Toinen lomittuneista valohiukkasista oli Kiinan Micius-satelliitissa. Kuva: TMT
Toinen lomittuneista valohiukkasista oli Kiinan Micius-satelliitissa. Kuva: TMT

Pitkien matkojen yli tapahtuva kvanttilomittuminen voi mahdollistaa turvallisen tiedonsiirron maailmanlaajuisesti.

Kiinalaiset ovat tehneet uuden ennätyksen kvanttilomittumisessa.

Kvanttilomittuminen on arkijärjelle vieras ilmiö, jossa kaksi valohiukkasta on yhteydessä toisiinsa, vaikka ne olisivat valtavien välimatkojen päässä.

Kärjistetysti yksi hiukkanen voi olla ihmisen sormenpäässä ja toinen vaikka Jupiterissa, ja kun toinen värähtää, toinenkin reagoi välittömästi.

Tästä ominaisuudesta on hyötyä esimerkiksi salatussa tiedonsiirrossa. Kahden hiukkasen välillä voidaan siirtää tietoa ilman, että kukaan pääsee sorkkimaan väliin. Siirtyvä tieto on valohiukkasen polarisaatio.

Kiinalaiset ovat nyt onnistuneet säilyttämään kahden valohiukkasen yhteyden yli 1 200 kilometrin etäisyydelllä. Valokvantit olivat yhteydessä toisiinsa maata kiertävän kiinalaisen Micius-satelliitin ja kolmen maanpäällisen mittausaseman välillä. He saivat siis ensimmäistä kertaa kvanttiyhteyden avaruuteen.

Kiinalaisilla on hallussaan jo monta kvanttiennätystä. He ovat esimerkiksi saaneet kaukosiirrettyä hiukkasen kvanttitilan sadan kilometrin päähän valokuitua pitkin – eli tavallaan teleportanneet tuon hiukkasen.

Valokuidussa hiukkasten lomitustila kuitenkin herkästi rikkoutuu juuri sadan kilometrin tienoilla.

Jos kvantti-informaatiota voitaisiin välittää avaruuden kautta, kuten nyt yksittäisillä hiukkasilla tehtiin, olisi tulevaisuudessa ehkä mahdollista luoda uudenlainen, turvallinen valotietoverkko.

Tutkimuksen julkaisi Science.

Lentotaidoton
Seuraa 
Viestejä4954
Liittynyt26.3.2005

Kvanttivaikutuksen ennätys on nyt 1 203 kilometriä

Käyttäjä4345 kirjoitti: Tiedä tuosta "romahduksesta", mutta jos toisen lomittuneen kvantin tilaa muutetaan, niin sen toisen tilan muutoksen voi nähdä vaikka kameralla. Siinä on nähdäkseni mahdollisuus datan siirtämiseen yli valonnopeudella. Et oikein ymmärtänyt. Esim EPR kokeessa ei ole ”toista lomittuneen kvantin tilaa”. On YKSI lomittunut tila. Kun se ei ole dekoheroitunut, niin sen tila ei Köpistulkinnan mukaan ole määrätty. Se, että esim mittauksessa (dekoherenssi) toisen hiukkasen spin on...
Lue kommentti
hmk
Seuraa 
Viestejä859
Liittynyt31.3.2005

Kvanttivaikutuksen ennätys on nyt 1 203 kilometriä

Kahden spin-hitusen lomittunut tila voi olla esim. muotoa |+-> + |-+> . Tämä tarkoittaa tilojen |+-> ja |-+> superpositiota, missä |+-> tarkoittaa tilaa, jossa maan päällä oleva spin on "ylös (+)" ja avaruudessa oleva spin on "alas (-)". Vastaavasti |-+> tarkoittaa tilaa, jossa maassa oleva spin on "alas" ja avaruudessa oleva on "ylos". Siis yleisesti merkinnässä |xy> symboli x kertoo maassa olevan spinin tilan ja y avaruudessa olevan. Lomittuneessa tilassa |+-> + |-+...
Lue kommentti

In so far as quantum mechanics is correct, chemical questions are problems in applied mathematics. -- H. Eyring

Kalliimpi aski sai ihmiset vähentämään tupakointia ja jopa lopettamaan kokonaan.

Tupakka tappaa maailmassa joka vuosi seitsemän miljoonaa ihmistä ja aiheuttaa pysyviä vammoja kuten keuhkoahtaumatautia, arvioi Maailman terveysjärjestö.

Yksinkertainen keino vähentää tupakointia on nostaa askin hintaa.

Jo pieni hinnannousu vähentää tupakointia, kertoo yhdysvaltalaisen Drexelin yliopiston tutkimus. Kun askin hinta nousi dollarin eli noin 85 senttiä, tupakoinnin lopettamisesta tuli 20 prosenttia todennäköisempää.

Kun askin hinta nousi dollarin, tupakkaa myös paloi vähemmän. Henkilöt, jotka tupakoivat yli puoli askia päivässä, polttivat 35 prosenttia vähemmän, kun hintaa korotettiin.

Tutkijat arvioivat, että tupakan hinnan nostaminen nykyisestä yhdellä dollarilla voisi saada Yhdysvalloissa miljoona ihmistä luopumaan tupakoinnista.

Tutkijoilla oli tarkat tiedot tupakkatuotteiden hinnoista ja niiden muutoksista tietyillä asuinalueilla Yhdysvalloissa, kuten New Yorkissa ja Chicagossa. Lisäksi heillä oli yli kuudensadan näillä alueilla asuvan tupakoijan aineisto vuosilta 2001–2012. He saattoivat vertailla hinnannousun vaikutusta koehenkilöiden tupakointiin.

Tutkimus tarkasteli vain iäkkäämpien eli 44–84-vuotiaiden henkilöiden tupakointia. Pitkään polttaneiden on vaikeampi päästä tavastaan eroon.

Tutkimuksen julkaisi Epidemiology.

Vesi nostattaa aromia antavat molekyylit juoman pintaan.

Monella on tapana lisätä viskiinsä vähän vettä. Sanotaan, että se tuo aromit esille.

Tiede osoittaa, että laimentajat ovat oikeassa. Ruotsalaiset tutkijat selvittivät molekyylien tasolla, mitä viskilasissa tapahtuu.

Linné-yliopiston tutkijat Björn Karlsson ja Ran Friedman mallinsivat etanolin ja veden käytöstä tietokoneella. He katselivat pikosekuntien eli sekunnin biljoonas­osien tarkkuudella, miten molekyylit liikkuvat juomassa.

Viskin maussa erittäin tärkeä molekyyli on guajakoli. Se antaa viskille hieman savuisen ja kitkeränkin vivahteen.

Tutkijat huomasivat, että alkoholipitoisuudeltaan 40-prosenttisessa tai sitä vahvemmassa viskissä guajakolimolekyylit jäävät tavallaan jumiin nesteen keskelle etanolimolekyylien väliin.

Etanolimolekyylit kelluvat juoman keskellä ryppäinä ja estävät guajakolia nousemasta pintaan, jossa se voisi haihtua ja tuottaa aromia.

Kun juomaan lisättiin vettä, aromimolekyylit pääsivät pintaan. Vesi levitti etanolimolekyylit laajemmalle alueelle.

Jotta näin pääsi tapahtumaan, hieman yli 40-prosenttinen viski piti laimentaa noin 25-prosenttiseksi.

Neljän senttilitran ravintola-annokseen pitäisi siis lisätä pari senttilitraa vettä. Tutkijat eivät selvittäneet, vaikuttaako lasin muoto. Tietokonemallissa viski oli yksinkertaisessa neliönmuotoisessa astiassa.

Tutkimuksen julkaisi Scientific Reports, ja se löytyy kokonaisuudessaan täältä.

Lapsen käyttämät lelut sen sijaan näyttävät kertovan tulevasta sukupuoli-identiteetistä.

Samaa sukupuolta olevien vanhempien lapsen sukupuoli ja sukupuolinen käyttäytyminen kehittyy samalla tapaa kuin lasten, joita eri sukupuolta olevat vanhemmat ovat adoptoineet. Tähän tulokseen päätyi vanhemmuudesta tehty tutkimus, joka julkaistiin Sex Roles -tiedelehdessä.

Tutkimukseen osallistui 106 vanhempaa, jotka olivat joko lesboja, homoja tai heteroseksuaaleja.

Kentuckyn yliopiston tutkija Rachel Farr selvitti ryhmänsä kanssa, miten sukupuoleen perustuva käyttäytyminen kehittyy eri perherakenteissa ajan kuluessa.

He selvittivät, pysyykö se suhteellisen vakaana, kun lapsi kasvaa vanhemmaksi.

Tutkimus perustui vanhempien täyttämiin kyselylomakkeisiin, lasten tarkkailemiseen ja lasten haastatteluihin. Vanhemmat täyttivät kyselylomakkeet aluksi, ja Farr palasi perheiden pariin viisi vuotta myöhemmin haastattelemaan lapsia.

Tutkijat seurasivat myös lasten käyttämiä leluja ja leikkimisen tapoja, joita perheen lapsilla oli ennen kouluikää. Tutkimuksessa lapsille ja näiden vanhemmille annettiin repullinen leluja, jotka oli arvioitu tyypillisiksi poikien ja tyttöjen leluksi. Leikkihetket videokuvattiin ja analysoitiin.

Osa lapsista leikki ennen kouluikää enemmän leluilla, jotka eivät tyypillisesti kuuluneet oman sukupuolen lelujen valikoimaan.

Tutkimustulosten mukaan lapsen käyttämät lelut kertovat enemmän tämän tulevasta sukupuolisesta orientaatiosta tai sukupuolityypillisestä käyttäytymisestä kuin se, ovatko vanhemmat esimerkiksi homo- tai lesbopari.

Tutkijoiden mukaan koottu data voi osoittaa, että perheen rakenteella oli vain vähän vaikutusta siihen, miten lasten tunne sukupuolisuudesta tai sukupuoli-identiteetti kehittyy.

Tulokset eivät vahvistaneet ajatusta, että lesbovanhemmat tai homovanhemmat rohkaisevat tai sallivat enemmän lapsen käytöstä, joka ei ole sukupuolelle tyypillistä.

”Vanhempien seksuaalinen suuntautuminen ja perhetyyppi eivät vaikuttaneet lasten sukupuolen muokkautumiseen”, sanoo Farr.

”Tuloksemme viittaavat siihen, että lesbo- ja homovanhempien sukupuolen kehittyminen etenee tavallisia reittejä. Se on samanlainen kun heteroperheillä, jotka ovat adoptoineet lapsensa.”

Tutkimuksesta kertoi myös tiedelehti Phys.org.

Kuva näyttää punaisella koehiiren aivojen kohtaa, johon injektoitiin magneettisia nanohiukkasia. Kuva: Munshi / eLife

Aivojen ärsytys sai koehiiren juoksemaan tai jähmettymään paikalleen.

Hiiren aivosoluja on ohjailtu etäältä magneettien avulla. Solujen ärsytys sai hiiren liikuttamaan raajojaan.

Koe voi ennen pitkää auttaa hermostollisten sairauksien hoidossa. Menetelmä toimii magneettilämpöärsytyksellä.

Kehittyessään menetelmä voi tarjota aivotukijoille uuden työkalun, jolla pääsee etäältä aivojen syviin osiin koskematta niihin.

Joskus ehkä voidaan ohjata tiettyjä aivojen soluja tai soluryhmiä, jotka muuttavat potilaan käytöstä halutulla tavalla.

Vaikka hiirien aivoja ärsytettiin useita kertoja, ei aivosoluihin tullut vaurioita.

Aivojen tarkka tuntemus on avaintekijä, kun halutaan kehittää hoitoja esimerkiksi aivovammoihin, Parkinsonin tautiin, halvauksiin, epilepsiaan ja myös masennukseen.

”Aivosoluja ja niiden verkostoja tutkitaan paljon. Tämä tekniikka voi auttaa työssä”, sanoo tutkija Arnd Pralle. Hän on fysiikan professorina Buffalon yliopistossa. Tutkimus julkaistiin eLifessä.

Magneettinen lämpöärsytys käyttää hyväkseen nanohiukkasia, jotka on injektoitu hermosoluihin.

Aivosolut virittyvät, kun näitä nanohiukkasia lämmitetään ulkoisella magneettikentällä. Tällöin myös aivosolujen ionikanavat avautuvat.

Kun magneettikenttää vaihdellaan ja suunnataan aivoihin, nanohiukkaset kääntyvät nopeasti. Tämä tuottaa lämpöä soluihin, avaa lämmölle herkkiä ionikanavia ja virittää solua.

Prallen ryhmä onnistui aktivoimaan hiiren aivoja kolmella eri alueella. Solujen ärsytys liikeaivokuoressa sai koehiiren juoksemaan ja kääntymään.

Kun tutkijat ärsyttivät magneettien avulla syvempiä aivoalueita, hiiret jähmettyivät paikalleen. Ne eivät kyenneet liikuttamaan raajojaan.

”Pystyimme kohdistamaan lämpöärsytyksen hyvin pieneen aivosolujen ryhmään. Alueen koko on noin sata millimetrin tuhannesosaa, mikä vastaa hiuksen leveyttä”, Pralle sanoo tiedotteessa.

Pralle sanoo, että magnettiärsytyksellä on etuja muihin aivoihin vaikuttaviin ärsytyksiin verrattuna.

Yhtä tunnettua aivojen ohjailun tekniikkaa sanotaan optogenetiikaksi. Se käyttää valoa magnetismin sijasta. Optogenetiikka käyttää kuitenkin pieniä valokuituja, jotka pitää istuttaa aivoihin.

Seuraavaksi Pralle yrittää ärsyttää magneettimenetelmällä useita hiiren aivojen alueita samaan aikaan.