Ülijuhtiv kvantsoojusmasin demonstreeritud
Aalto ülikooli teadlased on ehitanud ja käivitanud esimese tsüklilise kvantsoojusmasina, mis kasutab ülijuhtivaid ahelaid ning muudab absoluutse nulli lähedal olevad väikesed soojushulgad mõõdetavaks tööks. Seade, mis põhineb kvantahela külmikuga seotud ülijuhtival kvantbitil, läbis Otto tsükli ja paistab silma konkreetse sammuna termodünaamilise juhtimise otsese integreerimise suunas kvantseadmetesse. Avaldatud tulemused näitavad positiivset töö väljundit ülimadalates temperatuurides, tuues esile praktilise silla kvantmehaanika ja klassikalise termodünaamika vahel.
Tavalised soojusmasinad muudavad soojusenergia tööks makroskoopilistel skaaladel; kvantversioonid peavad arvestama superpositsiooni, tunneliefekti ja äärmusliku külmaga. Meeskond kasutas ühte häälestatavat külmikut nii soojendus- kui jahutusimpulsside andmiseks, lihtsustades arhitektuuri võrreldes eraldi reservuaaridega. Katse viidi läbi külmkambris nanotoodetud ülijuhtivate komponentidega ning seda jälgiti kvantbiti oleku lugemise kaudu.
Peamised ebakindlused puudutavad endiselt tõhusust, skaleeritavust ja täielikku autonoomsust. Praegune töö sõltub endiselt välistest juhtimpulssidest; tõeliselt autonoomsed versioonid, mis võiksid asendada miljoneid mürarikkaid mikrolainejuhtmeid suuremahulistes kvantarvutites, on alles arendamisel. Kas see lähenemine suudab oluliselt vähendada riistvara keerukust sadade tuhandete füüsiliste kvantbittidega süsteemide puhul, on tõestamata.
Allikad: ScienceDaily (Aalto University), Nature Communications.
Tuumareaktori antineutriinode järelkuma esmakordne tuvastamine
Double Chooz koostöö on esmakordselt mõõtnud nõrka antineutriinosignaali, mida kiirgab välja lülitatud tuumareaktor ja selle kasutatud kütuse basseinid. 17 päeva jooksul, mil mõlemad Chooz’i reaktorituumad olid välja lülitatud, registreeris maa-alune detektor umbes 100 kandidaatsündmust, mis vastasid jääk-lõhustumisproduktide lagunemise ennustustele. Tulemus, mis avaldati ajakirjas Physical Review Letters, näitab, et antineutriinode seiret saab jätkata ka siis, kui reaktorid on pimedad.
Antineutriinosid toodetakse lõhustumise ajal rohkelt ning need liiguvad läbi varjestuse peaaegu takistamatult. Varasemad katsed keskendusid töötavatele reaktoritele suure vooga; pikaealiste isotoopide jääkkiirgus on palju nõrgem ja oli jäänud tuvastamata. Vedelstsintillaator-detektor, mis asub 400 m kaugusel tuumadest, kasutas iseloomulikke topeltvälgu signatuure signaali eraldamiseks taustast.
Pingekohad hõlmavad väga madalat sündmuste määra ja vajadust erakordselt puhta tausta järele. Kuigi andmed kinnitavad kütuseinventari mudeleid, nõuavad praktilised järelevalverakendused suuremaid detektoreid või pikemaid mõõtmisi, et saavutada kasulikku täpsust kasutatud kütuse inventaride kohta. Täiendavad jõupingutused nagu JUNO-TAO alles hakkavad sama režiimi uurima.
Allikad: ScienceDaily (Max-Planck-Institut für Kernphysik), Physical Review Letters.
Vanenemine kaardistatud astmelise rakulise ümberkujundamisena
21 miljoni hiireraku üherakuline analüüs viie eluetapi jooksul näitab, et vananemine kulgeb diskreetsete, koordineeritud rakupopulatsiooni muutuste faaside kaudu, mitte järkjärgulise molekulaarse kulumisena. Junyue Cao meeskond Rockefelleri ülikoolist leidis, et ainult umbes veerand rakualamtüüpidest muutub dramaatiliselt: esmalt kahaneb regeneratiivsete ja struktuursete rakkude hulk, hiljem laienevad põletikulised immuunpopulatsioonid. Töö raamistab vananemise ümber programmeeritud „rakuseltsi ümberkujundamisena“.
Varasemad mudelid rõhutasid kumulatiivset kahju DNA-le, valkudele ja organellidele. Kõrge läbilaskevõimega geeniavaldumise profileerimine 14 koe lõikes näitas reprodutseeritavaid etapispetsiifilisi dünaamikaid ning järjepidevaid geeniväliseid piirkondi, mis avanevad või sulguvad, osutades ülesvoolu molekulaarsetele signaalidele, sealhulgas raku signaalainetele. Inimese verevalgu andmed näitavad analoogseid keskea üleminekuid.
Ebakindlused keskenduvad põhjuslikkusele ja sekkumisele. Konserveerunud programmi olemasolu ei tuvasta veel pearegulaatoreid, mida saaks ohutult ümber programmeerida, ega tõesta, et etapid on vältimatud, mitte keskkonna poolt moduleeritud. Hiire ajaskaalade ja rakukaartide ülekandmine inimestele ning testimine, kas varajane sekkumine suudab trajektoore lähtestada, jääb avatuks.
Allikad: Quanta Magazine, Science.