas sastāv no četriem ģenētiskā “alfabēta” burtiem G, A, T un C, kas apzīmē guanīnu, adenīnu, timīnu un citozīnu. A savienojas ar T, bet G savienojas ar C. Visos dabā pastāvošo DNS molekulu pakāpienos ir šie un tikai šie četri burti.
Stīvena Bennera vadītā Floridas Universitātes zinātnieku grupa DNS pakāpienos ievietoja vēl divus jaunus burtus. Tas uzreiz palielina iespējamo kombināciju skaitu un dažādo variantus, kā divas DNS spirāles var savienoties kopā. Mākslīgi radīto DNS jau izmanto medicīniskajos pētījumos, piemēram, C hepatīta un HIV diagnostikā. Taču rezultāta filozofiskā nozīme ir lielāka – ir radīts dzīvotspējīgs, dabā nepastāvošs dzīvības pamatķieģelītis, un pagaidām grūti iztēloties, kādas sekas tas varētu radīt.
Vai jaunās molekulas varētu izkļūt no laboratorijas un “ieperināties” dzīvajos organismos? S. Benners strikti saka, ka nē. Lai modificētā DNS molekula savairotos, vajadzīgs enzīms – DNS polimerāze, taču tādu polimerāžu, kas varētu “strādāt” ar jaunajām molekulām, dabā nav. Zinātniekiem tādas nācās izveidot mākslīgi, un tad jaunā DNS nokopējās vairākās paaudzēs.
Nepieciešamību pēc mākslīgas polimerāzes likvidēja cita pētnieku grupa Floida Romsberga vadībā, kas strādā Skripsa pētnieciskajā institūtā Kalifornijā. Viņi atrada citu alfabēta burtu pāri – d5SICS:dMMO2, kas labi savienojas ar esošajiem četriem burtiem un spēj kopēties, izmantojot dabā esošās polimerāzes. Pētnieki plāno jaunizveidoto DNS izmantot tādiem specifiskiem mērķiem kā sprāgstvielu marķēšana – svešo DNS būs viegli atšķirt no “parastās” DNS, kas varētu būt piesārņojusi materiālu. Vēl no modificētajām DNS varētu tikt iegūti jauni nanomateriāli.
Pētnieki arī uzskata, ka modificēto DNS kādreiz kļūs iespējams ievietot dzīvajos organismos. Un kā tad pavērsīsies dabas evolūcija?
Mākslīgajam intelektam četri gadiņi
šo mākslīgā intelekta radījumu sauc Edijs un viņš dzīvo virtuālajā realitātē Second Life. Atšķirībā no Edija, citi Second Life personāži ir dzīvu cilvēku iemiesojumi. Pat, ja tie ārēji nelīdzinās oriģinālam, tos vada reāli cilvēki, piešķirot tiem savu raksturu, intelektu un emocijas. Edijs ir datorprogramma, kuras “tēvs” ir Selmers Bringsjords no Renselera Politehniskā institūta. Viņš uzskata, ka mākslīgā intelekta radīšanā nepieciešama “stiprā pieeja”, kas cenšas pēc iespējas precīzāk modelēt cilvēka smadzeņu darbību, un tam nepieciešami lieli datoru resursi. S. Bringsjorda rīcībā ir superdatori ar ātrdarbību virs 100 teraflopiem.
Viens no Edija uzdevumiem virtuālajā realitātē bija novērot, kā viens cilvēks noglabā kādu priekšmetu, piemēram, rotaļu lāci, bet otrs to paklusām pārvieto citā vietā. Edija uzdevums bija novērtēt, kur pirmais cilvēks, atgriezies atpakaļ, meklēs priekšmetu. šādas “cilvēkveidīgas” spriešanas spējas mākslīgajam intelektam ir ļoti nepieciešamas. Edijs nav perfekts, arī viņam gadās kļūdīties, taču viņš, tāpat kā bērns, no savām kļūdām mācās. Pētnieki vērtē, ka Edija intelekts atbilst četrgadīga bērna intelektam.
“Vājās pieejas” aizstāvji uzskata, ka nepieciešams modelēt nevis visu smadzeņu darbību, bet tikai cilvēka uzvedību, un tas prasa mazākus datoru resursus. Pētnieki no Mākslīgā intelekta centra Telavivas tuvumā uzskata, ka šādā veidā desmit gadu laikā viņiem izdosies izveidot mākslīgo intelektu, kas pilnveidosies saziņā ar cilvēkiem un spēs iziet Tjūringa testu. Tjūringa testa ideja ir sekojoša – ja cilvēks dialogā ar datoru nespēj noteikt, vai viņš sazinās ar cilvēku vai mašīnu, tad datoram piemīt pilnvērtīgs mākslīgais intelekts.
Pat ja šāds mākslīgais intelekts tuvākajos gados tiks radīts, saskaņā ar Bringsjorda domām, tam nebūs īstas apziņas vai spējas apzināties sevi.
Vai pirmie laika ceļotāji ieradīsies šogad?
![](fileadmin/user_upload/lu_portal/terra/2008/jul-aug/tarpeja_m.jpg)
Pagaidām labāko telpas un laika aprakstu sniedz Einšteina vispārīgā relativitātes teorija, kura apgalvo, ka masas un enerģijas iedarbībā telpa tiek izliekta. Piemēram, telpas izliekums mūsu planētas tuvumā ir iemesls tam, ka Zeme pievelk citus ķermeņus. Tur, kur ir koncentrēta liela masa un enerģija, arī laiks var saritināties, gluži kā elastīga gumijas plāksne. šajā gadījumā fiziķi runā par slēgtām laikveida līknēm, kas teorētiski varētu nodrošināt ceļojumus laikā.
šādas laika cilpas varētu izveidoties tārpejās – pagaidām neatklātos laiktelpas tuneļos, kas ļautu “pa taisno” pārvietoties no vienas vietas uz otru, līdzīgi kā tunelis dod iespēju izbraukt kalnam cauri, nevis braukt apkārt. Attiecīgi izvēloties tārpeju vai manipulējot ar tās atveru izvietojumu, varētu panākt situāciju, ka ceļotājs izkļūst no tārpejas otra gala ātrāk, nekā ielido tajā.
Līdz šim neviena tārpeja nav konstatēta, taču nav izslēgts, ka miniatūras tārpejas spēs radīt Lielais Hadronu paātrinātājs, kas šogad sāks darboties CERN kodolpētījumu centrā netālu no Ženēvas. Tā vismaz domā divi respektabli krievu matemātiķi Irina Arefjeva un Igors Volovičs no Steklova Matemātikas institūta Maskavā.
Lielais Hadronu paātrinātājs satrieks kopā daļiņas ar tādu spēku, ka radīsies vērā ņemama laiktelpas deformācija. Sagaidāms, ka paātrinātājs ļaus atklāt jaunas daļiņas, kas rodas sadursmēs, taču, vai radīsies laika cilpas un tārpejas, to zinātnieki nevar skaidri pateikt, jo mikrodaļiņu mērogos Einšteina teorija ir aptuvena. Arefjeva un Volovičs rēķina, ka laika cilpas un tārpejas tomēr radīsies.
Bet arī tas vēl nav viss – sākumā tārpejas būs tik šauras, ka tām cauri varēs “izspraukties” tikai pašas sīkākās subatomārās daļiņas, turklāt tārpejas mute normālos apstākļos “turas ciet” un tā ir “jāatpleš vaļā”. Tārpejas muti pietiekamā platumā varētu paplest tumšā enerģija – arī pagaidām ļoti mazizpētīta lieta. Turklāt neder jebkurš tumšās enerģijas paveids, bet tikai tā sauktā fantomu enerģija. Tad tārpeja varētu izaugt tik liela, lai caur to varētu izkļūt cilvēks.
Tātad, ja izdotos radīt šādu tārpeju, 2008. gads varētu kļūt par vistālāk pagātnē esošo gadu, kurā var ierasties laika ceļotāji. Agrāk viņi ierasties nevarēja, jo, cik zināms, pagaidām tārpeju uz Zemes nav, līdz ar to nav “izkāpšanas punkta”. New Scientist žurnālists Maikls Brukss jokojot raksta, ka nupat ir īstais laiks pieņemt papildu personālu Ženēvas tūrisma informācijas centrā... Tomēr, kā redzams, lai jau šogad pie mums varētu ierasties pirmie ceļotāji no nākotnes, ir jāizpildās daudziem mazvarbūtīgiem nosacījumiem.
Vai laba ziņa kafijas mīļotājiem?
![](fileadmin/user_upload/lu_portal/terra/2008/jul-aug/kafija_m.jpg)
Tomēr nesteidzieties tūdaļ vārīt kafiju, izlasiet līdz galam! Tā kā cilvēks pārtiek ne tikai no kafijas vien, bet arī ēd, smēķē, lieto alkoholu, tad šāda tipa statistiskie pētījumi nevar būt perfekti objektīvi, jo veselību ietekmē daudzi faktori, kurus grūti nodalīt, lai izsekotu viena faktora iedarbībai. Piemēram, itāļu profesors Frančesko Sofi izanalizēja vairāk nekā 20 līdzīgus pētījumus un nonāca pie secinājuma, ka kafijas lietošana ar veselības stāvokli nav saistīta.
Materiālus sagatavoja Vitolds Grabovskis, Līga Grīnberga, Ingrīda Jansone-Henkuzene un Ilgonis Vilks.