Leden ve vědě

První atom antihmoty

Vše začalo už r. 1928, kdy si slavný anglický fyzik Paul Dirac propočítal rovnice, ze kterých vyplývalo, že kromě záporně nabitého elektronu existuje částice úplně stejná, ale s kladným nábojem. Ve věku 31 let za to dostal Nobelovu cenu.

Kolegové měli Diraca za pošetilce. A přece o pouhé čtyři roky později sedmadvacetiletý Američan Carl Anderson tuto nepravděpodobnou částici objevil ve sprškách kosmického záření. Za kladný elektron čili pozitron získal Nobelovu cenu i on.

Tím se před vědou začal vynořovat nezvyklý svět antihmoty. Po druhé světové válce byly v Berkeley objeveny dvě zbývající základní elementární částice antihmoty – antiproton a antineutron. A tak se fyzici mohli zeptat: bylo by možné z elementárních částic sestavit jádro antihmoty? O jedno se jim postarala už sama příroda: jádro vodíku je tvořeno jediným protonem, takže antiproton bychom mohli nazývat vlastně i jádrem antivodíku.

Prvním skutečným uměle připraveným antijádrem se mohlo stát jádro antideuteria, které je tvořeno jedním antiprotonem a jedním antineutronem. Podařilo se to Američanovi Ledarmanovi r. 1965, kdy vytvořil 200 jader těžkého vodíku. Jedno antijádro se „vytěžilo“ ze stovek milionů jiných jader. V Serpuchově se pak podařilo zkonstrovat jádra antihelia, složená ze dvou antiprotonů a jednoho antineutronu. Roku 1970 tak vylovili serpuchovští fyzici 5 jader antihelia ³He ze změti 200 miliard jader jiných. Následoval úspěšný pokus o vytvoření antitritia, skládajího se z jednoho antiprotonu a dvou antineutronů. Jádro vodíku tak bylo stvořeno ve všech třech podobách – jako antivodík, antideuterium i antitritium.

K čemu toto pachtění za jádry antihmotných prvků? Tušení jejich významu vyjádřil už Emilio Segré, který dostal Nobelovu cenu za objev antiprotonu. Jeho výrok je jednou z nejcitovanějších vět v populární literatuře: Kdyby hmotný mládenec políbil antihmotnou dívku, došlo by k výbuchu, který by zastínil výbuch vodíkové pumy. A tím jsme už u touženého zdroje energie, která dnes v sci-fi pohání kosmické hvězdolety.

Ve studiu antihmoty se teď tedy opět pokročilo. Od antihmotných elementárních částic a antijader vodíku a helia se dostáváme do dalšího patra – už k samotným antiatomům. Walter Oerlet z Ústavu nukleární fyziky Národního výzkumného centra v německém Jülichu oznámil, že se svými kolegy z Itálie a Švýcarska v CERN dokázal přidat k jádru antivodíku jeho patřičný antihmotný obal – pozitron. K experimentování bylo použito zařízení LEAR (= Low Energy Antiproton Ring) v CERN. V září a v říjnu 1995 byly atomy xenonu hnány svazkem antiprotonů. Srážky antiprotonů a protonů v jádrech xenonu rodily páry elektron – pozitron. Pozitrony se pak spojovaly s dalšími antiprotony v jádra antivodíku. Výzkumníci zaznamenali celkem 11 stop po zániku takovýchto antihmotných jader, devět z nich se zdá být spolehlivě určeno. Tato jádra antivodíku žila po 30 nanosekund a pak zanikala „polibkem“ s normální hmotou.

Vznikl tedy už skutečný antihmotný prvek „Antimendělejevovy periodické soustavy prvků“. Na jaký antiprvek dojde řada při dalším experimentování? Na nějaký určitě, ale patrně nikoli ve stejné ženevské laboratoři. Ta má být pro nedostatek peněz ke konci letošního roku uzavřena. Ach ty peníze na vědu...

Hnědí trpaslíci už nejsou chimérou

Pojem hnědý trpaslík si vymysleli astrofyzici v osmdesátých letech jako novou kategorii vesmírných objektů, které nejsou ani hvězdami, ani planetami.

Minimální hmotnost hvězdy je zhruba 0,07 hmotnosti našeho Slunce. Při této hmotnosti se už může zežehnout termonukleární reakce, která zrodí hvězdu. Maximální hmotnost planety je 0,07 hmotnosti Slunce, tedy desetkrát víc, než představuje hmotnost Jupitera. V posledních několika měsících se diskutuje o desítce kandidátů na titul hnědého trpaslíka. O většině z nich však vládne hodně pochybností, protože se jejich hmotnosti nepodařilo stanovit dostatečně spolehlivě. Jsou velmi blízké oné hraniční hodnotě hvězdy, totiž 0,07 sluneční hmotnosti.

Odtud stálá otázka, zda hnědí trpaslíci opravdu existují. Tým kalifornských astrofyziků v čele s T. Nakajimou je přesvědčen, že prvního hnědého trpaslíka už našli. Před třemi lety začali hledat v našem okolí do vzdálenosti 65 světelných let. U hvězdy Gliese 229 nalezli ve vzdálenosti 55krát větší, než dělí Zemi od Slunce, další objekt, Gliese 229B.

Určené charakteristiky objektu Gliese 229B vypovídají, že by už skutečně mohlo jít o hnědého trpaslíka. Jeho celkové záření je 100krát slabší než záření nejméně zářivé hvězdy. Že nemůže jít o hvězdu, dokazují vědci nálezem metanu, který neexistuje v žádném hvězdném spektru, protože zanikne, jakmile teplota tělesa stoupne na 1 000 °C. Dalším argumentem je, že Gliese 229B je značně teplejší než Jupiter, a to 700 °C. Pokud jde o jeho hmotnost, odhaduje se na 0,02 hmotnosti Slunce a poloměr na 0,1 slunečního poloměru. Vypadá to skutečně na přesvědčivý důkaz existence těchto teoreticky předpovězených těles.

Jasná kometa letošního září?

Zatímco se budeme těšit na kometu Hale-Bopp, která se má zjevit na obloze r. 1997, můžeme být překvapeni jasnou kometou i letos v září.

Infračervený dalekohled Evropské jižní observatoře v Chile odhalil 12. prosince v komě periodické komety 73P Schwassmann-Wachmann 3 čtyři jasné body. Jsou to patrně části kůry jádra komety, které se od něj odštíply. Kometa se tím zjasnila 1 600krát, takže by ji mohlo být vidět prostým okem.

Dalekohled se zrcadlem o průměru 29 metrů?

V Texasu se zrodila myšlenka myšlenka zkonstruovat pozemský teleskop, který by byl téměř třikrát větší než současný rekordman – Keckův dalekohled, na havajské sopce Mauna Kea.

Ředitel McDonaldovy observatoře Texaské univerzity v Austinu tvrdí, že zásadní proměna konstrukce by umožnila vybudovat přístroj za stejnou sumu peněz, jakou stál Keckův přístroj. Nový obr by se tedy měl pořídit za pouhých 100 milionů dolarů. Dalekohled označovaný jako ELT (= Extremely Large Telescope) by měl velké zrcadlo na otočném stole a za hvězdnými objekty by se zaměřovalo pouze druhé, menší zrcadlo.

První snímky evropské družice ISO

Astrofyzici jsou nadmíru spokojeni s prací dalekohledu na umělé družici Země ISO (= Infrared Space Observatory), která byla vypuštěna nosnou raketou Ariane v noci ze 16. na 17. listopadu 1995. Infračervený dalekohled na družici navazuje na výzkumy proslulé a neobyčejně úspěšné družice IRAS a je dosud největším zkonstrovaným dalekohledem v tomto druhu záření. Projekt přišel na 744 milionů ECU.

Srovnání snímku galaxie M51 pořízeného družicí IRAS r. 1983 a snímku, který na Zem předala družice ISO (viz obrázek) nyní, překvapuje. Místo jednolité skvrny se objevuje spirální podoba galaxie, stejně jako oblasti kolem jejích ramen, kde jsou zářící zóny se vznikajícími hvězdami i s prachem, jenž je jimi osvětlován.

Trampoty s pátráním po mimozemských civilizacích

Když americká vláda přestala být ochotna poskytovat peníze na program pátrání po mimozemských civilizacích, přerodilo se pracoviště dotované státními penězi v soukromý Ústav SETI v Mountain View v Kalifornii. Peníze sponzorů nescházejí a tak se můžeme dočítat o stálé aktivitě ústavu.

K pátrání po signálech inteligentního života ve vesmíru používají nadšenci 64metrový radioteleskop na Parkesově observatoři v Austrálii. Loni však zažili dva trapné omyly.

Při sledování zachytili intenzivní rádiové signály na 2,3 – 2,4 GHz každý večer ve stejnou dobu v čase večeře. Bohužel se ukázalo, že signály do teleskopu nevysílají inteligentní bytosti, ale mikrovlnná trouba v přízemí.

Další zachycená poselství byla odhalena jako signály z družic. Takže, jak přiznal pracovník Ústavu pro pátrání po mimozemských civilizacích Peter Backus na lednovém zasedání Americké astronomické společnosti, všechny signály zachycené loni byly produkty naší pozemské techniky.

Byznys s léky

Nezasvěcený člověk, navíc ještě zdravý, si nedovede ani představit, jakým obrovským obchodem je prodej léků. V uplynulém roce 1995 světový obchod s léčivy neobyčejně expandoval. V deseti zemích, kde je odbyt léků nejvyšší, doznal přírůstek o 8 %. V údobí od ledna do října si tu lidé nakoupili léky za 114 miliard dolarů. Je to významný vzrůst oproti předchozímu roku 1994, kdy růst představoval „jen“ 4 %.

Motorem většího zisku farmaceutických firem jsou pochopitelně USA, kde se odbyt zvýšil o plných 10 % a dosáhl 44,7 miliardy dolarů. Léky určené k léčení nervové soustavy z toho představují 8,4 miliardy dolarů, tedy 18 % amerického trhu. Američané tohoto druhu léků zkonzumovali o 12 % více než předloni. Firmy USA těmito léčivy však saturují i 12 % trhu v Evropě a 5 % v Japonsku. Nejrychleji v USA stoupala poptávka po lécích užívaných při onemocnění dýchacích orgánů a astmatických potížích – vzrostla o 14 % a dostihla 11,5 miliardy dolarů. Růst odbytu léků na srdeční onemocnění dosáhl jen 5 %, Američané si je nakoupili za 20,6 miliardy dolarů. Druhý největší národní trh je v Japonsku. Zde se odbyt oproti předloňsku zvýšil o 9 % a dosahuje 21,9 miliardy dolarů. Japonský farmaceutický průmysl prožil nečekaný nárůst požadavků na antibiotika a léky proti nachlazení při epidemii chřipky začátkem loňského roku.

Odbyt ve Francii vzrostl o 6 % a dosáhl 12,3 miliardy dolarů. Nárůst v Německu zůstal na předloňských 7 % a odbyt celkově představuje 13,6 miliardy dolarů. Kampaň za úspornost v Itálii prý způsobila, že loňský nárůst byl pouhá 4 % a výše odbytu zůstala na 6,3 miliardy dolarů.

Jedinou zemí, kde se odbyt léků nezvýšil, je Spojené království. Zdejší nárůst zůstal při stejném tempu jako předloni – na 8 %. Léků spotřebovali Britové za prvních deset loňských měsíců za 5,2 miliardy dolarů.

Mezi deset největších trhů s léky Česká republika samozřejmě nepatří, ale o nárůst svého podílu se naši pacienti i farmaceuti snaží ostošest...

Černý trh s melatoninem?

I v našich sdělovacích prostředcích už proběhly první informace o novém „zázračném“ léku melatoninu. Zasvěcení odborníci mají obavy ze zneužití této látky. A stejně je tomu i v jiných vyspělých státech. Např. ve Francii můžeme v prestižním měsíčníku La Recherche zahlédnout titulek „Podvody s rizikem“.

Připomeňme, že biologové se shodují v tom, že melatonin vylučovaný epifýzou řídí časové změny řady biologických funkcí. Od konce sedmdesátých let vědci zjišťovali, že tento hormon patrně působí proti nádorům i určitým projevům stárnutí, protože hormon má „vychytávat“ některé škodlivé částice. Např. pokusy italského imunologa Waltera Pierpaoliho měly prokazovat, že když se hypofýza mladé myši transplantuje staré myši, tak zvíře omládne, protože nebude trpět nedostatkem melatoninu, kterého si jinak organizmus ve stáří vytváří méně.

Z toho vyšli ti, kteří začali prohlašovat melatonin za terapeuticky zázračný prostředek, obdobný kdysi módnímu prostředku proti stárnutí, DHEA. A tak v USA vtrhlo s melatoninem volně na trh už několik desítek společností. Hormon se prodává nikoli jako lék, ale jako povzbuzující prostředek, „potravina zdravé výživy“.

Tohoto zneužití melatoninu se tedy obávají i francouzští lékaři. „Zázračné“ vlastnosti hormonu ve skutečnosti ještě nejsou ověřeny ani na zvířatech a nevíme, co melatonin může v lidském organizmu způsobit. Zdůrazňují i to, co je jasné našim odborníkům: dosud se prokázal příznivý účinek melatoninu pouze při léčení poruch spánku a podpoře organizmu při rychlém přechodu více časových pásem. Francouzi konstatují, že dosud nikdo seriózně nevyhodnotil krátkodobé ani dlouhodobé denní užívání tohoto hormonu.

Jak však zabránit, aby si lidé nezačali brát melatonin bez lékařského doporučení jen podle svého uvážení? Francie má naštěstí přísná pravidla pro zkoušky léků nově uváděných na trh a tak se neobává volného prodeje, k němuž dochází v USA už od loňského srpna.

Prodeji melatoninu na černém trhu se ovšem lze těžko ubránit. Jean-Francois Girard, vedoucí činitel na francouzském Ministerstvu zdravotnictví, poslal farmaceutickým inspektorům oběžník, kde jim ukládá, aby ihned hlásili Nejvyššímu soudu jakékoli podezření na vznikající černý trh s melatoninem. Francie by si nechtěla zopakovat situaci, kdy se pokoutně prodávaly „zaručené“ léky proti aidsu a rakovině.

Alkoholické nebezpečí východní Evropy

V Paříži se koncem roku konala konference o alkoholizmu v Evropě, kterou sponzorovala Světová zdravotnická organizace. Jednání to nebylo nijak veselé, protože situace zvláště v zemích bývalého sovětského bloku je tragická. Přímo ve státech bývalého Sovětského svazu se odrazily probíhající politické změny obrovským nárůstem alkoholizmu. Západ pije stejně jako dříve, ale pití na Východě vzhledem k místní bídě a špatným životním podmínkám zanechává výrazně horší důsledky.

Finský odborník Juhani Lehto, který se věnuje problému alkoholizmu v bývalém SSSR, konstatoval, že se zde konzumace alkoholu nesmírně zvýšila poté, co byla zrušena státní kontrola výše mezd. Rolníci zjistili, že si vydělají víc, když obilí neprodají na mouku, ale na výrobu alkoholu...

Světová zdravotnická organizace zaznamenala prudký vzrůst pití v SSSR koncem osmdesátých let. Dnes lze nejtěžší pijáky najít kromě Ruska v Litvě, Slovinsku a Estonsku. Tyto země měly nejvyšší spotřebu ze všech čtyřiceti evropských zemí, které jsou členy Světové zdravotnické organizace. Statistiky jsou přitom asi podceněny, protože v zemích bývalého sovětského bloku vládne černý trh alkoholických nápojů. Takže např. v Litvě vypije průměrný obyvatel 24 litrů alkoholu ve srovnání s 11,5 litru ve Francii a 7,3 litru ve Spojeném království.

V Rusku se zvýšila spotřeba alkoholu v letech 1987 – 1993 o 50 % a úmrtí podmíněná požíváním alkoholu vzrostla na dvojnásobek. Zapůsobil trh: zatímco v r. 1984 láhev vodky byla dvakrát dražší než kilogram uzeniny, v r. 1994 bylo možno za cenu kila salámu koupit dvě láhve...

V Itálii, Španělsku i Francii spotřeba alkoholu od r. 1980 sice neklesla, ale zdraví obyvatel se nijak nezhoršilo vzhledem k dobrému životnímu standardu. V Rusku se však průměrný věk může snížil od r. 1990 o tři roky – z 30 % právě vinou alkoholu. Alkohol má na Východě značnou vinu na neštěstích, sebevraždách a vraždách. Všech 12 zemí, v nichž sebevražednost dosahuje 100 osob na 100 000 obyvatel, patří k bývalému sovětskému impériu.

Nejvyšší úmrtnost na cirhózu a další nemoci jater v Evropě vládne v Maďarsku, Moldově a Rumunsku.

Ötztalský člověk se vrací domů

O výzkumu pravěkého člověka, kterého vydal tající ledovec v Ötztalských Alpách, se tento přehled zmiňoval často. Je až neuvěřitelné, kolik jsme se toho dozvěděli zásluhou badatelů z mnoha zemí o Ötziho vzhledu, zdravotním stavu, povolání, způsobu života, ošacení, výzbroji i tetování... Výzkum tohoto muže, který žil v alpských údolích už před pěti tisíciletími, potrvá ještě asi dva roky.

Pak se ötztalský člověk vydá – domů. Potvrdilo se, že byl turisty nalezen nikoli v Rakousku, ale na italské straně hranice. Ötziho předají rakouští vědci z Innsbrucku do italského města Bolzana. Italové pro něho stavějí zvláštní muzeum, kde bude dál chráněn při teplotě –3 °C a za zvýšené vlhkosti. Prý se nepočítá s tím, že by se z něho stal muzejní exponát, najde tedy opět svůj posmrtný klid.

Rok 1995 – rok rekordní teploty Země?

Celé naší planetě bylo v r. 1995 tepleji. Podle britských meteorologů jsme loni prožili nejteplejší rok za dobu, co lidé měří teplotu svého prostředí. Loni bylo o 0,05 °C tepleji než v r. 1990, který dosud držel rekord maximální průměrné teploty zeměkoule. Konstatovalo se to na mezivládní diskusi o změnách klimatu, kterou pořádala OSN nyní v Římě.

Potvrzuje se podezření, že na Zemi je opravdu stále tepleji. Čtyři nejteplejší roky jsme prožili právě v devadesátých letech, devět v uplynulém dvacetiletí.

Na Zemi bylo loni o plné 0,4 °C tepleji, než činí průměr teplot v období 1961 – 1990. A dokonce o 0,8 °C více, než představuje průměr za léta 1861 – 1890.

Takže obavy z působení skleníkového efektu budou asi oprávněné. A ač je nám to tak nemilé, svět se bude muset rozhoupat k rozhodným krokům omezujícím vypouštění oxidu uhličitého do atmosféry.

Laureáti Nobelových cen stárnou a stárnou...

Z obav před nesprávným oceněním se nobelovské komitéty stále více vzdalují oné větě v závěti Alfreda Nobela, požadující, aby cena byla udělována badateli za vynikající práce vykonané v uplynulém roce. Příklad ceny za objev neutrina v uplynulém roce to jen potvrzuje.

Výsledkem je, že věk odměněných laureátů stále stoupá. Ve fyzice bylo oceněných nad 65 let v údobí 1901 – 1938 jen 3 %, zatímco v údobí 1964 – 1994 už 19 %. V chemii se takto stáří laureátů zvýšilo z 3 % na 25 %.

Efektivnost fyzikálního výzkumu klesá?

Časopis absolventů prestižní francouzské vysoké školy – Polytechniky zveřejnil analýzu, podle níž se výzkum ve fyzice stále méně a méně vyplácí. Tvrdí to aspoň Pierre Naslin, ve Francii známý řadou publicisticky zaměřených knih. Dva uvedené grafy vzbuzují určité rozpaky. Autor zpochybňuje např. účelnost vynakládání veřejných prostředků dejme tomu na urychlovače elementárních částic, na milost bere např. fyziku pevné fáze.

Jenže – opravdu se peníze na urychlovače lidstvu nevyplácejí?

Studenti zemí OECD a jejich uplatnění

Organizace pro hospodářskou spolupráci a rozvoj analyzovala, kolik procent studentů vysokých škol ve věku 20 – 24 let dosáhne vědeckou hodnost. Na prvním místě mezi členskými státy je Francie s 15,7 %, následuje Spojené království s 14,3 % a Německo s 8,6 %. Teprve za nimi jsou USA a Japonsko. Odlišné pořadí je u studentů technických oborů. Nicméně Francie se svým prvním místem na žebříčku být spokojena nemůže, protože je mezi zeměmi OECD na posledním místě, pokud jde o uplatnění jejích studentů přímo v oboru, který vystudovali. Zkrátka – ač více ověnčeni tituly, uplatňují se někde jinde, než by měli...

Novopečený člen OECD Česká republika ve statistice pochopitelně ještě není. Naštěstí?