"Penseta optică" şi impulsurile laser ultra-rapide: două tehnici de manipulare a luminii care au obţinut Premiul Nobel

Fasciculele laser ţin celule vii pe loc. Fasciculele pot fi folosite pentru a roti celulele pentru o fotografiere de detaliu.
Lumea în care trăim este plină de lumină și aceasta este esenţială pentru a asigura viața pe planeta noastră. De aceea este mai mult decât firesc să onorăm trei oameni de știință care au inventat noi modalități de a folosi razele de lumină pentru a explora lumea.
Premiul Nobel pentru fizică din 2018 a fost acordat lui Arthur Ashkin, lui Gérard Mourou și Donnei Strickland pentru producerea unor instrumente din fascicule de lumină. Ashkin a câștigat jumătate din premiu pentru crearea unor "pensete optice", care sunt de fapt fascicule de lumină ce au capacitatea de a manipula obiecte minuscule, precum celulele sau atomii, în timp ce Mourou și Strickland au câștigat cealaltă jumătate pentru inventarea unei tehnologii care generează impulsuri laser ultrascurte și de înaltă intensitate, tehnologie folosită în chirurgia oftalmologică, științele materialelor, studierea proceselor foarte rapide și fizica plasmei, între altele.
Sindromul parietal. Pierderea abilităţii de orientare spaţială
Leziuni ale lobului parietal al creierului, în special în emisfera dreaptă, pot duce la probleme cu orientarea spaţială. Inteligenţa (abilitatea) spaţială este folosită atunci ne formăm harta mentală a unei zone sau atunci când ne imaginăm cum anumite forme se potrivesc împreună.
Fenomenul „fiascoului medical”. Sute de proceduri, dispozitive şi practici medicale, descoperite ca ineficiente
Impresia generală este că medicina modernă avansează în ritm alert, şi nu greşim crezând astfel. Antibioticul a înlocuit arsenicul, iar anestezia un glonţ ţinut între dinţi, pentru a da doar două exemple. Dar veştile nu sunt toate bune.

Rezistenţa şi supraconductorii, pe înţelesul tuturor

Care este diferenţa dintre un bec cu puterea de 100 W şi unul de 200 W? Ambele sunt alimentate la o tensiune de 110 V, deci conform ecuaţiei P = U•I singura explicaţie ar fi că pentru o putere de două ori mai mare, becul de 200 W trebuie să “absoarbă” de două ori mai mult curent.
Prin analogie, un furtun pentru incendii şi altul pentru grădină sunt deservite de pompe care dau aceeaşi presiune (tensiune), dar prin furtunul de incendiu va curge mai multă apă, simplul motiv fiind că acesta este mai gros, prin urmare lasă să treacă mai multă apă. De asemenea, un râu mare şi adânc poate curge în acelaşi sens cu un altul mai mic, dar numărul de litri debitat de primul râu va fi mult mai mare.
Ce înseamnă să fii inteligent? Opt aptitudini (inteligențe) care extind înțelesul obișnuit al inteligenței

Dacă diverse părți ale creierului execută funcții diferite, ne putem aștepta ca oamenii să difere în ce privește talentul pe care-l au, excelând în zone diferite. Nimeni nu este bun la toate, iar cei mai mulți dintre noi manifestă slăbiciuni care corespund anumitor arii cerebrale.
Gravitaţia este efectul curbării spaţiu-timpului. Cum putem vizualiza mai bine mişcarea obiectelor în spaţiu-timpul curbat?

Harta câmpului gravitaţional al Terrei (Potsdam Gravity Potato)
Sateliţii GRACE şi CHAMP au fost folosiţi pentru a crea harta câmpului gravitaţional al Terrei. După cum se poate observa, sunt diferenţe între diversele părţi al suprafeţei terestre. De unde aceste diferenţe? Cauze posibile sunt: distribuţia neuniformă a masei în oceane, continente ori în interiorul Pământului, printre altele.
Ideea acestui articol a venit de la o nemulţumire privind modul clasic în care este vizualizată, de regulă, curbura spaţiu-timpului. Şi propunem o nouă modalitate de vizualizare care, sperăm, este mai intuitivă. Ca să fie clar de la început: ambele variante, cea clasică şi cea propusă aici, sunt, în mod limpede, doar aproximări; nimeni nu ştie să vizualizeze lumea în 4 dimensiuni, spaţiu-timpul. Întrebarea este dacă varianta pe care o propunem este mai utilă în încercarea de a înţelege mişcarea obiectelor în spaţiu-timp.
Formarea și evoluția structurii universului. (3) Istoria evoluției universului, pe scurt

Clic dreapta - View image (pentru o rezoluţie superioară)
Dacă aţi citit cele două părţi anterioare ale articolului (1, 2) probabil înţelegeţi altfel această imagine, cunoscută sub denumirea de "Coloanele creaţiei", şi nu este, ca pentru mulţi, doar un plăcut amestec de culori pe ecran.
Aceste coloane de gaz pe care le puteţi vedea în imaginea NASA din 2014 se află în centrul Nebuloasei Vulturul (o nebuloasă este un uriaș nor de gaz interstelar și silicați în formă de praf interstelar), care este situată într-unul dintre braţele Căii Lactee, la circa 7 mii de ani-lumină de noi. În Nebuloasa Vulturul au loc procese de formare de stele noi, acesta fiind şi motivul pentru care imaginea a primit denumirea de "Coloanele creaţiei" (eng. The Pillars of Creation).
Fotografia a fost creată pe baza a trei imagini originale: una pe baza luminii emise de oxigen (albastrul din imagine), una pe baza luminii emise de hidrogen (verde) şi una pe baza luminii emise de sulf (roşu).
După cele două articole anterioare, în care am vorbit despre 1. crearea și evoluția galaxiilor și 2. crearea și evoluția marilor structuri ale universului (roiuri și super-roiuri de galaxii, filamente și viduri cosmice), iată, pe scurt, istoria evoluția universului, în care condensăm tot materialul prezentat anterior, într-o abordare integrată.
Inițial, distribuția materiei (luminoase și întunecate) era aproape perfect omogenă. Acest ”aproape” este cheia. Din loc în loc erau aglomerări de materiei (de ambele tipuri), așadar zone cu densitate un pic mai mare decât media.
Formarea și evoluția structurii universului. (2) Roiurile de galaxii, vidurile și filamentele galactice

Structura la scară mare a universului. Filamente şi viduri cosmice
Ce face ca galaxiile, roiurile de galaxii, super-roiurile, vidurile cosmice (spații vaste din univers, dintre filamentele cosmice, care conțin foarte puține ori nicio galaxie) ori filamentele cosmice (cele mai mari structuri cosmice) să arate în modul în care arată?
Dacă galaxiile par să se formeze, în esență, prin asamblarea unor componente mai mici prin intermediul gravitației, așa cum am văzut în primul articol al seriei [Formarea și evoluția galaxiilor] cum stau lucrurile în privința roiurilor de galaxii ori a structurilor mai mari? Cum putem explica hărțile la scară mare care ne arată galaxiile distribuite în cadrul unor superstructuri întinse pe milioane de ani-lumină?
Unii oameni nu recunosc fețele semenilor ori propria față, ca urmare a unor leziuni ale creierului
Prosopagnosia este o tulburare neurologică determinată de leziuni ale creierului, mai exact ale unei regiuni denumite "girusul fusiform", care se manifestă prin inabilitatea de a recunoaște fețele. Cei cu această afecțiune pot vedea diferitele părți ale feței umane, dar nu pot folosi informația de care dispun pentru a distinge o persoană de alta.
Oliver Sacks, un autor foarte cunoscut specializat în neuropsihologie, a făcut cunoscut chiar înainte să moară, în 2015, că a suferit de această afecțiune. Unul dintre cazurile din cărțile sale se referea la propria sa persoană, deși din lectura cărții nu rezultă acest lucru.
Despre volţi și voltaj, pe înțelesul tuturor

Circuitele electrice pot fi folosite pentru transmiterea de semnale, stocarea informației, efectuarea de calcule, dar cel mai comun scop este acela de a manipula energia, cum este cazul alimentării unui bec cu ajutorul unei baterii.
Știm că becurile sunt definite în funcţie de wați, fiind vorba despre numărul de jouli pe secundă transformați în căldură și lumină, dar care este legătura cu fluxul de sarcini măsurat de ampermetru?
Formarea și evoluția structurii universului. (1) Galaxiile

Obiectul lui Hoag - galaxie atipică ce este cunoscută şi sub numele de galaxie inelară
Abia în 1923, ca urmare a entuziasmului neobosit al faimosului astronom Edwin Powell Hubble, am aflat că galaxia noastră nu constituie întregul univers. În fapt abia în 1925 descoperirea unei alte galaxii a devenit publică. În 1920 a avut loc ceea ce a rămas în istorie drept „Marea dezbatere”, care a avut ca subiect dimensiunea universului și dacă galaxia noastră este singura galaxie sau nu. Dezbaterea, între Harlow Shapley și Heber D. Curtis, nu a lămurit însă lucrurile.
Astăzi știm că sunt miliarde și miliarde de galaxii şi univers. Dar cum s-ar format acestea? Sunt galaxiile relaționate unele cu altele în univers? Iată în continuarea povestea formării galaxiilor și a structurii fundamentale a universului.
Lobotomia. Povestea unei invenții de Premiu Nobel, cu multe efecte negative asupra pacienților

Medicina a produs una dintre cele mai cunoscute forme de vătămare a creierului: lobotomia frontală. Această intervenție presupune tăierea comunicării dintre lobii frontali și restul creierului. Lobul frontal nu este, în fapt, eliminat în cadrul lobotomiei; asta s-ar numi lobectomie. În cazul lobotomiei fibrele nervoase de sub cortexul frontal sunt tăiate, izolând celulele nervoase din lobul frontal de restul creierului. Comunicarea dintre lobul frontal și restul creierului este întreruptă, dar alimentarea cu sânge a lobului frontal se păstrează, deci țesutul nu moare.
Sinteza zilei [12 iunie 2019]

• Guvernul a aprobat suplimentarea bugetului Ministerului Mediului cu 650 de milioane de lei pentru restituirea taxei auto. [link]
• Aproape un sfert (23%) din populaţia României era ocupată în agricultură în 2018, ceea ce plasează România pe primul loc în Uniunea Europeană, unde media populaţiei ocupate din sectorul agricol era de 4%. [link]
• Efectele fenomenelor hidrometeorologice din ultimele 24 de ore s-au făcut simţite în 21 localităţi din judeţele Argeş, Arad, Giurgiu, Hunedoara, Ilfov şi Teleorman, precum şi în municipiul Bucureşti. În toate zonele afectate, pompieri au acţionat cu motopompe pentru extragerea apei acumulate în 39 de locuinţe şi anexe gospodăreşti, 12 subsoluri, 73 curţi şi pe şapte străzi. [link]
Cum funcţionează un circuit electric

În articolul de faţă vrem să explicăm, la nivel conceptual, cum funcţionează un circuit electric. Aşadar... cum putem pune la lucru curentul electric? Singura metodă să controlăm sarcina electrică de care am vorbit până acum a fost să încărcăm electric diferite substanțe (de exemplu, prin frecarea unei blăni de o bucată de cauciuc). În imaginea de mai jos (poziția 1) puteți vedea utilizarea acestei tehnici pentru a aprinde un bec. Dar această metodă este nesatisfăcătoare. Adevărat, curentul se va deplasa prin bec, căci electronii se pot mișca prin fire de metal, iar electronii în exces de pe bucata de cauciuc se vor deplasa prin fire grație atracției blănii încărcate pozitiv și respingerii de alți electroni. Problema este că după o fracțiune de secundă blana și cauciucul vor rămâne fără sarcini, deci nu va mai fi niciun curent electric, iar becul se va stinge.
Sinteza zilei [11 iunie 2019]

• Peste 110 pacienţi muşcaţi de căpuşe au ajuns în ultima lună la Spitalul de Boli Infecţioase "Victor Babeş" din Timişoara. Un singur caz a fost mai grav, de boală Lyme, care a necesitat internarea, dar evoluează bine după tratament, pentru că pacientul s-a prezentat la timp. [link]
• Uniunea Europeană va încerca să-şi protejeze cetăţenii simultan cu dezvoltarea economiei, încălzirea globală şi creşterea importanţei rolului UE său la nivel global, relevă proiectul agendei strategice a UE până în 2024. [link]
• Staţia Spaţială Internaţională va putea fi vizitată de turişti. O noapte pe Staţia Spaţială va costa 35.000 de dolari, la care se adaugă şi costul transportului, care ar putea fi chiar mai mare. [link]
Tulburări ale vorbirii. Afazia Broca şi afazia Wernicke
Leziunile anumitor zone ale creierului produc sindroame care pot identificate de specialiști. Termenul "sindrom" se referă la totalitatea semnelor și a simptomelor care apar împreună în cursul unei boli, dându-i nota caracteristică. Nu toate simptomele sunt prezente în toate cazurile,dar simptomele formează un model identificabil.
Primele sindroame studiate de cercetători care au la bază leziuni ale creierului au fost afaziile. Afaziile sunt tulburări ale vorbitului din cauza unor leziuni cerebrale. Cele mai cunoscute tipuri sunt: Afazia Broca și afazia Wernicke. Majoritatea oamenilor procesează limbajul în emisfera stângă, așadar afaziile apar de regulă atunci când vătămarea creierului are loc în această emisferă.
Cum să trăiești cu o gaură în creier. Uluitorul caz al lui Phineas Gage

Phineas Gage, fotografiat cu bara de fier ce i-a perforat craniul
Probabil cel mai faimos caz de leziune cerebrală din istoria medicinii este cel al lui Phineas Gage, muncitor la căile ferate din SUA, care a suferit un accident teribil: o explozie prematură pe timpul pregătirii unei încărcături explozive a dus la proiectarea unei bare de fier prin capul acestuia. Bara a aterizat la câțiva metri.
Uimitor, deși inițial paralizat, Gage și-a recăpătat rapid conștiința și a fost capabil să vorbească și să meargă. Gage a supraviețuit accidentului, dar personalitatea sa s-a schimbat dramatic.
Cele mai bune site-uri de ştiinţă în limba română
Topurile site-urilor de ştiinţă realizate de site-urile de contorizare a traficului, precum trafic.ro, nu sunt de încredere. Acestea pun la rubrica "ştiinţă" atât ştiinţa, cât şi pseudoştiinţa. Am realizat aşadar o analiză a tuturor site-urilor de ştiinţă în limba română (de care avem cunoştinţă) şi le caracterizăm în câteva cuvinte. Nu este posibil de realizat un top al site-urilor de ştiinţă româneşti, dat fiind că nu există suficiente site-uri dedicate ştiinţei, iar diferenţele dintre acestea sunt foarte mari (unele publică foarte rar, altele amestecă ştiinţa cu alte domenii etc.).
Sinteza zilei [10 iunie 2019]

• În România sunt 18.300 de biserici, 15.100 de cabinete stomatologice și 14.000 de case de pariuri! [link]
• Deficitul comercial al României a ajuns, în primele patru luni ale anului, la 5,038 miliarde de euro, în creştere 1,298 miliarde de euro, comparativ cu aceeaşi perioadă din 2018. [link]
Cauzele leziunilor cerebrale. Primele măsuri în caz de atac vascular cerebral
Încă de pe vremea vechilor egipteni leziunile cerebrale au asigurat cea mai bogată sursă de date despre relația dintre creier și comportament. Neuropsihologia se ocupă cu studiul acestei relații. Vă invităm să citiți în continuare o introducere în acest subiect.
Creierul poate fi vătămat prin accidente, tumori ori atacuri cerebrale. Poate fi grav afectat prin înec aproape fatal, infarct miocardic, blocare a căilor respiratorii (înecare cu mâncare, de exemplu) și orice altă acțiune care blochează furnizarea de oxigen creierului.
Radonul - gazul radioactiv din casele noastre. Harta radonului în România

Harta radonului în România, 2018.
Sursa: Centrul comun de cercetare al Comisiei Europene
Pentru mulți dintre noi una dintre cele mai importante surse de radiații este radonul, un gaz radioactiv provenit din dezintegrarea radiului, cel din urmă provenind din dezintegrarea uraniului (care se găsește în cantități mici în sol și roci). Radonul-222 emite particule alfa care au perioada de înjumătățire de 3,82 zile.
