Czerwiec 2020

Japończycy stworzyli najszybszy superkomputer świata

Tegoroczny ranking TOP 500 najszybszych superkomputerów świata został uzupełniony o nową potężną maszynę, która przebiła dotychczasowych faworytów. Japoński superkomputer Fugaku pokonał swoich rywali z Chin i Stanów Zjednoczonych i wzbił się na szczyt listy.

 

Nowa supermaszyna została opracowana wspólnie przez Instytut RIKEN i przedsiębiorstwo Fujitsu. Prace nad nią trwały ponad 6 lat i pochłonęły 1,2 miliarda dolarów. Fugaku posiada moc obliczeniową 415,53 petaflopsa. Wyposażono go w 158 976 48-rdzeniowych procesorów A64FX firmy Fujitsu.

 

Japonia osiągnęła pierwsze miejsce w rankingu TOP 500 po raz pierwszy od 2011 roku. Fugaku jest także pierwszym superkomputerem opartym na architekturze ARM, który zdobył pierwsze miejsce na tej liście. Maszyna osiąga znacznie lepsze wyniki od amerykańskiego superkomputera Summit, który spadł na drugą pozycję. Jego moc obliczeniowa to 148,6 petaflopsa. Trzecie miejsce zajmuje kolejny amerykański superkomputer Sierra z mocą obliczeniową 94,6 petaflopsa, a tuż za nim jest chiński Sunway TaihuLight, którego moc obliczeniowa wynosi 93 petaflopsów.

 

Lista TOP 500 jest aktualizowana dwa razy w ciągu roku. Aktualnie znajduje się na niej 226 superkomputerów z Chin, 114 ze Stanów Zjednoczonych oraz 30 z Japonii. Pełne uruchomienie japońskiego superkomputera Fugaku nastąpi w przyszłym roku. Jednak do tego czasu może utracić palmę pierwszeństwa.

 

Wiele państw na świecie, w tym głównie Chiny i Stany Zjednoczone, ale także Unia Europejska, w pośpiechu pracuje nad pierwszym na świecie superkomputerem eksaskalowym, czyli takim, którego moc obliczeniowa wyniesie co najmniej 1 eksaflops. Chińscy naukowcy od dawna zapowiadają, że ich eksaskalowa supermaszyna zostanie przedstawiona światu w 2020 roku, podczas gdy w Stanach Zjednoczonych, prace mogą dobiec końca w przyszłym roku.

 

loading...

Zanieczyszczenie środowiska osiągnęło poziom krytyczny. Z nieba padają plastikowe deszcze

Nowe badanie wskazuje, że wraz z deszczem, spadają cząstki plastiku. Najpierw mikroskopijny plastik jest przenoszony z powierzchni ziemi i wody przez wiatr, a potem jak kurz, unosi się ale prędzej czy później spada wraz z deszczem na ziemię.<--break->

Amerykańscy naukowcy  z Uniwersytetu w Utah, ustalili, że aż 1000 ton małych plastikowych mikrocząstek stanowiących mniej więcej równowartość 120-300 milionów plastikowych butelek z wodą, co roku spada na Stany Zjednoczone. 

 

Z danych zacytowanych w badaniu wynika, że w 2017 r. na świecie wyprodukowano 348 milionów ton plastiku, a światowa produkcja tego surowca nie wykazuje oznak spowolnienia. W Stanach Zjednoczonych produkcja odpadów z tworzyw sztucznych na mieszkańca to 340 gramów dziennie.

 

Jeszcze 30 lat temu ludzie zbierali torby foliowe, tak zwane reklamówki, niemal jak znaczki pocztowe, a normą była siatka, albo torba na zakupy. Wszystko pakowało się w papier i było to normalne. Potem nagle nastąpiła radykalna zmiana i zostaliśmy zalani plastikiem. 

Śmieci z tworzyw sztucznych to nie tylko tony zużytego plastiku na wysypiskach i wszędzie dookoła. Plastik degraduje się po latach rozpadając się na mikrogranulki, które gromadzą się w ściekach, rzekach i ostatecznie oceanach świata i jak wykazał zespół z Uniwersytetu w Utah, gromadzą się również w atmosferze.

 

Niektórzy naukowcy twierdzą, że plastikowe deszcze to coś jak kwaśne deszcze naszych czasów. Tylko pozornie nie są one tak niszczące jak związki siarki. MIkroplastik zaczyna być wszędzie, we wszystkim, w naszej żywności, w naszej wodzie i w nas samych.

 

 

 

 

loading...

Stężenie dwutlenku węgla osiągnęło najwyższy poziom w historii

W maju w obserwatorium Mauna Loa na Hawajach odnotowało najwyższy poziom dwutlenku węgla w historii, wynoszący 417,1 cząstek na milion (ppm). Jest to najwyższy miesięczny odczyt CO2 w atmosferze, jaki kiedykolwiek zarejestrowano i o 2,4 ppm wyższy niż dotychczasowy rekord z 2019 roku.

 

Roczny wzrost poziomu CO2 wynosił średnio 0,8 ppm w latach 60., 1,6 ppm w latach 80. i 2,0 ppm w latach 2000. W ciągu ostatniego dziesięciolecia średni wzrost wyniósł 2,4 ppm rocznie. Przyczyną jest głównie emisja pochodząca z przemysłu oraz transportu. Globalne próby ograniczenia emisji dwutlenku węgla były jak dotąd ograniczone.

Ze względu na globalną pandemię Covid-19 powodującą redukcję gospodarki we wszystkich sektorach, dzienne emisje w większości przypadków były znacznie niższe. Redukcja emisji wystąpiła w marcu, kwietniu i maju, jednak nie jest to tendencja długoterminowa. Pomiary z Mauna Loa pokazują, że nawet to nie było wystarczające.

„Ludzie mogą być zaskoczeni wiadomością, że wstrzymanie wielu sektorów przemysłu wcale nie wpłynęło na poziom CO2” - powiedział geochemik Ralph Keeling, który prowadzi program oceanografii Scripps w Mauna Loa. - „Gromadzenie się CO2 przypomina trochę śmieci na wysypisku. Gdy emitujemy, wciąż się piętrzą. Kryzys spowolnił emisje, ale niewystarczająco, aby wyraźnie wpłynęło to na emisję w dłuższej perspektywie.”

Pomiary stężenia CO2 na Mauna Loa rozpoczęły się w 1958 r., a od 1974 r. Narodowa Administracja Oceaniczna i Atmosferyczna (NOAA) oraz dwie inne instytucje badawcze dokonały uzupełniających, niezależnych pomiarów. Jest to najdłuższy nieprzerwany pomiar dwutlenku węgla w atmosferze.

Pomiary rozpoczął amerykański naukowiec Charles David Keeling, który po raz pierwszy zorientował się, że poziom CO2 stale rośnie z roku na rok. Zauważył również, że pomiary wykazały sezonową zmienność, która osiągnęła najwyższy poziom w maju, przed wzrostem absorpcji dwutlenku węgla z roślin w okresie letnim.

 

 

loading...

Szóste masowe wymieranie przyspiesza na naszych oczach

Naukowcy nie mają żadnych wątpliwości co do tego, że jesteśmy obecnie świadkami szóstego masowego wymierania gatunków. Jednak najnowsze badania wskazują, że zjawisko to przyspiesza i stanowi bezpośrednie zagrożenie dla ludzkości.

 

Paul Ehrlich z Uniwersytetu Stanforda jest współautorem badania z 2015 roku, w którym ogłoszono szóste masowe wymieranie gatunków. Dziś dowiadujemy się, że zjawisko to odbywa się na jeszcze większą skalę. Najnowsze wyniki badań wskazują, że działalność człowieka doprowadziła do wymarcia setek gatunków gatunków zwierząt, a kolejne setki znajdują się już na skraju wymarcia. W całym XX wieku wymarły co najmniej 543 gatunki kręgowców lądowych i niemal taka sama liczba gatunków najprawdopodobniej wyginie w ciągu dwóch dekad.

 

Masowe wymieranie gatunków spowodowane jest działalnością człowieka. Wzrost populacji ludzkiej, niszczenie siedlisk dzikich zwierząt, urbanizacja nowych terenów, zanieczyszczenie środowiska i postępujące zmiany klimatyczne to główne zagrożenia, z jakimi zmagają się teraz gatunki zwierząt na całym świecie. Działania jakie ludzkość podejmie w nadchodzących dwóch dekadach może mieć istotne znaczenie dla przetrwania milionów gatunków.

Niestety niewiele wskazuje na to, aby sytuacja miała się poprawić. Masowe wymieranie drastycznie przyspiesza. Wymieranie jednych gatunków wpływa na przetrwanie innych. Dotyczy to nie tylko zwierząt, ale także ludzkości. Jeśli wymierające gatunki nie zostaną uratowane, nas też może czekać zagłada.

 

Naukowcy proponują, aby w pierwszej kolejności zakazać handlu dzikimi gatunkami. Ich zdaniem, koronawirus, który wyewoluował u nietoperzy i przeskoczył na ludzi, jest przykładem tego, jak handel dzikimi zwierzętami może zagrać ludziom. Konieczne jest także zwiększenie ochrony gatunków wymierających i środowiska.

 

loading...

W roślinach znaleziono gen nieśmiertelności

Naukowcy z Leiden University w Holandii odkryli nowy gen, który pozwala jednorocznym roślinom nadal rosnąć po kwitnieniu zamiast obumierać. Odkrycie może pozwolić na zwiększenie plonów bez zasiewania ich co roku. Artykuł na ten temat został opublikowany w czasopiśmie Nature Plants.

 

Naukowcy badali rzodkiewnik pospolity (Arabidopsis thaliana) a konkretnie gen AHL15, który określa, czy roślina będzie mogła wegetować po kwitnieniu. Wzrost i rozwój, zapewniają punkty wzrostu - grupy komórek macierzystych, które tworzą nowe łodygi z liśćmi lub kwiatami. 

 

Rzodkiewnik pospolity - źródło: Wikimedia 

W bylinach niektóre punkty wzrostu pozostają aktywne, ale nie występuje to w roślinach jednorocznych. Gdy gen AHL15 jest tłumiony, życie roślin wieloletnich staje się krótsze, a po jego nadekspresji rośliny kwitną kilka razy.

 

Według naukowców odkrycie odpowie na pytanie, dlaczego podczas ewolucji niektóre rośliny stały się jednoroczne, a inne wieloletnie. Ponadto utrzymanie aktywności niektórych grup komórek macierzystych w rocznych uprawach, takich jak ryż lub pszenica, pozwoliłoby roślinom na dalszy wzrost po zbiorach.

 

 

loading...

Naukowcom udało się przeprowadzić odwracalną hibernację ssaka

Hibernacja to naturalny mechanizm występujący u niektórych zwierząt, na przykład płazów. Jednak do tej pory nie udało się zastosować jej z sukcesem u ludzi. Cały czas trwaja jednak badania w tym zakresie. Zespół badawczy z Japonii wywołał niedawno stan hibernacji u myszy i wybudził je. Być może jest to pierwszy krok w kierunku hibernacji ludzi.



Jak wiadomo, myszy zwykle nie hibernują jak niektóre inne gatunki zwierząt. W trakcie eksperymentu naukowcy aktywowali w mózgu gryzonia grupy neuronów zwanych neuronami Q, powodując u nich trwającą kilka dni hibernację. W tym okresie zaobserwowano u myszy wszystkie objawy typowe dla tego stanu. Temperatura ich ciała spadła z 36 do 27 stopni Celsjusza. A ciało funkcjonowało normalnie nawet w niższej temperaturze około 22 stopni, kiedy temperatura otoczenia została zauważalnie obniżona. 

 

Ponadto myszy miały spowolniony metabolizm i spowolnione tętno, co jest wspólnym objawem dla hibernujących zwierząt. Według jednego z liderów eksperymentu, Takeshi Sakurai, myszy wykazywały wszystkie cechy charakterystyczne dla stanu hibernacji.

 

Naukowcy twierdzą, że wyniki te są bardzo zaskakujące, ponieważ zostały osiągnięte jedynie poprzez ekspozycję na określoną grupę neuronów. Teraz głównym pytaniem jest, czy można spowodować taki stan u ludzi. Jednak na tym etapie badań naukowcy nie wiedzą, czy u człowieka też są takie neurony Q. 

 

Gdyby się okazało, że jest to możliwe to taki sztuczny stan hibernacji może pomóc na przykład podczas transportu pacjentów będących w stanie krytycznym. Hibernacja jest też niezbędnie potrzebna jeśli ludzkość zamierza wyruszyć na podbój kosmosu. Występuije ona zresztą czesto w powieściach fantastyczno-naukowych.

 

loading...

Naukowcy biją na alarm! Rafy koralowe mogą zniknąć z powierzchni Ziemi

Z powodu ocieplania się naszej planety wiele gatunków aktualnie zmaga się ze sporymi trudnościami w przystosowaniu do odmiennych warunków klimatycznych. Te, które mają taką możliwość, zawężają swoje siedliska. Niektóre jednak są wręcz skazane na wyginięcie. Za przykład mogą służyć koralowce, których niemal całkowite wymarcie naukowcy przewidują do 2100 roku.<--break->

 

Główna przyczyna wymierania raf koralowych to coraz cieplejsza temperatura oceanów i towarzyszące jej zakwaszanie wody. Zdaniem badaczy w ciągu najbliższych dwóch dekad możemy stracić od 70 do 90% raf koralowych na całym świecie. W tak szybkim tempie do końca bieżącego wieku koralowce mogą wyginąć całkowicie.

 

Koralowce stanowią małe stworzenia morskie należące do tego samego rodzaju co zawilce i meduzy. Niektóre z nich wytwarzają węglan wapnia, tworząc twardy, ochronny szkielet zewnętrzny, wewnątrz którego żyją. To właśnie on formuje zachwycające wizualnie rafy koralowe. Większość gatunków koralowców żyje w symbiozie z algami dostarczającymi im ważne składniki odżywcze. Rafy koralowe to także źródło pożywienia i schronienia dla wielu gatunków zwierząt morskich. Często określa się je mianem podwodnych lasów deszczowych. Jeżeli znikną – pociągną za sobą długofalowe konsekwencje dla ogółu bioróżnorodności w oceanach.

 

Kiedy woda w oceanie nagrzewa się, koralowce ulegają stresowi, któremu towarzyszy ich bielenie. Pozbawione swojego naturalnego koloru stają się znacznie bardziej podatne na choroby i uszkodzenia. Wielu badaczy uważa, że jedyna metoda ratunku zagrożonych wyginięciem raf koralowych to sztuczne wspomaganie ich odbudowy. Ma ona polegać na hodowaniu koralowców w akwariach, a następnie przesadzaniu ich do oceanu, gdzie będą mogły dalej się rozwijać. Aktualnie tylko młode i zdrowe koralowce mogą zasilić uszkodzone rafy.

 

loading...

Eksperyment poszukujący ciemną materię wykrył tajemnicze sygnały

Międzynarodowy zespół naukowców przedstawił wyniki eksperymentu, który skupiał się na poszukiwaniach ciemnej materii. Prawdopodobnie nie udało się odnaleźć nieuchwytnej cząstki, ale zarejestrowano tajemnicze sygnały, wskazujące na możliwe odkrycie aksjonu – hipotetycznej cząstki spoza Modelu Standardowego.

 

Eksperyment XENON1T trwał w latach 2016-2018 i miał na celu odnalezienie cząstek ciemnej materii – substancji, której nie potrafimy zobaczyć, choć jest jej około pięć razy więcej niż zwykłej materii. Ponieważ ciemna materia powinna być wszechobecna, eksperyment XENON1T poszukuje jej rzadkich interakcji ze zwykłą materią.

 

Głównym elementem XENON1T jest ogromny, kilkutonowy zbiornik, wypełniony płynnym ksenonem o temperaturze -95 stopni Celsjusza, który ukryty jest głęboko pod ziemią, aby chronić go przed promieniowaniem kosmicznym. Jeśli ciemna materia przedostanie się do zbiornika, wzbudzi atomy ksenonu i stworzy błysk światła oraz wolne elektrony, które mogą zostać wykryte przez czujniki. Jednak podobne sygnały mogą wyzwolić również inne cząstki.

Naukowcy potrafią odfiltrować nieinteresujące nas sygnały, wynikające z różnych zakłóceń. Jednak w trakcie trwania eksperymentu XENON1T zarejestrowano 285 zdarzeń, tj. o 53 zdarzenia więcej, niż oczekiwano. Zdaniem fizyków, ten nadmiar zdarzeń może wskazywać na nieznane źródła sygnałów.

 

W związku z powyższym, przygotowano trzy możliwe wyjaśnienia. Najprostsze z nich, zarazem najnudniejsze głosi, że tajemnicze sygnały mogą być nierozpoznanym wcześniej źródłem zakłóceń tła. Jednak według naukowców, istnieje możliwość, że zarejestrowany nadmiar wskazuje na odkrycie hipotetycznej cząstki, zwanej aksjonem, pochodzącej od Słońca. Natomiast zgodnie z trzecim wyjaśnieniem, wykryte sygnały mogą pochodzić z nieznanych wcześniej właściwości neutrin.

 

Naukowcy twierdzą, że najbardziej prawdopodobny scenariusz zakłada odkrycie aksjonów. Jednak rezultaty eksperymentu niczego nie potwierdzają, a dwie pozostałe hipotezy mają równie ważne znaczenie. Zespół badawczy przygotowuje się do kolejnego eksperymentu o nazwie XENONnT, który powinien jeszcze bardziej zredukować szum tła. Dopiero w kolejnych latach dowiemy się, czy dokonano ważnego odkrycia, czy też tajemnicze sygnały były jedynie efektem jakiegoś błędu.

 

loading...

Fizycy splątali kwantowo rekordową ilość atomów

Fizycy ustanowili nowy rekord splątania kwantowego, łącząc ze sobą aż 15 bilionów atomów. Najnowsze osiągnięcie może zapoczątkować nową generację czujników do wykrywania fal grawitacyjnych i ciemnej materii, a także wspomóc rozwój komputerów kwantowych i kryptografii kwantowej.

 

Splątanie kwantowe to bardzo delikatne zjawisko i z łatwością może zostać zerwane nawet przez najmniejsze wibracje wewnętrzne lub zakłócenia pochodzące z zewnątrz. Dlatego naukowcy przeprowadzają swoje eksperymenty w najniższych możliwych temperaturach, ponieważ im niższa temperatura środowiska, tym mniejsze prawdopodobieństwo, że atomy odbijają się od siebie i zerwą splątanie.

 

Tymczasem naukowcy z Instytutu Nauk Fotonicznych w Barcelonie zastosowali odwrotne podejście. Zamiast obniżać temperaturę, zespół badawczy podgrzał atomy, przez co ich temperatura była miliony razy wyższa niż podczas typowych eksperymentów kwantowych. Próbowano w ten sposób sprawdzić, czy splątanie kwantowe może przetrwać w gorącym i chaotycznym środowisku.

Naukowcy podgrzali małą szklaną rurkę wypełnioną odparowanym rubidem i obojętnym gazem azotowym do temperatury 177 stopni Celsjusza. W tej temperaturze, gorąca chmura atomów rubidu znajduje się w stanie chaosu, a w każdej sekundzie dochodzi do tysięcy zderzeń atomów.

 

Następnie w kierunku szklanej rurki wystrzelili wiązkę spolaryzowanego światła. Ponieważ spiny atomu działają jak małe magnesy, polaryzacja światła obraca się, gdy przechodzi przez gaz i oddziałuje z jego polem magnetycznym. Interakcja ta tworzy splątanie na dużą skalę między atomami i gazem. Pomiar obrotu fal świetlnych, wychodzących z drugiej strony szklanej rurki, pozwala określić całkowity spin gazu atomów, który przenosi splątanie na atomy i pozostawia je w stanie splątania.

Przeprowadzony eksperyment zakończył się sukcesem. Pary atomów znalazły się w stanie, w którym całkowity spin wyniósł zero. Początkowo splątane atomy przenosiły swoje splątanie i wymieniały się spinami między innymi atomami, lecz całkowity spin wciąż był zerowy. Natomiast zbiorowy stan splątania otrzymano przez co najmniej jedną milisekundę.

 

Zastosowanie wyników tego eksperymentu jest dość ograniczone, ponieważ naukowcy potrafią zrozumieć jedynie zbiorowy stan splątanych atomów. Najnowsze osiągnięcie może jednak wspomóc prace nad ultraczułymi dyrektorami pola magnetycznego, które moglibyśmy wykorzystać w neuronauce, w autonomicznych samochodach i astronomii.

 

loading...

Trójwymiarowe bioniczne oko może zapewnić człowiekowi superwzrok

Naukowcy stworzyli pierwsze na świecie trójwymiarowe sztuczne oko, które może okazać się potencjalnie lepsze od prawdziwego. Wynalazek nie tylko pomoże osobom niewidomym, ale może też zapewnić niezwykłe umiejętności wzrokowe ludziom, a nawet robotom.

 

Bioniczne oczy mogą przywracać wzrok osobom, które go straciły, a nawet tym, które nigdy bo nie miały. Współczesne najbardziej zaawansowane bioniczne oczy to nic innego jak okulary z zainstalowaną kamerą. Dane z tego urządzenia są przetwarzane, a następnie wysyłane do implantu, znajdującego się na siatkówce. Stamtąd sygnały są przekazywane do obszaru mózgu, odpowiedzialnego za wzrok.

 

Niestety nawet te najnowocześniejsze wynalazki nie zapewniają doskonałego wzroku. Użytkownicy widzą błyski światła, ale urządzenia te nie pozwalają im normalnie funkcjonować w życiu codziennym. Najnowsze bioniczne oko, opracowane przez naukowców z Uniwersytetu Nauki i Technologii w Hongkongu może odmienić ten stan rzeczy.

Źródło: HKUST

Tak zwane oko elektrochemiczne zostało opracowane na podstawie prawdziwej siatkówki. Te trójwymiarowe wklęsłe urządzenia mają na swojej powierzchni szereg maleńkich czujników światła, które zostały zaprojektowane w taki sposób, aby naśladowały fotoreceptory na ludzkiej siatkówce. Czujniki te są mocowane do przewodów wykonanych z ciekłego metalu, które zastępują nerwy wzrokowe.

 

Podczas testów wykazano, że elektrochemiczne oko dość wyraźnie rejestruje obrazy. Z jego pomocą można nawet odczytywać duże pojedyncze litery. Zdaniem wynalazców, nowe bioniczne oko wciąż nie dorównuje prawdziwemu, ale posiada ogromny potencjał. Naukowcy twierdzą, że zastosowanie innych materiałów mogłoby zapewnić użytkownikom np. umiejętność widzenia w ciemności.

 

loading...