Z odborných časopisů

Příliš ticho, aby bylo slyšet šepot

Potřebujete šum, abyste dobře slyšeli? Fluktuace obyčejně ruší uspořádání, přesto však v některých situacích hrají konstruktivní roli. Při studiu jevu, kterému se říká stochastická rezonance, se uvažovalo i o tom, že šum by mohl být odpovědný i např. za zdánlivou periodicitu ledových dob. Podmínky pro stochastickou rezonanci jsou celkem jednoduché, proto ji lze pozorovat v tolika rozličných experimentech (kruhové lasery, supravodivé magnetometry, senzorické neurony). Charakteristickým rysem všech však je, že šum může zvýšit citlivost systému vůči slabým signálům.

Otevřenou otázkou zůstává, zda stochastickou rezonanci široce užívají biologické systémy k detekci slabých signálů.

Nature 385, 291, 319–321,1997

Alexander R. Todd (1907–1997)

zemřel 10. ledna v Cambridži. Tento Skot, velký organický chemik a nositel Nobelovy ceny za chemii (roku 1957 za práce o purinech a pirimidinech, což byly podstatné informace pro model DNA); rovněž vytvářel britskou vědní politiku let padesátých a šedesátých.

Nature 385, 492, 1997

Uvařte si diamant

První syntetické diamanty byly vyrobeny za vysokých tlaků a teplot v procesu, kde diamant byl termodynamicky stabilní fází uhlíku. Tlaky byly vyšší než 12 GPa, teplota přes 2 000 ^oC. Později se pro průmyslové účely začal vyrábět diamant nepřímým způsobem za tlaků kolem 5 gigapascalů a teplot 1400 ^oC konverzí z roztoku uhlíku v železe (nebo v niklu).

Existuje však třetí způsob, který se pravděpodobně uplatnil při vzniku většiny přírodních diamantů: hydrotermální proces. Kolem vzniku přírodních diamantů existuje ještě mnoho záhad. Charakteristické však je, že se v nich nevyskytují kovové prvky, kyslík a vodík však ano.

Dalším velkým krokem v syntéze diamantů byla chemická depozice uhlíkových par za tlaku nižších než 100 kPa (za atmosférického tlaku) a teplot pod 1000 ^oC. Badatelé z laboratoře materiálů Pennsylvánské univerzity se pokusili vyrobit diamanty v hydrotermáních podmínkách za přítomnosti niklu, tlaku 0,14 gigapascalu a teploty 800 ^oC. Jsou si jisti, že 15mikrometrový diamant na obrázku vyrostl ze submikroskopického jadérka. Aby však touto rychlostí vyrobili diamant o velikosti dosud největšího (asi 620 g) diamantu Cullinan, potřebovali by 30 milionů let. Takže pořád ještě zůstává snem vyrobit za teplot do 500 ^oC a tlaků 0,1 gigapascalu velký diamant.

Nature 385, 485, 513–515, 1997

Japonská cena

je pokusem ustavit cenu srovnatelnou s Nobelovou pro aplikované obory, které přinášejí okamžitý praktický zisk. V tomto roce se o 450 000 dolarů podílejí Hiroyuki Yoshikawa, Joseph Engelberger, Takashi Sugimura a Bruce Ames.

Prezidentka Tokijské univerzity H. Yoshikawa ji získala za projekt inteligentního výrobního systému (což skrývá automatickou továrnu). J. Engelberger za svůj příspěvek k robotice, T. Sugimura a B. Ames za své práce na určení karcinogenů v životním prostředí.

Nature 385, 195, 1997

Carl Sagan /1934–1996/

20. prosince 1996 po dvouletém boji s myelodysplazií podlehl zápalu plic. Astrofyzik, planetolog a exobiolog Sagan studoval nejen fyziku, astronomii a genetiku, ale i „humanities“. Možná právě to rozhodlo, že kromě vlastní vědecké činnosti byl snad nejúspěšnější popularizátor 20. století. Možnost života mimo Zemi byla otázkou, která jej vzrušovala nejvíce. Tím, že o závažných vědeckých záležitostech dokázal psát zajímavě, udělal proti šíření pseudovědeckých tlachů více, než pluky rádobyvědců, neschopných zformulovat jednu srozumitelnou větu.

Založil (spolu s Brucem Murrayem) Planetární společnost sdružující přes 100 000 občanů.

Nature 385, 400, 1997

Který model zemského pláště obstál?

Z čeho se skládá svrchní plášt Země (od hloubky 100 km do 660 km)? Geologové se shodli, že se skládá z běžných minerálů olivinu, pyroxenu a z granátů. Ale v jakém poměru? To je důležitá a dlouhou dobu nerozřešená otázka, protože odpověď zároveň vypovídá o konvekčních pohybech v zemském plášti. Jestliže ve svrchním plášti je asi 40 % olivínu, pak se chemicky silně odlišuje svrchni a spodní plášť. To by mluvilo pro dvouvrstvý model (pyrolitový m.) zemského pláště s žádnou anebo malou výměnou hmot mezi oběma vrstvami. Pokud by však ve svrchním plášti bylo asi 60 % olivínu, znamenalo by to, že mezi svrchním a spodním pláštěm není chemický rozdíl (tzv. piklogitový m.) a že konvekce probíhá v celém plášti. Odpovědět by mohla laboratorní měření charakteristických seizmických rychlostí různých minerálů a porovnání s geofyzikálním měřením. Důležitou roli hrály chemické a fyzikální vlastnosti přechodové zóny mezi svrchním a spodním pláštěm – od diskontinuity v hloubce 410 km do 660 km. Během posledních 15 let však měření a modelové výpočty poskytovaly rozporuplné výsledky ve prospěch jednoho či druhého modelu, některé nepřijatelné z hlediska petrologie, některé v rozporu s pohybem tektonických desek (a tedy konvekcí ve svrchním plášti). Na podzimním zasedání Amerického geofyzikálního svazu (San Francisco, 15.–16. prosince 1996) se názory přikláněly k následujícímu obrazu: za tlaku a teplot v hloubce 410 km se olivín transformuje ve wadsleyit. Zatímco izolovaný olivín přechází ve wadsleyit téhož složení, za přítomnosti granátu vzniká wadsleyit obohacený železem a ten má nižší seizmickou kompresní rychlost. To by vysvětlilo naměřená data i v případě vysokého obsahu olivínu ve svrchním plášti. Znamená to však, že v přechodové zóně nedochází k chemické stratifikaci a že konvekce probíhá v celém plášti Země? Patrně nikoli. Vyšší obsah olivínu ve svrchním plášti má za následek větší uvolněné latentní teplo při přechodu olivínu ve wadsleyit a to by podporovalo fyzické oddělení vrstev v hloubce 410 km. Přechodová zóna by tak představovala pro konvekci spodního pláště alespoň částečnou bariéru, jež by připouštěla, že konvekční pohyby v plášti probíhají ve dvou vrstvách a jsou přerušované na časové škále 100 milionů let katastrofickým promícháním svrchního a spodního pláště.

Inu přímé evidence bývají vzácné a tak se musíme smířit s tím, že toto je pravda až do dalších zjištěných komplikací modelu . Nature 385, 490–491, 1997