laboratoř | Svět2000

Jaká je síla jedné megatesly? Vědci testovali energii mini neutronové hvězdy přímo v laboratoři

16. 7. 2025 Iveta Mauci 2 min read 269 Zobrazení energie, laboratoř, megatesla, neutronová hvězda, Ósaka

Když se nad tímto fyzikálním pokusem zamyslím, vzpomenu si na Spider Mana a vynález doktora Otty Octavia (Doc Ock), který díky tritiu, radioaktivnímu izotopu vodíku (³H), vyrobil energetickou kouli srovnatelnou se silou slunce. Co následovalo potom?

Tritium se vyskytuje ve vrchních vrstvách atmosféry díky ionizujícího záření z vesmíru a v malé míře je také součástí emisí z jaderných elektráren. Významné množství vznikalo při explozích jaderných zbraní. Z uvedených důvodů se tritium ve stopovém množství vyskytuje i v běžné vodě. Ale jaký prvek pro svou plazmu použili vědci z Ósaky tisková zpráva neuvádí. Testy probíhaly v mikrotrubičkách a vědci tuto reakci vyvolanou lasery měli plně pod kontrolou.

Konceptuální ilustrace imploze mikrotrubiček s lopatkami (BMI)
Vnitřní lopatky ve tvaru pilovitých zubů na válcovém terči indukují mimoosové nabité toky pod ultraintenzivním laserovým zářením, čímž pohánějí silné smyčkové proudy a generují submegateslová magnetická pole.

Laserem řízené exploze

Vědci z Ósacké univerzity vyvinuli novou metodu pro generování ultravysokých magnetických polí pomocí laserově řízených implozí mikrotrubiček s lopatkovou strukturou. Tato metoda dosahuje intenzity pole blížící se jedné megatesle, což je průlom ve vědě o kompaktním plazmatu s vysokým magnetickým polem.

Ultrasilná magnetická pole blížící se megateslovému režimu jsou srovnatelná s těmi, která se nacházejí v blízkosti silně zmagnetizovaných neutronových hvězd nebo astrofyzikálních výtrysků. Nyní ji vědci demonstrovali pomocí kompaktního laserového zařízení.

Tato technika nazývaná imploze mikrotrubiček s lopatkami (BMI), spočívá v nasměrování ultraintenzivních femtosekundových laserových pulzů na válcový terč s vnitřními lopatkami ve tvaru pilovitých zubů. Tyto lopatky způsobují asymetrické víření implodující plazmy, čímž generují cirkulující proudy v blízkosti středu. Výsledný smyčkový proud samokonzistentně vytváří intenzivní axiální magnetické pole přesahující 500 kilotesl, které se blíží megateslovému režimu. Není vyžadováno žádné externě aplikované zárodečné pole.

BMI je pole generováno od nuly a je poháněné čistě interakcemi laseru a plazmatu. Navíc, pokud cíl obsahuje struktury, které narušují válcovou symetrii, i tak lze stále generovat vysoká magnetická pole. Proces vytváří zpětnovazební smyčku, ve které toky nabitých částic složených z iontů a elektronů zesilují magnetické pole, které tyto toky omezuje a pole dále zesiluje.

Tento vědecký přístup nabízí nový a účinný způsob, jak vytvářet a studovat extrémní magnetická pole v kompaktním formátu. Poskytuje experimentální most mezi laboratorním plazmatem a astrofyzikálním vesmírem.

Zdroje: https://www.eurekalert.org/news-releases/1091187; https://pubs.aip.org/aip/pop/article/32/7/072107/3352417/Gigagauss-magnetic-field-generation-by-bladed; https://cs.wikipedia.org/wiki/Spider-Man_2; https://cs.wikipedia.org/wiki/Tritium

Nejhlubší a největší podzemní laboratoř na světě bude lovit temnou hmotu

26. 1. 2024 Petr Kovanda 1 komentář 2 min read 1274 Zobrazení Čína, laboratoř, nejhlubší, podzemí, prostor, temná hmota, ultračistý

Technologie TOP 10 Věda Vesmír

Pod horami v jihozápadní Číně se právě otevřela nejhlubší a největší podzemní laboratoř na světě. Toto rozsáhlé naleziště je domovem vědců, kteří se věnují lovu temné hmoty, píše Science times.

Výzvy při odhalování temné hmoty

V obrovském vesmíru se velikost viditelné hmoty liší od prachového zrna po planetu nebo mlhovinu. Bez ohledu na to, jak masivní vypadají, tvoří pouze asi 5 % celkové hmotnosti vesmíru, zbývajících 95 % tvoří temná hmota a temná energie.

Temná hmota je hypotetická látka, která by mohla být zodpovědná za organizaci galaxií ve velkém měřítku. Je to neviditelná součást vesmíru, jejíž přítomnost lze rozeznat pouze podle gravitační přitažlivosti spíše než z jeho svítivosti.

Je těžké přímo detekovat temnou hmotu, protože je velmi malá pravděpodobnost, že bude interagovat s viditelnou hmotou. Kromě toho všudypřítomné kosmické záření také značně zasahuje do úsilí fyziků o detekci temné hmoty.

Z tohoto důvodu musí být úsilí o detekci temné hmoty prováděno s laboratoří, která dokáže odstínit kosmické záření a poskytnout výzkumné prostředí a zařízení s mělkým radiačním pozadím. USA, Japonsko a další evropské země vybudovaly podzemní laboratoře, které tento požadavek splňují.

Rekordní výzkumné zařízení

V roce 2009 začaly Tsinghua University a Yalong River Hydropower Development Company, Ltd. stavět první fázi China Jinping Underground Laboratory ( CJPL ). Bylo to asi 1,5 míle ( 2 400 metrů) pod horou Ťin- pching v autonomní prefektuře Liangshan Yi v Sichuanu .

Projekt první generace, nazvaný CJPL -I, byl dokončen a uveden do provozu na konci roku 2010. Má kapacitu místnosti téměř 4 000 m3. Laboratoř je kvůli své tlusté stěně vystavena jen nepatrnému toku kosmického záření, což je pouhá stomiliontina toho, co se nachází na povrchu. Tento projekt také povýšil experimenty přímé detekce temné hmoty v zemi na pokročilou úroveň na globální scéně.

Vzhledem k rostoucímu seznamu úspěchů v první fázi CJPL se úřady domnívaly, že výzkumníci potřebují více prostoru k provádění dalších studií. V roce 2014 se Yalong River Hydropower Development Company, Ltd. a Tsinghua University dohodly na vybudování druhé fáze s rozšířenou kapacitou místnosti asi 330 000 kubických metrů.

Druhá fáze projektu, zařízení na pozadí hlubokého podzemí a ultra-nízkého záření pro hraniční fyzikální experimenty (DURF), je oslavováno jako největší a nejhlubší ultračistý podzemní prostor pro vědecký výzkum. Je tam umístěno celkem 10 týmů z různých univerzit a výzkumných institucí, aby odhalily jednu z největších záhad vesmíru.

Stavba zařízení začala v prosinci 2020 a skončila v prosinci 2023. Překonala dosavadní rekord nejhlubší a nejrozsáhlejší podzemní výzkumné laboratoře Laboratori Nazionali del Gran Sasso v Itálii. Aby bylo zajištěno co nejčistší prostředí pro DURF, museli stavitelé splnit požadavky na extrémně nízkou radiaci prostředí, ultranízký tok kosmického záření, ultračistý prostor a nedostatečnou koncentraci radonu. Kromě toho musí mít všechny materiály a vybavení také radiaci pozadí menší než trojnásobek úrovně radioaktivity hornin obklopujících jeskyni.

Očekává se, že jako hlavní čínský národní projekt se zařízení vyvine v platformu světové třídy integrující několik disciplín, jako je jaderná astrofyzika, fyzika částic a vědy o živé přírodě.

Maso pěstované v laboratoři s cílem odstranit závislost lidské rasy na zvířatech

21. 6. 2022 Iveta Mauci, šéfredaktorka a licencovaná autorka vědeckých zpráv NASA, ESO, ESA, AAAS a EurekAlert 3 min read 326 Zobrazení bílkoviny, jídlo, laboratoř, maso, pěstované

Technologie Zajímavosti

Vzhledem k tomu, že spotřeba masa na celém světě roste, vědci v oblasti potravin usilovněji pracují na vývoji zdravějších, chutnějších a udržitelnějších rostlinných bílkovinných živin, které replikují maso i drůbeží produkty včetně sýrů, vajec a mléka.Vzhledem k tomu, že spotřeba masa na celém světě roste, vědci v oblasti potravin usilovněji pracují na vývoji zdravějších, chutnějších a udržitelnějších rostlinných bílkovinných živin, které replikují maso i drůbeží produkty včetně sýrů, vajec a mléka. Píše web rekearney.com.

Podle zpráv BBC se ve skleníku na Islandu pěstuje přes 100 000 rostlin geneticky modifikovaného ječmene pro výrobu umělého masa. Tyto genetické změny spolu s přirozenými evolučními změnami vyůstily v běžné potraviny, které jsou nyní geneticky odlišné od svých předků.

Modifikovaný ječmen byl sesbírán a zušlechtěn s cílem odstranit závislost lidské rasy na živých zvířatech v odvětví masa. Vzhledem k tomu, že produkce masa přispívá k přibližně 60 % všech skleníkových plynů, takový vývoj by mohl mít hluboké důsledky v našem boji proti změně klimatu.

Použití kultivačních metod:

ORF Genetics, organizace stojící za skleníkem, sklízí biogeneticky změněný ječmen přes 22 000 čtverečních stop pomocí futuristických hydroponických kultivačních metod. Růstové faktory, které jsou vykořeněny ze semen ječmene, mají zásadní význam pro zdraví kmenových buněk. V roce 2010 vytvořila ORF produkt péče o pleť s použitím hormonů růstových faktorů. Během 10 let platforma očekává, že vstoupí na trh hovězího masa pěstovaného v buňkách. Hormony růstových faktorů pomáhají tkáním obsahujícím zvířecí svaly a tukové buňky.

Ředitelka proteinové technologie ORF Genetics, Arna Runarsdottir, informovala BBC o nárůstu populace a o tom, jak jsou zodpovědné za svou výživu. Naštěstí uměle připravené maso by nabídlo spoustu výhod, které by mohly pomoci nasytit svět, pokud by vědci přišli na to, jak je vyrábět pro masy.

Jak se to stane předmětem zájmu?

O extraktu Mesokine ze semene ječmene se říká, že je cenově výhodná a škálovatelná technologie ve srovnání s tradičními zdroji růstových faktorů.

Náklady na produkci masa na bázi buněk se časem snižovaly. Například čínská biotechnologická společnost nedávno odhalila své vepřové maso vypěstované v laboratoři. Nicméně hormon růstového faktoru je stále luxusní složkou, která blokuje cestu rozsáhlé výrobě a komercializaci, ale Mesokine to může změnit.

Čeká nás sociální rozvrat

Mezi příznivé výsledky těchto genetických modifikací patří zvýšená produkce potravin a zlepšené nutriční hodnoty. Tyto cíle nadále motivují výzkumné společnosti, které navrhly moderní genetické modifikace pro rozpoznávání, výběr a analýzu jednotlivých živých organismů, které mají geneticky atraktivní vlastnosti.

V každém potravinářském průmyslu je spousta hráčů a někteří se více zaměřují na udržitelnost než jiní. Jako neurčená technologie to naznačuje, že syntetické laboratorní potraviny mohou být škodlivé pro živobytí farmářů, jistě v progresivním světě. Při vysílání zpráv BBC Arna Runarsdottir uvedla, že je to spolehlivější a šetrnější k životnímu prostředí ve srovnání s tradičně pěstovaným masem.

Zdroj: rekearney.com

Když se nad tímto fyzikálním pokusem zamyslím, vzpomenu si na Spider Mana a vynález doktora Otty Octavia (Doc Ock), který díky tritiu, radioaktivnímu izotopu vodíku (3H), vyrobil energetickou kouli srovnatelnou se silou slunce. Co následovalo potom?

Laserem řízené exploze

Výzvy při odhalování temné hmoty

Rekordní výzkumné zařízení

Když se nad tímto fyzikálním pokusem zamyslím, vzpomenu si na Spider Mana a vynález doktora Otty Octavia (Doc Ock), který díky tritiu, radioaktivnímu izotopu vodíku (³H), vyrobil energetickou kouli srovnatelnou se silou slunce. Co následovalo potom?