TUDOMÁNY
A Rovatból

Anyagon áthatoló fénysugár – ez a felfedezés forradalmasíthatja az orvosi képalkotó eljárásokat

Egy új típusú fényállapot segíthet abban, hogy az orvosok sokkal nagyobb felbontással lássák a vizsgált területet – magyarázza Rácz Péter fizikus.


Nemrégiben a Nature Photonicsban jelent meg az a tanulmány, amelyben a kutatásban részvevő szerzők a holland Utrecht Egyetemről, valamint az osztrák TU Wien-ről beszámoltak arról, hogy kifejleszettek egy olyan új típusú fényállapotot, amelyet az úgynevezett “szórás-invariáns állapot”-nak neveztek el.

Ez a felfedezés forradalmasíthatja az orvosi képalkotó eljárások pontosságát.

A fény hullámok összege, amely általában minden olyan inhomogén közegen szóródik, amelyen áthatol. Például a füstöt is azért látjuk lézerfényben, mert a fény, amely megvilágítja, elhajlik, illetve szóródik, de attól a fény egy része változatlanul haladhat tovább ugyanabba az irányba.

Ez a kísérlet viszont a fény leképeződését is megváltoztatja, vagyis annak a fénynek az állapotát, amely áthalad az adott objektumon, vagy közegen. A fényhullámoknak ez egy olyan csoportja, amit nem változtat meg egy adott közeg, csupán halványítja azt az áthaladás során. Amikor áthatol valamin, majdnem olyan formában érkezik meg a túloldalra, mintha a közeg, amelyen áthatolt nem is lenne ott. Ezzel lehetővé válhat bármilyen tárgynak az alaposabb belső analizálása.

A kísérlet abból állt, hogy fényt térben moduláltak, vagyis egy olyan eszközt helyeztek egy porral beszórt üveglap elé, amely különböző tulajdonságú fényhullámokat képes létrehozni. Ezáltal megalkottak egy olyan állapotot, amely a porra szórás-invariáns állapotba kerül, vagyis nem változik meg jelentősen.

"Az, hogy egy hullám áthatol-e egy tárgyon, nemcsak a hullámhossztól, hanem a hullámformától is függ." - nyilatkozta a kutatásban Phd hallgatóként résztvevő Matthias Kühmayer.

"A szerzők azt állítják, hogy egy adott porra vonatkoztatva, ami jelen esetben cink-oxid nanorészecskékből állt, - amelyet hozzávetőlegesen 5-10 mikrométer vastagságban helyeztek fel véletlenszerű elrendezésben egy hordozó üvegre - létre tudtak hozni olyan állapotú fényt, ami ha áthalad ezen a rendezetlen közegen, akkor változatlanul ugyanazt a formát, hullámmintát kapják egy detektorra érkezve, mintha pusztán a levegőn haladt volna át a fény" - mondja Rácz Péter fizikus, a WIGNER Fizikai Kutatóintézet munkatársa.

"Jelen esetben a Göncöl-szekér csillagkép elrendeződést rajzolták ki. A különbség mindösszesen az, hogy kissé halványabb képet kapunk vissza a levegőn való áthaladáshoz képest, hiszen gyengül a fény, mert elnyelődik. De egyéb tulajdonsága alapvetően nem változik."

Stefan Rotter kutató matematikai módszerekkel írta le a fényszórási hatásokat. Először a véletlenszerűen elrendezett nanoanyag réteg fényszórását kellett leírniuk, majd ebből matematikailag kiszámolniuk, hogy milyen hullámformák lehetnek azok, amik ezen át tudnak hatolni változás nélkül.

"Kifejlesztettek egy matematikai eljárást is. A kísérlet szerint külön mérték a fény vízszintes és a függőleges polarizációjú komponenseit is. Ezeknél azt lehetett látni, hogy a fény intenzitása lecsökkenve érkezik a detektorra, amikor áthalad a porral teli nanorészecske rétegen, de az eloszlása nem változott jelentősen. Ezáltal a hullámszóródás hiányát illetve csökennését látták."

Emellett több, más fajta hullámformát is létre lehet hozni az eljárásból, hiszen nem csupán egyfajta ilyen állapotú fény létezik, mert ezeket kombinálni is lehet.

A fény, amelyet találtak, lehetőséget adhat biológiai minták jobb leképezésére, például a sejtek mikroszkópon keresztüli pontosabb vizsgálatára, vagy orvosi diagnosztikai eszközök, mint a röntgen vagy CT fejlesztésére.

"Ez a szórás-invariáns hullám sokkal pontosabban, sokkal nagyobb felbontással lenne képes leképezni a feltérképezni kívánt területet, hiszen ha élesebb képet látnak az orvosok, pontosabb diagnózist tehet lehetővé a számukra"

- magyarázza Rácz Péter.


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Népszerű
Ajánljuk
Címlapról ajánljuk


TUDOMÁNY
A Rovatból
Kiszámolták: ő lehet az új pápa a magyar tudósok szerint
A kutatók az országok gazdasági helyzetét és a bíborosok progresszivitását is figyelembe vették. A modell szerint Európa már nincs domináns helyzetben.


Ma délután kezdődött a Vatikánban az a konklávé, amelynek során eldőlhet, ki lesz Ferenc pápa utódja. A bíborosok zárt ajtók mögött döntenek az új egyházfőről. A különleges eseményre a tudományos világ is felfigyelt: magyar kutatók játékelméleti módszerekkel próbálták előre jelezni a legesélyesebb jelölteket.

A HUN-REN KRTK Közgazdaságtudományi Intézetének kutatói már 12 éve is foglalkoztak a pápaválasztással, akkor előre megjósolták Ferenc pápa esélyességét. Most ismét elkészítették saját rangsorukat. Az eredmény sokakat meglephet:

Erdő Péter például csak a 65. helyen szerepel a listán.

A kutatók a szavazási befolyás mértékéből indultak ki. Feltételezésük szerint az lesz a következő pápa, aki hasonlít a legbefolyásosabbnak számító bíborosokhoz – akiknek szavazata akár döntő is lehet a választás során. A bíborosokat két fő szempont alapján értékelték: milyen országban élnek (pontosabban az adott ország GDP-je alapján), illetve mennyire tekinthetők progresszív gondolkodásúnak. Ez utóbbi besorolást mesterséges intelligencia végezte el.

A lista élén Michael Czerny áll, aki cseh származású, de Kanadában élő jezsuita bíboros.Esélyeit 13,2 százalékra becsülték.

Őt követi Carlos Castillo Mattasoglio perui, majd Paulo Cezar Costa brazil bíboros. A legjobb ötösbe bekerült még José Cobo Cano Spanyolországból és Francesco Montenegro Olaszországból.

Jelentős változás, hogy Ferenc pápa 2013 óta sok új bíborost nevezett ki a világ más tájairól, így mára Európa csupán a pápaválasztó testület egyharmadát adja. Ez az összetételbeli változás is befolyásolja az esélyeket: a korábban esélyesnek tartott jelöltek – mint például Erdő Péter – ma már inkább konzervatívnak számítanak.

A kutatásban nem vettek figyelembe minden lehetséges forgatókönyvet. Nem számoltak például azzal, hogy a szavazók idő közben meggondolhatják magukat, vagy hogy stratégiai játszmák is zajlanak a háttérben. A cél nem is az volt, hogy tökéletes jóslatot adjanak.

„Pénzben ugyan nem fogadnék, hogy most is megtaláljuk-e a legesélyesebb pápajelölteket, de nem is ez a lényeg számunkra, hanem hogy a pápaválasztás kutatási szempontból különleges rendszerének vizsgálatán túl megmutathassuk, a tudomány adatok alapján valódi viszonyokkal foglalkozik, és jobban segíti megérteni az erővonalakat és történéseket, mint például felszínes benyomások és vélemények özöne a közösségi médiában” – idézi a közlemény Kóczy Á. Lászlót, az intézet játékelmélet-kutató igazgatóját.

A kutatók szerint az elemzésük nem jóslat, hanem egy lehetséges forgatókönyv, amely segít jobban megérteni a háttérben zajló folyamatokat.

(via Qubit)


Link másolása
KÖVESS MINKET:

Ajánljuk
TUDOMÁNY
A Rovatból
Valami nagyon furcsa dolog történik az univerzummal a tudósok szerint - létezhet egy ötödik erő is
A legfrissebb kutatások szerint a világegyetem tágulását hajtó erő nem állandó. Ez alapjaiban kérdőjelezheti meg a fizika egyik alaptételét.


Újabb meglepő felfedezéssel álltak elő a tudósok: úgy tűnik, a sötét energia, amely eddig az univerzum gyorsuló tágulásáért felelt, idővel gyengülhet. Ez az eredmény akár a jelenlegi kozmológiai modell alapjait is megrengetheti.

A lambda-hideg sötét anyag (LCDM) modell ma az egyik legszélesebb körben elfogadott elmélet, amely figyelembe veszi a sötét energiát, a közönséges anyagot és a hideg sötét anyagot – ez utóbbit úgy értelmezik, mint egy lassan mozgó, feltételezett részecskét. A lambda jel Einstein kozmológiai állandójára utal, amely szerint az univerzum egyenletes ütemben, gyorsulva tágul.

Az arizonai DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) mérései azonban más képet mutatnak. A kutatók tavaly olyan jeleket észleltek, amelyek szerint a sötét energia nem állandó, hanem változhat – és akár gyengülhet is. Márciusban egy újabb tanulmány jelent meg, amely megerősítette ezeket az eredményeket.

„Ez izgalmas – lehet, hogy tényleg veszélybe kerül a kozmológia standard modellje” – mondta Yashar Akrami, a Madridi Autonóm Egyetem kutatója a New Scientist magazinnak.

Akrami és munkatársai szerint nem a meglévő modellen kellene változtatni, hanem új alapokra kell helyezni a sötét energia értelmezését. Egy úgynevezett kvintesszencia-mezőt javasolnak, amelyet korábban is használtak már az univerzum gyorsuló tágulásának magyarázatára.

„Ha sikerülne bebizonyítani, hogy a kvintesszencia a sötét energia, az nagyon kedvező lenne a húrelmélet hívei számára” – tette hozzá Akrami. „Ezért is lelkesedik most annyira a húrelméletes közösség.”

A kvintesszencia-modell egyik változata szerint ez az ismeretlen erő akár a gravitációval is kapcsolatban állhat. Pedro Ferreira, az Oxfordi Egyetem asztrofizikusa így fogalmazott:

„Annak tudatában nőttünk fel, hogy az univerzumot a gravitációs erő irányítja, minden ebből táplálkozik. De most úgy tűnik, lesz egy új, ötödik erő is, ami a sötét energiából származik, és az is mindent befolyásol.”

Ferreira ugyanakkor arra is figyelmeztetett, hogy eddig nem sikerült nyomát találni ennek az új erőnek, legalábbis a világegyetem hozzánk közeli részében, ahol a mérések különösen pontosak. „A fizika így még bonyolultabbnak tűnik, mint amit el tudtunk volna képzelni – és ettől az ember elgondolkodik: biztos, hogy erre az útra akarunk lépni?” – mondta.

Úgy véli, az is elképzelhető, hogy a tudósok még sokáig vitatkoznak majd a különböző sötétenergia-modellekről, és talán soha nem jutnak dűlőre. A kutatók viszont remélik, hogy a közelgő űrbéli megfigyelések – például az Európai Űrügynökség Euclid nevű műholdja vagy a DESI – segíthetnek eldönteni, valóban befolyásolja-e a gravitációt a sötét energia.


Link másolása
KÖVESS MINKET:


TUDOMÁNY
A Rovatból
A Holdba csapódhat egy hatalmas aszteroida, a Földről is látható lehet majd az ütközés
A 20 emeletes ház méretű égitest 2032 decemberében ütközhet a Holdnak. A becsapódás ereje 340 hirosimai atombombáénak felelne meg, és krátert vájna az égitest felszínébe.


A NASA új információkat közölt a 2024 YR4 jelű aszteroidáról, amely a számítások szerint

2032. december 22-én a Holdba csapódhat. A tudósok becslése szerint az ütközés ereje 340 hirosimai atombombának felelne meg, és körülbelül két kilométer széles krátert vájna a Hold felszínébe.

Az év elején a szakértők még csak 0,3 százalékos valószínűséggel számoltak a becsapódással, a legújabb mérések alapján azonban ez az arány 3,8 százalékra emelkedett. A James Webb űrtávcső segítségével a kutatók pontosabb adatokat kaptak az égitest méretéről is:

az aszteroida átmérője 53 és 67 méter közé tehető, ami egy nagyjából 20 emeletes épület magasságának felel meg.

A NASA hangsúlyozta, hogy az aszteroida nem jelent veszélyt a Földre, mivel nem képes megváltoztatni a Hold pályáját. A Live Science szerint előfordulhat, hogy kisebb törmelékek elérik a Földet, de ezek a légkörbe érve várhatóan elégnek, így nem okoznának kárt.

A becsapódás látványa viszont a Földről is érzékelhető lehet.

A James Webb űrtávcső májusban ismét megfigyeli az égitestet, így a kutatók tovább pontosíthatják a számításokat, és részletesebb képet kaphatnak a 2024 YR4 pályájáról és összetételéről.

2024 YR4 egy 40 és 90 méter közötti átmérőjű kisbolygó, Apollo-típusú (Földet keresztező) földközeli objektumnak minősül. Az ATLAS (Asteroid Terrestrial-impact Last Alert System) chilei állomása fedezte fel 2024. december 27-én.

A 2024 YR4 elliptikus pályán kering a Nap körül. Keringési ideje körülbelül 3,99 év, keringési szöge pedig 3,41 fok a Föld pályájához (ekliptikához) képest.

Forrás: Blikk, Wikipédia


Link másolása
KÖVESS MINKET:


TUDOMÁNY
A Rovatból
Videó: kilőtték az űrbe Katy Perryt öt másik női űrutazóval együtt, élőben lehetett követni a starttól a visszaérkezésig
A popsztár és társai magyar idő szerint hétfő délután emelkedtek a magasba a Blue Origin rakétájával. A történelmi női űrutazás alig 11 percig tartott, mégis hatalmas élményt nyújtott.


Katy Perry is részt vett azon az űrmisszión, amely magyar idő szerint április 14-én, 15:30-kor indult a Blue Origin New Shepard nevű rakétájával. Az NS-31-es küldetés során az énekesnő öt másik nővel együtt emelkedett a magasba.

A repülés tagja volt Lauren Sánchez újságíró, aki a Blue Origin űrvállalatot is birtokló Jeff Bezos menyasszonya. Mellette utazott Gayle King televíziós személyiség, Kerianne Flynn filmproducer, Aisha Bowe korábbi NASA-rakétatudós és Amanda Nguyen bioasztronautikai kutató, valamint polgárjogi aktivista.

Ez volt az első olyan űrutazás Valentyina Vlagyimirovna Tyereskova 1963-as, egyszemélyes küldetése óta, amelyen kizárólag nők vettek részt.

A repülés mintegy 11 percig tartott. A New Shepard rakéta több mint hét perccel az indulás után sikeresen földet ért, a legénységi kapszula pedig ejtőernyők segítségével tért vissza a Földre egy texasi sivatagban, a felbocsátás helyszínének közelében.

A kapszula ajtaját nagyjából tíz perccel a landolás után Jeff Bezos nyitotta ki. A résztvevők saját lábukon hagyták el az űreszközt. Míg más űrutazások után a legénység gyakran segítségre szorul a mozgásban, a mostani rövid időtartamú út nem jelentett nagy megterhelést.

A rakéta a világűr határának tekintett, 100 kilométeres magasságban húzódó Kármán-vonalat is elérte, így a résztvevők rövid időre megtapasztalhatták a mikrogravitáció, vagyis a súlytalanság állapotát.

A küldetéshez nem volt szükség pilótára, mivel az űreszköz teljesen önvezető. Az eseményt élőben közvetítették, a felvétel visszanézhető.

VIDEÓ: Az utazás


Link másolása
KÖVESS MINKET: