Z vědeckých časopisů

Při lovu motýlka uloviti tygra

Má neutrino hmotu? Pro puntičkáře upřesněme, že jde o nenulovou klidovou hmotnost. Odpověď na tuto otázku je považována za klíčovou pro teorie velkého sjednocení. Ty totiž vyžadují, aby klidová hmotnost neutrin byla přesně nula. Neutrino je pozoruhodná částice již svým zrodem. V situaci, kdy i velmi renomovaní fyzikové tváří v tvář rozpadu beta pochybovali o tak základním pilíři moderní vědy, jakým je zákon zachování energie, přišel r. 1930 Wolfgang Pauli se svým slavným dopisem, začínajícím „Drahé radioaktivní dámy a pánové“, v němž předpokládá existenci neutrální částice, která by při rozpadu beta odnášela právě onu chybějící energii. Sám to tehdy komentoval slovy: „Pokusil jsem se nevysvětlitelné objasnit nepozorovatelným.“ Fyziky sice znepokojovalo, že tuto částici nemohou experimentálně potvrdit, ale rádi uvěřili v její existenci (zejména poté, co roku 1934 Enrico Fermi vypracoval teorii rozpadu beta). Fyzika bez zákona zachování energie je i pro radikální mozky přecejen příliš „postmoderní“. Prokázat elektronové neutrino se podařilo až r. 1956 F. Reinesovi a C. L. Cowanovi. Jejich experiment také objasnil, proč jsou neutrina tak obtížně pozorovatelná – jsou nejvíce netečnými objekty ve vesmíru: reagují s hmotou asi o 20 řádů slaběji než „obyčejné“ částice, takže by mohla bez obtíží proletět stěnou olova silnou stovky světelných let! Za tento experiment dostal F. Reines r. 1995 Nobelovu cenu (Vesmír 75, 9, 1996/1).

Tím ale nekončí problémy, které neutrino fyzikům způsobuje. Vynechme kosmologický problém temné hmoty. Proč se fyzikům nedaří naměřit „správný“ počet neutrin, kterými Slunce neustále bombarduje Zemi? Jsou špatné naše představy o procesech probíhajících na Slunci, anebo experiment? Jedna z hypotéz, která měla vysvětlit rozpor mezi experimentem a teorií, je hypotéza „neutrinových oscilací“ (viz Vesmír 73, 67, 1994/2). Zhruba řečeno, elektronové neutrino není „čistý“ stav. Na své dráze se periodicky mění nejprve ve „směs“ (superpozici) neutrina elektronového a mionového, podíl mionového neutrina roste až do okamžiku, kdy je kvantový stav tvořen čistým mionovým neutrinem, pak se mění nazpátek ve směs obou neutrin, a nakonec v elektronové neutrino. Tyto oscilace však vyžadují právě onu nenulovou klidovou hmotnost. Jedna z experimentálních metod, jak zjistit, zda klidová hmotnost je skutečně nenulová, spočívá v přesném měření spektra energií elektronů při rozpadu beta (Vesmír 73, 65, 1994/2).

Při teplotách blízkých absolutní nule je specifické teplo některých (malých) krystalů tak malé, že nepatrný tepelný pulz, způsobený dopadem jednoho jediného elektronu, má za následek měřitelné zvýšení teploty. Na tomto principu byly v poslední době zhotoveny kryogenní mikrokalorimetry pro měření spektra elektronů při rozpadu beta.

Skupina fyziků z Janova se takto pustila do měření spektra elektronů při rozpadu izotopu 187Re. Nenašli sice odpověď na otázku, zda má neutrino hmotu (to je ten motýlek), ale zjistili, že spektrum elektronů má jemnou strukturu, která nám dává informaci o okolí rozpadajícího se atomu, tj. o struktuře krystalu tvořícího mikrokalorimetr (a to je ten tygr). A tak získali prostředek ke studiu struktury mnoha pevných látek (těch, které jsou vhodné pro kryogenní mikrokalorimetr), k němuž by jinak bylo zapotřebí velkých a drahých zdrojů synchrotronového záření a drahých monochromátorů paprsků X.

Nature 397, 107–108, 137–139, 1999

Čmeláci a výhody polyandrie

U mnoha druhů zvířat se samičky páří s více než jedním samcem (polyandrie). Extrému dosahují některé druhy sociálního hmyzu. Včelí královna se během své svatební noci páří s deseti až dvaceti samci. Vezmeme-li v úvahu vynaloženou energii a vystavení predátorům, nejsou známy důvody tohoto chování.

Jedna z hypotéz je, že vyšší genetická různorodost potomstva poskytuje větší ochranu před parazity. Test této hypotézy na uměle oplodněných královnách čmeláků (Bombus terrestris L.) svědčí pro to, že kolonie s větší různorodostí mají méně parazitů.

Nature 397, 151–154, 1999

Archiv elektronických preprintů založí také biologové

Elektronický archiv založili fyzikové vysokých energií jako alternativu pro šíření publikací (viz Vesmír 77, 173, 1998/3). Paul Ginsparg z Los Alamos National Laboratory v Novém Mexiku roku 1991 vytvořil program, který tento archiv automaticky obhospodařuje. Vznikl tak velký „elektronický časopis“ prací, které před publikací neprocházejí recenzním řízením, recenze se však mohou dočkat a posteriori. Letos tento časopis zveřejní na 25 000 prací z astrofyziky, kvantové fyziky, fyziky pevných látek a počítačových věd. Mnohé z nich se později objeví v regulérních časopisech. V kognitivních vědách založil podobný archiv Steven Harnard na Southamptonské univerzitě.

Patrick Brown z Lékařské fakulty Stanfordovy univerzity má úmysl uspořádat sympozium s předními světovými biology. Jedním z cílů tohoto setkání je rovněž povzbudit biologickou komunitu k publikování v elektronickém archivu – obává se, že na rozdíl od fyziků nejsou biologové zvyklí šířit publikace v elektronické podobě. Ředitel Národní rady pro biotechnologické informace (NCBI) David Lipman říká, že archiv bude využívat přímé indexování databází PubMed a GenBank. PubMed nabízí přístup k 9 milionům bibliografických citací z asi 4000 časopisů v databázi Medline. Poskytuje plný text článků otištěných ve více než 300 časopisech. Během loňského roku stoupl počet uživatelů databáze PubMed z 35 000 na 70 000 denně.

Důležité je, že přístup k tomuto archivu by měl být bez poplatků. Zatím není jistota, jak se k článkům zveřejněným v elektronickém časopise zachovají při pozdější publikaci recenzované časopisy. Brown biologické časopisy požádal o jasné vyjádření, zda umístění preprintu do archivu je či není na závadu publikování článku v časopise. Jeho dopis podepsalo na 30 významných vědců, jako J. Watson, A. Kornberg ad.

Nature 397, 91, 1999

Nejistá budoucnost neutronového zdroje FRM II

Spuštění plánovaného výzkumného 20MW reaktoru FRM II na mnichovské technice závisí na výsledku koaliční debaty o jaderné politice SRN. Problém spočívá mj. v palivu – FRM II má používat vysoce obohacený uran.

Nature 397, 92, 1999