OSOBNÍ STRANA

PLANETY

SLUNÍČKO

VESMÍR A VůBEC

LINKY



Physics News Update

Následující sérii èlánkù poskytl David Jeøábek, 2:420/53.1, pøeložil a zpracoval Jiøí Svršek, 2:423/43.

Upevnìní molekuly DNA na køemíkový povrch

Upevnìní molekuly DNA na køemíkový povrch pomocí tepla namísto chemických slouèenin (které jsou obvykle specifické pro urèité typy povrchu nebo místa na molekule) slibuje mocnìjší metodu pro zachytávání jednotlivých molekul DNA na specifických místech køemíkových èipù. Takové "DNA-èipy" mohou v budoucnu sloužit jako souèást biosenzorù nebo bioelektronických obvodù. Vìdci z Rockefellerovy univerzity (G.V. Shivashankar, [M1], tlf.: 212-327-8160) nejprve upevnili molekulu DNA na zrnko latexu ve vodì. Pak použili soustøedìný paprsek laseru, který zachytil zrnko a upevnil molekulu DNA na místo. Nakonec pomocí hrotu atomového silového mikroskopu (Atomic Force Microscope) se zrnko latexu odstraní. Uvedená technologie je velmi pružná a nenarušuje biologické funkce DNA. Lze oèekávat, že tuto metodu bude možno použít ke studiu vzájemných interakcí mezi DNA a proteiny. (Applied Physics Letters, 22 Dec 1997).

Fyzika vzpøímeného postoje èlovìka

Aby èlovìk stál vzpøímenì, musí vzájemnì spolupracovat øada senzorických systémù: vestibulární (vnitøní ucho), proprioceptivní (smysl dotyku a tlaku) a visuální. Abychom lépe tento proces pochopili, vìdci Bostonské university (Carson Chow, 617- 353-491, [M2]) pomocí zvláštních silových senzorù zaznamenávají pohybové podrobnosti pøi vzpøímeném postoji. Tyto informace pak pøevádìjí do digitálního tvaru. Statistická analýza ukázala, že mechanismus pro udržování vzpøímeného postoje pracuje podobnì, jako když je èlovìk náhodnì vychylován z rovnováhy slabými vnìjšími silami. Výsledky jejich práce budou mít znaèný význam pro léèení pacientù, kteøí mají problémy s udržováním rovnováhy. (Lauk et al., upcoming article in Physical Review Letters.)

Konstanta pružnosti jediného vlákna polymeru

Konstantu pružnosti jediného vlákna polymeru zmìøili vìdci Ústavu Nielse Bohra v Dánsku. (Henriette Jensenius, [M3]) Mìøení pružnosti elastických objektù, tedy urèení konstanty pružnosti se dosud provádìlo pro dlouhá vlákna polymerù, jako jsou molekuly DNA, ale nikoliv pro vlákna desetkrát nebo dokonce stokrát kratší a mnohem ménì pružnìjší. V nedávném experimentu dánští vìdci volnì pøipevnili zrnka o velikosti nìkolika mikronù ve vodì ke sklenìné ploše pomocí polystyrénových vláken o délce asi 50 nanometrù. Mìøením vzdálenosti mezi zrnky a sklenìnou plochou vìdci mohou podrobnì studovat chování pružnosti polymerových vláken v kapalném roztoku. Konstanta pružnosti vláken polymerù, které obsahují urèitou podpùrnou kostru, byla 1,5.10^-3 N/m. Pro vlákna bez takové kostry byla konstanta pružnosti rovna 2,5.10^-4 N/m. Tato hodnota je ale vìtší, než plyne z pøíslušné teorie. (H. Jensenius et al., Phys. Rev. Lett., 22 December 1997.)

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.352, PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 352 December 22, 1997 by Phillip F. Schewe and Ben Stein


Fraktální obrazce uvnitø bunìk mohou odhalit rakovinu prsu

Vìdci z lékaøské vysoké školy Mount Sinai School of Medicine ukázali, že fraktální obrazce uvnitø bunìk mohou odhalit rakovinu prsu. (Andrew Einstein, 212-241-5851, [M1]) Patologové dosud musí diagnostikovat rakovinu prsu subjektivním zkoumáním jednotlivých bunìk z podezøelé tkánì, ve které hledají abnormálnì vypadající bunìèné struktury. Vìdci z Mount Sinai provádìli analýzu snímkù prsních bunìk, pøièemž se zamìøili na rozložení chromatinu v jádrech bunìk. Chromatin je protein, ve kterém jsou uloženy bunìèné chromosomy. Jako mnoho jiných biologických struktur v pøírodì, také chromatin tvoøí fraktální obrazce. Vìdci svoji metodu použili na buòky 41 pacientek (u 22 z nich byla rakovina prsu prokázána jinými nezávislými metodami) a rakovinu správnì diagnostikovali v 39 z 41 pøípadù (úspìšnost 95,1%). Metoda je založena na mìøení rozdílù velikostí mezer mezi oblastmi chromatinu v jádøe a rozdílù fraktální dimenze (která popisuje jak hustì fraktální objekt vyplòuje prostor, ve kterém se nachází) mezi benigními a maligními buòkami. (Einstein et al., Physical Review Letters, 12 Jan 1998.)

Pojem fraktál poprvé použil Benoit Mandelbrot v roce 1975. Narodil se ve Varšavì v roce 1935 a odešel do Francie. V dobì, kdy matematikové ve Francii se teprve uèili pøesné analýze, upozoròoval na problémy, kdykoliv to bylo možné a snažil se je popsat geometrickými termíny. Studoval na Ecole Polytechnique, pak na Caltechu, kde studoval jev turbulence v kapalinách.

V roce 1958 byl zamìstnán u firmy IBM, kde zaèal provádìt matematickou analýzu elektrického "šumu", popsal jeho strukturu a hierarchii náhodných fluktuací, které nebylo možno vysvìtlit pomocí statistických metod. Postupem let zdánlivì nesouvisející problémy ho pøivedly k základním myšlenkám fraktální geometrie.

Když poèítaèe dosáhly lepších grafických možností, rozhodl se Mandelbrot své pøedstavy zobrazit na obrazovce monitoru a na plotteru. Znovu a znovu jeho fraktální modely dávaly výsledky, které souhlasily tøeba s hmotností ovoce nebo s cenami bavlny, takže nakonec odborníci fraktály pøijali jako "reálnou vìc".

Fraktální objekty se zaèaly hledat v reálném svìtì. Ve svém provokativním èlánku "Jak dlouhé je pobøeží Velké Británie" Mandelbrot poznamenal, že odpovìï závisí na mìøítcích, která zvolíme. Èím menší mìøítko máme, tím delší bude pobøeží, protože musíme zmìøit každou zátoèinu, každý kámen, každé zrnko písku. Byl to právì Mandelbrot, který "samopodobnost" jako opakování geometrických vlastností ve všech mìøítcích prohlásil za základní vlastnost vìtšiny fraktálních objektù.

Poprvé v jednotlivých zprávách a pøednáškách, pozdìji ve dvou vydáních své knihy, Mandelbrot uvedl, že vìtšina tradièních matematických modelù je vlastnì "znetvoøením" pøírodních forem a procesù. Naopak vìtšina forem, které matematici považovali za patologické, se ukázali jako užiteèné aproximace pro takové jevy a objekty v pøírodì, jako je porost listù na stromech, oblaka nebo galaxie ve vesmíru.

Mandelbrot byl v roce 1974 jmenován spoleèníkem IBM a ve své práci pak pokraèoval ve výzkumném støedisku IBM Watson Research Center. Èasto hostoval na pøednáškách mnoha univerzit.

Jednou z možností, jak definovat fraktály, je negace: fraktál je množina, která neodpovídá euklidovskému objektu (bod, pøímka, plocha atd.) pøi libovolném zvìtšení. Pøi dostateèném zvìtšení se èást libovolné køivky jeví jako pøímka (pokud ignorujeme fakt, že pøi skuteèném zvìtšení bychom vidìli vlákna papíru nebo atomy atd.). Naproti tomu èást fraktálu pøi libovolném zvìtšení vypadá pøibližnì stejnì, podobnì jako záliv obsahuje zátoky, každá zátoka menší zátoky, atd.

Jak bylo již øeèeno, termín fraktál poprvé použil Benoit Mandelbrot, když jej matematicky definoval jako množinu s fraktální (necelou) dimenzí (tj. Hausdorffovou dimenzí). Ikdyž tato definice sice popisuje mnoho vlastností, neøíká nic o samopodobnosti fraktálù. (popis a praktické ukázky fraktálù viz napø. [S1]).

Objev fraktálních struktur odhalil nové zpùsoby nahlížení na nekoneènou složitost pøírody. Fraktály nejsou omezeny pouze na neživé objekty. Øada struktur v živých organismech má fraktální charakter, jak dokazuje napø. studium rakovinných bunìk.

Vrcholné fyzikální objevy v roce 1997

Podle vydavatelù èlánkù Physics News Update lze za vrcholné objevy roku 1997 považovat následující (v chronologickém poøadí):

Experimenty s Boseovou-Einsteinovou kondenzací ukázaly, že plyn dvou typù atomù rubidia mùže kondenzovat v jediné atomové pasti (Update 302) a že èást tìchto atomù lze z pasti vyjmout, èímž je možné realizovat urèitý typ rudimentárního atomového laseru (Update 305). Podaøilo se detekovat horizont èerné díry (Update 303). Experimenty se srážkami pozitronù a elektronù na zaøízení KEK prokázaly, že elektromagnetická vazební konstanta rychleji než pøenesená druhá mocnina momentu (Udate 303). Nìmecký urychlovaè elektronù a protonù HERA produkuje leptokvarky (Update 309). Satelit Hipparcos revidoval vzdálenosti mnoha hvìzd (Update 309). Byly poøízeny první snímky replikace DNA (Update 312). Byla detekována síla o velikosti atto-newtonu pomocí kombinace metod AFM a MRI (Update 313). Byla pozorována kometa Hale-Bopp (Update 317). Byla vytvoøena supratekutá analogie Josephsonova pøechodu (Update 318). Ubìhlo již 100 let od objevu elektronu (Update 319). Podaøilo se udržet excitovaný stav atomu po dobu 10 let (Update 320). Pozorování prokázala, že výtrysky gamma záøení jsou extragalaktického pùvodu (Update 322). Z jádra atomu se podaøilo získat protonový pár (Update 325). Na Marsu probìhla mise vozidla Pathfinder a sondy Mars Surveyor (Update 328). V Brookhavenu byl prokázán meson obsahující 4 kvarky (Update 334). V kvantovém Hallovì jevu byly pozorovány neceloèíselnì nabité kvazièástice (Update 335). Reálné (nikoliv virtuální) fotony vytváøejí hmotné èástice (Update 337). Podaøilo se vyrobit zvuk o velmi vysoké intenzitì (Update 349). Byla demonstrována kvantová teleportace (Update 350). Ubìhlo 50 let od vynálezu tranzistoru (Update 351).

Demografie fyziky

Statistické oddìlení vzdìlání a zamìstnanosti pøi Americkém institutu fyziky [M2] vypracovalo zprávu, z níž si lze uèinit podrobný obrázek o stavu spoleèenství fyzikù ve Spojených státech amerických.

V akademickém roce 1995/96 12596 absolventù usilovalo o získání fyzikální akademické hodnosti ve 262 akademických organizacích. Pomìr mužù a žen byl 84:16, pomìr amerických a zahranièních zájemcù byl 57:43 (1996 Graduate Student Report; Sept. 1997). V roce 1995 12% žen získalo hodnost PhD a 17% hodnost bakaláøe (BSc) a doktorát (MSc) (1996 Employment Follow- up of 1995 Physics Degree Recipients; July 1997). Hodnosti bakaláøe dosáhlo 4173 studentù, což je nejnižší hodnota od 50. let 20. století (1996 Bachelor's Degree Recipients; June 1997).

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.353, PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 353 January 5, 1998 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

[S1] Dokumentace k programu FractInt 16.11., Stone Soup Group, autor: Monte Davis, 31 Washington St, Brooklyn, NY 11201 (718) 625-4610 71450.3542@compuserve.com.


Kosmické infraèervené pozadí

Pøed šesti lety pracovníci výzkumného programu COBE (Cosmic Microwawe Background Explorer) oznámili, že objevili dùkazy struktury mikrovlnného pozadí. Nyní bylo dokonèeno mapování celé hvìzdné oblohy na rùzných infraèervených vlnových délkách od 1 do 240 mikronù. Od získaných dat byl odeèten vliv sluneèní soustavy a Mléèné dráhy (samotné pochopení vlivu tìchto zdrojù záøení trvalo nìkolik let) a tím zpùsobem byla získána mapa kosmického infraèerveného záøení, která pøedstavuje kumulativní hodnoty infraèerveného záøení ve vesmíru. Toto záøení tvoøí zhruba jednu polovinu až dvì tøetiny veškerého záøení ve vesmíru, které k nám pøichází ze všech existujících hvìzd. Vìtšina svìtla, které je detektory zachycována, byla bìhem své cesty rozptýlena kosmickým prachem. Kosmické infraèervené pozadí se jeví jako izotropní, tedy nebyla pozorována žádná jeho struktura. Neobsahuje žádnou informaci o historii vesmíru v dobì, kdy toto záøení vzniklo. Pozorování kosmického infraèerveného pozadí ale mùže pomoci pøi odhadování celkového množství hvìzd, které ve vesmíru vznikly, a mùže potvrdit podezøení, že vìtšina vznikajících hvìzd byla zakryta kosmickým prachem. Michael Hauser, který nyní pracuje ve Vìdeckém ústavu Hubbleova vesmírného dalekohledu (STScI, Space Telescope Science Institute), pøednesl hlavní zprávu projektu COBE na posledním zasedání Americké astronomické spoleènosti (AAS, American Astronomical Society) ve Washingtonu, DC.

Èerná díra v jádru naší Galaxie

V jádru naší Galaxie se nachází èerná díra s hmotností asi 2,6 miliónu hmotností Slunce. Nová mìøení byla získána pomocí optických a radiových teleskopù zamìøených na tento hmotný objekt, jehož existence byla již delší dobu pøedpokládána kvùli efektu gravitaèní èoèky jádra naší Galaxie v souhvìzdí Støelce [E1]. Andreas Eckart z Ústavu Maxe Plancka v Garchingu ve Spolkové republice Nìmecko na zasedání Americké astronomické spoleènosti promítl film, který ukázal vlastní pohyb za období pìti let nìkolika hvìzd v rozmezí nìkolika svìtelných dní kolem hmotného objektu. Mìøení rychlostí tìchto hvìzd, kdy nejrychlejší se pohybují rychlostí asi 1000 km/s, vedlo k odhadu hmotnosti tohoto objektu na 2,6 miliónu hmotností Slunce (s neurèitostí jen 0,3 miliónu hmotností Slunce). Pokud se vezme v úvahu, že veškerá hmota tohoto objektu se musí vejít do objemu menšího než je vzdálenost mezi ním a nejbližší hvìzdou, musí nutnì jít o èernou díru.

Mapování ložisek uranu pomocí neutrin

Odhaduje se, že více než 40 procent z celkové energie 40 teraWattù na povrchu Zemì zøejmì pochází z radioaktivního rozpadu uranu 238 a thoria 232. Jednoduché geologické modely pøedpovídají výskyt tìchto izotopù tak, že polovina množství by se mìla nacházet v zemské kùøe pod kontinenty, polovina v zemském plášti. Geofyzikové by ale rozložení tìchto prvkù chtìli urèit mnohem pøesnìji, protože radiogenní teplo sehrává významnou roli pøi studiu dynamiky zemského nitra. Vìdci z Bellových laboratoøí, Technické univerzity v Mnichovì a z Univerzity Tohoku v Japonsku navrhli schéma, ve kterém neutrina mohou sloužit k prùzkumu zemského nitra podobným zpùsobem, jako pozitrony slouží ke studiu metabolické aktivity pomocí pozitronové emisní tomografie. Zásoby radioaktivního materiálu by se mìly prozradit radiací neutrin. Tato neutrina, která bez problémù procházejí celou Zemí, by bylo možno registrovat pomocí tøí povrchových detektorù neutrin. V Borexinu v Itálii bude takový detektor zprovoznìn v roce 1999. Detektor v Kamland v Japonsku bude zprovoznìn kolem roku 2001. Posledním detektorem mùže být detektor Amanda na jižním pólu. Množství a energie neutrin by mohly být indikací nejen hustoty ložisek uranu a thoria, ale mohly by sloužit k rozlišení tìchto dvou izotopù. Tímto zpùsobem by v budoucnu bylo možno provést globální chemickou analýzu Zemì. (R.S. Raghavan et al., upcoming article in Physical Review Letters, contact Raju Raghavan, 908- 582-4351, [M1]; obrázek na URL [X1]).

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.354, PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 354 January 12, 1998 by Phillip F. Schewe and Ben Stein


Vesmír se bude trvale rozpínat

Einsteinova obecná teorie relativity jako teorie gravitace otevøela v kosmologii, která se zabývá vznikem a vývojem vesmíru, zcela nové možnosti. Již v roce 1917 se Albert Einstein pokusil použít své gravitaèní rovnice na vesmír jako celek a vytvoøil první relativistický model vesmíru. Vyšel z pøedpokladu, že hmota je ve vesmíru rozložena pøibližnì homogennì a izotropnì. Navíc se domníval ve shodì s pøesvìdèením fyzikù a filozofù své doby, že vesmír je statický. Jediným statickým øešením Einsteinových gravitaèních rovnic ale byl prázdný Minkowského prostoroèas, který neobsahoval žádnou hmotu. Proto Albert Einstein své pùvodní rovnice modifikoval a pøidal do nich kosmologický èlen, aby tak získal statické øešení obsahující hmotu. Tohoto èinu pozdìji litoval, neboť mu zabránil uèinit nejvìtší pøedpovìï v dìjinách moderní fyziky.

V roce 1929 Edwin Hubble pøi pozorování galaxií dalekohledem na Mount Wilson zjistil, že spektra vzdálených galaxií jeví systematický posun k èervené oblasti, pøièemž velikost tohoto posuvu nezávisí na smìru, ve kterém galaxie leží. Zjistil, že velikost tohoto posuvu je zhruba úmìrná vzdálenosti dané galaxie, tj.

kde z je velikost posuvu, l je vzdálenost galaxie a koeficient H se nazývá Hubbleova konstanta.

Podle kosmologického principu homogenity a izotropie musí každý pozorovatel kdekoliv ve vesmíru pozorovat, že vzdálené galaxie se od nìj vzdalují, tedy vesmír jako celek se rozpíná. Tyto poznatky byly v souladu s Fridmanovým øešením (Alexandr Fridman) Einsteinových gravitaèních rovnic bez kosmologického èlenu z roku 1922. Tímto øešením byl trojrozmìrný homogenní a izotropní prostor, jehož polomìr køivosti se mìní v èase.

Z vlastnosti Fridmanova øešení vyšel George Gamow, který v letech 1946 až 1956 vyslovil a rozpracoval hypotézu horkého vesmíru, podle níž teplota ve vesmíru v raných stádiích po velkém tøesku (singulárním poèátku vesmíru, který odpovídal èasu t=0 ve Fridmanovì kosmologickém modelu) dosahovala miliard Kelvinù a bìhem tohoto stádia pomocí jaderné syntézu vznikly všechny chemické prvky. Horký raný vesmír byl zaplnìn fotony s vysokou energií. V dùsledku expanze vesmíru se energie tìchto fotonù snižovala. George Gamow vyslovil hypotézu, že dnes bychom mìli pozorovat spektrální rozdìlení energie tìchto "reliktních" fotonù odpovídající záøení absolutnì èerného tìlesa s teplotou nìkolika Kelvinù, což odpovídá záøení s vlnami v centimetrovém pásmu. Této hypotéze nebyla vìnována vìtší pozornost až do roku 1965, kdy A. Penzias a R. Wilson pøi analýze šumu radioteleskopické antény objevily slabé mikrovlnné záøení, které pøicházelo ze všech smìrù oblohy, bylo nepolarizované a èasovì konstantní. Spektrum tohoto záøení odpovídalo záøení absolutnì èerného tìlesa o teplotì asi 2,7 Kelvinù.

Fridmanovy dynamické modely vesmíru vycházejí z pøedpokladu, že hmota ve vesmíru je rozložena homogennì a izotropnì, ale vesmír není stacionární v èase. Polomìr køivosti takového vesmíru se tedy mìní s èasem. Øešení Einsteinových gravitaèních rovnic za tìchto pøedpokladù vede po úpravách ke dvìma diferenciálním rovnicím, které se oznaèují jako Fridmanovy rovnice. V tìchto rovnicích vystupuje Hubbleova konstanta, která nezávisí na prostorových souøadnicích, ale mùže se mìnit s èasem.

Fridmanovy rovnice vedou ke tøem modelùm vesmíru, podle toho, jakou velikost má støední hustota hmoty ve vesmíru. Pokud je tato støední hustota vesmíru vìtší než je kritická hustota

pak je vesmír uzavøený. Po urèité dobì jeho rozpínání ustane a zmìní se ve smršťování nazpìt do pùvodní singularity. Pokud je støední hustota vesmíru menší než kritická hustota, je vesmír otevøený a bude se trvale rozpínat. Pokud by støední hustota vesmíru byla rovna pøesnì kritické hustotì, šlo by o klasický Euklidovský vesmír. [1]

Rozhodnutí, zda vesmír je uzavøený nebo otevøený, tedy zda se po urèité dobì rozpínání zaène smršťovat, nebo zda se bude trvale rozpínat, závisí na urèení støední hustoty hmoty ve vesmíru. Desítky let nebylo možno tento problém rozhodnout. Problém byl mimo jiné komplikován nejasnostmi kolem existence a množství svítící a temné hmoty ve vesmíru. Tento problém není dodnes uspokojivì vyøešen a existuje nìkolik nepotvrzených možností:

V první skupinì mohou být èástice jako axiony, další neutrina (mionová, tauonová a vyšší), supersymetrické èástice a další. Jejich vlastnosti plynou z teorie, která je pøedpovídá, ale díky oèekávání jejich nenulové klidové hmotnosti by mohly øešit problém skryté hmoty.

Ve druhé skupinì jsou èástice teoreticky pøedpovìzené, jejichž vlastnosti dosud nejsou specifikovány, ale pøedpokládá se, že by mohly mít nenulovou klidovou hmotnost. Mezi takové èástice patøí napø. WIMPS (Weakly Interacting Massive Particles), CHAMPS a další. [I2]

Protože problém skryté hmoty ve vesmíru je velmi obtížnì øešitelný, astrofyzikové a kosmologové hledali jiné metody, které by vedli k rozhodnutí, zda vesmír je uzavøený nebo otevøení, aniž by se odkazovali na problém skryté hmoty.

Nová pozorování vzdálených supernov ukazují, že vesmír je otevøený a bude se trvale rozpínat. Supernovy typu Ia (v nichž hmota dopadající na bílého trpaslíka z blízkého prùvodce vede k mohutné erupci) jsou dostateènì jasné a pohasínají takovým zpùsobem, že jejich absolutní jasnost (a tím vzdálenost od Zemì) lze urèit pøesným mìøením emise svìtla v urèitém èasovém intervalu. Kombinace takto zmìøených vzdáleností a rychlostí hostitelských galaxií (které lze urèit z rudého posuvu spektra) umožòuje vypoèítat s jistou spolehlivostí rozpínání vesmíru. Výsledky vedou k závìru, že vesmír neobsahuje dostatek viditelné a skryté hmoty a proto se bude trvale rozpínat. K tomuto závìru dospìli odborníci na zasedání Americké astronomické spoleènosti ve Washingtonu, kde byla zveøejnìna data mnoha nových supernov (jedna velmi vzdálená supernova mìla rudý posuv dokonce 0,97) skupinou z LBL (vedenou Saulem Perlmutterem) a skupinou Harvard- Smithsonskou (vedenou Peterem Garnavichem). Nová mìøení jsou konzistentní s odhadem stáøí vesmíru asi 15 miliard let.

Trvání sonoluminiscenèních pulsù

Poprvé se podaøilo zmìøit délku trvání sonoluminiscenèních pulsù. Sonoluminiscence je jev, pøi nìmž se zvukové vlny mìní na svìtelné vlny. Akustické vlny procházející vodní nádrží tvoøí bubliny, které kolabují za vzniku velmi krátkých svìtelných pulsù o délce jen asi jedné miliardtiny sekundy. Vìdci dosud byli schopni urèit pouze horní mez délky sonoluminiscenèních pulsù, ale nikoliv jejich aktuální délku. Pøizpùsobením technologie pro detekci jednoho fotonu, kterou pùvodnì vyvinuli nìmeètí vìdci na Univerzitì ve Stuttgartu, vìdci z UCLA (Seth Putterman, 310-825-2269) jsou nyní schopni urèit celé spektrum barev obsažených ve svìtelných sonoluminiscenèních pulsech za urèitou dobu (mezi 35 až 380 pikosekundami) a v urèité smìsi rùzných plynù ve vodì. Podle hypotézy "adiabatického ohøevu" implodující bublina by mìla nejprve emitovat èervené záøení, pak záøení se stále vyšší energie, jak kolaps bubliny pokraèuje a zvyšuje se jeho teplota. Podle této hypotézy kolabující bublina vytváøí rázovou vlnu zahøívající bublinu, z níž vzniká hustá relativnì chladná plasma. Podle této hypotézy elektrony v této plasmì se srážejí a jejich hybnosti se v rùzném pomìru zvyšují a snižují, takže vznikají svìtelné záblesky rùzných vlnových délek. (Hiller et al., èlánek v Physical Review Letters.)

Jednovrstevná uhlíková nanovlákna mohou být polovodièem nebo vodièem

Dva nezávislé vìdecké týmy ukázaly, že jednovrstevná uhlíková nanovlákna mohou být jak polovodièem tak vodièem. Zcela nedávno objevená forma èistého uhlíku mùže vytváøet vlákna hexagonálního prùøezu. Krátce po objevu nanovláken v roce 1991 teoretikové pøedpovìdìli, že uhlíková nanovlákna se mohou chovat buï jako polovodiè nebo jako vodiè v závislosti na prùmìru vlákna a na tzv. "helicitì", která popisuje úhel, se kterým lze plochu z uhlíkových vláken svinout. Dánsko-americký tým (Cees Dekker, Delft University of Technology, [M1]) a Harvardská skupina (Charles Lieber, [M2]) použitím scanovací tunelové mikroskopie tuto hypotézu potvrdily pomocí snímkù nanovláken v atomovém mìøítku, kdy provedly mìøení "elektronové hustoty stavù", která popisuje relativní množství elektronù s rùznými úrovnìmi energie. Byl také uèinìn pøekvapivý objev: snímky scanovacího tunelového mikroskopu ukázaly nanovkákna s širokým rozptylem helicity, což znamená, že vlákna se nesvinují v urèitých preferovaných úhlech. (Nature, 1 January 1998.)

Literatura a odkazy:

[I1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.355, PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 355 January 20, 1998 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

[I2] Item 9.: What is Dark Matter. updated 11-May 1993 by SIC, original by Scott I. Chase From: columbus@osf.org Subject: sci.physics Frequently Asked Questions (Part 2/4) Date: 25 Sep 1995 14:55:01 GMT

[1] Ullman, Vojtìch: Gravitace, èerné díry a fyzika prostoroèasu. Èeskoslovenská astronomická spoleènost ÈSAV, poboèka Ostrava, 1986

(c) 1998 Intellectronics
poslední úprava: 28.1.1998