Rakiety, genomy i akceleratory cząstek Understand article

Tłumaczenie Marcelina Biesaga. Science in School wydawane jest przez EIROforum, organizację zrzeszającą różne instytucje naukowe. Eleanor Hayes, wydawca naczelny Science in School, informuje nas o najnowszych wydarzeniach z członkowskich instytucji EIROforum.

EIROforum

EIROforum, wydawca Science in School, jest zrzeszeniem ośmiu międzyrządowych organizacji prowadzących badania naukowe (European inter-governmental scientific research organisations, EIROs). Stali czytelnicy Science in School wiedzą, że zakres badań naukowych, przeprowadzanych w tych instytucjach jest ogromny – od biologii molekularnej po astronomię, od syntezy jądrowej po kosmologię. Również ich wyposarzenie jest bardzo zróżnicowane – akceleratory cząstek, wiązki neutronów, wysokoenergetyczne promieniowanie rentgenowskie, olbrzymie teleskopy itp.

Instytucje te, indywidualnie czy też, jako część EIROforum, zaangażowane są w różnego rodzaju działalności edukacyjne – dla uczniów, nauczycieli jak również ogółu społeczeństwa. Czasopismo Science in School jest jednym z przykładów współpracy organizacji należących do EIROforum. Poniższy artykuł opisuje badania naukowe oraz działalności edukacyjne członków EIROs.

Aby dowiedzieć się więcej o EIROforum odwiedź stronę: www.eiroforum.org

CERN: Odwiedź największe na świecie laboratorium fizyki cząstek elementarnych.

W 2010 roku laboratorium CERN w Genewie w Szwajcarii odwiedziło 58 000 ludzi. Stała ekspozycja pt. “Świat cząstek”, która co roku przyciąga wielu odwiedzających, prezentuje przegląd przeprowadzanych w CERN badań naukowych, stosowane tam metody i urządzenia oraz podkreśla znaczenie wyników naukowych osiągniętych w CERN. Zainteresowani mogą dowiedzieć się więcej o badaniach naukowych odwiedzając np. tzw. centrum kontroli CERN, centrum komputerowe CERN czy też tzw. SM18, olbrzymi hol z przekrojami magnesów stosowanych w Wielkim Zderzaczu Hadronów (Large Hadron Collider, LHC), z nadprzewodzącymi kablami oraz naturalnego rozmiaru modelem przedstawiającym przekrój tunelu LHC.

Stała ekspozycja “Świat
Cząstek” w CERN. Kliknij na
obrazek aby powiększyć

Zdjęcie dzięki uprzejmości
Michael Jungblut / CERN

Pod koniec 2012 roku CERN planuje jeszcze bardziej urozmaicić wizytę i przygotowuje bardziej autentyczny model tunelu LHC oraz nowoczesne urządzenia multimedialne objaśniające role i zasady działania np. centrum kontroli oraz centrum komputerowego.

Może warto odwiedzić CERN z uczniami (wstęp od 12 lat)? Aby uzyskać więcej informacji wejdź na stronę: http://outreach.web.cern.ch/outreach/visites

Edukacyjna strona internetowa CERN oferuje informacje o programach komputerowych dla nauczycieli oraz przydatne źródła do nauczania. Zobacz: http://education.web.cern.ch/education/Welcome.html

Aby dowiedzieć się więcej na temat największego na świecie akceleratora cząstek, Wielkiego Zderzacza Hadronów w CERN zobacz poniższe artykuły:

Landua R, Rau M (2008) The LHC: a step closer to the Big Bang (krok bliżej w kierunku Wielkiego Wybuchu). Science in School 10: 26-33.

oraz

Landua R (2010) The LHC: a look inside (spojrzenie w głąb). Science in School 10: 34-45.

Aby dowiedzieć się więcej na temat CERN zobacz: www.cern.ch

EFDA-JET: napędzane przez ludzi

Młodzi naukowcy, pracujący w EFDA-JET w Culham w Wielkiej Brytanii dokładają wszelkich starań, aby poinformować społeczeństwo o ich badaniach naukowych. Obok codziennej pracy w laboratorium, wielu z nich chętnie zajmuje się działalnością edukacyjną.

Nie dawno, kilku z nich poświeciło nawet wolną sobotę by wziąć udział w otwarciu popularnego, corocznego festiwalu nauki, Oxfordshire Science Festiwal i wyjaśnić, dlaczego badania fuzji jądrowej są aż tak ważne, jeśli chodzi o pozyskiwanie energii dla świata w przyszłości.

Chris Warrick z EFDA-JET
produkuje energię rowerową

Zdjęcie dzięki uprzejmości Mel
Cunningham

Zorganizowali oni min. zabawę rowerową pt. „pedal power challange” by zademonstrować ile i jak mocno trzeba pedałować na ergometrze rowerowym by wyprodukować energię wystarczającą do zaświecenia 15 watowej żarówki. Wielu wolontariuszy chciało przetestować swoją energię i wytrzymałość fizyczną. W taki sposób łatwiej było przedstawić relację światowego zapotrzebowania na energię z indywidualnym zapotrzebowaniem energetycznym człowieka.

Może warto osobiście odwiedzić EFDA-JET i pracujących tam naukowców? Centrum Energii Fuzji Culhan oferuje oprowadzania po instytucie, jak również wieczory otwarte oraz programy informacyjne jak np. „Kopuła Słońca” dla uczniów w wieku 10-12 lat.

Aby uzyskać więcej informacji o programach informacyjnych i aby odwiedzić EFDA-JET zobacz:www.ccfe.ac.uk

Aby dowiedzieć się więcej na temat corocznego Festiwalu Nauki Oxfordshire zobacz: www.oxfordshiresciencefestival.co.uk

Aby móc zbudować swój własny rowerowy generator energii zobacz:

http://scienceshareware.com/bike_gen.htm

www.instructables.com/id/Bike-Generator

www.magnificentrevolution.org/diy/single-bike-generator

www.pedalpowergenerator.com

Jeśli chciałbyś wypożyczyć rowerowy generator energii by np. zaprezentować go w szkole na lekcji, skorzystaj z oferty Global Action Plan UK: www.globalactionplan.org.uk/energy-bike

Aby uzyskać więcej informacji na temat EFDA-JET zajrzyj na stronę: www.jet.efda.org

EMBL na antenie: dziesięć lat ludzkiego genomu

To był wyścig porównywalny do Wyścigu Kosmicznego: biliony zainwestowanych dolarów, niesamowite międzynarodowe wyzwanie o znaczeniu naukowym, medycznym, przemysłowym i społecznym. Ta trzymająca w napięciu i niezwykle zaciekła konkurencja zakończyła się publikacją dwóch artykułów naukowych, 15 i 16 lutego 2001 roku w Nature i w Science opisujących po raz pierwszy całą sekwencje ludzkiego genomu.

Aby uczcić dziesięciolecie tych pierwszych publikacji sekwencji genomu Europejskie Laboratorium Biologii Molekularnej (European Molecular Biology Laboratory EMBL) wydało podcast opisujący, jakie znaczenie miało to przełomowe wydarzenie dla nauki i naukowców. ”Zsekwencjonowanie ludzkiego genomu po raz pierwszy ujawniło wszystkie kodujące białka człowieka” tłumaczy Jan Ellenberg, pracownik EMBL, „Ta informacja zrewolucjonizowała sposób, w jaki obecnie bada się funkcje białek”.

Biolodzy nieustannie próbują
znaleźć link łączący
informację genetyczną z
obserwowanym fenotypem.
Kliknij na obrazek aby
powiększyć

Zdjęcie dzięki uprzejmości
Petra Riedinger / EMBL

Podcast ten skierowany jest do ogółu społeczeństwa i został uzupełniony dodatkowym artykułem oraz filmami. Aby odsłuchać podacst i zapoznać się z dodatkowymi informacjami zobacz: www.embl.de/aboutus/communication_outreach/explore

Zobacz omawiane wyżej publikacje naukowe z 2001 roku:

International Human Genome Sequencing Consortium (2001) Human genome. Nature 409: 860-921. doi: 10.1038/35057062

Ściągnij artykuł za darmo tutaj, lub już dziś rozpocznij subskrypcję Nature: www.nature.com/subscribe

Venter JC et al. (2001) The sequence of the human genome. Science 291: 1304-1351. doi: 10.1126/science.1058040

Aby dowiedzieć się więcej na temat EMBL wejdź na: www.embl.org

ESA

Kiedy myślisz o Europejskiej Agencji Kosmicznej (European Space Agency, ESA) czy wyobrażasz sobie, że jesteś astronautą lub czy zastanawiasz się nad szerokim zakresem ich badań naukowych i rozwojem technologicznym? Czy wiedziałeś, że we współpracy z partnerami z Belgii, Irlandii, Holandii, Norwegii i Wielkiej Brytanii ESA oferuje szkolenia oraz konferencje dla nauczycieli szkół podstawowych oraz średnich? Za pośrednictwem Biur Europejskich Zasobów Edukacji Kosmicznej (European Space Education Resource Offices, ESEROs) w tych krajach, ESA zapewnia nauczycielom darmowe materiały do nauczania wiedzy o kosmosie i astronomii, oraz opracowuje materiały edukacyjne na zapotrzebowania narodowych jednostek edukacyjnych.

Jak powstają kratery
uderzeniowe? Dowiedzmy się
razem!

Zdjęcie dzięki uprzejmości
Ellen Geerts, ESERO Belgium

Założone w 2006 roku ESERO w Belgii jest kolaboracją ESA z Belgijskim Federalnym Biurem Polityki Naukowej, z siedzibą w Brukseli (Belgia) w Planetarium Royal Observatory of Belgium. W kooperacji z uczelniami z Flandrii i Brukseli oferują oni cotygodniowe warsztaty dla nauczycieli o metodach nauczania o kosmosie i astronomii. Uczestnicy warsztatów w grupach budują własne rakiety napędzane octem i proszkiem do pieczenia, formują z gipsu krajobraz księżyca, budują system słoneczny z papieru czy też rozwiązują testy, zagadki i gry, które pomagają uczniom zrozumieć i zapamiętywać informacje. Wielu uczestników takich warsztatów jest zaskoczonych, jak „łatwe” i fajne może być nauczanie o kosmosie.

Podczas imprez takich jak np. Greenlight for Girls (Zielone Światło Dla Dziewczyn), zajęcia organizowane przez ESERO są bardzo popularne szczególnie wśród uczniów: odpalanie rakiet wodnych, czy też budowanie komet z suchego lodu, skrobi, wody i płynu do czyszczenia okien. W przyszłości ESERO Belgium planuje zorganizować takie warsztaty również dla nauczycieli szkół średnich.

Aby uzyskać więcej informacji o ESERO odwiedź: www.esa.int/esero

Greenlight for Girls przedstawiając świat nauki w sposób zabawny i ekscytujący zachęca dziewczyny w każdym wieku do rozważenia ich przyszłej kariery zawodowej w dziedzinach takich jak matematyka, inżynieria czy technologia. Aby dowiedzieć się więcej na temat tego programu odwiedź: www.greenlightforgirls.org

Aby dowiedzieć się więcej na temat Europejskiej Agencji Kosmicznej zobacz: www.esa.int

ESO: powstawanie planet?

Planety powstają z tzw. obłoków materii (pyłu) znajdującej się wokół młodych gwiazd. Proces przemiany obłoków pyłu w planety układu słonecznego przebiega dość szybko i zaledwie kilka obiektów znajdujących się w fazie przejściowej zostało zidentyfikowanych. Np. w południowej konstelacji nieba Kameleona, T Chamaeleontis (T Cha), słabo świecącą gwiazda, porównywalna jest do naszego Słońca, choć znajduje się dopiero w początkowym stadium rozwoju (Słońce jest obecnie w połowie swojego cyklu życia). T Cha leży w odległości około 350 lat świetlnych od Ziemi, a jej wiek wynosi „tylko” około 7 milionów lat.

Wizja artysty przedstawiająca
obłok pyłu wokół młodej
gwiazdy T Cha. Dzięki użyciu
Bardzo Dużego Teleskopu
ESO udało się zaobserwować,
że obłok ten podzielony jest
na dwie części – wąski pas
znajdujący się blisko
gwiazdy oraz pozostałą część
materiału, znajdującą się
znacznie dalej. Nowo odkryty
obiekt, który widoczny jest
na pierwszym planie,
zidentyfikowany został
„dziurze” obłoku; może on
być albo brązowym karłem
albo dużą planetą.
Wewnętrzny pas obłoku
pyłowego jest tu niewidoczny
z uwagi na blask pochodzący
z gwiazdy Y Cha. Kliknij na
obrazek aby powiększyć

Zdjęcie dzięki uprzejmości ESO
/ L Calçada

Dokładna analiza dokonana za pomocą Bardzo Dużego Teleskopu (Very Large Telescope, VLT) należącego do Europejskiego Obserwatorium Południowego (European Southern Observatory, ESO), uwidoczniła obiekt zlokalizowany na granicy „dziury” w obłoku materii międzygwiezdnej, około miliarda kilometrów od gwiazdy T Cha, – trochę dalej niż odległość Jupitera od Słońca naszego Układu Słonecznego. Jest to pierwsze odkrycie obiektu znacznie mniejszego od gwiazdy, znajdującego się w „dziurze” materii międzygwiezdnej, z której normalnie formowane są planety. Badania te silnie sugerują, że ten nowo zidentyfikowany obiekt nie jest normalną gwiazdą, ale raczej albo brązowym karłem otoczonym pyłem albo nowo tworząca się planetą, co byłoby dużo bardziej ekscytującym wydarzeniem.

Aby dowiedzieć się więcej na ten temat zobacz publikacje prasowe (www.eso.org/public/news/eso1047) oraz poniższe artykuły naukowe:

Olofsson J et al. (2011) Warm dust resolved in the cold disk around T Chamaeleontis with VLTI / AMBER. Astronomy & Astrophysics 528: L6. doi: 10.1051/0004-6361/201016074 www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1106/eso1106a.pdf

Huélamo N et al. (2011) A companion candidate in the gap of the T Chamaeleontis transitional disk. Astronomy & Astrophysics 528: L7. doi: 10.1051/0004-6361
/201016395 www.eso.org/public/archives/releases/sciencepapers/eso1106/eso1106b.pdf

Aby dowiedzieć się więcej na temat Bardzo Dużego Teleskopu (Very Large Telescope, VLT) ESO zobacz:

Pierce-Price (2006) Running one of the world’s largest telescopes. Science in School 1: 56-60.

Aby uzyskać więcej informacji na temat ESO odwiedź: www.eso.org

ESRF: wyczuwam bicie twojego serca

Ponad jedna czwarta wszystkich leków na świecie oddziałuje na receptory sprzężone z białkami G (G-protein-coupled receptors – GPCR). Białka te wbudowane są w błonę komórkową i oddziałują na białka wewnątrzkomórkowe, przekazując im sygnały docierające do błony komórkowej. W taki sposób przekazywane są informacje pochodzące np. z narządów zmysłów czy też informacje o zmianach fizjologicznych pomiędzy komórkami. Adrenergiczny receptor β1, występujący w różnych tkankach naszego ciała, jest przykładem białka G. Aktywowany jest on w wyniku przyłączenia się do niego adrenaliny lub jej agonistów i reguluje liczne procesy biologiczne np. wzrost frekwencji bicia serca, jednej z najważniejszych funkcji naszego organizmu.

Platforma gdzie wstawia się
próbki białek by określić ich
strukturę za pomocą
detektora 2D z wiązka ID23
znajdującego się w ESRF

Zdjęcie dzięki uprzejmości P
Ginter / ESRF

Określenie dokładnej struktury i funkcji receptora adrenergicznego β1 umożliwiłoby firmom farmaceutycznym opracowywać bardziej skuteczne leki. Jednak uzyskanie dobrych i szczegółowych modeli białek np. za pomocą metody krystalografii, nie jest łatwe. Dzięki zastosowaniu mikroogniskowych wiązek promieniowania rentgenowskiego w Europejskim Ośrodku Synchrotronu Atomowego (European Synchrotron Radiation Facility, ESRF), Tony’emu Warne i jego współpracownikom z Laboratorium Biologii Molekularnej w Cambridge (MRC Laboratory of Molecular Biology Wielka Brytania) udało się skrystalizować ten receptor w kompleksie z 4 różnymi jego agonistami.

Modele te pomogły w identyfikacji sposobu interakcji tych białek ze sobą –kluczowej reakcji w transmisji sygnałów komórkowych.

Aby dowiedzieć się więcej zobacz artykuł na stronie ESRF (www.esrf.eu/news/general/GPCR-structure) oraz publikację naukową:

Warne T et al. (2011) The structural basis for agonist and partial agonist action on a β1-adrenergic receptor. Nature 469: 241–244. doi: 10.1038/nature09746

Pobierz artykuł za darmo tutaj lub zacznij subskrypcję Nature już dziś: www.nature.com/subscribe

Aby dowiedzieć się więcej na temat ESRF odwiedź: www.esrf.eu

Download

Download this article as a PDF

Resources

Institution

EMBL, EIROforum, CERN, EUROfusion, ESA, ESO, ESRF

License

CC-BY-NC-ND