گزارشی از گزیده خبرهای روز علم
ناکامی اسپیس‌اکس در تکرار موفقیت پرتاب استارشیپ در حضور ترامپ
در تاریخ ۱۹ نوامبر ۲۰۲۴، شرکت اسپیس‌اکس پرتاب ششمین موشک عظیم استارشیپ خود را از بوکا چیکا، تگزاس انجام داد. این رویداد با حضور دونالد ترامپ، رئیس‌جمهور منتخب آمریکا و ایلان ماسک، مدیرعامل اسپیس‌اکس، توجه بسیاری را به خود جلب کرد. این مأموریت با هدف تکرار موفقیت ماه گذشته در بازگرداندن بوستر «فوق سنگین» با استفاده از بازوهای معروف به «چاپ‌استیک» روی برج پرتاب، برنامه‌ریزی‌شده بود.
پرتاب در ساعت ۴ عصر به‌وقت محلی انجام شد و مراحل اولیه آن موفقیت‌آمیز بود؛ اما در چهارمین دقیقه از پرواز، گروه کنترل مأموریت تصمیم به تغییر مسیر بوستر به سمت خلیج مکزیک گرفت. دلیل این تصمیم، عدم تطابق با شرایط ایمنی برای بازگرداندن بوستر به برج پرتاب اعلام شد. درنهایت، بوستر پس از فرودی کنترل‌شده در آب‌های خلیج منفجر شد.
مرحله دوم موشک، مسیر خود را به سمت مدار زمین ادامه داد و پس از یک گردش کامل به دور کره زمین، وارد جو شد و در اقیانوس هند فرود آمد.
این مأموریت در مقایسه با پرتاب موفقیت‌آمیز ۱۳ اکتبر که بوستر «فوق سنگین – سوپر هوی» با موفقیت روی برج پرتاب فرود آمد، یک گام به عقب تلقی می‌شود. موفقیت پیشین به یکی از نقاط قوت کمپین تبلیغاتی ترامپ تبدیل شد، جایی که او از این دستاورد به‌عنوان نمادی از نوآوری آمریکایی یادکرد و از ایلان ماسک به‌عنوان پیشرو فناوری تقدیر کرد.
حضور ترامپ در این پرتاب، نشانه‌ای از رابطه نزدیک او با ماسک است. ماسک که بیش از ۱۰۰ میلیون دلار به کمپین ترامپ کمک مالی کرده بود، به‌عنوان یکی از رهبران اصلی گروه انتقال قدرت و ریاست یک بخش جدید دولتی منصوب‌شده است.
نظریه‌ای جدید شکل فوتون را آشکار می‌کند
دانشمندان دانشگاه بیرمنگام با ارائه نظریه‌ای نوین، برای نخستین بار موفق به تعیین شکل دقیق یک فوتون منفرد شدند. این پژوهش که در مجله Physical Review Letters منتشرشده است، به بررسی تعاملات بین نور و ماده در سطح کوانتومی می‌پردازد و نشان می‌دهد که چگونه فوتون‌ها توسط اتم‌ها یا مولکول‌ها منتشر و تحت تأثیر محیط اطراف خود شکل می‌گیرند.
فوتون‌ها، به‌عنوان ذرات بنیادی نور، می‌توانند در بی‌نهایت حالت مختلف وجود داشته باشند و در محیط‌های گوناگون حرکت کنند. این تنوع بی‌پایان، مدل‌سازی تعاملات آن‌ها را به چالشی بزرگ برای فیزیکدانان کوانتومی تبدیل کرده است. گروه تحقیقاتی با گروه‌بندی این حالت‌ها به مجموعه‌های متمایز، مدلی ارائه دادند که نه‌تنها تعاملات بین فوتون و منبع انتشار را توصیف می‌کند، بلکه نشان می‌دهد چگونه انرژی از این تعامل به نواحی دوردست منتقل می‌شود.
دکتر بنجامین یوئن، نویسنده اصلی مقاله، اظهار داشت: «محاسبات ما این امکان را فراهم کرد که مسئله‌ای به‌ظاهر غیرقابل‌حل را به چیزی تبدیل کنیم که قابل‌محاسبه باشد؛ و تقریباً به‌عنوان یک محصول جانبی از مدل، توانستیم تصویری از یک فوتون ایجاد کنیم؛ چیزی که پیش‌تر در فیزیک مشاهده نشده بود.»
این دستاورد می‌تواند مسیرهای جدیدی را در تحقیقات فیزیک کوانتومی و علم مواد باز کند. با درک دقیق تعاملات فوتون با ماده و محیط اطراف، دانشمندان می‌توانند فناوری‌های نانو فوتونیکی جدیدی طراحی کنند که ممکن است روش‌های ارتباطی امن، تشخیص پاتوژن‌ها یا کنترل واکنش‌های شیمیایی در سطح مولکولی را متحول کند.
پروفسور آنجلا دمتریادو، یکی از نویسندگان مقاله، بیان کرد: «هندسه و خواص نوری محیط تأثیر عمیقی بر نحوه انتشار فوتون‌ها دارد، ازجمله تعیین شکل، رنگ و حتی احتمال وجود آن‌ها»
این پژوهش نه‌تنها به درک بهتر تبادل انرژی بین نور و ماده کمک می‌کند، بلکه پایه‌ای برای مهندسی تعاملات نور و ماده در کاربردهای آینده مانند حسگرهای پیشرفته، سلول‌های فتوولتائیک بهبودیافته یا رایانش کوانتومی فراهم می‌آورد.
کشف فسیل‌های دریایی در غار نئاندرتال‌ها: نشانه‌ای از تفکر انتزاعی
تیمی از دانشگاه بورگوس اسپانیا در غار پرادو وارگاس، واقع در بورگوس، به شواهدی دست‌یافته‌اند که نشان می‌دهد نئاندرتال‌ها به جمع‌آوری فسیل‌های دریایی علاقه‌مند بوده‌اند. این کشف شامل ۱۵ فسیل دریایی از دوره کرتاسه بالایی است که در لایه‌ای مربوط به ۳۹٬۸۰۰ تا ۵۴٬۶۰۰ سال پیش یافت شده‌اند. این فسیل‌ها که شامل گونه‌هایی مانند Pholadomya gigantea و Granocardium productum هستند، هیچ نشانه‌ای از استفاده ابزاری یا زینتی ندارند و احتمالاً به دلیل جذابیت زیبایی‌شناختی یا معنای نمادین جمع‌آوری‌شده‌اند.
این یافته‌ها نشان می‌دهد که نئاندرتال‌ها، علاوه بر فعالیت‌های روزمره مانند شکار و ساخت ابزار، به جمع‌آوری اشیایی باارزش زیبایی‌شناختی یا نمادین نیز می‌پرداخته‌اند. این رفتارها می‌تواند نشان‌دهنده توانایی‌های شناختی پیشرفته و تفکر انتزاعی در میان نئاندرتال‌ها باشد.
این کشف به مجموعه‌ای از شواهد افزوده می‌شود که نشان می‌دهد نئاندرتال‌ها دارای رفتارهای پیچیده و نمادین بوده‌اند. پیش‌تر، شواهدی از استفاده نئاندرتال‌ها از رنگ‌دانه‌ها، ساخت ابزارهای پیچیده و حتی تدفین مردگان به‌دست‌آمده بود. این یافته‌ها به تغییر نگرش نسبت به نئاندرتال‌ها کمک کرده و آن‌ها را به‌عنوان انسان‌هایی با توانایی‌های شناختی و فرهنگی پیشرفته معرفی می‌کند.
این پژوهش در مجلهQuaternary منتشرشده است.
تغییر تعریف فلج مغزی: توجه به نیازهای مادام‌العمر مبتلایان
فلج مغزی، به‌عنوان شایع‌ترین ناتوانی حرکتی در کودکان، همواره به‌عنوان یک اختلال دوران کودکی شناخته‌شده است. بااین‌حال، در ایالات‌متحده، تعداد بزرگ‌سالان مبتلابه فلج مغزی از کودکان مبتلا بیشتر است. این واقعیت نشان می‌دهد که تعریف کنونی این بیماری نیاز به بازنگری دارد تا نیازهای مادام‌العمر مبتلایان بهتر درک و برآورده شود.
دکتر مارک پیترسون، استاد دانشگاه میشیگان، در مقاله‌ای در New England Journal of Medicine به این موضوع پرداخته است. وی معتقد است که تعریف فعلی فلج مغزی به‌عنوان یک اختلال دوران کودکی، باعث تمرکز تحقیقات و مراقبت‌ها بر کودکان شده و نیازهای بزرگ‌سالان مبتلا نادیده گرفته می‌شود.
بزرگ‌سالان مبتلابه فلج مغزی با چالش‌های متعددی مواجه هستند. انتقال از مراقبت‌های کودکان به بزرگ‌سالان اغلب با مشکلاتی همراه است که به آن «سقوط از صخره» می‌گویند. این افراد ممکن است با کمبود دانش پزشکان در مورد شرایطشان، عدم پوشش بیمه برای نیازهای خاص و عدم پاسخگویی به سؤالات مرتبط با تغییرات ناشی از افزایش سن مواجه شوند.
علاوه بر این، بزرگ‌سالان مبتلا به فلج مغزی در معرض خطر بالای ابتلا به بیماری‌های ثانویه مانند پوکی استخوان، فشارخون بالا، دیابت و اختلالات روانی هستند. عدم توجه به این مشکلات می‌تواند منجر به پیری زودرس و مرگ زودهنگام شود.
برای رفع این مشکلات، سازمان‌هایی مانند بنیاد فلج مغزی و مرکز تحقیقاتی فلج مغزی واینبرگ، تعریف جدیدی از فلج مغزی ارائه داده‌اند که آن را به‌عنوان «شایع‌ترین ناتوانی فیزیکی مادام‌العمر» معرفی می‌کند. این تعریف جدید بر ماهیت مادام‌العمر این بیماری تأکید دارد و می‌تواند تحقیقات و مراقبت‌های بهتری را برای بزرگ‌سالان مبتلا فراهم کند.
با پذیرش این تعریف جدید، می‌توان انتظار داشت که تحقیقات بیشتری بر روی بزرگ‌سالان مبتلا به فلج مغزی انجام شود و نیازهای آن‌ها در سیستم‌های بهداشتی بهتر درک و برآورده شود.
کشف مدار مغزی کنترل تنفس آگاهانه و کاهش اضطراب
دانشمندان مؤسسه سالک برای نخستین بار مدار مغزی مسئول کنترل ارادی تنفس را شناسایی کرده‌اند. این کشف نشان می‌دهد که چگونه مغز می‌تواند با کاهش سرعت تنفس، احساسات منفی و اضطراب را کاهش دهد. این یافته‌ها می‌تواند توضیح علمی برای اثربخشی تمرینات تنفسی در یوگا و ذهن‌آگاهی ارائه دهد.
تحقیقات پیشین نشان داده بود که تنفس و حالت‌های احساسی به‌طور پیچیده‌ای به هم مرتبط هستند؛ به‌طوری‌که افزایش یا کاهش اضطراب با تغییر در نرخ تنفس همراه است. بااین‌حال، مکانیسم‌های دقیق مغزی که این ارتباط را تسهیل می‌کنند، ناشناخته بودند. گروه تحقیقاتی سالک با استفاده از مدل‌های موش، گروهی از نورون‌ها در قشر قدامی مغز را شناسایی کردند که به ناحیه‌ای در ساقه مغز متصل می‌شوند. این اتصال به مغز امکان می‌دهد تا تنفس را با رفتارها و حالت‌های احساسی هماهنگ کند.
این مدار مغزی به مغز اجازه می‌دهد تا با کاهش فعالیت در ناحیه مدولا (بصل النخاغ) که مرکز کنترل تنفس خودکار است، نرخ تنفس را کاهش دهد. این کاهش در نرخ تنفس می‌تواند به کاهش اضطراب و احساسات منفی منجر شود. این یافته‌ها می‌تواند به توسعه روش‌های درمانی جدید برای اختلالات اضطرابی، حملات اضطراب و اختلال استرس پس از سانحه (PTSD) کمک کند.
دکتر سونگ هان، نویسنده ارشد این مطالعه، اظهار داشت: «بدن به‌طور طبیعی با تنفس عمیق خود را تنظیم می‌کند، بنابراین هماهنگی تنفس با احساسات برای ما تقریباً شهودی است؛ اما ما واقعاً نمی‌دانستیم که این کار چگونه در مغز انجام می‌شود.» این تحقیق می‌تواند پایه‌ای علمی برای تمرینات تنفسی در کاهش احساسات منفی فراهم کند.
این مطالعه در تاریخ ۱۹ نوامبر ۲۰۲۴ در مجله Nature Neuroscience منتشر شده است.
افزایش سریع قطعات پلاستیکی در گرداب زباله اقیانوس آرام شمالی
مطالعه‌ای که در ۱۹ نوامبر ۲۰۲۴ در مجله Environmental Research Letters منتشر شد، نشان می‌دهد که قطعات پلاستیکی سانتی‌متری در گرداب زباله اقیانوس آرام شمالی (NPGP) با سرعتی بیشتر از پلاستیک‌های بزرگ‌تر در حال افزایش هستند. این افزایش تهدیدی جدی برای اکوسیستم محلی و احتمالاً چرخه کربن جهانی محسوب می‌شود.
این پژوهش که بر اساس بررسی‌های سیستماتیک سازمان غیرانتفاعی «پاکسازی اقیانوس» بین سال‌های ۲۰۱۵ تا ۲۰۲۲ انجام شده است، نشان می‌دهد که تمرکز جرمی قطعات پلاستیکی به‌طور غیرمنتظره‌ای افزایش یافته است. این قطعات احتمالاً از تجزیه پلاستیک‌های دور ریخته‌شده در دهه‌های گذشته در سراسر جهان ناشی می‌شوند و اکنون در این منطقه دورافتاده اقیانوس آرام تجمع یافته‌اند.
یافته‌های کلیدی این مطالعه عبارت‌اند از:
- افزایش قطعات پلاستیکی از ۲.۹ کیلوگرم در هر کیلومتر مربع در سال ۲۰۱۵ به ۱۴.۲ کیلوگرم در هر کیلومتر مربع در سال ۲۰۲۲.
- ۷۴٪ تا ۹۶٪ از این افزایش ممکن است از منابع خارجی باشد.
- افزایش تمرکز نقاط داغ زباله‌های کوچک از ۱ میلیون در هر کیلومتر مربع در سال ۲۰۱۵ به بیش از ۱۰ میلیون در هر کیلومتر مربع در سال ۲۰۲۲.
- افزایش متوسط تعداد پلاستیک‌های شناور در هر کیلومتر مربع در تمام اندازه‌ها:
- میکروپلاستیک‌ها (۰.۵ تا ۵ میلی‌متر) از ۹۶۰٬۰۰۰ به ۱٬۵۰۰٬۰۰۰.
- مزوپلاستیک‌ها (۵ تا ۵۰ میلی‌متر) از ۳۴٬۰۰۰ به ۲۳۵٬۰۰۰.
- ماکروپلاستیک‌ها (۵۰ تا ۵۰۰ میلی‌متر) از ۸۰۰ به ۱٬۸۰۰.
حجم زباله‌های پلاستیکی در این منطقه از موجودات زنده بیشتر شده است که نه‌تنها با بلع یا گرفتار شدن موجودات دریایی در پلاستیک‌ها، بلکه با تأثیر بر چرخه کربن جهانی از طریق تأثیر بر تغذیه زئوپلانکتون‌ها تهدیدی جدی ایجاد می‌کند. به دلیل افزایش پلاستیک‌های شناور، حیوانات دریایی بومی اکنون با گونه‌های جدیدی که بر روی زباله‌های پلاستیکی مستقر شده و به این منطقه دورافتاده اقیانوس منتقل شده‌اند، در رقابت مستقیم قرار دارند.
لوران لبرتون، نویسنده اصلی مقاله، می‌گوید: «افزایش نمایی قطعات پلاستیکی که در مطالعات میدانی ما مشاهده شده است، نتیجه مستقیم دهه‌ها مدیریت نامناسب زباله‌های پلاستیکی است که منجر به تجمع بی‌وقفه پلاستیک‌ها در محیط دریایی شده است. این آلودگی به حیات دریایی آسیب می‌رساند و تأثیراتی دارد که ما تازه شروع به درک کامل آن‌ها کرده‌ایم. یافته‌های ما باید به‌عنوان یک فراخوان فوری برای اقدام برای قانون‌گذارانی که در حال مذاکره برای یک معاهده جهانی برای پایان دادن به آلودگی پلاستیکی هستند، عمل کند. اکنون، بیش از هر زمان دیگری، مداخله قاطع و متحد جهانی ضروری است.»
محققان تأکید می‌کنند که در حالی که کشورها بر پیشگیری از آلودگی پلاستیکی در مبدأ تمرکز می‌کنند، رهگیری و حذف پلاستیک‌های موجود در محیط دریایی جهانی برای کاهش فوری تولید قطعات پلاستیکی کوچک‌تر در اقیانوس در دهه‌های آینده ضروری است.