Ósaka | 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

„Theranostik“ hledá přístup a ničí smrtící rakovinu slinivky

17. 10. 2023 Andrea Březinová 0 komentářů 2 min read 8403 Zobrazení Japonsko, Ósaka, pankreas, rakovina, slinivka

Medicína TOP 10

Vědci zkombinovali diagnostiku a terapii pomocí radioaktivních monoklonálních protilátek k nalezení a zničení zvláště smrtelné formy rakoviny slinivky břišní. Úder jedna-dvě, který poskytuje nový přístup, by mohl připravit cestu pro dřívější detekci a účinnější léčbu onemocnění, píše NEW Atlas.

S průměrnou pětiletou mírou přežití méně než 10 % je pankreatický duktální adenokarcinom (PDAC) jednou z nejsmrtelnějších forem rakoviny. Je také obtížné ji detekovat pomocí konvenčních zobrazovacích metod, včetně skenů pozitronovou emisní tomografií (PET).

Nyní vědci z univerzity v Ósace v Japonsku vyvinuli strategii pro boj s touto smrtelnou rakovinou spojením terapeutik a diagnostiky – „teranostiky“ – do jediného integrovaného procesu.

Proces vyvinutý výzkumníky využívá radioaktivní monoklonální protilátky (mAb) k cílení na glypikan-1 (GPC1), protein vysoce exprimovaný v nádorech PDAC. GPC1 se podílí na proliferaci, invazi a metastázování rakovinných buněk a vysoká exprese proteinu je špatným prognostickým faktorem u některých rakovin, včetně rakoviny slinivky.

„Rozhodli jsme se zaměřit se na GPC1, protože je nadměrně exprimován v PDAC, ale v normálních tkáních je přítomen pouze v nízkých hladinách,“ řekl Tadashi Watabe, hlavní autor studie.

Vědci injikovali lidské buňky rakoviny slinivky do myší, což jim umožnilo vyvinout celý nádor. Xenoimplantátovým myším byla intravenózně podána mAb GPC1 značená radioaktivním zirkoniem ( ^89Zr ) a byly pozorovány protinádorové účinky.

„Po dobu sedmi dnů jsme monitorovali internalizaci ⁸⁹ Zr-GPC1 mAb pomocí PET skenování,“ řekl Kazuya Kabayama, druhý autor studie. „Došlo k silnému vychytávání mAb do nádorů, což naznačuje, že tato metoda by mohla podporovat vizualizaci nádoru.“ Potvrdili jsme, že to bylo zprostředkováno jeho vazbou na GPC1, protože xenograftový model, u kterého byla exprese GPC1 vyřazena, vykazoval výrazně menší absorpci.

S vizualizovaným nádorem pak výzkumníci podali GPC1 mAb značenou radioaktivním astatinem ( ²¹¹ At) jako cílenou alfa terapii. Alfa terapie využívá mAb nebo peptidy k selektivnímu dodávání radioizotopů přímo do buněk. Radioizotop podléhá rozpadu alfa a dodává kinetickou energii, která způsobuje nenapravitelné poškození buněk.

Dodání ²¹¹ At-GPC1 mAb způsobilo dvouřetězcové zlomy DNA v rakovinných buňkách a významně snížilo růst nádoru. Výzkumníci pozorovali, že tyto protinádorové účinky chyběly, když byla internalizace mAb blokována, a že neradioaktivně značená mAb GPC1 tyto účinky neindukovala.

„Obě radioaktivně značené verze GPC1 mAb, které jsme zkoumali, vykazovaly slibné výsledky v PDAC,“ řekl Watabe. “ ⁸⁹ Zr-GPC1 mAb vykázala vysokou absorpci nádorem, zatímco ²¹¹ At-GPC1 mAb mohla být použita pro cílenou alfa terapii na podporu potlačení růstu nádoru PDAC.“

Vědci tvrdí, že jejich zjištění demonstrují potenciál pro použití teranostického přístupu k léčbě PDAC, což v budoucnu může vést k dřívější detekci a účinnější léčbě.

Studie byla publikována v The Journal of Nuclear Medicine

Zdroj: Univerzita v Ósace

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

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?