Wiesci z VIRGO.pdf

pano r ama

Âwiat Nauki , wrzesieƒ 2000]. Post´pujàca

miniaturyzacja uk∏adów scalonych nie doÊç,

˝e prowadzi do zjawiska b∏àdzàcych sygna-

∏ów i narastajàcych k∏opotów z odprowadza-

niem ciep∏a, to jeszcze wyczerpie wkrótce

rozdzielcze mo˝liwoÊci litograficznych tech-

nik ich wytwarzania. Jaka jest alternatywa

dla krzemu?

Wyniki dotychczasowych badaƒ elektro-

nicznych w∏aÊciwoÊci DNA pozostajà niejed-

noznaczne – ten naturalny polimer raz oka-

zuje si´ doskona∏ym przewodnikiem, innym

razem izolatorem, nie nale˝y wi´c sàdziç, ˝e

w najbli˝szym czasie zastàpi krzem. Czy mo˝-

na jednak myÊleç o nanokomponentach elek-

troniki konstruowanych i organizujàcych si´

w wi´ksze ca∏oÊci za poÊrednictwem modu-

∏ów DNA? Czemu nie – twierdzi Seeman.

Teoretycznie nic te˝ nie stoi na przeszkodzie,

by w trójwymiarowych sieciach DNA bezpo-

Êrednio osadzaç elementy elektroniczne. Ana-

logicznie postàpiç mo˝na z makromoleku∏a-

mi biologicznymi, na przyk∏ad enzymami,

które pracujàc w regularnych formacjach,

sta∏yby si´ podstawà nowej generacji czujni-

ków, uk∏adów sortujàcych i wydajnych kata-

lizatorów reakcji chemicznych.

Perspektywy rozwoju nanotechnologii

strukturalnej opartej na DNA wydajà si´

wielce obiecujàce. Dyskusja o jej praktycz-

nych zastosowaniach stanie si´ jednak za-

sadna dopiero wówczas, gdy naukowcy upo-

rajà si´ z barierà trzeciego wymiaru. Pierw-

sze prawdziwie przestrzenne struktury DNA

otrzymywane w laboratorium Seemana nie

wyró˝niajà si´ wysokim stopniem uporzàd-

kowania. „Stworzenie samoorganizujàcej si´

trójwymiarowej sieci krystalicznej opartej

na DNA to dla nas wyzwanie i najbli˝szy,

najwa˝niejszy cel naszych badaƒ” – wyja-

Ênia amerykaƒski chemik. Jego zdaniem, w

ciàgu najbli˝szych 50 lat do zajmujàcych si´

DNA biologów do∏àczà nanotechnolodzy i

informatycy. W∏asnoÊci podwójnej helisy wy-

korzystywaç b´dà w oryginalnym, pozabio-

logicznym kontekÊcie.

NOWA GENERACJA

KOÂCI PAMI¢CI

Drobina ludzkiego DNA

o d∏ugoÊci oko∏o 6 mm

i obj´toÊci 500 µ m 3 zawiera

oko∏o 2 × 10 8 nukleotydów.

JeÊli za∏o˝yç, ˝e zestaw trzech

nukleotydów reprezentuje

pojedynczy bajt,

DNA mog∏oby teoretycznie

zmagazynowaç informacje

z g´stoÊcià rz´du 1 Mb µ m –3 .

Pe∏ne wykorzystanie mo˝liwoÊci

DNA jako noÊnika danych by∏oby

niezwykle trudne, ale nawet

cz´Êciowe pozwoli myÊleç

o koÊci pami´ci nowej generacji.

WieÊci z VIRGO

RUSZA NOWE OBSERWATORIUM FAL GRAWITACYJNYCH. ALEXANDER HELLEMANS

INTERFEROMETR VIRGO zosta∏

zbudowany na warstwie osadowej

w aluwialnej dolinie rzeki Arno

w Cascinie, niedaleko Pizy,

we W∏oszech. Projektanci wybrali

t´ lokalizacj´ ze wzgl´du

na niski poziom aktywnoÊci

mikrosejsmicznej.

witacyjnych i zaburzeƒ czasoprze-

strzeni powstajàcych w wyniku ta-

kich gwa∏townych procesów, jak wybuchy

supernowych czy ∏àczenie si´ czarnych

dziur. Wiele obiecujà sobie po detektorach

kilometrowej d∏ugoÊci. Najwi´kszy z nich,

kosztujàcy 371 mln dolarów LIGO (Laser

Interferometer Gravitational Observatory) roz-

poczà∏ prac´ w ubie-

g∏ym roku. W czerw-

cu br. ruszy∏ VIRGO

– owoc wspó∏pracy

francusko-w∏oskiej.

Choç ust´puje roz-

miarami LIGO, to

mo˝e si´ okazaç le-

piej przystosowany

do rejestracji tych

trudno uchwytnych

zaburzeƒ. Jest przy

tym znacznie taƒszy

– kosztowa∏ tylko

75 mln euro.

Podobnie jak LIGO detektor VIRGO dzia-

∏a na zasadzie interferometru Michelsona.

Wiàzka laserowa zostaje rozdzielona na dwie

i porusza si´ w dwóch pró˝niowych tune-

lach, prostopad∏ych do siebie. Na koƒcu dro-

gi ka˝da wiàzka odbija si´ od lustra i powra-

ca, interferujàc z drugà. ÂciÊle mówiàc,

wiàzki ulegajà interferencji destruktywnej,

czyli fale wzajemnie si´ wygaszajà. Jakakol-

wiek niewielka zmiana czasu nadejÊcia fali

(fazy) daje o sobie znaç s∏abym Êwiate∏kiem,

które mo˝e zostaç zarejestrowane przez czuj-

nik optyczny.

Ramiona interferometru LIGO majà po

4 km d∏ugoÊci. Ramiona VIRGO sà o 1 km

krótsze. I w jednym, i w drugim detektorze

efektywna d∏ugoÊç drogi jest jednak znacznie

wi´ksza, poniewa˝ wiàzki odbijajà si´ tam i

z powrotem oko∏o 50 razy. Na takich odleg∏o-

Êciach odkszta∏cenie przestrzeni wynosi jed-

nà miliardowà cz´Êç Êrednicy atomu. To wy-

starcza, by spowodowaç zauwa˝alne ró˝nice

faz interferujàcych wiàzek Êwiat∏a. Dotych-

czas najwi´kszym osiàgni´ciem by∏o zwi´k-

12 ÂWIAT NAUKI WRZESIE¡ 2003

A strofizykom marzy si´ detekcja fal gra-

pano r ama

szenie czu∏oÊci detektorów. Drgania zwier-

ciade∏ mogà bowiem st∏umiç niewielkie sy-

gna∏y, których si´ poszukuje.

Najwi´kszym problemem LIGO sà drgania

sejsmiczne [patrz: W. Wayt Gibbs „Zmarszcz-

ki w czasoprzestrzeni”; Âwiat Nauki , czer-

wiec, 2002]. Ograniczajà one rejestracj´

sygna∏ów o cz´stoÊciach poni˝ej 60 Hz, a

w∏aÊnie w tym zakresie astrofizycy spodzie-

wajà si´ najsilniejszych impulsów pochodzà-

cych od fal grawitacyjnych.

Wszystkie elementy optyczne interferome-

tru VIRGO majà zainstalowane izolatory

sejsmiczne. Ka˝dy z superamortyzatorów

drgaƒ sk∏ada si´ z szeÊciu uk∏adów po∏àczo-

nych spr´˝yn i obcià˝ników i mieÊci si´ w

dziesi´ciometrowej wie˝y. Obcià˝niki dzia∏a-

jà jak wahad∏a, t∏umiàc wychylenia pozio-

me, natomiast uk∏ad obcià˝ników i spr´˝yn

t∏umi drgania pionowe. Rzecznik prasowy

VIRGO, Adalbert Giazotto z Krajowego In-

stytutu Fizyki Jàdrowej we W∏oszech, jeden

z uczestników tego projektu, zapewnia, ˝e

amortyzatory t∏umià drgania sejsmiczne 10 12

razy. Pozwala to detektorom na rejestracj´

sygna∏ów o cz´stoÊciach rz´du 10 Hz.

Wielkim problemem jest te˝ szum termicz-

ny, zw∏aszcza powodowany przez samà wiàz-

k´. Promieƒ lasera ogniskuje si´ na Êrodku

lustra, nierównomiernie rozgrzewajàc jego

powierzchni´. Powoduje to deformacj´

zwierciade∏. Planujàc udoskonalenia zwi´k-

szajàce moc wiàzek (a zarazem czu∏oÊç de-

tektorów), projektanci VIRGO przewidujà

u˝ycie kriogenicznych uk∏adów ch∏odzàcych,

choç zwi´kszà one szum mechaniczny przy

niskich cz´stoÊciach – wyjaÊnia Flavio Ve-

trano, w∏oski rzecznik prasowy projektu

VIRGO, fizyk z Uniwersytetu w Urbino.

Konstruktorzy LIGO równie˝ myÊlà o

wprowadzeniu izolatorów sejsmicznych i

sterowania termicznego, dzi´ki któremu

brzegi zwierciade∏ nie b´dà ch∏odzone, lecz

ogrzewane, by skompensowaç efekt na-

grzewania si´ ich Êrodka. Takie udoskona-

lenia przewidywane sà w detektorach LIGO

nast´pnej generacji. Jak informuje Lee Sa-

muel Finn kierujàcy Center for Gravitatio-

nal Wave Physics w Pennsylvania State Uni-

versity, ich uruchomienie zaplanowano oko∏o

2006 roku.

Finn przypuszcza, ˝e pierwszymi obiekta-

mi, których fale grawitacyjne zostanà zare-

jestrowane przez LIGO, b´dà ∏àczàce si´ ma-

sywne czarne dziury. Poniewa˝ jednak êród∏a

promieniowania grawitacyjnego sà s∏abymi

êród∏ami Êwiat∏a, astronomowie mogli prze-

oczyç jakieÊ dotàd nieznane klasy zjawisk i

mo˝e si´ zdarzyç, ˝e „najpierw zobaczymy

coÊ zupe∏nie nieoczekiwanego. Pod tym

wzgl´dem jestem optymistà” – zaznacza.

VIRGO do∏àczy∏ do coraz liczniejszej

rodziny mniejszych detektorów fal grawi-

tacyjnych, takich jak GEO w Niemczech

czy TAMA w Japonii. Jednoczesna detekcja

nieoczekiwanego sygna∏u przez kilka de-

tektorów w ró˝nych miejscach globu mo-

g∏aby mieç decydujàce znaczenie przy we-

ryfikacji bezpoÊredniego dowodu na istnienie

fal grawitacyjnych. Choç na razie kontakty

pomi´dzy laboratoriami sà w wi´kszoÊci

nieformalne, Vetrano nie traci nadziei, ˝e

kiedyÊ wszystkie one zacznà dzia∏aç jak

jedno urzàdzenie.

SZUKAJÑC IG¸Y

W STOGU SIANA

Sygna∏y pochodzàce od fal

grawitacyjnych b´dà ukryte

g∏´boko w szumie. Aby je

odnaleêç, trzeba wiedzieç,

czego szukaç. Badacze porównajà

sygna∏y w interferometrze

z wzorcami odpowiadajàcymi

przewidywanym impulsom

pochodzàcym od fal grawitacyjnych.

Te wzorce zosta∏y opracowane

na podstawie modeli uk∏adów

podwójnych czarnych dziur lub

gwiazd neutronowych, opadajàcych

na siebie po spiralnych torach.

Mo˝liwoÊç wykrycia sygna∏ów

w du˝ym stopniu zale˝y

od poprawnoÊci tych modeli.

Niestety – jak zauwa˝a Flavio

Vetrano, w∏oski rzecznik prasowy

projektu VIRGO – takie parametry,

jak pr´dkoÊci, momenty p´du

i masy tych obiektów, le˝à

w szerokim zakresie. „Stajemy

wobec paragrafu 22: po to,

by odnaleêç sygna∏, potrzebujemy

dobrych wzorców, ale by stworzyç

takie wzorce, potrzebujemy

prawdziwego sygna∏u.”

RADIO

CZ¢STOTLIWOÂå

RADIO

CZ¢STOTLIWOÂå

RADIO MTM FM

102.1 FM

KATOLICKIE RADIO PODLASIE

101.7 FM

RADIO CENTRUM

98.2 FM

RADIO INDEX

96.0 FM

RADIO WEEKEND

92.6, 99.3 i 105.8 FM

RADIO WAMA

90.2, 90.5 i 104.9 FM

RADIO EL

92.6 FM

RADIO PLUS LEGNICA

102.6 FM

RADIO HIT

107.6 FM

RADIO 5

91.2 i 102.6 FM

RADIO GNIEZNO

104.3 FM

RADIO PLUS

RADIO DELTA

87.9 FM

MI¢DZY ¸ODZIÑ A WARSZAWÑ

103.5 FM

RADIO FAN FM

92.6 i 98.4 FM

RADIO ZIEMI WIELU¡SKIEJ

88.6 FM

RADIO KO¸OBRZEG

90.2 FM

RADIO ˚AK

100.5 FM

RADIO BOSS

105.5 FM

RADIO PIOTRKÓW

98.2 FM

RADIO AFERA

98.6 FM

RADIO LELIWA

93.5 i 104.7 FM

VIA – KATOLICKIE RADIO RZESZÓW 103.8 FM

RADIO RSC

88.6 FM

WRZESIE¡ 2003 ÂWIAT NAUKI 13

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: