Under lagerbladet

Uppdaterat SI-system

2011-10-26T11:22:00.001+01:00

Via @KarinBojs såg jag att The General Conference on Weights and Measures har enhälligt röstat för att inleda processen med att byta definitionerna av enheterna kilogram, Ampere, mol och Kelvin.

Bild från New Scientist.

I stället för att kilot skall definieras av en metallklump i Paris skall man sätta ett konstant värde på Placks konstant. Även elektronens laddning, Bolzmanns konstant och Avogadros tal kommer att få bestämda värden på samma sätt som ljusets hastighet i vacuum idag är definierad som exakt 299792458 meter per sekund.

Jag har skrivit tidigare här på bloggen om arbetet med att byta SI-definitionerna. Det är framförallt kilo och Ampere som ställt till problem med sina konstiga definitioner; kilot som massan av en klump metall och Ampere som en ström genom oändligt långa ledare i vakuum. Det sistnämnda kan vara något svårt att reproducera i ett labb. Den konstiga definitionen på Ampere har gjort att man för länge sedan använder alternativa definitioner i praktiska tillämpningar och det man nu mäter egentligen är en enhet oberoende av SI-enheten (även of den har samma värde).

Peer review

2011-10-14T23:01:00.002+01:00

De senaste dagarna har jag flera gånger retat mig på hur vetenskapsjournalister och andra som borde veta bättre beskriver peer review, dvs den granskning av vetenskapliga manuskript som andra forskare gör innan publicering. Det började med The Guardians podcast "Science weekly" som förra veckan spelades in inför publik på Natural History Museum i London. En av paneldeltagarna kritiserade diskussionen kring överljusneutrinerna och tyckte att då resultaten inte genomgått peer review så var det i princip fel att ens diskutera dem. Detta oaktat att det är normalt modus operandi inom grenar av fysiken att förpublicera manuskript på arXiv för att få feed-back på dem innan den officiella peer reviewen. Paneldeltagaren upprepade flera gången att "peer review är guldstandarden för forskning".

Via Åsa Larssons twitterflöde (@archasa) snubblade jag över en annan artikel i ... The Guardian som berör peer review. Artikelförfattaren verkar på något sätt mena att peer review skulle garantera att det som presenteras i en vetenskaplig artikel är sant. Och visst, vi forskare har gjort mycket för att under blåsa den bilden. Det är lätt att få uppfattningen, som ovan, att det går en skarp gräns mellan det som är granskat och därmed sant och det som inte är granskat och som man därför bör ignorera.

Peer review har ett syfte. Det är viktigt att manuskript granskas av andra forskare och forskning som inte genomgått granskning bör man vara vaksam mot.

MEN, allt som står i granskade artiklar är inte sant. Det är en av chockerna man får som ung student/doktorand när man inser hur mycket av den publicerade, peer reviewade forskningen som är ... inte osann... men opålitlig. Oftast är det inte ett medvetet försök av forskarna att fuska utan misstag, misstolkningar, spekulationer utöver det experimenten visar... och så vidare.

En hel del av det här borde fångas upp av en god peer review, men slinker igenom för att granskningen ibland sker slarvigt och slentrianmässigt. Men även den bästa granskaren kommer att missa många fel. Det beror på att det inte är granskningens syfte att kontrollera resultaten. Peer review innebär normalt sett att en anonym forskare får ett manuskript tillsänt sig. Hon/han läser manuskriptet, försöker bedöma om resultaten är intressanta nog för att publiceras (i den aktuella tidskriften), försöker bedöma om resultaten går att utläsa ur de experiment* forskarna presenterar. Man kritiserar oklarheter, kan ställa frågor om metoder, kräva mer mätningar och i bästa fall också ge förslag på hur manuskriptet kan förbättras. Man granskar alltså resultaten utifrån de presenterade mätningarna. Vad man normalt sett inte gör är att granska mätningarna i sig. Om en forskare presenterar felaktiga eller t.o.m. påhittade mätningar kommer det troligtvis att gå igenom granskningen. Det finns många exempel på sådant (t.ex. Jan-Hendrik Schön).

Peer review är alltså inte guldstandarden! Det är upprepning av resultaten av andra forskare som är den verkliga guldstandarden. Där ligger vetenskapens självkorrigerande mekanism. Peer review är ett viktigt instrument i den processen, men det vore bra om vi slutade låtsas som om den är en garanti för god forskning.

*eller analogt för teoripapper.

Nobelpriset i fysiologi eller medicin

2011-10-06T18:40:00.003+01:00

Årets nobelpris i fysiologi eller medicin belönade upptäckter om hur immunförsvaret (vår kropps system för att skydda oss mot tex virus och bakterier) aktiveras. Ralph M Steinman (som tyvärr hann avlida ett par dagar innan priset tillkännagavs) får ena halvan för sin upptäckt av dendritceller på 70-talet. Dendritceller finns utspridda i kroppen och upptäcker när något främmande kommit in i kroppen och aktiverar då det förvärvade immunförsvaret. Bruce A Beutler och Jules A Hoffman delar på andra halvan av priset för sina upptäckter om det medfödda immunförsvaret. Hoffmann upptäckte att mutationer i en viss gen (som kodar för en receptor som kallas Toll) gjorde att bananflugor inte kunde skydda sig mot infektioner. Ett par år senare visade Beutler att samma sak gäller för möss. Här är det relativt nya resultat från andra halvan av 90-talet som belönas. På SvD finns en bra sammanfattning. En mer utförlig beskrivning finns på nobelstiftelsens hemsida.

Byråkratisering

2011-07-18T14:36:00.000+01:00

Från The Scientific Journal Club på LinkedIn hittade jag två artiklar som otäckt väl beskriver känslan man har ibland som forskare just i steget mellan post-doc och PI. Den första, en kolumn i Nature, börjar med orden "When I grow up, I want to be a scientist. Sometimes, though, I fear that it is no longer possible." Författaren fortsätter: "My academic experience thus far has taught me that science has become something done mainly by graduate students and postdoctoral researchers" Och så känns det. Ju närmare man kommer att bli erkänd som en "riktig" forskare, ju längre bort kommer man från det. Det blir mer administration, mer tid går till att söka pengar, o.s.v.

Den andra artikeln, från tidskriften Medical Hypotheses, "The cancer of bureaucracy: How it will destroy science, medicine, education; and eventually everything else" beskriver hur komittébeslutsfattandet sprider sig om en cancer och att ingen längre har någon individuell beslutsrätt och därmed heller inget individuellt ansvar. Det sista är naturligtvis inte ett problem bara inom vetenskapen utan i högsta grad i samhället i stort. I den artikeln är den något dramatiska slutsatsen att byråkratiseringen kommer att leda till en samhällskollaps och en tillbakagång till ett agrart medeltida samhälle...

Jag tror inte riktigt att det är så illa, men det känns verkligen som om man jobbar sig bort från forskningen ju längre man stannar i akademin. Känner folk det på samma sätt inom andra områden också?

Livets enzym

2011-07-06T21:14:00.001+01:00

På den pågående ISACS4-konferensen på MIT under titeln "Challenges in renewable energy" handlar mycket om kemin bakom vattendelning med hjälp av ljus. Vattendelning är kärnan i den process som vi känner som fotosyntes. Även om fotosyntes oftast är sett som produktion av organiska molekyler från koldioxid, vatten och ljus så är det i delningen av vatten till syre och väte som nästan all energi utvinns. Därför är det naturligt att mycket av diskussionerna här handlar om just vattendelning och möjligheterna för artificiell fotosyntes.
Speciellt har det varit mycket uppmärksamhet kring en artikel som publicerades i Nature* för två veckor sedan där strukturen hos enzymet som är ansvarigt för vattendelningen bestämts i detalj. Enzymet kallas Photosystem II (PSII) och är en av de allra viktigaste byggstenarna för livet på jorden. Så mycket att en av talarna kallade det för livets enzym.

Att känna till strukturen hos enzymet är inte bara viktigt ur en grundforskningssynvinkel, det hjälper även till att tillverka konstgjorda katalysatorer för vattendelning. En av de mer uppmärksammade är det artificiella löv som nyligen presenterades av konferensens ordförande Dan Nocera. Det är en stålskiva med katalysator för syreproduktion på ena sidan och väteproduktion på andra. (En prototyp finns redan utställd på MIT museum). Det är ett stort framsteg, men det är fortfarande mycket forskning som behövs innan vi kan säga att problemet med vattendelning är löst, vilket skulle vara ett viktigt steg mot en grönare energiframtid. Vätet från vattendelning kan inte bara användas direkt som bränsle, t.ex. i en bränslecell för att generera elektrisk energi det kan även kombineras med med koldioxid för att ge olika flytande bränslen. Som en intressant sidonot kan man nämna att Nocera kallade växternas förmåga att använda det frigjorda vätet att tillverka socker en "intressant ingenjörslösning" för att de inte kan lagra väte i gasform.

ISACS4 är en intressant konferens om ett mycket intressant och aktivt område där många av världens främsta fysikalkemister är verksamma.

* Nature 473, 55 (2011).

Location:Cambridge, Ma

Elektronen är rund!

2011-05-27T19:56:00.001+01:00

I dagarna har resultat presenterats i Nature¹ som visar att elektronens dipolmoment är 0, med hyfsat god precision*. Det är Ed Hinds grupp på Imperial Collage som ägnat det senaste decenniet att mäta detta. För att vara ett resultat som egentligen inte visar något oväntat har det fått mycket uppmärksamhet på bloggar, i fackpress, media o. dyl. Det intressanta här är att standardmodellen säger att elektronen dipolmoment skall vara noll, eller i alla fall väldigt, väldigt nära noll, men det finns alternativa modeller som förutsäger ett större dipolmoment. Mätningarna sätter därmed gränser för vilka teorier som är förenliga med experiment. Och genom att titta oerhört noggrant på så små effekter så testar man i princip teorier som det behövs LHC-klass-acceleratorer att se på "traditionell väg". Som det står i abstrakt till artikeln:

Our measurement of atto-electronvolt energy shifts in a molecule probes new physics at the tera-electronvolt energy scale.

Den som har mycket gott minne kommer ihåg att jag skrev om de här mätningarna redan för drygt fyra år sedan.

För en, som vanligt, utmärkt beskrivning rekommenderas stark bloggen Uncertain Principles, men även Economistbloggen Babbage ger en god inblick i det intressanta.

¹ J.J. Hudson et al., Improved measurement of the shape of the electron, Nature 473, 493–496 (2011).

Andra bloggar om fysik, dipolmoment, elektron, vetenskap

* Ed Hinds var på Natures podcast och förklarade att om man skulle blåsa upp elektronens storlek till motsvarande hela solsystemet så skulle den största möjliga avvikelsen från absolut rundhet vara bredden på ett mänskligt hårstrå. Så, hyfsat rund :)

Pappersbaserade detektorer

2011-05-19T22:36:00.000+01:00

Det finns i princip tre anledningar till att man utvecklar utvecklar nya mätinstrument och -metoder. Den första, och sexigaste, är att man vill kunna mäta något som inte tidigare var möjligt. Den andra är att man vill kunna mäta något bättre än vad som tidigare var möjligt. Dessa två är det man i allmänhet förknippar med forskning och utveckling. Tänk partikeldetektorer, atomur eller cancerdiagnostik... Men den tredje anledningen, att kunna mäta något billigare än vad som tidigare var möjligt, är kanske den allra viktigaste för kommersialiseringen och spridningen av en metod. Inom företag ägnas mycket forskning åt den tredje anledningen, men inom akademin är det något som ses som mindre intressant.

Ett undantag från den bilden är George M. Whitesides, professor på Harward och en av kemins superstjärnor.* På senare år har Whitesides intresserat sig för papper, istället för kisel eller PDMS, som bas för detektorer. I en rad artiklar har hans grupp publicerat pappersbaserad ELISA, och electrokemiska detektorer. I en artikel som accepterats i Lab on a Chip presenterar man nu en piezoelektisk kraftsensor av papper.

Pappersbaserad kraftsensor.

En piezoelektrisk sensor fungerar genom att en ledare ändrar resistans när den deformeras. Genom att tillverka ledaren av kolbaserat bläck stencilerat på papper kunde man tillverka en sensor som kan mäta krafter på upp till 16mN (motsvarande tyngden av en 0,16 grams vikt) med ca 1% precision. Har man väl tillgång till bläcket tillverkas sensorn på under en timme med hjälp av en målarkniv och en pappersskärare. Den totala materialkostnaden är ungefär 0,04US$. På samma sätt tillverkade de även en våg för vikter upp till 15 gram med en mätnoggrannhet på 0,4g.

Det papperslösa kontoret gör plats för det pappersbaserade labbet.

* Whitesides har publicerat drygt 1000 vetenskapliga artiklar, och har ett h-index runt 100. Han har startat ett dussin företag och har varit en ledande figur inom än mängd områden i modern kemi, spektroskopi och nanoteknologi, bl.a. var han en av de absoluta pionjärerna inom mikrofluidik. Hans labb har som mål att "fundamentalt förändra de vetenskapliga paradigmen". Och han lyckas ofta.

X. Liu, M. Mwangi, X.J. Li, M. O'Brien och G. M. Whitesides, Paper-based piezoresistive MEMS sensors, Lab Chip, in press, doi:10.1039/C1LC20161A.

Diffraktion och interferens

2011-02-22T22:21:00.000+01:00

Nästa post* i serien om de båda Natureartiklarna handlar om diffraktion, och speciellt om hur man kan använda diffraktion för att få fram strukturen hos en kristall.

Diffraktion betyder böjning av vågor och är något som händer när ljusvågor stöter emot ett hinder, som t.ex. en liten spalt, ett hårstrå eller går in i ett material med annat brytningsindex. Att olika våglängder böjs olika mycket ger upphov till det färgade mönster som syns när ljus träffas en CD-skiva. Om ljus faller in mot en liten öppning så kommer det att böjas runt kanten på öppningen.

Interferens av två vågor i fas och helt
ur fas. Bild från Wikipedia.

Interferens är när två vågor summeras. Om vågorna är i fas ger de en högre resulterande våg. Om de har samma våglängd och är helt ur fas kan de släcka ut varandra.

Diffraktions- och interferensmönster i
dubbelspalt. Bild från Wikipedia.

Samverkan mellan interferens och diffraktion ger upphov till de mönster som syns i t.ex. ett dubbelspaltexperiment. Ljus från den ena spalten släcker ut ljuset från den andra i vissa riktningar och förstärker det i andra.

Braggspridning i två kristallplan.
Bild från Wikipedia.

I en kristall sitter atomerna ordnade i ett bestämt mönster som upprepas om och om igen. När man tittar in i kristallen från olika riktningar ser atomerna ut att vara ordnade i plan, ungefär som när man ser gravstenar på rad på militärkyrkogårdar. När ljus träffar en kristall kommer en del av ljuset att studsa mot det första atomplanet. En del tränger igenom det första kristallplanet och studsar mot det andra. Ytterligare en del studsar mot det tredje, o.s.v. Ljuset som reflekteras från de olika planen kommer att interferera och släcka ut varandra om inte skillnaden i sträcka mellan plan n och plan n+1 är exakt en multipel av en våglängd. Det här kallas för Braggs lag efter William Henry Bragg och William Lawrence Bragg som fick Nobelpriset för sina studier av kristallstrukturer.

Exempel på diffraktionsmönster
från olika kristallstrukturer.
Bild från Penn State.

Skillnaden i väglängd är beroende av vinkeln ljuset sprids i och på avståndet mellan planen. Man kommer alltså att se spritt ljus bara i vissa speciella vinklar från varje kombination av kristallplan. Genom att studera i vilka riktningar ljuset sprids kan man beräkna hur kristallstrukturen ser ut.

Men, eftersom avståndet mellan atomplanen är väldigt litet och det krävs att våglängder är ungefär den samma som avståndet mellan planen fungerar det inte att använda synligt ljus för att undersöka kristallstrukturer. Istället får man använda röntgenljus med en våglängd mindre än en nanometer.

* Lite senare än beräknat, men jag får skylla på att det kändes högre prioriterat att svara på en granskningsrapport.

När kollade du innehållsförteckningen senast?

2011-02-20T21:30:00.006+01:00

Förra veckan sände Uppdrag granskning ett program om "nanoteknikens okända effekter på hälsan". Om detta kan man säga mycket (bland annat att man verkade använda nanoteknik=nanopartiklar vilket inte på något sätt är korrekt), och rätt många människor har uttryckt sin skepsis mot "nanopartiklar" i kosmetika efter detta program. Det får man förstås gärna vara tveksam till (och jag tycker att man ska ta människors "kemikalierädsla" på allvar, men jag tycker inte att man ska underblåsa densamma med tendentiösa och inte helt välunderbyggda reportage i media).

Hur som helst, reportaget och kommentarerna fick mig att fundera på om de som är rädda för nanopartiklarna känner sig helt bekväma med alla andra kosmetiska produkter de använder. Så nedan följer innehållsförteckningarna* från två produkter som fanns lättillgängliga i mitt eget badrum. Den första använder jag dagligen, den andra är ett varuprov som ännu är oöppnat. Någon som vågar sig på gissa vad det är för produkter?

Produkt 1: vatten, isopropylpalmitat, sorbitol, lanolin, glycerylstearat, cetylestrar, steareth-2 (en polyetylenglykoleter), PEG-100 stearat (PEG=polyetylenglykol), cerasin, trietanolamin, tocoferylacetatsteareth-20, carbomer, metylparaben, parfym, bensylbensoat, butylparaben, etylparaben, hydroxycitronellal, isobutylparaben, propylparaben, limonen, geraniol, linalool, citronellol, kanelalkohol, alfa-isometyljonon

Produkt 2: vatten, dietylhexylkarbonat, canola, glycerin, polyglycerol-3 metylglukosdistearat, cetearyl isononate, glycerylstearat, butyrospermum parkii, cetearylalkohol, hydrogenerad coco-glycerider, natrium hyaluronate, pantenol, hydroxyetylacrylat/natrium akryldimetyl taurat copolymer, squalane, tocoferylacetat, dimetikon, PEG-100 stearat, natriumcitrat, xanthangummi, allantoin, polysorbat 60, citronsyra, ceramid 3, ceramid 6II, ceramid 1, fytosfingosin, kolesterol, carbomer, natrium laurayl lactylat, metylsilanol mannuronat, betain, tocoferol, natriumlaktat, natrium pca, glycin, fruktos, urea, niacinamid, inositol, mjölksyra, natriumbensoat, metylparaben, natriummetylparaben, propylparaben, fenoxyetanol, sorbinsyra

*Jag har försökt översätta till svenska, men kan ha missat på något ställe. Jag vill också påpeka att en del namn är trivialnamn även om de låter "kemiska".

Frielektronlasrar

2011-02-11T16:57:00.000+01:00

Det mest utmärkande draget för en laser, men kanske inte det man först tänker på, är att ljuset den skickar ut är väldigt koherent. Koherens är en egenskap hos en vågor som talar om hur väl korrelerad en våg är med en annan våg eller med sig själv. Enkelt uttryckt innebär koherens att om man undersöker en våg på en plats kan man säga hur den kommer att se ut på en annan plats (rumskoherens) eller på samma plats vid en annan tidpunkt (tidskoherens). Att vågor är koherenta är en förutsättning för att man skall kunna se fenomen som interferens.

I en typisk laser alstras koherent strålning genom stimulerad emission (därav "ser" i ordet laser -stimulated emission of radiation). Först ser man till att lasermediet, som kan vara en gas, en kristall, eller en halvledare, innehåller en stor andel atomer/molekyler/elektroner i ett speciellt exciterat tillstånd genom att pumpa det med energi från en extern källa. När en ljusvåg passerar genom lasermediet stimulerar den de exciterade partiklarna att skicka i väg ljus av samma fas och våglängd med resultatet att man får en förstärkt ljusvåg med samma egenskaper som den ursprungliga ("la" light amplification).

Undulator. 1. Magneter 2. Elektronstråle
3. Cyklotronstrålning. Bild från Wikipedia.

En frielektronlaser (FEL) fungerar efter en helt annan princip. När en laddad partikel, i det här fallet en elektron, böjs i ett magnetfält skickar den ut elektromagnetisk strålning, så kallad cyklotronstrålning (eller om energin hos partiklarna är hög - synchrotronstrålning). Genom att skicka in elektroner från en accelerator, med en hastighet juuust under ljushastigheten, i en s.k. undulator, en uppsättning magneter med alternerande polriktning, så kan man få elektronerna att röra sig i en oscillerande bana och skicka ut ljus i varje sväng. Denna teknik har utnyttjats länge i synchrotroner för att få fram ljus av hög intensitet. I en synchrotron är ljuset inte koherent. I en FEL kan man få fram koherent ljus genom att ha en längre undulator där elektronerna har tid att påverkas av fältet i det utsända ljuset. Elektronerna klumpas då ihop (microbunching) och skickar ut ljus koherent. Principen har varit känd länge, men tekniska problem har börjat överkommas endast de senaste åren.

I likhet med en synchrotron kan våglängden hos ljuset från en FEL varieras från någon ångström till millimeter, dvs från röntgen till mikrovågor. Röntgenljus går inte att alstra med några andra typer av lasrar eftersom det inte finns några material att tillverka de nödvändiga speglarna av. Ljuspulserna kan vara så korta som några tiotals femtosekunder (på 100 fs hinner ljus röra sig ca 30 µm eller ca radien på ett hårstrå) med en intensitet 10 miljarder gånger större än hos en synchrotron.

Världens kraftigaste FEL finns i Stanford där man byggde om den berömda acceleratorn på SLAC till en gigantisk FEL. Linac Coherent Light Source (LCLS), som togs i bruk i slutet av 2009, kan leverera ljus från 540 till 9000 eV (2.3 till 0.14 nm) med en pulsenergi på 2-3 mJ. Då pulslängden kan vara runt 100 fs ger det en effekt på 10 GW och en flödesdensitet på >10²⁰W/m² i röntgenområdet. Så korta intensiva röntgenpulser öppnar för mycket ny forskning, som vi skall se.

Men man är inte nöjda med det. I en läsvärd artikel från 2005¹ beskrivs metoder för att kunna nå ännu kortare pulser ner till hundratals attosekunder. Det skulle öppna ytterligare dörrar.

1 Feldhaus, J., Arthur, J. & Hastings, J. B. X-ray free-electron lasers. J. Phys. B 38, S799-S821 (2005).

Diffraktion, röntgen, protein, acceleratorer...

2011-02-08T17:28:00.002+01:00

Två intressanta artiklar publicerades just back-to-back i Nature [1,2]. Båda artiklarna handlar om samma ämne och är till stor del skrivna av samma författare. Det rör sig om röntgendiffraktion av biopartiklar. Artiklarna är intressanta av flera anledningar. Den första anledningen är så klart själva resultaten. Men för mig är det ändå hur många olika vetenskapsområden som är berörda som är det riktigt intressanta. Att artiklarna har drygt 80 olika författare från 20 lab runt om i världen (varav några svenska) understryker det. Om man skulle sammanfatta artiklarna i ett par meningar skulle man kunna säga att forskarna använt en frielektronlaser (FEL) för att bestråla virus eller nanokristaller av biopartiklar. Man kan sedan använda spridningen av ljuset, i det här fallet i röntgenområdet, för att beräkna kristallstrukturen hos de bestrålade partiklarna. Det nya är att genom att använda en FEL kan man göra mätningarna på mindre kristaller, eller som i [2] på enstaka virus.

Den aktuella forskningen är i sin komplexitet en guldgruva att välja bloggämnen ur. Till exempel:

Hur funkar en laser, och vad tusan är en frielektronlaser
Acceleratorer och deras fysik
Vad är diffraktion och hur ger det kristallstrukturer
Hur går det normalt till när man tar fram proteinstrukturer ur diffraktionsmönster
Olika tidsskalor för energidistribution
Massor av biologi... antar jag
osv.

Jag tänkte under de närmaste dagarna (eller kanske veckan, beroende på arbetsbörda) skriva ett par bloggposter om några av ovanstående punkter, och lära mig något själv också. Sedan kan man återvända till artiklarna och kanske förstå vad som är så nytt och coolt som gör att det är värt inte en utan två Nature-artiklar.

UPPDATERING: På DESYs hemsida finns ett mycket bra pressmeddelande om artiklarna. Läsvärt för den som kan tyska.

UPPDATERING 2: Läs om frielektronlasrar.

[1] Chapman, H. N. et al. Femtosecond X-ray protein nanocrystallography. Nature 470, 73-77 (2011).
[2] Seibert, M. M. et al. Single mimivirus particles intercepted and imaged with an X-ray laser. Nature 470, 78-81 (2011).

Geparder har mer genetisk variation än man tidigare trott

2011-02-02T12:45:00.007+01:00

I Biologiundervisning nämns ibland Geparden (Acinonyx jubatus) som ett exempel på ett djur som har mycket låg genetisk variation. Det borde man sluta med nu. En ny artikel i tidskriften Molecular Ecology visar nämligen att den genetiska variationen är större än man trott. Författarna visar också att Geparder från Asien är genetiskt mycket olika de som finns i Afrika och de asiatiska individerna bildar en egen grupp i släktträdet. Den asiatiska geparden är utrotningshotad och finns numera bara i Iran, men hade tidigare en mycket större utbredning. Även i Afrika är olika underarter av Geparder mycket olika varandra. Studien inkluderade både nutida geparder och historiskt material från museum. Huvudorsaken till att denna studie visar att det finns mer genetisk variation än man tidigare trott, är att den undersöker gepardpopulationer som aldrig förut undersökts genetiskt.

Referens:

Charruau et al (2011) Phylogeography, genetic structure and population divergence time of cheetahs in Africa and Asia: evidence for long-term geographic isolates. Molecular Ecology 20: 706-724.

Kemikalender året runt

2011-01-27T10:57:00.004+01:00

I och med att den officiella invigningen av internationella kemiåret går av stapeln idag så lanseras nu också en av de västsvenska satsningarna på detsamma.

Ett samarbete mellan Chalmers, Göteborgs Universitet, Universeum och Molecular Frontiers (i samarbete med filbolaget Untamed Science) presenterar den första av filmerna som kommer att produceras för det man valt att kalla "Kemikalendern". En ny film för varje månad, olika teman, som ska illustrera så väl kemins roll i vardagen, som en del av den forskning som pågår. Först ut är temat "konst och kultur" - inte helt otippat handlar det om färger. (Kemisten i filmen är för övrigt en kollega till mig.)

Snart dags att kasta metallklumpen?

2011-01-23T13:28:00.003+01:00

Jag skrev för länge sedan om hur man vill ändra definitionerna av SI-enheterna till att vara bestämda av värden på naturkonstanterna, så som metern idag är definierad ur det exakta värdet på ljushastigheten i vakuum. Det stora problemet med dagens SI-enheter är så klart kilot som enligt definitionen är "equal to the mass of the international prototype of the kilogram" som förvaras i Paris. Bättre hade varit att definiera kilogrammet mot en naturkonstant. I en läsvärd artikel från 2006¹ (tyvärr bakom betalvägg) redogör författarna för möjliga nya definitioner för kilogram, ampere, kelvin och mol.

We propose here that these four base units should be given new definitions linking them to exactly defined values of the Planck constant h, elementary charge e, Boltzmann constant k and Avogadro constant N_A, respectively.

I dagarna publicerades en artikel i Physical Reveiw Letters² där en grupp forskare lyckats bestämma N_A genom att tillverka en sfär av kisel och mäta dess vikt och räkna ut atomantalet i den. Det låter kanske inte så imponerande, de flesta har gjort liknande experiment i gymnasiet. Skillnaden ligger så klart i precisionen. Artikeln, som finns gratis tillgänglig som pre-print på ArXiv, är en fascinerade inblick i högprecisionsmätningar.

För att kunna göra mätningarna måste man ha en isotopiskt och kemiskt ren sfär med extremt väl känd storlek, och därtill helt utan kristalldefekter. Först tog man fram rent ²⁸Si genom att centrifugera SiF₄-gas på samma sätt som man anrikar uran genom att centrifugera UF₆. Sedan användes den rena gasen till att växa kiselkristaller som sedan formades till sfärer. Dessa sfärer är bland de rundaste föremål som någonsin tillverkats - de avviker från perfekt sfäriskhet med bara 1 del på 10 miljoner - eller annorlunda uttryckt - hade de varit stora som jordklotet hade det högsta berget varit 5 meter högt och den djupaste dalen 8 meter djup. Eftersom gitterkonstanten (avståndet mellan atomerna i kristallen) hos kisel kan mätas med röntgendiffraktion och man känner till storleken och massan hos sfärerna kan man räkna ut Avogadros tal. Resultatet är att man från två prover lyckas mäta talet till N_A = 6,022 140 78(18) x 10²³ mol^-1 vilket är en relativ onoggrannhet på 30 miljarddelar. Man skriver att det inte är riktigt tillräckligt för att ännu kunna ersätta PtIr-klumpen i Paris, men att man tror sig kunna uppnå tillräcklig noggrannhet inom "överskådlig tid".

Jag trodde faktiskt att det skulle vara så enkelt att man sedan definierad om kilot genom att t.ex säga att N_A ¹²C-atomer väger exakt 12g. Men snarare är tanken att man skall definiera mängden mol med hjälp av det uppmätta värdet på N_A och sedan definiera kilot med hjälp av Plancks konstant.

En intressant sidoeffekt av sådana definitioner med fixt värde på en konstant är att man inte mäter konstanten, utan enheten. Exempel: alla har väl då och då gjort experiment med att mäta ljushastigheten (om inte pröva choklad-mikrougnsvarianten). Men eftersom ljushastigheten är exakt 299 792 458 m/s är det egentligen inte den man mäter, utan längden på en meter. Visst låter det underligt, men tänk på det en stund... Det är alltså en helt legitim fråga att ställa sig "Hur lång är en meter?".

Referenser
¹ I. M. Mills, P. J. Mohr, et al. (2006). "Redefinition of the kilogram, ampere, kelvin and mole: a proposed approach to implementing CIPM recommendation 1 (CI-2005)." Metrologia 43: 227-246. (länk)
² Andreas, B., Y. Azuma, et al. (2011). "Determination of the Avogadro Constant by Counting the Atoms in a ²⁸Si Crystal." Physical Review Letters 106: 030801. (länk, gratis ArXiv)

Är en doktorsexamen slöseri med tid?

2011-01-08T18:43:00.000+01:00

Det är frågan som en reporter i The Economists julspecial ställer sig i artikeln "The disposable academic" med undertiteln just "Why doing a PhD is often a waste of time". Artikeln fokuserar på det faktum att mängden examinerade doktorer har ökar lavinartat de senaste decennierna, medan mängden personer som anställs inom akademin, där en doktorsexamen i allmänhet är ett krav, inte ökad i samma grad. Hon går vidare med att presentera en lång rad data som visar att det till stor det inte är ekonomiskt försvarbart för en individ att doktorera och sedan gå vidare ut i industrin - i många fall tjänar en doktor mindre än en person med masters-examen i samma ålder.

Så varför utbildar universiteten så många doktorer om de ändå inte kommer att få jobb inom akademin? En anledning, argumenterar reportern, är att de fungerar som billig arbetskraft att hålla labb och undervisning igång. Tillsammans med post-docs, som kallas "the dark underbelly of academia", sköter doktoranderna mycket av forskningen som någon form av underbetald "slave labours". Artikeln går sedan vidare och argumenterar för att mycket av det man lär sig inom doktorandutbildningen, t.ex. "[w]riting lab reports, giving academic presentations and conducting six-month literature reviews", inte är särskilt relevant för att liv utanför akademin. Artikeln avslutas med att inom många institutioner räknas ett högt antal disputerade som en indikator på framgång, medan metriken kanske egentligen borde vara hur snabbt de får jobb och hur mycket de tjänar.

Jag tycker artikeln tar upp ett intressant problem - det finns en överproduktion av doktorer och doktorsutbildningen kanske inte alltid lär ut det som efterfrågas vare sig i industrin eller akademin - men jag tycker att den helt missar målet. Den fokuserar väldigt mycket på ekonomisk payoff, men jag har svårt att tro att det är många som ger sig efter en doktorsutbildning för pengarnas skull. I princip alla jag känner som doktorerar/at har gett sig in i det för att det är en möjlighet att fördjupa sig i något man tycker om. Om inte alltid ämnet per se så själva processen att forska, att lista ut något, att ständigt fortsätta lära sig något nytt.

"A short course in supply and demand" heter en avdelning i artikeln där det beskrivs hur doktorander underbetalas för att sköta undervisning o.s.v. Men samma rubrik kan man sätt på det faktum att att folk fortfarande verkar vilja doktorera, t.o.m i ett land som Polen, där det ibland är svårt att ens klara sig på den lilla lönen man får. Lite underligt att det missas i en liberal tidskrift som The Economist.

Det är bra att man är frank med att en stor del av dem som doktorerar inte kommer att få jobb inom akademien. Det är också bra att studenter får klart för sig att att en Dr kanske inte alltid är det som industrin efterfrågar. Men när studenter har det klart för sig, och det tror jag de flest har idag, så har jag lite förståelse för gnäll som artikelförfattaren som "slogged through a largely pointless PhD in theoretical ecology". Det kanske även behövs en liten förändring i attityd bland doktorander och deras kollegor - att det är ok att sluta om det inte är din kopp te. Det är inte mer ett misslyckande än att sluta på ett annat jobb. Jag har nämligen också svårt att förstå dem som ser doktorerandet som ett kall där man skall härdas genom lidande...

Vad tycker ni? Har ni doktorerar? Funderar ni på det? Är det överskattat och onödigt eller ger det värdefull erfarenhet för livet både inom och utom akademin?

Ett år för ett ämne med imageproblem

2011-01-07T15:36:00.004+01:00

2011 är av FN:s generalförsamling utsett till "International Year of Chemistry". (2009 var astronomins år och 2010 var det biodiversitet på schemat, för den som eventuellt undrade.) 2011 råkar också sammanfalla med "hundraårsjubileet" av Marie Curies nobelpris i kemi, som hon tilldelades för upptäckterna och studierna av grundämnena radium och polonium.

Ett antal mål har ställts upp för året, och lyder som följer

Increase the public appreciation and understanding of chemistry in meeting world needs;
Encourage the interest of young people in chemistry ;
Generate enthusiasm for the creative future of chemistry ;
Celebrate the role of women in chemistry or major historical events in chemistry, including the centenaries of Marie Curie’s Nobel Prize and the founding of the International Association of Chemical Societies.

Med tanke på att kemin i även i vanliga fall har vissa imageproblem (väldigt många människor är till exempel omotiverat rädda för "kemikalier" trots att de glatt klär sig i GoreTex och aldrig skulle drömma om att tvätta håret med enbart vatten - som i sig är ett ämne med minst sagt speciella kemiska egenskaper) och året har startat med en kemisk skandal - dioxinerna i tyskt djurfoder - så kan det behövas lite imageförbättrande åtgärder. Hurvida det kommer att lyckas återstår förstås att se.

Min egen ambition är i alla fall att få till några poster här om vad kemi egentligen är bra för, och varför vi ska vara glada att den moderna kemin finns. Ämnen som kan tänkas komma under behandling är bland annat Vatten och Mat, Material och Kläder, Energi och inte minst Läkemedel. Och så kanske det blir något inlägg om varför våra politiker borde veta lite mer om naturvetenskap i allmänhet. Då kanske vi skulle slippa populistiska, tillika idiotiska krav på kemikaliefria zoner, eller koldioxidfria samhällen.

Gott nytt kemiår på er!

Länkar:
UNESCO
Kemins år 2011
Ameican Chemical Society firar kemins år

Grattis kvantfysiken - 110 år

2010-12-14T23:48:00.002+01:00

Idag, den 14 december, brukar räknas som kvantfysikens födelsedag. Det var den här dagen, år 1900, som Max Planck höll sitt berömda föredrag på Deutsche physikalische Gesellschaft (DPG) där han lade fram den formel för förhållandet mellan utstrålad energi I(λ,T) och våglängd hos en svartkroppsstrålare.
När jag läste grundläggande kvantfysik fick vi lära oss hur Planck ansatte att energin var kvantiserad, vilket ledde till ett uttryck för I(λ,T) som visade sig passa med mätningar. I själva verket var ordningen en annan.

Strålningsprofil från en svart kropp
av olika temperatur.

Problemet att finna I(λ,T) för en svartkroppsstrålare gick tillbaka till Kirchhoff (han med lagarna för elektriska kretsar) som lade fram problemet 1859. Det jobbades hårt på att ta fram en teori för att beräkna formen, men minst lika hårt med att utveckla de instrument som behövdes för att mäta strålningsprofilen. Ett viktigt framsteg gjordes 1878 när Langley uppfann bolometern, som noggrant kunde mäta energin hos elektromagnetisk strålning. En anledning, utöver att utveckla en teori för strålning, att det var så viktigt att finna I(λ,T) var att med det elektriska ljusets inträde behövdes en standard för luminositet. Vid Physikalisch-Technische Reichsanstalt i Berlin samlades en rad framstående experimentalister, som Otto Lummer, Ernst Pringsheim, Ferdinand Kurkbaum, och Heinrich Rubens, och teoretiker som Wilhelm Wien och Max Planck. 1896 lade Wien fram en empirisk lag

som korrekt beskrev strålningsprofilen. Planck var dock inte nöjd; han ville härleda uttrycket från termodynamiken. Tre år senare, 1899, hade han lyckats, och presenterade för DPG en härledning ur entropin för en mängd endimensionella oscillatorer i termisk jämvikt med ett strålningsfält. Allt såg ut att vara frid och fröjd. Men experimentalisterna hann i kapp. När man lyckades mäta strålningsprofilen vid långa våglängder, i det infraröda området, vilket var svårt, insåg man att Wiens lag inte stämde. Rubens var hemma hos Planck på middag den 7 oktober 1900 och berättade för Planck om de nya resultaten. Den 19 oktober presenterade Planck, igen för DPG, en ny formel

mycket snarlik den gamla. Ekvationen presenterades utan grundläggande motivering. Planck hade valt den för att det var den enklaste formeln som passade strålningsprofilen och gav rätt form på uttrycket för entropin hos en oscillator. Två månader senare, den 14 december, lade han under titeln "Zur Theorie des Gesetzes der Energieverteilung im Normalspectrum"* en motivering där han antog att energispektrumet inte var kontinuerligt utan "utgjord av ett helt bestämt antal finita lika delar".

Det här var alltså kvantmekanikens födelse. Den kom ur ett nära samarbete mellan experiment och teori i ett fokuserat arbete att lösa ett bestämt problem. Planck själv insåg inte vilken grundläggande betydelse hans kvantisering skulle ha. För honom var det ett bekvämt matematiskt trick, han skrev själv att "jag tänkte inte särskilt mycket på det". Det var med Einstein, som aldrig helt accepterade kvantmekaniken, och den fotoelektriska effekten 1905 som kvantiseringens realitet blev uppenbar.

Andra bloggar om fysik, vetenskap, vetenskapshistoria, kvantmekanik. Intressant?
* För den som kan tyska är orginalpappret (här, M. Planck, Verhandlungen der Deutschen physikalischen Gesellschaft 2 (1900) Nr. 17, s. 245) både läsbart och intressant, inte minst den underbart tyska inledningssatsen på 17 rader. Vilken enorm omvandling kvantmekaniken var för fysiken kan man få en ide om när man läser vad Einstein skrev 13 år senare (Albert Einstein: Collected Works, Band 4, Dokument Nr. 23, p. 562):

Es wäre erhebend, wenn wir die Gehirnsubstanz auf eine Waage legen könnten, die von den theoretischen Physikern auf dem Altar dieser universellen Funktion f hingeopfert wurde; und es ist diesen grausamen Opfers kein Ende abzusehen! Noch mehr: auch die klassische Mechanik fiel ihr zum Opfer, und es ist nicht abzusehen, ob Maxwells Gleichungen der Elektrodynamik die Krisis überdauern werden, welche diese Funktion f mit sich gebracht hat.

Den klassiska mekaniken föll offer, och man visste alltså ännu inte om ens Maxwells ekvationer skulle överleva krisen denna funktion f (som vi kallade I ovan) dragit med sig.

Maxwells demon eller energi ur information

2010-12-10T18:13:00.000+01:00

Maxwells demon släpper igenom varma molekyler men inte kalla.

En av de klassiska paradoxerna inom termodynamik är Maxwells berömda demon som i ett tankeexperiment kan separera varma och kalla molekyler och därmed bryta mot termodynamikens andra huvudsats - den som säger att i ett slutet system ökar entropin. Den klassiska beskrivningen lyder så här: Gasen i behållarna A och B är i termodynamisk jämvikt. Mellan behållarna finns en lucka; en demon kan öppna luckan för att låta en varma molekyler passera från A till B och kalla från B till A. Detta leder till att entropin minskar utan att någon energi tillsats till systemet (om luckar är friktionsfri o.s.v.) vilket bryter mot andra huvudsatsen. Lösningen, som debatterats i ett drygt sekel bygger på att för att kunna bedöma om han skall öppna luckan eller inte så krävs att demonen besitter information om systemet. Mängden information som krävs svarar mot skillnaden i entropi mellan start- och sluttillstånden.¹

En konsekvens av detta är att man kan använda information för att få arbete ur ett värmebad². 1929 visade Szilárd³ i ett vackert tankeexperiment⁴ hur man med 1 bit information kan få ut E=(log 2)k_BT Joule energi, där k_B är Boltzmanns konstant och T temperaturen. Szilárdmotorn, som den nu är känd som består av en låda innehållande en enda partikel som kan röra sig antingen till höger eller till vänster. I det högsta entropitillståndet har vi ingen aning om var i lådan partikeln befinner sig. Vi vet att lådan innehåller energi, men vi kan inte få ut den.

Om man däremot vet i vilken halva av lådan partikeln befinner sig, dvs har en bit information om systemet, kan man snabbt stoppa in en pistong. Partikeln kommer att putta på pistongen och dess rörelse kan utnyttjas till användbart arbete. Man måste dock vara noggrann med att påpeka att man inte omvandlar information till energi. Energin kommer ur värmebadet, som kommer att ha en lägre temperatur efteråt.

En enkel Szilárdmotor. Bilden stulen från Cosmic Variance.

Maxwells demon är alltså ett tankeexperiment som varit drivande för mycket av den moderna förståelsen av entropibegreppet. I en artikel publicerad i Nature Physics ⁵ härom veckan har man för första gången lyckat bygga en Szilárdmotor i labbet. "Motorn" består av en roterande pendel, byggd av två 300nm latexkulor, i ett roterande elektriskt fält. Genom att listigt konfigurera fälten kan man skapa en form av spiraltrappa för pendeln där den ena rotationsriktningen leder "upp" mot högre energi, och den andra "ner" mot lägre. Pendeln är så liten att den, om de elektriska fälten är avstängda, roterar med- eller moturs enligt den brownska rörelseprincipen.

En experimentell Szilárdmotor. Observera att den inte är skalenlig. Bild från 5.

Genom ett feedbacksystem där man observerar pendelns position med en höghastighetskamera och switchar fälten om den är på rätt plats kan man få pendeln att rotera i upp-riktningen. Man kan alltså använda informationen om för att låta pendeln gå till en högre energinivå. Ytterligare ett listigt trick, där de väntade en kort tid mellan mätningen och växlingen av fälten, gjorde att forskarna precis kunde relatera mängden information och hur snabbt pendeln rörde sig. Under väntetiden hinner pendeln flytta sig lite och chansen att den skall befinna sig där den flyttas "upp" minska med ökande väntetid. Precis det kunde man observera. Jag rekommenderar för övrigt att läsa artikeln - den är väldigt klart skriven.

Som experimentalist finner jag det naturligtvis kul att ett klassiskt tankeexperiment realiserats. Men någon kanske undrar varför det tagit så länge. Om man bara läser själva artikeln ser det ganska rättframt ut, men en titt i extramaterialet på Natures sida (pdf - gratis) avslöjar hur mycket rent experimentella svårigheter man stöter på. Bara att tillverka en pendel av två nanobollar, så små att de knapp är synliga i mikroskop, och fästa den precis över elektroderna i en experimentcell tunnare än ett hårstrås tjocklek kräver en del tålamod. Den som inte själv är experimentalist har nog svårt att uppskatta vilket arbete som ligger bakom många av de till synes enkla experiment man läser om.

¹Naturligtvis är det mer komplicerat än så (är det inte alltid det). Se Wikipedia-artikeln om demonen för en längre diskussion om det hela.
¹ Ett värmebad är inom termodynamik ett system med helt homogen temperatur. Enligt andra huvudsatsen kan den värmeenergin inte utnyttjas för att utföra arbete.
³ Szilárd är annars mest känd för att varit en av pionjärerna inom kärnfysik, bl.a. den som upptäckte kedjereaktioner och patenterade en kärnreaktor redan 1934.
⁴L. Szilárd, On the decrease of entropy in a thermodynamic system by the intervention of intelligent beings. Z. Phys. 53, 840-856 (1929). (pdf)
⁵ S.Toyabe, T. Sagawa, M. Ueda, E. Muneyuki och M. Sano, Experimental demonstration of information-to-energy conversion and validation of the generalized Jarzynski equality, Nature Physics 6, 988–992 (2010). (Betalversion, gratis från Arxiv.

Andra bloggar om Vetenskap, fysik, entropi, termodynamik.

Den Vetenskapliga Litteraturen och dess innehåll

2010-12-01T20:39:00.003+01:00

När det talas om Den Vetenskapliga Litteraturen så är det oftast det aldrig sinande flödet av vetenskapliga publikationer, författade av forskare, avsedda främst för andra forskare, som åsyftas. Men den kurslitteratur som används på lärosätena är, eller bör i varje fall, också vara en del av den vetenskapliga litteraturen. Kurslitteraturen ska normalt sett specificeras i kursplanen, men i praktiken står enskilda lärare ofta för en del material, exempelvis kompendier. Ibland rent av hela böcker.

Och just detta, en bok som används på KTH (och som eventuellt också har använts på Chalmers) är på tapeten. Det började, tror jag, med en artikel i Metro Teknik, och har sedan följts upp av bland annat DN och SR.

Boken har fått mest uppmärksamhet för sina tendentiösa påståenden rörande klimatvetenskap. Här ett citat ur boken:

"Climategate unfolded in November 2009 when a whistleblower uploaded
thousands of emails by scientists connected to the UN Intergovernmental
Panel for Climate Change IPCC formed to study Anthropogenic Global
Warming AGW by CO2 emission from burning of fossil fuels. The emails
revealed questionable scientific methods and thus undermined the scientific
basis of AGW."

Ovanstående påstående kan på goda grunder ifrågasättas, men är ett fint exempel på hur tendentiös boken är. Textraderna ger tydliga indikationer beträffande författarnas åsikter i klimatfrågan - möjligen inte ett ämne som har en självklart plats inom numerisk analys. Det finns också ett räkneexempel rörande klimatförändringar i boken, som inleds på följande vis:

"Once Icarus and Daedalus have escaped from the Labyrinth of Ignorance,
they wiil be ready to take on problems. What is the biggest problem facing
humanity today? Is it Global Warming because of increasing CO2 in the
atmosphere from burning fossil fuels like oil and coal, and from humans
breathing and cows letting out? Can we all go on breathing or will it be
reserved for the rich?"

Jag antar att ingen har några problem att gissa vad räkneexemplet kommer fram till?

Och den som inte tycker att ovanstående räcker som exempel på den lätt oortodoxa tonen i boken kan kika på nedanstående exempel:

"But elevating wave-particle duality to a physical principle is a cover-up of a contradiction [3, 4, 11]: As a reasonable human being you may sometimes act like a fool, but duality is here called schizophrenia, and schizophrenic science is crazy science, in our time represented by CO2 climate alarmism ultimately based on radiation as streams of particles. The purpose of this note is to show that particle statistics can be replaced by deterministic ﬁnite precision computational wave mechanics. We thus seek to open a door to restoring rational physics including climate physics, without any contradictory wave-particle duality."

Om man är positivt lagd kan man ju se det som ett läromedel som uppmuntrar studenternas kritiska tänkande, och det kan förvisso vara behövligt, men frågan är hur långt utanför sitt specialområde ett läromedel bör gå, utan granskning av experter inom det aktuella området. I det här avseendet tycks det mig ganska klart att man går långt över gränsen. En nyligen publicerad undersökning visar att forskarkollektivet tappat en del när det kommer till allmänhetens förtroende. Det är inte utan att man kan tycka att det är rimligt. Att man är professor gör en inte kompetent att uttala sig om vad som helst.

En version av boken kan hittas här. Jag kan dock inte garantera att det är exakt denna version som använts på KTH (eller någon annanstans). Och den som ids kan också följa den ganska långa debatten som pågår på Forum för vetenskap och folkbildning.

Julkalender

2010-11-30T19:40:00.003+01:00

Imorgon är det den 1 december och dags att börja öppna första luckan om man har en julkalender. Förra året tipsade jag om kemijulkalendern som skapats av en student vid LTH. För de som gillade den så kommer här länken till årets julkalender. Den kallas inte längre kemikalender utan "LTHs julkalender" och har nya studenter som arbetat med den men den är säkert lika intressant. Sydsvenskan skriver om kalendern här.

Kattvetenskap

2010-11-12T17:19:00.000+01:00

Som kattälskare och accepterad matare och klappare* av en pälsklädd drottning drogs jag naturligtvis till den här rubriken: Cats' Tongues Employ Tricky Physics. Den är från en artikel från Science Now och beskriver hur katter gör för att dricka utan att, som hundar, blöta ner ansiktet och allt runt skålen. Studien publiceras i Science inom kort.

Några forskare på MIT, under ledning av biofysikern Roman Stocker, har fotat drickande katter med höghastighetskamera. Det visar sig att katter använder en helt annan, mycket elegantare**, teknik än t.ex. hundar. Hundar viker tungan till en slevform och slafsar i sig vätskan. Katter böjer tungan till ett J, nuddar vid vätskeytan och drar snabbt upp tungan igen. En liten vattenpelare dras med som katten kan fånga i munnen innan den trillar tillbaka i skålen. Enligt forskarna har katterna dessutom utmärkt tajming. Om de stänger munnen för tidigt eller för sent missar de en del vatten, men istället har de lärt sig att göra det i precis rätt tid. En genomsnittlig katt hinner med fyra lapningar i sekunden. Och stora katter dricker på samma sätt. Man har filmat tigrar, lejon och andra stortandade katter, förhoppningsvis i säkerhet bakom ett galler, och kommit fram till att de använder samma teknik, men något långsammare för att kompensera för den ändrade balansen mellan tröghet och gravitation på grund av de större inblandade tungorna.

Man byggde även en liten maskin som visar på hur kattlapandet går till.

En film finns på New Scientists blogg.

Ytterligare en film, 67 gånger långsammare än i verkligheten.

Höghastighetskameror är coola, katter är coola. Kombinationen kan bara bli fantastisk.

* Kattägare är ett ord som inte har någon reell betydelse.
** Ursäkta hundälskare, men det är ett faktum att katter är elegantare än hundar :)

Nobelpris för palladiumkatalyserade korskopplingar

2010-10-06T19:07:00.003+01:00

Som kemist får man faktiskt lov att vara nöjd i år. Ett fysikpris som nästan lika gärna kunde ha varit ett kemipris, och ett kemipris som verkligen är "riktig" kemi.

Palladiumkatalyserad korskoppling alltså. Det är en syntesmetod man använder för att skapa kol-kolbindningar, vilket är oerhört viktigt för exempelvis läkemedelssyntes, men också för displayer och en hel del andra saker som många av oss använder nästan dagligen. Eller som en av kollegorna sa "Man kan inte kalla sig organkemist om man inte kört deras reaktioner". De tre pristagarna, Richard F. Heck (University of Delaware), Ei-ichi Negishi (Purdue University) och Akira Suzuki (universitetet i Sapporo) har nämligen var och en för sig utvecklat sina metoder och därmed också varsin reaktion uppkallad efter sig. (Trivia i sammanhanget är att synteskemisterna som jag samarbetade med under doktorandtuden fick göra en och annan Suzukikoppling för att jag skulle få mina molekyler.)

Man kan säga att årets nobelpris på många sätt är en vidareutveckling av 1912 års nobelpris i kemi, som gick till Victor Grignard för den så kallade Grignardreaktionen*. Där använder man det betydligt mer reaktiva ämnet magnesium i reaktionerna, och det gör risken stor att utbytet inte blir så stort som man önskar och också att man riskerar förstöra sina önskade reaktionsprodukter.

De palladiumkatalyserade korskopplingarna rapporterades redan på 1970-talet, och att de har varit oerhört viktiga för den organiska kemin har varit oomtvistat åtminstone sedan 1990-talet. Så varför vänta så länge med att ge dem priset? Svaret är sannolikt att man har varit tvungen att vänta lagom länge, så att de andra (tex Stille som är känd för sin tenn-baserade stillekoppling) och ett par andra som gjorde liknande, men inte riktigt lika generellt viktiga saker, helt enkelt skulle avlida så att man kom bort från problemet att för många skulle dela priset**.

KVA:s populärvetenskapliga sammanfattning är utmärkt, så jag rekommenderar den intresserade att klicka sig dit och läsa mer om priset.

*En Grignardreaktion innehåller alltid magnesium, men det måste inte vara en Grignardreaktion för att magnesium ingår i reaktionsblandningen.

**Nobelprisen kan nämligen delas av max tre personer.

Nobelpris för grafen

2010-10-05T11:35:00.000+01:00

Årets Nobelpris i fysik gick till Geim (även IgNobelpristagare för några år sedan) och Novoselov för banbrytande experiment med materialet grafen.

Det är ett roligt pris för att 1) jag har redan skrivit om det här så det är lätt att göra en Nobelprispostning, 2) Jag jobbar själv lite grann med grafen, 3) det är ny intressant forskning av relativt unga pristagare.

Tyvärr missade jag ju årets Nobelgissning. Jag trodde det var för tidigt för grafen.

Andra bloggar om grafen, fysik, Nobelpriset, vetenskap

Nobelpris för IVF

2010-10-05T04:34:00.002+01:00

Årets nobelpris i fysiologi eller medicin går till Robert Edwards för utvecklingen av IVF, in vitro fertilisering, eller provrörsbefruktning som det ibland kallas. För ovanlighetens belönas något som väldigt många redan vet vad det är. Det handlar om tekniken att sammanföra ägg och spermier utanför kroppen och sedan sätta in embryon i livmodern. Detta är en upptäckt som har betytt mycket för ofrivilligt barnlösa par. Lite intressant är att SvD redan i går morse skrev att nobelpriset skulle gå till Robert Edwards. Tidningar har gissat rätt förut men det ovanliga är att istället för de spekulationer som alltid förekommer skrev SvD att de har källor till sina uppgifter.

Medierna och vetenskapen

2010-10-03T11:51:00.003+01:00

I fredags publicerade ett antal forskare (och några till) en debattartikel i SvD om den mycket märkliga anti-GMO-reklam som matvarukedjan City Gross kör just nu.

Artikelförfattarna och jag är ense på alla punkter utom en. Till skillnad från dem anser jag att City Gross, av vilken anledning det vara må, förstås ska ha rätt att välja vilka produkter de vill sälja, men oavsett deras åsikter, bör de förstås inte få sprida vilka villfarelser som helst, oemotsagda. Tex den om att "ingen vet" om GM-soja som grisfoder (vilket är det vad det handlar om i sammanhanget) är farligt eller inte.

Dessutom undrar man om City Gross har tänkt sluta sälja produkter som vi vet är onyttigt att konsumera i för stora mängder, tex läsk och godis?

I media har det varit tyst om kampanjen, trots att man kan tycka att det hade varit rimligt om någon av de stora tidningarnas vetenskapsredaktioner, eller kanske public service-media hade granskat saken. I det nu aktuella fallet med kolloidalt silver har ju exempelvis vetenskapsradion ansatt förespråkarna ganska hårt, eftersom de saknar bevis för att det skulle vara ett nyttigt kosttillskott, och dessutom finns en del studier som tyder på att det kanske inte är så nyttigt för oss människor att få i oss nanopartiklar.

Man undrar lite över nyhetsvärderingen här. Och framför allt om också vetenskapsredaktionerna har smittats av den överdrivna rädslan för genmodifiering. Trots allt har ju lantbruket ägnat sig åt avel, vilket måste betraktas som, om inte genmodifiering, så i alla fall så nära man kan komma utan att använda molekylärbiologiska metoder, och det hör man sällan några starka protester emot. Möjligen finns det en anledning till denna tystnad?

Relativitet i mänsklig storlek

2010-09-28T13:58:00.000+01:00

De flesta som känner till något om Einsteins relativitetsteori vet att tiden går långsammare om man rör sig snabbt. Denna så kallade tidsdilation har man lyckats mäta med hjälp av duktigt noggranna atomur. 1971 utfördes Hafele och Keating-experimentet där man flög fyra atomur jorden runt två gånger, en gång österut och en gång västerut. Helt i enlighet med teorin hade uren som flög österut förlorat 59+/-10 nanosekunder och de som flög västerut visade 273+/-7 ns extra.
I själva verket var resultatet summan av två olika tidsdilationer; den som säger att om man rör sig fort går tiden långsammare, och den kanske mindre bekanta som säger att ju starkare gravitation desto långsammre går tiden. Den första effekten kommer ur den speciella relativitetsteorin, medan den andra är sprungen ur den senare allmänna relativitetsteorin.
Enligt den gravitationella tidsdilationen så går en klocka alltså snabbare om man lyfter den från jordytan, eftersom gravitationen är svagare ju högre man kommer. Det är en effekt som dagligen tas i beaktande i signalerna från GPS-satelliternas klockor. Där handlar det dock om en höjdskillnad på 20000 km mellan jordytan och satelliterna. Man kan mäta skillnader mycket mindre än så. I en artikel nyligen publicerad i Science¹ presenterar forskare från NIST (National Institute of Standards and Technology) nya mätningar med hjälp av två (fantastiskt noggranna) klockor sammankopplade med optisk fiber. Klockorna arbetar med optiska atomövergångar som har mycket högre frekvens, och därmed mycket högre potentiell noggrannhet, än de mikrovågsklockor som används t.ex. som definition av sekunden. Genom att klockorn är förbundna med optisk fiber kan man mäta frekvenskillnaden mellan klockorna. Skillnaden i frekvens kan direkt relateras till hur fort tiden går hos de olika klockorna (tid=1/frekvens).
Den relativa skillnaden i frekvens mellan klockor på olika höjd ges av ekvationen*

där g är accelerationen pga gravitationen, Δh är höjdskillnaden mellan klockorna och c är ljushastigheten. Eftersom c² är ett jättestort tal blir skillnaden ganska liten; vid jordytan ungefär 1.1×10^-16 per meter. Det innebär att huvudet hos en 50-åring är mellan 100 och 200 ns äldre än hennes fötter (beroende på hur mycket man står/sitter/ligger). Forskarna vid NIST lyckades mäta skillnaden när en klocka lyftes så lite som 33 cm. Den uppmätta relativa skillnaden mellan klockfrekvenserna (4.1×10^-17) motsvarar en sekund på drygt 770 miljoner år.

Man mätte också tidsdilationen när man puttade lite på en klocka, som består av en samling aluminiumjoner i en magnetisk fälla, med hjälp av ett elektriskt fält. När man knuffar till jonerna börjar de vibrera upp och ner i fällan. Ju hårdare man knuffar desto fortare rör de sig. Man lyckades mäta tidskillnaden mellan klockorna när den ena stod still och den andra rörde sig så långsamt som 10 m/s (36 km/h). Man kan alltså mäta relativisitiska effekter i cykelfart.

Förutom att det är coolt att man kan mäta något så noggrant så ser NIST-forskarna också praktiska applikationer med sådana mätningar. Med ytterligare lite noggrannare klockor så skulle man kunna bygga upp nätverk med atomur som skulle kunna göra dagliga mätningar av hur markytan rör sig p.g.a. tidjordeffekten, tektoniska rörelser m.m.

Referens
1. C. W. Chou, et al., Optical Clocks and Relativity. Science, 2010. 329: p. 1630-1633.

* under förutsättning att gravitationen inte är alltför stark (gh≪c²).

Ökad frihet för vem?

2010-09-28T08:02:00.005+01:00

Tentakel, som är vetenskapsrådets nättidning för "ämnesområdet naturvetenskap och teknik" skriver i sitt senaste nummer om det faktum att vetenskapsrådet i fortsättningen inte kommer att bevilja anslag till anställning som forskarassistent, och att de särskilda rådsforskartjänsterna också kommer att försvinna. Allt i enlighet med propositionen "En akademi i tiden - ökad frihet för universitet och högskolor".

Istället är det meningen att lärosätena själva ska anställa forskare på tjänster motsvarande forskarassistentnivå, medan vetenskapsrådet, enligt GD:n Pär Omling ska "diskutera hur man kan hitta andra sätt att stödja unga forskare". Oavsett vad man tycker om reformen som sådan kunde man kanske ha hoppats på att VR skulle ha börjat fundera på den här saken redan. Eftersom det ju inte är så hemskt långt kvar till nästa stora ansökningsomgång.

Effekterna av reformen återstår förstås att se, men jag tror att det finns en viss risk att mobiliteten, som inte direkt är imponerande inom det naturvetenskapliga akademiska Sverige, blir än mer lidande. Stora organisationer, oavsett om de är universitet eller något annat, tenderar att bli ganska konservativa, vilket det för övrigt finns många exempel på från Sveriges lärosäten.

Risken är stor att den ökade frihet man eftersträvat från regeringshåll leder till ökad frihet bara för de som redan är etablerade, medan friheten kan bli mindre för de unga forskarna.

Unik rysk samling av frukt och bär hotas

2010-09-05T09:41:00.004+01:00

Långsiktiga satsningar är ibland mycket viktiga för forskningen, men något som byggts upp under många år kan ibland mycket snabbt förstöras. Ett aktuellt exempel är att Vavilov institutet i Ryssland riskerar att få sin experimentstation i Pavlovsk utanför St Petersburg förstörd för att man vill bygga bostäder på marken. Om detta kan man bla läsa i Science, SvD den 29 augusti, samt i dagens DN. På experimentstationen finns bla en av världens största genbanker för frukt och bär. Vissa växter kan bevaras genom att frön sparas medan andra växter som tex äppelträd och jordgubbar förökas vegetativt och för att bevara sorter av dessa måste de kontinuerligt odlas. Denna experimentstation har funnits sedan 1926 och har många växtsorter som samlats in under låg tid och som förädlats fram på institutet. Dessa sorter kan vara viktiga för framtida förädling och forskning och det vore en förlust för vetenskapen om de försvann. Troligen skulle de kunna flyttas till en annan plats, men det tar tid att flytta så många växter och försäkra sig om att de överlever så jag hoppas verkligen att institutet får tillräcklig tid på sig om en flytt blir nödvändig.

En stor eller många små?

2010-08-27T21:39:00.000+01:00

En intressant fråga från Sandbian ledde till att slösade bort stora delar av arbetsdagen med roligare saker än att skriva artiklar. Jag citerar Daniel: The claim is that breaking the asteroid in to several pieces is at best just as bad, but probably worse

Daniel anade att svaret är att en stor klump är värre än många små. Jag visste inte vad som var rätt, men tänkte att det kan man nog titta lite närmare på. Jag är absolut ingen expert på området, men använde lite grundläggande fysik och google.

För det första kan vi konstatera att om en “Texas-sized” asteroid träffar oss spelar det ingen som helst roll vad vi gör. Det är do widzenia, auf Wiedersehen, we’ll meet again, i alla fall. En idé om vad som händer kan man läsa här.

Låt oss istället ta en “liten” klump, säg 15 km diameter*. Den träffar jorden i rät vinkel med hastigheten 17 km/s (en medelhastighet för asteroider). Enligt en fiffig kalkyl på Earth Impact Effects Program så ger den klumpen upphov till en krater med en diameter på 180 kilometer. Inom en radie på 1300 km sätter värmestrålningen eld på all vegetation. Det låter som om vi är seriöst kokta. Det var en något mindre asteroid som (troligtvis) tog kål på dinosaurierna...

Men till vår räddning kommer Bruce Willis som med en grupp hjältemodiga oljeborrare ger sina liv för att spränga asteroiden. De lyckas spränga sönder den till kilometerstora bitar, 3375 (15^3) stycken. Delarna sprids ut över ett stort område. Låt oss säga att delarna sprids med en Gaussisk fördelning med en standardavvikelse på 1000 km. 95% av stenarna hamnar då inom 2000 km från mittpunkten. Låt oss säga att Bruce och vänner lyckades spränga asteroiden på 36000 km höjd, dvs ungefär vid geostationär bana. Spridningsvinkeln är då ca 10 grader. För att lyckas med det behöver de en bomb med en sprängkraft på ca 140 000 Megaton TNT, eller ca 6ggr den totala kärnvapenarsenalen. Och det innefattar bara den extra kinetiska energin som krävs för att sprida ut asteroiden**, och alltså inte energin för att bryta isär den. För övrigt kommer de där 140 gigatonnen TNT energi också att deponeras på jorden som en bonus. Det är dock inte medräknat nedan.

Så vad händer. Enligt Earth Impact Effects Program så ger en 1km asteroid en krater på 16 km. "Brännradien" är ca 175 km. Området inom 100km från centralpunkten kommer att träffas av i genomsnitt 17 nedslag, vilket kommer att göra att ungefär 11% av markytan inom hela området kommer att täckas av kratrar. Detsamma gäller ut till ungefär 600km från epicentrum. Det verkar bli seriöst obehagligt att befinna sig här. Men än värre blir det om vi tar antändningsradierna i beräkning. Hela området ut till drygt 2000 km radie kommer att antändas. Samma sak gäller området där tryckvågen kommer att rasera all bebyggelse. Det verkar alltså som om en stor klump är att föredra, om det är rätt ord om en potentiellt civilisationsförgörande händelse.

Om vi lyckas spränga sönder den ursprungliga asteroiden i ännu mindre bitar, säg 500 meter i diameter? För det första får vi då 27000 (30^3) inkommande meteoriter. Varje orsakar en krater med 8,9km diameter och sätter eld på allt inom 80km. Från diagrammen nedan kan vi tydligt se att det vore värre. Inom ett område med en radie på runt 1000km kommer en femtedel av landytan vara krater. Liksom i fallet med större fragment kommer ett område på uppemot 2500km radie att antändas.

På hur stor del av markytan skulle all vegetation antändas på olika avstånd från centralpunkten. Som synes är siffran betydligt högre än 100% på alla avstånd mindre än 2500 km.

Hur stor del av marken är täckt av krater på olika avstånd från centralpunkten.

Till och med om vi skulle lyckas spränga sönder asteroiden till drygt 3,3 miljoner hundrametersfragment skulle vi vara räddade. Hela markytan ut till ca 1000 km skulle vara en stor krater! Beräkningarna för detta kan man hitta i ett excelark här. Nedan några exempel på hur nedslagen kan vara fördelade.

1-kilometers asteroider. De blå prickarna är nedslagspunkterna och motsvarar ungefär kraterradien. De röda cirklarna är området där vetetation antänds.

500-meters asteroider. De blå prickarna är nedslagspunkterna och motsvarar ungefär kraterradien. De röda cirklarna är området där vetetation antänds. Obs att skalan ändrats.

Nedslagskartan över en-kilometers asteroider överlagda över Europa.

Jag antog i alla fallen ovan att bitarna var utspridda över ett område med standardavvikelsen 1000 km. Om vi skulle sprida ut dem mer? Då skulle det bli ännu värre, upp till den punkten att vi spred ut delarna så mycket att en stor del av fragmenten missar jorden. Anledning är att en stor sten ger en massiv overkill nära nedslagspunkten, men att förödelsen avtar med kvadraten på avståndet. Dvs ganska fort blir förhållandena bättre. Många "små" stenar ger var och en total förödelse nära nedslagspunkten men den utspridda effekten ger sammanlagt större effekt. Det är samma anledning till att man på 60-talet slutade att utveckla större och större kärnvapen. Ett flertal mindre ger en betydligt större effekt. Med Daniels liknelse handlar det inte om en stor sten eller sand mot ett fönster. Det handlar om ett ton tegel eller 3000 tegelstenar mot samma glasvägg.

Av det här kan jag dra slutsatsen att de som säger att många små fragment är värre än en stor sten har rätt. Och ju mindre fragment desto värre. Undantaget är om en relativt liten sten, säg 100m, som i sig kan orsaka betydlig förödelse kan smulas ner till fragment i 10-meters-klassen som är relativt ofarliga. Om en monsterasteroid skulle vara på väg åt vårt håll har vi egentligen tre alternativ. Antingen tar vi hand om hotet så tidigt att vi kan knuffa den ur kollissionskurs, eller så försöker vi spränga den så långt bort att en stor del av fragmenten missar jorden. Jag tror inte på den modellen. Inte minst för att folk underskattar energin som behövs för att förstöra en stor himlakropp. Det tredje alternativet, om vi inte upptäcker asteroiden tidigt nog, är att inte göra något alls. Att låta den träffa intakt och försöka minska skadeverkningarna. Att göra något åt ett inkommande asteroid kräver tid. Därför är program som Arthur C. Clarks tänkta Spaceguard absolut nödvändiga.

* För att det var den största storleken som gick att skriva in i en annan nedslagskalkylator.
** Att flyga 36000 km i 17 km/s tar ca 2100s. Om spridningen skall ha en fördelning med σ² = 1000km krävs en hastighetsfördelning med σ² = 1000km/2100s = 475m/s i riktningen ortogonalt mot den ursprungliga flygriktningen. Väntevärdet av hastigheten i kvadrat är 222784 m²/s² vilket ger en kinetisk energi hos fragmenten på 6×10²⁰J. Detta motsvarar ca 140 Gton TNT.

Svart, svartare, nanorör

2010-08-25T10:39:00.000+01:00

En svartkroppsstrålare är ett tänkt föremål som absorberar 100% av allt infallande ljus - den är helt svart. Men, som namnet antyder sänder den även ut ljus. Färgen på det utsända ljuset är helt och hållet bestämd av föremålets temperatur, och beskriver en kurva med ett emissionsmaximum som går mot längre våglängder med lägre temperatur. Kurvan, emissionsspektrumet, beskrivs av Plancks berömda formel:

Teorin för svartkroppsstrålning var ett av de fundamentala brotten med den klassiska fysiken och ett steg i utvecklingen av kvantfysiken. För att få fram rätt uttryck krävs nämligen att man antar att energin hos ljuset är kvantiserad.

Matta av nanorör. Bild från [2].

Men perfekta svartkroppar finns inga. Stjärnor är nästan svartkroppsstrålare, men de har spektrallinjer - de berömda Fraunhoferlinjerna, där atomer i stjärnas ytterlager absorberar strålning. Andra exempel på material med extremt låg reflektion (=hög absorbtion) är t.ex. nanofraktalt guld och super black, en speciellt etsad nickel-fosforlegering. För några år sedan upptäcktes att mattor av vertikala kolnanorör (VACNTs) har extremt låg reflektion. I Nano Letters publicerade Ajayans grupp en artikel¹ där de mätte reflektionen i synligt ljus från sådana nanorör och konstaterade att det var det "svartaste" föremålet någonsin tillverkat. Reflektionen var under 0,05%. Som jämförelse kan nämnas att matt svart färg reflekterar ca 1,5% av det inkommande ljuset. Strax efter lyckades Hata, känd från "superväxt" av nanorör, och hans kollegor mäta² att liknande mattor av enkelväggiga nanorör beter sig som nästan perfekta svartkroppar från UV (200nm) till långt ut i det infraröda området (200µm). De har en nästa våglängdsoberoende absorption på över 98% genom hela det området och är därmed de mest svartkroppslika föremål som tillverkats.

I en artikel som skall publiceras i Nano Letters³ har forskare från NIST utnyttjat den här egenskapen hos nanorörmattor för att skapa en supersvart ytbeläggning för en IR-detektor. En IR-detektor fungerar så att den absorberar infrarött ljus, vilket omvandlas till värme. Sedan mäter man hur mycket detektorn värms upp för att på så sätt bestämma ljusintensiteten. Det är därför väldigt viktigt att detektorn inte reflekterar något ljus. Det var för detta ändamål det ovan nämnda super black utvecklades. Forskarna från NIST visar att nanotubsbeläggningen är mindre reflekterande än andra beläggningar, och därtill har de högre värmeledningsförmåga, vilket är ytterligare ett plus.

Det verkar alltså som om nanorör kanske har en mörk framtid, vilket i alla fall i detektorvärlden är en positiv egenskap.

Referenser (bakom betalväggar):
1.    Z.-P. Yang, et al., Experimental Observation of an Extremely Dark Material Made By a Low-Density Nanotube Array. Nano Lett., 2008. 8(2): p. 446-451.
2.    K. Mizuno, et al., A black body absorber from vertically aligned single-walled carbon nanotubes. Proc. Nat. Acad. Sci., 2009. 106(15): p. 6044-6047.
3.    J. Lehman, et al., Very Black Infrared Detector from Vertically Aligned Carbon Nanotubes and Electric-Field Poling of Lithium Tantalate. Nano Lett., 2010. In Press. doi: 10.1021/nl100582j

Ny art bildad från andra arter

2010-06-24T09:59:00.003+01:00

Två olika arter av däggdjur kan oftast inte få någon avkomma tillsammans och om de får det är den oftast steril (tex en mula som har en häst och en åsna som föräldrar). Även om enstaka hybrider kan vara fertila är det mycket ovanligt att nya arter av däggdjur bildas genom att befintliga arter korsar sig och bildar hybrider som sedan fortsätter att föröka sig som en separat art. Det är inte vanligt hos andra djur heller men förekommer oftare hos fiskar än hos däggdjur. Nu har några forskare i Texas visat att en fladdermusart som heter Artibeus schwartzi som finns på några öar i Karibien har bildas genom att två (och kanske till och med tre) andra arter har hybridiserat. Genom att jämföra DNA har de sett att det DNA som finns i cellkärnan (den stora majoriteten av allt DNA) hos Artibeus schwartzi är en blandning av DNA från två andra kända arter medan det DNA som finns i mitokondrien (som bara ärvs från mor till barn) inte verkar komma från någon av dessa två arter utan från en tredje ännu okänd art. Artikeln är intressant eftersom den visar på ett ovanligt fenomen i naturen.

Referens:

Larsen et al. (2010) Natural hybridization generates mammalian lineage with species characteristics. PNAS 107:11447-11452

Mikroskop för mobilen

2010-05-26T19:44:00.000+01:00

En grupp forskare vid UCLA har nyligen skapat ett mikroskop där detektorn utgörs av kameran i en mobiltelefon. Forskarna publicerade sin uppfinning i Lab on a Chip*. Mikroskopet som bara väger 38g inklusive batteri, är utan linser, utan fungerar med hjälp av holografi. Enkelt sagt kan man säga att hologrammet skapas av en superposition mellan en ljusstråle som belyser objektet och en referensstråle. Normalt sett kräver det här koherent ljus, t.ex. från en laser. Men i det här fallet använder man ljuset från en liten LED, som allstå inte är koherent. Tricket ligger i att när man bara avbildar väldigt små objekt kan objektet själv fungera som en koherent ljuskälla. Mobilkameran avbildar hologrammet, och med hjälp av den kan man återskapa bilden med hjälp av en dator. Fast, nu för tiden är ju alla mobiler utrustade med en hyfsat kraftfull processor, så bildbehandlingen kan göras i princip i realtid. Mycket av arbetet verkar ha legat i att kompensera för bland annat att mobilkameror är utrustade med ett Bayerfilter för att ta färgbilder, vilket stör när ljuskällan som i det här fallet är monokrom. Mikroskopets upplösning är beroende på vilken upplösning mobilens detektor har, men ligger runt 2µm.

Forskarna säger att deras mikroskop kan användas för exempelvis medicinsk analys i områden där det inte finns tillgång till labb. Via mobilen kan man ta bilder på t.ex. ett blodprov, och även skicka den direkt vidare till ett labb någon annanstans i världen. Visst, det är väl en nobel tanke. Själv tyckte jag istället - cooolt, när kommer den till Android. Perfekt leksak för oss lite nördiga.

* Lensfree microscopy on a cellphone, D. Tseng et al., Lab Chip, 2010, DOI: 10.1039/c003477k

Andra bloggar om vetenskap, mikroskop, forskning, mobilkamera.

"A great day to be a physicist"

2010-03-30T17:09:00.003+01:00

Så var det då äntligen igång. Starten på LHC research programme, på CERN! Strax efter klockan 13.00 kolliderade två protonstrålar, med den högsta kollisionsenergin någonsin: 7 TeV. Alla domedagsprofetior till trots så tycks det som om att världen fortfarande existerar.

TeV=Teraelektronvolt. För att ge perspektiv så motsvarar rumstemperatur ungefär 0.026 elektronvolt, eller så kan man säga att 7TeV motsvarar ca 81000000000000000 grader. Ganska hyfsade energier med andra ord.

Ingen träningseffekt? Det kan vara genernas "fel"...

2010-03-07T19:40:00.010+01:00

Tränar du men tycker att konditionen inte alls förbättras i den takt du tycker motsvarar tröttheten efter träningspassen? Kanske är det för att du är en av de personer vars genuppsättning gör att din syreupptagningsförmåga knappt påverkas alls av konditionsträning.

I februari publicerade tidskriften Journal of Applied Physiology en artikel som visar att det finns 11 olika genvarianter som är särskilt viktiga för förmågan att förbättra syreupptagningsförmågan.Detta kan vara förklaringen till att vissa människor är mer "lättränade" än andra.

Studien består av tre olika delstudier, som totalt omfattar 514 individer som under 6-20 veckor fått cykla för att förbättra sin kondition. Den genomsnittliga förbättringen var ungefär 15%, men det riktigt intressanta var att det visade sig att så många som var femte person visade en förbättring på 5% eller mindre. Detta resultat kombinerat med muskelprover före och efter studien gjorde det möjligt att finna hitta en stark korrelation mellan aktiviteten hos ca 30 olika gener och hur bra man svarar på konditionsträning. Viktigt att notera är att resultaten, enligt artikelförfattarna, kan användas på en bred population eftersom den fysiska aktiviteten hos deltagarna varierade stort inom studierna.

Artikeln, "Using molecular classification to predict gains in maximal aerobic capacity following endurance exercise training in humans", publicerades i Journal of Applied Physiology, (online) 4 feb 2010, och den finns, eventuellt, att ladda ner här.

*En annan (teoretisk) möjlighet är förstås att du inte tränar så hårt som du tror...

Vem blir doktorand?

2010-02-03T10:24:00.003+01:00

Jag har läst en intressant analys från högskoleverket med statistik om vilka som påbörjar forskarutbildning. Den visar bl a att studenter med forskarutbildade föräldrar själva i betydligt högre grad än studenter som har föräldrar med lägre utbildning påbörjar forskarutbildning. Det är inte så överraskande slutsatser utan sådant jag redan visste men det är intressant att få exakta siffror på det.

Totalt är det 6% av studenterna med en grundutbildningsexamen som påbörjar forskarutbildning, medan andelen istället är 16% för studenterna som har föräldrar med forskarutbildning. Lägst övergång till forskarutbildning har kvinnor med föräldrar som har gymnasial utbildning eller lägre, där är det bara 3% av de med grundexamen som går vidare till forskarutbildning. En del av förklaringen är att föräldrarnas utbildningsnivå påverkar redan vilken grundutbildning man väljer. Bland de med föräldrar med forskarutbildning väljer större andel sådana grundutbildningar där det är vanligt att läsa forskarutbildning efteråt, t ex inom medicin och naturvetenskap. Men detta är inte hela förklaringen. Om man analyserar varje grundutbildningsexamen för sig så är det i de flesta fall fortfarande så att ju högre utbildning föräldrarna har, desto högre andel går vidare till forskarutbildning.

Som tänkbara orsaker till detta nämner de bl a att vilja nå lika långt som sina föräldrar, förebilder gör steget till forskarutbildning lättare, bättre information om vägen till forskarutbildning (särskilt viktigt om rekryteringsprocessen är otydlig).

För mig som inte har forskarutbildade föräldrar kan jag säga att förebilder var viktigast av ovan nämnda saker. Jag hade ju inga släktingar som förebilder i detta avseende men istället hade jag viktiga förebilder i doktorander på avdelningen där jag gjorde examensarbete samt vänner som påbörjat forskarutbildning strax innan mig. De gjorde att jag kunde se mig själv som doktorand. När andra som jag kan identifiera mig med lyckas med saker kan jag känna att kan de så kan nog jag också. För mig är förebilder fortfarande viktiga men för att fungera som förebild är identifikationen viktig. Jag har märkt att kvinnliga förebilder är mycket viktiga för mig, men tyvärr blir det ju färre och färre kvinnor som har kommit längre än en själv ju längre man kommer i forskarkarriären.

Coca Cola-driven mobil

2010-01-20T12:39:00.001+01:00

Satte morgonkaffet i halsen nyligen när jag för ett ögonblick trodde att vi blivit fet-scoopade av Nokia. Massor av artiklar dök upp på nätet på temat: Nokiamobil driven av Coca Cola. Vi jobbar just på biobränsleceller som skall kunna drivas av t.ex. socker som i Cola och andra söta drycker. Det vore inte så skoj om det redan fanns en fungerande protoyp för vad vi jobbar på, då skull vi kunna packa ihop och söka annat jobb.

Men även utan att veta något bränsleceller eller enzym kan man snabbt ana att något inte står rätt till. Alla artiklar använder samma bilder. Alla artiklar tar upp Coca-Cola trots att vilken sockerhaltig vätska som helst skulle fungera. Det visar sig snart att det hela är ett pr-stunt av den unga kinesiska designern Daizi Zheng. Först sökte jag - insnöad som jag är, på hennes namn i Google Scholar, jag kände inte igen namnet som någon biobränslecellforskare, men hon är alltså designer.

Men vad är det som gör att en sådan telefon inte finns på marknaden ännu? Principen för hur den skulle kunna fungera visas pedagogiskt i en bild från Daily Mail (nedan).

I en biobränslecell används enzym, istället för t.ex. platina som är vanligast i normala bränsleceller, för oxidera sockret i "bränslet" vilket ger ett överskott av elektroner, ström. Ett annat enzym används för att reducera syre till vatten. Det räcker nämligen inte med att skapa elektroner, man måste även göra sig av med dem för att kunna utnyttja energin. Enzymen har många fördelar, som lägre aktiveringspänning och att det är förnybara, till skillnad från platina. Men det är även med enzymen man har bekymmer. De är inte särskilt stabila - om de kan fungera i ett par dagar till någon vecka har man ett bra enzym. Det är också svårt att få kontakt mellan dem och elektroderna - vilket är det jag forskar om. Så än så länge är det en snygg design av en produkt som inte fungerar.

För övrigt verkar vare sig Zheng eller Daily Mail veta så mycket om biobränsleceller. Mail har tagit sin bild från en modell av en normal bränslecell, där katalysatorn, platina, kan katalysera både bränsleoxidationen och syrereduktionen. Det gör det nödvändigt att separera anod- och katodhalvorna med ett membran, som i bilden. Enzym är mer specifika; de katalyserar bara en viss, eller ett litet fåtal, reaktioner. Man behöver alltså inte två separata avdelningar. En stor fördel med biobränsleceller. Zheng menar att de enda restprodukterna är vatten och syre. Det är inte sant. Det beror förvisso precis vilka enzym och reaktioner som används, men typiskt så oxideras druvsocker, glukos, till glukonolakton och syre konsumeras för att reduceras till vatten. Restprodukterna är alltså glukonolakton och vatten och troligen en del väteperoxid.

För övrigt funderar jag också, givet att alla andra problem var lösta, över det lämpliga i att använda Coca Cola som bränsle. Cola innehåller ju massor av annat gegg än bara vatten och socker, som är de eftersökta ämnena, som färgämnen, koffein och annat som kan inverka på funktionen hos bränslecellen. Sedan innehåller den en blandning av de två sockerarterna glukos och fruktos. Beroende på enzym skulle bara en av dem vara användbar åt gången om man inte konstruerar en mer avancerad cell med flera enzym. Fast den allvarligaste invändningen mot att använda Cola är att det är för surt. Coca Cola, och liknande drycker, innehåller citron- och fosforsyra för att reglera surhetsgraden som ligger så lågt som ett pH på 2,5. I så sura miljöer fungerar de flesta enzym för sockerkatalys väldigt dåligt. Det skulle effektivt ta död på telefonen att hälla Cola i bränsletanken.

Andra bloggar om: bränsleceller, biobränsle, grön energi, Nokia, Coca Cola, Daizi Zheng, vetenskap, forskning, design. Intressant?

Överljudsstrålar i köket

2010-01-12T12:23:00.000+01:00

I en mycket läsbar, och gratis tillgänglig (pdf), artikel i PRL [1] visar att man enkelt kan skapa luftstrålar där luften rör sig med överljudshastighet hemma i köket. När ett fast föremål släpps ner i vätska bildas en kavitet i vätskan som fylls av luft som strömmar in. Efter några millisekunder börjar kaviteten att kollapsa av trycket från den omkringliggande vätskan. Luften pressas då ut ur hålrummet med allt högre fart ju smalare halsen på hålrummet blir. Detta är känt sedan länge, och är det som ger upphov till den vattenstråle som sticker rakt upp, ibland ganska högt, när man släpper något i vatten.

Det nya i den här artikeln är att författarna lyckats mäta hastigheten på luftflödet med hjälp av en höghastighetskamera och små rökpartiklar (en film finns här) när kaviteten fortfarande är ganska stor. Genom att koppla de mätningarna med datorsimuleringar kommer man fram till att när halsen har en radie på någon millimeter, strax innan den kollapsar når luftströmmen verkligen överljudshastighet. Det var nytt att trots att tryckskillnaden i kaviteten och utsidan är ganska lite kan man ändå få en så snabb luftström.

Om det finns någon praktisk nytta med det här är kanske tveksamt, men det är rätt coolt i alla fall.

Andra bloggar om: vetenskap. forskning, fysik, fluiddynamik, vardagsfysik.

[1] Gekle, S.; Peters, I. R.; Gordillo, J. M.; van der Meer, D.; Lohse, D., Supersonic Air Flow due to Solid-Liquid Impact. Phys. Rev. Lett. 2010, 104, (2), 024501.

Om Gud och maskinen

2010-01-04T17:29:00.000+01:00

Ett av mina favoritprogram på radio, P1:s Godmorgon, Världen!, hade i söndags ett riktigt dåligt reportage om de stundande experimenten vid LHC i CERN. Gång på gång upprepade reportern Sara Stenholm att man skall iscensätta Big Bang under experimenten, likaså gjorde Olle Hägg i påannonseringen. För det första borde det ju vara självklart att man inte skall återskapa universums födelse. Universum finns - och inget vi gör kommer att få det att ofinnas vilket borde vara en förutsättning för att återskapa det. Förutom den invändningen så har jag tidigare i den här bloggen påpekat att energierna i LHC skiljer sig dramatiskt från de som gällde vid tiden strax efter universums skapelse. Skiljer sig med åtminstone 19 storleksordningar. Det tycker jag att Ulf Danielsson borde ha påpekat (kanske gjorde han det, men det var i alla fall inte med i reportaget) men han talade hellre om de teologiska implikationerna av experimenten.

Ola Sigurdsson, professor i tros- och livsåskådningsvetenskap, var inkallad för att försvara religionen mot de Big Bangande forskarna. Han talade sig var för de skiljda katedrarna - tanken att vetenskap och religion kan samexistera för att de handlar om olika frågor. Kunskap om hur universum skapades var enligt honom inte ett bekymmer för religionen; den senare handlar istället om ögonblicket innan - vem och varför. Visst, så kan man väl tycka, men ger inte kristendomen tarvliga svar på den frågan. Gud skapade universum av kärlek enligt Sigurdsson. Vad betyder det? Vad har man som talar för det? Det är väl bara ett annat sätt att inte våga säga att vi inte vet. I själva verket ger vetenskapen mindre och mindre utrymme för religionen - kyrkan tvingas ständigt på reträtt och hävdar inte längre att bibeln skall tolkas bokstavligt, utan att det är en form av symbolik. Vi kan ju hoppas att med mer kunskaper och mer spridning av kunskaper och upplysning så kommer fler och fler att ifrågasätta religionens inflytande. Om nu den viktigaste delen i bibeln - den som talar om hur vi blev till bara är symbolik, varför skall vi då tro på något som står där.

Jag tycker att LHC-experimenten är oerhört spännande, men att överdriva deras betydelse leder inte bara till att knäppskallar tror att de kan förstöra jorden utan också till att vi riskerar att bli oerhört besvikna när de inte leder till svaret på allt.

Andra bloggar om: vetenskap, fysik, religion, LHC, CERN.

tips om kemijulkalender

2009-11-27T11:13:00.003+01:00

Eftersom det snart är första advent så jag tycker det passar bra att tipsa om en julkalender med mer naturvetenskapligt tema än TVs och radios. En student i Lund har gjort en kemijulkalender där man genom att klicka på en luckorna kommer till en film som visar kemiexperiment. Man kan inte börja öppna de riktiga luckorna förrän den dag de ska öppnas men som ett smakprov finns en lucka "0" som man kan öppna redan nu. På Lunds universitets hemsida finns mer information. Jag tycker detta är ett lysande initiativ och kommer att följa julkalendern under december och hoppas att fler gör det.

Jubileumsdag för Darwin

2009-11-24T19:48:00.003+01:00

Att 2009 är ett jubileumsår för Charles Darwin har väl de flesta redan läst om, men jag tänkte uppmärksamma att det faktiskt är idag som är den stora jubileumsdagen. Det var nämligen den 24 november 1859 som hans berömda verk "Om arternas uppkomst" gavs ut.

Tidskrävande, långsamt och oförutsägbart

2009-11-19T11:10:00.000+01:00

Via Skor längtar ut läste jag en artikel i PLoS Biology om problemen med dagens system för forskningsfinansiering. Den beskriver väl ett system som de flesta forskare älskar att hata; ett system där ansökningar om forskningsmedel tar månader i anspråk och sedan kan ge avslag utan någon vettig förklaring: projektet är bra, med du är för ung, fick en bekant nyligen läsa om sin ansökan (uttryckt i något fler ord).

Ett stycke i artikeln som belyser problemet med finansieringssystemet är detta:

I was counselled to produce a detailed, but straightforward, program that seemed realistic—no matter if it were science fiction. I had not mentioned any direct application of our work: we were told a plausible application should be found or created. I was also advised not to put our very best ideas into the application as it would be seen by competitors—it would be safer to keep those ideas secret.

Numera är man i det närmaste tvungen att kunna visa på direkta applikationer av sin forskning - nästan inga pengar finns åt "curiousity-driven research". Man måste dessutom drömma ihop en tidsplan över hur många månader som skall spenderas på varje steg i en plan med kanske 10 steg, under de närmaste tre åren. Vem vet det? Man är tvungen att satsa på framsteg genom mycket små steg. I EU-finaniserade projekt är det vanligt att man tvingas stå till svars för att inte levt upp till den ihopdrömda planen.

Naturligvis krävs ett system för att finansiera bra forskare och sålla ut de mindre bra, men dagens metod, som blir värre och värre för varje år, är inte rätt. Finansieringsgången är oförutsägbar och oerhört tidskrävande. Att skriva en ansökan kan ta månader, sedan får man vänta ytterligare ett halvår innan man vet om man får några pengar. Under den tiden kan man inte skicka in en parallell ansökan. Därför gäller det att ha flera olika projekt på gång så att all finansiering inte hänger på en tråd. Men det innebär fler ansökningar - mer tid borta från labbet. Det är numera i det närmaste omöjligt att hitta en professor som har tid att arbeta i labbet. De bästa forskarna är helt och hållet administratörer.

Och problemet hänger till stor del samman med publiceringskulten; så mycket handlar idag om bibligrafiska data: Hur många artiklar har du publicerat; hur väl citerade är de; vad har tidskrifterna för impact factor o.s.v. Ytterligare ett citat ur den läsvärda artikeln:

At the moment, evaluating individuals and departments rewards those who produce many articles, mainly because counting papers is so much simpler than reading them. Over 20 years, this mismeasurement of science has wrought a sea change in practice: no longer are communication and record the primary purposes of publishing; instead, we now use papers as tokens to get jobs and funding.

Något måste göras åt situationen vad gäller publicering och forskningsfinansiering. Jag har inga direkta svar, men som det ser ut nu riskerar vi att förlora de bästa forskarna och kvar blir bara de bästa försäljarna. Jag känner till forskare vilkas artiklar är fulla av felaktigheter, genvägar och utelämningar. Men de är framgångsrika forskare - de publicerar mycket även om forskningen skulle mått mycket bättre av färre och mer genomarbetade artiklar.

Vetenskap och murar

2009-11-17T13:01:00.002+01:00

Intressant läsning i förra numret av Chemical and Engineering News: Om att försöka göra vettig forskning i totalitära samhällen. Chemistry behind the wall.

Hur man skriver en ansökan om forskningsmedel

2009-11-03T16:46:00.000+01:00

På Cosmic variance ger Julianne det ultimata tipset på hur en framgångsrik ansökan ser ut. Den har följande struktur:

1. Topic X is important and interesting.
2. But.
3. This is how we will address “But.”

Och, avslutar hon, kan du inte tvinga in din ansökan i det här formatet kanske du borde gå tillbaka och tänka över saken.

Slutspillt!

2009-10-23T12:02:00.000+01:00

Via the physics arXiv blog fann jag en artikel [1] från Lydéric Bocquets grupp i Lyon där de en gång för alla löser ett av mänsklighetens stora dilemman: att stoppa droppet när man häller te ur en kanna. Bocquet gör mycket intressant forskning om vätskor och ytor och publicerar i tidskrifter som PRL och Nature om saker som fysiken bakom att kasta smörgås. I det här fallet knyter det också samman med det jag sysslade med i Frankrike - superhydrofoba ytor och elektrovätning.

Anledningen till att te (eller andra drycker) gärna rinner ner längs kanten på kannan istället för rakt ner i muggen/glaset har sysselsatt forskare länge. Redan1957 publicerade matematikern Joseph Keller en teori om vad som ligger bakom, och fler försök har gjorts sedan dess. Bocquet menar att det är "hydrokapillära effekter" som ligger bakom droppet. Sedan tidigare är det visat att tjockleken på pipen och ytan vätningsförmåga inverkar på hällförmågan, speciellt vid läga hällhastiheter. Dessa komponenter bestämmer tillsammans hur stark den hydrokapillära effekten är och Bocquet och hans medarbetere undersöker även lägsta möjliga hällhastighet för olika ytor med olika tjocklek. Sedan konstruerar de en tekanna med en superhydrofob yta som stöter bort vattnet och häller perfekt rakt i koppen vid alla hällhastigheter.

Det coolaste är dock att de även visade att med hjälp av elektrovätning kan man genom att lägga på en spänning mellan vätskan och ytan ändra vätningsförmågan och på så sätt sätta på eller stänga av droppandet som man vill. Något för att frustrera ovetande tegäster?

Nu väntar vi bara på en droppfri whiskyflaska. Och då alkohol och vatten har olika vätningsförmåga kanske vi måste vänta ytterligare några decennier...

[1] C. Duez, C. Ybert, C. Clanet, L. Bocquet, Beating the teapot effect. arXiv:0910.3306v1 [cond-mat.soft]
[2] J.B. Keller, Teapot effect. J. Appl. Phys. 28, 859 (1957); doi:10.1063/1.1722875

Andra bloggar om: vetenskap, fysik, hydrodynamik, te, tekanneeffekten.

Är nanopartiklar farliga?

2009-10-22T16:32:00.002+01:00

Hur farliga är nanopartiklar egentligen? Det enkla svaret är att det vet vi inte. Klart är att nanopartiklar kan ha helt andra egenskaper än större mängder av samma material, det är bland annat det som gör de så attraktiva i olika tillämpningar. Men om partiklarnas egenskaper är beroende av deras storlek ställer detsamma till problem när det gäller hälsoeffekter - det räcker inte att veta att materialet är ofarligt i bulk, små partiklar kan vara farliga. Silver är inte giftigt; det är hyfsat inert och används bl.a. som dekoration på t.e.x. choklad (E174). Men i nanopartikelform är det bakteridödande och tillsätts till textilier, tvättmaskiner, tandkräm och så vidare...

Det finns ganska mycket indikationer på att många nanomaterial är hälsofarliga. Kolnanorör, som till formen påminner mycket om asbest, har länge misstänkts kunna ge liknande skador. Vissa undersökningar pekar åt det hållet, även om riskerna ofta överdrivs. Så är det när man vill ge braskande rubriker och en bra story. Fast man undrar om det inte istället oftare är så att man ignorerar potentiella risker. När man hittar silvernanopartiklar överallt, fullerener i hudkräm och "Nano-Stretch Networks" (vad det nu är) i make-up och mycket mer, undrar man om det verkligen är helt säkert.

Det finns indikationer på att silvernanopartiklar kan orsaka skador på DNA hos däggdjur (ref i [1]). En läsvärd artikel i Journal of Nanobiotechnology (open access) [2] tar upp kända och okända risker med nanomaterial. Nyligen kunde man också läsa om hur två kinesiska kvinnor dött och ytterligare fem drabbats av permanenta lungskador efter ett arbetat oskyddat i en färgfabrik. I en artikel i European Respiratory Journal [3] skriver författarna att:

These cases arouse concern that long-term exposure to some nano particles without protective measures may be related to serious damage to human lungs.

Förhållandena i den kinesiska färgfabriken, som var oerhört smutsiga, kan naturligtvis inte jämföras med lite silverpartiklar i strumporna. Men man skall ändå ha i beaktande att riskerna inte är helt klara. När man köper fullerener eller nanorör till sitt labb är etiketten märkt med "Caution: product not fully tested." Nu går tyska miljöskyddsmyndigheten UBA och uppmanar till försiktighet, enligt en artikel i Süddeutsche Zeitung. (Även i Stern.) Man råder folk att

die Verwendung von Produkten, die Nanomaterialien enthalten oder freisetzen können, so lange zu vermeiden, wie ihre Wirkungen in der Umwelt und auf die menschliche Gesundheit noch weitgehend unbekannt sind
undvika användningen av produkter som innehåller eller frigör nanomaterial, så länge som deras inverkan på miljö och mänsklig hälsa i stora drag är okänd.

Man vill även ha en märkning av produkter som innehåller nanomaterial.

Som alltid gäller det att vara lite kritisk; att inte köpa reklamen rakt av, men heller inte att lyssna på skräckpropagandan. Det är som författarna skriver i inledningsartikeln till den nya tidskriften Nanotoxicology [4]

The rapid expansion of nanotechnology promises to have great benefits for society, yet there is increasing concern that human and environmental exposure to engineered nanomaterials may result in significant adverse effects. [...] These risks are likely to be different for different nanomaterials, ranging from perceived and very low for most, to real and very high for some. There are many questions that remain to be addressed, and we foresee for the future a continuing extended research in nanotoxicology. A full understanding of the hazard of NP will make a major contribution to the risk assessment that is so urgently needed to ensure that products that utilize NP are made safely, are exploited to their full potential and then disposed of safely. [min fetning]

Varken UBA eller jag tycker att man borde undvika nanomaterial helt och hållet. Det finns helt klart många fördelar med dem, såväl för miljön som för hälsa och användarvänlighet. Däremot så borde man kanske tänka sig för en extra gång och fundera över om de där nanopartiklarna verkligen tillför så mycket. I många produkter känns det som om det helt enkelt låter bättre att man använder nano-något.

UPPDATERING: Idag (23/10) publicerades en artikel i Aquatic Toxicology av danska forskare som visar att silvernanopartiklar kan orsaka respirationsstress hos abborrar.

[1] S. M. Hussain, J. J. Schlager, Safety Evaluation of Silver Nanoparticles: Inhalation Model for Chronic Exposure. Toxicol. Sci. 108, 223-224, (2009); doi:10.1093/toxsci/kfp032
[2] P. H. M. Hoet, I. Brüske-Hohlfeld, O. V. Salata, Nanoparticles – known and unknown health risks. J. Nanobiotechnol. 2, 12 (2004), doi: 10.1186/1477-3155-2-12[3] Y. Song, X. Li, X. Du, Exposure to nanoparticles is related to pleural effusion, pulmonary fibrosis and granuloma. Eur. Respir. J. 34, 559-567, (2009); doi:10.1183/09031936.00178308
[4] G. Oberdorster, V. Stone, K. Donaldson K, Toxicology of nanoparticles: A historical perspective. Nanotoxicology 1, 2-25, (2007); doi: 10.1080/17435390701314761

Andra bloggar om: Vetenskap, nanoteknologi, hälsa, nanopartiklar

Föreläsningstips

2009-10-15T09:22:00.004+01:00

För den vetenskapsintresserade som råkar ha lite tid (tex för att man är hemma och är sjuk) till övers kan följande rekommenderas:

Onlineföresläningar med massor av nobelpristagare. Allt på engelska förstås.

Blodidentifiering på brottsplatsen

2009-10-14T17:23:00.000+01:00

Det är i alla fall i princip en möjlighet - i framtiden. I en artikel [1] i Analytical Chemistry har två forskare lyckats använda Raman-spektroskopi för att bestämma från vilken av tre arter prover av torkat blod kommer. Det kanske inte låter så imponerande att kunna säga om blod kommer från en människa, katt eller hund, men det är en mätning som med andra brottplatsmetoder, som bygger på antikropp-antigen-analys, förbrukar en del av provet. Därtill kan de bara svara ja eller nej på frågan om det är mänskligt blod. För att bestämma art måste man göra analyser i ett labb. Raman, som bygger på att man skickar in laserljus mot sitt prov och tittar på vilka molekylvibrationer som sätts igång vilket syns i ljuset som reflekteras, är i princip en icke-destruktiv metod, även om det är möjligt att bränna sitt prov om man klämmer i med för hög lasereffekt. Det gör att även om man bara har mycket små mängder av blod kan man analysera det utan att förstöra provet för vidare analyser.

Ramanspektrumen från de olika blodproverna är mycket lika varandra, men med hjälp av statistisk analys av tre olika variabler kunde man med stor säkerhet säga om ett prov kom från en människa, katt eller hund. Vidare menar forskarna att de bara tittade på en del av möjliga signaturer i blodet.

“If you have a sensitive enough instrument, you could categorize blood based on composition,” says Almirall [an expert in analytical forensic techniques from Florida International University]. “Man or woman: there may be a signal in there associated with hormones. Smoker or nonsmoker: nicotine signals may be in there. [2]

För den här artikeln använde forskarna en avancerad Ramanspektrometer som definitivt inte är portabel, men handhållna instrument finns, även om upplösningen ännu är alltför låg för att fungera för blodanalys. Forskarna skall nu gå vidare med att analysera prover från donatorer för att se vilka parametrar som går att utläsa. Om det går som de önskar kanske verklighetens CSI i framtiden kan läsa av en blodfläck redan på brottsplatsen och tala om att den kommer från en vit kedjerökande man i medelåldern... and that's not the victim...

Artiklar (bakom betalvägg).
1. Virkler, K.; Lednev, I. K., Blood Species Identification for Forensic Purposes Using Raman Spectroscopy Combined with Advanced Statistical Analysis. Anal. Chem. 2009, 81, 7773-7777.
2. Gebel, E., Species in a snap: Raman analysis of blood. Anal. Chem. 2009, 81, 7862.

Andra bloggar om: kriminalteknik, vetenskap, kemi, CSI, spektroskopi.

Årets kemipris...

2009-10-07T20:03:00.003+01:00

...var som så många gånger förr snarare ett biologipris än ett kemipris, om än för viktiga och spännande upptäckter. Nämligen ribosomers struktur och funktion.Ribosomer finns i cellerna hos alla levande varelser, och deras uppgift är att läsa av genetisk information och styra produktionen av proteiner.

Pristagarna belönas för att de lyckats fastställa hur ribosomer ser ut på atomnivå, med tekniker som röntgenkristallografi och elektronmikroskopi, för att såsmåningom producera tredimensionella bilder av ribosomerna på atomnivå.

Det här är en grundläggande biologisk upptäckt, som på sikt kan vara en del av den kunskap vi behöver för att komma tillrätta med problemet med multiresistenta bakterier. Och det är stora vetenskapliga framsteg som ligger bakom årets pris. Men det är tveksamt om det verkligen är är att klassificera som kemi. Å andra sidan kan ju en fysikalisk kemist glädja sig åt årets pris i fysik.

I år handlade det om ljus

2009-10-06T19:17:00.000+01:00

Årets Nobelpris i fysik får väl sägas hamna i kategorin "alla känner till det". Sällan har väl ett fysikpris haft så direkt inverkan på folks vardag som de optiska fibrerna och CCD-detektorn.

Kinesen Charles K. Kao fick halva priset för att ha listat ut vad det var som begränsade hur långt man kunde skicka ljus genom en optisk fiber. Att glasfibrer kan användas för att leda ljus visste man redan på 1920-talet. Genom att ljuset totalreflekteras när det träffar en yta mellan ett optiskt tätt material (som glas) och tunnt material (t.ex. luft) i hög vinkel kan en stråle skickas genom en glasfiber även om den är böjd. Det är samma effekt som gör att en vattenyta ser ut som en spegel om man ser den underifrån. Men de tidiga fibrerna var inte tillräckligt genomskinliga; efter några tiotals meter återstod bara någon procent av ljuset som skickats in. Det duger inte för långväga kommunikation. Kao, som jobbade på Standard Telecommunication Laboratories i England räknade och mätte och kom fram till att det framförallt var orenheter i glaset som användes i de tidiga fibrerna som låg bakom den dåliga genomsläppligheten. Han föreslog därför att man skulle arbeta på att ta fram glas av ren kiseloxid, det som idag kallas kvartsglas. Kao insåg även att i tjocka fibrer får många olika svängningsmoder hos laserljuset plats. Även detta leder till spridningseffekter som begränsar hur långt man kan skicka signaler. Kao lyckade få gehör för sina idéer och utvecklingen av tunna glasfibrer i superrent glas där en tunn kärna med högt brytningsindex omges av glas med lite lägre brytningsindex utvecklades snart. Dessa singelmodfibrer är det som ligger till grunden för den fantastiska utvecklingen inom kommunikation vi sett de senaste decennierna. Den teoretiska gränsen för överföringshastighet i en optisk fiber ligger någonstans runt 12Tbit/s och även om vi än så länge bara kan utnyttja några procent av detta så är det ändå miljoner gånger mer än vad som är möjligt till exempel med radiovågor; det är inte konstigt att fibrerna är populära som informationsbärare. Idag används runt en miljard km optisk fiber för att skicka data jorden runt. När jag läste en kurs i fiberoptisk kommunikation för några år fick vi höra att runt om i världen lades ny fiber ut med ljudets hastighet, dvs ca 350 meter ny fiber varje sekund, dygnet runt.

Den andra delen av priset handlar också om ljus, men istället om hur man kan fånga det. CCD-detektorn har revolutionerat vetenskaper som astronomi, men även hur vi i vardagen ser på foto. En CCD är som alla vet detektorn i många kameror och gör jobbet att omvandla fotoner, ljuspartiklar, till elektroner som vi kan spara och behandla i våra datorer. Willard S. Boyle och George E. Smith som utvecklade CCDn arbetade på det legendariska Bell Labs när de fick idén efter timslångt brainstormingmöte. Det tog bara några veckor efter det tills den första prototypen tagits fram. Principen bygger på den fotoelektriska effekten som Einstein förklarade i en av sina artiklar från sitt annus mirabilis; när en ljuspartikel träffar ett material kan den slå loss en eller flera elektroner i materialet. Dessa kan man sedan detektera på olika sätt. En CCD består av en p-dopad kiselskiva (p-dopad innebär att ström leds av positivt laddade "hål" istället för elektroner) med en metalelektrod (gate). När en positiv spänning läggs på gaten trycks hålen bort och ett område kallat utarmningsomåde bildas. De elektroner som bildas när ljuset träffas detektorn "fastnar" i utarmningsområdet. Vanligtvis skulle elektronen snabbt träffa ett hål och förintas, men i utarmingsområdet, som fungerar som en brunn för elektroner, finns inga hål kvar. Därför kan man samla på sig elektroner där tills man är nöjd eller tills brunnen är full. Då kommer nästa trick bakom Nobelpriset. För att läsa av hur många laddningar som samlats i varje brunn flyttar man dem rad för rad till kanten av detektorn där de i en speciell läsrad flyttas vidare till en A/D-omvandlare som gör om antalet laddningar i varje brunn till en digital signal. Med hjälp av speciell mjukvara kan man sedan återskapa bilden från detektorn och spara den i digital form.

Det som framförallt gjort att CCDn revolutionerat vetenskap som astronomi är inte bara fördelen att bilden lagras digitalt utan även att CCD är oerhört känslig, därtill känslig för alla färger, från långvågigt infrarött till extremt kortvågigt röntgenljus. Idag är alla teleskop utrustade med CCD-detektorer och rymdteleskop hade inte varit möjligt utan dem. Kepler har en detektor med nästan 100 miljoner pixlar, men att tänka på innan du köper nästa kamera för att hänga med i megapixelracet är Hubble-teleskopet ursprungligen var utrustat med en 2,5MP-detektor - mindre än de flesta mobiltelefoner idag.

Värt att nämna i sammanhanget är hur årets priser verkligen illustrerar principen om att stå på jättars axlar. De optiska fibrerna hade inte fungerat om det inte varit för utvecklingen av lasern (NP 1964) och halvledarlasern (NP 2000). Och CCDn bygger på halvledarteknik (NP 1956) och integrerade kretsar (NP 2000) utan vilket vi inte haft datorer heller.

Andra bloggar om: Nobelpriset, fysik, vetenskap, CCD, optiska fibrer.

Varför försvinner inte kromosomerna

2009-10-05T18:36:00.004+01:00

Årets nobelpris i fysiologi eller medicin går till Elizabeth Blackburn, Carol Greider och Jack Szostak för deras upptäckter om telomerer och telomeras.

Frågan som deras forskning har svarat på är hur kromosomerna bibehåller sin längd. Det är nämligen så att då kromosomerna kopieras vid celldelningen så kommer inte den allra yttersta delen av kromosomen med, alltså blir kromosomerna aningen kortare för varje celldelning. Om detta var den enda processen så skulle kromosomerna naturligtvis försvinna tillslut, men de gör de ju inte så något måste finnas som hindrar detta. Detta något är telomerernas (kromosomändarnas) uppbyggnad av repeterade sekvenser (hos människan TTAGGG som upprepar massor av gånger) tillsammans med enzymet telomeras som bygger upp telomererna igen genom att sätta dit nya DNA-byggstenar.

Intressant nog så lyckades DNs Karin Bojs förutsäga pristagarna i en artikel som publicerades igår. Det blir spännande att se om fysik- och kemipristagarna också blir några som nämnts i hennes text.

Ig Nobel prisen

2009-10-02T18:07:00.003+01:00

I väntan på den riktiga nobelprisen så kan man läsa om vilka som fått årets Ig Nobel pris som delas ut för upptäckter som först får människor att SKRATTA och sedan TÄNKA. 2009 års pris delades ut igår. Som forskare på Sveriges lantbruksuniversitet får jag väl speciellt nämna priset i veterinärmedicin som tilldelas brittiska forskare som visat att kor som har namn ger mer mjölk än kor utan namn. En komplett lista (på engelska) finns här.

Molekyler i fokus

2009-08-29T18:52:00.001+01:00

I veckans Science¹, liksom på BBC och andra nyhetskanaler har man kunnat se den här spektakulära bilden på en molekyl, pentacen, avbildad med hjälp av ett atomkraftsmikroskop (AFM).

När jag först såg bilden trodde jag det var resultatet av en simulering eller liknande, men det är istället resultatet av massor av tålamod och hårt arbete. Och visst är det en jäkligt snygg bild‼!

För den som inte själv gjort AFM-mätningar är det kanske svårt att uppskatta jobbet som ligger bakom. En idé kan man få om man läser extramaterialet som finns online. Där beskriver de bland annat hur de tillverkar sina AFM-prober genom att plocka upp guldatomer, en och en, tills de har en bra, symmetrisk prob. I artikeln visar de också att ytbeläggningen på proben spelar stor roll för avbildningsförmågan. Även den beläggningen plockas upp atom för atom eller molekyl för molekyl.

I artikeln visar Gross et al. att man med ett AFM kan studera en molekyls struktur och laddningdensitet och kanske till och med bindningstal och -längder . I det här fallet har man valt en plan molekyl som ligger snällt still på ytan. Det skall bli intressant att se om de går vidare till mer avancerade strukturer. Författarna spekulerar i slutet av artikeln att man kanske kan använda tekniken till att studera reaktiviteten hos specifika positioner hos en molekyl eller att studera transport av enskilda elektroner genom molekylen.

Den här tekniken är dock långt ifrån att bli någon standardteknik inom den närmsta tiden. Det kräver inte bara ett AFM som arbetar i ultrahögt vacuum och temperaturer på 5K utan författarnas AFM är dessutom mekaniskt oerhört stabilt. De nämner siffror på att det driver mindre än 1 Å/timma (We observed (and compensated) vertical drift of less than 0.2 Å/h and lateral drift of less than 1.0 Å/h.), där en Ångström är ca diametern hos en väteatom. Med hjälp av samma instrument visade författarna i juli, också i Science², att de kan mäta laddningen på en enskild atom adsorberad på en yta. Men, förutom att det är spännande grundforskning, så är det även utvecklandet av instrumentet som är viktigt. Liksom utveckling inom Formel 1 till slut hamnar i först Mercedesen och sedan Fiaten på gatan så kan det här nog leda till intressant utveckling hos andra, mindre specialiserade (och superdyra), AFM.

För övrigt kan man nämna att IBMs labb i Rüschlikon utanför Zürich, där arbetet utförts, är det labb där sveptunnelmikroskopet uppfanns av Binnig och Rohrer, vilket gav Nobelpris i fysik 1986. Året därefter var det dags igen; Bednorz och Müller hade upptäckt högtemperatursupraledarna och labbet i Rüschlikon fick sitt andra Nobelpris i rad. Det är alltså ett absolut världsledande labb vi talar om. Därtill ett av de få ledande grundforskningslabben inom företagsvärlden, särskilt efter det legendariska Bell Labs (sex Nobelpris!) slagit igen den verksamheten.

¹ L. Gross, F. Mohn, N. Moll, et al., The Chemical Structure of a Molecule Resolved by Atomic Force Microscopy. Science 325, 1110-5 (2009).
² L. Gross, F. Mohn, P. Liljeroth, et al., Measuring the Charge State of an Adatom with Noncontact Atomic Force Microscopy. Science 324, 1428-32 (2009).

Andra bloggar om: fysik, nanovetenskap, AFM, vetenskap.

Choklad är nyttigt ...

2009-08-14T10:34:00.004+01:00

... i alla fall om man haft hjärtinfarkt. Jag såg detta i dn och tänkte att det här måste jag läsa mer om. Så jag hittade artikeln i tidskriften Journal of internal medicine och det var intressant läsning så jag ska ge en kort sammanfattning som ändå säger lite mer än TTs telegram.

Forskarna har studerat 1169 patienter i Stockholm som överlevt en hjärtinfarkt mellan 1992 ocj 1994. Några dagar efter hjärtinfarkten fick de fylla i ett formulär med frågor om bl a hur ofta de åt choklad respektive andra sötsaker så som kakor, glass mm. Patienter med diabetes uteslöts för att inte blanda ihop effekten av sötsaker med eventuell efekt av diabetes (eftersom de råds att inte äta så mycket sött). Efter tre månade genomgick de en hälsoundersökning där man samlade in uppgifter om blodtryck, längd, vikt och tog blodprov. Forskarna har sedan följt upp hur många som har dött av hjärtsjukdomar och andra orsaker och hur många som haft hjärtinfarkt igen men överlevt. I de statistiska analyserna har de tagit hänsyn till bl a ålder, övervikt, rökning, komsumtion av alkohol, kaffe och andra sötsaker än choklad. Hur mycket choklad man åt var inte förvånande starkt korrelerat med hur mycket andra sötsaker man åt. Resultatet visar också tydligt att ju mer choklad man åt, desto mindre var risken att dö av hjärtsjukdom. Även den totala dödligheten var något lägre för chokladätare.

Som chokladälskare får jag naturligtvis vatten på min kvarn av sådana här resultat som stöder idén om att choklad är nyttigt. Även om jag lyckligtvis inte har haft hjärtinfarkt så tror jag att choklad nog kan vara nyttigt i alla fall. Om inte annat så är det ju gott.

Referens: Janszky et al. 2009. Chokolate consumption and mortality following a first acute myocardial infarction: the Stockholm heart epidemiology program. Journal of internal medicine 266:248-257

Ang att kejsarsnitt skulle ändra DNA

2009-06-29T20:50:00.004+01:00

Idag har det figurerat en nyhet i de flesta tidningar jag sett där jag som genetiker känner att jag bör försöka klarlägga vad det handlar om. Det handlar om en artikel i Svenska dagbladet med rubriken "Kejsarsnitt kan ändra barns DNA" som sedan skrivits om i bla DN och Aftonbladet. Från alla dessa tidningsartiklar kan det vara svårt att förstå vad det handlar om. Pressmeddelandet från Karolinska institutet förklarar mer ingående, men för att vara helt säker på vad saken gäller så har jag läst publikationen i Acta Paediatrica. Det som det i själva verket handlar om är att barn födda med planerade kejsarsnitt har ökad metylering av sitt DNA i de vita blodkropparna vid födseln jämfört med barn födda med vaginal förlossning. Metylering innebär att metylgrupper (en kolatom och tre väteatomer) sätts fast på DNA spiralen. Metylering är en av de mekanismer som kan stänga av och på gener. Dvs det som forskarna på Karolinska har upptäckt är att det verkar vara så att barn födda med kejsarsnitt har fler avstängda gener vid födseln. De vet dock bara att den totala graden av metylering är större i de vita blodkropparna och inte vilka regioner av barnens DNA som är metylerade, dvs inte vilka gener som påverkas. Dessutom är det inte längre någon skillnad mellan de två grupperna barn efter några dagar. Eftersom de vita blodkropparna är en viktig del av immunförsvaret är det naturligtvis intressant att gå vidare med detta och undersöka om denna skillnad i hur generna är avstängda direkt efter födseln kan vara en del av förklaringen till ökad risk för t ex astma och allergier hos barn födda med kejsarsnitt.

Referens:

Schlinzig et al. Epigenetic modulation at birth, altered DNA-methylation in white blood cells after Caesarean section"

Acta Paediatrica 2009:98:1096-1099.

Superlins spränger diffraktionsgränsen

2009-06-14T18:29:00.003+01:00

Enda sedan Ernst Abbe arbetade med Carl Zeiss mikrokoptillverkning har man vetat att det minsta avstånd mellan två föremål man kan upplösa är begränsat av diffraktionen till ungefär halva våglängden hos ljuset som man använder för att belysa objekten.

De senaste åren har man kommit på listiga sätt att komma runt diffraktionsgränsen, som bara gäller om man observerar föremålen på ett avstånd mycket längre än ljusets våglängd. Med tekniker som Near-field scanning optical microscopy (NSOM), som är en optisk variant av AFM där man fångar upp ljuset med en optisk fiber som man för mycket nära objektet kan man "se" föremål ner till tiotals nanometer. En annan möjlighet är att använda en så kallad superlins, med negativ permittivitet. Om den placeras tillräckligt nära objektet för att kunna fånga upp det ljus som snabbt dämpas kan man avbilda mycket små objekt, enligt samma princip som NSOM.

Den typen av lins förslogs år 2000 av John Pendry och lyckades realiseras av Nicholas Fang och hans medarbetare¹. De lyckades avbilda avstånd ner till en sjättedel av ljusetsvåglängd med hjälp av en silversuperlins. En begränsning var hur jämna man kunde silverlagren linsen är uppbyggd av. Nu har de just publicerat en artikel på arXiv² där de lyckas jämna till sina lager och når ner till en upplösning på en tolftedel av våglängden. I bilden nedan ser man ett kromgitter med 30 nm breda band, avbildade med UV-ljus med våglängden 380 nm.

Uppställningen för att göra det är inte helt enkel, utan består av ett system där objektet och linsen är fabricerade till ett stycke. Som bevis för att principen fungerar är det en fungerande uppställning, men för mikroskopi är det nog en del utveckling kvar.

Författarna spekulerar över att det i framtiden kommer att bli möjligt att följa molekylrörelser med ögonblicksbilder i optisk mikroskopi. Troligare är att tekniken med superlinser och närfältsavbildning kommer att få betydelse inom fotolitografi innan dess. Att kunna tillverka nm-stora mönster med optisk litografi är en mångmiljardindustri och jag är säker på att halvledarindustrin har örnkoll på utvecklingen inom området.

Referenser:
¹ N. Fang et al., Sub–Diffraction-Limited Optical Imaging with a Silver Superlens, Science 308, 534 - 537.
² P. Chaturvedi et al., Molecular Scale Imaging with a Smooth Superlens, arXiv:0906.1213v1.

Andra bloggar om: vetenskap, fysik, optik, nanovetenskap.

Högskole- och forskningsministern avgår

2009-06-11T09:04:00.004+01:00

Jag har precis sett att högskole- och forskningsministern Lars Leijonborg avgår. Här är länk till pressmeddelandet. Jag trodde redan för någon vecka sedan att han snart skulle avgå nu efter att det blivit klart att ESS ska byggas i Lund, och jag fick alltså rätt eftersom ESS nämns i pressmeddelandet. Kl 10.30 ska det vara en pressträff.

Att tysta sanningen i domstol

2009-06-04T12:22:00.004+01:00

Det är säkert många som redan hört talas om författaren Simon Singhs dust med the British Chiropractic Association (BCA). Singh, författaren bakom populärvetenskapliga bästsäljare som Fermats sista sats och Kodboken och senast Trick or Treatment (Salvekvick och kvacksalveri), kritiserade i the Guardian BCA för att främja behandlingar vars effekt inte kan bevisas. Ordagrant skrev han:

The British Chiropractic Association claims that their members can help treat children with colic, sleeping and feeding problems, frequent ear infections, asthma and prolonged crying, even though there is not a jot of evidence. This organisation is the respectable face of the chiropractic profession and yet it happily promotes bogus treatments.

BCA svarade på det viset som verkar vara på modet nu hos organisationer med problem, de stämde Singh för förtal (libel). Till sin hjälp har de de brittiska förtalslagarna som ytterst starkt står på den kärandes sida och den svarande tvingas i princip bevisa sin oskuld. Förtalsmål avgörs som civilmål, vilket innebär att den förlorande parten kan tvingas betala sin motståndares rättskostnader, något som kan uppgå till hundratusentals pund. Det är alltså inte riskfritt att försvara sig om man anser sig stämd på felaktiga grunder.

I Simon Singhs fall handlar fallet i sista hand om betydelsen av ordet "bogus". Singh menar nämligen inte att BCA medvetet försöker lura folk till felaktig behandling, utan använder ordet bogus i betydelsen "not genuine", oriktig. BCA menar sin sida att bogus används i betydelsen "sham", vilket innebär en medvetenhet om metodens oriktighet - alltså att BCA är bedragare. I ett preliminärt utslag har domaren gått på BCAs sida. På bloggen Jack of Kent kan man läsa ur domslutet

What [Singh’s] article conveys is that the BCA itself makes claims to the public as to the efficacy of chiropractic treatment for certain ailments even though there is not a jot of evidence to support those claims. That in itself would be an irresponsible way to behave and it is an allegation that is plainly defamatory of anyone identifiable as the culprit. In this case these claims are expressly attributed to the claimant. It goes further. It is said that despite its outward appearance of respectability, it is happy to promote bogus treatments. Everyone knows what bogus treatments are. They are not merely treatments which have proved less effective than they were at first thought to be, or which have been shown by the subsequent acquisition of more detailed scientific knowledge to be ineffective. Bogus treatments equate to quack remedies; that is to say they are dishonestly presented to a trusting and, in some respects perhaps, vulnerable public as having proven efficacy in the treatment of certain conditions or illnesses, when it is known that there is nothing to support such claims.

Detta innebär att domaren tolkat betydelsen enligt BCA och att Singh nu tvingas försvara sig för en åsikt som han egentligen aldrig uttryckt. Om domaren hade gått på Singhs tolkning hade han haft bättre chanser att klara sig i en rättegång; det kan inte kallas förtal om man uttrycker en sanning. Men nu anser alltså domaren att Singh avsåg att BCA kände till behandlingarnas olämplihet och medveted ljög om detta.

Singh har ett tag våndats över om han skall överklaga beslutet (vilket kan bli mycket dyrt - över 1 miljon pund, mot kanske 200000 för att förlikas utanför domstol) och har nu bestämt sig för att göra det. Bakom sig har han ett upprop under titeln "The law has no place in scientific disputes" där en lång rad forskare, underhållare, författare, journalister och publicister säger

We the undersigned believe that it is inappropriate to use the English libel laws to silence critical discussion of medical practice and scientific evidence.

och fortsätter

we urgently need a full review of the way that English libel law affects discussions about scientific and medical evidence.

Bland signatorerna finner man bl.a. Richard Dawkins, Stephen Fry, Lord Martin Rees, Jocelyn Bell Burnell, Ben Goldacre från Bad Science, Ricky Gervais, Penn Jilette och många fler (läs hela här). Uppropet har bland annat lett till att fallet tagits upp is de stora tidningarna som The Times och The Independent. Fallet har även tagits upp i The Economist nyligen.

Själv tycker jag att det är den lägsta formen av feghet att inte våga stå upp för sina vetenskapliga argument i en ärligt debatt utan i stället försöka tysta sina motståndare i domstol. Jag hoppas att Singh vinner det här målet, annars kan det leda till att andra kritiker av pseudovetenskap och kvacksalveri väljer att vara tysta istället. Brittiska förtalslagar sträcker sig nämligen långt utanför Storbritannien. Det räcker att en bok (eller en blogg) som givit ut utomlands kunnat läsas i GB för att brittiska domstolar skall anse sig ha rätt att ta upp fallet.

Tyvärr tror jag att den här typen av metoder kommer att bli allt vanligare när det gäller att tysta kritiker och whistle blowers, inte bara i Storbritannien. Vi ser t.ex. hur skivbolag använder domstolar för att försvara status quo istället för att anpassa sig till en ny verklighet. Man kan kanske hoppas på att Streisand-effekten gör att den negativa uppmärksamheten överväger det man kan vinna med hotet om domstol.

Andra bloggar om: simon singh, pseudovetenskap, kvacksalveri, förtal. Intressant?

Så slipper du skilsmässa: Le!

2009-05-19T01:58:00.003+01:00

Le och du slipper skilsmässa. Det är huvudslutsatsen i en studie gjord vid DePauw University i Indiana som snart publiceras i tidskriften Motivation & Emotion.

Lite mer komplicerat än så är det nu förstås. Men enligt studien tycks det finnas ett samband mellan avsaknad av leende på foton och en skilsmässa senare i livet, oavsett om det är foton från barndomen eller skolkatalogsfoton. Och även om skillnaden mellan de leende och de mindre glada är statistiskt säkerställd så är den inte så stor.

Dessutom så är det ju så att en korrelations existens är ju inte i sig ett bevis för att det finns ett verkligt orsakssamband bakom. Och det erkänner förvisso artikelförfattarna också i sin diskussion. Där tar de också upp en del andra svagheter i studien och konstaterar också att det kan finnas vissa kulturella skillnader - leenden ser inte likadana ut i alla kulturer, och inte alla kulturer uppmuntrar leendet som uttryck vid fotografering.

Utan att göra anspråk på att vara särskilt skolad i psykologi (några stackars veckors utvecklingspsykologi som ingick i mina 20 poäng pedagogik är det närmaste jag kommer) så tycker jag dock att det intressantaste är att man gör dessa bedömningar baserat på en enda bild av varje person. Oavsett hur det är med den verkliga korrelationen mellan fotografileenden och senare skilsmässor så är det ju möjligt att det är ett forskningsresultat som vi amatörfotografer kan ha viss nytta av att berätta om ibland...

Referens:
Smile intensity in photographs predicts divorce later in life
Matthew J. Hertenstein, Carrie A. Hansel, Alissa M. Butts, Sarah N. Hile
Motivation & Emotion, June 2009 issue

tecknad film om Darwin

2009-05-18T08:03:00.003+01:00

Som en del av firandet av att det i år är 150 år sedan av Charles Darwins bok "Om arternas uppkomst" publicerades samt 200 år sedan han föddes finns nu också en tecknad film om Darwin. Den heter "Darwin on the evolution trail" och finns på engelska, tyska eller franska. Jag tittade på den nu på morgonen och tycker att den var riktigt bra så jag rekommenderar andra att se den. Tillsammans med 2 andra korta filmer om evolution finns den på www.evolution-of-life.com.

Folsyra kanske minskar risken för för tidig födsel

2009-05-13T09:22:00.004+01:00

Kvinnor som är gravida eller planerar att någon gång bli gravida rekommenderas att äta tillskott av folsyra för att minska risken för ryggmärgsbrock hos fostret. Livsmedelsverkets råd finns här. Eftersom folsyran gör mest nytta om den tas även innan en graviditet så bör alla kvinnor som kan tänkas bli gravida i framtiden äta folsyra. Tidvis har det diskuterats i Sverige att berika mjöl med folsyra precis som man gör i vissa andra länder men för ett par år sedan bestämde man sig för att inte göra det utan istället föreslog livsmedelsverket att det skulle delas ut gratis folsyra till kvinnor i åldern 18-45 år. Tyvärr har inga pengar avsatts till detta och istället sade sig livsmedelsverket i september förra året planera informationssatsningar tillsammans med socialstyrelsen för att få kvinnor i barnafödande ålder att äta folsyra. Ännu har i alla fall inte jag som är en kvinna i målgruppen sett något av denna informationssatsning. Nu har det publicerats en artikel i PLoS Medicine som visar att risken för att föda för tidigt minskar om mamman ätit tillskott av folsyra minst ett år före graviditeten. Minskningen var störst för de mycket för tidiga födslarna (mellan vecka 20 och 28). Ju längre tid kvinnan åt folsyra, desto lägre blev risken att föda för tidigt. Detta är intressanta resultat, men det bör påpekas att det som bevisats är en korrelation som bevisats och inget orsakssamband. Precis som författarna själva påpekar så kan det vara så att de kvinnor som väljer att äta tillskott av folsyra även på andra sätt lever mer hälsosamt och att det i själva verket är något annat som påverkar risken för för tidig födsel. Forskarna har korrigerat för en rad faktorer som till exempel rökning, ålder och utbildning, men det finns naturligtvis en möjlighet att någon annan okänd faktor påverkar. Hur som helst så tycker jag att detta är forskning som har ett allmänintresse.

Referens:

Bukowski et al. 2009. PLoS Med 6(5):e1000061

Stor forskningsanläggning i Lund

2009-04-28T10:32:00.005+01:00

Igår blev det klart att forskningsanläggningen MAX IV ska byggas i Lund. Lunds universitet, region Skåne, Vetenskapsrådet och Vinnova har slutit ett avtal om finansieringen. Här kan man läsa vad Lunds universitet skriver. MAX IV ska byggas på Brunnshögsområdet i Norra Lund. Mer om MAX IV och de uvarande anläggningarna MAX I, MAX II och MAX III finns att läsa på hemsidan för MAX-lab. Att MAX IV byggs anses öka chansen för att en annan stor forskningsanläggning, ESS, också byggs i Lund. Detta fokuserar DNs artikel på.

Symposium om Darwin i Stockholm 19-20 maj

2009-04-15T18:25:00.002+01:00

Jag vill tipsa om ett symposium om Darwin och evolution som hålls den 19-20 maj på naturhistoriska riksmuseet i Stockholm med anledning av att det i år är 200 år sedan Charles Darwin föddes. Det kostar inget att delta och en hel del kända forskare kommer att hålla föredrag.

Nanomuskler

2009-03-20T10:11:00.003+01:00

I ett intressant papper publicerades i Science¹ i veckan visar Ray Baughman och hans kollegor i Texas att man kan tillverka band av kolnanorör som flexar som muskler när en spänning läggs över dem.

Baughman har tidigare visat att man kan göra nanorörsband ur en skog av nanorör genom att fästa en speciell tejp i kanten av nanotubskogen och helt enkelt dra ut ett långt band. Nanorören hålls samman av van-der-Waals-krafter. Nu visar han att om man spänner upp nanobanden, eller aerogelen som han kallar dem, och lägger en spänning över dem så stöter nanorören bort varandra och bandets bredd ökar till mer än det dubbla.

Nanobanden är intressanta för att de är mycket lätta, är starka som stål i längsled och elastiska som gummi på tvärenm därtill genomskilniga. Baughman förutser massor av olika användningsändamål med de flexande banden. Förutom för att förbättra artificiella muskler, även som elektroder till solceller.

Men en hel del arbete återstår innan praktisk användning. Banden flexar ut i tvärled när en spänning läggs på, men väldigt lite förändring sker i längsled. Därtill behövs en ganska hög spänning, någon kilovolt, för att få till den stora flexningen. I artikeln nämns heller ingenting om huruvida man man få "muskeln" att flexa om den är belastad, dvs kan den flytta något, eller fungerar det bara på ett obelastat band. Vi som jobbat med nanorör en längre tid och besökt nanorörskonferenser vet att förutom en duktig forskare så är Ray Baughman en mycket duktig försäljare som vet hur man får till stora rubriker. För några år sedan när nanobanden presenterades hade han planer på att använda dem till nästan allt. Det är möjligt att utveckling sker i spin-off-bolag, men man skall ta löftena om framtida applikationer med en nypa salt. (Det gäller ju f.ö. i allmänhet, och inte bara för Baughmanpapper.)

¹ A. E. Aliev et al., Giant-Stroke, Superelastic Carbon Nanotube Aerogel Muscles, Science 323, 1575. (länk, pren. krävs)

Nyhetsartiklar:
New Scientist, Nature News,

Andra bloggar om vetenskap, nanoteknik, kolnanorör, nanotuber, CNT. Intressant?

Stjärnklart

2009-03-16T22:06:00.004+01:00

I ~~ett~~ en ~~papper~~ artikel i Science i veckan kan man läsa om hur stjärnklara himlar blivit alltmer ovanliga de senaste årtiondena. Det handlar om att stora mängder smog i luften blockerar ljuset. Forskarna har använt satellitmätningar över lång tid för att mäta atmosfärens optiska densitet. Det är framförallt i Asien som situationen förvärras. Bilden ovan tog jag på bergen över Seoul en sommardag för ett par år sedan. Den är inte färgjusterad. Men rapporten innehåller också lite positiva nyheter. I Nordamerika är situationen stabil och i Europa har man de senaste decennierna sett en förbättring av stjärnstyrkan.
Men det är inte bara smog som gör att många människor idag aldrig sett vintergatan sträcka sig som ett lysande band över himlen. I våra städer lyser vi upp himlen så att bara de allra starkaste stjärnorna klarar av att tränga igenom. Bilden ovan är ett montage av satellitbilder som visar jorden under natten. Det är fascinerande hur tydligt befolkningscentra framträder, som t.ex. Nilen och järnvägsrutterna genom Ryssland. Notera även hur Nordkorea nästan helt saknas på bilden. (Jättestor version finns här). Projektet GLOBE at Night syftar dels till att öka folks förståelse och kunskap om ljusförorening, dels till att med hjälp av medborgarvetenskap undersöka hur det står till med ljusförorening världen runt. Vill du delta är det bara att gå ut och leta upp Orion och jämföra vad du ser med magnitudkartor på siten. Sedan är det bara att knappa in din position och magnitud. Projektet pågår från idag (16/3) fram till den 28 mars. Globe som är en del i det internationella astronomiårets Dark Sky Awareness är ett av flera liknande observationsprojekt spridda över året.

I Pont du Bois i Lille, där jag hade dagens franskkurs såg det ut ungefär som nedan, dvs magnitud 3. Ganska förstörd himmel med andra ord.

Andra bloggar om: vetenskap, astronomi, ljusförorening. Intressant?

(Natur)vetenskaplig (allmän)bildning

2009-03-15T15:00:00.003+01:00

Jag har tidigare, på min egen blogg, filosoferat lite kring vad det där med allmänbildning egentligen innebär. Och efter att ha läst ett inlägg på Scientific Blogging har jag funderat lite mer över saken.

Det gjordes en undersökning här i USA om allmänhetens grundläggande naturvetenskapliga kunskaper. Resultatet? Endast 53% av amerikanerna vet hur lång tid det tar för jorden att gå ett varv runt solen. Och bara 59% vet att de första människorna och dinosaurierna inte levde på jorden samtidigt. För att ta två exempel. Man kan naturligtvis invända att de båda frågorna ovan bara är exempel på kunskaper som man kan minnas eller inte, och att de egentligen inte spelar någon roll för vår uppfattning om världen och hur vi förhåller oss till den. Och på ett plan ligger det något i det resonemanget - man behöver inte veta det förstnämnda för att vara framgångsrik molekylärbiolog och det andra har ingenting med en fysikalkemists dagliga verksamhet att göra.

Ändå tror jag att kunskap om en stor mängd "godtyckliga fakta" av samma karaktär som de ovan nämnda är viktiga, både för oss som är verksamma inom den naturvetenskapliga forskningen och för människor i största allmänhet.* Därför att alla dessa godtyckliga fakta tillsammans ger oss ett större perspektiv och en ökad förståelse för världen. Å andra sidan måste jag också hålla med dem som menar att det är nog så viktigt att ha förståelse för hur den vetenskapliga processen fungerar, och hur forskare faktiskt arbetar. Hur experiment och empiri leder till både slutsatser och nya frågetecken. Vad som är skillnaden mellan en vetenskaplig teori och en teori i ordets mer vardagliga bemärkelse. Det vore inte minst tacksamt här i USA där man allt som oftast hör påståendet att evolutionsteorin bara är en teori och följaktligen inte skulle ha större vetenskapligt värde än vilken annan tanke som helst.

Den som vill testa sin eget resultat på frågorna som amerikanerna fick kan göra det här. (På engelska, längst ner i högra hörnet.) Och den som är mer intresserad av att fundera över den vetenskapliga metoden kan kika in här, och göra Richard Carriers test. (På engelska.)

*Jag anser för övrigt också att det är rimligt att man vet ett och annat om konst och litteratur också, och även om jag är en ganska frekvent konstmuseibesökare så skulle jag absolut kunna bättra på mina kunskaper där...

Precisionsastronomi

2009-03-13T17:49:00.004+01:00

Jag gillar att läsa om precisionsmätningar inom fysiken, kanske för att jag inte sysslar med det själv. I förra veckans Science¹ presenterades nya mätningar på avståndet till en dubbelneutronstjärna, PSR J0737-3039A/B.

PSR J0737-3039A/B är unik genom att det är den enda dubbelneutronstjärnan vi känner till där båda stjärnorna är mätbara pulsarer, dvs de skickar var sin radiopuls till oss med mycket jämna intervall. Stjärnorna, kallade A och B, har massor på 1,34 respektive 1,25 solmassor och roterar kring varandra på ca 2,4 timmar. Så det är ett våldsamt gravitationsspektakel man ser. Under sådana här förhållanden säger den allmänna relativitetsteorin (GR) att gravitationsvågor skickas ut. Genom att mäta om pulsarerna närmar sig varandra, dvs förlorar potentiell energi, kan man räkna ut hur mycket gravitationsvågor som de sänder iväg. Det ger en möjlighet att testa förutsägelserna från GR och andra gravitationsteorier i starka gravitationsfält.

Just på grund av att båda stjärnorna i PSR J0737-3039A/B är pulsarer gör att man kan mäta omloppsparametrarna med hög noggrannhet². Man vet t.ex. därför att omloppstiden inte är ca 2,4 timmar, utan snarare 8834,5349982(43) sekunder. Man kan också mäta att stjärnorna närmar sig varandra med en hastighet av 7 mm per dag (±1,4%). Är inte det oerhört coolt att man kan mäta något sådant. Men den uppgiften, och andra kan man testa GR till en noggrannhet på 0,05%.

I den nya artikeln har man med hjälp av VLBI mätt noggrannare var i Vintergatan PSR J0737-3039A/B ligger för att ta reda på hur den galaktiska omgivningen påverkar stjärnorna. Med hjälp av de nya mätningarna tror man att med hjälp av ytterligare långtidsmätningar av omloppsbanorna kan man nå 0.01% noggrannhet inom några år. Det sätter även strikta gränser för hur andra gravitationsteorier måste uppföra sig.

Men som sagt, jag tycker att det är urtufft att man över huvud taget kan mäta saker så noggrannt. :)

Referenser:
1 A. T. Deller, M. Bailes och S. J. Tingay, Implications of a VLBI Distance to the Double Pulsar J0737-3039A/B, Science 323, 1327-1329 (2009). (länk)

2 M. Kramer et al., Tests of General Relativity from Timing the Double Pulsar, Science 314, 97-102 (2006). (länk, fri access tror jag)

Läs även andra bloggares åsikter om astronomi, fysik.

Mindre kemi

2009-03-12T10:29:00.003+01:00

En av de allra starkaste trenderna inom tillämpad kemi och fysik de senaste åren har varit inriktningen mot så kallad Lab-on-a-Chip-analys (LOC). Det innebär att man försöker tränga ihop så mycket analys som möjligt på ett chip kanske ett par kvadratcentimeter istället för att den utförs i ett dedikerat lab. Det har naturligtvis många fördelar; analysen kan utföras i fält, vilket kan vara livsavgörande när det handlar om medicinska undersökningar; utrustningen är billig och kan kastas efter användning, vilket minskar infektions- och kontamineringsrisker; man behöver små mängder av analyten, något som bl.a. spruträdda säkert uppskattar. Naturligtvis finns även nackdelar, främst att de små mängderna gör analys svårare och minska signal-brusförhållandet.

Det som gjort utvecklingen möjlig är naturligtvis mikroteknologins framsteg de senaste årtiondena och framförallt litografiska metoder som gör det möjligt att enkelt framställa små mönster i t.ex. plast- och epoxymaterial. För LOC bygger på mikrofluidik där man kan hantera mycket små vätskemängder, ofta i storleksordningen nano- till pikoliter (en droppe med diametern 1 mm har volymen 500 nl). Hur man förflyttar så små volymer på ett reproducerbart vis är ett forskningsområde i sig. Just nu jobbar jag på ett projekt där man flyttar droppar med elektriskt fält (EWOD). Men de små mängderna analyt ställer också krav på utveckling av analysmetoder. Utveckling av listiga metoder för att mäta små mängder av ett ämne sysselsätter en stor mängd forskare. Det kan synas t.ex. genom att tidskriften Lab on a Chip har på bara några år seglat upp som en högt citerad tidskrift (IF ~6).

Poängen med den posten var egentligen att peka på ett område inom forskningen som sysselsätter mycket forskare inom många olika discipliner, men som får ganska lite uppmärksamhet utanför forskningskretsen. Kanske beror det på apparaterna, när de fungerar, är ganska osynliga och sällan gör något väsen av sig. Tricorden ligger väl ännu långt in i framtiden, men små, snabba analyskit är definitivt en växande bransch.

Andra bloggar om vetenskap, Lab on a chip, kemi.

Kolnanorör för katalys

2009-02-19T11:03:00.003+01:00

Kolnanorör har i många år sett som mirakelmaterialet som är superstarkt, med fantastiska elektriska egenskaper, och som skall leda till såväl rymdhissar som snabbare elektronik. Men nanorören har haft lite svårt att leva upp till hypen. Nåväl, i veckans Science¹ publicerades en artikel som visar på en ny möjlighet - som katalysatorer i bränsleceller.

I en bränslecell omvandlas ett bränsle (vätgas, glykol, metanol o.s.v.) till elektricitet i en kemisk reaktion. Eller egentligen två; en bränslecell har två avdelningar. På anodsidan oxideras bränslet, vilket innebär att det avger en eller flera elektroner. Dessa transporteras som användbar elektrisk ström till katodsidan där syre reduceras, dvs tar upp elektroner. För att öka effektiviteten i de annars långsamma reaktionerna använder man katalysatorer i katoden oftast baserade på ädelmetallen platina.

I den aktuella artikeln har man lyckats visa att kväve-dopade kolnanorör kan vara en mer effektiv katalysator för syrereduktion än vad platina är. Nanorör har länge använts i elektroder (jag forskar själv inom det området), mycket för att de ökar den effektiva arean, men man har även vetat att de har viss katalytisk effekt. Det nya är att kvävedopningen verkar öka effekten dramatiskt. Därtill är nanorörskatoden mer stabil över tid än platina-kol-katoden och okänslig för CO-förgiftning, något som är ett stort problem i praktisk användning av metanolbränsleceller.

Om man nu kan lyckas ta steget från mikroskopiska kvantiteter i labbet till storskalig användning skulle det kunna bli en lyckosam tillämpning av nanorör. Till skillnad från platina är nanorör en förnybar resurs och priset sjunker stadigt i och med att mer och mer tillverkning dras igång. Vi får se om nanorören äntligen lever upp till förväntningarna...

Läs även mer i New Scientist.

Ref:
¹ K. Gong, F. Du, Z. Xia, M. Durstock, och L. Dai, Nitrogen-Doped Carbon Nanotube Arrays with High Electrocatalytic Activity for Oxygen Reduction, Science 323, 760-764. (abstract)

Andra bloggar om vetenskap, kolnanorör, bränsleceller, katalys.

Att utnyttja akademiska titlar i tveksamma sammanhang

2009-02-13T13:01:00.005+01:00

Trots att jag egentligen inte har tid att blogga just nu så kan jag ju inte låta dagens debattartikel i Expressen passera okommenterad. En svensk narkosläkare och docent i anestesiologi och intensivvård kände sig tydligen tvungen att utnyttja uppmärksamheten kring Darwins födelsedag för att få publierat att han inte tror på Darwins teori om evolutionen. Han skriver under som överläkare och docent (OBS anger inte i vilket ämne han är docent). För dagens ändamål har han också skapat en blogg där han utvecklar sina åsikter. Det är ju ett debattinlägg och sådana är ju till för att folk ska få uttrycka sina åsikter så jag kritiserar inte honom för att inte tro på evolution. Vi har både åsiktsfrihet och religionsfrihet i det här landet och jag har inga problem med att vissa människor vill tro på någon form av religiös skapelseberättelse. (Denna läkare redogör inte för sin religionstillhörighet men det vanligaste skälet till att inte kunna acceptera Darwinistisk evolution verkar vara att man anser att den krockar med ens religiösa övertygelse). Det jag har något emot är när man utnyttjar akademiska titlar (i det här fallet en docenttitel) för att torgföra privata åsikter som inte alls har med ämnet för den akademiska titeln att göra. Genom att utnyttja sin akademiska titel så försöker man ge vetenskaplig tyngd åt sina argument trots att man kanske har ytterst begränsade kunskaper om det ämne man skriver om. Vad ovannämnda läkare är docent i nämns inte i varken debattartikeln eller hans blogg utan det har jag letat reda på själv genom att hitta honom på en lista med evolutionsmotståndare han nämner på sin blogg samt verifierat genom att kollat på sahlgrenskas lista över docenter. Listan på evolutionsmotståndare är för övrigt full av människor som utnyttjar sina akademiska titlar i diverse helt ovidkommande ämnen (jag har kollat igenom listan och bara en minoritet är någon typ av biologer), men på den listan står det åtminstone utskrivet vad de är professorer, doktorer mm i, vilket det inte gjorde för denna läkare i Expressens debattartikel. Om jag skulle skriva en debattartikel om t ex energipolitik (för att ta ett aktuellt ämne som jag faktiskt i min ungdom skrivit debattartiklar om) skulle jag absolut inte använda mig av min doktorstitel (som är i genetik).

Darwins födelsedag

2009-02-12T19:47:00.003+01:00

Idag är det 200 år sedan Charles Darwin föddes i den engelska staden Shrewsbury. Jag vill ge en eloge till Svenska dagbladet som har uppmärksammat Darwins födelsedag ordentligt med både en understeckare, ett blogginlägg och en "testa dig själv" med fem frågor om Darwin. Jag har inte så mycket tid att skriva nu men lovar att jag kommer att skriva mer om Darwin under 2009.

Forskningsfinansiering inom EU

2009-02-03T19:45:00.001+01:00

Eurostat har just släppt årets rapport om Science, Technology and Innovation in Europe (pdf, 244 sidor). I den går man igenom det mesta som har att göra med forskning och utveckling i Europa. En stor del handlar om forskningsfinansieringens storlek och jämförelser med ledande länder utanför EU. Vad gäller direktfinansiering av forskning ur den statliga budgeten så spenderade EU 0,74% av BNP på detta. I USA ligger siffran på drygt en procent (1,06) vilket gör att USA spenderar nästan 40% mer än EU justerat för köpkraft. Men inom EU är fördelningen ojämn - från Finland på drygt 1% till Malta på endast 0,19%. Sverige hittar man nära toppen på 0,89%.

Men nu är ju inte all forskning finansierad av staten. Mycket R&D utförs på företag och bekostas privat. Där har EU satt ett mål att 2010 skall minst 3% av BNP satsas på forskning och utveckling. Man ligger långt under det målet. I dagsläget står R&D inom EU för 1,84% av BNP, att jämföra med 2,62% för USA, 3,33% för Japan och 1,34% för Kina. Men även här är pengarna ojämnt fördelade: Sverige spenderar 3,86% av BNP på forskning och klarar alltså Lissabonstrategins mål, medan hela 11 EU-länder ligger under 1%. Oroande är också att andelen sjunker i så många länder, medan t.ex. Kina och Japan ligger på plus (de förra kraftigt).

De regionala skillnaderna är också stora och som kuriosa kan man nämna att Västsverige den näst forskningstätaste regionen i Europa (efter tyska Braunschweig) med 6% av regionens "BNP" till forskning. Inom EU står affärssektorn för 55% av all forskning. Det är under målet på 2/3 och långt under siffrorna i Japan och Kina (75% resp. 70%). I USA är 63% av forskningen finansierad av näringslivet.

Vad gäller antalet anställda inom R&D så ligger det på runt 2 miljoner, varav drygt 640000 inom universitetsvärlden (Higher Education Sector, HES). Ca 30% av R&D-personalen är kvinnor, och inom HES runt 40%. Ungefär 60% av de anställda inom R&D klassas som forskare och antalet forskare har stigit de senaste åren, samtidigt som pengarna minskat. I vissa länder, som t.ex. Sverige minskar dock antalet anställda inom R&D. Andra intressanta detaljer som kan utläsas ur statistiken är att deltidsanställning är vanligt inom universitetsvärlden (1,25 miljoner personer på 640000 heltidstjänster).

Vad man skall dra för slutsatser av den långa rapporten, som jag inte läst i sin helhet, är kanske svårt att avgöra direkt. En sak i alla fall är ju att EU är långt ifrån att uppnå sina, ganska godtyckligt, satta mål för forskning som del av BNP. En annan, och allvarligare eftertanke är att finansieringen ligger så långt efter länder som USA och Japan, samt att forskningsmedlen inte ökar i samma takt som BNP vilket leder till en urholkning av medlen. Därtill ökar antalet forskare samtidigt som medlen minskar, vilket inte är ett bra recept för framgångsrik forskning. Positivt är, som Science skriver, att EU blivit bättre på att locka till sig forskare från utanför gränserna. En del av det har dock troligen att göra med det ökade svårigheterna för utlänningar att få uppehållstillstånd i USA efter 11e september.

Andra bloggar om: vetenskap, forskningsfinansiering, EU. Intressant?

Belägg för evolutionen

2009-01-16T17:34:00.003+01:00

Då det är jubileum både för Darwins födelse och hans berömda verk Om arternas uppkomst så passar Nature på att publicera 15 evolutionära smycken. Det handlar om forskning inom olika ämnen som publicerats i Nature under det senaste decenniet som ger otvetydigt stöd för evolutionsläran. Inte för att det borde behövas, men det finns ju faktiskt fortfarande folk som menar att evolutionen inte är förklaringen till den variation av varelser vi ser omkring oss.

I artikeln, som är fritt tillgänglig, ger man en kort förklaring till forskningen och referenser till originalartiklarna. En artikel handlar t.ex. om hur det gick till när de olika näbbarna utvecklades hos Darwins berömda finkar på Galapagos.

Andra bloggar om: vetenskap, Darwin, evolution.

Marsaktivitet

2009-01-15T21:39:00.004+01:00

Mars är en aktiv planet, antingen geologiskt eller biologiskt. Det står klart efter att NASA i samarbete med forskare verksamma inom den akademiska världen har kunnat detektera metan i atmosfären runt Mars.

Genom att mäta IR-strålning i kombinerade teleskop-spektrometrar under många år har man nu kunnat bevisa att det existerar metan i atmosfären runt Mars. Det låter kanske inte så upphetsande i sig, men är i själva verket en viktig pusselbit. Metan förstörs snabbt i atmosfären runt Mars, och därför är det faktum att man kunnat detektera stora mängder metan en tydlig indikation att någon form av biologisk eller geologisk process på Mars genererar metan.

Mer information om saken (på engelska) hos NASA1 och NASA2.

Jubileum för Darwin

2009-01-13T20:09:00.003+01:00

I år är det 150-årsjubileum för Charles Darwins bok "Om arternas uppkomst", "On the origin of species by means of natural selection" på engelska. Den kom alltså ut 1859 och jag skulle säga att det är en av de allra mest betydelsefulla vetenskapliga böckerna. Jag läste den för ett par år sedan och blev otroligt imponerad av Darwins förmåga att beskriva naturen. Detta jubileum kommer att uppmärksammas på många sätt under 2009 och läsning på svenska finns just nu i form av en artikelserie i DN. För den som vill läsa någon av Darwins skrifter på engelska så kan jag rekommendera websidan Darwin online. Den innehåller samtliga böcker och en hel del annat material skrivet av Darwin, både som text och som inscannade bilder. Där finns dessutom t. ex. Darwins liv i bilder som är en samling fotografier av bland annat hus Darwin bott i och skolor han gått i.

Den nya Nasa-rapporten

2009-01-08T15:55:00.004+01:00

I DN vetenskap kan man läsa att "Gas fick 'Columbia' att explodera", vilket skall stå i en ny rapport från Nasa (här, 16 MB PDF). Det har man dock vetat länge. Vad den nya rapporten visar är istället i detalj vad som hände besättningen.

Det man kommer fram till var att det första som hände var att kapseln snabbt förlorade tryck. Det plötsliga tryckfallet fick astronauterna att förlora medvetandet och de skulle dött av detta, om de hade haft tid. Deras dräkter var inte konfigurerade för att utstå vacuum under färden.

Kapseln började också snurra i hög hastighet. Detta utsatte astronauterna för höga g-krafter. Dessutom satt de fastspända endast med midjebälten vilket gjorde att deras överkroppar slungades runt i stolen med våldsam kraft.

Rymdfärjan bröts sönder på hög höjd, 60000 meter, i överljudshastighet. Hade astronauterna överlevt allt annat skulle kollisionen med luften, trasig utrustning och friktionsvärme dödat dem. Deras dräkter skall kunna utstå att släppas ut på 30000 meters höjd i en hastighet av 1000 km/h relativt luften. Rymdfärjan färdades in ca 20000 km/h när den bröts sönder.

Därtill skulle astronauterna träffa marken efter 60 km fritt fall... Nasas slutsats blev att det finns saker man bör ändra på, som bättre säkerhetsbälten och hjälmar och liknande för att undvika skador vid mindre olyckor i framtiden. Men man kommer oundvikligen fram till att vid en sådan här olycka, där kapseln bryts sönder på hög höjd i hypersonisk hastighet finns inget man kan göra för att rädda besättningen. Övergången från kontrollerad flygning till rymdfärjans sammanbrott var över på 46 sekunder, besättningsmodulen bröts sönder 35 sekunder senare och var efter ytterligare 17 sekunder helt förstörd (bitarna var så små och utspridda att de inte längre syntes på markvideo). Det enda är att minska risken för att det skall hända över huvud taget.

Tycker dock att DNs reporter gjort ett dåligt jobb i att läsa rapporten han refererar till.

Mer att läsa finns bl.a. på New Scientist och Bad Astronomy.

Andra bloggar om: astronomi, vetenskap, Columbiaolyckan, rymdfart.

Gör en miljöinsats - Drick kaffe!

2008-12-14T19:42:00.008+01:00

Att dricka kaffe och bättra på sitt miljösamvete på en och samma gång, kan det vara något kanske? Och nej, det handlar inte alls om rättvisemärkta eller ekologiska produkter, utan om vad som händer med den kaffesump som oundvikligen blir kvar efter att du njutit av din Java.

Kompostmaterial är förstås ett alternativ, men enligt en artikel som snart kommer ut i Journal of Agricultural and Food Chemistry finns ett annat, intressantare användningsområde för kaffesumpen, i form av biodiesel.

Kaffesump innehåller ca 15% olja, och denna olja kan konverteras till biodiesel. Det når inte riktigt upp till oljeinnehållet i tex raps (37-50%) eller sojabönsolja (20%) men med tanke på att världen konsumerar drygt 7 miljoner ton kaffe om året så kan det likväl bidra med en signifkant andel biodiesel. Särskilt som den höga halten antioxidanter i kaffet bidrar till att göra kaffebiodiesel mer stabil än den som är framställd från andra källor. Dessutom menar artikelförfattarna att det som blir över av kaffesumpen efter dieselproudktionen kan användas antingen för etanolproduktion eller pressas till bränslepellets.

I tabellen där författarna listar fördelar och nackdelar tar de för övrigt också upp det faktum att medan kaffebiodiesel sprider en angenäm doft.

Dock får man anta att det krävs ett par upprepningar av studien, så att man vet säkert att det inte bara är kaffesump från Starbucks i Reno, Nevada som det år att göra biobränsle av.

Referens:
Kondamudi et. al. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2008, asap. DOI 10.1021/jf802487s

Att hålla koll på tiden

2008-12-11T18:02:00.004+01:00

Efter en artikel på den utmärkta bloggen Second Opinion om skottsekunden som skjuts in nu till nyår så började jag titta på det där med tid. Det är inte så lätt som man kan tro. Det verkar väl enkelt: Ett dygn är 24 timmar = 84600 sekunder. Lätt som en plätt.

Problemet började när vi började bli för noggranna med att mäta tid. På 1950-talet hade man upptäckt att jordens rotation inte var konstant nog för att kunna fungera som en definition av sekunden. Bilden ovan visar hur mycket, i millisekunder, som dygnet avvikit från 86400s sedan 1973. Som vi kan se så är dygnet längre än 86400s, jordens rotation bromsas alltså. Följakligen man var tvungen att definiera om sekunden, först som en 31 556 925,974-del av det tropiska året, och från 1967 som den definition vi fortfarande har kvar:

varaktigheten av 9 192 631 770 perioder av den strålning som motsvarar övergången mellan de två hyperfinnivåerna i grundtillståndet hos atomen cesium-133

Med hjälp av ett statistiskt medelvärde av en mängd atomur håller man koll på tiden med en precision på bättre än 1 ns per dygn. Detta kallas den internationella atomtiden (TIA). Fast inte heller detta har varit helt enkelt. Atomuren i sig är oerhört precisa, men 1970 upptäckte man att man mätte olika lång tid på olika höjd över havet. Det beror på att tiden går långsammare i stark gravitation vilket beskrivs i den allmänna relativitetsteorin. Man definierade därför om sekunden till att gälla vid medelhavsnivån (den roterande geoiden) vilket ledde till att den uppmätta sekunden blev 1×10⁻¹⁰ längre.

Men eftersom tiden nu är definierad oberoende av jordens rotation så förskjuts TIA i förhållande till jordrotationen. Genom att titta på hur jorden roterar i förhållande till solen och stjärnorna kan man definiera den så kallade universella tiden (UT1). Med hjälp av Very long baseline interferometry kan man titta på när avlägsna kvasarer passerar över en viss punkt på himlen (ekliptikan) och bestämma tiden till med någon mikrosekunds presision. Den universella tiden hålls koll på av en organisation i Frankrike med det coola namnet International Earth Rotation Service.

En tredje tid, koordinerad universell tid (UTC), är den som vi ställer våra klockor efter. Den är definierad efter atomtiden, men får aldrig skilja sig mer än 0,9 sekunder från UT1. Därför lägger man ibland till en skottsekund för att hålla UTC och UT1 i fas. TIA justeras aldrig, men var samma som UTC den 1 januari 1958. UTC skiljer sig därför från TIA med det totala antalet skottsekunder vilket är 33. Ytterligare en tid som aldrig justeras är GPS-tiden. Den fixerades till UTC 1980 och ligger nu 14 sekunder före UTC.

Anledningen till att jorden roterar långsammare beror på friktion i tidvatteneffekten. När månen (och solen) drar jorden och den deformerar så förloras lite energi. Denna inbromsning ligger på ca 1,6 ms per dygn per århundrade. Sedan 1820, då dygnet definierade som precis 86400s har det blivit ungefär 2ms längre. Våra klockor löper alltså 2 ms för långsamt per dygn. På 500 dygn blir det en sekund och det är den skottsekunden vi lägger till. Men i figuren högst upp ser man att rotationen varierar väldigt (nåja) också. Dessa variationer beror på geofysiska processer och rörelser i atmosfären och oceanerna. Dessa är svåra att förutspå, och därför att det inte lätt att säga precis när en skottsekund kommer att behövas.

Ytterligare tidssystem såsom Terrestial Time med flera har definierats för att hantera relativistiska effekter. Einstein visade ju nämligen att det inte finns någon absolut tid, utan den beror på var man befinner sig och hur snabbt man rör sig. Men här blev det för komplicerat, så jag tycker vi slutar nu. Men nästa gång du tittar på klockan så ägna en sekund att uppskatta allt det arbete så lagts ner på att den skall visa rätt.

Andra bloggar om: tid, skottsekund, sekund, vetenskap, fysik, astronomi. Intressant?

UPPDATERING: Nu börjar även pressen rapportera om skottsekunden.

Kemiska ämnen

2008-12-04T12:24:00.002+01:00

I denna tid av debatt kring vad som är "naturligt" och vad som är konstgjorda tillsatser kan det ju vara lämpligt att fundera över vad det är för språk vi använder. När en SVD-blogg skriver om att en livsmedelskedja rensar ut "kemiska tillsatser" undrar man ju vad som egentligen blir kvar. Bara naturliga saker... som cyanid, curare och nikotin...? Det är ju långt ifrån alla naturliga ämnen som är nyttiga, och lika långt ifrån alla "konstgjorda" ämnen som är onyttiga.

Många av våra läkemedel är helt konstgjorda på det att de aldrig tillverkats utanför ett kemilab, samtidigt är, som vi ser ovan, många av de mest potenta gifterna helt naturliga. Men alla är de "kemiska". En som tröttnat på skrämselpropagandan om "kemikalier" är Neville Reed, ordförande för Royal Society of Chemistry. Droppen blev när Storbritanniens Advertising Standards Authority godkände en reklamfilm för Miracle Gro, en form av organisk kompost som utlovades vara "100% fri från kemikalier" Det är, menar RCS, något håller liv i myten att organiska och naturliga produkter inte skulle innehålla kemikalier.

Neville Reed har därför utlyst ett pris på 1 miljon pund till den som kan visa fram ett material "100% fritt från kemikalier".

Andra bloggar om: Kemi, tillsatser. Intressant?

Osynlighetskappan - fungerar den?

2008-11-28T17:10:00.005+01:00

Den senaste tiden har en rad nya artiklar publicerats om ”osynlighetskappor”, eller så kallade ”cloaking devices”. I media har man talat om Harry Potter-kappa och folk på nätet har i forum oroat sig över att pedofiler (samhällets fobi nummer ~~ett~~ två, efter terrorister) skall kunna smyga sig in på lekplatser och kidnappa barn. Så, vad handlar det om?

Osynlighetskappor springer ur arbetet med s.k. vänsterhänta material, sådana som har negativt brytningsindex. Forskning har pågått om dessa sedan nanoteknologins intåg gjorde det möjligt att arbeta med strukturer så små som krävs. Vänsterhänta material är en form av metamaterial som består av mycket specifikt designade strukturer av flera olika material. Forskningen om dessa har mest varit inriktat på drömmen om perfekta linser. Men i två artiklar i samma nummer av Science år 2006 presenterade Leonhardt ¹ och Pendry och medarbetare ² beräkningar som visade att man med hjälp av ett skal av metamaterial kan få ljus att böja sig runt ett objekt och fortsätta precis i samma riktning som det kom. Objektet blir helt osynligt.

Redan samma år lyckades gruppen bakom den andra artikeln att påvisa en fungerande osynlighetskappa ³. Den fungerar visserligen bara i två dimensioner (dvs i ett bestämt plan), och i mikrovågsområdet istället för i synligt ljus. Men likväl var det ett genombrott. Objektet, en kopparcylinder med 25 mm radie, blev, när den fick ett skal av metamaterial tillverkat av kopparresonatorer i en epoxyram, nästan helt osynligt för mikrovågor inom ett smalt frekvensområde. Som syns från bilden nedan, där mikrovågor kommer in från vänster, är osynlighetskappan inte perfekt, utan lämnar en skugga.Teorin för osynlighetskappor gäller inte bara ljus, utan även andra former av vågor, och i höstas visade en grupp forskare att man kan bygga en fungerande kappa för vågor på en vätskeyta inom ett stort frekvensområde ⁴. Nästan samtidigt kom rapporter i Science ⁵ och Nature ⁶ om de första fungerande metamaterialen i optiska våglängder för ljus. Den optiska osynlighetskappan är bara ett steg bort.

Men kommer en osynlighetskappa att fungera? Än så länge är begränsningarna ganska betydande: de fungerar bara för vissa speciella våglängdsområden, materialen är svåra att framställa i mer än mikroskopiska mängder m.m.. Men trots detta så kommer de med säkerhet att utvecklas till mer eller mindre fungerande osynlighetssköldar. (Jag använder ordet sköld, för det är rigida material det handlar om, inte textiler.) Sannolikt kommer de inte att ge total osynlighet (något som forskare vid KTH visat är väldigt svårt då det kräver ideala material helt utan defekter ^{7, 8}), men liksom dagens stealth-material, som ger en betydligt mindre radarprofil än vanliga flygplan, så kommer de nog att komma till användning som avancerade kamouflage. Det blir väl säkerligen så att det är inom militärindustrin de först kommer till användning. Däremot ligger personliga osynlighetssköldar à la Rovdjuret (snarare än Harry Potter) ännu långt in i framtiden. En sak att fundera på är hur de som befinner sig innanför en osynlighetssköld skall se vad som händer utanför…

Referenser
¹ U. Leonhardt, Optical Conformal Mapping. Science 312, 1777-80 (2006).
² J.B. Pendry, D. Schurig, och D.R. Smith, Controlling Electromagnetic Fields. Science 312, 1780-2 (2006).
³ D. Schurig, J.J. Mock, B.J. Justice, et al., Metamaterial Electromagnetic Cloak at Microwave Frequencies. Science 314, 977-80 (2006).
⁴ M. Farhat, S. Enoch, S. Guenneau, et al., Broadband Cylindrical Acoustic Cloak for Linear Surface Waves in a Fluid. Phys. Rev. Lett. 101, 134501 (2008).
⁵ J. Yao, Z. Liu, Y. Liu, et al., Optical Negative Refraction in Bulk Metamaterials of Nanowires. Science 321, 930 (2008).
⁶ J. Valentine, S. Zhang, T. Zentgraf, et al., Three-dimensional optical metamaterial with a negative refractive index. Nature 455, 376-80 (2008).
⁷ M. Yan, Z. Ruan, och M. Qiu, Cylindrical Invisibility Cloak with Simplified Material Parameters is Inherently Visible. Phys. Rev. Lett. 99, 233901 (2007).
⁸ Z. Ruan, M. Yan, C.W. Neff, et al., Ideal Cylindrical Cloak: Perfect but Sensitive to Tiny Perturbations. Phys. Rev. Lett. 99, 113903 (2007).

Andra bloggar om: fysik, vetenskap, optik, vänsterhänta material, osynlighet. Intressant?

Postdok från vetenskapsrådet

2008-11-26T20:19:00.009+01:00

Vetenskapsrådet publicerade igår resultatet av höstens postdokutlysning. De redovisar gott om statistik, vilket jag tycker är trevligt. Det är ju lättare att se färdiga stapeldiagram än att själv föröka räkna ut samma sak. Beviljandegraden är högre än förra hösten, både för postdokstipendier och anställning som postdok i Sverige. Vilket verkar bero på att det varit färre sökande. Det är ju roligt att beviljandegraden är hög men det är lite oroande att det beror på att färre söker. Det är inte bra om en akademisk karriär framstår som mindre attraktiv. Men utan att jämföra med siffror på antalet disputerade de senaste åren så vet man ju inte om de färre sökande helt enkelt beror på färre disputerade eller på att en lägre andel av de disputerade har sökt postdok från Vetenskapsrådet. Nu kan man ju få postdok från andra finansieringskällor också och det kan ju vara så att om Vetenskapsrådet fått rykte att vara svårt att få från så lägger man kanske hellre sin tid på att skriva en ansökan till ett ställe man tror sig ha större chans att få positivt besked från. I så fall kanske antalet ansökningar till VR om postdokstipendium inom medicin ökar nästa år eftersom det verkade lätt att få det i år.

En annan intressant iakttagelse är att det är så väldigt mycket större konkurrens om bidrag till anställning som postdok än om stipendierna. Då menar jag inte att det är konstigt att många hellre väljer en anställning instället för att riskera att åka ut ur trygghetssystemen genom att ha stipendium och bo utomlands mer än ett år. Det är inte alls konstigt särskilt med tanke på att många nyblivna doktorer har barn eller vill skaffa barn inom de närmsta åren. Det som faktiskt som är lite konstigt är att VR fortsätter att dela ut så många stipendier när majoriteten av de sökande uppenbart föredrar en tjänst. Den anmärkningsvärt höga beviljandegraden för stipendier inom medicin (70%) tycker jag borde väcka frågan om man verkligen ska dela ut så många stipendier. Internationalisering är visserligen väldigt viktig men det är också viktigt att stödja den bästa forskningen. Jag tycker nog inte att VRs syfte är att ge pengar till alla som vill åka utomlands. De måste ju ha bra forskningsprojekt och förmåga att genomföra dem också. Nu säger jag inte att de 23 som beviljats stipendium från M inte kommer att genomföra bra forskning. Det kan ju ha varit så att alla 33 som sökte hade otroligt bra ansökningar. Men jag har suttit i lärarförslagsnämnd och granskat ansökningar till tex forskarassistenter och lektorat inom biologi och geovetenskap och jag kan avslöja att det brukar ju inte vara 70% av de sökande som är så bra att man skulle vilja anställa dem.

Årets utdelning från vetenskapsrådet

2008-11-13T21:49:00.004+01:00

Förra veckan publicerades vetenskapsrådets beslut om utdelning till medicinsk samt naturvetenskaplig och teknisk forskning. Jag var intresserad av att jämföra beviljandegraden för män respektive kvinnor med med förra årets utdelning (som Maria skrev om) men för naturvetenskap och teknik hittade jag inga uppgifter förrän idag. Medan det för medicin finns en tydlig tabell nederst på sidan med statistik (vilket det även fanns förra året), så får man för naturvetenskap och teknik själv räkna ut beviljandegranden för män och kvinnor från figurerna till höger. Denna räkneuppgift ger resultatet att det är betydligt mindre skillnad mellan könen i år än vid förra året inom naturvetenskap och teknik. För forskarassistenter var beviljandegraden 12% för män och 13% kvinnor. För projektbidragen var den 28% för män och 26% för kvinnor. Däremot ser det sämre ut för kvinnornas del inom medicin där beviljandegraden i år är 12% för män och 9% för kvinnor vad gäller forskarassistenter jämfört med 17% respektive 16% förra året. Precis som förra året är det betydligt färre kvinnor än män som söker bidrag inom naturvetenskap och teknik. Det var t ex 62 ansökningar från kvinnor till forskarassistent jämfört med 200 från män (det motsvarar 24% kvinnor bland de sökande). Inom medicin är det däremot en majoritet kvinnliga sökande till bidrag för anställning som forskarassistent. Man kan ju undra hur andelen kvinnliga professorer inom naturvetenskap ska kunna öka när det är så låg andel redan till ansökan till forskarassistenter. Nu kan man ju bli forskarassistent även genom att söka en utlyst tjänst vid ett universitet och hur statistiken för sökande ser ut bland alla landets lärosäten ser ut vet jag inte, men ansökningarna till vetenskapsrådet speglar nog i viss mån intresset för att satsa på en akademisk karriär. Jag tycker det är tragiskt att det verkar vara så svårt att öka andelen kvinnliga forskare inom naturvetenskap.

Tomtar på loftet

2008-11-06T14:54:00.000+01:00

Via Harald och hans skor och UNT, hittar jag nyheten om examensarbetet som SLU betraktar som ett "olycksfall i arbetet". Så mycket olycksfall att man såg sig nödgad att göra det omöjligt att ladda ner det från bibliotekets hemsida. Men för den som vill läsa, och inte befinner sig fysiskt nära ett SLU-bibliotek har medvetenskap löst det problemet. I detta examensarbete finns allt du behöver veta om vikten av att ha projektledningsmöte med trädgårdstomtar och andra naturväsen som kommer att påverka ditt trädgårdsodlande.

Och SLU betecknar alltså detta som ett olycksfall i arbetet, där själva olycksfallet består i att man låtit något som uppenbart brister i vetenskaplig kvalitet passera som en akademisk uppsats. Och ärligt talat, nog för att man ibland suttit i möten som fått en att misstänka att vissa av deltagarna kanske hellre skulle vilja vara trädgårdstomtar än lärare på ett universitet, men någon slags måtta måste det ju ändå vara på dumheterna.

Jag kan inte låta bli att fundera över hur det har kunnat passera genom granskningsprocessen. Gissningvis var de första utkasten oändligt mycket värre än den version som till sist lades fram som examensarbetet. Och eftersom handledare och examinatorer trots allt är människor så kan jag lätt föreställa mig att det i slutänden blivit så att man gjort en bedömning av hur mycket bättre det har blivit relativt det första utkastet, snarare än en bedömning av slutproduktens vetenskapliga kvalitet. Sådant förekommer på svenska universitet, och sådant förekommer på amerikanska diton. Fast det är sällan så flagrant som i det här fallet.

Problemen med dylika fall är, minst, två. Det ena är att om man låter sådana arbeten passera kommer det på sikt att leda till en urholkning av den vetenskapliga kvaliten. Det andra är att det underminerar förtroendet för vetenskapen och forskarna hos allmänheten. Jag menar, jag vill inte heller att mina skattepengar ska finansiera löst tyckande om vikten av att ha morgonmöten med tomtar och andra naturväsen.

I grund och botten tror jag att det handlar om att man måste våga underkänna sådant som inte håller måttet. Att det blivit mycket bättre, eller att någon lagt ner väldigt mycket tid på det, är i sig inte anledning att godkänna någon form av vetenskaplig uppsats. Håller det inte måttet ska det inte godkännas. Även om det betyder att institutionen får mindre pengar eftersom färre studenter examineras. Om det alls ska det vara någon mening med forskning måste de akademiska institutionerna förbehålla sig ett visst mått av vetenskaplig integritet. Annars är det risk för en storskalig tomtomflyttning, från loft till universitetens forskningskorridorer.

Vad är egentligen nytta?

2008-10-24T02:36:00.003+02:00

Vad är egentligen nytta? Det frågar jag mig när jag läser väl valda delar av den forskningsproposition som den svenska regeringen med forskningsminister Leijonborg i spetsen presenterade idag. Den är knappt 300 sidor lång, och det är följaktligen inte helt enkelt att sortera ut de verkligt väsentliga delarna vid en hastig genomläsning.

Det finns en hel del bra saker i den, som ökade forskningsmedel och ökat fokus på kvalitet som grund för resurstilldelning. Men så finns det punkter där man missar grovt också. Som när det gäller "yngre forskare". En översättning av byråkratiskan av de avsnitt som behandlar "yngre forskare" leder till följande slutsats om regeringens ståndpunkt: De tycker att yngre forskare är viktiga och gillar ideen om 2-årig postdoktorsanställning i Sverige som karriärväg, och hänvisar i övrigt till befattningsutredningen. (Jag är i ärlighetens namn inte riktigt säker på att de har förstått att man räknas som "yngre forskare" fram tills dess att man får sin docenttitel eller så.)

Och så är det där med nyttan då. Kapitel 4.5.3 har rubriken "Forskningen ska i högre utsträckning än idag komma tilll nytta." Och jag undrar verkligen vad man menar med "nytta" i det här sammanhanget. Enligt min mening hade kanske lite fler av de där nästan 300 sidorna kunnat användas till att problematisera nyttobegreppet lite grann, för saken är ju den att vi faktiskt inte vet vilka av dagens upptäckter som kommer att visa sig "nyttiga" i framtiden.

Mina förväntningar var inte så högt ställda, så propositionen får godkänt. Letar ni efter någpt spännande att läsa föreslår jag dock att ni tar er an Dawkings, Jay Gould eller Feynman, eller för den delen Ayn Rand eller Naomi Klein eller... Ja ni förstår vart jag vill komma tror jag.

Röntgenstrålning från tejp

2008-10-23T19:38:00.004+02:00

Om du går in i ett mörkt rum och river upp ett gummerat kuvert så kan du få se ett blålila ljus i skarven där limmet slits upp. Detta beror på en process som kallas tribolumenicens, som uppstår när limmolekylerna dras i sär. Ljuset uppstår när laddningar som dras isär åter rekombinerar. Urladdningen joniserar luften och det blå ljuset är den typiska emissionen från kväve.

Sedan 1950-talet har man vetat att när man drar isär tejp så sträcker sig spektrat för det utskickade ljuset till långt högre energier än det synliga. Det är t.o.m. möjligt att få fram röntgenstrålar. Röntgenstrålning uppkommer när elektroner med hög energi kolliderar med ett fast material och skickar ut s.k. bromsstrålning. När tejpen dras i sär kommer den klippiga sidan att laddas upp med positiv laddning och polyetylenrullen att få en negativ laddning. Laddningen kan byggas upp till sådana nivåer att de kan accelerera elektronerna tillräckligt för att skapa röntgenstrålning. Just detta har en forskargrupp i USA studerat och publicerat i veckans Nature*.

Forskarna placerade en tejprulle på en spole i en vacuumkammare. tillsammans med mätare för kraften som behövs för att dra ut tejpen med en viss hastighet. Detektorer för röntgenstrålning placerades utanför kammaren så att de såg tejpen genom ett fönster.

Vad forskarna såg var inte bara den "vanliga" röntgenstrålningen, utan även korta, intensiva pulser av röntgenfotoner med hög energi. De korta pulserna uppstod när dragkraften fluktuerade och många limmolekyler plötsligt gick av samtidigt (s.k. stick-slip-fenomen). Pulserna är intensiva nog för att kunna fungera som källa vid röntgenavbildning.

Riktigt hur de här intensiva pulserna, som bara är 1-2 nanosekunder, kan uppstå räcker vår för förståelse för triboluminescens och triboelektisk uppladdning (tänk katt+ebonitstav) inte till att förklara, men det krävs att en mycket stor laddning kan byggas upp. Forskarna uppmanar till ytterligare studier av liknande system för att man skall förstå men om triboluminescens och de spekulerar i huruvida sk jordbävningsljus som man hoppas kunna använda till förvarning, kan uppkomma vid liknande processer.

* Carlos G. Camara, Juan V. Escobar, Jonathan R. Hird och Seth J. Putterman, "Correlation between nanosecond X-ray flashes and stick–slip friction in peeling tape". Nature 455, 1089-1092 (2008).

Andra bloggar om: vetenskap, fysik, triboluminescens, röntgen, ljus.

Vetenskapliga motioner

2008-10-14T11:36:00.005+02:00

Jag har börjat kolla igenom några av de 3675 motioner som inkommit under den allmänna motionstiden. Det jag letat efter är motioner med vetenskaplig inriktning. Jag har säkerligen missat många, men kanske kan läsare fylla det de finner intressant.

Bland de riktigt bra, och riktigt viktiga, vetenskapliga motionerna finns Chatrine Pålsson Ahlgrens (kd) motion 2008/09:Ub575 Forskningsinriktad utveckling för lärare. Det handlar om frågan om lärarutbildningens snuttifiering. Tidigare var det möjligt att bli ämneslärare genom att inom lärarutbildningen, eller genom pedagogisk påbyggnad, skaffa en magisterexamen inom sitt ämne. Som lärarutbildningen ser ut idag är detta knappast längre möjligt (åtminstone inte inom fysik, som är det jag själv har erfarenhet från). Mängden pedagogiska kurser har ökat och den pedagogiska påbyggnaden är numera ett och ett halvt år. Det innebär att ytterligt få lärare idag har haft någon kontakt med forskningen inom sitt ämne, och ännu färre bedrivit egen forskning. Man hinner helt enkelt inte med en magisterexamen plus lärarutbildning. Att Ahlgren lyfter fram detta problem är bra.

Andra bra motioner är Yvonne Anderssons (kd) motioner Motion 2008/09:N352 Svensk rymdpolicy (med Betty Malmberg (m)) och Motion 2008/09:N396 Svensk rymdverksamhet som syftar till skapandet av en svensk policy för rymdforskning och fortsatt stöd till Odin-satellitmätningarna.

Cecilia Widegren (m) fastställer i sin motion 2008/09:MJ404 Djurförsökens framtid att "nya djurskyddsregler inte får påverka Sverige som forskarland". Inom många miljörörelser och djurrättsorganisationer ses djurförsök som alltigenom onda, trots att det i många fall (t.ex. läkemedelsprövning) saknas realistiska alternativ. Den svenska lagstiftningen, som är mycket sträng, säger också att djurförsök inte får ske om det finns alternativ. Trots detta motionerar Ulf Holm och Helena Leander (mp) i Motion 2008/09:Sk427 Skatt på djurförsök om en särskild punktskatt på försök i syfte att ersätta dem med "tester på odlade celler och datormodeller, vars resultat inom många försöksområden stämmer överrens med verkligheten i 85–97 % av fallen". Men 85–97 % är inte alltid bra nog. Om vi bara tittar på i år så hade vare sig kemi- eller medicinnobelpriset varit möjligt utan djurförsök.

Andreas Norlén och Finn Bengtsson (m) har lagt fram en motion om stärkande av högskolans fria ställning jämtemot politikerna, Motion 2008/09:Ub285 Forskningen vid universitet och högskolor. Man vill även rulla tillbaka reformen om de s.k. Tham-professurerna och återinföra professorernas anställningstrygghet. Jag vet inte hur det kommer att fungera rent praktiskt, men man kan väl lugnt säga att Tham-professurerna inte är en succé.

Men naturligtvis finns en del kufmotioner också. Bland annat har miljöpartiet (varför är det alltid de?) motionerat om elallergi. Jan Lindholm m.fl. (mp) motionerar i Motion 2008/09:Fö229 Elrelaterad ohälsa om utbyggnaden av "lågstrålande områden" och mer forskning om hälsoeffekter av icke-joniserande strålning. I hela motionen presenteras elöverkänslighet, eller elrelaterad ohälsa som man kallar det nu, som ett faktum trots att knappast något vetenskapligt belägg för detta finns. En intressant undersökning nyligen* utsatte "elöverkänsliga" och en kontrollgrupp för mobilstrålning och mätte responsen, dels men fMRI och dels genom att försökspersonerna fick beskriva sina obehag på en skala från 1-5. Man mätte reella obehag hos de elöverkänsliga, i samklang med deras beskrivna upplevelser. Kruxet var bara att det inte fanns någon mobilstrålning. Effekten var alltså helt psykosomatisk. En mer läslig beskrivning fanns i The Economist för några veckor sedan. Vänsterpartiet ser också strålningen som farlig och vill i motionen 2008/09:C209 En jämställd och miljöanpassad samhällsplanering begränsa utbyggnaden av bl.a. 3G-nätet.

Marianne Walz (m) "Motion 2008/09:Ub384 Svenska som vetenskapligt språk" har beskrivits här.

Finns det andra vetenskapliga motioner som är särskilt bra eller dåliga och som bör lyftas fram? Gör det i kommentarerna.

* M. Landgrebe et al. Neuronal correlates of symptom formation in functional somatic syndromes: A fMRI study. NeuroImage 41, 1336-1344 (2008)

Andra bloggar om: Vetenskap, motioner, politik, riksdagen. Intressant?

Att göra det osynliga synligt - årets kemipris

2008-10-09T02:27:00.008+02:00

Vi diskuterade potentiella nobelprisvinnare i kemi över lunchen i tisdags. Diskussionen avslutades med att vi enades om att vi hoppades att det skulle vara ett "riktigt" kemipris, och inte något som lika gärna kunde ha belönats med medicin/fysiologipriset, eller något som egentligen är mer biologi än kemi. Våra gissningar och förhoppningar slog förstås (och som vanligt) fel...

Hur som helst, årets nobelpris i kemi belönar upptäckten (Shimomura), applikationerna (Chalfie) och vidareutvecklingen (Tsiens) av grönt fluorescerande protein, GFP.

Sammanfattningsvis kan man säga att årets kemipris handlar om att göra annars osynliga biologiska/fysiologiska processer synliga. Med genteknikens hjälp kan GFP sättas in i gener i levande celler, och genom smart design av de här systemen kan fluorescensen slås på eller av, givet en viss händelse eller process i cellen, och på så sätt kan man följa annars "osynliga" biologiska processer. Ett exempel på ett viktigt användningsområden är möjligheten att faktiskt titta på hur cancerceller beter sig i levande vävnad.

Genom utvecklingen av andra, liknande proteiner som fluorescerar vid andra våglängder har man också kunnat konstruera mer komplicerade system, för att kunna följa flera olika steg i ett händelseförlopp. Det bästa exemplet på detta är antagligen de genmodfierade möss som några Harvardforskare rapporterade i Nature förra året. Kombinationen av proteiner som fluorescerar gult, blått och rött ljus ledde till att forskarna kunde följa enskilda nervtrådar i mössens hjärnor. Experimentet döptes förstås till "brainbow".

Det råder inget tvivel om att GFP-upptäckten och dess applikationer är en stor vetenskaplig händelse, som har betytt mycket för medicinsk, biologisk och biokemisk forskning. Men så där väldigt mycket kemi ligger det inte bakom det här priset.

Shimomura upptäckte GFP när han studerade självlysande maneter under 1960-talet. Självlysande maneter är ju nu inte någon typisk kemi, men att studera GFP:s fotofysiska egenskaper är däremot kemiskt så att det förslår (även om det heter fotofysik), och det gjorde Shimomura. Det bör dock tilläggas att om allt stannat vid maneter och GFP:s fluorescens så hade det knappast renderat ett nobelpris.

Men, slumpen ledde till att rundmaskforskaren Chalfie får höra talas om det "självlysande"* proteinet dryga 20 åre senare, och han fick idén att inkorporera GFP i den genomskinliga rundmaskens gener så att han skulle han kunna följa biologiska/fysilogiska/biokemiska processer i masken, genom att lysa på den med UV-ljus. Efter ett drygt decennium av forskning som mest var av molekylärbiologisk och genteknisk karaktär publicerades de första resultaten i Science 1994. Och proteiner är visserligen (stora) molekyler, men man får nog säga att det är relativt ovanligt för kemister att studera rundmaskar på arbetstid...

Nå, hur kul är det med bara grönt ljus? Inte kul alls tyckte Tsiens, och för den delen också flera andra forskargruppper. Så, den självklara fortsättningen var förstås att, genom att studera GFP och framför allt kromoforen (den delen av molekylen som faktiskt får det att lysa grönt) förstå hur man skulle kunna designa andra proteiner, med andra färger. Och allt detta arbete ledde så småningom till publikationer som den om mössens "brainbow". Tsiens är väl också den som är mest kemist av årets kemipristagare, och som faktiskt arbetar på en institution som har ordet kemi med i namnet.

Pristagarna är väl värda att uppmärksammas för sina resultat, därom tror jag inte att det råder några tvivel. Men som det verkligen är ett kemipris kan nog debatteras...

*Det är naturligtvis felaktigt att prata om GFP som "självlysande", eftersom det inte lyser innan det har exciterats med UV- eller blått ljus.

Brutna symmetrier - årets Nobelpris i fysik

2008-10-08T09:38:00.004+02:00

Som de flesta säkert läst vid det här laget fick två japaner och en amerikan (med japansk härkomst) årets fysikpris. Att det handlar om brutna symmetrier ser man i rubrikerna, men vad innebär det?

Priset är för teorier inom partikelfysiken och är i sina detaljer mycket svår att förklara. Teorier är nämligen skrivna med ett matematiskt språk, och översättning till svenska eller andra talade språk låter sig bara göras med mer eller mindre korrekta liknelser.

För att börja skrapa på ytan bör man först titta på symmetrier. Inom fysiken, liksom inom konsten, är symmetri en eftersökt egenskap. Symmetrier både förenklar beräkningar och visar vägen mot nya lagar. T.ex. är lagen om rörelsemängdens bevarande en direkt följd av att fysiken är symmetrisk under förflyttning. D.v.s. det spelar ingen roll om man mäter något här ... eller här. Vad Nambu visade på 60-talet var symmetrier ibland kan gömma sig. Trots att all växelverkan, alla krafter, följer en viss symmetri, kan det visa sig att det lägsta energitillståndet (även kallat vacuum- eller grundtillståndet) är asymmetriskt. En magnet har t.ex. en tydlig asymmetri, en nord+ och en sydsida. Men om man hettar upp en magnet, d.v.s. lyfter den från grundtillståndet, till över en kritisk temperatur (Curietemperaturen) så förloras magnetismen och symmetrin är återställd. När magneten åter kyls till under Curietemperaturen så kommer magnetismen och assymetrin tillbaka, symmetrin bryts alltså spontant. Eftersom grundtillståndet är det vi oftast ser, kan vi på så sätt missa viktiga symmetrier. Nambu visade hur det här går till inom de fältteorier som beskriver partiklarnas lagar och att lagarnas symmetrier fortfarande är giltiga, även om grundtillståndet inte är symmetriskt. Ett viktigt, och aktuellt, exempel på ett spontant symmetribrott är att alla partiklar skulle vara masslösa om det inte vore för ett symmetribrott i form av Higgsmekanismen.

Den andra delen av priset går till studierna av ett speciellt symmetribrott som kallas CP-brott. Fysiker brukar identifiera tre grundläggande symmetrier:

Spegelsymmetri (P för paritet) som innebär att alla lagar fungerar på samma sätt om man byter håll på alla riktningar, höger till vänster, upp till ner o.s.v.
Laddningssymmetri (C för charge) som innebär att man byter tecken på alla laddningar, dvs byter partiklar mot dess antipartiklar.
Tidssymmetri (T) som säger att fysikens lagar gäller likadant om tiden går baklänges.

Man kan visa att om man tar de grundläggande ekvationerna inom partikelfysiken och byter tecken (+ till -, - till +) på alla riktningar och laddningar och låter tiden gå baklänges, man utför en CPT-operation, så förblir allt oförändrat. Om vi var gjorda av antimateria och levde i en spegelvärld där tiden gick baklänges så skulle vi inte märka någon som helst skillnad. Fram till 1950-talet trodde man dock att allt dessa gällde var för sig. Det visade sig när man studerade radioaktiva sönderfall att man i vissa fall såg en höger-vänster-asymmetri. Saker såg inte likadant ut i en spegel. Man lyckades se att denna P-asymmetri balanserades av en motsvarande C-asymmetri, men att kombinationen CP fortfarande var giltig - en antipartikel i en spegelvärld uppför sig som en partikel.

Men 1964 gjorde James Cronin och Val Fitch mätningar på sönderfallet hos en grupp partiklar som kallas kaoner och upptäckte att även kombination av C och P symmetri var bruten. Detta var helt oväntat och ställde till en del bekymmer för teoretikerna och gav Cronin och Fitch Nobelpriset 1980. Det var Kobayashi och Maskawa som lade fram en teori som förklarade CP-brottet. Deras teori krävde att det skulle finnas tre familjer av de nyligen upptäckta kvarkarna. Tre familjer innebar sex kvarkar, men 1974, när teorin lades fram, hade man bara hittat tre. Maskawa-Kobayashi-teorin fick inte mycket uppmärksamhet. Men allteftersom kvarkarna ramlade in och slutligen när experiment, vid SLAC i Stanford och KEK i Japan, med sönderfall av B-mesoner visade sig ske exakt (inom en felmarginal på några procent) enligt teorin så har Maskawa-Kobayashi-teorin inlämmats i Standardmodellen för partikelfysiken.

CP-symmetrin är intimt förknippad med förhållandet mellan partiklar och antipartiklar, och ett av de stora mysterierna inom kosmologin är just varför det i universum finns mer partiklar än antipartiklar, när de i Big Bang borde skapats i samma omfattning. Man antar att detta beror på ett spontant symmetribrott av CP-typ som ledde till en liten övervikt av partiklar. Vilket gjorde att jag kan skriva det här idag. Problemet är att man idag vet att den nuvarande teorin inom Standardmodellen inte innehåller tillräckligt med CP-brott för att förklara skillnaden. Många hade därför hoppats på att SLAC- och KEK-experimenten skulle motbevisa Maskawa-Kobayashi-teorin och ge ledtrådar om vägen framåt. Så blev det inte, och Maskawa, Kobayashi och Nambu är väl värda sina pris.

För vidare läsning, se t.ex. Nobelkomitténs vetenskapliga bakgrund, Wikipedia (här, här och här), eller för riktig hard core, Maskawas och Kobayashis originalpapper. Nambus originalpublikation i PRL valdes ironiskt nog inte ut som ett "Milestone paper" av tidskriften. För övrigt skrev man om gömda symmetrier redan 2005 på Cosmic Variance.

Intressant?

Nobelpris för virusupptäckter

2008-10-06T13:41:00.004+02:00

Årets nobelpris i fysiologi eller medicin belönar två olika viktiga virusupptäckter. Harald zur Hausen från Tyskland får halva priset för sin upptäckt att två typer av humant papillomvirus (HPV) orsakar livmoderhalscancer. Socialstyrelsen föreslog tidigare i år att vaccination av flickor mot HPV ska ingå i det allmänna vaccinationsprogrammet i Sverige. Francoise Barré-Sinoussi och Luc Montagnier från Frankrike delar på den andra halvan av priset som de får för upptäckten av HIV-viruset. Tidningsartiklar som beskriver priset och pristagarna finns bl a hos DN och SvD.

IG Nobel prisen 2008

2008-10-05T18:35:00.003+02:00

I väntan på de riktiga nobelprisen som börjar tillkännages nästa vecka så tänkte jag uppmärksamma IG Nobel prisen som delats ut under den gångna veckan. Här är en lista på 2008 års pris. Mitt intresse för katter gör naturligtvis att min favorit bland årets pris är biologipriset som går till en grupp som visat att loppor som lever på hundar hoppar högre än loppor som lever på katter. Ett pris går faktiskt för ovanlighetens skull till forskning som jag redan hört talas om. Det är medicinpriset som går till forskare som visat att dyrare placebo (sockerpiller) är effektivare än billigare placebo. Det var en artikel som publicerades i mars i år och som uppmärksammades i några tidningar. Alla försökspersonerna fick samma verkningslösa piller men hälften fick veta att de kostade 2,50 dollar per piller och hälften fick veta att priset sänkts till 0,10 dollar. De som trodde de fick dyrare medicin upplevde bättre effekt av den. Jag känner igen det från mig själv som blir misstänksam om jag tycker att något är alldeles för billigt.

Det n:te landet

2008-09-23T14:06:00.003+02:00

I diskussionen till posten om förnyelsebar energi dök frågan upp om kärnkraftens säkerhetspolitiska aspekter. Johan kommenterar

Jag tycker den säkerhetspolitiska biten är enormt överdriven, redan idag kan i princip vilket land som helst bygga kärnvapen ifall de verkligen vill.

En intressant fråga i detta fall är hur svårt det egentligen är att konstruera ett fungerade kärnvapen. Det är en fråga som varit aktuell ända sedan kärnvapenåldern började. Och det är en fråga som besvarades redan 1964 i ett projekt som kallades för "the nth country experiment". Svaret är att det inte är särskilt svårt alls.

I nte landet lyckade tre post docar i fysik, utan någon erfarenhet av kärnteknik, på mindre än tre år konstruera en fungerande plutoniumbomb användande endast offentliga källor för research. De antogs ha tillgång till finmekansik verkstad och sprängämnes expertis, men istället för att faktiskt testa deras design så lämnade de sina förslag till de riktiga vapendesignarna på Los Alamos som räknade ut hur ett test skulle gå.

The bomb had been run through the computers and the brains of the bomb designers—it would explode, it would wipe out a city, it would kill tens of thousands, or hundreds of thousands, of people.

Det hela finns beskrivet i en mycket läsvärd artikel från 2003 i The Bulletin of the Atomic Scientist (tidskriften med den berömda domedagsklockan).*

Den enda svårigheten, kommer man fram till, är i princip att få tag på själva plutoniet av tillräckligt hög renhet. Och det är här, inte i spridandet av kärnteknik, som, enligt min mening, den viktigaste säkerhetsaspekten av kärnkraften som energikälla kommer in. Som Johan påpekar

En "omväg" runt civil kärnteknik för att bygga vapen är både ologiskt, komplicerad och väldigt dyrt ifall det bara är vapen man vill ha.

Men med ökad användning av kärnkraft kommer allt större mängder kärnmaterial att finnas tillgängligt, och det blir allt svårare att hålla koll på allt. Tyvärr är det inte orimligt att en motiverad grupp av typ al-Qaida skulle klara av att bygga en bomb bara de hade tillgång till tillräckliga mängder vapenplutonium (eller uran för den delen).

Men, det är också ett problem som blir mindre med nya typer av reaktorer som ger små eller inga mängder material som går att använda till vapen. Men tills dessa kommer i användning är en restriktiv politik när det gäller kärnbränsle fortfarande nödvändig. Och fortfarande är nog den största faran det material som redan finns i stora mängder i kärnvapenländer som Ryssland. Och vem vet vad nästa Khan-nätverk säljer till vem.

* Artikel är tyvärr gömd bakom en betalvägg, men den som är intresserad kan jag skicka en pdf.

Andra bloggar om: kärnvapen, kärnkraft, vetenskap. Intressant?

Förnybar energi I: Behövs den?

2008-09-13T02:34:00.009+02:00

Under 2001 uppgick jordens sammanlagda energiförbrukning till ca 425 × 10¹⁸ J, eller om man föredrar effektmåttet, till ca 13.2 TW. År 2050 beräknas* den siffran vara minst 27 TW. Det är alltså en fördubbling på 50 år. Och det ger anledning att fundera på hur det egentligen ser ut med dagens energiikonsumtion, och framför allt med befintliga energireserver och resurser.

De 13.2 TW kom främst från olja, kol och gas. Biomassa kommer som en klar fyra och kärnkraften blir femma. Vattenkraft och förnybara energikällor svarade för ca 0.29 TW vardera. Men intressantare än hur stor andel de olika energislagen står för är hur mycket det egentligen kostar att producera el från dessa energislag. Kol är klart billigast, el från solenergi är minst 5 gånger dyrare än så. Förnybar energi från solen är alltså inte på något sätt konkurrenskraftig. (2001 års siffror, baserade på situationen i USA.)

Med det konstaterat undrar man ju hur det egentligen ser ut med tillgångarna. Hur ska vi möta ett ökat energibehov? Det pratas ju ibland om att vi skulle ha nått "peak oil", det vill säga att toppen i oljeproduktionen skulle vara nådd och att den härifrån bara kommer att minska. Och "peak oils" ffrämste företrädare i Sverige, Kjell Aleklett, brukar hävda att mer kärnkraft är lösningen på problemen. Och kanske det, om vi är sugna på att ta konsekvenserna av att bygga ett nytt 1GW-kraftverk varannan dag eller så, de närmaste 45 åren, med allt vad det innebär i form av miljökonsekvenser av uranbrytning och säkerhetspolitiska aspekter. Och det är förstås i slutänden också en fråga om för hur lång tid vi har bränsle till dessa kärnkraftverk. Och man kan förstås betraktra fusionstekniken som ett alternativ, men för tillfället finns tekniken inte där för storskalig energiproduktion.

Olja och kol då? Oavsett hur det är med peak oil så kan man konstatera att oljereserverna beräknas räcka någonstans mellan 40 och 75 år. Räknar man också in det som kallas resurser så finns det kanske olja för ytterligare 50-150 år (det är då inkluderat både "konventionella" och "okonventionella" resurser och reserver.) Motsvarande siffror för gas är ca 60-170 år respektive 200-600 år. Men det intressantaste energislaget här måste ändå vara kol. Det är inte bara billigast, och det är också det vi har mest av. Åtminstone en 220 år konventionella reserver, och om man räknar in resursbasen finns det nog för att försörja oss med energi i ca 2000 år till.

Och med de siffrorna kan man fråga sig om vi verkligen behöver satsa på några förnybara energislag?

Svaret beror förstås helt på vilken synvinkel man ser det ifrån. Kolet kommer inte att ta slut inom överskådlig tid, så ur den synvinkeln är svaret nej. Å andra sidan skulle det innebära en energiproduktion som är helt baserad på ett fossilt bränsle. Och för alla oss som tror, misstänker eller i alla fall tycker att försiktighetsprincipen är ett rimligt förhållningssätt i frågan om antropogen växthuseffekt finns det likväl all anledning att komma till slutsatsen att vi behöver satsa på förnybar energi.

Varför man inte bör avfärda tanken på en mänskligt orsakad global uppvärmning kommer det mer om i nästa del av den här miniserien. Och med tiden kommer jag också att redogöra för varför jag anser det rimligt att forska på solenergi även om den i dagsläget inte alls tycks kompetitiv.

Referenser:
N.S. Lewis, D.G. Nocera, Powering the planet, PNAS, 2006, 103, 15729-15735
World energy assessment , UNDP, 2000
prof N.S. Lewis, muntligt meddelat
http://nsl.caltech.edu/energy.html

*Det finns många olika faktorer att ta hänsyn till den när den siffran beräknas, som befolkningsutveckling, uppskattad ekonomisk tillväxt, möjliga energieffektiviseringar etc. De 27TW som presenteras här är en konservativ uppskattning som ligger lägre än "business as usual"-scenariot. Enligt tex UNDP-rapporten "World energy assessment" kan det mycket väl handla om betydligt högre energikonsumtion än de siffror som nämns här.

Nej, man skall inte återskapa Big Bang.

2008-09-10T18:25:00.003+02:00

Sällan har ett vetenskapligt experiment föregåtts av ett sådant intresse från press och allmänhet som den nya acceleratorn vid CERN. Och visst är det befogat. The Large Hadron Collider, LHC, är troligtvis den mest avancerade maskinen som mänskligheten någonsin byggt. I Newsweek kan man läsa om vad ledande fysiker har att säga om experimentet:

As a project, it's magnificent—i like to say it's our civilization's answer to the Pyramids of Egypt, but much better because it's driven by curiosity rather than superstition, and built on collaboration, not command. The scale isn't just vanity—everything has to be as big as it is. But it's not only big in physical size; it's extremely sophisticated, extremely delicate. It's probably the most complex thing we've ever done—we being humanity.

Så uttrycker sig Nobelpristagaren Frank Wilczek. Men tyvärr har mycket av pressens intresse handlat om rena dumheter, som att LHC skulle riskera att förstöra världen, eller felaktigheter som att man skulle återskapa Big Bang. Visst låter det spännade att man skall återskapa universums födelse, men det är en beskrivning som skiljer sig från sanningen med åtminstone 19 storleksordningar.

För att ta det lite mer detaljerat så var Big Bang det ögonblick då universum skapades. Universum var då en singularitet och om man inte tar hänsyn till någon kvantgravitation (vilket man måste göre, men teorin för vilken man ännu inte känner till) så var densiteten och temperaturen i Big Bang oändlig. En gissning, enligt det man känner till om kvantgravitation, är att temperaturen låg någonstans runt 10³² Kelvin. Därefter expanderade universum våldsamt och temperatur och densitet sjönk. När temperaturen sjunker delas de tre krafterna, som vid tillräckligt höga temperaturer är samma kraft, i standardmodellen upp. Först separeras gravitationen vid ca 10²⁹ K, sedan den starka kraften runt 10¹⁶ K och slutligen vid 10¹² K delas den svaga kraften från den elektromagnetiska. Vid den här punkten kan kvarkar bindas ihop till protoner och neutroner, och det är den nivån som man kan studera i LHC. Man är alltså rätt långt från Big Bang.

Det finns många andra skillnader också, t.ex det faktum när det tidiga universum expanderade så var det rummet själv som expanderade, medan "eldklotet" i LHC, likt eldklotet från en explosion, expanderar ut i det existerande rummet.

Att tala om LHC som en Big Bang-maskin är därför helt ovetenskapligt och ger bara ytterligare poäng på sensationsskalan. Bättre, och rättare, vore att beskriva den som världens största mikroskop.

Nu verkar ju de inledande testerna ha gått bra, och den första strålen protoner har guidats genom maskinen. Nu skall man börja testa att accelerera den också. Efter hand kommer man att testa fler och fler system för att till slut börja kollidera strålar. Därefter följer ytterligare en tid av tester och kalibrering av mätinstrumenten innan LHC kan börja leverera riktiga mätdata, något som kanske kan ske i slutet av oktober eller något senare.

Andra bloggar om: LHC, CERN, fysik, vetenskap, Big Bang.

Sund livsstil kan kanske förändra genuttryck men naturligtvis inte själva generna

2008-09-10T14:51:00.005+02:00

Ofta när jag läser helt galna påståenden om gener i tidningsrubriker tänker jag att detta borde jag blogga om, men oftast orkar jag inte göra det. Oftast är det dessutom bara rubrikerna som innehåller felaktigheter medan själva artikeln är helt OK. Idag läste jag dock något så dumt på Expressens hemsida att jag kände mig tvungen att skriva.

Under rubriken "Sund kost ger dig bättre gener" finns texten "köttfri diet och en sundare livsstil kan ge dig fler sjukdomsskyddande gener" och en länk till denna artikel. Även i den artikeln på "Allt om mat" står det felaktiga påståendet att generna skulle förändras. Att generna skulle förändras genom hur man beter sig är ett mycket kontroversiellt påstående. Generna i enstaka celler kan förändras genom mutationer tex pga gifter, strålning eller slump och om denna enstaka cell råkar vara en cell som ska bli ett ägg eller en spermie så kan det orsaka sjukdomar i nästa generation. Detta är eftersom avkomman bildas från en enda cell som sedan delar sig. Om en mutation skett i en gen i ägget eller spermien så kommer den förändrade genen därför sedan att finnas i alla celler i avkomman. Men att en människa som utsätts för miljöfaktorer skulle förändra sina gener stämmer inte. Generna i enstaka celler kan visserligen förändras (och i värsta fall orsaka tex cancer i den kroppsdelen) men generna i alla kroppens celler ändras inte så förändringen i enstaka celler påverkar oftast inte hela organismen så mycket eftersom alla de andra cellerna har de normala genvarianterna.

I artikeln i "Allt om mat" hänvisas till danska Dagens medicin. Genom att googla på "dansk dagens medicin" hittar jag hemsidan och en länk till deras artikel. I den står inga felaktigheter utan det framgår att det som kan förändras är inte själva generna utan hur generna uttrycks, gener kan nämligen stängas på och av. Alla individens gener finns i alla celler i kroppen* men alla gener används inte i alla celler och många gener används olika mycket i olika celler. Detta är ingen nyhet utan det har man vetat länge däremot vet man inte så mycket om hur det styrs vilka gener som slås på och av vid olika tillfällen. Studien som refereras publicerades i den vetenskapliga tidskriften PNAS och handlar om en liten undersökning av 30 män med lågrisk-prostatacancer där man sett att förändrad kost, motion och psykologbehandling mot stress förändrade hur ca 500 gener uttrycktes i prostatan. Vissa av dessa gener kan ha betydelse för cancer. För att få bättre resultat behöver man göra större studier med fler individer. Studien har faktiskt intressanta resultat så det är synd att det förvanskats genom att olika internetsidor citerar varandra och förändrar lite på vägen (ungefär som viskleken). Genom att jag letat mig tillbaka genom källorna så kan jag konstatera att det felaktiga påståendet i detta fall uppstått mellan "Dagens medicin" och "Allt om mat", antingen beroende på att skribenten på "Allt om mat" har för dåliga kunskaper i danska eller för dåliga kunskaper i biologi (eller båda) och troligen inte har läst (eller inte förstått) orginalpublikationen i PNAS.

*Det finns faktiskt ett fåtal undantag från detta, men det går jag inte in på här.

Referens:

Ornish et al. 2008. Changes in prostate gene expression in men undergoing an intensive nutrition and lifestyle intervention. PNAS 105: 8369-8374. (Open access)

Hundra meter på 9,5 sekunder?

2008-09-04T09:27:00.005+02:00

(Via Cosmic Variance) Ett gäng sportfånar i Olso, som händelsevis också råkar vara fysiker, med alldeles för mycket tid över har ställt sig samma fråga som många andra sedan den 16 aug: Vad skulle världsrekordet på hundra meter blivit om Bolt inte saktat ner och firat segern i slutet?

I en artikel publicerad på arXiv¹ och insänd till American Journal of Physics undersöker de Usain Bolts och tvåans Richard Thompsons hastighetsprofiler under loppet och extrapolerar en tid för Bolt utan segergest. I abstractet kan man läsa:

Först antar vi konservativt att Bolt kunde ha bibehållit Richard Thompsons, tvåans, acceleration under loppets slut. I ett andra fall, baserat på utvecklingen i loppet innan firandet, antar vi att han också kunde haft en acceleration 0.5m/s² högre än Thompson. I de två fallen finner vi att det nya världsrekordet skulle varit 9.61 ± 0.04 respektive 9.55 ± 0.04 sekunder.

Alltså, en världsrekordtid nedåt 9,6 sekunder eller lägre är troligt. Författarna avslutar med att konstatera att loppet i Beijing gick utan mätbar vind, vilket i gynnsam vind (upp till 2 m/s i ryggen) gör att ett lopp av Bolt under 9,5 s är möjligt inom en snar framtid.
Referens:
¹ Velocity dispersions in a cluster of stars: How fast could Usain Bolt have run?, H. K. Eriksen, J. R. Kristiansen, Ø. Langangen och I. K. Wehus. arXiv:0809.0209v2 [physics.pop-ph].

Andra bloggar om: sport, 100 meter, Usain Bolt, OS, världsrekord. Intressant?

Första bilden från Fermi

2008-08-29T09:22:00.004+02:00

Fermi Gamma-ray Space Telescope, eller GLAST som det var bekant som tidigare, har släppt sin första bild av universum. Fermi är et nytt rymdteleskop, där Sverige bidragit till en del av utvecklingen, som observerar universum i gammavåglängder. Gammastrålar är den mest energetiska formen av ljus med energier över 100 keV (Fermi detekterar i området 8 keV-300GeV). Då en eV är ungefär energin hos synligt ljus är gammastrålar 100.000 till miljarder gånger mer energetiska. Gammastrålar har sitt ursprung i de mest våldsamma fenomenen i universum som aktiva galaxkärnor, svarta hål, neutronstjärnor och andra kataklysmiska händelser.

Fermi har två instrument; dels Large Area Telescope (LAT) som observerar himlen och bygger en karta över gammakällor i universum, dels GLAST Burst Monitor som detekterar gammablixtar (GRB). GRB tillhör de mest mystiska fenomenen i universum. De är plötsliga utbrott av gammastrålning, som vara från några millisekunder upp till någon minut. Under den tiden kan de avge mer energi än solen under hela sin 10 miljarder år långa livstid. Vad som är orsaken till dessa utbrott vet man ännu inte.

Bilden ovan, den så kallade first light, visar himlen sedd av LAT. Den visar vår galax som ett glödande band över himlen samt några av de mest kända pulsarerna. Bilden är en summation av totalt 95 timmars observationstid, att jämföra med en liknande bild av Fermis föregångare Compton som tog flera år att observera.

Många av de andra spännande observationer som Fermi kommer att göra kan man läsa om på Fermi-projektets hemsida hos Nasa.

Andra bloggar om: vetenskap, astronomi, astrofysik, Fermi, GLAST.

Mörk materia i Italien?

2008-08-28T17:20:00.000+02:00

Har en forskargrupp i Italien upptäckt spår av den så svårfångade mörka materien? Det är i alla fall vad DAMA-experimentets ledare Rita Bernabei hävdar sedan flera år. Vad den mörka materien, som utgör 85% av universums materia, består av är fortfarande okänt, men flera spekulationer finns. De flesta spekulationer idag rör sig kring så kallad icke-baryonisk materia (baryoner är den typ av partiklar som bygger upp atomer) med namn som axioner, WIMPs, sterila neutrinos, o.s.v.

DAMA-experimentet är en detektor av bestående av en jättelika kristaller av saltet NaI (Natriumjodid) dopat med tallium omringade av photodetektorer och strålingssköldar nedsänkt i ett underjordiskt laboratorium under Gran Sasso-bergen i Italien. Där, skyddad från bakgrundsstrålning, skall detektorn upptäcka de ljusblixtar som uppstår när en av de WIMPs (Weakly Interacting Massive Particles) som i enorma mängder genomströmmar jorden (om det nu är de som är den mörka materien) råkar kollidera med en av talliumatomerna. Men tyvärr kan man inte helt isolera detektorn så den bara detekterar mörk materia. I stället fokuserar DAMA på den årliga variation som förväntas när jorden på sin väg runt solen under en del av året rör sig med solens färd genom den mörka materien i galaxen och ett halvår senare mot solens riktning.
Och den förväntade variationen har hittats. Man menar att "närvaron av mörk materia i galaxhalon stöds till 8.2 standardavvikelser." D.v.s. det är bara en chans på 4×10¹⁵ att signalen man ser inte är den sökta årliga variationen. Men de flesta fysiker är inte övertygade. Visst, menar man, ser man en årlig variation, men att den skulle komma från mörk materia är inte alls säkert. Det kan finnas massor av andra anledningar till att en liknande variation uppkommer. Juan Collar, talesman för ett konkurrerande experiment i USA (COUFF), säger det här om DAMAs resultat:

Det finns bevis för en modulation i datan till 8,2 standardavvikelser. Kompatibelt med vad som kan förväntas från vissa mörka materie-partiklar i vissa galaxhalomodeller, punkt. Allt utöver det är önskedrömmar och det smetar av sig på oss andra inom forskningsområdet. Det finns självklart inga andra observerade processer i naturen som har sin topp på sommaren och går genom en dal under vintern så det måste vara mörk materia, eller hur? (Occam vänder sig i sin grav, med sitt rostiga rakblad fortfarande i handen.)

Men DAMAs forskare står på sig. De säger sig, att under ett decenniums mätningar, ha uteslutit alla andra möjliga källor, och nu, menar man, är det dags för forskarsamhället att acceptera deras upptäckt. Det räcker inte säger andra forskare kring mörk materia: Även om de uteslutit 50 möjliga felkällor så kan det finnas hundra andra. Det är för många saker som varierar periodiskt under året.

Det hela har utvecklats till ett smutsigt akademiskt slagsmål där DAMAs kritiker menar att DAMA-gruppen inte släpper sina rådata för oberoende analys och att deras mätdata inte inte stämmer överens med andra observationer. Eller egentligen icke-observationer. DAMAs beräknade tvärsnitt (kollisionssannolikhet) är så högt att andra experiment borde ha sett något, men kammat noll. DAMA-gruppen å sin sida menar att de gjort allt den kan göra för att bemöta kritiken och det är dags att de för det erkännande de förtjänar. De har t.o.m. publicerat ett utdrag ur Rudyard Kiplings dikt If... på sin hemsida

If you can bear to hear the truth you’ve spoken
Twisted by knaves to make a trap for fools,
...you’ll be a Man my son!

Och DAMA har visst stöd. Teoretiker på CalTech menar att det kan vara så att de faktiskt ser axioner (en annan teoretiskt förutspådd kandidat för mörk materia) som kolliderar med elektroner i detektorn. Detta skulle kunna ge en signal vid rätt energier. Flera experiment håller nu på att undersöka den möjligheten med andra typer av instrument. Om det visar sig att det verkligen finns en resonans av axioner vid rätt energi är det en fjäder av Nobelstorlek i hatten för DAMA-laget, men fram till dess kanske de bör påminna sig om en annan strof i If...

If you can trust yourself when all men doubt you,
But make allowance for their doubting too;
If you can wait and not be tired by waiting,

Länkar:
DAMA-gruppens hemsida.
A light in the dark. Artikel i Physics World.
First results from DAMA/LIBRA and the combined results with DAMA/NaI, R. Bernabei et al. (arXiv) - accepterad i European Physical Journal C.

Andra bloggar om: fysik, astrofysik, mörk materia, vetenskap. Intressant?

Regeringens forskningssatsning

2008-08-28T13:08:00.006+02:00

Idag presenterade regeringen sin satsning på forskning. År 2009 tillförs 2,4 miljarder och sedan ökar det för varje år för att 2012 bli 5 miljarder extra till forskning. Medicin, teknik och klimat är prioriterade områden som får mest pengar. Pressmeddelandet finns här och en tabell med hur de tillförda pengarna fördelas finns här. Mer detaljer om satsningen får vi vänta på tills budgetpropositionen kommer i september och forskningspropositionen i oktober.

Sveriger förenade studentkårer anser att en del av pengarna borde gå till doktorandlöner. Jag håller med om att det borde vara en prioriterad satsning. Att det omoderna systemet med stipendier och utbildningsbidrag för doktorander fortfarande lever kvar är en skandal. Att få ett stipendium kan låta fint men om man får det istället för en lön innebär det att man står utanför de sociala trygghetssystemen precis som svartjobbare. Ett starkt skäl för lärosäten att använda stipendier och utbildningsbidrag är att det blir mycket billigare än att anställa doktoranderna eftersom inga sociala avgifter behöver betalas (och stipendier kan ha lägre belopp som utbetalas till doktoranden eftersom ingen skatt betalas). Förutom doktorander så finns det även disputerade forskare som får stipendier istället för lön, det är lika oacceptabelt det. Med förstärkta resurser så blir de ekonomiska skälen att inte betala ut löner inte lika aktuella. Så låt oss hoppas att även de yngsta forskarna får en del av kakan.

Sunt förnuft på väg?

2008-08-27T00:49:00.005+02:00

I juli publicerades en rapport med titeln "On the road in 2035: Reducing transportation's petroleum consumption and GHG emissions" (GHG=green house gas).

Rapporten är en summering av ett treårigt forskningsprojekt vars mål var att analysera nya fordon och bränslen för minskad bränsleförbrukning och växthusgasutsläpp, som kan utvecklas och kommersialiseras under de närmaste 25 åren. Forskningen är utförd på ett av USA:s toppuniversitet, MIT. Man har fokuserat forskningen på USA, och kunnat slå fast att det är möjligt att reducera bränslekonsumtionen med 30-50% de närmaste 30 åren. Fast det finns en hake. Eller två.

Dels behövs effektivare motorer, men framför allt krävs att amerikaner slutar älska (eller i alla fall använda) bensinslukande bilar.

Någon som är förvånad?

På något sätt känns det som om det inte krävs en MIT-forskare, eller ens en forskare, för att konstatera det. Det räcker med vetskap om vilka vidunder till bilar som rullar på amerikanska vägar och förmågan att kombinera denna vetskap med en liten smula alldeles vanligt sunt förnuft. (Det säger något att den minsta bil man kan få på en amerikansk biluthyrning är minst två storlekar större än det minsta du kan få i Sverige.) Det finns inte nödvändigtvis en korrelation mellan universitetets ranking och nyhetsvärdet i deras forskning.

Referens:
Fueling our Transportation Future

Lästips: Female Science Professor

2008-07-16T18:34:00.002+02:00

Nyligen började jag, efter en rekommendation, läsa bloggen "Female Science Professor". Och jag vill gärna föra den rekommendationen vidare.

Bloggaren, FSP, bloggar anonymt, om livet som (kvinnlig) professor på ett (forsknings)universitet i USA. Ibland handlar det specifikt om kvinnors villkor inom forskningen, men oftast om hur forskningens villkor ser ut i största allmänhet. Visserligen i en amerikansk kontext, men det är tillräckligt allmängiltigt för att vara intressant också för den som är verksam någon annanstans. Uppdateringsfrekvensen är imponerande - oftast ett inlägg om dagen, måndag till fredag. Extra intressant blir det för att FSP inte drar sig för att provocera, och att många läsare använder kommentarsfunktionen gör inte heller saken sämre.

Några av veckans poster så här långt är titulerade "Out of pocket" om forskare som finansierar delar av sin forskning och kringverksamhet ur egen ficka) och "No man's land" om sådant man onekligen behöver för att kunna bedriva forskning, som tex skrivare och kopiator, men som inte täcks av forskningsanslagen.

Voyager och solvinden

2008-07-16T16:59:00.006+02:00

I förra veckans Nature publicerades samtidigt sex stycken artiklar om solvindens yttre delar. Närmare bestämt om termineringschocken. Anledningen till denna artikelanstormning kommer vi till nedan, men först en kortkort introduktion till solsystemets geografi. Solvinden är en ström av laddade partiklar som ständigt strömmar ut från solen. Solvinden består till största delen av elektroner och protoner som skickas ut med en hastighet av ungefär 400 km/s. Den här plasmavinden blåser upp en bubbla i det interstellära mediet, som är den mycket tunna gas som finns mellan stjärnorna. Den här bubblan kallas för heliosfären. Inne i heliosfären rör sig partiklarna från solvinden ganska obehindrat, men vid det som kallas termineringschocken träffar de på det interstellära mediet och bromsas kraftigt. De når där subsonisk hastighet (dvs de rör sig långsammare än vågutbredningshastigheten i mediet). Detta sker ganska abrupt, men solvinden fortsätter att dominera rymden ytterligare en bit ut, till heliopausen. Där utanför är det det interstellära mediet som dominerar. Exakt vad de här fronterna ligger beror på solvindens styrka och lokala magnetfält och mycket annat.

Den första direktkontakten med termineringschocken fick vi för fyra år sedan när Voyager I passerade genom den på 94 AU avstånd från solen (1 AU = medelavståndet mellan solen och jorden ≈ 150 miljoner km). För ett år sedan anlände även Voyager II till chocken 84 AU från solen. Voyager II lyckade med konststycket att passera den mycket dynamiska chockfronten, som rör sig ut och in, minst fem gånger varav tre under tiden när instrumenten var igång. Med sin ännu fungerande plasmaanalysator har den skickat tillbaka ovärderlig data om hur solen påverkar sin omgivning. Man vet nu att chockfronten inte är symmetrisk utan "intryckt" på ena sidan. Detta kan tänkas bero på ett interstellärt magnetfält. Man har även mätt ett komplicerat samspel mellan solvinden och atomer från det interstellära mediet som joniserats.

Voyagerprogrammet, med de två proberna I och II, måste beskrivas som en makalös succé. Voyager II skickades upp i Augusti och Voyager I i september 1977. Huvudsyftet med proberna var att studera jasjättarna Jupiter och Saturnus, men de har även gjort många mätningar av Uranus och Neptunus och deras månar. Voyager I, som skickades på en snabbare bana än II, är nu det mest avlägsna mänskliga föremålet. Den befinner sig på ett avstånd på drygt 100 AU, eller nästan 15 ljustimmar, och avlägsnar sig frånsolen med en hastighet av 17 km/s.

Proberna får energi från radioisotopsgeneratorer där värmen som bildas när, i det här fallet plutionium, sönderfaller generar elektricitet i ett termoelement. Generatorn förlorar effektivitet när allteftersom bränslet förbrukas och för att behålla någon funktion hos Voyager-probern stängs instrumenten ner, ett efter ett tills bara de viktigaste är kvar. Man hoppas på att proberna skall kunna fortsätta sända data fram till 2025. Förhoppningen är att när de inom tio år eller så passerar heliopausen (som man inte riktigt vet hur långt bort den är) skall de ge den första smaken av det interstellära mediet.

Av alla tusentals fantastiska bilder från Voyager-probernas 0.64 megapixelkameror, som skickas hem med 160 bit/s, av Saturnus ringar, Ios vulkaner, Neptunus mörka fläck och många fler så är det kanske ändå den svaga blå fläcken som står ut.

Andra bloggar om: vetenskap, astronomi, Voyager, rymden, solsystemet, astrofysik.