Tavallisessa kaksinapaisessa magneetissa voimaviivat kaareutuvat navasta toiseen. Yksinapaisessa ne suuntautuvat vain ulospäin. Kuva: Wikimedia Commons
Tavallisessa kaksinapaisessa magneetissa voimaviivat kaareutuvat navasta toiseen. Yksinapaisessa ne suuntautuvat vain ulospäin. Kuva: Wikimedia Commons

Yksinapaisia magneetteja voi olla olemassa.

Fyysikko Mikko Möttönen sanoo havainneensa kumppaneineen ensimmäisen kerran maailmassa niin sanotun monopolin kvanttikentässä. Havainto on Möttösen mukaan kansainvälisesti erittäin merkittävä saavutus kvanttifysiikassa.

Löydös kuulostaa tieteiskirjallisuudelta, mutta on tuttu esimerkiksi varhaista maailmankaikkeutta kuvaavista malleista. Monopoli on yksinkertaisesti sanottuna hiukkanen, jonka magneettiset suuntaviivat osoittavat pelkästään ulospäin hiukkasesta.

Jos ihan tarkkoja ollaan, Möttönen ja työryhmä eivät havainneet monopolihiukkasta vaan eräänlaisen näennäishiukkasen. He kuitenkin osoittivat vihdoin monopolin rakenteen voivan esiintyä luonnossa, ja se on hyvin merkittävä fysiikan perustutkimukselle.

Aalto-yliopistossa työskentelevä Möttösen ryhmä teki tutkimuksen yhteistyössä yhdysvaltalaisen Amherst Collegen kanssa. Tulos julkaistiin Science-lehdessä. Aalto ja Amherst julkaisivat jo vuosi sitten Naturessa merkittävän tutkimuksen monopoleista.

Uusi tutkimus vahvistaa esimerkiksi sen, että tutkijoiden vuosikymmeniä etsimiä magneettisia monopoleja voi olla olemassa.

Magneettinen monopoli on pistemäinen hiukkanen, jolla on magneettinen varaus. Vertailun vuoksi esimerkiksi atomissa olevan elektroni on pistemäinen hiukkanen, jolla on negatiivinen sähköinen varaus.

Magneettisen monopolin erikoisuus on se, että se on magneettikentän pistemäinen lähde. Meidän tuntemissamme magneeteissa on kaksi napaa, mutta magneettisessa monopolissa on vain yksi napa. Tutuissa magneeteissa voimaviivat kaareutuvat navasta toiseen, monopolin suuntaviivat osoittavat ulospäin.

Magneettisia monopoleja on kahta tyyppiä. Jos monopoli on magneettinen etelänapa, se hakeutuu tavallisen magneetin pohjoisnapaan, ja päinvastoin.

Oikean magneettisen monopolin löytämiseen on vielä Möttösen mukaan matkaa. Sitä tutki brittiläinen nobelisti Paul Dirac jo vuonna 1931. Sen jälkeen magneettisia monopoleja on etsitty napa-alueilta löytyvistä kivistä, kosmisista säteistä ja jopa Kuusta.

Vaikka magneettinen monopoli on hiukkanen, nykyiset hiukkaskiihdyttimet eivät pysty sitä todennäköisesti löytämään. Kiihdyttimien teho ei riitä. Magneettinen monopoli on luultavasti niin massiivinen, että sellaista ei voi synnyttää edes maailman suurin hiukkaskiihdytin, Cernin LHC.

Eräiden teorioiden mukaan yhden ainoa magneettisen monopolin massa on niin suuri, että jos sen energialla voitaisiin ladata sähköauton akkua, auto kulkisi yhdellä latauksella kilometrejä.

Uudessa tutkimuksessa tutkijat muokkasivat rubidiumkaasua lähes absoluuttisessa nollapisteessä eli yli 273 pakkasasteessa. He tekivät rubidiumatomeista kasan, joka käyttäytyi kuin yksi atomi. Tällaista yhdessä tilassa olevaa atomikasaa sanotaan Bosen-Einsteinin kondensaatiksi.

Möttönen ja tutkijat muuttivat kondensaatin magneetittomaan tilaan säätämällä kondensaatin spinin nollaksi. Spin on hiukkasen eräänlainen sisäinen pyörimisliike, jolla voi olla suunta. Kun hiukkasen spin on nolla, sen magneettisuus häviää.

Monopolirakenne syntyi magneetittomassa tilassa olevan kondensaatin sisään. Sen voi ajatella vaikka hiukkaskasan keskellä olevaksi pisteeksi, jonka suuntaviivat osoittavat ulospäin. Voi sanoa niinkin, että monopolin kohdalla kondensaatissa on tyhjää eli hiukkastiheys katoaa, Möttönen kuvailee.

Taiteilijan näkemys kvanttimekaanisesta monopolista. Kuva: Heikka Valja.

Potilas pystyi virottuaan seuraamaan esineitä katseellaan ja kääntämään päätään käskystä.

Aivovauriosta paranemisen ennuste heikkenee huomattavasti, mitä pidempään potilas makaa tiedottomana.

Koomasta tai vegetatiivisesta tilasta virkoaminen yli vuoden jälkeen on nykyisen tiedon mukaan hyvin epätodennäköistä.

Nyt ranskalaiset tutkijat kuitenkin osoittavat, että osittainen toipuminen voi olla mahdollista vielä vuosien jälkeen. He saivat 15 vuotta tiedottomansa viruneen miehen reagoimaan ärsykkeisiin. Tutkimus oli Current Biology -tiedelehdessä.

Potilas on 35-vuotias mies, joka joutui parikymppisenä auto-onnettomuuteen. Tutkijat otaksuivat, että miehen tajunnantilaa voisi kohentaa stimuloimalla kiertäjähermoa eli vagushermoa.

Kiertäjähermo on yksi kahdestatoista aivohermosta. Se on pisin ja tärkein parasympaattinen hermo. Se kulkee aivoista suolistoon ja vaikuttaa muun muassa sydämen toimintaan ja hengitykseen sekä aivojen eri alueisiin.

Hermoa voidaan ärsyttää sähköisillä ärsykkeillä, ja tätä käytetään toisinaan hyvin vaikean masennuksen ja epilepsian hoidossa.

Niinpä tutkijat asensivat mieheen hermoa stimuloivan laitteen ja seurasivat, mitä tapahtui.

Tulokset häkellyttivät. Kuukauden hoidon päästä mies pystyi reagoimaan yksinkertaisiin käskyihin, mikä oli aiemmin ollut mahdotonta.

Hän seurasi esineitä katseellaan ja pystyi kääntämään päätään käskystä. Hän pysyi entistä paremmin hereillä, kun hänelle luettiin. Mies myös yllättyi ja avasi silmänsä, kun tutkija yhtäkkiä painoi kasvonsa hänen lähelleen.

Mies virkosi niin sanottuun minimaalisen tietoisuuden tilaan. Täysin hän ei toipunut, mutta muutos oli merkittävä. Aivojen aineenvaihduntaa mittaavassa pet-kuvauksessa erot aivojen toiminnassa ennen ja jälkeen hoidon olivat myös selviä.

Tutkimus perustuu vain yhteen potilaaseen. Tutkijat halusivat valita mahdollisimman vaikean tapauksen, jotta tuloksia ei voisi selittää pelkästään sattumalla. Nyt he aikovat toteuttaa laajemman tutkimuksen.

Tulos viittaa siihen, että vakaviakin tapauksia voidaan vielä hoitaa.

”Aivot korjaavat itseään vielä, vaikka kaikki toivo olisi jo menetetty", sanoo tutkimusta johtanut Angela Sirigu Lyonin kognitiotieteiden instituutista tiedotteessa.

ovolo
Seuraa 
Viestejä5148
Liittynyt7.7.2007

Tajuttomana 15 vuotta maannut mies virkosi hermoärsytyksellä

ovolo kirjoitti: Eipäs vääristellä. Kyllä se todisteiden mukaan oli selvästi vastapalloon kierrättyvä vetävä voima. Eli tuossa elvytyksessä oli sama periaate, kuin mitä moottorisahassa, joka VEDETÄÄN narusta käyntiin. Sehän tapahtuu VETÄMÄLLÄ narusta, jolloin moottori pyörii vastapäivään. Selvät todisteet vastapalloon kierrättyvästä vetävästä voimasta. Mitä aikamatkustukseen tulee, niin sinut, MrCrackPot, pitäisi palauttaa kivikaudelle opettamaan apinoille ziljoonia työntyviä tihentyviä...
Lue kommentti
JPI
Seuraa 
Viestejä22840
Liittynyt5.12.2012

Tajuttomana 15 vuotta maannut mies virkosi hermoärsytyksellä

MrNewTime2 kirjoitti: Pitää saada aivojen sisäinen työntävän voiman kierrätys taas käyntiin. Ehkäpä aikamatkustus tulevaisuuteen joskus vielä mahdollistuu. MrNewTime Maailmankaikkeuden äärimmäisen tiheistä kohteista työntyy ospissa koko ajan liikettä / energiaa / työntävää voimaa / asiaa kaikkiin turpooviin tihentymiin, mutta silti tuo kierrätys pitää saada eri tilanteissa erikseen käyntiin. Miksiköhän noin on, miksi se kierrätys ei toimi koko ajan vaikka väität sen olevan kaiken perusta?
Lue kommentti

3³+4³+5³=6³

Aiemmin on havaittu, että vanhempien isien lapset sairastuvat herkemmin autismin kirjon häiriöihin.

Mitä vanhempi isä, sitä enemmän lapsen perimässä ilmenee täysin uusia geenimutaatioita, kertoo uusi islantilainen tutkimus.

Tällaiset uudet mutaatiot syntyvät munasolun hedelmöittyessä, mutta niitä ei ole kummankaan vanhemman omassa perimässä. Ne siis syntyvät vanhempien sukusoluissa.

Jokaisella meistä on keskimäärin 70 tällaista mutaatiota. Kyse on yleensä yhden emäsparin mutaatioista eli niin sanotuista snipeistä, tai emäsparin poistosta tai lisäyksestä.

Valtaosa niistä on täysin harmittomia. Joskus nämä mutaatiot voivat kuitenkin johtaa ongelmiin.

”Huomattavan suuri osa lasten harvinaisista sairauksista syntyy geenimutaatiosta, joita kummallakaan vanhemmalla ei ole. On tärkeä selvittää, mistä tämä johtuu”, kertoo tutkija Kári Stefánsson Reykjavikin yliopistosta New Scientist -lehdessä.

Näyttääkin siltä, että 80 prosenttia uusista mutaatiosta tulee isältä. Näitä mutaatioita ilmenee sitä enemmän, mitä vanhempi isä on.

Erot isien ja äitien sukusoluihin kertyvissä mutaatioissa johtuvat siitä, että naisilla on jo syntyessään kaikki munasolut, kun taas miehet tuottavat jatkuvasti uusia siittiöitä.

Tällöin myös mutaatioiden riski kasvaa.

Ihmisen genetiikan professori Leo Schalkyk Essexin yliopistosta vertaa mutaatioiden syntymistä ja vaikutusta siihen, kuin paukuttaisi vasaralla auton moottoria.

”On mahdollista, että se lyömisen jälkeen toimii paremmin, mutta suurempi todennäköisyys on, että vasara vain kimpoaa pois tai rikkoo jotain.”

Aiemmin on huomattu esimerkiksi, että vanhempien isien lapsilla on hieman muita suurempi todennäköisyys sairastua autismin kirjon häiriöihin.

Toisaalta he näyttävät myös pärjäävän muita paremmin koulussa.

Tutkimuksessa ei selvitetty, miten nyt havaitut mutaatiot vaikuttavat. Ne näyttäisivät kertyvän kromosomiin 8p, mutta ei vielä tiedetä, mitä tämä merkitsee.

Kyseisen kromosomin alueella sytosiini-guaniini -mutaatioita tapahtuu 50-kertaisella tahdilla muuhun perimään nähden.

Mutaatioiden syntyä selvitettiin kartoittamalla liki 15 000 islantilaisen perimä. Perimää verrattiin tutkittujen henkilöiden vanhempiin, lapsiin ja sisaruksiin. Tutkimuksen julkaisi Nature.