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È stato creato un cristallo quantistico

18.11.2012

Sia il diamante prezioso che la grafite economica sono costituiti dagli stessi atomi di carbonio. Una piccola ma molto importante differenza tra questi materiali è la configurazione geometrica dei loro blocchi. Lo stesso materiale non può essere contemporaneamente diamante e grafite. Tuttavia, nella fisica quantistica non esiste una tale limitazione - questo è stato dimostrato da un team di fisici guidato dal professor Immanuel Bloch del Max Planck Institute for Quantum Optics e Ludwig Maximillian dell'Università di Monaco.

Gli esperimenti sono stati condotti con un gas quantistico ultra-raffreddato. Sotto l'influenza di un raggio laser, i singoli atomi possono essere ordinati in strutture geometriche regolari. Ma a differenza dei cristalli classici, tutte le possibili configurazioni di un cristallo quantistico esisteranno simultaneamente. Questa osservazione è stata fatta dopo la transizione delle particelle nel cosiddetto. Stato di Rydberg, in cui sono fortemente eccitati dall'energia del raggio di luce.

"Il nostro esperimento dimostra il potenziale dei gas Rydberg di creare nuovi stati della materia. Pertanto, gettiamo le basi per la modellazione quantistica, ad esempio i magneti quantistici", afferma Immanuel Bloch.

L'esperimento è iniziato raffreddando un insieme di diverse centinaia di atomi di rubidio a temperature vicine allo zero assoluto e intrappolando gli atomi in una trappola di luce. Quindi un reticolo di luce periodico è stato sovrapposto alla nuvola atomica, il cosiddetto. un reticolo ottico che fornisce un riempimento quasi uniforme nella parte centrale della trappola atomica. Quindi, utilizzando un laser, gli atomi sono stati portati nello stato di Rydberg, in cui il guscio elettronico esterno si trova a grande distanza dal nucleo. Di conseguenza, l'area di influenza di questi atomi è cresciuta di circa 10 volte fino a raggiungere dimensioni semplicemente enormi: pochi micrometri, circa 000/1 di un capello umano. Ora questi atomi hanno cominciato ad interagire attraverso il cosiddetto. forze di van der Waals.

La repulsione reciproca di questi atomi porta al fatto che si trovano a una distanza di diversi micrometri l'uno dall'altro. Esiste una correlazione spaziale tra gli atomi, che, a seconda del numero di atomi eccitati, porta a diverse geometrie del reticolo cristallino. Per essere più precisi, tutti i possibili reticoli cristallini esistono lì simultaneamente. Questo nuovo stato della materia è molto fragile, esiste solo finché il raggio laser è acceso e gli atomi sono eccitati.

Scattando "immagini istantanee" di tali configurazioni con una tecnica speciale con la massima risoluzione, gli scienziati hanno identificato varie geometrie di questo cristallo. Le configurazioni tipiche sono tre atomi in un triangolo equilatero, quattro o cinque quadrati di forma e pentagoni regolari. Gli esperimenti sono in buon accordo con le previsioni delle simulazioni numeriche.

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Allungamento dei telomeri per estensione della vita 07.02.2015

Gli scienziati della Stanford University hanno sviluppato un metodo per stimolare le estremità dei cromosomi responsabili dell'invecchiamento umano.

I telomeri sono le estremità dei cromosomi che svolgono una funzione protettiva. Esiste un cosiddetto limite di Hayflick associato all'accorciamento dei telomeri: il numero di divisioni cellulari somatiche è di circa 50, dopodiché le cellule iniziano a mostrare segni di invecchiamento. Gli studi hanno dimostrato che l'enzima telomerasi è in grado di ripristinare il DNA, che agisce sui telomeri, ripristinandone la lunghezza originale.

La nuova tecnologia utilizza l'RNA modificato che trasporta il gene della trascrittasi della telomerasi inversa (TERT). L'introduzione dell'acido ribonucleico aumenta notevolmente l'attività della telomerasi per 1-2 giorni, durante i quali allunga attivamente i telomeri e l'RNA programmato si rompe. Le cellule risultanti si comportano in modo simile a quelle "giovani" e si dividono molte volte più intensamente rispetto alle cellule del gruppo di controllo.

Pertanto, è stato possibile allungare i telomeri di oltre 1000 nucleotidi, il che equivale a diversi anni di vita umana. Ciò che è importante, il processo è completamente sicuro per la salute e non porta a una divisione cellulare incontrollata: il sistema immunitario semplicemente non ha il tempo di rispondere all'RNA introdotto nel corpo, che decade senza lasciare traccia. La scoperta aiuterà ad aumentare il numero di cellule per la ricerca sui farmaci e la modellazione delle malattie e, a lungo termine, per l'estensione della vita.

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