أفضل 10 أهم المواضيع في العلوم 2012-2013

أفضل 10 أهم المواضيع في العلوم 2012-2013
1. بحث عن "الجسيمات الله" - وبوسون هيغز
موافق، لذلك رأينا جميع بريان كوكس آسر الجماهير مدوخ مع لسانه الفضة على بي بي سي، في إشارة إلى والبحث عن الجسيمات الله - ويعرف أيضا باسم بوزون هيغز. ذلك بالضبط ما هو هذا "الجسيمات الله" وإذا ما تم اكتشاف وأخيرا سيتغير؟
بوسون هيغز هو الجسيمات الافتراضية الابتدائية التي يتوقع أن توجد من النموذج القياسي لفيزياء الجسيمات وجودها، بعبارات بسيطة، سوف يشرح لماذا الجزيئات الأساسية مثل الكواركات والإلكترونات لها كتلة. كان يلقب الجسيم في "الجسيمات الله" من قبل ليون ليدرمان، وهو فيزيائي أمريكي التجريبية والحائز على جائزة نوبل بسبب دوره الحاسم للجسيمات في أعمال الأساسية للفيزياء في القرن 21st، جنبا إلى جنب مع المراوغة مذهلة.
وقد قضى سنوات الفيزيائيين الحنين لالقاء نظرة للجسيمات، لدرجة أنها أنفقت 10 مليار دولار على مصادم الجسيمات الضخم في CERN، معجل الجسيمات خارج جنيف في سويسرا. بعد سنوات من الكد، يبدو أنها قريبة أخيرا إلى العثور على "لعنة الله عليه،" الجسيمات (الملقب من قبل بعض علماء الفيزياء حتى لأنها تميل إلى سحب الشعر في الإحباط في محاولات للاستيلاء عليها)، في ديسمبر 2011 و كان هناك موجة من النشاط في CERN كبيانات تشبه تم القبض على بوسون هيغز. إذا كانت البيانات المستقبل المزمع جمعها في وقت لاحق من هذا العام يعزز هذا الاكتشاف من ديسمبر الماضي، واستولت من المرجح أن هيغز تعتبر واحدة من الاكتشافات القرن 21st العظيمة.
2. في نهاية المطاف لمكافحة الشيخوخة كريم
الكأس المقدسة من مستحضرات التجميل، ونافورة الشباب الأسطورية - حسنا يبدو من المرجح الآن أن نحن قريبون من اكتشاف في نهاية المطاف لمكافحة الشيخوخة الصيغة. حسنا، ربما لا، ولكن على الأقل هناك أساس نظري للعلاج بالجينات في الطب يهدف الآن في تباطؤ وعكس عملية الشيخوخة، وكذلك تؤثر على عمليات أمراض مثل السرطان.
وقد اكتشف العلماء في كلية الطب بجامعة هارفارد آلية الوراثية التي تمكنهم من العمر بشكل مصطنع، وتجديد ثم الفئران المعملية. وبالتالي، فمن الممكن من الناحية النظرية على عكس بعض الآثار من عملية الشيخوخة في الثدييات. انها حققت ذلك عن طريق إنشاء مفتاح الجينية في الجين الذي يتحكم في التعبير عن التيلوميراز، وهو الانزيم الذي يتحكم في إصلاح التيلوميرات (خيوط من الحمض النووي المتكررة التي تحمي نهايات الكروموسومات)، والتي هي حاسمة في عملية الشيخوخة، فضلا عن بالتورط في السرطان. هذا البحث لديها القدرة على انتاج تقدما كبيرا في علاج أمراض مثل الأورام الخبيثة والأمراض المرتبطة بالعمر في المستقبل.
3. حتى السفر عبر الزمن ممكن؟
حسنا ربما، ولكن من غير المحتمل، وفقا لغالبية المجتمع الفيزياء. في سبتمبر 2011، تسببت الباحثين من التعاون OPERA ضجة في الأوساط العلمية عندما أعلنت أنها قد يقاس النيوترونات (صغير الجسيمات دون الذرية) التي ظهرت في السفر أسرع من سرعة الضوء. والفقراء أينشتاين يتقلب في قبره في الأخبار، وهذا لن تنتهك فقط نظريته في النسبية الخاصة، ولكن أيضا سيكون صخرة الأساسية للأسس الفيزياء النظرية.
ومع ذلك، فإن الغالبية العظمى من المجتمع العلمي عرض النتائج بطريقة مشكوك فيها وتبين أنه لا بد من بعض الشذوذ في النتائج. علماء الفيزياء تتدافع الآن لتكرار التجربة في وقت لاحق بشكل مستقل هذا العام؛ الذي ينطوي على اطلاق النيوترونات في جهاز كشف على بعد مئات الأميال وقياس الوقت الذي يستغرقه للرحلة. نسخ مرة واحدة واعتمادا على النتائج، وسوف تتنفس الفيزيائيين إما الصعداء أو ستدخل في مرحلة من الهستيريا مجموعة الشامل؛ إضافة معنى جديد إلى "عدم اليقين" هذا المصطلح في العلوم.
4. البحث عن الكواكب خارج المجموعة الشمسية في منطقة المعتدل
الجميع يتحدث عن ذلك - في الصحافة وفي وسائل الإعلام وجميع أنحاء TV في أي فرصة - 'هل نحن وحيدون؟ استغرق جيدا ان عمليات البحث عن كواكب خارج نظامنا الشمسي التي قد تكون قادرة على دعم الحياة قفزة إلى الأمام في ديسمبر الماضي عندما علماء الفلك في البحث العلمي التابع لناسا مركز اميس أعلنت أنها قد وجدت أفضل المرشحين حتى الآن لكوكب خارج مجموعتنا الشمسية التي يمكن أن تدعم يحتمل الحياة .
الكوكب، واسمه بمودة كبلر-22B بعد التلسكوب شوهد لأول مرة من قبل، هو الانفجار الحق في منتصف المنطقة للسكن المقترح للنجمه - و'المعتدل المنطقة ". وإن لم يكن يعرف الكثير عن تكوين الكوكب (نحو 600 سنة ضوئية، وهذا 3.5 × 1015 ميلا)، من 2.4 مرة حجم الأرض ويدور حول شمسه كل يوم 290. إذا كان لديه السطح، يعتقد العلماء درجة حرارة سطح سيكون في مكان ما حول 210C - مثالية للحياة.
يستمر البحث ويوم واحد قد نجد في الواقع الكوكب خارج المجموعة الشمسية الكمال - واحد التي لديها الحياة على ذلك (الكشف عنها بواسطة وجود الأكسجين وغيرها من المنتجات للحياة في الغلاف الجوي)، والمشكلة تزداد هناك أو حتى يقول مرحبا.
5. الإنسان أبحاث الخلايا الجذعية
الجدل لا يزال يحيط الرئيسية استخدام الأجنة البشرية كمصدر للخلايا الجذعية، ولكن في السنوات الأخيرة قد لجأت أخيرا العلماء المشكلة وأصبحت الآن قادرة على تصنيع طائرة امدادات غير محدودة تقريبا من الخلايا الجذعية في المختبر دون تدمير الأجنة. وقد فتحت هذه امدادات غير محدودة من بوابات الفيضان لأبحاث الخلايا الجذعية، مما يسمح للباحثين لتطوير علاجات جديدة لأمراض مثل العمى ومرض باركنسون إلى علاجات فعالة لضرر في الحبل الشوكي.
تم العثور على الخلايا الجذعية في جميع الكائنات متعددة الخلايا، وأنها يمكن أن تقسم وتفرق في العديد من مختلف أنواع الخلايا المتخصصة، فعال أنهم 'البدل' خلية. في حالة إدخالها في جسم الإنسان، فإنها تميل إلى تغيير في الخلايا التي تحيط بها. هذا له آثار واسعة تصل للطب والبحوث الجارية الآن في جميع أنحاء العالم لإيجاد علاجات فعالة لأمراض مثل التصلب الضموري العضلي الجانبي (والذي له أهمية خاصة هنا في ايرلندا والبروفيسور أورلا هارديمان في مستشفى بومونت تعتبر واحدة من أبرز في العالم الباحثون في الميدان)، الأضرار التي لحقت القلب بعد اصابته بأزمة قلبية، والعمى، والصمم، واضطرابات الجلد، والتهاب المفاصل ومرض الزهايمر ومرض باركنسون على سبيل المثال لا الحصر. مشاهدة هذا الفضاء، بل هو مستقبل الطب.
6. الحوسبة الكوانتية
قد ثورة فيزياء الكم قريبا على وشك أن تؤتي ثمارها مع ظهور أجهزة الكمبيوتر الكم، وهو مصطلح، والذي ساد لعدة سنوات عن الآن. قد وعد من أجهزة الكمبيوتر بسرعة فائقة، وأداء بعض العمليات الحسابية بلايين المرات أسرع من أي جهاز كمبيوتر القائمة على السيليكون والتي قد تتجاوز حتى العقل البشري في القدرة الحاسوبية الخام، لا يكون بعيدا. في أواخر العام الماضي وقدم معلما آخر في السباق لتطوير أول كمبيوتر الكم العملية عند فريق من مركز جامعة بريستول للالضوئيات الكم وضع رقاقة التي تعالج ويقيس التشابك وخليط، واثنين من الظواهر الكمومية التي هي المبادئ الأساسية في مجال الحوسبة الكوانتية .
التطبيقات الرئيسية المحتملة للحوسبة الكم هي في الترميز والاتصالات، إلا أن إمكانات لتطوير المخابرات الاول الاصطناعي هو الآن في متناول الواقع.
7. يمكن أن يكون حقا الزرنيخ لبنة الحياة؟
الزرنيخ عنصر، وصفت تاريخيا السموم من الملوك نظرا لشعبيتها والسم من الطبقات الحاكمة في التخلص من بعضها البعض، شديد السمية لجميع أشكال الحياة المعروفة على الأرض، أو على الأقل هذا ما كنا نظن حتى بضع سنوات مضت.
وقد اكتشف العلماء جرثومة جديدة ناسا في بحيرة مونو في الولايات المتحدة الأمريكية المعادية التي تستخدم الزرنيخ السام القاتل كمكون في أجهزتها الحيوية بدلا من الفوسفور مما تسبب في هزة في طريق العلماء يعتقد تقليديا عن الكيمياء الحيوية للحياة.
تقليديا، كانت ست كتل البناء الأساسية لجميع أشكال الحياة على الأرض الكربون، الهيدروجين، النيتروجين، والأكسجين، الكبريت والفوسفور، مع الغبار من العناصر النزرة القيت في هذا المزيج. اكتشاف جديد يحل محل الفوسفور الزرنيخ يرى كعنصر من العمود الفقري الهيكلية للDNA في ميكروب، مما يمهد الطريق لإجراء تغيير في كيفية عرض العلماء احتمال وجود حياة في مرة واحدة يعتقد بيئات معادية. إذا كان الميكروب يمكن بناء السم القاتل في عملياتها الكيميائية الحيوية، وهو القول بأن الكائنات الحية الأخرى لا وجود لها في الأجزاء الأكثر عداء للنظام الشمسي، وذلك باستخدام العناصر السامة كما أننا نعتبر في الكيمياء الحيوية الأساسية.
8. ما الأمر مع الطقس هذه الأيام؟
من الصعب على أي منا لإغلاق يلاحظ التغييرات الطفيفة في أنماط الطقس من السنوات العشرين الماضية أو نحو ذلك (وأيضا، على أي شخص أكثر من ثلاثين، وهذا هو). ولكن على صعيد أكثر جدية، وقد أظهرت الأدلة الأخيرة من الباحثين المناخ اتجاه مقلق - الصفائح الجليدية في القطب الجنوبي وجرينلاند تذوب بوتيرة أسرع من أي وقت مضى مما كان يعتقد سابقا، مما يجعلها أكبر مساهم منفرد في ارتفاع منسوب مياه البحر.
وأظهرت دراسة أجريت على مدى فترة من ما يقرب من عشرين عاما في عام 2006 والصفائح الجليدية في غرينلاند والقطب الجنوبي تفقد كتلة مجتمعة من 475 جيجا طن (واحد مليار طن) سنويا في المتوسط ​​وأنه تم العثور على وتيرة الخسارة هو التعجيل بسرعة خلال فترة الدراسة. ويتوقعون أنه في المعدل الحالي لذوبان، ومستوى سطح البحر في العالم قد ترتفع بمقدار 32 سم (1 قدم أكثر من) بحلول عام 2050. مع القوة المتزايدة من أجهزة الكمبيوتر العملاقة، والمناخ خبراء الأرصاد الجوية مشغولون نمذجة أنماط الطقس المتغيرة في محاولة لمعرفة كيفية واقع ظاهرة الاحتباس الحراري سوف تؤثر على البيئة في المستقبل، في المستقبل القريب وهذا هو.
9. حتى الآن أصبحنا المهندس المعماري الكبير
كان واحدا من الموازنة تدور من المشاريع الجينوم متعددة خلال السنوات العشر الماضية على معرفة وثيقة لكيفية أزواج قاعدة على DNA يجمع في تسلسل إلى شكل من أشكال الحياة. هذا تحدى الوراثة J. كريغ فنتر، واحدة من اللاعبين الرئيسيين في مشروع الجينوم البشري، لوضع مهاراته المعمارية لمهمة في محاولة لخلق حياة اصطناعية. في عام 2010، نجح في خلق الحياة في المختبر عن طريق الجمع بين الأزواج الأساسية اللازمة ل582،000 الجينوم الكامل للبكتيريا جديدة، اقترح أن تسمى LABORATORIUM الميكوبلازما. هذا يمهد الطريق لالهندسة الوراثية للبكتيريا لأداء مهام مثل صناعة المستحضرات الصيدلانية البيولوجية وأنواع الوقود الحيوي. من يعرف أننا قد تكون قادرة على خلق البكتيريا مصممة لقتل البكتيريا الأخرى.
10. جعل الأدوية فقط لأجلك
الطب شخصي، أو الدوائي إلى المهوسون بيننا، تتحول بسرعة واحدة من أهم مجالات البحث في مجال الطب العلاجي، مع وعد من العلاجات أكثر فعالية لمجموعة من الشروط المنهكة والمحطة الطرفية. ويستند الطب شخصي على فرضية أن العقاقير تعمل بشكل مختلف في مختلف الناس بسبب الاختلاف الجيني. مع ظهور مشروع الجينوم البشري، وثورة في الاختبارات التشخيصية، يمكن للباحثين الآن دوائية خياط عن الأشخاص الذين يعانون من درجة عالية من الدقة، مما يؤدي إلى زيادة كبيرة في فعالية علاجية.
تطبيق أبرز الطب الشخصي سيكون في علاج السرطان - علاج السرطان بدلا من مع 'حجم واحد، يناسب الجميع "النهج كما هو الحال مع العلاج الكيميائي، وسوف تكون قادرة على الأطباء تحديد الأساس الجيني للورم وتصميم نظام المعالجة بناء على ذلك. تكاليف الاختبارات التشخيصية وعدم وجود الأدوية المتاحة حاليا حظر انتشار استخدام الطب الشخصي في الوقت الحالي، ولكن في السنوات القادمة مجموعة من العلاجات الصيدلانية البيولوجية الجديدة سيتم قبل دخولها إلى السوق، وتتويجا لأكثر من ثلاثين عاما من الأبحاث، يبشر مجال علم الصيدلة في التيار الرئيسي للطب.