Květen ve vědě

Pravda o kvarku pravda stále nejasná

V květnu přicházely zevrubnější zprávy o možném objevu chybějícího šestého kvarku top (pravda).

Pracovníci Fermiho laboratoře dál prohlašují: Netvrdíme s jistotou, že jde o objev. Pravděpodobnost, že by však nešlo o nalezení šestého kvarku, je prý jen 1:400.

O co tedy jde? V Tevatronu, urychlovači elementárních částic o délce 6,3 km, se srážejí protony a antiprotony. Kolize jsou detektovány dvěma detektory. Zprávy o objevu vycházejí z pozorování na jednom z nich, označovaném CDF (Collider Detector at Fermilab). Během ročního pokusu byl v detektoru evidován 1 trilion kolizí a k analýze z nich bylo zaznamenáno 7 milionů. Ve 20 000 případech byl zjištěn vznik částice W; tento bozon by měl vznikat současně s kvarkem t. Při podrobnějším studiu došel rozsáhlý tým vědců (na vědecké zprávě je podepsáno na 350 odborníků) k závěru, že 12 srážek by mohlo být svědectvím zrodu šestého kvarku. Jeho hmotnost odpovídá 174 GeV (s neurčitostí 10 %), což je 35krát více než u kvarku bottom (krása).

Svízel těchto experimentů je v tom, že kvark t není možno „vzít do ruky“, důkaz jeho existence lze nalézt jen v částicích vznikajících při jeho proměnách. Experimenty pokračují a ve Fermiho laboratoři u Chicaga doufají, že se jim během roku podaří shromáždit 3 – 4krát víc materiálu ke studiu.

Komplikace nastávají při srovnávání s výsledky z druhého detektoru D – 0, kde mohly být kvarky rovněž odhaleny. Ale výsledky jsou rozporné. Podle Paula Grannise zaznamenal detektor 7 rozpadů kvarku t. Podle údajů prvního detektoru však vzniká kvarků t víc, než teorie předpokládá. Na druhém je jich pozorováno výrazně méně, takže experimentátoři jsou s teorií více ve shodě. Bude tedy nutné měnit samu teorii, aby s ní byl hojnější výskyt kvarků pravda ve shodě? Někteří fyzici však soudí, že rozdíly obou hodnot není nutno brát příliš tragicky. Takže – do roka a do dne?

Pomeron komplikuje život fyzice elementárních částic

V zápětí po informaci o kvarku t přichází další sdělení základního dosahu. Pracovníci z DESY, německé urychlovačové laboratoře u Hamburku, oznámili, že zaznamenali záhadnou elementární částici, která by mohla být mýtickým pomeronem.

V existenci této částice už dnes nikdo nevěřil. Poprvé se o ní mluvilo v šedesátých letech, kdy si ji vymyslel sovětský fyzik Isaak Pomerančuk (1913 – 1966), aby vysvětlil některé řídce pozorované děje při srážkách protonů a jiných těžkých částic. Teorie kvantové chromodynamiky, která přišla se svými kvarky a gluony, částici nazvanou na počest svého tvůrce pomeron nepotřebovala.

Hamburské experimenty na urychlovači HERA však prý znovu vyvolávají právo pomeronu na existenci. Dr. Günther Wolf konstatoval, že někteří kolegové byli novou skutečností šokováni: „Teorie pomeron nepotřebuje, ale nám by jeho existence umožnila objasnit to, co pozorujeme!“

Urychlovač HERA vysílá proti sobě protony a elektrony v přístroji o obvodu 6,3 km ke srážkám o energii 850 GeV. „Něco“ jako pomeron se objevuje při kolizích studujících kvarky, které skládají proton. V 10 % případů kolize probíhá „podivně“ a nevznikají očekávané částice. Vše by bylo v pořádku, kdyby rozbíjený proton vyslal pomeron, který by pak byl rozbit fotonem. Srážka fotonu a pomeronu by vyvolala spršku částic, které jsou v urychlovači pozorovány.

Co by pomeron měl být, nikdo neví. Mohla by to být nová elementární částice. Znamená to přebudovat dosavadní teorie? Pomeron však spíš bude tvořen gluony. I některé aspekty experimentů v Hamburku naznačují, že pomeron je utvořen z menších částic.

Antiprotonové helium?

Nedávno jsme se zmiňovali o pojmenování 106. prvku seaborgia. Zprávy o objevech nových prvků samozřejmě lze očekávat. Nikdo se neodváží předpovídat, který prvek bude poslední. 114, 150?... Dokonce lze číst názor, že nejhmotnějším prvkem by mohl být maxiprvek s atomovým číslem deset bilionů, se specifickou hmotností tisíc kg v cm³. Obal jeho jádra by mělo tvořit na půl milionu elektronů.

Tentokrát však z Ženevy došla zpráva o stvoření nového “typu“ exotického atomu. Jak fyzika už dlouho ví, mohou existovat i atomy stavěné jinak, než jak se o nich ve škole učí – tedy s jádrem z protonů a neutronů a s elektronovým obalem. V CERN vytvořili prvek helium, kolem jehož jádra neobíhají dva elektrony, jak se sluší, ale jeden elektron a jeden antiproton. Odtud název tohoto prvku: antiprotonové helium. Prvek existuje na svět atomů neobyčejně dlouho – až 15 mikrosekund.

Geographos bez snímků...

Začátkem května se měla odpoutat od Měsíce jeho umělá družice – americká sonda Clementine a vydat se k průzkumu asteroidu Geographos. V srpnu měla ze vzdálenosti 100 km pořídit jeho snímky. V červenci měla být navíc využita i k záznamu dopadu rozdrobené komety Shoemaker-Levy na Jupiter.

7. května však selhal palubní počítač, vydal vadný příkaz pro raketový motor a Clementine se nemohla k asteroidu vydat. Řídící centrum se proto rozhodlo nakonec změnit trasu stanice tak, aby se dostala na oběžnou dráhu kolem Země, a mohlo by – bohužel méně efektně – testovat kvalitu jejího zařízení.

Cizí geny versus hmyz

Transgenních rostlin, plodin s cizími geny, je už tolik, že je obtížné pořídit jejich seznam. Genovými manipulacemi se získává jejich tolerance vůči herbicidům, virům, hmyzím škůdcům... V letech 1987 – 1992 už bylo v USA odpovědným úřadem povoleno 320 takovýchto pokusů v terénu, mimo laboratoře, v Evropě 230 (z toho jen ve Francii 77). Týkaly se ovlivňování genů řepky, brambor, rajčat, kukuřice, lnu, sóji, bavlníku i dalších plodin.

Při tomto experimentování se sleduje především aktivita přenesených genů. Mnohé zůstává stále neobjasněno, např. neobvykle nadměrný vzrůst rostlin (připomeňme, že totéž překvapilo i šlechtitele hospodářských zvířat, takže se genově ovlivněná mláďata často rodí císařským řezem). Vědci si však nyní připomněli, že při těchto pokusech opomíjeli další důležitou stránku – vliv pozměněných plodin na zvířata, která se jimi živí, nebo na hmyz, který je opyluje.

Proto se vítá výzkumný program francouzského Národního centra pro vědecký výzkum v zemědělské laboratoři v Bures-sur-Yvette, kde za přispění nadace Limagrin se bude studovat vliv transgenních rostlin na motýly a včely. Nadace věnuje na studium l480 000 franků. Transgenní plodiny by mohly narušit vývoj hmyzu, nebo naopak posilovat jeho životaschopnost. A zvláště studium „soužití“ řepky s cizími geny a včel vzbuzuje velký zájem.

Počítače ochraně Vatikánské knihovny

Vatikánská knihovna ukrývá nesmírné bohatství na 150 000 rukopisů a 2 miliony knih. Během uplynulého půltisíciletí se tu podařilo shromáždit na 8 000 knih vydaných v prvních padesáti letech po objevu knihtisku, čtyři nejstarší známé rukopisy Vergiliových básní či Ptolemaiovu Geógrafiké hyfégésis, návod ke zhotovování map.

Vzácnost nashromážděného pokladu i omezené možnosti pro studium dovolovaly ročně přístup pouze 2 000 badatelů. Knihovna se rozhodla během 18 měsíců prostudovat možnost jak usnadnit ke knihám i rukopisům přístup většímu množství lidí. Řešením má být uložit veškeré dílo – více než 100 000 ilustrovaných stránek – do pamětí počítačových bank pomocí sítě Internet. Do počítačů budou vloženy i veškeré kartotéční lístky, jichž je na dva miliony.

K literatuře se tak dostane kdokoli přímo ze svého pracoviště kdekoli na světě. Papežská katolická univerzita v Rio de Janeiru umožní svou pobočnou počítačovou sítí přístup ke knihovně zájemcům ze Severní i Jižní Ameriky. Veškerá informace zabere 50 gigabitů.

Populační exploze nebude zastavena ani aidsem?

Demografové zjišťují, že počet obyvatel přísaharské rovníkové Afriky roste tak rychle, že jej nezastaví ani epidemie aidsu. A to přesto, že se zde úmrtnost v r. 2010 zvýší oproti r. 1985 dvojnásobně. Zdá se, že populace v tomto regionu bude vzrůstat ještě po několik desetiletí.

Z přípravných studií pro Mezinárodní konferenci o populaci a vývoji, která se sejde v září v Káhiře, vyplývá, že počet lidí na světě vzroste z 5,6 miliardy v r. 1994 na 7,9 miliardy v r. 2020.

Rozdílná situace oproti Africe je však např. v Thajsku, kde se úmrtnost vinou viru HIV ztrojnásobí a obyvatelstva bude ubývat. Aids značně potlačí snahu o snižování dětské úmrtnosti v rozvojových zemích. V řadě států se úmrtnost dětí ve věku do 5 let v příštích letech zdvojnásobí. Zastaví se i vzrůst průměrné délky života, která se obecně v uplynulých 40 letech na světě prodlužovala. Např. v Ugandě by měla epidemie aidsu zkrátit v r. 2020 průměrnou délku života z dnešních 59 let na 32 let.

Evropská ofenziva proti vzteklině

V dubnu proběhl v Evropě rozsáhlý útok na virus vztekliny, z helikoptér pršely na krajinu miliony návnad obsahujících vakcínu proti této nemoci. Země Evropského společenství by se měly na další čtyři roky zbavit problému vztekliny u lišek a zatlačit její výskyt opět dál na východ.

Vzteklina roznášená především liškami se začala šířit do západní Evropy ve čtyřicátých letech z Polska. Ohroženo bylo na 200 000 lidí. Roku 1978 Švýcaři přišli na možnost účinného tlumení výskytu nemoci pomocí návnad s živým, oslabeným virem. Nápad uspěl: když je v určité oblasti většina lišek imunní, virus vymírá. Tato vakcinace zbavila strachu ze vztekliny Lucembursko a Holandsko a většinu území Belgie, Francie, Německa, Itálie, Švýcarska a také i Čech.

Nicméně i na „čisté“ území se opět může vracet virus z okolních území, kde k vakcinaci nedošlo. A může se stát, že se situace dokonce zhorší, protože počet lišek zbavených viru se záhy až ztrojnásobuje. K tomu např. došlo při vakcinaci ve Francii, kde se začalo se zásahem v centru státu a “pohraniční“ lišky pronikaly už do „čistého“ Německa.

Evropské společenství letošní útok proti vzteklině velice důkladně koordinovalo. Loni zaplatilo polovinu výdajů na vakcinaci v České republice a v Rakousku. Letos takto chce pomoci vytlačit virus vztekliny z Polska, Slovenska, Maďarska a Slovinska. 6 milionů návnad bylo shozeno právě na tuto posunutou frontovou linii sousedící se státy, kde vzteklina ještě existuje. K druhé ofenzivě dojde na podzim.

Evropské společenství by posléze chtělo ozdravit i území Ruska až po jeho hranice s Asií a pomoci svými zkušenostmi zemím třetího světa. Např. v Tunisku a Turecku by se takto měli vakcinovat potulní psi. V Číně umírá na vzteklinu ročně na 30 000 lidí. Evropský postup však nelze užít ve všech státech – leckde by návnadu pro zvířata mohly sníst hladovějící děti!

Je Evropa na prahu krize?

Řada expertů soudí, že my Evropané bychom si neměli být svým dominantním postavením v tomto světě příliš jisti. Ohrožuje prý nás řada skutečností: V Evropě je podíl neproduktivní populace o 30 % vyšší než v USA. Evropský ekonomický růst je o polovinu nižší než tempo, které vládlo v Japonsku v šedesátých až devadesátých letech. Evropa ztrácí vedoucí pozici v řadě oblastí špičkových technologií.

Co se dá proti tomu dělat, táže se poradní orgán Evropského společenství pro tuto sféru – Poradní výbor pro průmyslový výzkum a vývoj, IRDAC (=Industrial Research and Development Advisory Committee).

Roku 1991 IRDAC vedený Yvesem Fargem, ředitelem výzkumu podniku Pechiney, publikoval zprávu „Nedostatky kvalifikace v Evropě“, která vyvolala značný rozruch. Materiál upozorňuje, že v důsledku snižující se vzdělanosti evropských zaměstnanců by mohly i značné investice do vědy a vývoje přinášet neodpovídající užitek. Výchova a vzdělání musí být považovány za strategickou zbraň, bez které si Evropa neudrží schopnost soutěživosti.

Výbor vytvořil r. 1993 novou pracovní skupinu složenou z 29 osobností a vedenou Walterem Schusterem, ředitelem koncernu Siemens, aby prostudovala stav evropského průmyslu z hlediska úrovně lidských zdrojů. Výsledkem je studie, kde se konstatuje, že evropský průmysl bude muset o své postavení v 21. století bojovat i s takovými státy, jako jsou Jižní Korea, Tchaj-wan, Mexiko, Thajsko, Venezuela a dokonce Čína. Jestliže hlavní šancí těchto zemí byla dosud levná pracovní síla, může Evropu varovat, že tyto země začínají investovat značné prostředky do rozvoje právě lidské kvalifikace, rozvoje nové techniky a nákupu špičkových technologií. Patrně nás překvapí fakt, že zemí, která dnes vyvíjí nejvíce softwarového vybavení je – Indie. Výdaje, které Jižní Korea investuje do vědy, technologií a školství, jsou už vyšší než v zemích Evropského společenství.

Studie uzavírá: během několika let budou tyto státy schopny s Evropou soupeřit o budoucnost prostřednictvím vysoce kvalifikovaných pracovních sil, zvládnutím špičkových technologií.

Křivé zrcadlo ruské vědy

Náklady ať hradí stát, my si vezmeme zisk – touto zásadou se snaží řídit na mnoha vědeckých pracovištích bývalého Sovětského svazu. Články v ruských novinách o vědě jsou směsicí stesku po ztrátě jistot stálého zaměstnání, iluzí o světově špičkové úrovni základního výzkumu v SSSR a podezíravosti, že západní svět chce jen a jen parazitovat a krást ruským vědcům jejich objevy, týt z jejich práce.

Ilustrovat to může příběh supertajného výzkumu uzavřených ekologických systémů, který začal ještě v šedesátých letech za podpory tehdejšího šéfa sovětské kosmonautiky S. P. Koroljova v supertajném krasnojarském vědeckém centru. Zde se za absolutního utajení, v tajze na břehu Jeniseje, experimentovalo s izolovaným minisvětem nazvaným Bios 3. Komentátor si stěžuje, že vláda SSSR neposkytla vědcům před dvaceti lety oněch 150 milionů dolarů, na které přišla proslulá americká Biosféra 2, a tak Sověti mohli zůstat jen u uzavřeného experimentálního prostoru o 300 m³.

Výsledky experimentů, kterými byly připravovány lety sovětských kosmonautů k Marsu, však měly být vynikající – při zásobách, které by lidem stačily na pár dnů, pracoval prý systém i půl roku, protože se podařilo neobyčejně urychlit pěstování potřebných rostlin.

Ústav pracuje dál a prostředky nemá. Vědci mají dvě možnosti – vrhnout se na obchodování, nebo emigrovat. Představa, že zůstanou ve svých laboratořích a budou se moci dál ideálně věnovat své milované práci, je prý iluzorní. A tak se obchoduje i kšeftuje. O výsledky experimentů s ekologickými uzavřenými soustavami má zájem kanadská firma International Medical Machines, jejímž ředitelem je emigrant, bývalý pracovník krasnojarského Fyzikálního ústavu. Tím se odpaluje salva podezíravosti a nářků, kdy se honí západní špioni s kufry plnými geniálních ruských objevů, šéfové prodávají objevy svých podřízených, kteří z toho nic nemají... Z čehož plyne poučení, že proměna tak dříve privilegované sféry bývalého SSSR jakou byla věda, bude nesmírně dlouhodobou záležitostí.

Mandela zřizuje ministerstvo vědy

Jižní Afrika si vypracovala za předchozí bělošské vlády plán jak finančními dotacemi zamezit drastickému úniku odborníků ze země za lepšími pracovními možnostmi i platy.

Nový prezident Nelson Mandela se rozhodl jít ještě dál a vytvořit ministerstvo pro vědu a techniku, které se bude starat rovněž o umění a kulturu.

Za ministra byl vybrán dr. Ben Ngubane, který byl minulé tři roky ministrem zdravotnictví vlády Kwazulu. (Nikdo mu však nezávidí jeho prvního náměstka, jímž Mandela určil svoji bývalou ženu Winnii Mandelovou.)

Chtělo by se věřit, že se nové vládě podaří opět zvýšit dotace na vědu, které poklesly z 1 % hrubého národního produktu na polovinu. Mandelovy plány, se kterými šel do voleb, jsou ovšem nesmírně náročné: sliboval, že během pěti let vybuduje milion nových domů, zavede elektřinu do 2,5 milionu bytů, zlepší zdravotní péči i telekomunikační síť. To vše samozřejmě je nerealizovatelné bez příslušné úrovně vědy a techniky. Ale může se to podařit? A získá věda to, co potřebuje, aby mohla pomáhat?

Archiv Andreje Sacharova

21. května, v den, kdy by ruskému fyzikovi Andreji Sacharovovi bylo 73 let, měl být v Moskvě otevřen Sacharovův archiv. Tomuto úkolu se intenzivně věnuje druhá Sacharovova žena Elena Bonnerová, která s ním prožila tu část života, kdy si místo privilegovaného sovětského vědce zvolil roli politického disidenta.

Bonnerová se usilovně snažila uchovat veškeré dokumenty o svém muži a vyzkoumat to, na co on sám nikdy neměl čas, např. jeho rodokmen. Archiv nyní shrnuje dvouleté úsilí mezinárodní organizace „Společenské komise k zvěčnění Sacharovovy památky – Fondu Andreje Sacharova.“

V archivu jsou dokumenty i ze začátků století, kopie dokumentů z předchozích staletí, a to zvláště k historii Sacharovových předků, rukopisu vědcových prací, korektury článků, nárysy statí, výpisky z archivů tajné police, KGB.

O celkovém rozsahu archivu není ještě přesná představa. Jen dopisů, které Sacharov dostal od svých spoluobčanů, je tu na deset tisíc. Koncem května měla být otevřena výstavka s ukázkou dokumentů, např. známý otevřený dopis A. Sacharova prezidentu Akademie věd SSSR A. P. Alexandrovovi, ve kterém hájí své názory, žádost M. Gorbačovovi o skončení vyhnanství v Gorkém. Najde se tu i udavačský dopis velvyslance SSSR v Německu reagující na Sacharovovo interview pro německou televizi.

Elena Bonnerová věnovala skutečně nemalé úsilí pátrání po kořenech rodiny. Zjistila např., že mezi mezi předky měl Sacharov i děkabristu Petra Muchova, že rodina měla úzké přátelské styky s básníkem A. Puškinem.

V tisku bylo publikováno i faximile dopisu, jímž Sacharov děkuje za čest, které se mu dostalo tím, že americký astronom nazval jeho jménem asteroid.

Archiv vzniká za finanční pomoci americké organizace National Endowment for Democracy. Vybavení platí jedna z amerických univerzit, kde je uložena „západní“ část archivu tajně vyvezená z SSSR, aby byla uchráněna před KGB. E. Bonnerová si však stěžuje na obtíže, se kterými se setkává při projednávání umístění archivu na současných ruských úřadech.

Ozonu je kolem Země opět méně?

Podle analýz Světové meteorologické organizace poklesla letošní jaro koncentrace ozonu o 10 % oproti dlouhodobé průměrné hodnotě. Nad oblastí jižního pólu byla loni zaznamenána vůbec nejnižší koncentrace ozonu od doby, kdy se tato hodnota měří.

Americký Národní úřad pro oceán a atmosféru konstatoval, že ozon 12. října 1993 na jižní polokouli ve výškách mezi 14 – 19 km téměř vymizel. Ve sloupci ovzduší od samotného povrchu Země do nejvyšších zbytků atmosféry bylo naměřeno 91 dobsonů. Dřívější nejnižší zjištěná hodnota byla 105 jednotek. V dobách, kdy atmosféru výrazně nenarušovaly lidské zásahy, dosahoval obsah ozonu 300 dobsonů.

Američané soudí, že rekordní nepříznivý stav ozonosféry loňského roku vznikl součinností působení freonů vyráběných lidmi s výbuchem sopky Mount Pinatubo na Filipínách.

Děčín a americké úspory

V květnu se ve Spojeném království psalo o Děčínu. Vidět graf dvou ročních křivek – koncentrace oxidů síry a počtu dětí, které se v Děčíně dostanou na jednotku intenzivní péče – samozřejmě nepotěší. Článek však byl především o amerických penězích.

Západ se dozvěděl, že tři americké elektrárenské společnosti se rozhodly, že přispějí finančně na očištění ovzduší v okolí Děčína. Důvod by mohl být označen za sobecký – ušetří tak peníze. Celý případ dokazuje, jak složitě provázaný je už dnešní svět.

Pro nás to znamená, že by se v okolí Děčína výrazně snížilo zamoření ovzduší oxidem siřičitým, který zde má za nepříznivých povětrnostních podmínek desetinásobně vyšší koncentraci, než povoluje Světová zdravotnická organizace. Důsledkem zvýšené koncentrace oxidů síry je zvýšená dětská nemocnost i dvojnásobná dětská úmrtnost v porovnání s celostátním průměrem.

A jakou šanci poskytuje Děčín Americe? Americké společnosti jsou povinny přispívat boji proti ohřívání planety vlivem skleníkové efektu. Ale svůj podíl pomoci naší planetě si mohou „odpracovat“ u nás levněji než ve Státech.

Tři společnosti, NIPSCO, Wisconsin Electric Power Company a Edison Development Company dají každá 200 000 dolarů na „projekt Děčín“, který přijde na l,5 milionu dolarů. Zbytek zaplatí místní české orgány. Zlepšení situace se má dosáhnout přechodem bynovské teplárny z hnědého uhlí na zemní plyn, což by mělo snížit emisi oxidu uhličitého CO₂ o 12 800 tun ročně, více než o 65 %.

Snížit zátěž světového ovzduší o 1 tunu oxidu uhličitého by v Americe přišlo na 15 dolarů, v Čechách jen na 5 dolarů. A navíc Američané pomohou Čechám i snížením kvant prachu a právě oxidů síry.