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Importanti innovazioni con lo strumento MUSE associato a telescopi terrestri

⊆ marzo 31st by | ˜ Commenti disabilitati su Importanti innovazioni con lo strumento MUSE associato a telescopi terrestri

Nuovo strumento innovativo, chiamato MUSE (Multi Unit Spectroscopic Explorer), installato con successo sul telescopio VLT (Very Large Telescope) dell‘ESO all’Osservatorio del Paranal nel Cile settentrionale.                                                                                                                                                                   MUSE ha osservato galassie lontane, stelle brillanti e altri oggetti di prova durante il primo periodo di osservazioni di grande successo. Dopo collaudo e accettazione preliminare in Europa nel settembre 2013, MUSE è stato spedito all’Osservatorio del Paranal dell’ESO in Cile. Rimontato al campo base prima di essere trasportato con cautela alla sua nuova sede al VLT, dove è ora installato sull’UT 4. MUSE è uno strumento della seconda generazione per il VLT (i primi due sono stati X-shooter e KMOS, mentre l’ultimo, SPHERE, verrà installato tra breve).Il ricercatore ha detto: “C’è voluto tanto lavoro di molte persone e per molti anni, ma ce l’abbiamo fatta! Questa raccolta di ottica, meccanica ed elettronica da sette tonnellate, è diventata una fantastica macchina del tempo per sondare l’Universo primordiale. Siamo molto orgogliosi del risultato – MUSE rimarrà uno strumento unico nel suo genere per molti anni a venire.”   “Una musa serve per l’ispirazione. E davvero MUSE ci ha ispirato per molti anni e così continuerà a fare, -dice Bacon in un post- non c’è dubbio che molti astronomi da tutto il mondo saranno incantati da MUSE“.

Il Muse installato al VLT di Paranal_Cile_

Il Muse installato al VLT di Paranal_Cile_

Gli scopi scientifici di MUSE vanno dall’indagine delle prime epoche di vita dell’Universo per studiare i meccanismi della formazione delle galassie, all’analisi del moto della materia nelle galassie vicine e delle loro proprietà chimiche. Avrà molti altri impieghi, dallo studio dei pianeti e satelliti nel Sistema Solare alle proprietà delle regioni di formazione stellare nella Via Lattea fino all’Universo più distante. Mezzo di indagine potente e unico nel suo genere, MUSE utilizza 24 spettrografi per separare la luce nei suoi colori componenti per creare sia immagini che spettri di regioni scelte del cielo. Produce visioni 3D dell’Universo con uno spettro per ogni pixel come terza dimensione . Durante le successive analisi gli astronomi possono muoversi tra i dati e studiare diversi punti di vista dell’oggetto a diverse lunghezze d’onda, proprio come si può sintonizzare un televisore su un diverso canale usando una frequenza diversa. MUSE unisce il potenziale per le scoperte a un dispositivo per produrre immagini con la funzionalità di misura di uno spettrografo, nello stesso tempo sfruttando anche la nitidezza delle immagini prodotta dalle ottiche adattive. Lo strumento è montato sull’UT 4 del VLT,  in fase di trasformazione  per diventare un  telescopio completamente adattivo. MUSE si deve a dieci anni di progettazione e sviluppo da parte del consorzio MUSE – con il Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, Francia come capofila e gli istituti partner Leibniz-Institut für Astrophysik Potsdam (AIP, Germania), Institut für Astrophysik Göttingen (IAG, Germania), Institute for Astronomy ETH Zurich (Svizzera), L’Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP, Francia), Nederlandse Onderzoekschool voor de Astronomie (NOVA, Paesi Bassi) e l’ESO. Dall’inizio del 2014, Bacon e il resto dell’equipe per l’integrazione e messa in servizio di MUSE al Paranal hanno registrato la storia di MUSE in una serie di post .

 

 


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Cassini si produce nel gran finale: ultimo tuffo nell’atmosfera di Saturno

⊆ giugno 9th by | ˜ Commenti disabilitati su Cassini si produce nel gran finale: ultimo tuffo nell’atmosfera di Saturno

NASA :  L’atto finale sarà l’immersione della navicella spaziale Cassini tra Saturno e i suoi anelli

La sonda Cassini della NASA è di nuovo in contatto con la Terra dopo il successo del primo tuffo attraverso la stretta fessura entro il pianeta Saturno e i suoi anelli, il 26 aprile del 2017. La sonda aggiungerà nuovi file d’informazioni scientifiche e nuove modalità d’ingegneria sui dati gestiti. Durante questa transizione è stata gestita da Deep Space Network _Goldstone, complesso di controllo della NASA nel deserto del Mojave_California. Il segnale della DSN acquisito da Cassini il 26 aprile 2017 mentre i dati che fluiscono, sono cominciati  ad arrivare il 27 aprile.

Dopo quasi 20 anni nello spazio, la sonda Cassini della NASA ha iniziato il capitolo finale della sua straordinaria storia di esplorazione: il suo gran finale. Tra aprile e settembre 2017, Cassini intraprenderà una serie audace di orbite che è, in molti modi,  una nuova missione. A seguito di un passaggio ravvicinato finale della luna di Saturno, Titano

Immagini di Titano una delle lune di Saturno

, Cassini salterà gli anelli di ghiaccio del pianeta e inizierà una serie di 22 immersioni settimanali entro il pianeta e gli anelli. Nessun altra navicella spaziale ha mai esplorato questa singola area. Ciò che apprendiamo e apprenderemo dalle orbite, come tesi finale contribuirà a migliorare la comprensione su come i pianeti giganti – e  quindi i sistemi planetari in tutto il mondo – si formano ed evolvono.

Sull’orbita finale, Cassini s’immergerà anche nell’’atmosfera di Saturno, rimandando una nuova e unica informazione scientifica fino alla fine. Dopo aver perso il contatto con la Terra, la sonda brucerà come una meteora, diventando parte del pianeta stesso.

L’esplorazione audace.

Il gran finale di Cassini è  molto più di un tuffo finale del veicolo spaziale in Saturno. Quel drammatico evento è la chiave di volta di sei mesi di esplorazione audace e di scoperta scientifica. E quei sei mesi sono il capitolo finale emozionante di un viaggio storico che prosegue da 20 anni. A volte, la navicella ha fiancheggiato il bordo molto interno degli anelli; altre volte, ha sfiorato i bordi esterni dell’atmosfera. La squadra-operazione è consapevole dei rischi e comprende, come ci potrebbero essere ancora sorprese. E ‘il tipo di avventura audace da intraprendere solo alla fine della missione. Come Cassini farà l’ultimo tuffo verso Saturno, la sonda raccoglierà alcune informazioni incredibilmente ricche e preziose: era troppo rischioso ottenerle all’inizio della missione. La sonda farà mappe dettagliate dei campi gravitazionali e magnetici di Saturno, rivelando come il pianeta è organizzato internamente, e, eventualmente, contribuirà a risolvere il mistero fastidioso di quanto è in rotazione velocemente.

Saturno

Satruno come lo vede la sonda Cassini

Immagini di Satruno ripreso dalla sonda Cassini

Le immersioni finali sapranno migliorare notevolmente la conoscenza di quanto materiale è negli anelli, portandoci più vicini alla comprensione delle loro origini. I rivelatori di particelle di Cassini campioneranno particelle degli anelli ghiacciati bianchi, incanalati nell’atmosfera dal campo magnetico di Saturno. Le sue telecamere faranno sorprendenti immagini ultra-strette degli anelli e delle nuvole di Saturno. L’immagine finale di Cassini verrà inviata sulla Terra parecchie ore prima del tuffo finale, anche se il veicolo spaziale a questo scopo farà un tuffo fatale nell’atmosfera del pianeta, saprà mandare a casa i nuovi dati in tempo reale. Misure importanti verranno dallo spettrometro di massa, che  campiona l’atmosfera di Saturno, raccontando la sua composizione fino a toccare, cioè sino a quando la sonda sarà perduta. E’sempre triste quando un lavoro volge al termine, il  tuffo finale di Cassini è una fine davvero spettacolare per uno dei viaggi più scientificamente ricchi , intrapresi nel nostro sistema solare. Dal lancio nel 1997 al Grand Final del 2017, la missione Cassini-Huygens avrà collezionato una lista notevole di successi. Entro il 2017, Cassini avrà trascorso 13 anni in orbita attorno a Saturno, a seguito di un viaggio di sette anni dalla Terra. La sonda sta esaurendo il combustibile per i razzi utilizzati nella regolazione della rotta. Se lasciata incontrollata, questa condizione avrebbe poi impedito agli operatori di prevenzione della missione di controllare il funzionamento della navicella. Due lune di Saturno, Encelado

Encelado una delle lune di Saturno come è stata ripresa dalla sonda Cassini

e Titano, hanno catturato i titoli delle notizie negli ultimi dieci anni, per i dati inviati da Cassini e rivelato il loro potenziale per contenere abitabili – o almeno- ambienti “prebiotici”. Al fine di evitare la possibilità che un giorno Cassini  si scontrasse con una di queste lune, la NASA ha scelto di distruggere in modo sicuro la navicella nell’atmosfera di Saturno. Cassini non potrà perciò contaminare i futuri studi di potenziale abitabilità e della vita su quelle lune.


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Osiris Rex alla ricerca degli asteroidi trojan della Terra

⊆ maggio 20th by | ˜ Commenti disabilitati su Osiris Rex alla ricerca degli asteroidi trojan della Terra

Un veicolo spaziale della NASA ha iniziato la sua ricerca per una classe enigmatica di oggetti vicini alla Terra noti come asteroidi troian. OSIRIS-Rex, questa particolare sonda spaziale,ora è in un viaggio di andata di due anni verso l’asteroide Bennu e, spenderà quasi due settimane alla ricerca di prove concrete su questi piccoli corpi.

La sonda OSIRIS-Rex ha già ricercato nel territorio degli asteroidi troian. La ricerca è stata avviata, appena la navicella è transitata nella regione lagrangiana [L4] della Terra.
Gli asteroidi troian, sono intrappolati in pozzi gravitazionali stabili, chiamati punti di Lagrange, che precedono o seguono un pianeta. OSIRIS-Rex ora è in viaggio verso il quarto punto di Lagrange della Terra, che si trova a 60° davanti in orbita della Terra intorno al Sole, circa a 150 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Il team della missione avrà l’occasione di prendere più immagini della zona con fotocamera MapCam della sonda, nella speranza di individuare nella regione asteroidi Terra-trojan.
Anche se gli scienziati hanno scoperto migliaia di asteroidi troian che accompagnano altri pianeti, solo un asteroide trojan è stato identificato fino ad oggi, l’asteroide 2010 tk7. Ma si prevede che ci dovrebbero essere più Trojan che condividono l’orbita della Terra, difficili da individuare dalla Terra, appena appaiono nei pressi del Sole sull’orizzonte della Terra.
“Poiché il quarto punto di Lagrange terrestre è relativamente stabile,-ha detto Dante Lauretta- è possibile che resti del materiale che ha costruito Terra intrappolato all’interno. Questa ricerca offre l’opportunità unica di esplorare i mattoni primordiali della Terra.”
La ricerca già iniziata, proseguirà. Ogni giorno di osservazione, la fotocamera MapCam della sonda, proporrà 135 immagini d’indagine che saranno elaborate ed esaminati dagli scienziati d’imaging della missione presso l’Università di Arizona-Tucson. Il piano di studi prevede anche l’opportunità per MapCam di ricavare un’immagine di Giove, diverse galassie, e gli asteroidi della fascia principale 55 Pandora, 47 Aglaja e 12 Victoria.
• Se la squadra scopre eventuali nuovi asteroidi, la ricerca sarà utile. Le operazioni necessarie per la ricerca di asteroidi trojan sono molto simili a quelli richiesti per la ricerca dei satelliti naturali e altri potenziali pericoli intorno a Bennu quando la sonda si avvicinerà al suo obiettivo, nel 2018. Essere in grado di praticare queste operazioni mission-critical in anticipo, aiuterà la squadra di Osiride-Rex a ridurre i rischi della missione, una volta che il veicolo spaziale arriva a Bennu.
• Punto di Lagrange L4
• 2010 TK7
• 2010 TK7 è il primo asteroide troiano della Terra conosciuto.
• L’oggetto è stato scoperto nell’ottobre del 2010 attraverso il Wide-field Infrared Survey Explorer (WISE), telescopio orbitante della NASA per l’osservazione nell’infrarosso, in prossimità del punto di Lagrange L4, che precede la Terra nella sua orbita attorno al Sole. Un telescopio spaziale è un satellite oppure una sonda spaziale lanciata con l’espresso scopo di osservare pianeti, stelle, galassie e altri oggetti celesti, esattamente come un telescopio basato a terra. Sono stati lanciati numerosi telescopi spaziali, che hanno contribuito enormemente alla nostra conoscenza del cosmo. Successive osservazioni nel visibile hanno permesso di stabilire che l’asteroide segue una traiettoria complessa (indicata come librazione) attorno a tale punto di equilibrio, confermandone la natura di asteroide troiano della Terra.
• Per 2010 TK7 è stato stimato un diametro di circa 300 m.

• Punto di Lagrange L5
• Allo stato attuale, nessun oggetto è stato confermato, né sono stati individuati potenziali oggetti orbitanti in corrispondenza di L5.
Nel 2017 la sonda OSIRIS-REx ha sorvolato il punto di Lagrange L5 e ha effettuato delle osservazioni per cercare eventuali asteroidi troiani. I dati del sorvolo devo essere ancora esaminati.
Un oggetto particolare legato alla Terra è l’asteroide 3753 Cruithne, un oggetto di 5 km posto in una particolare orbita detta a ferro di cavallo; si tratterebbe con probabilità di un legame temporaneo. Diversi altri oggetti scoperti presentano orbite simili, tuttavia benché siano in risonanza 1:1 con l’orbita terrestre, non sono considerabili troiani in quanto non librano attorno ai punti di Lagrange L4 ed L5.

Il Goddard Space Flight Center della NASA gestisce globalmente la missione, l’ingegneria dei sistemi e la garanzia della sicurezza e della missione per OSIRIS-Rex. Dante Lauretta (University of Arizona_Tucson), è il principale ricercatore, e l’Università dell’Arizona porta anche il team scientifico e la pianificazione di osservazione della missione e la trasformazione. Lockheed Martin Space Systems di Denver ha costruito il veicolo spaziale e fornisce il controllo e le operazioni di volo. Goddard e KinetX Aerospace sono responsabili per la navigazione del veicolo spaziale OSIRIS-Rex. OSIRIS-Rex è la terza missione programmata da New Frontiers della NASA. Marshall Space Flight Center della NASA a Huntsville, Alabama e, gestisce il programma New Frontiers dell’agenzia per la Science Mission Directorate _Washington.
OSIRIS-Rex è stato lanciato nel 2016 da Cape Canaveral, per un viaggio di andata e ritorno da Bennu. Durante la missione che si sviluppa nell’arco temporale di 7 anni, la nave spaziale andrà su Bennu, mappando in dettaglio l’asteroide e restituendo un campione di materiale di superficie sulla Terra. Appena OSIRIS-Rex farà uno stretto passaggio della Terra il 22 settembre 2017, potrà “prendere in prestito” una piccola quantità di energia orbitale del pianeta per aumentare l’inclinazione del veicolo spaziale e fiondarsi nello spazio per un incontro ravvicinato con Bennu. Nel mese di marzo, OSIRIS-Rex ha anche raggiunto la sua distanza più lontana dal nostro pianeta prima di arrivare nel luogo dello spazio detto “Terra Gravity Assist”. Il veicolo spaziale viene tenuto sotto controllo mentre si dirige verso la Terra per il suo sorvolo.


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Tanti esperimenti al Fermilab per scoprire i segreti del neutrino

⊆ maggio 3rd by | ˜ Commenti disabilitati su Tanti esperimenti al Fermilab per scoprire i segreti del neutrino

L’importanza dei neutrini 

La fisica delle particelle ha fatto grandi progressi nell’ultimo mezzo secolo sondando la metà  con la modalità quark (una qualsiasi delle particelle subatomiche che trasportano una carica elettrica frazionata, postulata come elementi costitutivi degli adroni. I quark non sono stati osservati direttamente, ma le previsioni teoriche basate sulla loro esistenza sono state confermate sperimentalmente) delle particelle fondamentali. Ora si propone un meccanismo simile per i neutrini. La miscelazione tra le 3 generazioni di neutrini sta cominciando a sembrare molto diverso alla sua controparte quark. Non sappiamo perché, ma probabilmente è importante. I neutrini potrebbe essere la chiave per comprendere il motivo per cui le particelle fondamentali esistono in 3 generazioni.

I neutrini sono le vere stranezze delle particelle fondamentali ( non solo interagiscono debolmente, sono ultra piccoli, ma hanno masse non-zero). La scienza avanza spesso quando si studia le stranezze ( per esempio Comprensione dei processi di vita in generale, studiando la vita attorno ai fori di acque profonde).

I neutrini interagiscono solo debolmente può, ma sono la particella più abbondante nell’universo con un ruolo fondamentale nell’evoluzione del nostro universo.

Una differenza tra come i tipi di neutrini si mescolano e come il mix di tipi antineutrini si ritiene che siano la ragione per cui la materia domina anti-materia nel nostro universo (cioè perché esiste il mondo sulla Terra come lo conosciamo)

MINERvA è il primo esperimento del neutrino nel mondo ad usare un fascio ad alta intensità per studiare le reazioni dei neutrini con cinque nuclei differenti, creando il primo confronto autonomo delle interazioni in diversi elementi. Mentre questo tipo di studio è stato precedentemente fatto utilizzando fasci di elettroni, questo è il primo per i neutrini.MINERvA fornisce le migliori misure di precisione a livello mondiale di interazioni neutrino su vari nuclei, nell’ambito della gamma di energia da 1 a 10-GeV. I risultati di MINERvA vengono usati come input per gli esperimenti attuali e futuri, cercando di studiare oscillazioni al neutrino o la capacità dei neutrini di cambiare il loro tipo.Le misurazioni dell’interazione di neutrino di MINERvA forniscono anche informazioni sulla struttura dei protoni e dei neutroni e sulle dinamiche forti della forza che influenzano le interazioni del neutrino nucleone. Questa ricerca nucleare completa gli sforzi in corso in laboratori che stanno studiando come gli elettroni interagiscono con i nuclei.MINERvA è unica nel campo degli esperimenti di neutrino, grazie alla combinazione del suo compatto rivelatore, all’utilizzo di uno dei fasci neutrini ad alta intensità del mondo e alla vicinanza del rivelatore al fascio. Questo meccanismo fornisce un ampio campione di interazioni di neutrino, consentendo alla collaborazione di eseguire misure di interazione di elevata precisione in una vasta gamma di energie a neutrino e di materiali target.La comprensione delle proprietà dei neutrini e delle forze che regolano il loro comportamento permettono ai fisici di utilizzarli come strumenti per comprendere i nucleoni di funzionamento interiore e per potenzialmente aiutare a sbloccare i misteri della materia oscura, dell’energia oscura e  su come la materia ha dominato l’antimateria nell’universo, la formazione di pianeti e persone.

Il MINOS

Per cercare di spiegare una parte dei misteri del sapore dei neutrini

(Main Injector Nuetrino Oscillation Search) spedisce un raggio di neutrini dal Fermilab, in superficie, fino ad una lontana miniera nel nord della Minnesota, chiamata Soudan mine. Esattamente come OPERA al CERN, il motivo della ricerca è quello di scoprire qualcosa in più riguardo ai cambiamenti di sapore dei neutrini (in fisica quantistica il sapore è un numero quantico delle particelle elementari correlato alle loro interazioni deboli). Ma può essere usato anche per misurare con incredibile precisione la velocità delle particelle che percorrono questa distanza.Quello che cercherà di fare il team di MINOS sarà replicare i loro risultati usando un sistema GPS più sofisticato e più orologi atomici, oltre a luci LED per rilevare il raggio di neutrini. Questi aggiornamenti sono già in fase di allestimento secondo i fisici di “Symmetry Breaking”, un blog pubblicato dal Fermilab e dal SLAC National Accelerator Laboratory.

NOVA

L’esperimento di oscillazione neutrino basata su base Fermilab.
L’esperimento di NOvA è l’esperimento di Fermilab per l’oscillazione di neutrino, utilizzando un fascio intenso di neutrini muoni  prodotti a Fermilab. I neutrini sono diretti al rilevatore lontano da 14 kton liquido-scintillatori situato a 810 km di distanza nel Minnesota settentrionale (fiume di cenere) dopo aver attraversato i 300 ton presso il rivelatore vicino all’origine del fascio. Il rivelatore lontano è stato completato all’inizio del 2014 e attualmente sta prendendo dati. NOvA tenterà di scoprire la gerarchia di massa del neutrino e l’angolo di fase violente CP insieme a molte altre misurazioni interessanti. La prima esecuzione di NOvA dovrebbe durare 6 anni.
Il contributo del gruppo CSU si concentrerà sul funzionamento del rilevatore vicino, nonché sulle misurazioni effettuate con questo rilevatore. Matt Judah spenderà l’estate al laboratorio per sviluppare le competenze in operazioni e manutenzione vicino al rilevatore, mentre inizierà l’analisi dei dati.

PIP-II

Il progetto PIP II

Parte dello schema del Pip II

consentirà un grande aumento del potere die fasci di protoni del Fermilab. Questo, a sua volta produrrà più potenti fasci di neutrini.

Con l’esperimento neutrino NOVA  è stato osservato il primo antineutrino, solo due ore dopo il complesso acceleratore del Fermilab ha saputo commutare l’antineutrino, in modalità di consegna. La collaborazione Nova ha visto la produzione dell’antineutrino nel rivelatore di gran lunga più lontano dell’esperimento, che si trova nel nord del Minnesota. Si  spera su Nova per saperne di più su come e perché il cambiamento neutrini tra un tipo e l’altro. I tre tipi, chiamati sapori, sono il muone, elettrone e neutrino tau. Sulle lunghe distanze, i neutrini possono cambiare fra questi sapori. Nova è stato  specificamente progettato per studiare i neutrini muonici  che cambiano in neutrini elettronici. Svelare il mistero può aiutare gli scienziati a capire il motivo per cui l’universo è composto di materia e perché che la materia non è stato annientato dalla antimateria dopo il Big Bang.


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Osiris Rex cerca anche gli asteroidi trojan attorno alla Terra

⊆ aprile 6th by | ˜ Commenti disabilitati su Osiris Rex cerca anche gli asteroidi trojan attorno alla Terra

Un veicolo spaziale della NASA ha iniziato la sua ricerca per una classe enigmatica di oggetti vicini alla Terra noto come asteroidi Trojan della Terra.  Si tratta di OSIRIS-Rex, attualmente in un viaggio di andata di due anni, verso l’asteroide Bennu

Orbite di rilancio di Osiris Rex attorno alla Terra per fiondarsi su Bennu

che nel frattempo  spenderà quasi due settimane alla ricerca di prove della presenza di  questi piccoli corpi.

Gli asteroidi troiani sono intrappolati in pozzi gravitazionali stabili, chiamati punti di Lagrange, che precedono o seguono un pianeta. OSIRIS-Rex è attualmente in viaggio attraverso il quarto punto di Lagrange della Terra, che si trova a 60 gradi davanti in orbita della Terra intorno al Sole, circa a 150 milioni di chilometri dal nostro pianeta. Per il team di missione sarà l’occasione per prendere più immagini della zona con fotocamera MapCam della sonda, nella speranza di individuare asteroidi Trojan della Terra in questa regione.

Anche se gli scienziati hanno scoperto migliaia di asteroidi troiani che accompagnano altri pianeti, solo un asteroide Trojan della Terra è stato finora identificato: si tratta dell’asteroide 2010 tk7. Gli scienziati prevedono che ci dovrebbero essere più Trojan che condividono l’orbita della Terra, ma sono difficili da individuare dalla Terra come appaiono nei pressi del Sole, sull’orizzonte della Terra.

“Poiché il quarto punto di Lagrange terrestre è relativamente stabile, è possibile che resti del materiale che ha costruito Terra  intrappolato all’interno di questi asteroidi trojan, -ha detto Dante Lauretta – quindi questa ricerca offre un’opportunità unica per esplorare i mattoni primordiali della Terra.”

La ricerca è iniziata ed è proseguita sino al 20 febbraio. Per ogni giorno di osservazione, la fotocamera MapCam della sonda ha immagazzinato 135 immagini di indagine ,poi elaborati ed esaminati dagli scienziati di imaging della missione presso l’Università di Arizona, a Tucson. Il piano di studi prevede anche l’opportunità per MapCam di avere immagini di Giove, di diverse galassie e degli asteroidi della fascia principale: 55 Pandora, 47 Aglaja e 12 Victoria.

Se la squadra scopre eventuali nuovi asteroidi, la ricerca diventa un esercizio utile. Le operazioni necessarie per la ricerca di asteroidi Trojan della Terra, sono molto simili a quelli richieste per la ricerca dei satelliti naturali e altri potenziali pericoli intorno a  Bennu quando la sonda si avvicinerà a questo obiettivo nel 2018. Essere in grado di praticare queste operazioni critiche di  missione in anticipo aiuterà la squadra di Osiride Rex a ridurre i rischi della missione, una volta che il veicolo spaziale arriverà attorno a Bennu.

Il 6 marzo, sono trascorsi 200 giorni, prima che  la Terra darà l’assist in forma di impulso di moto sfruttando la gravità terrestre. Appena OSIRIS-Rex farà uno stretto passaggio della Terra, il 22 settembre 2017,  “prenderà in prestito” una piccola quantità di energia orbitale dal pianeta per aumentare l’inclinazione del veicolo spaziale e fiondarsi nello spazio per un incontro ravvicinato con Bennu. A marzo, OSIRIS-Rex ha anche raggiunto la sua distanza più lontana prima di trovarsi in quella zona di spazio dal quale può riceverà l’impulso di energia.

OSIRIS-Rex lanciato da Cape Canaveral, in Florida, su un razzo Atlante V 411, l’8 Settembre  2016. orbiterà intorno al sole per un anno, quindi utilizzerà il campo gravitazionale della Terra per assisterla nel suo abituale cammino verso Bennu. Nell’agosto 2018, avrà inizio l’approccio di OSIRIS-Rex a Bennu. Userà una serie di piccoli razzi per abbinarsi alla velocità di Bennu e incontro con l’asteroide. La sonda inizierà un’indagine dettagliata di Bennu due mesi dopo il rallentamento dell’incontro con Bennu. Il processo durerà più di un anno, e, nel frattempo OSIRIS-Rex mapperà potenziali siti campione

Simulazione d’uso degli strumenti di Osiris Rex

. Dopo la scelta del sito finale, il veicolo spaziale toccherà brevemente la superficie di Bennu per recuperare un campione. Il braccio di campionamento farà contatto con la superficie di Bennu , per circa cinque secondi, durante il quale rilascerà un potente soffio di gas azoto. La procedura causerà la vaporizzazione delle rocce e del materiale della superficie, sollecitate dall’azoto, che verranno catturate nella testa della sonda. La sonda ha abbastanza azoto per consentire tre tentativi di campionamento, e raccogliere tra i 60 e i 2000 grammi . A marzo del 2021, si apre la finestra utile per la partenza dall’asteroide, e OSIRIS-Rex inizierà il suo viaggio di ritorno verso la Terra, arrivando due anni e mezzo più tardi ,cioè a settembre del 2023. La capsula di ritorno del campione si separerà dal veicolo spaziale e s’inserirà nell’atmosfera della Terra. La capsula contenente il campione sarà raccolto presso il test nello Utah. Per due anni dopo il ritorno del campione (da fine 2023-2025) il team scientifico catalogherà il campione e condurrà le analisi necessarie per raggiungere gli obiettivi scientifici della missione. La NASA manterrà almeno il 75% del campione al Johnson Space Flight Center della NASA a Houston, per ulteriori ricerche da parte degli scienziati di tutto il mondo, comprese le future generazioni di scienziati


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I batteri si “parlano” per rafforzare le loro difese immunitarie

⊆ gennaio 27th by | ˜ Commenti disabilitati su I batteri si “parlano” per rafforzare le loro difese immunitarie

I batteri possono aumentare i loro sistemi immunitari “parlando” tra di loro; sono i dati sorprendenti di una nuova ricerca che fornisce nuovi indizi su come gruppi di batteri, si difendono, collettivamente, dalle minacce virali.

I batteri possono aumentare i loro sistemi immunitari “parlando” tra di loro, sostiene una sorprendente nuova ricerca dell’Università di Otago (Nuova Zelanda) per le scoperte di un team, guidato dal professore associato Peter Fineran (Dipartimento di Microbiologia e Immunologia). Fineran dice che nello stesso modo in cui gli esseri umani sono sensibili ai virus come l’influenza e il morbillo, i batteri hanno bisogno di difendersi contro i virus. “Come esseri umani, ci siamo evoluti con complicati sistemi immunitari che consentono ai nostri corpi di lottare contro le infezioni virali che ci rendono malati. Sorprendentemente, i batteri – organismi unicellulari – spesso sono in possesso d’immunità adattive simili, – dice Fineran– cioè i cosiddetti sistemi CRISPR-Cas e il modo col quale, questi sistemi CRISPR-Cas

Schema di lavorazione del sistema CRISPR

Come lavora il sistema CRISPR e come memorizza i dati

funzionano, è molto diverso dai nostri sistemi immunitari “. Vengono inoltre forniti nuovi indizi su come gruppi di batteri si difendono collettivamente dalle minacce virali.                                                                                                                                                  “La gente ha capito da tempo i vantaggi di vivere in comunità e i batteri non sono diversi, -dice Fineran– spesso i residenti batterici in luoghi vicini condividono le risorse. Tuttavia, ci sono anche potenziali svantaggi di vita comunitaria, come l’alta densità delle popolazioni batteriche che li rende più vulnerabili alla diffusione di virus – proprio come le persone in un autobus affollato o in un asilo nido”.La svolta è arrivata quando si è scoperta la capacità dei batteri di valutare il numero di cellule nelle loro comunità, capacità che ha permesso loro di aumentare la potenza del loro sistema immunitario CRISPR-Cas,

Il sistema CRISPR e l’enzima CAS 9

per evitare focolai virali.  Fineran, dice che i batteri rilevano la densità di popolazione per “parlare” tra di loro, utilizzando come forma di comunicazione, una sostanza chimica nota come quorum sensing. “Più alta è la densità di popolazione, più forte è la comunicazione tra le cellule – dice Adrian Patterson, dottorando – che si trasforma e, si traduce in un maggiore coordinamento delle difese immunitarie.”                                                                                                                                                                                                                  La ricerca dimostra che le cellule batteriche preventivamente elevano la loro immunità quando sono più a rischio di una diffusione del virus tra la popolazione.”Entrambi aumentano la loro capacità di generare nuove memorie -dice Patterson – nel loro sistema immunitario e rafforzano l’immunità esistente fino a 500 volte”.Il ruolo di CRISPR-Cas nella fornitura ai batteri dell’immunità virale è stato scoperto solo negli ultimi dieci anni. I sistemi di creare ricordi genetici d’infezioni virali passate sono specifici e prendono piccoli frammenti di DNA dei virus e li memorizzano, in banchi di memoria, per aiutare a riconoscere e a distruggere le future infezioni. Uno degli aspetti meno compresi del campo CRISPR-Cas è il modo con la quale i batteri controllano l’attività di questi sistemi. Troppa attività può portare a una malattia autoimmune simile, uccidendo la cellula ospite, ma troppo poca attività potrebbe consentire ai virus di spazzare via, intere comunità batteriche. Il team di ricerca ha dimostrato che comunicando apertamente l’uno con l’altro, i batteri trovano il giusto equilibrio tra questi due risultati. Simon Jackson, un altro autore, afferma che i sistemi immunitari batterici sono affascinanti da studiare. “Ultimamente abbiamo fatto progressi significativi nella comprensione sul meccanismo di funzionamento. La parte veramente avvincente della più recente scoperta è che si prevede il coordinamento di comunicazione, basato sull’immunità derivata da CRISPR-Cas, che poi viene diffusa in tutte le specie batteriche”.

 

 


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Una marea di nuovi batteri scoperti in una falda acquifera del Colorado

⊆ dicembre 6th by | ˜ Commenti disabilitati su Una marea di nuovi batteri scoperti in una falda acquifera del Colorado

Un  dettagliatissimo studio di genomica di qualsiasi ecosistema ad oggi , rivela un mondo sotterraneo di  diversità microbica, e aggiunge dozzine di nuovi philum all’albero della vita. La miniera d’oro batterica si deve a scienziati che hanno ricostruito i genomi di oltre 2.500 microbi da campioni di sedimento e di acque sotterranee raccolti in una falda acquifera in Colorado.lalbero-della-vita-dei-microbi

 

Tutti i principali gruppi batterici noti sono rappresentati da cunei in questo circolare “albero della vita“. I cunei più grandi sono più diversi gruppi. I cunei verdi sono gruppi che non sono stati genomicamente campionati nel sito Rifle – Tutto il resto sono cunei neri precedentemente identificati di gruppi di batteri trovati anche a Rifle. I cunei viola sono gruppi scoperti ed annunciati qualche tempo addietro. I cunei rossi sono nuovi gruppi scoperti in questo studio. I puntini colorati rappresentano importanti processi metabolici dei nuovi gruppi.

Credit: Banfield Group

Uno dei più dettagliati studi di genomica mai attivati per  qualsiasi ecosistema ha rivelato un mondo sotterraneo di diversità microbica e, ha aggiunto dozzine di nuovi philum all’albero della vita.

La miniera d’oro batterica viene da scienziati che hanno ricostruito i genomi di oltre 2.500 microbi da campioni di sedimento e di acque sotterranee raccolti in una falda acquifera in Colorado. Lo sforzo si deve a ricercatori del Dipartimento di Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) e UC Berkeley. Il sequenziamento del DNA è stata eseguita presso il Joint Genome Institute, uno strumento utente del DOE Office of Science.

Gli scienziati hanno compensato genomi dall’ 80 per cento di tutti i noti phyla batterici,colture-di-microbi un notevole grado di diversità biologica in una sola posizione. Hanno anche scoperto 47 nuovi gruppi di batteri a livello di phylum, nominando molti di loro come tanti influenti microbiologi e tanti altri scienziati. E hanno imparato nuove intuizioni su come le comunità microbiche lavorano insieme per guidare i processi cruciali per il clima e la vita del pianeta ovunque, come ad esempio i cicli del carbonio e azoto.

Questi risultati gettano una nuova  luce su uno dei più importanti e meno compresi ambiti della vita della Terra. Il mondo sotterraneo può ospitare fino a un quinto di tutta la biomassa, ma rimane un mistero.

Non ci aspettavamo di trovare, -dice Jill Banfield, scienziato nella divisione Scienze Clima & Ecosystem di Berkeley Lab e professore dell’Università di Berkeley nei dipartimenti di Terra e Scienze planetarie, Scienze ambientali, politica e gestione- questa incredibile diversità microbica. Ma, sappiamo poco sul ruolo di microbi nel sottosuolo in processi biogeochimici, e più in generale, non sappiamo veramente cosa c’è là sotto“.

Karthik Anantharaman ( UC Berkeley), primo autore della carta, aggiunge, “per capire meglio quali microbi  del sottosuolo  vi sono, il nostro approccio è quello di accedere a tutti i loro genomi. Questo ci ha permesso di scoprire una maggiore interdipendenza tra i microbi che abbiamo visto prima “.

La ricerca è parte di un progetto Berkeley Lab guidato chiamato sostenibili sistemi scientifici di messa a fuoco 2.0, che sviluppa una comprensione predittiva di ambienti terrestri, dal genoma alla scala di bacino. La ricerca sul campo del progetto si svolge in un sito di ricerca vicino alla città di Rifle (Colorado), dove negli ultimi anni gli scienziati hanno condotto esperimenti progettati per stimolare le popolazioni di microbi sotterranei, naturalmente presenti in numero molto basso.

Gli scienziati hanno inviato campioni di terreno e di acqua da questi esperimenti per la Joint Genome Institute per un sequenziamento metagenomico su scala terabase. Questo metodo high-throughput isolati, purifica DNA da campioni ambientali, e quindi sequenzia un trilione di paia di basi di DNA alla volta. Successivamente, gli scienziati hanno usato strumenti bioinformatici sviluppati nel laboratorio di Banfield per analizzare i dati.

Il loro approccio ha ridisegnato l’albero della vita. Tra i 47 nuovi gruppi batterici riportati in questo lavoro, e 35 nuovi gruppi pubblicati di recente, la squadra di Banfield ha raddoppiato il numero di gruppi di batteri noti.

Con la scoperta si arrivano anche diritti di denominazione. Gli scienziati hanno chiamato molti dei nuovi gruppi di batteri dopo il lavoro dei ricercatori di Berkeley Lab e UC Berkeley. Ad esempio, c’è

diversi genomi batterici

diversi genomi batterici

, dopo Gary Andersen inventore del PhyloChip, e c’è Candidatus Doudnabacteria, dopo l’avvento del pioniere Jennifer Doudna per l’editing-genoma- CRISPR  . ” Berkeley ora domina l’albero della vita -dice Banfield-, come fa la tavola periodica”,accennando ai sedici elementi scoperti a Berkeley Lab e UC Berkeley.

Un altro grande risultato è una più profonda comprensione dei ruoli  che i microbi del sottosuolo giocano a livello globale importante per i cicli di carbonio, idrogeno, azoto, zolfo . Queste informazioni aiuteranno a meglio rappresentare questi cicli in modelli predittivi e,  su come possono determinare certe simulazioni climatiche.

Il metabolismo

Gli scienziati hanno condotto analisi del 36 per cento degli organismi rilevati nel sistema acquifero. Si sono concentrati su un fenomeno chiamato transizione metabolica, che significa in sostanza che i rifiuti di un microbo diventano cibo di un altro microbo. E ‘noto da studi di laboratorio che sono necessarie transizioni in alcune reazioni, ma queste reti interconnesse sono diffuse e notevolmente più complesse nel mondo reale.

Per capire il motivo per cui è importante  rappresentare transizioni metaboliche più accuratamente possibile nei modelli, si deve prendere in considerazione il nitrato, un contaminante sotterraneo originato dai fertilizzanti. I microbi  del sottosuolo

I microbi del cic,lo dell'azoto

I microbi del cic,lo dell’azoto

sono il driver primario nel ridurre nitrati in azoto innocuo. Ci sono quattro fasi di questo processo di denitrificazione, e il terzo passo crea ossido nitroso – uno dei gas serra più potenti. Il processo si rompe se microbi che effettuano il quarto passo sono inattivi quando una quantità di nitrato entra nel sistema.

“Se i microbi non sono lì per accettare, -spiega Anantharaman -, la transizione a partire da protossido di azoto, il gas serra si diffonde nell’atmosfera”.

Gli scienziati hanno scoperto che i cicli di carbonio, idrogeno, azoto, zolfo sono tutti guidati da transizioni metaboliche che richiedono un grado inaspettatamente elevato di interdipendenza tra i microbi. La stragrande maggioranza dei microrganismi non può ridurre interamente un composto da solo. Ci vuole una squadra. Ci sono anche i microbi “backup” pronti per eseguire una transizione  anche se non sono disponibili microbi che realizzano la prima trasformazione.

“La combinazione di alta diversità microbica, -dice Banfield– e le interconnessioni attraverso handoff metabolici probabilmente si traducono in un alta resilienza degli ecosistemi”.

 


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I progressi nei computer a quantum bit

⊆ dicembre 6th by | ˜ Commenti disabilitati su I progressi nei computer a quantum bit

Ingegneri dell’UNSW hanno creato un nuovo bit quantico che rimane in una sovrapposizione stabile per 10 volte di più di quanto avveniva prima. Con la sua realizzazione, viene ampliato il numero di calcoli che possono essere eseguiti in un futuro computer quantistico al silicio.

E’ successo il tutto presso l’Università del New South Wales (UNSW) con la creazione di un nuovo bit quantistico capace di rimanere in sovrapposizione stabile 10 volte di più rispetto a prima, ampliando il tempo, per eseguire calcoli in un futuro computer quantistico di silicio.

Il nuovo bit quantico, costituito dalla rotazione di un singolo atomo di silicio, si fonde con un campo elettromagnetico – noto come ‘qubit vestito’ – conserva l’informazione quantistica per molto più che un atomo ‘spogliato’, aprendo nuove strade per la costruzione e gestione dei computer quantistici superpotenti del futuro.

Il computer a qubit della NASA

Il computer a qubit della NASA

 

“Abbiamo creato un nuovo bit quantistico in cui lo spin di un singolo elettrone è fuso insieme con un forte campo elettromagnetico,- ha detto Arne Laucht, ricercatore alla facoltà di Ingegneria Elettrica e telecomunicazioni (UNSW)-  e questo bit quantistico è più versatile e più longevo rispetto al solo elettrone. Ci permetterà di costruire computer quantistici più affidabili.”

Costruire un computer quantistico è la ‘corsa allo spazio del 21 ° secolo’ – sfida difficile e ambiziosa con la possibilità di fornire strumenti rivoluzionari per affrontare calcoli altrimenti impossibili, come ad esempio la progettazione di farmaci complessi e materiali avanzati, o la rapida di massa, cioè basi di dati non ordinati.

La sua velocità e potenza risiede nel fatto che i sistemi quantistici possono ospitare più “sovrapposizioni” di diversi stati iniziali, considerati input in un computer che, a loro volta, otterranno tutti,dati elaborati allo stesso tempo.

“Il più grande ostacolo nell’uso di oggetti quantistici per il calcolo , -ha detto Andrea Morello, leader del team di ricerca e manager al Centro ARC per Quantum Computation & Communication Technology (CQC2T) – è di preservare le loro delicate sovrapposizioni, abbastanza a lungo, da permettere l’esecuzione di calcoli utili. ”                                                                                                                                                                                                       Il programma di ricerca decennale, aveva già stabilito il più longevo bit quantistico

allo stato solido, che da informazioni di codifica quantistica, nel giro di un singolo atomo di fosforo in un chip di silicio, collocato in un campo magnetico statico.

Laucht e colleghi hanno spinto, ulteriormente  su quest’ipotesi. “Abbiamo implementato un nuovo modo per codificare le informazioni, sottoponendo l’atomo a un forte campo elettromagnetico, continuamente oscillante a frequenze delle microonde, e quindi abbiamo ‘ridefinito‘ il quantum bit orientamento della rotazione rispetto al campo di microonde “.

I risultati sono sorprendenti:  il campo elettromagnetico oscilla costantemente a una frequenza molto elevata, alcuni rumori o disturbi in un diverso risultato di frequenza producono un effetto netto, praticamente nullo. I ricercatori hanno ottenuto un miglioramento di un fattore 10 nel periodo durante il quale può essere conservata una sovrapposizione quantistica.

In particolare, hanno misurato un tempo di sfasamento di T * = 2,4 millisecondi -risultato che è 10 volte migliore del qubit di serie, in quanto consente molte più operazioni da eseguire entro il periodo durante il quale, la delicata informazione quantistica è conservata ed è sicura.

“Questo nuovo ‘qubit vestito’ , -ha aggiunto Morello– può essere controllato in una varietà di modi che sarebbero impraticabili con un ‘qubit spogliato’. Per esempio, può essere controllato semplicemente modulando la frequenza del campo di microonde, come in una radio FM. Il ‘qubit tronchi’ invece richiede ruotando l’ampiezza dei campi di controllo on e off, come se fosse una radio AM.

“In un certo senso, questo è il motivo per cui il qubit vestito è più immune al rumore: l’informazione quantistica è controllata dalla frequenza, solida come una roccia, mentre l’ampiezza può essere, più facilmente influenzata, dal rumore esterno.”

Poiché il dispositivo è costruito sulla tecnologia silicio standard, questo risultato apre la strada alla costruzione di potenti e affidabili processori quantici, basati sullo stesso processo di fabbricazione già utilizzato per i computer di oggi.

Il team UNSW ha fatto il primo passo nella costruzione di primo computer quantistico al mondo in silicio.

“Costruire computer a quantum è una delle grandi sfide del 21 ° secolo, – ha dichiarato Mark Hoffman, preside di Ingegneria di UNSW–  cioè si punta alla manipolazione della natura a livello subatomico, spingendosi al limite estremo di ciò che è possibile. Per avere una squadra che porta risultati in questo campo, e coerentemente fornisce primati, diventando un testamento al talento straordinario abbiamo riunito in Australia, l’UNSW.”

Un computer quantistico funzionale permetterebbe massicci aumenti di velocità e l’efficienza di alcune attività di elaborazione – confrontati con i computer a base di silicio, cioè col metodo più facile, i cosiddetti  “classici”. In un certo numero di settori chiave – come la ricerca database di grandi dimensioni, per  risolvere complicati insiemi di equazioni, per modellare sistemi atomici, come molecole biologiche e farmaci – avrebbe superato di gran lunga i computer di oggi. Sarebbero anche enormemente utili nelle industrie della finanza e della sanità, e per le organizzazioni governative, di sicurezza e difesa.

I computer quantistici potrebbero identificare e sviluppare nuovi farmaci, accelerando notevolmente il design di composti farmaceutici  coi computer (e riducendo al minimo tentativi ed errori di test), e lo sviluppo di nuovi materiali, più leggeri, più forti che vanno dall’elettronica di consumo agli aeromobili. Renderebbero possibili nuovi tipi di applicazioni computazionali e soluzioni che vanno oltre la nostra capacità di prevedere.

Altri ricercatori hanno contribuito a questi progressi sono membri del team di CQC2T di Morello a UNSW – Rachpon Kalra, Stephanie Simmons, Juan Dehollain, Juha Muhonen, Fahd Mohiyaddin e Solomon FreerAndrew Durai e Fa Hudson presso l’Australian National Facility FabricationDavid Jamieson e Jeffrey McCallum presso l’Università CQC2T della squadra di Melbourne; e Kohei Itoh di Keio University in Giappone.

Video: https://www.youtube.com/watch?v=YftwdSss9b8

Con bit quantistici, si può usare un ‘linguaggio calcolo quantistico’ di gran lunga più ricco di codici digitali standard, perché contiene parole in codice speciale che non esistono nei computer normali. L’accesso e l’elaborazione di questi codici speciali dà ai computer quantistici un potere superiore. Questo codice viene all’esistenza attraverso la creazione di entanglement quantistico tra più qubit.

Mentre vi è stato un notevole progresso nella costruzione e gestione di qubit singoli e multipli in vari tipi di hardware, creare un intreccio tra qubit rimane un compito estremamente impegnativo, a causa della fragilità intrinseca di questo effetto quantistico.

La squadra UNSW ha , per la prima volta, dimostrato la capacità di intrappolare due bit quantistici in silicio. Il silicio è il materiale normalmente usato in tutti i dispositivi elettronici moderni per cui si è sfruttato questo effetto quantico in una piattaforma tecnologicamente importante,ampiamente utilizzata dal settore informatico Settore in cui miliardi di dollari sono stati investiti in ricerca e sviluppo, quindi questo progresso faciliterà notevolmente la costruzione di computer quantistici pratici.


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La radiazioni cosmiche sono pericolose per l’uomo

⊆ ottobre 19th by | ˜ Commenti disabilitati su La radiazioni cosmiche sono pericolose per l’uomo
Curiosity-Sol-1464- mentre sta perforando

La sonda spaziale Curiosity che inizia a perforare suolo marziano

La missione Marte si tradurrà in un’esposizione inevitabile alle radiazioni cosmiche che hanno dimostrato di causare disturbi cognitivi in modelli di roditori, e possibilmente lo stesso provocheranno in astronauti impegnati in profondi viaggi nello spazio. Di particolare interesse è il rischio di esposizione alle radiazioni cosmiche, che sono tali da compromettere il processo decisionale critico durante le normali operazioni o in condizioni di emergenza nello spazio profondo. Roditori esposti a radiazioni cosmiche mostrano persistenti disturbi dell’ippocampo e diminuzioni di prestazioni corticali, basate, utilizzando sei compiti comportamentali indipendenti, somministrati tra coorti separate 12 e 24 settimane dopo l’irradiazione, ha indotto menomazioni  da radiazioni spaziali della memoria episodica e il riconoscimento sono state temporalmente coincidenti con deficit nella funzione esecutiva e aliquote ridotte di paura-estinzione ed elevata ansia. L’irradiazione ha causato una significativa riduzione della complessità dendritica, densità delle spine e alterata la morfologia della colonna vertebrale lungo il lobo prefrontale mediale, quindi dei neuroni corticali noti per mediare la neurotrasmissione, una volta interrogati da nostri compiti comportamentali. La radiazione cosmica ha anche perturbato integrità sinaptica e determinato una maggiore neuro infiammazione che persisteva più di 6 mesi, dopo l’esposizione.  I deficit comportamentali per i singoli animali  sono correlati in modo significativo alla ridotta densità delle spine e una maggiore punta sinaptica, fornendo misure quantitative di rischio per lo sviluppo del decadimento cognitivo. I nostri dati forniscono altre prove che i viaggi nello spazio profondo rappresentano una vera e unica minaccia per l’integrità dei circuiti neurali nel cervello.

L’esplorazione dello spazio presenta innumerevoli sfide per l’ingegnosità del genere umano. distanze vaste separano il nostro pianeta da quelli all’interno e al di là del nostro sistema solare e vi è la necessità di altri progressi in ingegneria, per ridurre al minimo il tempo di viaggi nello spazio profondo e nella biologia degli astronauti,  tutta tesa a migliorare il maggior numero di effetti negativi possibili di un prolungato viaggio spaziale. Mentre molte minacce per il successo di tali missioni extraterrestri sono state popolare nelle industrie dei media e dell’intrattenimento, un settore che non ha ricevuto tanta attenzione è quello chiamato a valutare i rischi per la salute umana, connessi con l’esposizione alle radiazioni cosmiche. La NASA prevede che per una missione su Marte, gli astronauti

Una parte del percorso svolto dalla sonda Curiosity su Marte

Una parte del percorso svolto dalla sonda Curiosity su Marte

saranno inevitabilmente esposti a bassi flussi di nuclei altamente energetici e completamente ionizzati che definiscono lo spettro dei raggi cosmici galattici (GCR) 1,2,3. Le particelle cariche che rappresentano il GCR sono una componente della radiazione cosmica che è deviata dalla superficie della Terra, solo grazie alla sua magnetosfera protettiva. A causa della loro alta energia, più specie di particelle cariche possono penetrare lo scafo di una nave spaziale e i tessuti del corpo depositare una scia di ionizzazioni dense lungo le traiettorie di queste particelle. Nel corpo, gli eventi di ionizzazione risultanti da queste interazioni danneggiano vari bersagli molecolari critici, producendo lesioni complesse che compromettono i processi di riparazione cellulare e protraggono il recupero dei tessuti irradiati. Il recupero da un infortunio radiazione cosmica è ulteriormente condizionato da ionizzazioni secondarie causati dai raggi delta che sono emanate dalle tracce delle particelle elementari, aumentando considerevolmente la gamma e la quantità di danno cellulare, sino a livello 4,5.

 

La NASA e le agenzie spaziali internazionali hanno riconosciuto i potenziali problemi di salute associati con esposizione a livello 6 di radiazione cosmica, e sulla base di recenti evidenze derivate da modelli di roditori, si ha oggi una maggiore consapevolezza dei potenziali complicazioni neuro cognitive che possono compromettere le attività critiche della missione o a lungo termine la salute cognitiva. Nonostante la nostra lunga conoscenza che i pazienti sottoposti a radioterapia cranica per il controllo dei tumori cerebrali sviluppano una grave e progressiva deficienza cognitiva, le dosi totali e tipi di radiazioni utilizzati in clinica differiscono notevolmente da quelli incontrate nello spazio. Prove convincenti ora hanno dimostrato gli effetti negativi delle influenze spaziali rilevanti di particelle cariche in cognizioni segnalate come 7,10,11,12,13,14,15, e i nostri studi, hanno collegato diminuzioni comportamentali funzionali, dovuti all’erosione della struttura neuronale e dell’integrità sinaptica in regioni specifiche del cervello. È importante sottolineare che questi cambiamenti sono stati trovati a persistere 6 settimane dopo l’esposizione acuta dei roditori a particelle cariche, e ha mostrato poco o nessun segnale di ripresa, la rigenerazione o la riparazione. Qui, estendiamo i nostri studi a più lungo termine e dimostrare in modo convincente che dosi molto basse di particelle cariche possono compromettere le prestazioni cognitive in non solo per  12, ma sino a 24 settimane dopo l’esposizione acuta, effetti che sono associati alla riduzione di complessità dendritiche, cambiamenti nei livelli di proteine sinaptiche e l’innalzamento della neuro infiammazione.


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Potrebbe arrivare una tempesta solare colossale !

⊆ settembre 21st by | ˜ Commenti disabilitati su Potrebbe arrivare una tempesta solare colossale !

Il carotaggio sul ghiaccio conferma che sono avvenute tempeste solari colossali nel passato per la Terra.

La prova che la Terra è stata colpita da due tempeste solari – 10 volte più grandi di quelli osservati di recente – 1000 anni fa. Se si sono verificati oggi, avrebbero avuto effetti devastanti sulla alimentatori, satelliti e comunicazioni. Un esempio di campo magnetico della Terra schermatura nostro pianeta da particelle solari.  Immagine tramite NASA / GSFC / SVS.

Un esempio di campo magnetico della Terra schermatura nostro pianeta da particelle solari. Immagine tramite NASA / GSFC / SVS.

Come si scherma la Terra dalle particelle di tempeste solari

Scienziati in Svezia ha suggerito che le tempeste solari – flussi di particelle cariche provenienti dal sole – potrebbero essere molto più potenti di quanto precedentemente ipotizzato. I ricercatori dell’Università di Lund dicono che hanno ora confermato che la Terra è stata colpita da due tempeste solari estreme più di 1000 anni fa. Queste tempeste sono stati almeno 10 volte più grande rispetto a quello osservato negli ultimi decenni. L’evidenza di queste tempeste è intrappolato nel ghiaccio in Groenlandia e in Antartide.Molti osservatori del cielo alle alte latitudini ansiosi di tempeste solari, perché le particelle che rilasciano possono interagire con il campo magnetico terrestre, con conseguente spettacolari esibizioni di aurore, o luci nord e del sud. Tuttavia, mentre le tempeste solari non sono dannosi per noi sulla superficie terrestre – perché la nostra atmosfera ci protegge – fanno rappresentare un rischio per le nostre tecnologie terrestri.In casi estremi, tempeste solari hanno causato maggiori interruzioni di corrente, come quella nell’ottobre 2003 in Svezia e marzo 1989 in Canada. Essi potrebbero anche portare a guasti di satelliti e sistemi di comunicazione. Raimund Muscheler di Lund University, parlando dei due enormi tempeste solari scoperti dal suo gruppo di ricerca, ha detto in un comunicato 26 ottobre:Se tali enormi tempeste solari potrebbero colpire la Terra oggi, avrebbero potuto avere effetti devastanti sulla nostra alimentazione, satelliti e sistemi di comunicazione.È un potente tempesta solare così probabile che si verifichi di nuovo nelle nostre vite?25 Febbraio 2014 X-bagliore via NASA SDO.Una X-bagliore via NASA SDO

Un X-Bagliore sul Sole

. Tali razzi spesso sfociano in ‘espulsioni di massa coronale’ o CME che lanciano particelle solari verso la Terra.Che cosa ha fatto questo nuovo studio dice? I ricercatori della Lund, insieme con i colleghi in Svizzera, Danimarca e Stati Uniti, sono alla ricerca di tracce di tempeste solari sotto forma di bassi livelli di carbonio radioattivo, nelle carote di ghiaccio della Groenlandia e dell’Antartide. La loro dichiarazione ha spiegato:Ovunque sulla Terra si possono trovare tracce di raggi cosmici dalla galassia e il sole, come i bassi livelli di carbonio radioattivo.Alcuni anni fa i ricercatori hanno trovato tracce di un rapido aumento di carbonio radioattivo negli anelli degli alberi dal periodo AD 774/775 e 993/994 dC. La causa di questi aumenti è stato, però, discusso…. In questo studio, abbiamo pensato per il lavoro sistematico per trovare la causa di questi eventi. Abbiamo ora trovato aumenti corrispondenti esattamente gli stessi periodi di carote di ghiaccio. Con questi nuovi risultati, è possibile escludere tutte le altre spiegazioni proposte, e quindi confermare tempeste solari estreme come la causa di questi misteriosi aumenti radiocarbonio.Questi scienziati dicono che il loro studio fornisce anche:… La prima valutazione attendibile dei flussi di particelle legate a questi eventi.Si dice che è importante per la futura pianificazione di sistemi elettronici affidabili. Raimund Muscheler ha detto:Queste tempeste solari di gran lunga superato le eventuali note vicende osservati da misure strumentali sulla Terra. I risultati dovrebbero portare a una nuova valutazione dei rischi associati alle tempeste solari.Quali sono le tempeste solari, e come si fa ci riguardano? Eruzioni giganteschi sul sole provocano espulsioni di massa coronale, o CME, l’emissione di enormi quantità di particelle cariche nello spazio. Le particelle devono essere indirizzate verso la Terra per colpire noi, ma, se la Terra sembra essere il percorso di una CME, le particelle cariche possono sbattere nella nostra atmosfera, provocando una tempesta geomagnetica.Tali tempeste disturbano satelliti in orbita e anche causare loro di fallire, e fare il bagno aerei ad alta quota con le radiazioni. Essi possono disturbare i sistemi di telecomunicazione e di navigazione. Essi hanno il potenziale per influenzare reti elettriche, e sono stati conosciuti per black out intere città, persino intere regioni.Persone che parlano di mancanza di energia elettrica da tempeste solari puntano sempre di nuovo al 13 marzo 1989 – 23 anni fa. Un CME ha causato una mancanza di corrente in Québec, così come attraverso le parti del nord-est degli Stati Uniti in questo evento, l’alimentazione elettrica è stata interrotta per oltre 6 milioni di persone, per 9 ore.Il più grande conosciuto tempesta solare ha avuto luogo il 28 agosto 1859. E ‘stato osservato e registrato da Richard C. Carrington, e quindi è a volte chiamata Carrington Event, o, talvolta, il 1859 Superstorm Solare. L’accompagnamento espulsione di massa coronale (CME) è recato in Terra in solo 17 ore, invece dei soliti tre o quattro giorni. Si è verificato il più grande tempesta geomagnetica registrata. Aurore, o aurora boreale, sono state osservate in molte parti del mondo. Sistemi telegrafici in tutta Europa e Nord America fallito.Che cosa accadrebbe se una potente tempesta solare simile ha avuto luogo oggi?Non lo sappiamo esattamente, ma gli scienziati chiediamo più domande sono tempeste solari e le loro conseguenze. Ad esempio, nel 2012, gli scienziati che pubblicano sulla rivista Space Weather suggerito che una caduta di tensione 2001 in Nuova Zelanda, è stato causato da una tempesta solare. Tale risultato, se è vero, è particolarmente importante perché la Nuova Zelanda non è ad alta latitudine (Quebec come è, ad esempio). E ‘ad una latitudine mezzo, la stessa latitudine gran parte degli Stati Uniti. Questo studio suggerisce che gli effetti 2012 tempesta solare possono raggiungere in medie latitudini più popolati.Gli scienziati – per esempio alla previsione Centro Space Weather – monitorare continuamente il sole, sia dallo spazio e dalla superficie terrestre. Quando una tempesta solare con il potenziale per influenzare la Terra ha luogo, lo vedono. Dopo tutto, al fine di influenzare noi sulla Terra, la tempesta solare dovrebbe avvenire sul lato del sole rivolto Terra.Dopo un evento, di solito ci vogliono diversi giorni per l’espulsione di massa coronale, o CME, per raggiungere la Terra. Quando un grande CME è in arrivo, è possibile per satelliti di chiudere i loro sistemi spegne brevemente, e quindi rimangono sicura. Allo stesso modo, con preavviso, reti elettriche terrestri possono essere riconfigurate per fornire la messa a terra in più. Eccetera.È un potente tempesta solare così probabile che si verifichi di nuovo nel corso della nostra vita? Nessuno può rispondere a questa domanda. Ma gli scienziati sono sempre più consapevoli della possibilità, soprattutto dal 2008, quando Sten Odenwald e James Green ha pubblicato un articolo sulla rivista Scientific American sulla evento Carrington e le possibili conseguenze se una potente tempesta così sul sole si è verificato oggi.Siamo in pericolo da un particolarmente enorme di energia solare, forse su una scala da Carrington evento … o più grande? Alcuni credono possiamo essere. È per questo che i governi e gli scienziati stanno cominciando a prestare maggiore attenzione a questo problema, con un occhio alla creazione di sistemi e procedure per aiutare resistere tali effetti potenti del sole.Il recente studio dalla Svezia dovrebbe aggiungere alle discussioni in corso tra i governi e gli scienziati in materia di potenti tempeste solari che colpiscono la Terra.Linea di fondo: i ricercatori presso l’Università di Lund in Svezia, hanno confermato che la Terra è stata colpita da due tempeste solari estreme 1.000 anni fa. Queste tempeste sono stati almeno 10 volte più grande rispetto a quello osservato negli ultimi decenni. Tali enormi tempeste solari potrebbero avere effetti devastanti sulla nostra alimentazione, satelliti e sistemi di comunicazione. L’evidenza di queste tempeste è intrappolato nel ghiaccio in Groenlandia e in Antartide.

Immagine di una tempesta solare

 

 

 


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Il doppio gatto di Schrödinger

⊆ agosto 26th by | ˜ Commenti disabilitati su Il doppio gatto di Schrödinger

 

 

 

 

 

Efficace a rappresentare l'entanglement.

Il doppio gatto di Schrödinger

I fisici di Yale hanno dato al famoso gatto di Schrödinger una seconda scatola  e il risultato può aiutare ulteriormente una ricerca affidabile sulla computazione quantistica.

Il gatto di Schrödinger è un paradosso ben noto che applica il concetto di sovrapposizione nella fisica quantistica di oggetti che si incontrano nella vita di tutti i giorni. L’idea è che un gatto è posto in una scatola sigillata con una sorgente radioattiva e un veleno che verrà attivato se un atomo della sostanza radioattiva decade. La fisica quantistica suggerisce che il gatto sia vivo e al contempo morto (una sovrapposizione di stati), fino a quando qualcuno apre la scatola e, così facendo, cambia lo stato quantico.

Questo ipotetico esperimento, previsto da uno dei padri fondatori della meccanica quantistica nel 1935, ha trovato, negli ultimi anni, analogie vivaci nei laboratori. Gli scienziati possono ora disporre di un pacchetto d’onda di luce composta da centinaia di particelle, contemporaneamente in due stati nettamente diversi. Ogni stato corrisponde a una forma ordinaria (classica) di luce abbondante in natura.


Un team di scienziati di Yale ha creato un tipo più esotico di stato come gatto di Schrödinger che è stato proposto per gli esperimenti per più di 20 anni. Questo gatto vive o muore in due scatole in una sola volta: è un matrimonio dell’idea di gatto di Schrödinger e un altro concetto centrale della fisica quantistica:  il cosiddetto entanglement. Entanglement permette un’osservazione locale per cambiare lo stato di un oggetto distante istantaneamente. Einstein una volta ha definito “azione spettrale a distanza”, e in questo caso si permette uno stato al gatto da distribuire in diverse modalità spaziali.

La squadra Yale ha costruito un dispositivo costituito da due cavità, 3D microonde e una porta di monitoraggio aggiuntiva – tutti collegati da un superconduttore, che è un atomo artificiale. Il “cat” è fatto di luce a microonde confinato in entrambe le cavità.

“Questo gatto è grande e intelligente. Non rimane in una scatola, –ha detto Chen Wang,  post-dottorato a Yale e primo autore di uno studio che descrive la ricerca- perché lo stato quantistico è condiviso tra le due cavità e non può essere descritto separatamente . Si può anche prendere una visione alternativa, dove abbiamo due piccoli e semplici gatti di Schrodinger, uno in ogni scatola, che sono impigliati.”


La ricerca ha anche potenziali applicazioni nella computazione quantistica

La computazione quantistica

.Un computer quantistico sarebbe in grado di risolvere alcuni problemi molto più velocemente rispetto ai computer classici sfruttando sovrapposizione e entanglement. Ma uno dei problemi principali nello sviluppo di un computer quantistico affidabile è come correggere gli errori, senza disturbare le informazioni.

“Si scopre che gli stati ‘gatto’ sono un approccio molto efficace per la memorizzazione delle informazioni quantistiche ridondanti e, per l’attuazione della correzione degli errori quantistici. La generazione di un gatto in due scatole-ha detto il co-autore Robert Schoelkopf, Sterling professore di Fisica applicata e Fisica,direttore del Yale Quantum Institute- è il primo passo verso il funzionamento logico tra due bit quantistici in modo che l’errore  sia correggibile .


Schoelkopf e i suoi collaboratori , Michel Devoret e Steve Girvin, hanno aperto la strada al campo dell’elettrodinamica quantistica su circuito (cQED), che fornisce uno dei quadri più utilizzati per la ricerca sulla  computazione quantistica. Devoret, Beinecke professore di fisica di Yale, e Girvin, Eugene Higgins professore di Fisica di Yale e Fisica Applicata, sono co-autori della carta.
La ricerca si basa su più di un decennio di sviluppo in architettura cQED. La squadra Yale ha progettato una serie di nuove funzioni, tra cui cavità 3D cilindriche con tempo di registrazione dell’informazione quantistica, con un record di più di 1 millisecondo nei circuiti superconduttori, e un sistema di misura che controlla alcuni aspetti di uno stato quantistico in modo preciso, non distruttivo. “Abbiamo combinato qui -ha detto Wang un bel po ‘di recenti tecnologie “.


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