Connect with us

science

Fizycy tworzą największy jak dotąd kryształ czasu za pomocą komputerów kwantowych

Published

on

W Australii fizycy z powodzeniem nauczyli komputer kwantowy symulować kryształ czasu o rekordowej wielkości. Badania mogą utorować drogę nowym sposobom przechowywania informacji.

Kryształ, który cyklicznie powraca do stanu podstawowego

w konsekwencji Czasopismo naukowe Naukowcom udało się stworzyć kryształ czasu składający się z 57 cząstek kwantowych. Jest to znaczny wzrost w porównaniu z 20-cząsteczkowym kryształem czasu, który naukowcy z Google stworzyli w zeszłym roku. Zdaniem naukowców nowy kryształ czasu jest zbyt duży, aby jakikolwiek konwencjonalny komputer mógł go symulować.

Kryształ czasu jest zasadniczo hipotetycznym obiektem, który ma strukturę okresową w swojej przestrzeni fazowej, która inaczej nie istniałaby. Oznacza to, że czas kryształu powtarza się w kółko. W związku z tym można sobie wyobrazić kryształ jako system, który wpadł w wieczny cykl.

Naukowcy zamieniają niemożliwe przewidywania w rzeczywistość

Terminu tego użyto po raz pierwszy dziesięć lat temu, kiedy noblista Frank Wilczek z Massachusetts Institute of Technology (MIT) zastanawiał się nad przestrzenną strukturą atomów w zwykłym krysztale. Zadał sobie pytanie fundamentalne: jak powstaje ten wzór?

Wzór w atomach w rzeczywistości nie jest zgodny z tym, co równania mówią o siłach między atomami. Wiele zależy od tego, jak jest fajnie. Kiedy niektóre atomy zbliżają się do siebie, łatwo jest przewidzieć położenie następnego atomu. Dzieje się tak, nawet jeśli nie jest to wyraźnie wymienione w równaniach.

Teraz pytanie brzmi, czy te rozważania można przenieść w przyszłość. W ten sposób wyobrażasz sobie układ cząstek kwantowych oddziałujących za pomocą sił, które nie zmieniają się w czasie. Jednak taki system musi być w stanie wykrywać okresowe zmiany nawet przy najniższych poziomach energii. Jednak eksperyment myślowy okazał się nieuchwytnym celem.

Jednak w 2016 r. dwa nowe badania ożywiły tę koncepcję, rozważając mechanizm, który jest wielokrotnie uruchamiany przez siłę zewnętrzną. Odkryli, że jeśli zostaną spełnione określone warunki, może przyjąć wzorzec zmian w czasie, który powtarza się jak echo o częstotliwości niższej niż bodziec. Po raz pierwszy odkryto kryształ czasu.

READ  Najwyższy wskaźnik i częstotliwość szczepień: dlaczego Brema jest szczególnym przypadkiem korony?

Kubity działają jak magnesy

Urządzenie składa się z serii maleńkich magnesów mechaniki kwantowej, które dzięki specyficznym zasadom mechaniki kwantowej mogą być skierowane nie tylko w górę lub w dół, ale w obu kierunkach jednocześnie. Sąsiednie magnesy w szeregu mają tendencję do ustawiania się w przeciwnych kierunkach, obniżając swoją energię, podczas gdy losowe lokalne pole magnetyczne powoduje, że każdy magnes jest skierowany w jednym lub drugim kierunku.

Ciągły efekt impulsów magnetycznych zapewnia, że ​​magnes obraca się co dwa impulsy. Celem urządzenia jest to, że każda konfiguracja magnesu obraca się wokół własnej osi w kółko.

Ta koncepcja została zademonstrowana w różnych systemach, od elektronów brzęczących wokół diamentów po jony uwięzione w pułapce. Został również wykonany przy użyciu kubitów kwantowych lub kubitów w komputerze kwantowym.

Philip Fry i Stefan Rachel, fizycy z Uniwersytetu w Melbourne, opracowali teraz znacznie większy dowód kubitu. Eksperyment przeprowadzili za pośrednictwem sieci komputerów kwantowych obsługiwanych przez IBM w Stanach Zjednoczonych. Jest to możliwe, ponieważ kubity mogą zachowywać się podobnie do magnesu. Mają wartość 0,1 lub obie wartości jednocześnie.

Naukowcy odkryli, że w przypadku niektórych konfiguracji ich interakcji każde początkowe ustawienie 57 kubitów, takie jak 01101101110…, pozostaje stałe przez dwa impulsy, powracając do stanu początkowego po każdych dwóch impulsach.

zdjęcie Rostisław Uzunow Na pixabay


Continue Reading
Click to comment

Leave a Reply

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.

science

Berlin zatonie? Meteorolog profesor Latif doradza w przypadku burzy

Published

on

Niemieckie Biuro Met ostrzega przed złą pogodą w Niemczech – a prognostycy apelują o ostrożność.

„To zbieg okoliczności, że burza zbliża się teraz do nas. Meteorolog i badacz klimatu, profesor dr Mujib Latif z Centrum Badań Oceanicznych im. „

Ponieważ zmiana klimatu nie jest jedynym czynnikiem prowadzącym do burz, według meteorologa zawsze należy brać pod uwagę sumę wszystkich zdarzeń, tj. patrzeć na długie okresy czasu. To, że sytuacja w Berlinie i Brandenburgii jest dziś być może mniej niebezpieczna niż w zachodnich Niemczech, wynika ze specyficznej pogody.

„W przeszłości doświadczyłem poważnych powodzi w Niemczech Wschodnich, kiedy myślę o powodziach na Odrze i Łabie. Charakterystyki regionalne odgrywają bardzo ważną rolę. Na przykład doliny rzeczne są szczególnie narażone. Ogólnie można powiedzieć, że prawdopodobieństwo ulewnych deszczów wzrasta Wszędzie w Niemczech, a wraz z nimi wzrasta również ryzyko powodzi.

Nowa normalna?

Przyczyna burzy pozostaje taka sama: masy ciepłego powietrza spotykają się z masami zimnego powietrza i mogą wystąpić gwałtowne burze i ulewne deszcze. Cieplejszy, ulewny deszcz. Profesor Latif nie chce jednak podkreślać, że gwałtowne burze są teraz dla nas czymś normalnym.

Oczywiście burze są nadal rzadkie. To nie jest tak, że zdarza się to codziennie. Prawdopodobieństwo ich wystąpienia znacznie wzrosło i obecnie występują częściej. Możliwość katastrofy powodziowej takiej jak 2021 w zachodnich i południowych Niemczech była sto lat temu. Teraz coś takiego będzie się działo może co dziesięć lat. I tak, według meteorologów każda burza niesie ze sobą śmiertelne niebezpieczeństwo.

„Błyskawicom, silnym wiatrom, ulewnym deszczom itp. mogą towarzyszyć burze”. Naukowiec radzi więc: „Lepiej w ogóle nie wychodzić. A jeśli stanie się to zbyt ekstremalne, jak w zeszłym roku, to urzędnicy muszą po prostu odpowiednio szybko ewakuować ludzi”.

zanim król Meteorolog Jörg Kachelmann wskazuje, że w Berlinie mogą istnieć obie opcje: może „tylko” padać. Ale według Kachelmanna, w komentarzu dla gazety Berliner Zeitung, prawdopodobne są również prawdziwe burze. „Nie wiesz, silne burze są również prawdopodobne między 18:00 a 12:00. Ale nie wiesz jeszcze, czy Berlin uderzy przypadkiem, czy jego częściami”.

READ  W ten sposób światło weszło do wszechświata po Wielkim Wybuchu
Continue Reading

science

Nowa metoda rewolucjonizująca diagnostykę nowotworów Towarzystwo Maxa Plancka

Published

on

Głęboka proteomika wizualna zapewnia specyficzne dla komórki, oparte na białkach informacje do analizy raka

Jak rozwija się rak? Jak struktura komórkowa guza zmienia jego złośliwe właściwości? Te pytania są konieczne i trudne do odpowiedzi. Są jednak niezbędne do zrozumienia raka i znalezienia trwałego leczenia. Zespół niemiecko-duński kierowany przez Matthiasa Manna opracował przełomową technologię „Głęboka proteomika wizualna”. Technologia ta dostarcza naukowcom i klinicystom informacji opartych na białkach i pomaga zrozumieć nowotwory poprzez rozwiązywanie poszczególnych typów komórek. Technologia po raz pierwszy pokazuje swój potencjał w zastosowaniu w komórkach nowotworowych.

Białka to niezbędne elementy układanki w przypadku różnych chorób. Są one również określane jako „molekularne konie robocze komórki”. Jego właściwa funkcja determinuje funkcję komórki, a tym samym również funkcję jednostki. Matthias Mann wyjaśnia: „Jeśli coś w naszych komórkach nie działa prawidłowo i jesteśmy chorzy, możesz być pewien, że białka są zaangażowane na różne sposoby. Z tego powodu mapowanie natury białka może pomóc nam odkryć : Dlaczego guz mógł rozwinąć się u konkretnego pacjenta?” Jakie są słabe strony tego guza i jaka metoda leczenia jest korzystna?” wyjaśnia Matthias Mann Instytut Biochemii im. Maxa Plancka Blisko do Monachium i od Centrum Badań nad Białkiem Novo Nordisk na Uniwersytecie Kopenhaskim w Danii.

Zainspirowany tymi pytaniami, multidyscyplinarny zespół badawczy kierowany przez Matthiasa Manna opracował nową i innowacyjną metodę. W badaniu wizualne cechy guza są określane przy użyciu technologii głębokiego profilowania w celu analizy białek w grupach nieprawidłowych komórek sąsiadujących z otaczającymi zdrowymi komórkami. Takie podejście może dać naukowcom bezprecedensowy wgląd w raka i pomóc onkologom w tworzeniu ukierunkowanych strategii diagnozowania i leczenia.

Głęboka proteomika optyczna łączy cztery technologie

Deep Optical Proteomics po raz pierwszy łączy zalety czterech różnych technologii w jedną metodologię. Po pierwsze, nowoczesna mikroskopia tworzy mapy tkanek o wysokiej rozdzielczości. Po drugie, algorytmy uczenia maszynowego i sztucznej inteligencji służą do klasyfikowania komórek na podstawie ich kształtu, rozmiaru lub lokalizacji białka przed zebraniem pojedynczych komórek za pomocą mikrodysekcji laserowej o wysokiej rozdzielczości. Po trzecie, po posortowaniu normalnych lub zróżnicowanych populacji chorych komórek, tysiące białek w tych populacjach komórek jest jednocześnie identyfikowanych za pomocą ultraczułej spektrometrii mas. Po czwarte, złożone analizy bioinformatyczne generują mapy białek, które umożliwiają przestrzenne rozdzielenie białek w wysoce złożonych chorobach, takich jak rak. Te mapy białkowe są cennymi narzędziami dla klinicystów, aby lepiej zrozumieć mechanizmy zdrowia i choroby.

„Nasza nowa koncepcja »głębokiej proteomiki optycznej« może stać się zmianą paradygmatu patologii molekularnej w klinice. Korzystając z tej metody, pobieramy próbkę tkanki z komórkami nowotworowymi i możemy zidentyfikować tysiące białek w bardzo krótkim czasie i przy minimalnym wysiłku. Te analizy proteomiczne ujawniają mechanizmy, które napędzają rozwój. W ten sposób nowe cele terapeutyczne można uzyskać bezpośrednio z pojedynczego odcinka tkanki w biopsji pacjenta” – mówi Andreas Mund, profesor nadzwyczajny w Centrum Badań nad Białkami i członek zespołu kierowanego przez Matthias Mann, który kierował tym rozwojem w Centrum Badań nad Białkiem i Instytucie Biochemii im. Maxa Plancka.

Związek z patologią kliniczną

W badaniu naukowcy byli w stanie zastosować „głębokie białka optyczne” do komórek pacjentów z rakiem ślinowym i rakiem skóry. Lise Mette Rabek Gerderm, Konsultant Konsultant i Profesor Nadzwyczajny Badań Klinicznych na Oddziale Patologii Szpitala Uniwersyteckiego Sealand Roskilde oraz na Wydziale Medycyny Klinicznej Uniwersytetu w Kopenhadze, opisuje: „Ta unikalna metoda łączy analizę struktury tkanek i analizę proteomiczną, która jest istotne dla wybranych komórek.Diagnozowanie klinicznie bardzo złożonego stanu za pomocą analizy Deep Visual Proteomics.

Fabian Coscia, jeden z pierwszych autorów badania opublikowanego w Nature Biotechnology i szef grupy badawczej „Spatial Proteomics” od czerwca 2021 r. Centrum Medycyny Molekularnej im. Maxa Delbrücka w Towarzystwie Helmholtza W Berlinie mówi: „Technologia może być również wykorzystana w podobny sposób do opisania innych typów nowotworów”. Jego celem jest wykorzystanie zarchiwizowanych danych z biobanków do odkrywania nowych punktów ataku dla indywidualnych terapii przeciwnowotworowych, a tym samym form leczenia dostosowanych do potrzeb pacjentów – także w przypadku guzów wcześniej opornych na leczenie.

Nie tylko rak można lepiej zrozumieć przy użyciu głębokich białek wizualnych. Metodologia może być również stosowana do innych chorób. „Możesz na przykład analizować białka neuronów, aby zobaczyć, co dokładnie dzieje się w komórce w przebiegu chorób neurodegeneracyjnych, takich jak choroba Alzheimera czy choroba Parkinsona” – kontynuuje Coscia. „Łącząc mikroskopię, sztuczną inteligencję i wysoce czułe białka oparte na spektrometrii mas, opracowaliśmy bardzo skuteczną metodę zrozumienia obwodów molekularnych zdrowych i chorych komórek, która może pomóc klinicystom w identyfikacji celów leków i przyszłej diagnostyce” – wyjaśnia Matthias Mann. .

READ  Jak układ odpornościowy utrzymuje równowagę między bakteriami jelitowymi – praktyka gojenia
Continue Reading

science

Obiecujące eksperymenty ze szczepionkami koronowymi w aerozolu do nosa

Published

on

Nauki ścisłe żywa szczepionka

Obiecujące eksperymenty ze szczepionkami koronowymi w aerozolu do nosa

spray do nosa spray do nosa

Szczepienie donosowe wytwarza miejscową odporność błony śluzowej

Źródło: Getty Images / ULTRA.F

Możesz posłuchać podcastu WELT tutaj

Aby wyświetlić osadzone treści, wymagana jest odwoływalna zgoda na przesyłanie i przetwarzanie danych osobowych, ponieważ taka zgoda jest wymagana przez dostawców treści osadzonych jako dostawców zewnętrznych [In diesem Zusammenhang können auch Nutzungsprofile (u.a. auf Basis von Cookie-IDs) gebildet und angereichert werden, auch außerhalb des EWR]. Ustawiając przełącznik w pozycji ON, zgadzasz się na to (która może zostać odwołana w dowolnym momencie). Obejmuje to również zgodę użytkownika na przekazywanie niektórych danych osobowych do innych krajów, w tym do Stanów Zjednoczonych Ameryki, zgodnie z art. 49 ust. 1 lit. a RODO. Więcej informacji na ten temat znajdziesz. Zgodę możesz wycofać w dowolnym momencie za pomocą przełącznika i opcji Prywatność na dole strony.

Berlińscy naukowcy podjęli ważny krok w opracowaniu żywej szczepionki: w badaniach na zwierzętach zapewnia to lepszą ochronę przed Covid-19 niż poprzednie szczepionki. Składa się z osłabionych wirusów, które tkwią w nosie – gdzie do organizmu dostają się prawdziwe wirusy.

drWcześniejsze szczepionki przeciwko SARS-CoV-2 mają jedną wadę: wszystkie są wstrzykiwane do mięśnia i stymulują tam układ odpornościowy. Zapewniają więc dobrą ogólnoustrojową odpowiedź immunologiczną we krwi, ale zapewniają mniejszą odporność lokalną w błonach śluzowych dróg oddechowych – tam, gdzie wirus wnika do organizmu. Od pewnego czasu uważa się, że szczepienie aerozolem do nosa może być skuteczniejsze niż szczepienie iniekcyjne. Dobra ochrona immunologiczna błon śluzowych przechwyci wirusa, gdy przeniknie, co prawdopodobnie zapobiegnie zakażeniu osób zaszczepionych i dalszemu rozprzestrzenianiu się wirusa.

Berlińscy naukowcy zrobili ogromny krok naprzód w opracowaniu takiej szczepionki. Opracowali nową szczepionkę o nazwie SCPD9 i umieścili ją w nosie tych chomików syryjskich. Są one szczególnie odpowiednie do badań nad Covid-19. Trzy tygodnie później zarazili zwierzęta prawdziwym wirusem. W tym samym czasie szczepili innych chomik Ze szczepionką mRNA firmy Biontech i szczepionką na bazie adenowirusa podobną do szczepionki AstraZeneca. Wynik jest imponujący: szczepienie donosowe znacznie wyraźniej niż inne szczepionki zapobiegało ilości wirusa w płucach i chorobom zwierząt.

Przeczytaj także

Generał dywizji Carsten Breuer, lat 57, kieruje federalnymi i stanowymi zespołami koronawirusa w Kancelarii

Lider zespołu ds. kryzysu koronowego

Praca została dotychczas opublikowana jedynie jako wstępny projekt, więc nie została jeszcze zrecenzowana. Badacz szczepionek Liv Sanders z Berlina Charité pogratulował swoim kolegom na Twitterze: „Świetna robota. Atenuowany koronawirus jako żywa szczepionka donosowa, sam lub w połączeniu ze szczepionką mRNA, zapewnia znacznie lepszą ochronę przed SARS-CoV-2 u chomików. medycyna Molecular and Charité Co jest szczególnego w sCPD9: To żywa szczepionka, to znaczy poważnie osłabiona odmiana Sars-CoV-2.

Te żywe szczepionki są również stosowane przeciwko innym chorobom, na przykład przeciwko nim odra lub paraliż dziecięcy. Jednak rozwój i produkcja są znacznie bardziej złożone, na przykład, niż produkcja mRNA. Do tej pory stworzono żywe szczepionki, umożliwiając mutację naturalnych wirusów w określonych warunkach w laboratorium przez wiele lat. W przeciwieństwie do tego, sCPD9 to jeden typ wirusa, w którym naukowcy celowo wprowadzili 200 mutacji. Jest to możliwe, ponieważ teraz lepiej rozumiemy poszczególne funkcje genów wirusa.

Przeczytaj także

Pojedynek producentów szczepionek

Osłabiony wirus może atakować komórki błony śluzowej człowieka, ale tam się nie rozmnaża. „Z tego powodu można być zaszczepionym dawkami wirusów wielokrotnie wyższymi niż w przypadku infekcji naturalnych”, wyjaśnia Emmanuel Wheeler z Centrum Maxa Delbrücka, który był zaangażowany w tę pracę. Może to prowadzić do silniejszej i bardziej niezawodnej odpowiedzi immunologicznej niż normalna infekcja. Ponieważ osłabione wirusy prawie się nie replikują, nie mogą wykorzystywać mechanizmów, dzięki którym naturalne wirusy mogą tłumić odpowiedź immunologiczną.

Więcej przeciwciał w błonie śluzowej

Eksperymenty z chomikami wykazały, że zwierzęta testowe mają znacznie więcej przeciwciał IgA w błonie śluzowej dróg oddechowych po szczepieniu niż inne szczepionki – a także więcej niż zwierzęta nieszczepione po zakażeniu. Ta klasa przeciwciał jest wytwarzana przez komórki odpornościowe znajdujące się w błonie śluzowej i jest odpowiedzialna za lokalną odpowiedź immunologiczną. Ponadto, wkrótce po zakażeniu, wytwarzanie przeciwciał IgA było silnie stymulowane u zwierząt immunizowanych sCPD9. Odpowiedź była znacznie słabsza u zwierząt zaszczepionych starymi szczepionkami

Szczepionka sCPD9 ma teraz zostać opracowana przez firmę biotechnologiczną Rocketvax z Bazylei, założoną w 2020 roku. Jednak do pierwszych badań klinicznych minie jeszcze kilka miesięcy. Amerykańska firma Codagenix opracowuje podobną szczepionkę. Badania kliniczne już się rozpoczęły. Szczepienie przeciwko koronie jako zbliżający się aerozol do nosa.

READ  Infekcja gwałtownie rośnie - ile szczepień jest jeszcze możliwe?
Continue Reading

Trending