Stanislav Mihulka

V laboratořích SLAC National Accelerator Laboratory je připravený k práci extrémně výkonný rentgenový laser s volnými elektrony, ve vylepšené verzi LCLS-II. Tento systém může zobrazit jednotlivé atomy nebo toky energie mezi atomy a molekulami. Měl by přinést průlomy v chemii, biologii nebo kvantové mechanice.

Podle nové studie stojí přinejmenším za částí transkripčních chyb, které vedou ke vzniku mutací v DNA, hektické kvantové tunelování neposedných protonů. Tyto částice, jak tvrdí počítačové simulace, by měly bleskurychle tunelovat skrz vodíkové vazby mezi nukleotidy. Když se ve chvíli rozštěpení takové vazby protony zrovna nacházejí na „špatné“ straně, může dojít k mutaci.

Ponorková torpéda nejsou na potápění lodí špatná. Ponorky ale nejsou vždy k mání a výstřel torpéda je velice nákladný. Američtí vojenští vývojáři vytvořili kit Quicksink, s jehož pomocí lze obyčejnou gravitační pumu změnit na sofistikovanou munici, která potopí loď jediným přesným zásahem, za zlomek nákladů na ponorkové torpédo.

Slávička mnohotvará umí děsivé invaze ve stojaté i pomalu tekoucí vodě, které mohou přinášet astronomické finanční ztráty. Důmyslné BioBullets obsahují směs solí, která slávičky zabije, v líbivém převleku, aby přelstily slávičky, které se živí jako opatrní filtrátoři.

BRCA2 je velký a důležitý protein, který opravuje poškozenou DNA. Při překotné evoluci lidského druhu se kácel les a nehledělo se na třísky. Jednou z „třísek“ bohužel byla mutace v nejdůležitější části sekvence BRCA2, kvůli které se snížila účinnost oprav proteinem BRCA2 o 20 procent. To přispívá k nápadně vysokému počtu rakovin u lidí.

Pulsar PSR J0523−7125 je sice velice jasný, ale zároveň je pomalý a má velmi široké výtrysky rádiového záření. Proto se před našimi zraky skrýval až do chvíle, než se jeho směrem podívala soustava radioteleskopů ASKAP. Díky „slunečním brýlí“ si všimla vysoce polarizovaného záření pulsaru a pozoruhodný objev byl na světě.

Dnešní pokročilé eukaryotní buňky vznikly endosymbiózou, ve které spojili síly předci eukaryot s bakteriálními metabolickými šampiony. Jejich potomky máme dodnes v buňkách, jako mitochondrie a v případě fotosyntetických linií také jako plastidy. Tajemství dávné endosymbiózy pomohou odhalit fotosyntetické chiméry kvasinek se sinicemi.

Vezměte vesmírný dalekohled, pošlete ho daleko od Slunce a tam ho nechte pozorovat exoplanetu, která se nachází přesně za Sluncem. Až budeme mít k dispozici pořádný kosmický pohon, tak bychom tímhle způsobem mohli pozorovat oceány, kontinenty nebo vegetaci na povrchu exoplanet.

Roušky jsou jednoduchým a velmi účinným prostředkem proti šíření infekce. Materiáloví vědci stejně účinně využívají použité roušky proti šíření prasklin v betonu. Tato technologie by mohla zachránit roušky z odpadu a dát jim šanci na nové vzrušující aplikace ve stavebnictví.

Britský startup navrhuje vzít na milost nepopulární vodní květy a vrhnout je do bitvy proti uhlíku. Explozivně rostoucí vodní květ sežere spoustu uhlíku a pak je možné narostlé sinice a řasy sklidit, usušit a pohřbít v poušti do zapomnění. Tyhle technologie zvládne odstraňovat uhlík z atmosféry levně a ve velkém měřítku.

Křemíkové nanočástice ve tvaru hvězdy snadno pronikají do nádorových buněk. Díky své struktuře sabotují cytoskelet, tedy buněčnou kostru těchto buněk a zablokují tím jejich dělení. Podobné mechanické nanoléky by se mohly stát základem pro nové léčby rakovin i dalších závažných chorob.

Nová metoda výroby ultra čistých diamantových disků s NV defekty umožnila vznik mnohem větších disků tohoto typu, než bylo doposud možné. Na jeden takový disk je teoreticky možné uložit až 25 EB dat. Na trhu by prý disky „Kenzan Diamond“ měly být už příští rok, tak uvidíme.

Běžný a populární trilobit českého Barrandienu Dalmanitina socialis s pozoruhodnou konstrukcí očí inspiroval revoluční nanofotonickou neurální kameru se sofistikovanými metačočkami. Dokáže současně zobrazit kvalitně zaostřené objekty, co jsou vzdálené 3 centimetry až 1,7 kilometru.

GRX-810 je nová slitina z okruhu ocelí zpevněných disperzí oxidických částic. Díky počítačovým simulacím a 3D tisku vznikl materiál, který je výjimečně pevný a odolný při teplotách kolem 1 000 °C. Podobné materiály by měly sehrát klíčovou roli v nových letounech i raketách.

Americké ministerstvo obrany spustilo přípravy ke stavbě prvního amerického jaderného reaktoru IV. generace. Půjde o mobilní mikroreaktor projektu Pele, na němž pracuje Strategic Capabilities Office. Mikroreaktor o výkonu 1-5 MW by se měl vejít do nákladního automobilu a při jeho konstrukci bude zásadní důraz na bezpečnost i při těch nejhorších scénářích.

Pozoruhodný úspěch odborníků US Navy přináší průlom v technologiích přenosu energie na dálku. V rámci projektu Safe and Continuous Power bEaming – Microwave (SCOPE-M) přenesli energii pomocí paprsku mikrovln o frekvenci 10 GHz na vzdálenost přes 1 kilometr. S touto technologií bude možné posílat energii z orbitálních solárních elektráren na Zemi i jednotkám v terénu.

Bílí trpaslíci v těsných dvojhvězdách, kteří mají velmi silné magnetické pole, mohou na svých magnetických pólech odpalovat fúzní mikroexploze. V tomto případě je ale nutné „mikro“ umístit do hodně tučných uvozovek. Mikronovy mají sílu asi jedné miliontiny novy, což je stále dost extrémní termonukleární exploze.

Iron Dome je skvělý, bezpochyby. Jeho provoz je ale velice nákladný. Jen samotná jedna raketa přijde na 100 tisíc dolarů. Oproti tomu jeden výstřel laserového systému Iron Beam (Železný paprsek) stojí asi 1 dolar. Také mu nedojde munice, dokud do systému teče elektrický proud.

Inžgenýři MIT postavili rekordně účinný termofotovoltaický článek. Nemá pohyblivé komponenty a pracuje při teplotách 1 900 až 2 400 °C, které jsou nedostupné pro konvenční parní turbíny. Termofotovoltaické články by se mohly stát základem rozvodných sítí, kompletně postavených na obnovitelné energii.

Rydbergovy polaritony jsou bosonové kvazičástice, které by se mohly stát základem kvantových obvodů pro kvantové simulátory. Díky tenkému plátku kupritu, tedy oxidu měďnatého, se podařilo vytvořit Rydbergovy polaritony stokrát větší než doposud. Dalším krokem budou kvantové obvody.

Pokud vám nestačil katapult, na orbitu se chystá pálit hypersonické vodíkové dělo společnosti Green Launch. Navazuje na program Super High Altitude Research Project (SHARP) a hodlá vypouštět projektily s úsťovou rychlostí Mach 17,5. Hypersonické dělo vypálí na nízkou oběžnou dráhu cokoliv, co vydrží přetížení 30 tisíc G. Ještě letos chtějí přestřelit Kármánovu hranici.

Technologie MOlecular Solar Thermal je založená na molekule, která změní strukturu po ozáření slunečním svitem. Vznikne izomer bohatý na energii, který je možné uskladnit v kapalné formě, až 18 let. Energii lze opět uvolnit v podobě tepla použitím speciálního katalyzátoru. Termoelektrický generátor poté z tepla vyrobí požadovanou elektřinu.

Americká kosmická agentura NASA uzavřela dohodu Space Act se společností SpinLaunch. Ještě letos hodlají uskutečnit suborbitální test katapultu v prostoru Spaceport America v Novém Mexiku, při němž bude náklad vržen „pomalejší“ rychlostí Mach 1,3 na suborbitální let.

Výkonná soustava radioteleskopů MeerKAT v jižní Africe ulovila pozoruhodný megamaser, který nese jméno Nkalakatha. Jde o první hydroxylový megamaser, jaký tato soustava objevila a zároveň i nejvíce vzdálený ze všech hydroxylových megamaserů, jaké známe. Tyto přirozené vesmírné masery obvykle vznikají v důsledku srážek galaxií a promíchání jejich plynu.

Zajímavou relaxaci od problémů dneška nabízí psychedelický výzkum specialisty na „nekonvenční výpočty“ Andrewa Adamatzkyho. V elektrické aktivitě různých hub objevil sestavy signálů, které se podezřele podobají projevům lidské řeči. Čert ví, co to je, další výzkum snad napoví víc.

Program hypersonické střely se scramjetovým pohonem HAWC, která ničí cíl kinetickou energií, má za sebou další významný milník. V tomto historicky druhém letovém testu sehrál hlavní roli jiný design než během prvního testu. Raketu od Lockheed Martin poháněl scramjet od Aerojet Rockedyne.

Při radioaktivní přeměně obvykle vzniká záření alfa, beta nebo gama. Jsou ale i další možnosti. Vzácným typem radioaktivity je emise protonu. Některé umělé izotopy mohou vyzářit jediný proton. Ve finské laboratoři Accelerator Laboratory na University of Jyväskylä vyrobili izotop lutecia-149 s bizarně tvarovaným jádrem, který si při emisi protonu připsal hned několik rekordů.

V centrifugálním probublávajícím jaderném termálním pohonu probublává plynný vodík taveným uranovým materiálem. V něm se prudce ohřeje a rychle se rozpíná, až vyletí z trysky ven. Takový pohon by byl pro kosmické lodi efektivnější než například spalování vodíku s kyslíkem. Vývoj je v počátcích, technické obtíže nemalé, ale hluboký vesmír volá. Není na co čekat.

Populárně vědecká média zaujala laserová aneutronická fúze s vodíkem a bórem-11, která využívá technologii zesilování laserového svazku „Chirped pulse amplification“. Je úplně jiná, než byste u fúze čekali, reakce jsou rozporuplné, uvidíme, jak to dopadne.

Systém LVSS ADA C-UAS nabízí sofistikovaný a technologicky pokročilý boj proti hejnům dronům. Zahrnuje sledování velkého počtu cílů a jejich analýzu s využitím umělé inteligence, stejně jako boj proti cizím dronům s využitím rádiových vln, do vzdálenosti 1,5 kilometru.

Země je jako obrovský pouťový balónek naplněný heliem, který netěsní. Podle nového výzkumu každoročně uniká ze zemského jádra asi 2 tisíce gramů izotopu helia-3. Většina ho pochází z doby Velkého třesku a do nitra Země se dostal při vzniku planety, z materiálu dávné hvězdné porodnice.

Horkou novinkou v imunoterapii nádorů s CAR T buňkami jsou biologické minitovárny MASTER, jejichž houbovitá struktura připomíná maršmeloun (žužu, anglicky marshmallow). Po vložení do pacienta v nich proběhne rychlá výroba CAR T buněk. MASTER pak chrlí CAR T armádu, která léčí nádor mnohem rychleji a levněji než klasická CAR T imunoterapie.

Nový design optického mikrorezonátoru přinesl první homogenní fotonový plyn, v němž fotony fungují podobně jako atomy či molekuly v běžném plynu. Díky kvantové degeneraci je po překročení určité hustoty velmi snadno stlačitelný. Výzkum by mohl přinést praktické aplikace v podobě nových senzorů.

Tahle vakcína se neptá, jestli se chcete očkovat nebo ne. Prostě se nakazíte a vakcína, založená na přenosném virovém vektoru, se už o zbytek postará sama. Skalní odpůrci se mohou chránit rouškou, pokud jim nevadí víc než samotné očkování. Prozatím nepůjde o lidi, nýbrž o jiné živočichy, kteří přenášejí nebezpečné patogeny. Takové vakcíny zatnou tipec pandemiím dřív, než se objeví.

Onemocnění srdce a cévní soustavy jsou metlou lidstva a nejspíš budou i v dohledné budoucnosti. Pomoc s komplikovanou diagnostikou nabízejí umělé inteligence. V centru Cedars-Sinai vycvičili inteligenci, která analyzuje snímky CT angiografie a na jejich základě předpovídá riziko infarktu.

Přenos kvantového signálu se neobejde bez opakovačů. Ty ale potřebují kvantovou paměť, do které se uloží qubit, aby mohl být přenesen na foton, který opakovač posílá dál. Kvantová paměť by přitom měla udržet qubit co nejdéle, což není snadné. Nový výzkum posunul rekord v tomto směru čtyřicetkrát.

Radioteleskopy před necelými dvěma lety vystopovaly v hlubokém vesmíru velmi zvláštní rádiové kroužky (ORC). Mají velikost zhruba 1 milionu světelných let a obklopují galaxie s velmi aktivním jádrem. Doposud nejlepší snímky rádiového kroužku pořídila jihoafrická soustava radioteleskopů MeerKAT. Jak je vidět, pokročilé radioteleskopy jdou po krku záhadě rádiových kroužků.

Klasický pohled na černé díry říká, že nemají vlasy. Jen hmotnost, rotaci a elektrický náboj. Ve spojení s Hawkingovým zářením je to smrtící kombinace, která vede k informačnímu paradoxu černých děr. Astrofyzikální kadeřníci se s tím ale nehodlají smířit a přicházejí s tím, že černé díry mají kvantové vlasy.

Stačilo lehce pozměnit nastavení a šikovná umělá inteligence MegaSyn namísto nových léků navrhovala vražedné chemické bojové látky. Je to další problém, o němž je dobré vědět, ale se kterým moc nepomohou zákazy. Namísto boje proti inteligencím bude lepší využít jejich služby v ochraně před podobnými látkami.

Jak snadno a levně vyrobit polymer, který zajistí slušnou životnost potrubí nebo třeba betonovému povrchu? Smíchejte síru s dicyklopentadienem, odpadním produktem z ropných rafinerií. Zahřejte na 140 °C. Těšte se z výhod ochranné vrstvy, která kromě odolnosti nabízí odstraňování toxických kovů a snadnou opravu zahřátím.

Astronauti programu Apollo instalovali na Měsíci zrcadla, do nichž buší lasery pozemních observatoří. Můžeme to využít pro spuštění gigantické gravitační observatoře, aniž bychom museli vybudovat nové gravitační zařízení. Ďábelsky jednoduchý nápad by mohl přinést možnost detekce mikrohertzových gravitačních vln.

Britští vojenští vývojáři Defence Science and Technology Laboratory (Dstl) vyvíjejí biobaterie, které obsahují DNA, enzymy, kyselinu mléčnou a vodu. Jsou lehké, praktické, netoxické a v případě zásahu projektilem či střepinou neexplodují ani nevzplanou. Mohly by změnit využívání elektroniky, jak ho dnes známe.

Moderní bojové operace vyžadují přesnou souhru digitálních systémů a přesné načasování. To mají obvykle na starost GPS systémy, které jsou ale zároveň zranitelné. Královské námořnictvo proto sází na nový typ „kapesních“ atomových hodin, které se na palubě HMS Prince of Wales zúčastní cvičení NATO Exercise Cold Response 2022.

Elastomery z kapalných krystalů, které se používají na výrobu umělých svalů pro roboty, nalezly nové využití. Je z nich velice pevný a zároveň superlehký materiál, který výtečně absorbuje energii rozmanitých nárazů. Těšte se na nové přilby, osobní pancíře i ochranné prvky pro nejrůznější dopravní či sportovní prostředky.

V srpnu 2021 opět explodovala „klasická“ rekurentní nova RS Ophiuchi. Astronomové na ni namířili Čerenkovovy teleskopy observatoře H.E.S.S. Bylo to poprvé, kdy jsme pozorovali novu v oblasti vysokoenergetického gama záření. A stálo to za to. Ukázalo se, že exploze urychlila částice okolní hmoty až teoretickému limitu.

Představte si vodní elektrárnu. Přehrada, nádrž se spoustou vody a turbíny. Tohle všechno je možné nahradit opovážlivě ambiciózním systémem Electric Truck Hydropower, který je založený na nonstop konvoji elektrických náklaďáků, co vozí dolů z kopce cisterny s říční vodou a nabíjí při tom baterie.

Na severozápadním pobřeží Grónska se skrývá pořádný impaktní kráter Hiawatha o průměru 31 kilometrů. Leží na něm kilometr ledu a řada záhad. Díky dvěma nezávislým datováním impaktového materiálu, který vynesla voda z tajícího ledu, už podle všeho známe jeho stáří. Kosmický náraz ho vyhloubil na sklonku paleocénu, před zhruba 58 miliony let.

V čínském technologickém parku Zoucheng testují zařízení pro výrobu benzínu z oxidu uhličitého a vodíku. Je to jako zabíjet dvě mouchy jednou ranou. Technologie odčerpává oxid uhličitý a zároveň nabízí cenné produkty, jako je třeba benzín. Výsledky testů jsou potěšující, vyhlídky technologie slibné.

Hydrogel obsahuje spoustu vody a další vodu může nasávat ze vzduchu. Bývá to ale pomalé a nepříliš efektivní. Průlom by měl přinést „slaný“ hydrogel obsahující zwitteriontové molekuly, které v hydrogelu udrží hygroskopické soli. Výsledkem je velmi žíznivý hydrogel, který vytěží spoustu vody z dost suchého vzduchu.

Dnešní extrémní elektromagnety ve fúzních experimentech sice vytvoří monumentální magnetická pole, jsou ale velice zranitelné vysokoenergetickými částicemi, jakých se při fúzi objevuje spousta. Provoz ve fúzní elektrárně by takové elektromagnety moc dlouho nepřežily. Nové elektromagnety se supravodiči z niobu a cínu to zvládnou.