Následující sérii článků poskytl David Jeřábek, 2:420/53.1, zpracoval Jiří Svršek, 2:423/43 .

Tým vědců, který studoval geologické vzorky horniny nalezené v roce 1984 v Antarktidě, oznámil, že zřejmě prokázal existenci života na Marsu. Minerály nalezené ve vzorcích horniny pocházejí z Marsu, z jehož povrchu se dostaly na Zemi dopadem obrovského meteoritu na Mars. Samotná hornina, označovaná jako ALH84001, vznikla před miliardami let, v době, kdy povrch Marsu byl mnohem teplejší a mohl být nositelem života. David McKay, vedoucí týmu NASA oznámil, že jeho tým získal několik nezvratných důkazů, které prokazují existenci primitivních forem života na Marsu. Mikroskopický průzkum vzorků horniny například prokázal existenci organických molekul typu polycyklických aromatických uhlovodíků, které mohou pocházet jak z nebiologických tak z biologických zdrojů. Dále byly nalezeny minerály, jako jsou uhlíkaté granule, magnetit a pyrrhotit, které jsou většinou vázány na přítomnost baktérií. Vzorek obsahuje oválné útvary o průměru 100 nm, které, jak McKay věří, mohou být fosilními pozůstatky primitivních organismů.

Četní zahraniční vědci, kteří se seznámili se získanými daty ze vzorků hornin, jsou však k biologické interpretaci skeptičtí. Argumentují zejména tím, že všechny nálezy mohou mít nebiologické příčiny. Vládní místa, včetně prezidenta Clintona a ředitele NASA Daniela Goldina, o výzkum týmu projevila značný zájem a zřejmě budou podporovat projekty na další průzkum Marsu. (David S. McKay et al., Science, 16 August 1996.)

V tiskové zprávě NASA se uvádí, že dosavadní výzkum ukazuje na možnost existence primitivních forem života na Marsu před více než 3 miliardami let. Tento výzkum byl založen na testování vzorku meteoritu z Marsu, který dopadl na Zemi před 13 tisíci lety. Ve zprávě se dále uvádí, že důkazy jsou sice překvapivé, ale nezvratné. NASA je připravena podílet se na dalším podrobném vědeckém výzkumu a na vědecké diskusi, která bude následovat.

V tiskové zprávě se dále uvádí, že nejde o žádné "malé zelené mužíčky". Byly objeveny extrémně malé, jednobuněčné struktury, které v určitém směru odpovídají baktériím na Zemi. Neexistuje však žádný důkaz přítomnosti vyšších forem života na Marsu.

V článku Americké asociace pro rozvoj vědy "Známky dávného života na Marsu" (Signs of Past Life on Mars?) se uvádí, že 16.září byla McKayovým týmem publikována zpráva v časopise Science o nálezu organických složek v meteoritu z Marsu. Autory této zprávy jsou David S. McKay a Everett K. Gibson, Jr. z NASA Johnson Space Center v Houstonu ve státě Texas, Kathie L. Thomas-Keprta z Lockheed Martin v Houstonu, Hojatollah Vali z Univerzity McGill v Montrealu v Quebecu, Christopher S. Romanek z laboratoře University of Georgia's Savannah River Ecology Laboratory v Aikenu a konečně Simon J. Clemett, Xavier D.F. Chllier, Claude R. Maechlin a Richard N. Zare ze Stanfordské univerzity ve Stanfordu v Kalifornii.

Organické molekuly na bázi uhlíku jsou základními stavebními bloky života na Zemi. Autoři zprávy proto hledali známky těchto molekul a jiných minerálních nebo strukturních příznaků možného života ve vzorcích meteoritu Allan Hills 84001 (ALH84001), který je jedním ze 12 meteoritů, u nichž je prokázáno, že dopadly na Zemi z Marsu. ALH84001 je nejstarším vzorkem, který byl nalezen v hornině vzniklé před 4,5 miliardami lety. Tento vzorek obsahuje uhlíkaté organické látky, které na Zemi vznikly zřejmě před 3,6 miliardami lety.

Zhruba před 15 milióny lety dopadl na Mars velký meteorit, který způsobil vyvržení hornin z povrchu Marsu do vesmíru. Asi před 13 milióny lety některé úlomky této marťanské horniny, nyní označované jako ALH84001, dopadly do oblasti Antarktidy. ALH84001 byl nalezen v roce 1984 při hledání důkazů změn klimatu na Zemi.

Autoři článku v časopisu Science připravily tenké vzorky, na jejichž povrchu nalezly polycyklické aromatické uhlovodíky. Aby se vyloučila kontaminace vzorků, byly prováděny pečlivé kontroly. Proto objevené organické molekuly skutečně pocházejí z původního vzorku a nejsou důsledkem pozemské kontaminace. Autoři např. uvádějí, že koncentrace aromatických uhlovodíků směrem dovnitř vzorků vzrůstá, zatímco pozemská kontaminace by způsobila nález aromatických uhlovodíků pouze na povrchu vzorků.

Zásadní otázkou je, odkud polycyklické aromatické uhlovodíky pocházejí. Mohly vzniknout nebiologicky, během raného vývoje hvězd. Mohou ale pocházet z biologických zdrojů jako důsledek aktivity baktérií nebo jiných organismů a jejich fosizilace. Na planetě Zemi jsou polycyklické aromatické uhlovodíky nalézány v sedimentech, obvykle v nalezištích uhlí a ropy. Jsou výsledkem chemických přeměn fosilních pozůstatků mořského planktonu nebo vznikají spálením organické hmoty.

Aby se určil původ polycyklických aromatických uhlovodíků ve vzorcích ALH84001, autoři článku studovali chemii, mineralogii a povrchovou strukturu vzorku. Při zkoumání elektronovým mikroskopem bylo zjištěno, že uhlíkové globule obsahují jemná zrna magnetitu a částice sulfidu železa. Na základě této a další analýzy autoři získali řadu výsledků pozorování uhlíkových sloučenin a polycyklických aromatických uhlovodíků ve vzorku, která lze jednotlivě vysvětlit nebiologickými příčinami. Autoři článku však tvrdí, že pokud se všechna pozorování uvažují současně, tak jsou důkazem existence primitivních forem života na Marsu. Mezi hlavní výsledky pozorování patří:

* Vyšší koncentrace polycyklických aromatických uhlovodíků ve vzorku souvisí s přítomností uhlíkových sloučenin.

* Uhlíkové sloučeniny vznikaly uvnitř horniny před zhruba 3,6 milióny lety a jsou mladší než vlastní hornina.

* Částice magnetitu a sulfidu železa uvnitř uhlíkových globulí jsou chemicky, strukturně a morfologicky podobné magnetosomům, které produkují některé baktérie na Zemi.

* Elektronový mikroskop s vysokým rozlišením objevil na povrchu uhlíkových částic malé 100 nm velké oválné a podlouhlé útvary. Podobné útvary byly nalezeny z povrchu vzorků kalcitu nalezeného z mořského dna v severní Itálii z pleistocénu, které se považují za zbytky nanobaktérií.

* Některé dřívější zprávy uváděly, že teploty, při nichž uhlíkové globule vzorku ALH84001, byly vyšší než 700 stupňů Celsia. Tato teplota vylučuje jakoukoliv formu života. Izotopové složení globulí a nové informace o částicích magnetitu a sulfidu železa však potvrzují, že uhlíkové globule mohly vzniknout při teplotách od 0 do 80 stupňů Celsia.

* Magnetit je minerál obsahující trojmocný iont železa Fe III, který obvykle vzniká oxidací železa. Sulfid železa je naopak minerál, který vzniká redukcí železa. Oba tyto minerály byly ve vzorku ALH84001 nalezeny v těsné blízkosti. Na Zemi je taková mineralogická vlastnost charakteristická pro biologickou aktivitu organismů.

Poznámka: Časopis Science je oficiální časopis Americké asociace pro rozvoj vědy (American Association for the Advancement of Science) se sídlem ve Washingtonu. Tato asociace je největší organizací zabývající se vědou na světě.

Mezihvězdný kosmický koráb, který by umožnil let za vnější planety sluneční soustavy, bude vyžadovat zcela nový pohonný systém. Takový let bude vyžadovat dosažení vysoké rychlosti, které bude možno dosáhnout odrazem slunečního světla. Podle studie NASA let do vzdálenosti několika tisíc astronomických jednotek má několik problémů. Jedním z nich je dokončení průzkumu Kuiperova pásu asteroidů (viz Natura 06/96) ve vzdálenosti kolem 40 astronomických jednotek. Druhým z nich je lokalizace heliopauzy, oblasti ve vzdálenosti 110 až 160 astronomických jednotek, ve které ustává proudění částic slunečního větru tlakem mezihvězdného větru. Třetím problémem je přesnost teleskopu kosmického korábu o průměru zrcadla nejméně 1 m při měření paralaxy hvězd kvůli zjišťování vzdáleností. Běžná měření vzdáleností pomocí paralaxy jsou omezena základnou, kterou tvoří dráha Země. Proto tímto způsobem lze měřit vzdálenosti nejvýše do 200 světelných let. Dalším cílem výzkumu by mohlo být použití Slunce jako gravitační čočky pro zobrazování vzdálených objektů ležících ve směru za Sluncem. Jemná modulace vráceného signálu od kosmického korábu může poskytnout informaci o průběhu gravitačních vln. (Astronomy, August 1996.)

V článku "Tok slunečních neutrin nezávisí na výskytu slunečních skvrn" (Update 281) má být uvedeno místo jména Yoshiro Suzuki jméno Yoichiro Suzuki.

V článku "Délka dne v proterozoiku" (Update 282) má být uveden jako pramen časopis Science, nikoliv časopis Nature.

Literatura:

[1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.283 PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 283 August 27, 1996 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

[2] From Cory Krell [M1]  Subject: Martian meteorite analysis - press releases Date: 7 Aug 1996 16:09:47 GMT. Tisková zpráva NASA. Laurie Boede, Headquarters, Washington, DC, August 6, 1996 (Phone: 202/358-1898), RELEASE: 96-159 STATEMENT FROM DANIEL S. GOLDIN, NASA ADMINISTRATOR

[3] From Cory Krell [M1] Subject: Martian meteorite analysis - press releases Date: 7 Aug 1996 16:09:47 GMT American Association for the Advancement of Science, News Release. Signs of Past Life on Mars? Organic Compounds and Possible Biological Features Found in Martian Meteorite, Featured in 16 August 1996 Science

Scanovací tunelový mikroskop (scanning tunneling microscope, STM) je zařízení, pomocí něhož lze zodpovědět zásadní otázku fyziky povrchu materiálů: pokud jsou substrátem adsorbovány cizí atomy nebo molekuly, zda tyto atomy dosedají na povrch atomů substrátu nebo zda dosedají do štěrbin mezi těmito atomy. Gerhard Meyer ([M1] ) a jeho kolegové ze Svobodné univerzity v Berlíně použily mikroskop STM pro studium pohybu atomů mědi na povrchu substrátu. Když se hrot mikroskopu STM pohybuje těsně nad povrchem, může vyvolat sílu postačující k překonání energetické bariéry, která zabraňuje atomům mědi pohybovat se volně po povrchu. Pohybem takového atomu mědi v okolí adsorbované molekuly CO vzniká určitý geometrická mřížka, která umožňuje určit polohu molekuly s vyšší přesností. Pomocí této metody Meyer byl schopen určit, zda molekula CO leží přímo na povrchovém atomu substrátu nebo zda leží mezi dvěma blízkými atomy. Oxid uhlíku se tak stal "značkovačem", který navíc poskytuje informace o tom, jak se jiné molekuly budou chovat v blízkosti povrchu substrátu. Tuto metodu bude možno použít ke studiu adsorbce různými kovovými povrchy, které nelze studovat běžnými krystalografickými metodami (Gerhard Meyer et al., Phys. Rev. Lett., 2 September 1996).

Běžné rentgenové snímkovací metody pracují na principu absorpce rentgenového záření procházejícího vzorkem. Kontrast na výsledném snímku vzniká různou mírou absorpce záření. Pokud je vzorek silnější, je nutné používat vyšší energie rentgenového záření a delší dobou ozařování. To v některých případech může vést k poškození nebo zničení vzorku. Jako řešení se nabízí nová metoda, která je založena na měření změn fáze. Pokud považujeme rentgenovo záření za vlnění, pak průchodem záření vzorkem dochází k posuvu jeho fáze vzhledem k fázi záření před průchodem. Fázový posuv poskytuje informaci o složení materiálu a jeho tloušťce. Tato metoda vyžaduje, aby se původní rentgenový paprsek rozdělil na dva, přičemž jeden z paprsků prochází vzorkem a druhý slouží jako referenční paprsek. Za vzorkem jsou oba paprsky znovu složeny a vytváření interferenční obrazce, pokud se jejich fáze odlišují. Bohužel tuto interferenční metodu lze realizovat jen velmi obtížně, protože vyžaduje koherentní zdroj rentgenova záření (všechny paprsky musí mít stejnou fázi). Současné lasery jsou zdrojem měkkého rentgenova záření s nízkou energií. Keith Nugent ([M2] ) a jeho tým z Univerzity v Melbourne v Austrálii předvedli technologii snímkování fázovým posuvem, která nevyžaduje použití interferometrie. Jejich metoda převádí informaci o tom, jak rentgenové paprsky mění ve vzorku svůj směr na informaci o tom, jaký je fázový posuv v různých bodech vzorku. Tuto "fázovou mapu" lze pak transformovat na přímý snímek vzorku. Touto metodou zobrazili uhlíkovou mřížku, jejíž linie byly ve vzdálenosti 330 mikronů. V nejbližší době očekávají rozlišení linií kolem 1 mikronu. Jejich cílem je vytvořit zařízení založené na fázovém posuvu ke snímkování nitra objektů. (K.A. Nugent et al., Upcoming Paper in Physical Review Letters.)

Literatura:

[1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.284 PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 284 September 3, 1996 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

Studium uzlů a smyček má význam nejen pro moderní topologii, ale také pro kvantovou fyziku, kde slouží pro popis interakcí mezi částicemi v abstraktním mnohorozměrném fázovém prostoru. Norští fyzikové z Institute of Energy Technology (Geir Helgesen, [M1] ) předvedli praktickou metodu pro vytváření složitých smyček. Použili k tomu malá zrnka uzavřená mezi dvěma deskami a vystavená různým magnetickým polím. Pohyb těchto zrnek vedl ke vzniku trojrozměrných smyček, pokud čas považujeme za třetí prostorový rozměr. Série fotografií zrnek v určitých intervalech vytváří prostorové trajektorie, které se podobají pohybu kouře ve vzduchovém tunelu. V případě zrnek v magnetickém poli však lze takto pozorovanou topologii uzlů a smyček spojovat s informací o působících magnetických polích. Vědci očekávají, že chování zrnek (v tomto případě nemagnetických kuliček ponořených ve feromagnetické kapalině) poslouží jako experimentální nástroj pro modelování složitých interakcí v kvantové teorii pole a v teorii chaosu (P. Pieranski et al., Physical Review Letters, 19 August 1996).

Organická elektronická zařízení představuje technologii levných, lehkých a pružně modifikovatelných systémů. Jejich vývoj je komplikován skutečností, že některé komponenty, jako jsou organické luminiscenční diody LED, jsou náchylné k neočekávanému selhání a při jejich výrobě hrozí stálé nebezpečí nežádoucích nečistot. Nedávno však výzkumníci některých laboratoří, jako je Kodak a UC Santa Barbara, problém nežádoucích nečistot vyřešili a dosáhli životnosti až několika tisíců hodin. Z organických luminiscenčních diod emitujících modré světlo firma Pioneer Electronic Corp. v Saitamě v Japonsku vytvořila zobrazovací systém se 16 tisíci obrazovými prvky a s životností až 5 tisíc hodin. V současnosti výzkumníci pracují na zvýšení výkonu a na zlepšení poměru světelného výkonu vzhledem k příkonu. (Science, 16 August 1996).

Tým vědců ve Stanfordu, IBM-Almaden a SDL Corp. v San Jose vytvořili trojrozměrnou barevnou obrazovku. Elizabeth Downingová a její tým dvojicí infračervených laserů ozařovali kvádr ze fluoridového těžkého skla o velikosti kostky cukru. Křížící se laserové paprsky se soustřeďovaly na jednotlivé objemové elementy (tzv. voxely) v kvádru. Jednotlivé voxely sekvenčně absorbovaly dvojice infračervených fotonů a pak vyzařovaly fotony viditelného světla. Přechod laserových paprsků z jedné vrstvy do druhé (kdy každá vrstva vyzařuje světlo v modré, zelené nebo červené barvě) způsobil vznik barevného trojrozměrného obrazu. Podobně jako dvojrozměrný obraz v televizní obrazovce, trojrozměrný obraz je vnímán trvale, je-li obnovován každých 30 až 60 milisekund. Na rozdíl od holografického nebo stereoskopického obrazu nebo na rozdíl od zobrazení virtuální realitou, zařízení Downingové nevyžaduje žádný speciální přístroj pro pozorování a není omezen úhel pohledu. Předpokládá se, že v blízké budoucnosti toto zařízení bude využito pro zobrazení počítačové grafiky, kdy do relativně malého prostoru bude možno zobrazit velké množství informací. (Downing et al., Science, 30 August 1996; ilustrační snímky lze nalézt na World Wide Web na URL: [X1] ).

Literatura:

[1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.285 PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 285 September 9, 1996 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

Zdá se, že standardní model fyziky elementárních částic je pevnější, než kdykoliv předtím. Mnoha experimenty se fyzikové snažily vysvětlit nesoulad experimentálních výsledků a předpovědí založených na modelu, v němž kvarky a leptony interagují výměnou fotonů, gluonů a intermediálních bosonů W a Z.

Podle chování stejných částic v souboru se částice rozdělují na fermiony a bosony. Příslušnost částice k té či oné skupině je určena jejím spinem. Fermion s poločíselným spinem se při styku s fermionem téhož druhu chová nesnášenlivě, což znamená, že ve stavu, ve kterém se fermion nachází nemůže být žádný jiný fermion téhož druhu. Boson s celočíselným spinem se chová naopak snášenlivě. V témže stavu může být libovolný počet dalších bosonů. Fermiony a bosony mají zásadní postavení při stavbě látek. K fermionům patří stavební kameny hmoty (elektrony, protony, neutrony) zatímco bosony (fotony, mezony) zprostředkují silové působení mezi fermiony.

V mikrosvětě známe celkem čtyři základní druhy silových působení (interakcí): gravitační, slabé, elektromagnetické a silné. Gravitační a elektromagnetická interakce se projevuje také v makrosvětě. Ostatní dvě se sice také v makrosvětě projevují, ale ne tak výrazně, jako první dvě. Slabá interakce se projevuje například jako radioaktivní rozpad beta, silná interakce se projevuje při rozpadu jader atomů.

Bosony zprostředkující slabou interakci jsou tři, kladně nabitý W[+], záporně nabitý W[-] a neutrální boson Z[0]. Všechny tři bosony mají spin roven 1. Nabité bosony vznikají při srážkách leptonů, při nichž se leptony vzájemně přeměňují: elektron v elektronové neutrino a mion v mionové neutrino. Tyto přechody podle teorie zprostředkují elektricky nabité bosony W[+] a W[-]. Tyto nabité bosony tedy přenášejí mezi leptony elektrický náboj. Neutrální boson Z[0] zprostředkuje slabou interakci, ale nepůsobí změnu elektrického náboje. Vyměňují si jej dva elektrony při vzájemné srážce v důsledku slabé interakce, současně při výměně fotonu v důsledku elektromagnetické interakce.

Silná interakce mezi kvarky se je založena na stejném mechanismu jako elektromagnetická interakce a slabá interakce. Elektromagnetická interakce se uskutečňuje výměnou fotonu, slabá interakce se uskutečňuje výměnou intermediálního bosonu. Částice, které by měly zprostředkovat interakce mezi kvarky, jsou nazvány gluony. Očekává se, gluonů je osm druhů a že mají spin rovný jedné. Při přiblížení dvou kvarků se mezi nimi vyšlou gluony, které vedle energie, hybnosti, momentu hybnosti přenášejí také kvantové číslo nazývané "barva", ne však elektrický náboj, podivnost a další veličiny, které se zahrnují do kvantové veličiny nazývané "vůně".

Zásadní potíže tohoto standardního modelu elementárních částic se projevily nedávným experimentem v CERN, kdy rozpad neutrálních bosonů Z na částice obsahující kvark "bottom" byl neočekávaně rychlý. Ale na Mezinárodní konferenci fyziky vysokých energií ve Varšavě v červenci 1996 vědci CERN oznámili, že po přezkoumání získaných dat je zřejmé, že standardní model není porušen (Nature, 22. srpna 1996). Některé experimentální výsledky srážek paprsků protonů a antiprotonů v Tevatronu v laboratoři Fermilab prováděné v tomto roce byly považovány za možný důkaz existence vnitřní struktury kvarků. Tím by standardní model byl vyvrácen. Podrobnější rozbor dat však ukázal, že jsou v souhlasu s tímto modelem.

Jednou ze základních koncepcí unitárních kalibračních teorií je představa spontánního narušení symetrie mezi různými typy interakcí v důsledku vzniku konstantních skalárních polí v celém prostoru (tzv. Higgsových polí). Před narušením symetrie (při velmi vysokých energiích) mají všechny vektorové bosony, které zprostředkovávají interakce, nulovou klidovou hmotnost a mezi jednotlivými typy interakcí (silnou, slabou, elektromagnetickou a gravitační) nejsou principiální rozdíly. Při vzniku Higgsových skalárních polí část těchto vektorových bosonů získá efektivní klidovou hmotnost, příslušné interakce se stanou krátkého dosahu a symetrie mezi typy interakcí se tím naruší. Ve Weinbergově-Salamově teorii slabé interakce jsou před narušením symetrie jednotné elektroslabé interakce zprostředkovány výměnou vektorových bosonů s nulovou klidovou hmotností. Po vzniku Higgsova skalárního pole vektorové bosony W a Z získají klidovou hmotnost a odpovídající slabé interakce se stanou krátkého dosahu, zatímco fotony mají nadále klidovou nulovou hmotnost. Podobně v grandunifikačních teoriích (Grand Unified Theory, GUT) mají před narušením symetrie všechny vektorové bosony nulovou klidovou hmotnost. Mezi slabými, silnými a elektromagnetickými interakcemi není v principu rozdíl (např. je možná vzájemná přeměna mezi leptony a kvarky). Po vzniku Higgsova skalárního pole (v teoriích GUT existuje několik typu skalárních polí) vektorové bosony X, Y získávají velkou klidovou hmotnost řádově 10^15 GeV, čímž se silné interakce oddělují od interakcí elektroslabých, vzájemná interakce mezi leptony a kvarky je téměř znemožněna a proton se stane téměř stabilní částicí. Další skalární pole naruší symetrii mezi slabými a elektromagnetickými interakcemi. Naopak lze očekávat, že při velmi vysokých energiích interagujících částic (tedy při extrémně vysoké teplotě látky) skalární pole, které způsobuje narušení symetrie, vymizí a symetrie mezi interakcemi se obnoví.

Kalibračními částicemi Higgsových polí jsou Higgsovy bosony. Higgsovy bosony jsou částice s velkou hmotností, které hrají významnou roli při vysvětlení zásadních rozdílů v projevech slabé a elektromagnetické interakce v současném vesmíru.

Vědci se snaží nalézt Higgsovy bosony, ale neznají jejich hmotnost. Aby získali alespoň přibližnou hodnotu jejich hmotnosti a zjistili tak, zda současné nebo budoucí urychlovače budou pro objev Higgsových bosonů dostatečné, teoretikové potřebují nejprve určit hmotnost kvarku "top" a bosonu W. Na zasedání APS v Minneapolis v srpnu 1996 dva tými oznámily své výsledky. Skupina CDF oznámila, že hmotnost kvarku "top" je 176,8 GeV (s chybou 6,5 GeV) a skupina DO oznámila, že hmotnost bosonu W je 80,37 GeV (s chybou 0,15 GeV). (Science, 23 August 1996.)

Lokální excitace ve vrstvě sypkého materiálu, které se podobají excitacím elementárních částic, mohou vytvářet molekuly a dokonce krystaly. Fyzik Harry Swinney z Univerzity v Texasu použil vakuově uzavřenou nádobu sypkého materiálu (velmi malé bronzové kuličky). Na tuto nádobu působil drobnými otřesy ve vertikálním směru. Při určité frekvenci tohoto chvění sypký materiál uvnitř nádoby začal vytvářet malé izolované vrcholky nebo prohlubně. Tyto útvary Swinney nazývá "oscilony". Oscilony se nerozpadnou po dobu několika tisíců otřesů a pomalu se pohybují ve vrstvě materiálu. Podobně jako elektrické náboje jednotlivé oscilony se vzájemně přitahují. Oscilony opačné fáze (vrcholky a prohlubně) se mohou dostat do dipólového stavu, pokud jejich vzájemná vzdálenost dosáhne 1,4 násobku jejich poloměru. Takové páry pak vytváří řetězce nebo krystalické vrstvy. Swinney a jeho kolegové dosud nemají definitivní vysvětlení jak a proč oscilony vznikají a vzájemně na sebe působí. Podstatné však je, že podobné lokalizované struktury mohou existovat také v jiných disipativních systémech (tj. systémech, které postupně ztrácejí energii) a nemusí nutně jít o sypké materiály. (Paul. B. Umbanhowar, Francisco Melo, and Harry L. Swinney, Nature, 29 August 1996. Některé ilustrační snímky lze získat na Physics News Graphics website: [X1] ).

Literatura:

[1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.286 PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 286 September 13, 1996 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

[2] Fischer, Jan: Průhledy do mikrokosmu. Mladá Fronta, Praha 1986

[3] Ullman, Vojtěch: Gravitace, černé díry a fyzika prostoročasu. Československá astronomická společnost ČSAV, pobočka Ostrava, 1986

[4] Higgs, P.W.: Phys. Rev. 145, 1156 (1966)

[5] Kibble, T.W.B.: Phys. Rev. 155, 1554 (1967)

Výzkum atomů antivodíku pokračuje. V loňském roce byly úspěšně vytvořeny první atomy antivodíku v laboratořích CERN. Atomy antivodíku vznikaly srážkou antiprotonů s pozitrony v proudu xenonového plynu a paprsku antiprotonů. Bohužel tyto atomy nebylo možno podrobněji studovat, protože velmi rychle anihilovaly s blízkými stěnami pokusné nádoby. Proto dalším úkolem vědců je vytvoření vhodné "pasti", v niž by bylo možno atomy antivodíku podrobně studovat. Atomy antivodíku jsou složeny z antiprotonů a pozitronů, které jsou na počátku ochlazovány odděleně. Zkonstruovat past, ve které by se udržovaly současně kladně nabité a záporně nabité částice je obtížné, neboť tyto pasti jsou obvykle děravé. past pro souhlasně nabité částice lze vytvořit poměrně snadno. Fyzikové z Harvardské univerzity, Gerald Gabrielse [M1] a David Hall určitou dobu pracovali s protony a elektrony a studovali podmínky, při nichž z těchto částic vznikají atomy vodíku. V současné době se jim podařilo zachytit elektrony a protony v jediném zařízení, které se skládá z jedné Penningovy pasti (kombinace elektrických a magnetických polí) pro záporně nabité částice vložené do jiné pasti pro zachytávání kladně nabitých částic. Přebytek protonů vzhledem k elektronům v poměru 1000:1 umožňuje ochladit směs protonů a elektronů na teplotu 4 Kelvinů. Odhady ukázaly, že v pravděpodobnost významné reakce, při níž dva pozitrony a jeden elektron vytvářejí atom vodíku a pozitron, vzroste až o osm řádů, pokud je teplota směsi snížena z 300 na 4 Kelviny. Detekce neutrálních atomů vodíku je podle Gabrielse značně obtížná. Víme však, že atomy antivodíku v pasti lze detekovat snáze, protože mají tendenci past opustit tím, že anihilují s okolní hmotou. Gabrielse testoval svoji novou past pomocí pozitronů, které získával z radioaktivních rozpadů a pomocí antiprotonů, které získal v urychlovači LEAR (Low Energy Antiproton Ring) v CERN. Harvardská past se tak v budoucnu může stát velmi efektivním zařízením pro zachytávání antiprotonů z LEAR. (D.S Hall and G. Gabrielse, Physical Review Letters, 2 September 1996.)

Literatura:

[1] From: physnews@aip.org (AIP listserver) Subject: update.287 PHYSICS NEWS UPDATE. The American Institute of Physics Bulletin of Physics News. Number 287 September 20, 1996 by Phillip F. Schewe and Ben Stein

(c) 1997 Intellectronics

časopis o přírodě, vědě a civilizaci