Köskapande överreaktioner

En sak jag alltid har undrat över är hur det kan komma sig att bilköer uppstår utan synbar anledning, och sedan försvinner igen, likaledes utan uppenbar orsak. Inga avfarter, ingen olycksplats som passerats, men plötsligt är köerna bara borta.

Det tycks som om jag inte är ensam om att ha undrat över detta, eftersom ett par matematiker nu studerat hur de här fenomenen kan uppstå. Resultaten har publicerats i Proceedings of the Royal Society.

Vad den matematiska modellen visar är att om en bilförare sänker hastigheten under ett kritiskt värde, så kommer detta att fortplanta sig mil bort från den ursprungliga inbromsningen, vilket leder till uppkomsten av köer utan synbar anledning. Slutsatsen man kan dra av detta är att mer uppmärksamma fordonsförare reagerar snabbare, och och därmed bromsar mindre hårt, med mindre effekt på bakomvarande trafik. En ouppmärksam bilförare, som måste bromsa hårdare för att undvika olyckstillbud, eller helt enkelt överreagerar, kan skapa köer många kilometer bakom sin egen inbromsning.

Något för alla bilister att tänka på när jultrafiken tar fart alltså - håll uppmärksamheten och bromsa lagom hårt, så kommer hela trafiklödet att fungera bättre.

Källor:
PhysOrg.com
University of Exeter

Karriär för kvalitet

"Karriär för kvalitet" är titeln på den s.k. befattningsutredningen som presenterades i fredags. Det är ett ganska omfattande dokument, varför jag ännu bara hunnit läsa delar av det. Därför ska jag inte recensera dokumentet ifråga ännu, bara konstatera att sammanfattningen talar bland annat om följande förändringar i karriärstrukturen.

#En tidsbegränsad anställning som postdoktor ska införas. På samma sätt som gäller för doktorandtjänster ska man kunna ta ut föräldraledighet och då få tjänsten förlängd.
#Forskarassistenttjänsten förvinner, och ersätts med en tjänst som biträdande lektor, och när denna tjänstetid är över ska man ha rätt att prövas för befordran till biträdande professor.
#En ny befattning, biträdande professor, införs. Detta ska ungefär motsvara dagens docentnivå.
#Postdoktor- och biträdande lektorstjänsterna ska utlysas och tillsättas i öppen konkurrens.
#Utredningen förslår att karriärgången även fortsättningsvis ska regleras i högskoleförordningen men att lärosätena ska få större inflytande över anställningsgången.

Reflektioner och synpunkter kommer när jag hunnit gå djupare in i materialet.

14:e december...

...är det deadline för befattningsutredningen. Då ska utredaren Ann Numhauser-Henning vara klar med sitt uppdrag som gick ut på granska och utreda det nuvarande anställningssystemet, meriterings-och karriärsystemet, befordringsreformen (kanske mer känt som Thamprofessurer) och en hel del annat. Dessutom skulle utredningen göra en internationell utblick.

Utredningens övergripande mål:

"Att landets lärosäten kan säkerställa en långsiktig verksamhetskvalitet genom ett aktivt arbetsgivaransvar med trygga och tydliga villkor för medarbetarna samt ett väl fungerande system för rekrytering, karriär och befordran."

Till detta ska sedan läggas de övriga målen;
•Universitet och högskolor som attraktiva arbetsplatser för såväl svenska som utländska forskare och lärare
•Stimulans av såväl internationell som nationell rörlighet bland lärare och forskare
•Förbättrad rörlighet mellan akademin och det omgivande samhället
•Ökad jämställdhet mellan kvinnor och män

I klartext betyder det att förstås att man konstaterat att det behövs en bättre sammanhållen meriterings- och karriärväg, och ett mer rättssäkert anställningsförfarande. Helt enkelt att det ska vara lite enklare för en ung, ännu inte etablerad forskare, att överblicka sina karriärmöjligheter, att man vartannat år eller så ska slippa sitta i situationen att man inte vet hur länge till man kan forska. Många yngre forskare (som tidigare konstaterats här på bloggen och i våra kommentarer så räknas man som ung ganska länge i forskarsammanghang), och särskilt kvinnor, väljer juatt lämna den akademiska forskningsbanan efter doktorsexamen, eftersom man anser den vara alltför osäker.

Utredningen har presenterat ett antal delrapporter, om Tenure track-systemet i USA, om den så kallade post-doktorala perioden, om anställningsformen biträdande lektor (det är en anställningsform som aldrig riktigt slagit igenom trots att anställningsformen funnits sedan 2001) och om karriärstrukturer.

Det lär komma nya inlägg, både här och på många av våra grannbloggar när utredningen väl är presenterad, för trots det fantastiskt träiga namnet så är utredningens innehåll av största betydelse för alla oss som tillhör den minst sagt diversa kategorin unga forskare.

Alla olika, alla lika

På University of Utah hävdar en forskargrupp att de hittat genetiska bevis för att den mänskliga evolutionen faktiskt har accelererat under en tid. Resultaten indikerar att folkgrupper på olika kontinenter blir mer och mer olika, ju längre tiden går. De senaste 40 000 åren skulle den mänskliga evolutionen ha gått snabbare och snabbare, och särskilt sen den senaste istiden, för ungefär 10 000 år sedan.

Studien som onlinepublicerats i den mycket ansedda tidskriften Proceedings of the National Academy of Sciences har letts av antropologiprofessor Henry Harpending, som kommenterar rönen med ett svenskt exempel. Han menar att vi inte är samma sorts folk som för 2000 år sedan, och exemplifierar detta med skillnaden mellan de krigiska vikingarna och nutidens fredliga svenskar, och att detta inte förklaras av kulturella skillnader utan istället är resultatet av genetiska förändringar, som lett till ett annat temperament.

Förklaringarna till att vi blir mer olika är, enligt studiens författare att det inte sker mycket utbyte av gener mellan kontinenterna, och att eftersom befolkningen växer så snabbt i världen så uppstår fler mutationer och därmed också en snabbare evolution.

Studien utfördes genom analys av DNA från 270 individer, från fyra olika folkgrupper; kineser, japaner, afrikaner nordeuropeer (som tydligen till stor del utgörs av mormoner från Utah) och att leta efter bevis för naturlig selektion genom kromosomstudier. Genom att modellera hur stor den genetiska variationen borde ha varit om evolutionen gått med konstant hastighet kunde man också konstatera att diversiteten i det experimentella materialet är mycket större än den borde ha varit vid konstant hastighet.
Jag är inte biolog och inte statistiker heller, och kan följaktligen inte bedöma om det statistiska urvalet är tillräckligt stort för att verkligen dra de slutsatser som man gör i studien. Det jag däremot kan konstatera är ju att om evolutionen går långsammare i mindre populationer så torde de minskande födelsetalen i västvärlden bidra till en ännu långsammare evolution i Europa.

Jag kan också gissa att det kommer att dyka upp invändningar mot studien, där man betonar kulturens betydelse väsentligt mer än i Harpendings studie. I sammanhanget är det också värt att påpeka att även om den aktuella studien indikerar ökade skillnader mellan olika folkgrupper så är fortfarande 99% av vårt DNA detsamma, och vi är alla fortfarande mycket lika många andra djurarter också. Resultaten kan alltså inte tas till intäkt för att motivera någon slags särbehandling eller diskriminering. Vi är alla olika, men vi är till minst 99% lika också.

Uppdatering: länk till artikeln i pdf-format.

Med vem? Skum statistik.

Durex genomför då och då en världsvid undersökning av folks sexvanor (via Dark Roasted Blend). Många intressanta siffror finns att läsa, men något jag fastnade för, och som man ser nästan jämt, är statistiken över antal sexualpartners. Genomsnittet är 9 st partners, med 10,2 för män och 6,9 för kvinnor. Det är här det mystiska är. Med vem har män sex? Om man antar att de som listar andra arter och utomjordingar som sexualpartners är få, så kan svaret möjligen ligga i den förklaring jag sett från tex RFSL, att homosexuella män skulle ha många partners som lyfter statistiken. Nå, låt oss titta på den förklaringen.
10,2-6,9=3,3 Alltså, män har i genomsnitt 3,3 partners fler än kvinnor. De flesta undersökningar visar att att mellan 1% och 10% (säg 5%) av alla män haft flera partners av samma kön. För att väga upp mellanskillnaden skulle de då behöva ha i genomsnitt ~73 st partners. Förutsatt förstås att kvinnor inte har några samkönade partners. Det är rätt många...

Ett annat alternativ är att det är medianvärdet, och inte medelvärdet som avses. Det skulle betyda att hälften av alla personer har fler än 9 partners, medan den andra hälften har färre. Det skulle i så fall betyda att "medelmannen" har fler partners än "medelkvinnan". En stor grupp kvinnor skulle ha mycket få partners medan ett mindre antal (väldigt) många partners vilket höjer medelvärdet, men inte medianvärdet. D.v.s. den kvinnliga distributionen skulle ha en topp vid små värden med en lång svans mot höga värden, medan den manliga distributionen är mer koncentrerad. Mot den tolkningen talar bl.a. att de angivna värdena är decimaltal. Eftersom de flesta har ett heltal antal partners (hur det annars skulle gå till vill jag nog inte veta) borde medianvärdet också vara ett heltal, eller möjligen två heltal.

Min gissning, utan att ha sett de bakomliggande siffrorna eller någon beskrivning av metodiken, är att den enklaste förklaringen är att män tenderar till att överdriva antalet partners. En liknande skillnad, fast mindre, finns också i antalet gånger man har sex per år (104 mot 101)

Det man bör komma ihåg i alla fall är att inte blint lita på statistik som presenteras, utan att fundera över vad man faktiskt säger.

Andra bloggar om: statistik, sex.

Viktiga resultat i stamcellsforskning

Under november i år har tre mycket betydelsefulla resultat inom stamcellsforskning offentliggjorts. Den 20 november förhandspublicerades resultat från två forskargrupper som lyckats få fram mänskliga stamceller direkt från specialiserade celler, dvs utan att behöva använda mänskliga embryon eller ägg.

Den japanska gruppen publicerade sina resultat i Cell och den amerikanska gruppen publicerade sina resultat i Science. Båda grupperna har fört in fyra gener (varav två gemensamma) i celler med hjälp av retrovirus. Dessa gener tillhör en grupp av gener som är aktiva i stamceller men stängs av när cellerna har specialiserat sig. Genom att föra in dem i specialiserade celler har de lyckats omprogrammera mänskliga hudceller till iPS-celler (iPS-celler är en förkortning för induced pleuripotent stem cells på engelska, vilket skulle kunna översättas med inducerat pleuripotenta stamceller). Den japanska gruppen använde celler från två vuxna människor medan den amerikanska gruppen använde celler från ett nyfött barn och från ett foster. Den japanska gruppen använde samma fyra gener som de tidigare använt för att göra den här typen av stamceller från möss.

Denna typ av av stamceller har liknande egenskaper som embryonala stamceller, och förhoppningsvis kan de användas till det som är det stora målet - att bota sjukdomar. De skiljer sig dock en del från embryonala stamceller när man undersökt genuttryck så mer forskning behövs innan kan säkert vet om de kan ersätta embryonala stamceller. Båda gruppernas tekniker leder dessutom till att retroviruset finns kvar i cellerna, detta skulle eventuellt kunna leda till att tumörer bildades om man förde in cellerna i en människa. Därför behöver metoderna modifieras innan de kan användas i medicinska tillämplingar, men detta är ändå ett mycket stort genombrott för stamcellsforskningen.

Även om de nu lyckats få fram stamceller så är det bara en mycket liten andel av försöken som lyckas. Den japanska gruppen lyckades få fram stamceller från ungefär 10 av 50000 behandlade celler, dvs 1/5000. Den amerikanska gruppen hade en något sämre framgång med 1/10000. I artikeln från den japanska gruppen diskuterar de att orsaken till den låga andelen framgångsrika försök skulle kunna vara att bara en viss typ av hudceller kan förändras till stamceller (i ett cellprov från huden finns det flera olika typer av celler) eller att generna som förs in med retroviruset måste sättas in på specifika ställen på cellens kromosomer för att kunna fungera.

Den japanska gruppen har senare hunnit publicera en till artikel i nature biotechnology där de visar att man kan inducera iPS-celler med bara tre gener. Det leder naturligtvis till frågan hur få gener som egentligen behövs. Fungerar det med bara två eller kanske rent av med en gen?

Referenser
Yu, J. et al. Induced pluripotent stem cell lines derived from human somatic cells. Science advance online publication 20 November 2007. doi: 10.1126/science.1151526

K. Takahashi, et al. Induction of Pluripotent Stem Cells from Adult Human Fibroblasts by Defined Factors. Cell, Volume 131, Issue 5, Pages 861-872

Nakagawa, M. et al. Generation of induced pluripotent stem cells without Myc from mouse and human fibroblasts. Nat. Biotechnol. Advance online publication 30 November 2007. doi: 10.1038/nbt1374

Ledande diamanter

I en diamant är alla kolatomer bundna till tre fyra andra med starka σ-bindningar. Det gör att det inte finns några fria elektroner som kan leda elektricitet. Därför är diamanter är en av de allra bästa isolatorerna, med en energigap på 5,5 eV mellan valens- och ledningsband. Trots det kan diamanter under vissa förhållanden vara ledande.

Om diamant dopas med bor kommer boratomerna att suga åt sig elektroner och lämna kvar positivt laddade vakanser, hål, som kan leda ström. Bor-dopade diamantelektroder är högsta mode inom elektrokemi. I luft har dimanter ofta en ganska hög ytledningsförmåga. Det upptäcktes för första gången 1989 ¹. Man har haft lite svårt att förklara varför. En teori som lanserades² var att det var en reaktion mellan de väteatomer som ofta binds till diamantytan och det tunna vattenlager som bildas på nästan alla ytor som utsätts för luft. Förklaringen vann aldrig riktigt genomslag då väte-avslutad (övers. av hydrogen-terminated) diamant är väldigt hydrofob, och inget vattenlager borde bildas. Nu har en grupp amerikanska forskare genomfört en serie experiment som otvetydigt visar att det är vattenlagret på väte-avslutade diamantytor som är ansvarigt³.

En väte-avslutad diamantyta har en elektronaffinitet (EA) på -0,3 eV, dvs det kostar 0,3 eV att ge ytan en elektron. Det gör att diamantens valensband ligger 5,2 eV under vakuumnivån. Det betyder att det skulle kosta 5,2 eV att ta ut en elektron från diamanten till vakuum (eller luften, nästan samma sak i det här fallet). Det som ligger bakom ledningsförmågan är reaktionen

O₂ + 4H⁺ + 4e^- ⇄2H₂O

som sker i vatten vid syrliga förhållanden. Vid pH 6, som är det som vatten i jämvikt med luft har p.g.a. att CO₂ i luften bildar kolsyra som sänker pH, har elektronerna en potential på -5,3 eV relativt vakuumnivån. Det lönar sig alltså energimässigt för en elektron från diamanten att reagera med väte och syre för att skapa vatten. Elektronflykten gör att det bildas hål i diamantens ytskikt som leder elektricitet. Man påvisade det väldigt listigt genom att inse att om man tillsätter diamantpulver, som har en väldigt stor yta, till en liten mängd sur vattenlösning så borde reaktionen göra att H⁺ ombildas till vatten vilket ger en höjning av pH-värdet. Resultatet syns nedan. Även flera andra mätningar gjordes som bekräftade hypotesen.Effekten är känslig för vilka ämnen som sitter på diamantytan, det fungerar med väte, men inte med t.ex. syre eller fluor, och vilka ämnen som finns i luften och i vilka mängder. En av de viktigaste insikterna från experimenten är hur omgivningen påverkar hur materialytor uppför sig. På så vis knyter det även väl an till årets Nobelpris i kemi. Elektrokemisk laddningsöverföring kan vara viktig i många sammanhang där man tidigare haft svårt att förklara effekten från föroreningar och liknande, t.ex. nämns glidfriktion som ett område där experiment kan behöva omvärderas. Ännu mer spekulativt, skriver författarna, är möjligheten att vissa insekter kanske kan påverka den elektrokemiska potentialen i sina fötter för att kunna gå på fasta ytor.

¹ M. I. Landstrass, K. V. Ravi, Appl. Phys. Lett. 55, 975(1989).
² F. Maier et al., Phys. Rev. Lett. 85, 3472 (2000).
³ V. Chakrapani et al., Science 318, 1424 (2007).

Andra bloggar om: Vetenskap, kemi.

Vetenskap i tyckares händer

Det är ganska många vetenskapliga kontroverser på tapeten just nu; klimatet, kärnenergi, biobränslen, stamcellsforsking osv. Men kontrovers menar jag inte att det nödvändigtvis finns en kontrovers inom vetenskapssamhället, utan att det finns en kontrovers i samhället om vetenskapen.

I det sista exemplet, stamcellsforskning, har president Bush varit en stark motståndare till forskning på embryonala stamceller. Han har två gånger lagt in sitt veto mot lagar om att den skall tillåtas få statlig finansiering. Så, i förra veckan förhandspublicerades två studier i Cell och i Science där ett japanskt och en amerikanskt forskarlag lyckats få hudceller att uppföra sig som stamceller. Konservativa kommentatorer, i synnerhet Washington Posts, Charles Krauthammer var snabbt ute och förklarade det som ett rättfärdigande av presidentens moraliska styrka.

Even a scientist who cares not a whit about the morality of embryo destruction will adopt this technique because it is so simple and powerful. The embryonic stem cell debate is over. [...] The verdict is clear: Rarely has a president -- so vilified for a moral stance -- been so thoroughly vindicated.

Det är ett uttalande som visar mer än något annat hur lite Krauthammer förstår av hur vetenskap fungerar. I går kom ett svar från bl.a. James A. Thomson, författare till Science-artikeln. De håller inte alls med Krauthammer, och är inte glada över att ha blivit ett slagträ för en politik de inte stödjer.

Far from vindicating the current U.S. policy of withholding federal funds from many of those working to develop potentially lifesaving embryonic stem cells, recent papers in the journals Science and Cell described a breakthrough achieved despite political restrictions.

Vidare förklarar de för Krauthammer att

[...]the recent tandem advances in the United States and by Shinya Yamanaka's team in Japan are far from being a Holy Grail, as Charles Krauthammer inaccurately described them. Though potential landmarks, these studies are only a first step on the long road toward eventual therapies. [...] Reprogrammed skin cells [...] did seem to behave like embryonic stem cells in mice. But mouse studies frequently fail to pan out in humans, so we don't yet know whether this approach is viable for treating human diseases.

Ibland kan det vara värt att fundera över vad de som hänvisar till vetenskapliga resultat har för syfte med sin hänvisning, och vad det är de inte redovisar. Likaså visar det på skillnaden mellan en forskares och en "politikers" syn på vetenskap. Det är mycket farligt att dra alltför generella slutsatser från en eller ett par studier. Därtill måste man komma ihåg att vetenskapliga resultat aldrig kommer ur det blå. All den forskning som ligger bakom, som kanske aldrig ledde någonstans, är en nödvändig grund för de få resultat som faktiskt är revolutionerande.

Därmed inte sagt att politik inte skall blandas med vetenskap. Det är inte upp till forskare att dra politiska slutsatser av deras resultat. Men man skall samtidigt inte bara plocka de studier som överensstämmer med ens åsikter.

Andra bloggar om: forskningsetik, politik, vetenskap, stamceller. Intressant?

Spintronik i focus

Spinntronik (eller spinnelektronik) är ett område i angränsning till elektroniken som jag nämnde i förbifarten angående årets Nobelpris i fysik. Spintronik är elektronik där man även utnyttjar att elektronen har två spinn. Den grundläggande idén är att att i vissa material, framförallt de ferromagnetiska, så har elektroner av olika spinn olika elektrisk resistans. Det utnyttjades av Fert och Grünberg för gigantisk magnetoresistans och var alltså det som gav dem Nobelpriset.

Men spinntronik är inte begränsat till hårddiskar och deras läshuvuden, utan visionen är att även tillverka spinntransistioner (spin-FET), och andra typiska halvledarkomponenter. Den visionen är inte ny. I en mycket läsvärd review-artikel i Science 2001 sammanfattar Wolf et al¹. möjligheterna och problemen som spintroniken stod inför då. Vi står inför ungefär samma utmaningar nu. Man kan även titta på den lättare SciAm-artikeln av Awschalom et al². eller den mycket tekniska 88-sidiga review-artikeln av Žutić et al³.

Förhoppningen är att en spin-FET skall kunna fungerar snabbare och med lägre energikonsumtion än en traditionell transistor. I en vanlig FET öppnar och stänger man ledningen genom att putta bort laddningar med ett elektriskt fält. I en spin-FET skulle man istället kunna göra det genom att kontrollera elektronens spinn, viket kräver mindre energi och kan göra snabbare.

De stora utmaningarna för spinntroniken är att tillverka material med tillräckligt stor spinpolarisation, dvs skillnad mellan anal upp- och nerelektroner, som samtidigt kan fungera tillsammans med halvledarkomponenter och vid rumstemperatur. Ett annat problem är att elektronen kan byta spinn vid kollisioner med orenheter eller andra defekter, eller genom termisk excitation. Om för många av de spinpolariserade elektronerna byter spinn så tappar man den spinntroniska effekten. En kritisk punkt är i gränsskiktet mellan olika material där en stor del av polariseringen ofta går förlorad.

I det senast numret av Nature Materials presenterar tyska och amerikanska forskare⁴ lovande resultat med den ferromagnetiska halvledaren EuO. Man har bland annat kunnat integrera materialet med kisel och GaN samtidigt som EuO har en spinpolarisation på 90% hos de rörliga elektronerna. Samtidigt återstår många problem, som att curietemperaturen är 69 K, men det är ett lovande steg mot en fungerande spinntronik.

I samma nummer av Nature Materials ger även Nobelpristagaren Fert sin syn på framtidens magnetiska minnen⁵.

Referenser: (de flesta bakom betalväggar, men den som vill ha en kopia kan skicka ett mail.)
¹ S. A. Wolf, D. D. Awschalom, R. A. Buhrman et al., "Spintronics: A Spin-Based Electronics Vision for the Future," Science 294 (5546), 1488-1495 (2001).
² D. D. Awschalom, M. E. Flatté, and N. Samarth, "Spintronics.," Sci. Am. (June) (2002). (På nätet)
³ I. Žutić, J. Fabian, and S. Das Sarma, "Spintronics: Fundamentals and applications," Rev. Mod. Phys. 76, 323-410 (2004) (även på ArXiv).
⁴ 1 A. Schmehl, V. Vaithyanathan, A. Herrnberger et al., "Epitaxial integration of the highly spin-polarized ferromagnetic semiconductor EuO with silicon and GaN," Nat. Mat. 6 , 882-887 (2007); J. F. Gregg, "A growing science," Nat. Mat. 6, 798-799 (2007).
⁵ C. Chappert, A. Fert, and F. Nguyen van Dau, "The emergence of spin electronics in data storage," Nat. Mat. 6, 813-826 (2007).

Andra bloggar om: vetenskap, forskning, nanoteknologi, spinntronik.

En fråga om tajming

Vetenskapsakademin tonar ned förväntningarna på bioenergi skriver DN. En orsak är att det tar väldigt lång tid innan utsläppt kol från bioenergi kompenseras genom att det binds upp igen i nyplanteringar, vilket sker efter 50 till 100 år enligt DN-artikeln.

Det här med tidsperspektivet är intressant. För en ekonom är det ju självklart att det är värt mer att få en hundralapp idag än att få den om 50 år, oavsett inflation. Det är därför vi betalar räntor. Men hur ska man räkna på kolet egentligen? I bioenergiexemplet kan det till och med vara så att bioenergi initialt ger större nettoutsläpp av växthusgaser än till exempel olja. Det krävs en hel del energi för att utvinna bioenergi och dessutom minskar ofta kolförråden även i marken till en början. På några få års sikt kommer man alltså att få högre påverkan på klimatet genom att använda bioenergi. På längre sikt däremot kommer bioenergin förhoppningsvis att vara ett bättre alternativ än att elda fossila bränslen.

Men på hur lång tid ska man räkna egentligen? Och ska man räkna med ”ränta” på kolkällor och kolsänkor beroende på när de sker?

Forskarutbildades etablering på arbetsmarknaden

Högskoleverket har skrivit en rapport om forskarutbildades etablering på arbetsmarknaden. Jag tycker den var intressant att läsa och rekommenderar den. Här ska jag delge er några godbitar ur den. De har undersökt samtliga som avlagt doktorsexamen år 2000 eller 2002. Uppföljningen har skett år 2003 0ch 2005. För att räknas som etablerad på arbetsmarknade ska man vara sysselsatt i november det undersökta året samt ha en arbetsinkomst över 170500/år och inte varit arbetslös under året. Bland de som tog examen 2000 var etableringsgraden högre för män än för kvinnor både 2003 och 2005, men bland de examinerade 2002 hade kvinnorna något högre etableringsgrad än män 2005. Humaniora och naturvetenskap hade lägre etableringsgrad än övriga områden. I rapporten skriver de att en svaghet med den använda metoden är att personer som flyttat utomland kanske inte redovisas korrekt. Dvs om man jobbar utomlands men fortfarande är skriven i sverige så ser det ut som om man inte har någon anställning och arbetsinkomst. Personer med postdokstipendier räknas inte heller som etablerade eftersom stipendium inte är arbetsinkomst. Detta är troligen en del av förklaringen till den lägre etableringsgraden hos naturvetare eftersom det är relativt vanligt för naturvetare att göra postdok.

Var tredje är universitets- och högskolelärare. Av dessa är ungefär hälften lektorer men inom naturvetenskap är forskarassistenterna betydligt fler än lektorerna. En tredjedel av de som är anställda inom universitet och högskolor arbetar vid ett annat lärosäte än där de tog examen. Rörligheten varierar väldigt mycket mellan olika lärosäten. Luleå och Linköping har minst rörlighet bland sina examinerade doktorer.

Att bli hundra år

Efter en lång tystnad kommer ett inlägg helt utanför mitt fält. The Warsaw Voice publicerade nyligen en (vansinnigt slarvigt skriven) artikel om ett forskningsprojekt som pågick 2001-2004 med att undersöka polska hundraåringar för att ta reda på vad det är som gör att vissa lever så länge. Många olika läkare, som neurologer, kardiologer och endokrinologer var involverade i undersökningen där man tog bl. a. DNA-prov, undersökte minnesförmåga, diet, livsstil osv.

Ungefär 1500 människor i Polen är över hundra år, en siffra som varit stabil ett tag men som väntas stiga under de kommande decennierna då man noterat kraftigt minskande dödstal bland 70-åringar. I världen finns drygt 210000 hundraåringar (100+-åringar) men siffran beräknas nå över 3 miljoner år 2050.

I undersökningen ingick alla polska hundraåringar, varav hembesök gjordes hos 346 personer, 296 kvinnor och 50 män. Ett porträtt av en typisk hundraåring tecknas som "en djupt religiös änka som lever med sina barn". De flesta hundraåringarna har varit smala genom hela livet, de kommer från familjer med många långlivade, många av de har haft ett hårt liv med hungersnöd, undernäring, tvångsförflyttningar, arbets- och fångläger. Detta är något som de flesta i Polen som genomlevt krigen har att berätta om. Hudraåringarna följde vanligen ingen särskild diet, men ingen av dem har missbrukat alkohol och bara få har rökt. Kvinnorna fick i genomsnitt tre barn och de kom förhållandevis sent. Hundraåringarna är också ovanligt pigga åldringar som varit aktiva med att delta i samhällsktiviteter och ta hand om barnbarn och barnbarnsbarn långt upp i åldrarna. De främsta gemensamma draget menar forskningsledaren Małgorzata Mossakowska är att åldringarna är gladlynta personer som är nöjda med sitt långa liv och att de ofta talar om döden, men utan rädsla.

Egentligen verkar studien inte ha visat något nytt eller förvånande; de som blir gamla är ofta friska och aktiva. Men vad som är orsak och verkan är svårt att utröna. Vad som verkar klart är dock att umbäranden under vuxenlivet inte leder till tidigare död för de som genomlever dessa.

När det gäller vetenskapliga publikationer från studien så visar en artikel¹ på en betydligt lägre utsatthet för riskfaktorer för kardiovaskulära sjukdomar, rökning, övervikt, diabetes m.fl., hos hundraåringarna än hos en kontrollgrupp av 40-60-åringar. De har dessutom en statistiskt signifikant högre andel av ett visst interleukin, IL-8, som kan ha en inflamatorisk effekt, men också "ha en skyddande effekt för organen"².

Man har även letat efter någon form av "långlivsgen", hittills utan resultat. Det är inte alls säkert att någon sådan finns, eller ens troligt att det bara skulle vara en gen. Men, en tydlig koppling till familjer med långa liv gör det troligt att en viktig ärftlig komponent finns.

För att sammanfatta kan man säga att en typisk hundraåring i allmänhet är ganska frisk, vilket inte är så förvånande, då man i den åldern är ganska skör och en sjukdom lätt leder till döden. Man skall akta sig för hjärtbesvär och se till ha ha långlivade släktingar om man vill leva till hundra.

¹ "The prevalence of cardiovascular risk factors among centenarians is low: risk factors in centenarians", Zyczkowska J, Klich-Rabczka A, Wizner B, Mossakowska M, Wieczorowska-Tobis K, Grodzicki T, Eur. J. Cardiov. Prev. R. 13 (6): 993-995 (2006)

² "Can an increased level of circulating IL-8 be a predictor of human longevity?"
Wieczorowska-Tobis K, Niemir ZI, Podkowka R, Korybalska K, Mossakowska M, Breborowicz A, Med. Sci. Monitor 12 (3): CR118-CR121 (2006).

Är ekologiskt verkligen nyttigare?

Både Svenska Dagbladet och Dagens Nyheter rapporterar idag att ekologiskt odlade livsmedel skulle vara nyttigare än konventionellt odlade dito. Mer antioxdanter i frukt, grönsaker och spannmål, och högre mineralinnehåll sägs vara fördelarna med de ekologiskt odlade produkterna. Forskningsprojektet som är EU-finansierat har tidigare släppt en del nyheter till media, bland att bloggade Malin på vetenskapsnytt om saken redan i oktober efter att en del resultat släppts till brittisk media som rapporterade om saken. Dock finns, såvitt jag kunnat hitta , fortfarande inga vetenskapliga publikationer ute om saken. Enligt uppgift från forskarna på Tesco centre for organic agriculture som utför den EU-finasierade studien ska det mesta publiceras under de kommande 12 månaderna.

Detta innebär alltså att de här resultaten ännu inte är granskade enligt den sedvanliga peer-review metoden, utan är de resultat som forskarna har valt att göra offentliga, och som medierna i sin tur valt att rapportera om.

Om man läser hela artikeln i Svenska Dagbladet så kommer man faktiskt till en passage där det sägs att det visat sig att växtföljd och kvävetilförsel haft oväntad stor betydelse för resultaten. Artikeln citerar t o m en av de ansvariga forskarna. "Det finns variationer och därför kan inget av dagens odlingssätt påstå att det alltid är bäst, säger Carlo Leifert." Trots detta är rubriken på svenskans artikel det tvärsäkra "Nyttigare äta ekologiskt enligt EU" medan DN med rätta utelämnar EU (som visserligen finasierar studien men som såvitt jag känner till inte gjort nåot samlat uttalande om saken) och kort och gott säger "Nyttigare äta ekologiskt".

Det är inte säkert att rubriksättarna påde två stora tidningarna har fel, men det är absolut inte säkert att de har rätt heller. Den information man kan få ut av artiklarna tyder snarast på att sambanden kan vara väldigt komplexa. Och det är inte svårt att föreställa sig att variationer i jordens näringsinnehåll, klimat och en hel del andra faktorer kan påverka resultaten. Jag skulle inte bli väldigt förvånad om det så småningom skulle visa sig att viktiga faktorer i vissa klimat och jordar inte har samma effekt under andra förhållanden. Själv skulle jag därför inte automatiskt dra slutsatsen att ekologiskt producerade livsmedel generellt är nyttigare än konventionellt odlade.

Det här är ett tydligt exempel på att vetenskapens och rubriksättningens logik är klart olika, och det bör man vara medveten om. Både som mediekonsument och om/när man som forskare uttalar sig om sina forskningsresultat.

Ännu mer forskningspengar utdelade

Inte bara vetenskapsrådet utan även Forskningsrådet Formas har fattat beslut om årets forskningsanslag. 491 miljoner delas ut till forskning för hållbar utveckling. Av de 29 forskarassistenter i listan som jag utifrån namnet kunde avgöra könet på var 17 kvinnor och 12 män, alltså 59% kvinnor. Även om alla de tre som jag inte kunde avgöra kön på skulle vara män så är det fortfarande en majoritet kvinnor. Detta är mycket glädjande, och kan kanske till viss del uppväga den dystra statistiken från Vetenskapsrådet som i år beviljade ansökningar om anställning som forskarassistent från 26 män och 8 kvinnor.

Beslutsdatum...

Vetenskapsrådet har just fattat beslut i årets stora ansökningsomgång. Det totala antalet ansökningar i år var ca 1845, varav 531 beviljades. Dessa 531 ska dela på i runda slängar en miljard som är det forksninsgstöd vetenskapsrådet delar ut inom naturvetenskap och teknik för 2008.

För projektbidrag inkom 1502 ansökningar, 483 beviljades. Det ger en beviljandegrad på 32%. För anställning som forskarassistent var beviljandegraden 12%, eller i absoluta tal, 35 beviljade ansökningar av 286 totalt. Endas 33 ansökningar om industridoktorandprojekt inkom, 9 beviljades och man kan notera att samtliga som fått stöd av denna typ är män. Dock ska man inte ännu dra några långtgående slutsatser av detta, då statistiken över ansökningarna inte är klar ännu. Det andra formen av stöd för samarbete mellan akademi och näringsliv, IFA, som syftar till att disputerade yngre forskare ska kunna meritera sig hade endast 24 ansökningar, varav 4 stycken beviljades. (Tre män, en kvinna).

Det står också klart att det var Lunds universitet som drog den största vinstlotten och kammade hem mest pengar i årets ansökningsomgång, följt av KTH och Uppsala universitet.

Närmare analyser av vilka ämnesområden och typer av projekt som fått anslag får vänta tills dess att alla ivriga svenska forskare tittat klart i projektdatabasen på vetenskapsrådet hemsida, just nu verkar trycket på deras servrar vara ganska högt...

Tills dess, grattis till alla som lyckades i årets ansökningsomgång.

Uppdatering: VR har nu publicerat lite mer statistik, och det mest slående i den är inte att ca 23% av kvinnornas ansökningar beviljats, mot ca 30% av männens, utan det faktum att det har kommit in 1453 ansökningar (gäller projektbidrag och anställning som forskarassistent) från män, men bara 335 från kvinnor...

Flyttande forskare - positivt eller negativt

I Sydsvenska dagbladet finns en artikel om en forskare som flyttar från Lunds universitet till Karolinska institutet. Tidigare i år skrev samma tidning om forskare som flyttade från Lunds universitet till Oxford. Varje gång framställs det som en stor katastrof. Nu är ju Lunds universitet en rätt så stor arbetsplats, så ett par forskargrupper mer eller mindre gör nog inte särskilt stor skillnad för forskningens kvalitet i stort. Dessutom tror jag inte det stora problemet är att vi har så mycket rörlighet mellan universiteten i Sverige, utan snarare att rörligheten är aldeles för liten. Allt för många svenska forskare tillbringar hela sin akademiska karriär på samma universitet som de fick sin forskarutbildning på (med undantag för ett eller kanske två år som postdok). Jag tror att en ökad rörlighet skulle främja kvaliteten på forskningen. Det borde inte vara något konstigt med att byta arbetsplats efter ett antal år. I övriga samhället har det blivit ovanligare att man stannar på samma arbetsplats hela sitt yrkesliv, men inom universitetsvärlden ses detta fortfarande som det normala.

Vetenskapsrådet delar ut drygt 800 miljoner till medicinsk forskning

Vetenskapsrådet har fattat beslut om vilka forskningsprojekt inom medicin som ska få pengar. Flest beviljade ansökningar har Karolinska institutet. Statistik över utdelningen finns här.

Resurser för kvalitet (SOU 2007:81)

Idag överlämnade utredaren Dan Brändström sitt betänkande Resurser för kvalitet (SOU 2007:81). Stora förändringar i resurstilldelningssystemen för både utbildning och forskning föreslås. Kvalitet ska premieras både inom forskning och undervisning. I pressmeddelandet kan man bl a läsa att grundersättningen per student föreslås höjas så att den lägsta ersättningen motsvarar 1993 års nivå. Den mångåriga kvalitetssänkning som ägt rum pga att ersättningen inte har räknats upp i takt med de verkliga kostnadsökningarna skulle alltså stoppas. Betänkandet betonar också högskolorna bör uppmuntras att profilera sig istället för att försöka bli universitet. Som ett led i detta föreslås att rätten till att utfärda examen på forskarnivå ska kunna ges i enskilda ämnen istället för inom vetenskapsområden som idag. Själva betänkandet finns för nedladdning här.

"Nano" till allmän nytta?

Det är ganska inne att göra saker som är "nano" nu, i forskarvärlden. Det är saker som nanopartiklar, kolnanorör, nanowires, nanoelektronik och en hel massa annat. Det är helt enkelt något av ett modeord, precis som allting skulle vara "bio" för några år sedan. (Och kombinationen "nano" och "bio" är fortfarande rätt stor. Och mer än en forskare har funderat på hur de ska få in ordet nano i sina ansökningar, för att öka chanserna att få anslag). Och även om mycket är mode och inte all forskning som plötsligt kallas "nano" är ny, så finns det många fascinerande forskningsområden inom nanovetenskapen.

Ett exempel är den kemiforskning som sker på Harvarduniversitetet. Charles M. Lieber och hans forskargrupp har bland annat ägnat sig åt sk nanosensorer, som kan uptäcka en enda bakterie eller ett enda virus. Typisk sådan forksning som Department of Homeland Security gillar, eftersom den har tydliga antiterror-tillämpningar.

Det senaste från Lieber och co har dock med elektronik, och solenergiomvandling, att göra. Genom att kombinera kisel med olika elektrisk ledningsförmåga (för nerdar: p-, respektive n-dopad, samt odopad) har de gjort en nanowire med unika egenskaper.

Den kan fungera som en helt vanlig kabel, som leder ström, men den kan också i sg själv fungera som en solcell. Jämfört med andra solceller är den hyfsat effektiv, den omvandlar 3.4%* av solljuset till elektricitet, men framför allt klarar den av höga ljusstyrkor under lång tid. Enligt forskargruppen finns inte heller någon anledning att tro att det inte skulle gå att komma upp i omvanldingseffektiviteter på runt 15%.

Och om man lyckas med det, då har man faktiskt lyckats med något ganska stort, även fast nano i sig själv antyder att det ska vara smått. Den här typen av nanowires är relativt lätta att producera och är jämförelsevis också ganska billiga.

Referens:

Bozhi Tian, Xiaolin Zheng, Thomas J. Kempa, Ying Fang, Nanfang Yu, Guihua Yu, Jinlin Huang, Charles M. Lieber, Nature 449, 885 - 889 (18 Oct 2007): doi:10.1038/nature06181

*Jämfört med de bästa rapporterna för solceller av Grätzeltyp är 3.4% kanske inte så mycket att komma med. Å andra sidan kan historien om hur de högsta värderna för Grätzelsolceller mättes vara värd att berätta här en annan gång. Mer än en erkänd forskare ifrågasätter dem.

Neanderthalare hade rött hår

I veckans nummer av tidskriften Science kan man läsa om en kommande artikel som publicerades online igår. Där beskrivs hur man har sekvenserat genen mc1r från två neanderthalare. Den genen är inblandad i pigmentering hos många ryddradsdjur och hos människa har man tidigare hittat varianter av mc1r-genen som ger rött hår och ljus hudfärg. Nu kan man dra slutsatsen att åtminstone några neanderthalare var rödhåriga och ljushyade. De undersökta neanderthalarna hade en variant av genen som man inte hittat i moderna människor, men analyser visar att den varianten borde resultera i rött hår och ljus hy. Jag kan tänka mig att just den här nyheten berörde mig extra mycket eftersom jag själv har rött hår.

Neanderthalare är en utdöd människoart som levde i Europa och västra Asien innan den moderna människan (Homo sapiens) kom dit. När den moderna människan kom till Europa från Afrika levde de sida vid sida med neanderthalarna under flera tusen år innan neanderthalarna dog ut. Trots mycket forskning är det är ännu oklart om neanderthalare och moderna männsikor fick barn med varandra så att neanderthalarna tillhör förfäderna till nutida människor med europeiskt ursprung. Ett projekt där hela neanderthalarens genom ska sekvenseras pågår och kommer säkert att leda till många intressanta slutsatser. Ett stort problem då man arbetar med gammalt DNA från utdöda arter är dock risken för kontamination från nutida DNA. Det problemet är speciellt stort med naenderthalare eftersom de är så lika moderna människor att man kanske inte upptäcker att den DNA-sekvens man tror kommer från en neanderthalare i själva verket kommer från en människa som jobbar i labbet eller som tagit i skelettet vid utgrävningen.

Språklig kommentar: neanderthalare stavas ibland neandertalare på svenska. Jag föredrar stavningen neanderthalare eftersom namnet kommer från orten Neanderthal i Tyskland, där det första skelettet av en neanderthalare hittades 1856.

Referenser:
Science 26 October 2007: pp. 546 - 547
Lalueza-Fox et al. Science DOI: 10.1126/science.1147417
Science, 17 November 2006: p. 1068

Försurningen 40 år

Försurningen fyller 40 år idag 24 oktober. I alla fall medvetenheten om att försurningsproblemet existerar i stor skala. Det var nämligen den 24 oktober 1967 som en artikel, ”Nederbördens försurning” publicerades. Tidigare hade man enbart rapporterat försurning i lokal skala, men i artikeln varnades för ett problem med stor utbredning. Författare var svensken Svante Odén. Och upptäckten presenterades inte i Science eller Nature, eller någon annan vetenskaplig tidskrift, utan på Dagens Nyheters debattsida. Först året senare publicerade Odén en artikel om ämnet i en vetenskaplig tidskrift.

Försurning är ju ett miljöproblem som man inte hör speciellt mycket talas om nuförtiden, men ”bara naturlig försurning” är i alla fall ett av våra nationella miljömål och enligt den senaste utvärderingen når vi inte målet, trots att nedsläpp av svavel och kväve har minskat betydligt de senaste decennierna. Även om det går åt rätt håll, så är problemet långtifrån åtgärdat och framför allt i södra Sverige pågår det fortfarande en betydande försurning. Naturvårdsverket spenderar till exempel 183 miljoner på kalkningsåtgärder bara i år.

Svante Odén, som alltså var den som först uppmärksammade problemet, var professor på samma avdelning på institutionen för marklära på SLU där jag doktorerade. Jag träffade honom aldrig, eftersom han försvann under en fisketur 1986 och aldrig återfanns, men han var en person som det talades om med största respekt runt fikabordet bland de som var med på hans tid. Han lär ha varit lite knepig att ha att göra med periodvis, men lär däremellan ha varit oerhört kapabel och var ett mycket respekterat namn inom markvetenskapen.

Hur man undervisar om ID, men ändå inte...

För någon vecka kom ju utbildningsministern med ett utspel om undervisning av evolution och intelligent design i svenska skolor. Nu har det kommet en respons från en av de främsta ID-förepråkarna i landet, Mats Selander, som tidigare bland annat skrivit en debattartikel i Expressen och argumenterat för undervisning av ID i religiösa friskolor.

Nu har han skrivit ett inlägg på Credoakademins blogg där han diskuterar hur undervisning om biologi kan gå till i kristna friskolor, nu när reglerna förtydligas. Han ger ganska konkreta tips för hur det ska gå till och han skriver bland annat:

” Men peka också på problemen och utmaningarna, t ex avsaknaden av den otroliga mängd fossila mellanformer som borde ha hittats om evolutionsläran stämmer, problemet med den kambriska explosionen, utmaningen med icke-reducerbar komplexitet, problemet med DNA-information och att vi inte vet hur det första livet uppstod. Visa på vetenskapens tentativa karaktär. Peka på diskussionen mellan darwinistisk gradualism och punkterad jämvikt. Fördjupa, vidga och analysera argumenten och påståendena. Detta bör göras utan att läraren proklamerar en teori som ”sanningen”. Men det måste sägas tydligt att evolutionsläran åtnjuter den överväldigande majoritetens stöd i forskarvärlden. Allt detta kan göras utan att läraren predikar en världsbild, vare sig det gäller gudstro eller ateism. Detta förhållningssätt har goda chanser att inspirera studenten till ett fördjupat studium i frågorna. "

"Ta sedan upp ursprungsfrågorna i religionen och filosofin. I religionen kan man ha öppna diskussioner om hur gudstro förhåller sig till en naturalistisk evolutionslära. Man bör föra diskussioner om huruvida evolution utesluter tron på en skapande Gud eller om de kan samexistera, och i så fall hur. "

...och han avslutar med...

"Med detta förhållningssätt kan man respektera det stora stöd evolutionsläran har i forskarvärlden och samtidigt bedriva en saklig och allsidig undervisning som inte lägger locket på en viktig och intressant diskussion. Det vore uppfriskande om det var detta som Björklund menade…”

Jag känner mig inte riktigt lika uppfriskad själv.

Årets jordmån

Vinnarna av årets nobelpris har ju redan annonserats. Själv är jag markvetare och det finns som bekant inget nobelpris i markvetenskap. Däremot har tyska markvetarsällskapets just presenterat den stolta vinnaren av ”Soil of the Year 2007”, d.v.s ”Årets Jordmån 2007”! Förutom den stora äran, tillkommer det vinnaren att få en review-artikel tillägnad sig i tidskriften Journal of Plant Nutrition and Soil Science/Zeitschrift für Pflanzenernährung und Bodenkunde.

And the winner is... Podsolen!

Ett bra val av juryn och en anledning att fira. Podsolen är ju nämligen något av en svensk nationaljodmån, som framför allt utvecklas i kalla och fuktiga klimat som vårt. Går man ut i den svenska skogen har man sällan långt till närmsta podsol. Står man på moränmark (och det gör man väldigt ofta i den svenska skogen) är chansen stor att man dessutom har en podsol strax under skosulorna.

En podsol består av fyra olika horisonter. Längst upp, ett lager av rent organiskt material i varierande grad av nedbrytning (O-horisonten). Under den organiska horisonten finner man blekjorden (E-horisonten), som ser ut som den heter, och är en grå askliknande utlakningshorisont, ofta några centimenter tjock. Under blekjorden finns rostjorden (B-horisonten), som också ser ut som den heter och är anrikad på organiskt material, järn och aluminium, som lakats ut från blekjorden. Ofta någon decimeter tjock. Längst ned finns det opåverkade modermaterialet (C-horisonten).

Exakt i detalj hur podsoleringen går till är fortfarande omdebatterat och det kan tänkas att olika mekanismer verkar samtidigt och med olika kraft i de olika miljöer där odsoler förekommer. Vattenlösliga organiska föreningar som lakas ut från det organiska markskiktet i O-horisonten spelar i alla fall en central roll i podsoleringsprocessen, genom att dessa binder järn och aluminium, som därmed lakas ut. Hur det sedan går till i detalj när det organiska materialet fastläggs tillsammans med metallerna är lite mer osäkert. Adsorption till mineralpartiklar är något som sker i marken och är en mekanism som sannolikt spelar en roll.. Dessutom kan det ske utfällning av organiskt material tillsammans med järn och aluminium i rostjorden, t.ex. p.g.a. en pH-ökning eller genom en minskad löslighet av allt mer metallrika organiska komplex med djupet, alternativt genom en nedbryting av delar av det vattenlösliga kolet.

Hur det nu än går till exakt i detalj när den bildas, så ber jag i alla fall att få gratulera podsolen till utmärkelsen årets jordmån! En värdig vinnare, om jag får säga min mening.

Referens: Sauer D, Sponagel H, Sommer M Giani L, Jahn R, Stahr K (2007) Podzol: Soil of the Year 2007. A review on its genesis, occurence, and functions. J Plant Nutr Soil Sci 170:581-597.

Antimateria

Det här är en artikel som blivit liggande ett tag och därför inte är dagsaktuell, men nyligen kunde vi läsa i Nature¹ om ett nytt genombrott vad gäller antimateria.

Vad är egentligen antimateria (AM) och vad finns det för intressanta frågeställningar kring ämnet? AM har en historia som sträcker sig tillbaka till kvantfysikens tidigar dagar. 1927 utvecklade Dirac den relativistiska versionen av Schrödingerekvationen. Diracekvationen, som den kallas, visade sig ha lösningar inte bara för positiva energier, utan även för negativa. Man antog att det skulle vara någon form av anti-partikel, och redan 1932 hittade man elektronens antipartikel–positronen. Enligt standardmodellen, dvs den nuvarande huvudteorin för hur vårt universum är sammansatt på partikelnivå, har varje partikel en antipartikel. En antipartikel har samma massa och spinn som sin partikel men omvända kvanttal såsom laddning, leptontal och baryontal. Man kan gå från partikel till antipartikel genom en CPT-transform (CPT=Charge Parity Time, C betyder att man byter tecken på alla laddningar, P att byter tecken på alla riktningar, x --> -x o.s.v., T att man byter riktning på tiden.), dvs en antipartikel kan ses som en spegelvänd partikel med omvänd laddning men som rör sig bakåt i tiden. Vissa partiklar, t.ex. fotonen är sin egen antipartikel. I accelaratorexeriment har man hittat en stor mängd partiklar och antipartiklar. Det finns exempelvis en stor grupp partiklar, mesoner, som består av ett kvark-antikvark-par.

En av de intressantaste frågorna rörande AM är varför det verkar finnas så lite av det in universum. Enligt de flesta (alla?) rådande teorier borde lika mycket materia som antimateria bildats vid Big Bang, Frågan är var all AM tagit vägen, eller varför det finns någon materia över huvud taget. Som alla som läst Dan Browns ”Änglar och Demoner” vet så är AM extremt ”reaktivt”. Om en partikel möter sin antipartikel kommer båda att annihileras och ”bli till ren energi” som den gode Brown uttryckte det, dvs till ett antal fotoner. En elektron och en positron annihileras genom att skicka ut två fotoner med energin 512 eV var. En enda elektron fungerar inte pga av lagen om rörelsemängdens bevarande. Så varför är universum inte bara en ett tomt eko av all materia och antimateria som borde träffats och annihilerats i tidernas begynnelse? Någon gång uppstod en obalans mellan de båda formerna och det vi kallar materia kom att dominera universum. (Nåja, den synliga delen av universum. Eftersom man, med Martin Rees ord, ”inte kan hitta 95% av universum”.) Detta är en av kosmologins stora gåtor.

Man har de senaste åren gått framåt i produktionen av antiväte, som är den allra enklaste varianten av antimateria. De första lyckade experimenten gjordes på 1990-talet vid Tevatronen i USA då man lyckades producera högenergetiska antiväte, men det senaste decenniet har man vid två konkurrerande experiment vid CERN, ATRAP och ATHENA, lyckats producera små mängder av kallt antiväte. Målet är att studera huruvida antimateria verkligen uppför sig som vanlig materia som teorin förutspår. Men, antiväte är inte den enda antiatomen som producerats, den var inte ens först. En mer exotisk fom av ”atom” förutspåddes på 30-talet och påvisades experimentellt 1951, positronium. Det är en elektron och en positron som hålls samman av Coulombattraktion på samma sätt som elektronen och protonen i väte. Positronium är metastabilt, dvs det har en lång (på atomär skala) livslängd, men sönderfaller genom annihilation. Studier av livslängden av olika positroniumtillstånd används som högprecisionstest av kvantelektrodynamiken.

Nu har man lyckats producera de första antimolekylerna, två positroniumatomer bundna till varandra, nästan som två väteatomer i en vätemolekyl. Man gjorde det genom att, mycket listigt, skicka en skur av positroner mot ett mål av porös kiseloxid (silica). Väggarna i silicaporerna kunde ta upp en del av den överskottsenergi som annars hindrar Ps-atomerna att paras ihop. Man hoppas nu inte bara kuna studera vad Ps₂ har för egenskaper utan också kunna skapa ett Bose-Einstein-kondensat av antimateria. Man skulle i så fall kunna få en koherent annihilationsprocess, vilket skulle kunna utnyttjas som en laser. Då fotonerna som skickas ut vid annihilationen är mycket kortvågiga skulle en sådan laser kunna användas till att studera tom atomkärnor.

Antimateria är spännande, inte bara som stoff för science fiction, utan också för vår fundamentala förståelse av universum. Bli inte alltför förvånade när Nobelpris börja trilla in där. Men det lär dröja ett tag ännu.

¹ D. B. Cassidy och A. P. Mills, Jr, The production of molecular positronium, Nature 449, 195-197. (pren. krävs)
² M. Charlton, Probing the antiworld, Physics World, 5 Okt 2005. Bra sammanfattning av antiväteprojekten.

Andra bloggar om: Fysik, Vetenskap, antimateria.

Nobelpris i kemi - modern ytkemi!

Årets nobelpristagare i kemi heter Gerhard Ertl och är numera emeritus professor vid Fritz-Haber-Institut der Max-Planck-Gesellschaft i Berlin. Priset, som han inte behöver dela med någon, får han för att han lagt grunden till den moderna ytkemin genom sina studier av fenomenet "heterogen katalys".

Så vad är heterogen katalys, och vad är det som gör att det är värt ett nobelpris (vilket det enligt min uppfattning utan tvivel är)?

En katalysator är ett ämne som påskyndar en kemisk reaktion utan att själv förbrukas eller förändras under själva reaktionen. Och att processen är heterogen innebär att reaktionen sker vid någon slags gränsyta, exempelvis genom att molekyler/atomer i gasfas adsorberas till en yta och sedan deltar i en kemisk reaktion, eller mellan molekyler på en yta och andra molekyler i en vätska. Och det handlar förstås om att kunna studera och första dessa reaktioner i detalj, bland annat genom experiment där man i princip studerar enskilda molekyler.

Och precis som för årets fysikpris är kemipriset lätt att relatera till. En av de mest välkända tillämpningarna av heterogen katalys är den katalytiska avgasreningen alla moderna bilar har, där kolmonoxid och kolväten omvandlas till koldioxid. Ett annat exempel handlar om hur man, genom att förstå exakt hur de kemiska processerna går till, kan undvika korrosionsproblem i exempelvis bilar eller flygplan. Heterogen katalys och kemiska reaktioner på ytor är också viktigt för hela halvledar- och mikroelektronikindustrin, och inte minst för utvecklingen av välfungerande bränsleceller.

Årets kemipris har helt enkelt allt! Det är lätt att förstå varför det är viktig forskning, och Ertls forskningsgärning är mycket imponerande, inte minst med tanke på att han utnyttjat alla möjliga tänkbara experimentella tekniker för att söka svar på sina frågeställningar och för att åstadkomma en så fullständig bild som möjligt av fenomenen, och också för att han återvänt till "gamla problem" när utvecklingen av nya instrument gjort det möjligt att få fram ytterligare information. En sann forskarsjäl!

Dags att låta sig inspireras och se om jag kan studera några heterogena elektronöverföringsreaktioner idag kanske...

Globaliseringsrådet om framtidens forskningspolitik

Globaliseringsrådet, bestående av regeringsledamöter, företagschefer och andra höjdare i samhällslivet kom just med sin första rapport ”Kunskapsdriven tillväxt”. Kapitlet ”En svensk forskning av världsklass” innehåller en hel del resonemang om forskningspolitik och strategier för hur framtidens forskning ska se formas och är ett underlag för den kommande forskningspropositionen. Ganska intressant läsning och ganska hoppfullt faktiskt.

Man inleder kapitlet med att konstatera att den offentliga finansieringen av svensk forskning har försvagats de senaste 10-15 åren, även om tappet har skett från en internationellt sett hög nivå. Globaliseringsrådet stöder målet om en procent av BNP till civil forskning, som visserligen redan stöds av en majoritet i riksdagen, men där det råder oenighet om hur den där procenten egentligen ska beräknas. Vad som nu krävs är emellertid inte olika argument för att slippa satsa, skriver man, utan det är dags att handla istället. För att nå målet om en procent av BNP krävs att finansieringen ökar med nästan 8 miljarder kronor från dagens 24 miljarder per år och man föreslår en årlig 15%-ig ökning av anslagen tills dess att målet nås, vilket, hävdar man, skulle innebära en relativt liten kostnad för Sverige som helhet, men ett enormt lyft för forskningen.

Man föreslår vidare en mer oberoende ställning för universiteten, som bör få en annan juridisk status än idag. Donationer från privatpersoner och samarbetsprojekt mellan universitet och näringsliv bör ge skattelättnader och samarbete mellan universitet och näringsliv bör underlättas.

Globaliseringsrådet skriver också i sin rapport att det måste finnas tjänster för fortsatt forskning även efter avlagd doktorsexamen och att talangfulla unga forskare måste få det lättare att etablera sig som självständiga forskare med eget labb. Dagens meriteringssystem fungerar ofta som en bromskloss, vilket leder till att ambitiösa unga forskare flyttar utomlands, skriver man. När det gäller just tjänstestrukturen så ska det bli intressant att se vad som kommer att presenteras under de närmaste månaderna från Befattningsutredningen (är inte det ett fantastiskt tråkigt namn förresten!).

Ytterligare något som Globaliseringsrådet föreslår är att forskningssatsningar blir mer långsiktiga, istället för som idag med många kortsiktiga projektbidrag och att ledande forskning ska koncentreras till forskargrupper med en storlek som har den kritiska massa som krävs för internationell konkurrenskraft i toppklass.

Jag tycker att det mesta verkar rätt vettigt. Återstår bara att se om riksdag och regering är villiga att satsa på forskning med belopp i den storleksordning som globaliseringsrådet föreslår.

Gigantisk magnetoresistans - Nobelpris i fysik

Det blev alltså gigantisk magnetoresistans (GMR) som tog hem årets Nobelpris i fysik. Det handlar om hur små magnetfält kan ge stor inverkan på elektrisk resistans, mer om det nedan. GMR är extra intressant av flera anledningar: För det första så är det nog ett av de snabbaste förloppen från upptäckt till produkthylla. Det tog nio år från Peter Grünbergs experiment 1988 tills IBM introducerade sin 16.8 GB-hårddisk med GMR-läshuvud till konsumenterna. För det ändra är GMR en föregångare till spintronik som mycket väl kan leda till nästa revolution inom nanoteknologi/elektronik. Ett par ord om det på slutet.

Vad är då GMR? GMR är en effekt som man finner i transport av elektroner mellan tunna skikt av magnetiska material. Den bygger på att sannolikheten att en elektron skall kunna ta sig från ett skikt till ett annat beror på hur många lediga tillstånd det finns för elektronen i det nya skiktet, detta kallas Fermis gyllene regel och är en allmän regel. I ett ferromagnetisk material finns en energiskillnad mellan elektroner med spinn upp och spinn ner (relativt magnetens riktning) och detta ger en skillnad i antalet fria tillstånd vid Fermienergin som är den energi som de rörliga elektronerna har. I GMR utnyttjar man på ett listigt vis transporten mellan två ferromagetiska material separerade av ett tunt ickemagnetiskt skikt. När de två magnetiska skikten har magnetfält som pekar åt samma håll så är resistansen låg. När magnetfälten vrids relativt varandra blir det svårare för elektronerna att ta sig fram och resistansen ökar. Den är som högst när magnetfälten är motriktade.

En annan effekt man utnyttjar är att om det ickemagnetiska lagret är tillräckligt tunt så kommer fälten att vilja peka åt motsatt håll, och inte åt samma håll som är det vanliga. Om man fäster (pin) det ena lagrets riktning genom att sätta det direkt på en tjockt magnetiskt lager och låter det andra magnetiska skiktet kunna ändras fritt så får man en sorts magnetisk ventil. Normalt är resistansen hög, men med ett (svagt) externt fält kan man vrida det fria lagrets magnetiska vektor och på så sätt minska resistansen. Det är en mycket känslig effekt, och det utnyttjar man i läshuvuden till hårddiskar. En animation hos IBM visar hur.

Spintronik då? I spintronik utnyttjar man att i vissa system rör sig elektroner med ett visst spinn lättare än de med motsatt spinn. Det som gör spintronik så lovande är att byta spinn på en elektron är en process som är snabb och kräver lite energi. I dagens halvledarteknik stänger av och sätter på en transistor genom att med hjälp av ett elektriskt fält knuffe bort laddningar från ledningskanalen i transistor. Om man istället kan stänga av transistorn genom att byta spinn på elektronern skulle processen kunna göras mycket snabbare. Där kan nästa datorrevolution ligga.

Andra bloggar om: Nobelpriset, fysik, vetenskap, nanoteknologi.

Nobelpriset i fysiologi och medicin

Mario R Capecchi, Oliver Smithies och Martin J Evans delar på årets nobelpris i fysiologi och medicin. De får priset för en serie grundläggande upptäckter om embryonala stamceller och DNA-rekombination i däggdjur. Upptäckterna ligger till grund för genmodifiering där man kan slå ut enskilda gener och har varit mycket viktiga för biomedicinsk forskning. Årets pristagare är tre äldre män verksamma i USA respektive Storbritannien och därmed typiska nobelpristagare.

Att föregå med gott exempel - ett forskaransvar?

I förra veckan hade jag förmånen att lyssna till Ralph J. Cicerone, som är högsta hönset för den amerikanska vetenskapsakademin, National Academy of Science. (Det är de som ger ut den högt rankade tidskriften PNAS). Cicerone var på Johns Hopkins för att tala om klimatförändringar, som ju är ett tema i tiden, också här i USA.

Cicerone är nog mest känd här för att han har luftat en del, rätt radikala, idéer om hur man ska komma tillrätta med problemen. Att fånga in och lagra koldioxid som släpps ut från industrier är en ide han vill utveckla närmare, och det är han ju inte ensam om. En annan, väsentligt mer kontroversiell idé att är att släppa ut svavelpartiklar i stratosfären och /eller atmosfären, eftersom det leder till sänkt temperatur. (Att partiklar påverkar har man vetat länge, dels har man kunnat se det i mätdata efter vulkanutbrott, och dels fick man en oönskad möjlighet att studera effekten av partiklar efter 11 september 2001, då nästan all flygtrafik i hela USA låg nere.)

Sen stt utsläpp av svavelpartiklar skulle leda till försurning är väl kanske inte något man behöver ta hänsyn till? Sura regn är bara så mycket 80-tal… Eller?

Nå, Cicerone talade nu inte om någon av de två ovanstående metoderna, men hade en del andra intressanta saker att säga. Bland annat visade han intressanta data över elförbrukning i Kalifornien, som en funktion av utomhustemperatur. Det var diagram som stämde till eftertanke, just för att de tar upp en aspekt som inte alltid diskuteras så nogsamt, nämligen de sekundära effekterna av en global temperaturhöjning. Som att det kommer att gå åt mycket energi för att ge människor drägliga livsmiljöer.

Cicerones huvudtema var dock energieffektivisering. Detta ämne avhandlades i en föreläsningssal som var luftkonditionerad till en temperatur som gjorde att jag, klädd i jeans och kortärmad tröja, önskade att jag hade haft ett lager kläder till på mig. (Utomhus var det väl dryga 25 grader varmt (celsiusgrader alltså)). Energisnålhet är ju inte ett område där USA är världsledande precis. Trots att det finns många uppenbara enkla åtgärder att ta till. Om folk gick eller cyklade en kilometer till jobbet, istället för att ta bilen, inte åkte nercabbat men med värmen på kyliga höstmorgnar, om luftkonditioneringen var på bara när folk är hemma, om man använde kollektivtrafiken och bilpoolade... Faktum är att om man bara gick över till bilar som hade en mer rimlig storlek skulle massor av koldioxidutsläpp kunna sparas i det här landet.

Och om det finns något hoppfullt i det här så är det väl att det behöver inte vara svårt att göra ganska stora vinster här. Men det krävs nog en mycket god pedagog för att förklara det för folk i allmänhet. Bland annat pga att forskarna inte är några vidare bra föredömen.

Och jag tror nog att Cicerone och många andra forskare är allvarligt oroade över de effekter som förutspås komma i temperaturhöjningens fotspår, men de besitter inte förmågan att kommunicera till allmänheten att det krävs en förändring i livsstil. Det är inte helt ovanligt här att man fokuserar på att Kina och Indien inte kan använda lika stor mängd energi och släppa ut lika stora mängder koldioxid som västvärlden gjorde medan i sin utvecklingsfas. Och det är visserligen sant att det vore väldigt bra om Indien och Kina kunde gå direkt till miljövänliga energikällor och energisnåla system, men det betyder inte att inte västvärlden måste ta sitt ansvar. Det betyder inte att inte forskarna, om de nu är allvarligt oroade, måste föregå med gott exempel. Om inte ens en professor som är bekymrad över sakernas tillstånd begränsar sitt bilåkande, varför skulle då någon annan göra det? Det är en fråga för hela forskarsamhället* att fundera över.

* Jag ska säga att både min förra chef i Sverige, och min nuvarande chef cyklar till jobbet. Men många av deras kollegor åker bil, även kortare sträckor och själv går jag numera till jobbet.

Ig Nobel prisen

2007 års IG Nobelpris har nu delats ut. Det är sjuttonde gången prisen delas ut och i år så prisas bland annat forskning om skador vid svärdsslukning och hur hamstrars jetlag kan botas med potensmedel. En upptäckt som inte direkt känns ny är priset i ekonomi för hur man kan fånga bankrånare genom att släppa ett nät över dem. Jag känner igen det från tecknade serier jag läste som barn.

Här kan man läsa vad BBC skriver om prisutdelningen.

Europarådet och kreationismen

Morgan Johansson och Christer Sturmark har skrivit ett mestadels bra debattinlägg i SvD där man välkomnar en rapport från Europarådet som varnar för att kreationismen håller på att breda ut sig och där man uppmanar i medlemsländerna att främja vetenskapligt baserad kunskap, undervisning om evolutionsläran samt att motverka kreationism i naturvetenskapsundervisningen.

Inte oväntat har det regnat in bloggkommentarer till artikeln . Många negativa till Johanssons och Sturmarks stöd för Europarådets rapport (t.ex här och här). Själv har jag lite svårt att se varför det ska vara så kontroversiellt. Budskapet från både Europarådet och Johansson/Sturmark är kort och gott:

Undervisning i naturvetenskapliga ämnen ska vara baserad på naturvetenskap – inte på religion. Och barn har rätt att lära sig vad vetenskapen har kommit fram till.

När Europarådet, Johansson och Sturmark argumenterar för att det enbart är evolutionsläran och inte kreationism som ska läras ut i naturvetenskapsundervisningen är det inte för att man vill lägga monopol på ”sanningen”, utan för att man vill upprätthålla en standard för kritiskt tänkande. Man ska inte undervisa om en hypotes som saknar allt vetenskapligt stöd i NO-klassrummen.

Anhängarna till Intelligent Design (ID) – den senaste versionen av kreationism – verkar inte ge sig trots att deras argument har visat sig inte hålla måttet, Man argumenterar dessutom gärna för att ID inte har något med kreationismen att göra, vilket förefaller rätt löjligt. För att citera domen i fallet Kitzmiller vs. Dover Area School District för två år sedan:

"For the reasons that follow, we conclude that the religious nature of ID [intelligent design] would be readily apparent to an objective observer, adult or child"

…och…

"The overwhelming evidence at trial established that ID is a religious view, a mere re-labeling of creationism, and not a scientific theory."

Det lömska med ID är att man för fram argument som verkar rätt sofistikerade och som är svårt att argumentera emot om man inte har specialkunskaper. Och får man inte se motargumenten, kan det verka rätt övertygande.

Det jag kan reservera mig mot i SvD-artiklen och som flera av de som kommenterat i olika bloggar också hängt upp sig på, är formuleringen ”Religionsfriheten ger inte religiösa förkunnare rätten att trampa in på vetenskapens domäner” vilket är lite klumpigt och oprecist formulerat. Att någon råkar vara pingstpastor ska ju inte hindra att han eller hon ska få ägna sig åt forskning. Och visst kan religiösa få framföra sina argument i olika frågor. Men religiöst baserade argument ska granskas lika hårt som vetenskapliga. Problemet är bara att när religiöst baserade argument granskas och avfärdas för att de visat sig ohållbara, kommer det – säkert som amen i kyrkan – anklagelser om ”vetenskapsfundamentalism” eller liknande.

Sputnik 50 år!

Idag är det 50 år sedan Sputnik slog världen med häpnad. En liten pipande kula i omloppsbana startade en rymdkapplöpning som lett till ofattbara framgångar. Om det är någonting vi kan tacka det kalla kriget för så är det hur tävlingen mellan supermakterna accelererade utvecklingen. Som Kennedy uttryckte det vid Rice University:

We choose to go to the moon in this decade and do the other things, not only because they are easy, but because they are hard, because that goal will serve to organize and measure the best of our energies and skills, because that challenge is one that we are willing to accept, one we are unwilling to postpone, and one which we intend to win, and the others, too.

Det tog bara en månad innan hunden Laika blev första jordvarelse att skjutas ut i, och dö i, rymden. Sedan följde råttor, möss och apor innan Jurij Gagarin 1961 blev förste människa i rymden. Därefter har vi sett på män på månen och prober till många av solsystemets kroppar. Rymdprogrammet har lett till makalösa kunskaper inom astronomi och fysik, men även många spin-off-teknologier som kommit folk i gemen till nytta.

Sputniks 50-årsdag uppmärksammas naturligtvis av många tidningar och media. NY Times har en specialbilaga om rymdåldern som är mycket bra. I Der Spiegel finns en trevlig multimediapresentation och Nature har ett nummer om tillståndet hos rysk vetenskap idag 50 år efter en av dess största triumfer. Även DN kastar in ett par ord.

Nyanser av brunt

Det blir brunare i framtiden. I alla fall i vattendragen och om man ska tro klimatutredningen som just presenterats. Den brunare färgen kommer från humusämnen. Koncentrationen av dessa förutspås nämligen öka i och med klimatförändringarna. Vattenlösliga humusämnen, eller löst organiskt kol om man så vill råkar vara det som jag ägnar mig åt i min forskning, om än inte i vattendrag, utan i skogsmark. Men det är i skogsmarken kolet i vattendragen har sitt ursprung, så jag är intresserad av frågan.

Man har redan observerat att vattendrag runt om i Europa och Nordamerika har blivit allt brunare under de senaste decennierna, men vad det beror på har varit ett omdebatterat ämne på konferenser och i vetenskapliga tidskrifter under senare år, med bland annat flera artiklar i Nature^1-3. För ökat har det. Så pass mycket att det har blivit problem med vattenförsörjning på flera platser. Så nu vill VA-planerare veta hur framtiden ser ut. Ännu brunare, eller inte? Så ska vi investera i ny reningsteknik eller inte?

Förändrad markanvändning och högre temperaturer är ett par av förklaringarna som föreslagits, men det verkar som att allt fler är inne på linjen att den ökade koncentrationen av lösta organiska ämnen framför allt beror på att marken håller på att återhämta sig efter försurning under tidigare decennier. De lösta organiska föreningarna är nämligen svaga syror och om pH stiger förändras kolföreningarnas laddning och lösligheten ökar. Så minskad försurning har lett till problem i det här fallet!

Enligt klimatutredningen kommer vattnen att bli brunare av två orsaker, dels på grund av ökad temperatur och dels på grund av mer regn och intensivare skyfall i framtiden. Den första anledningen förhåller jag mig lätt skeptisk till. Men slutsatsen håller jag med om, eftersom den andra anledningen verkar mer sannolik. Om mycket vatten transporteras till åar och bäckar genom markens ytligare lager där det finns gott om humus som kan lakas ut blir det högre koncentrationer även i ytvattnet. Så klimatförändringarna leder förmodligen till brunare vatten. Inte för att det blir varmare, utan för att det blir blötare.

Referenser
Freeman C et al. 2001 Export of organic carbon from peat soils Nature 412(6849): 785-785
Roulet N & Moore TR 2006 Browning the waters Nature 444 (7117): 283-284
Tranvik LJ & Jansson M 2002 Terrestrial export of organic carbon Nature415 (6874): 861-862

DNA från Mammuthår

I dagens nummer av tidskriften Science publiceras en artikel som beskriver hur forskare har lyckats utvinna och sekvensera DNA från mammuthår. Tidigare har man mest använt ben när man försökt få fram DNA från mammutar. När man får fram DNA från gammalt material är det ofta skadat vilket leder till felektigheter i DNA sekvensen. Dessa felaktigheter gör att det blir svårt att tolka resultaten och är ett stort problem när man studerar gammalt DNA. I artikeln visas att deras metod att utvinna och sekvensera DNA från hår innebär färre felaktigheter i DNA än vad som observerats när man utvinner DNA från djupfysta mammutben. Detta är mycket lovande resultat och betyder troligen att man kan analysera hår från fler gamla djur som finns på museer. Genom att studera material från museum kan man tex få reda på hur utdöda djur är släkt med nu levande djur och studera hur stor genetisk variation som fanns förr i tiden.

Referens
Whole-genome shotgun sequencing of Mitochondria from ancient hair shafts. Science 317:1927-1930.

I en artikel i NY Times skriver John Tierney om klimatdebatten och skillnaden mellan ekonomer och ekologer. Det är en artikel om Björn Lomborg och hans nya bok. Jag tänkte inte kommentera det alls, men istället ta upp en sak som man stötte på i den långa kommentarslistan, och som är ett argument man ofta hör; hur den vetenskapliga konsensusen gång på gång kastats över ända och att man därför inte behöver bry sig om enigheten bland klimatforskarna idag. Exempel som tas upp är t ex:

- The “Germ Theory of Disease” - wasn’t this soundly ridiculed in its day?
- Jet/Rocket Propulsion - “violated conservation of momentum”
-”All that is left to do in physics is to add decimal places to known constants” - heh, until the nuclear age came upon us
- Phlogiston theory
- Plate tectonics
- Heavier-than-air flight. Not only was the concept ridiculed (and “proven” impossible), but actual demonstrations were discounted by Scientific American.
- Geocentrism.
- Kelvin vs. Darwin (Physics vs. Paleobiology) debate on Evolution.

Många av exemplen är rena felaktigheter (raketmotorn, flygetyg tyngre än luft) där det aldrig funnits något ”konsensus” bland forskare. Att fåglar är tyngre än luft och att de kan flyga torde väl ha varit känt sedan urtiden. Andra exempel bygger helt enkelt på okunskap om hur vetenskapen fungerar. För vetenskapen har alltid fel! Det är aldrig så att en teori är komplett, med full förståelse. Med nya mätningar och experiment kommer nya insikter. Den gamla teorin ersätts av en ny, som inte heller den är komplett. Det är på det sättet som vetenskapen går framåt, inte genom att sopa nya teorier under mattan.

När det gäller det sista exemplet bygger det på att William Thompson (senare Lord Kelvin) beräknade jordens ålder, baserat på hur fort en klump flytande sten skulle kylas av till dagens temperatur, till mellan 24 och 400 miljoner år. Detta var dock inte gammalt nog vare sig för Darwin eller samtida geologer.Men det är naturligtvis inte så att fysiker i allmänhet ansåg att alla andra teorier måste vara fel på grund av Kelvins beräkningar. Snarare insåg man att något måste vara fel med beräkningarna, man visste bara inte vad. Kelvin själv argumenterade länge för en ”ung jord”*, ända tills radioaktiviteten upptäcktes som en ”ny” energikälla som bromsar klotets avkylning.

Det tredje exemplet (jag vet inte var citatet skall vara taget från) verkar implicera att alla var glada och nöjda med den klassiska fysiken innan kvantåldern. Det är en helt felaktig inställning. Fysiken kämpade med stora motsägelser under den senare hälften av 1800-talet och kvantteorin kom i början av 1900-talet som en förlösning.

”De har ju haft fel så många gånger förr” är ett argument som kan vara svårt att se igenom, för på sätt och vis är det sant även om det är ett både felaktigt och ohederligt argument.

*Vilket dock inte skall förväxlas med de kristenfundamentalistiska ung-jord-teorierna som ger en ålder på under 10000 år.

Andra bloggar om: Vetenskap

Språkfrågan... igen...

Den 19 september var det dags igen för en debatt om språk, denna gång i SVT:s Argument. Den ständigt stridbare Marian Radetzki, (ö)känd för att förbjuda sina studenter att tala svenska, kastar denna gång in brandfacklan att det svenska språket är onödigt och att ett byte till engelska vore bra för Sverige. Det skapade naturligtvis ett förutsägbart indignerat illvrål från diverse språkkramare. Nåväl, vid Radetzkis sida satt järnkansler Flodström som, tillsammans med Luleprofessorn, fått förkroppsliga den onda engelskans fälttåg på de svenska universiteten. Det var en ganska förutsägbar debatt där de två motståndarna Björn Melander och Patrik Haenius höll med om att svenskar behöver bli bättre på engelska, men att ett språkbyte är idiotiskt och att svenskan istället behöver försvaras.

Jag håller helt med om att ett byte av språk är inget som skall dikteras från staten. Språket kommer att fortsätta att utvecklas beroende på våra omvärldskontaker och det är inget att gnälla över.

Jag har också tidigare uttryckt mina åsikter om engelska på universiteten i Sverige. Det jag har att tillföra nu är erfarenhet från forskning vid en institution i ett, liksom, än så länge, Sverige, icke-engelskspråkigt land. Gruppen jag jobbar i består enbart av polacker (samt en polsktalande ukrainska) och doktoranderna har stora svårigheter när de skall presentera sin forskning på posters eller i artiklar på engelska. Än värre blir det när de tvingas hålla föredrag på engelska eller när vi diskuterar vår forskning. I och med att jag inte kan tillräckligt med polska för att förstå eller förklara forskningen har engelska blivit arbetsspråket i gruppen. Eller, ofta sker på mötena diskussionen på polska tills någon översätter ett sammandrag. Anledningen är att i Polen möter man sällan utländska föreläsare, och på undergraduate-nivå är den mesta av litteraturen översatt till polska. De får helt enkelt ingen träning i att uttrycka sig på engelska. Om något skall alltså svenska studenter vara glada för att Flodström vill införa engelska som standardspråk på högskolan. Jag kan hålla med om att det kan finnas en förtjänst i att ha de första grunkurserna på sitt modersmål, men ganska snabbt bör engelskan införas även på försläsningarna.

Argumentet man ofta hör, och som också framfördes i Argument, att vi gör sämre ifrån oss på engelska och att debatter blir mindre livliga utanför modersmålet är i stort ett cirkelargument. Visst är det så, men på grund av brist på övning. Fast om bristen på övning skall vara ett argument för att inte öva mer kommer vi inte att få den erfarenhet vi behöver förrän verkligheten ute i forskarvärlden slår oss i ansiktet.

Alltså, mer engelska, inte mindre inom högskolan!

PS. Ann-Charlotte Marteus skriver "Och - en värld där ingen fattar Povel Ramel? I don't think so". Det är väl ett argument för en språkreform. På polska finns ordet ramol som betyder gubbstrutt. Tillfällighet - I don't think so. ;-)

Andra bloggar om: språk, engelska.

Givande och tagande

Två pressmedelanden samma dag. Ett från utbildningsdepartementet och ett från Högskoleverket.

Regeringen meddelar stolt att man fortsätter satsa på kvalitet i den högre utbildningen och anslår 120 miljoner extra till högskolorna. Man ger 1300 kronor extra per student och år till humaniora, samhällsvetenskap, juridik och teologi. För naturvetenskap och teknik ger man 1000 kronor mer per student och år. Det senare innebär ett ökat anslag med lite drygt 2% per år, vilket kanske inte är så mycket att slå sig för bröstet för?

Högskoleverket meddelar samtidigt att antalet studenter inte längre minskar, (vilket inte är så konstigt med tanke på hur födelsetalen ser ut för 80-talet). Men många utbildningsplatser står trots det ändå tomma, vilket innebär att högskolorna kommer att vara tvungna att betala tillbaka ungefär en miljard, för de studenter man inte utbildar.

– De pengar som blir över, ungefär en miljard, skulle vara ett välkommet tillskott till universiteten och högskolorna för att förstärka kvaliteten i den högre utbildningen, säger Anders Flodström i pressmeddelandet.

Inte minst inom naturvetenskap är ju situationen helt absurd, vilket jag skrev om i ett tidigare inlägg. Utbyggnaden av antalet platser har resulterat i att det totala antalet ligger skyhögt över både vad studenterna är intresserade av och vad samhället behöver. Om man koncentrerade studenterna till ett färre antal utbildningar, skulle man förmodligen kunna göra utbildningen betydligt billigare och samtidigt höja kvaliteten avsevärt.

En annan sorts universitetsranking

Universtietsranking har ju varit på tapeten den senaste tiden. Vid sidan av de prestigefyllda listorna, finns det i några länder speciella internetsajter med namn som ratemyprofessors.com där studenterna själva betygsätter sina universitetslärare. Vad jag vet finns det inte någon motsvarighet i Sverige än så länge. Däremot finns sajten meinprof.de i Tyskland och via en länk på Högskoleverkets hemsida hittade jag en artikel (på tyska). Man konstaterar i artikeln att det är de små högskolorna som toppar listorna om man räknar samman studenternas sammantagna betyg på alla lärare på högskolorna. Resultatet förklaras i artikeln (om min skoltyska inte sviker mig) med en mer personlig kontakt mellan studenter och lärare på mindre högskolor, samt med att det på stora elituniversitet finns en blandning av spetsforskning inom vissa områden, kombinerat med massundervisning i andra ämnen, vilket drar ned totalbetyget för undervisningskvalitet och det är ju det som det handlar om i det här fallet.

Ett intressant fenomen i alla fall, att studenterna själva sätter betyg på sina lärare på en offentlig webplats. Och intressant att Högskoleverket tycker att det är värt att rapporteras om i sina nyhetsbrev. Frågan är när det kommer till Sverige?

Stern-Gerlach-experimentet

I serien om vackra experiment tänkte jag den här gången ta upp Stern-Gerlach-experimentet. Det är ett av de mest betydelsefulla experimenten inom den moderna fysiken, ett av de som verkligen otvetydigt visade på att den atomära världen är kvantiserad. Själva kvantiseringen framträder, tydligare än någon annan gång, synligt för blotta ögat.

Ända sedan Faradays tid har man vetat att en laddning som rör sig ger upphov till ett magnetfält, och en elektron som rör sig i en cirkel borde alltså skapa ett magnetiskt moment. Om cirkeln har radie r och elektronens hastighet är v så blir det magnetiska momentet μ_L=rev/2. Sätter man in rörelsemängdsmomentet L=mvr så får man μ_L=eL/2m. Alltså en direkt koppling mellan rörelsemängdsmoment och magnetiskt moment.

I början av nittonhundratalet fanns i huvudsak två teorier för hur det magnetiska momentet påverkas av ett magnetfält, Larmors klassiska teori där μ_L i princip kan peka hur det vill, och Bohr och Sommerfelds kvantteori där μL är kvantiserad och t.ex. en atom med L=1 bara kan ha den magnetiska momentvektorn i två riktningar, upp eller ner, relativt det yttre fältet.
Stern och Gerlach designade ett försök för att ta reda på vilket som var fallet.

I ett inhomogent magnetfält kommer en atom med ett magnetiskt moment att påverkas av en kraft på grund av att magnetens ”nord-” repektive ”sydpol” känner av olika fält. Kraftens storlek beror på momentets orientering. En Stern-Gerlach-apparat består alltså av ett inhomogent magnetfält genom vilket man skickar en stråle av atomer och detekterar hur de böjts av när de kommit ut på andra sidan. I originalförsöket använde man sig av silveratomer som skulle ha L=1 i grundtillståndet. Det skulle ge ett tydligt resultat med två diskreta nivåer om kvantteorin stämde. Bilden nedan visar originalresultatet ur Sterns och Gerlachs artikel från 1922.

Till höger ser man tydligt hur silveratomerna delats upp i två strålar av magnetfältet. Vi ser alltså rumslig kvantisering! Kvantteorin stämde alltså och Larmors teori fick stiga åt sidan.

Problemet är bara att resonemanget ovan inte stämmer. Det man egentligen hade sett var effekten av att elektronen har ett spinn, ett intrinsiskt magnetiskt moment. Silveratomen har nämligen L=0 i grundtillståndet och borde inte ha känt någon kraft alls enligt Sommerfelts teori. Den rätta förklaringen kom först 1927 när teorin om elektronens spinn formulerades. Försöket lyckades ju ändå påvisa kvantisering, bara fel kvantisering...

Stern-Gerlach-försöket visade också hur man kan gå till väga för att skapa rena kvanttillstånd. Genom att blockera en av strålarna genom SG-apparaten kan man välja ut atomer med spinn upp eller ner. Det använder man i t.ex. atomklockor.

En intressant anekdot finns också kring experimentet. Det handlar om att man först inte såg något spår alls av silveratomerna efter apparaten. Först efter en stund framträdde mönstret. Det berodde på att Gerlach, som hade dåligt betalt, hade för vana att röka cigarr. Han köpte billiga cigarrer av dålig kvalitet, med högt svavelinnehåll. När han undersökte filmen reagerade silvret med svavlet från cigarröken och mönstret framträdde. Något att tänka på i dagens rökfria labb.

Läs gärna mer i Physics Today 56, s. 53ff, från december 2003.