Čítanie univerzálnych mikroživín a ultra studených atómov - Znalosti - Stuttgarter Zeitung
Cesta do sveta výživy a technických inovácií našich predkov z laserovej chladničky: Profesori Hans Konrad Biesalski a Tilman Pfau poskytnú čitateľom Stuttgarter Zeitung pohľad na ich výskum.
Stuttgart - Hans Konrad Biesalski môže rozprávať zaujímavé príbehy, aj keď sa to poriadne skomplikuje. Špecialista na výživu z Hohenheimu vzal čitateľov čitateľskej univerzity na fascinujúcu cestu do minulosti: Ako ovplyvnila strava vývoj človeka? Zablúdili vyhynuté druhy na vedľajšiu koľaj? Má chôdza vo vzpriamenej polohe niečo spoločné s jedením, dostupnosťou jedla? Biesalski, ktorý vedie Ústav pre biologickú chémiu a výživové vedy na univerzite v Hohenheime, priblížil históriu ľudského vývoja z pohľadu odborníka na výživu. „Motorom evolúcie boli a sú mikroživiny, vitamíny, minerály a stopové prvky. Tieto zložky potravy neposkytujú žiadnu energiu, a preto vás nenapĺňajú. Rovnako neexistuje hlad po mikroživinách, ale sú nevyhnutní, “vysvetlil Biesalski. Jeho nedostatok vedie k chronickým chorobám a vývojovým poruchám.
Fyzika medzi hmotou a svetlom
Fyzik Tilman Pfau uniesol publikum na čitateľskej univerzite do sveta atómových častíc a extrémne nízkych teplôt. V nadväznosti na názov svojej prednášky začal vedúci 5. fyzikálneho ústavu na univerzite v Stuttgarte otázkou: Prečo fyzika vlastne potrebuje také extrémne studené atómy? Jeho odpoveď: fyzika chce „získať prístup do kvantového sveta“. Pripomenul nám, že centrálne stavebné prvky počítačov sa zmenšujú a zmenšujú. Táto „miniaturizačná evolúcia“ by prirodzene narazila na limit, konkrétne na veľkosť jednotlivých atómov. Tam sa zaoberáte pravidlami kvantovej fyziky a mali by ste im porozumieť.
V známom svete fyzici rozlišujú medzi hmotou, ktorá sa skladá z častíc, a svetlom, ktoré sa šíri vo vlnách, a preto ich nemožno lokalizovať na jasne určenom mieste. V kvantovom svete je to iné: svetlo môže mať vlastnosti častíc. Svetelné častice sa nazývajú fotóny. Naopak, hmota sa môže správať ako vlna, a preto má vlnovú dĺžku. Táto vlnová dĺžka je menšia, takáto častica je ťažšia a rýchlejšia. Vlnová dĺžka človeka je nezmyselne malá. „Preto ma vidíš ako časticu,“ povedal Pfau.
Iné je to s ľahkými a pomalými atómovými časticami. Fyzici môžu študovať ich vlnové vlastnosti. To, že je častica pomalá, znamená, že má nízku teplotu, pretože „teplota je pohyb“. A tak sa stáva, že veľa fyzikov zaujíma extrémne chladné atómy. Niekoľko stupňov Celzia pod nulou je málo. Mala by byť blízko absolútnej nuly okolo mínus 270 stupňov Celzia; Fyzici to nazývajú nula Kelvinov. Veľa sa dá dosiahnuť pomocou tekutého hélia; pomocou trikov sa môžete dostať do oblasti jedného millikelvinu.
Ak však chcete klesnúť na milióntinu Kelvina (mikrokelvin), musí to byť laserové chladenie. Matičné vlny sú potom asi také veľké ako svetlé vlny; môžete ich zviditeľniť. S následným „odparovacím chladením“ môžete dokonca dosiahnuť nanokelvin. Trik spočíva v podstate v zostrelení lietajúcej častice laserom a jej spomalení.
V tomto studenom stave sa vlny hmoty môžu prekrývať a vytvárať interferencie, napríklad vlny vo vode, ktoré sa stretávajú a čiastočne zosilňujú, čiastočne zhasínajú. Takéto prekrytia, uviedol Pfau, sú „základom pre všetky inovácie, ktoré vychádzajú z kvantovej mechaniky“ - napríklad kvantový počítač alebo experimenty v Pfauovom inštitúte s novými chemickými väzbami medzi exotickými atómami.