Forskningsbloggen

I astronomiska sammanhang är högenergetisk gammastrålning ofta ett tecken på extrema kosmiska objekt eller händelser, som tex supernovor, blazars, supermassiva svarta hål, etc. Anledningen till det är att det krävs extrema temperaturer för att materia ska börja sända ut strålning med så högt energiinnehåll (om man bortser från sönderfallande radioaktiva material, som för övrigt inte förekommer i några kosmiska kvantiteter). Den här strålningen är emellertid svår att mäta, för den har svårt att ta sig igenom jordens atmosfär. Därför har Nasa, i samarbete med bland andra Sverige, skickat upp Fermi-teleskopet i omloppsbana utanför atmosfären för att scanna av gammastrålningen i världsrymden.

Källa: NASA

Fermi tar en ny bild av himlavalvet var tredje timme och upplösningen ökar därmed hela tiden. Häromdagen meddelade NASA ett sensationellt fynd: två gigantiska men väl avgränsade bubblor som emitterar gammastrålning skjuter ut från Vintergatans centrum vinkelrätt mot galaxens plan. Man har aldrig sett något liknande tidigare. Bubblorna skjuter ut 25 000 ljusår åt respektive håll. Deras form och skarpa gräns tyder på att de är en konsekvens av ett våldsamt och ganska plötsligt förlopp i galaxens centrum. Förmodligen har materia skjutits ut i så höga hastigheter att gammastrålning bildas när den kolliderar med gaspartiklar utanför galaxen.

Strålning är ett laddat begrepp i Sverige. Få företeelser tycks göra gemene man lika illa till mods. Jag tror att detta grundlades huvudsakligen i samband med kärnkraftsolyckorna på Three Mile Island och i Tjernobyl, och inte minst med bildningskampanjen kring kärnkraft inför folkomröstningen 1980. Jag var själv i åttaårsåldern då, och har mycket tydliga minnen från en filmvisning i skolhuset om härdsmältor.

Det är naturligtvis fullständigt vettigt att vara rädd för radioaktiv strålning, men det kan vara olyckligt att dra alla typer av strålning över en kam. Vissa är skadliga, vissa är skadliga ibland och vissa är ganska nyttiga. Åka på bloggen Stjärnstoft och kugghjul reder ut begreppen med en strålningsserie. Ett fantastiskt initiativ!

Nature rapporterar att forskare vid the Very Large Telescope i Chile nu har lyckats avståndsbestämma det mest avlägsna astronomiska objektet hittills. Det är galaxen UDFy-38135539, vars rödförskjutning man har lyckats mäta upp till 8,56. Det innebär att den befinner sig på ca 13 miljarder ljusårs avstånd från oss och att ljuset vi ser nu alltså har varit på väg hit i 13 miljarder år.

UDFy-38135539 i Hubble Ultra Deep Field (källa: Wikipedia)

Det är Hubble-expansionen av universum som gör att ljusvågorna dras ut och förlängs när de färdas genom den intergalaktiska rymden. Ju längre de färdas, desto längre blir ljusets våglängd när det kommer fram. Det är detta som kallas för rödförskjutning – på grund av att rött ljus har längst våglängd i det synliga spektrumet. Genom att man vet ungefär vilket våglängdsspektrum ljuset från en galax bör ha, gör rödförskjutningen att man kan mäta avståndet till så den.

går, enligt SvD, till upptäckarna av forskningsbloggens favoritämne grafen. Ämnet upptäcktes av de nya Nobelpristagarna Geim och Novoselov 2004 när de lyckades skala av monoatomära 2-dimensionella kolkristaller från grafit. Grafen har oerhört extrema egenskaper, eletriskt och mekaniskt, och det finns stora förhoppningar att det ska leda till nya tekniska tillämpningar inom alla möjliga områden. Allt började med denna artikeln i Science som till dags dato citerats över 3000 gånger. Jag gissar att intresset inte kommer att minska nu.

Molekylära robotar nämndes kort häromdagen som ett exempel på ett av ERC:s pågående forskningsprojekt. Sådana nanometerstora maskiner skulle kunna användas exempelvis i medicinskt syfte, som i science fiction-filmen Den fantastiska resan (Fantastic Voyage) från 1966. Ett problem är dock att robotar måste kunna bära med sig en hel del data för att kunna fungera självständigt, och om själva maskinen bara är uppbyggd av några molekyler finns det inte utrymme att lagra den information som behövs. Nu rapporterar Nature att man gjort vissa framsteg med ‘nanobots’ som istället programmeras av sin omgivning. Man kan få proteinmolekyler att röra sig, och till och med utföra vissa uppgifter, på ett ”underlag” av speciellt veckad DNA.

Minnesgoda läsare minns att vi firade π-dagen den 14 mars. Dagen datum är också värt att fira: noga räknat ligger nämligen 22/7 närmare det sanna värdet på π än vad 3,14 gör.

Idag presenterade regeringens forskningsberedning en rapport kring det svenska forskningssystemet och hur det mäter sig mot omvärlden. Man konstaterar att utveckling på det stora hela inte är positiv. Sverige är världsledande vad gäller forskningsinvesteringar, främst tack vare en forskningsintensiv industri, men vi är långt ifrån världsledande vad gäller kvaliteten på forskningen. Som måttstock har man härvid använt sig av citeringsgrad, alltså hur ofta vetenskapliga artiklar producerade vid svenska universitet citeras av andra forskare jämfört med ett internationellt genomsnitt. Det är bara inom materialvetenskap som Sverige är välrepresenterat bland världsledande forskare (vilket antagligen kommer att stärkas ytterligare när ESS står färdig om några år). I jämförbara länder som Danmark, Schweiz och Nederländerna ser man en mycket bättre utveckling. Nu är ingen, egentligen, förtjust i citeringar som kvalitetsmått, men det är det enda som finns att tillgå.

Rapporten är ett avstamp inför nästa forskningsproposition 2012, och man lägger fram en del förslag till åtgärder. Jag tycker det är intressant att notera att man trycker hårt på industriell innovation, och integration av den sk kunskapstriangeln, som lanserade under Sveriges EU-ordförandeskap 2009, dvs kopplingen mellan utbildning, forskning och innovation. I riktning mot detta talar man bland annat om en stärkt institutssektor, där Sverige är svaga idag, och sk innovationsupphandling, som är en mycket intressant möjlighet. Man föreslår också olika typer av skattelättnader för både forskningsfinansiering och riskkapital. Det är dock inte bara innovation: man vill också stärka den rena forskningen genom att låta de institutionella finansiärerna satsa på sk ”wild cards”, dvs högriskprojekt, och man vill inrätta en speciell typ av finansiering för lovande unga forskare som en typ av post-postdoc. Detta sk ”elitprogram” har fått en hel del uppmärksamhet av media under dagen.

European Research Council (ERC) är ett tämligen nystartat organ under EU-kommissionen som administrerar Sjunde Ramprogrammets ‘Ideas‘-program. Det här är ett program som riktar sig mot vad som omväxlande kallas frontier/blue sky/curiousity driven research. Det handlar alltså om forskning som inte primärt försöker lösa ett specifikt problem utan snarare syftar till att fylla en kunskapslucka för att föra vetenskapen framåt och litegrann ”se vad som händer”.

ERC:s anslag är oerhört prestigefyllda och jättesvåra att få. Svenska forskare har dock haft hygglig utdelning. ERC firar just nu att man delat ut totalt 1000 anslag, och i samband med det har man publicerat en rapport med synopsis för några av de mest intressant projekten de finansierar (pdf). Det handlar om allt möjligt, tex molekylära robotar, förarlösa bilar, cancer, vukanutbrott, klimatet, neurologiska orsaker till penninghunger, exoplaneter, multikulturalism, etc.

Vindkraft är en inte helt okontroversiell teknik. Å ena sidan är atmosfärens rörelseenergi gratis och den medför i sig inga utsläpp av koldioxid eller uttag av fossila resurser. Å andra sidan är effekt- och energiuttag per investerad krona lågt, det krävs ganska stora installationer som belackarna menar förfular landskapet och för att vindkraft ska kunna användas i verkligt stor skala krävs att elnätet kan hantera den ojämna produktion som vind ger.

Ett något åldersstiget vindkraftverk

Icke desto mindre råder det ingen tvekan om att vindkraft kommer att få en ökad betydelse, inte minst i Europa. Det är ett av huvudspåren i EU-kommissionens Strategiska Energitekniksplan och man har nyligen presenterat planer på att stötta utbyggnad av sex stora vindkraftparker inom ramen för det sk NER300-initiativet.

Det huvudsakliga argumentet för vindkraft är miljön. Nu har spanska forskare studerat miljöpåverkan från stora multimegawatts-kraftverk ur ett livscykelperspektiv. Det visar sig att underhållsinsatser under driftsskedet har en relativt sett mycket stor inverkan. I andra hand också möjligheterna att återanvända och återvinna kraftverksmaterialet, i exempelvis rotorbladen. Underhållsfria och återvinningsbara kraftverk kanske blir framtidens musik?

Packningsgrad hos granulära material är ett väsentligt problemområde i ingenjörskonsten, exempelvis vad det gäller att packa ett sandlager under en väg så mycket som möjligt för att undvika att sanden kompakteras ytterligare med tiden och därigenom sjunker ihop och ger sättningsskador. Det är också ett klassiskt matematiskt problemområde, huvudsakligen för att det är svårt att hantera.

Om man betraktar en stor mängd sfäriska kulor som man försöker arrangera så tätt som möjligt i en byrålåda så inser man intuitivt att det effektivaste sättet är att stapla kulorna på samma sätt som man gör i en kanonkulepyramid. Den metoden ger en ”kultäthet” motsvarande 74 % av den totala volymen. Johannes Kepler stack ut hakan i början av 1600-talet och förmodade att detta är den tätast möjliga packningen av sfäriska kroppar, men det visade sig att ingen lyckades bevisa detta matematiskt. Det gick så långt att David Hilbert inkluderade packningsproblemet i sin berömda lista över 23 olösta problem som han lade fram 1900, och det dröjde nästan ytterligare ett sekel innan Thomas Hales vid Princeton kunde lägga fram ett bevis för Keplers förmodande.

Fyrsidig tärning (från Wikipedia)

Om man bara häller ner kulorna och låter dem hitta sin position slumpmässigt, så kommer man att få en täthet på ca 64 %. Hur stor täthet man får beror helt och hållet på hur kornen är formade. I Physical Review Letters publicerades nyligen en studie där man undersökt slumpmässig packning av tetraedrar. (Kuriöst nog har man för sina experimentella studier använt sig av 1000 st fyrsidiga tärningar.) Man kunde därvid konstatera ett nytt ”rekord” vad gäller slumpmässig packning av likformiga konvexa kroppar på 76 %.