علم و آگاهی

یک ژن انسانی که توسط ویروس آبله «دزدیده» شده، رفتاری بی‌سابقه نشان می‌دهد

پژوهشگران یک ژن انسانی را در ژنوم نوعی پاکس‌ویروس یافته‌اند که رفتاری بی‌سابقه از خود نشان می‌دهد: این ژن با وجود داشتن عملکرد زیستی، همچنان توانایی «جهش» و جابه‌جایی در ژنوم را حفظ کرده و حتی از ژنوم انسان وارد ژنوم یک ویروس شده است.

برخلاف تصور رایج، دی‌ان‌ای ساختاری کاملاً ثابت نیست. تقریباً نیمی از ژنوم انسان از «عناصر قابل انتقال» یا ژن‌های جهنده تشکیل شده است؛ توالی‌هایی که می‌توانند نسخه‌هایی از خود ایجاد کرده و در نقاط دیگری از ژنوم قرار گیرند. بیشتر این عناصر امروزه غیرفعال‌اند، اما گاهی طی فرگشت برای انجام یک عملکرد زیستی به خدمت گرفته می‌شوند.

یکی از این موارد، ژن BC200 است که حدود ۴۰ میلیون سال پیش در نیای مشترک برخی نخستی‌ها از یک عنصر قابل انتقال منشأ گرفت. این ژن عمدتاً در نورون‌ها بیان می‌شود و یک آر‌ان‌ای غیرکدکننده تولید می‌کند که احتمالاً در تنظیم ترجمه آر‌ان‌ای‌های پیام‌رسان عصبی به پروتئین نقش دارد. بااین‌حال، عملکرد دقیق آن هنوز کاملاً مشخص نیست.

اکنون پژوهشگران دو نسخه از این ژن انسانی را در ژنوم «ویروس مولوسکوم کونتاژیوزوم» یا MCV پیدا کرده‌اند؛ پاکس‌ویروسی که فقط انسان را آلوده می‌کند و معمولاً موجب ضایعات پوستی نسبتاً بی‌خطر می‌شود.

بررسی‌ها نشان می‌دهد این دو نسخه در دو رویداد مستقل وارد ژنوم ویروس شده‌اند. پژوهش اصلی نشان می‌دهد این انتقال‌ها احتمالاً از طریق سازوکار رتروترانسپوزیشن وابسته به LINE-1 و در تاریخ انسان مدرن رخ داده‌اند. تخمین‌ها نشان می‌دهد یکی از انتقال‌ها دست‌کم حدود ۲۵ هزار سال و دیگری دست‌کم حدود ۳۱ هزار سال قدمت دارد.

نکته مهم این است که پاکس‌ویروس‌ها معمولاً توالی‌های غیرضروری ژنوم خود را به‌سرعت از دست می‌دهند. باقی ماندن این ژن‌ها برای هزاران سال این احتمال را مطرح می‌کند که وجود آن‌ها برای ویروس سودمند باشد، هرچند نقش دقیق BC200 در ویروس هنوز مشخص نشده است.

پژوهشگران همچنین دریافتند که این ژن پس از به‌دست‌آوردن عملکرد زیستی، توانایی جابه‌جایی خود را از دست نداده است. در نخستی‌های بررسی‌شده، صدها نسخه اختصاصی از آن در دودمان‌های مختلف ایجاد شده و حتی در جمعیت امروزی انسان نیز درج‌های ژنتیکی ویژه برخی افراد مشاهده شده است؛ شواهدی که نشان می‌دهد فعالیت آن احتمالاً هنوز ادامه دارد.

این یافته تصور قدیمی درباره مرز میان «ژن عملکردی» و «عنصر جهنده» را به چالش می‌کشد. تصور می‌شد عناصر قابل انتقال پس از آنکه طی فرگشت برای انجام عملکردی مفید به خدمت گرفته می‌شوند، قابلیت جابه‌جایی خود را از دست می‌دهند؛ اما BC200 نشان می‌دهد یک توالی می‌تواند هم عملکرد سلولی پایدار داشته باشد و هم همچنان متحرک باقی بماند.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: Science

#ژنتیک
#تکامل
#ویروس‌شناسی
#زیست‌شناسی

هر جمعه
یک موزیک ویدئو!

🎧 Track: Driven Under
👤 Artist: Seether
💽 Release: Disclaimer
📅 Date: 2002-08-20
🎹 Genre: Post-Grunge, Alternative Metal

🗣

Do you think I'm faking
When I'm lying next to you?
Do you think that I am blind
There's nothing left for me to lose?
Must be something on your mind
Something lost and left behind
Do you know I'm faking now?
Do you know I'm faking
When I'm lying next to you?
Do you know that I am blind
To everything you ever do?
Must be something on your mind
Something lost for me to find
Do you know I'm faking?
Then she told me she had a gun
It sounded like she'd used it once before on him
Then she told me she had a gun
It sounded like she'd used it once before, oh, man
I guess you know I'm faking
When I tell you I love you
I guess you know that I am blind
To everything you say and do
Must be something on my mind
There's nothing left for me to hide
Do you know I'm faking?
But then she told me she had a gun
It sounded like she'd used it once before on him
Then she told me she had a gun
It sounded like she'd used it once before, oh, man
We have to succumb to
The feelings we can never face
I need you, I breathe you
I can't go through this all again
We have to succumb to
The feelings we can never face
I need you, I breathe you
I can't go through this
Then she told me she had a gun
It sounded like she'd used it once before
Then she told me she had a gun
It sounded like she'd used it once before on him
And then she told me she had a gun
It sounded like she'd used it once before, oh, man
Then she told me she had a gun
She says she wants to use it on me now

مطالب بیشتر

#موزیک‌ویدئو

⚡I'm not OK

#GalaxyofMusic
#Volume23

وقتی «بدغذایی» در واقع یک اختلال روان‌پزشکی است

اختلال اجتناب/محدودیت دریافت غذا یا ARFID نوعی اختلال خوردن است که می‌تواند شبیه بدغذایی شدید به نظر برسد؛ اما برخلاف اختلالاتی مانند بی‌اشتهایی عصبی، معمولاً ارتباطی با نگرانی درباره وزن یا شکل بدن ندارد.

این اختلال اغلب از کودکی شروع می‌شود و برخلاف بدغذایی معمولی، ممکن است تا بزرگسالی ادامه پیدا کند. بر اساس یک گزارش FAIR Health، موارد ثبت‌شده این اختلال بین سال‌های ۲۰۱۸ تا ۲۰۲۲ حدود ۳۰۵ درصد افزایش یافته است. البته این افزایش لزوماً به معنای افزایش واقعی شیوع نیست و احتمالاً بخشی از آن به شناخته‌شدن و تشخیص بیشتر این اختلال مربوط می‌شود. این اختلال در سال ۲۰۱۳ وارد DSM-5 شد.

سه الگوی اصلی برای این اختلال شناخته شده است:
حساسیت شدید به بو، مزه، بافت یا ظاهر غذا؛ ترس از پیامدهایی مانند خفگی یا استفراغ؛ و بی‌علاقگی یا اشتهای بسیار پایین. یک فرد ممکن است هم‌زمان بیش از یکی از این الگوها را داشته باشد.

پژوهش‌ها نشان می‌دهند این اختلال فقط یک رفتار غذایی نیست و با تفاوت‌هایی در عملکرد مغز و زیست‌شناسی بدن همراه است. برای نمونه، افراد مبتلا ممکن است در حالت ناشتا سطح بالاتری از هورمون کوله‌سیستوکینین (CCK) داشته باشند؛ هورمونی که در ایجاد احساس سیری نقش دارد.

در نوع مبتنی بر ترس، هنگام مشاهده غذا فعالیت آمیگدال، ناحیه‌ای مهم در پردازش ترس و هیجان، افزایش می‌یابد. در نوع حسی نیز فعالیت بخش‌های حسی مغز بیشتر گزارش شده است. در مقابل، افرادی که علاقه بسیار کمی به غذا دارند، هنگام مواجهه با غذا فعالیت پایین‌تری در هیپوتالاموس نشان می‌دهند؛ ناحیه‌ای که در تنظیم اشتها نقش دارد.

این اختلال با برخی شرایط دیگر، از جمله ADHD، اوتیسم، OCD، اضطراب و افسردگی نیز ارتباط دارد. علائم آن در بزرگسالان مبتلا به بعضی اختلالات گوارشی مانند سندرم روده تحریک‌پذیر نیز شایع‌تر است.

نقش ژنتیک نیز قابل‌توجه است. برآوردهای پژوهشی، وراثت‌پذیری این اختلال را حدود ۷۹ درصد نشان می‌دهند؛ رقمی بالاتر از برآوردهای مربوط به بی‌اشتهایی عصبی، پرخوری عصبی و اختلال پرخوری. دوقلوهای همسان نیز نسبت به دوقلوهای غیرهمسان احتمال بیشتری دارند که هر دو به این اختلال مبتلا باشند.

محدودیت شدید غذایی می‌تواند به کمبود ویتامین‌ها و مواد معدنی و در موارد شدید به سوءتغذیه منجر شود. در کودکان، کمبود ویتامین‌های B1، B2، C و K و همچنین آهن، روی و پتاسیم گزارش شده است. در نوجوانان و مردان جوان نیز کاهش ضربان قلب و سایر پیامدهای ناشی از سوءتغذیه ممکن است رخ دهد.

پیامدهای این اختلال فقط جسمی نیست. کودکان ممکن است به دلیل رژیم غذایی محدود خود مورد تمسخر قرار بگیرند یا از رفتن به مهمانی و اردو اجتناب کنند. در بزرگسالان نیز ترس از قضاوت دیگران می‌تواند مشکلات اجتماعی قابل‌توجهی ایجاد کند.

خوشبختانه این اختلال قابل درمان است. یکی از روش‌های مورد توجه، درمان شناختی‌رفتاری اختصاصی ARFID یا CBT-AR است که با مواجهه تدریجی فرد با غذاها و ویژگی‌های حسی مورد اجتناب کار می‌کند. خانواده‌درمانی، آموزش تغذیه و درمان مشکلاتی مانند اضطراب یا افسردگی نیز بسته به شرایط فرد ممکن است به کار گرفته شوند.

پژوهش‌ها نشان می‌دهند مداخله زودهنگام اهمیت زیادی دارد؛ زیرا الگوهای محدودکننده غذایی می‌توانند با گذشت زمان تثبیت شوند و تغییر دادن آنها دشوارتر شود.
بنابراین، هر کودکی که «بدغذا» به نظر می‌رسد لزوماً لوس یا سخت‌گیر نیست. گاهی پشت این رفتار، یک اختلال پیچیده عصبی‌ـ‌روانی قرار دارد که نیازمند تشخیص و درمان تخصصی است.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: NatGeo

#اختلالات‌خوردن
#علوم‌اعصاب
#روان‌پزشکی
#سلامت

⚡Saxophone Drifting

#GalaxyofMusic
#Volume22

این تصویر، نمای ۳۲ میلیون سال پیش یک کهکشان است

وقتی به کهکشان NGC 891 نگاه می‌کنیم، در واقع آن را در زمان حال نمی‌بینیم. نوری که امروز به زمین می‌رسد، تقریباً ۳۲ میلیون سال در فضا سفر کرده است؛ یعنی تصویری که می‌بینیم، متعلق به دورانی است که حتی نخستین انسان‌تباران هنوز روی زمین ظاهر نشده بودند.

در فاصله‌های کیهانی، نگاه‌کردن به دوردست به معنای نگاه‌کردن به گذشته است. دلیلش ساده اما شگفت‌انگیز است: نور، با وجود سرعت عظیمش، برای پیمودن فاصله به زمان نیاز دارد.

کهکشان NGC 891 یکی از نمونه‌های تماشایی این واقعیت است. این کهکشان مارپیچی تقریباً از لبه دیده می‌شود و حدود ۹٫۷ مگاپارسک، یعنی نزدیک به ۳۲ میلیون سال نوری از ما فاصله دارد.

پس فوتون‌هایی که همین حالا از NGC 891 وارد تلسکوپ یا دوربین ما می‌شوند، سفرشان را تقریباً ۳۲ میلیون سال پیش آغاز کرده‌اند. آنچه در تصویر می‌بینیم، وضعیت کنونی آن کهکشان نیست؛ بلکه اطلاعاتی است که حدود ۳۲ میلیون سال قبل از آن خارج شده است.

برای درک مقیاس ماجرا کافی است بدانیم هنگام آغاز این سفر نور، زمین در دوره الیگوسن قرار داشت. انسان‌ها وجود نداشتند و حتی نخستین انسان‌تباران نیز میلیون‌ها سال با ظهور فاصله داشتند. از آن زمان تاکنون نور این کهکشان با سرعت تقریباً ۳۰۰ هزار کیلومتر در ثانیه در فضای میان‌کهکشانی حرکت کرده تا سرانجام به ما برسد.

این ویژگی فقط مخصوص NGC 891 نیست. خورشید را حدود ۸ دقیقه در گذشته می‌بینیم، نزدیک‌ترین ستاره‌ها را چند سال در گذشته و کهکشان‌های بسیار دور را میلیاردها سال در گذشته. بنابراین تلسکوپ در معنایی کاملاً واقعی، نوعی ماشین مشاهده گذشته است؛ نه به این معنا که ما به گذشته سفر می‌کنیم، بلکه چون اطلاعاتی را دریافت می‌کنیم که در گذشته منتشر شده‌اند.

وقتی به NGC 891 نگاه می‌کنید، تصویری را می‌بینید که تقریباً ۳۲ میلیون سال قدمت دارد. آنچه اکنون در آن کهکشان رخ می‌دهد، هنوز میلیون‌ها سال با رسیدن به زمین فاصله دارد.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: MNRAS

#نجوم
#کیهان
#کهکشان
#فضا

⚡First Recognition

#GalaxyofMusic
#Volume21

دانشمندان حافظه نوجوانی را بررسی کردند که تقریباً هر روز زندگی‌اش را به یاد می‌آورد

یک نوجوان ۱۶ ساله توانایی بسیار نادری دارد: کافی است تاریخی از گذشته زندگی‌اش به او گفته شود تا بتواند با جزئیات به یاد بیاورد آن روز چه اتفاقی افتاده، چه روزی از هفته بوده و چه رویدادهایی در جهان رخ داده است. پژوهشی تازه نشان می‌دهد راز این توانایی شاید نه در ذخیره‌سازی بیشتر خاطرات، بلکه در شیوه دسترسی مغز به آن‌ها باشد.

این توانایی حافظه خودزندگی‌نامه‌ای بسیار برتر یا HSAM نام دارد و گاهی نیز با عنوان هایپرتایمزیا شناخته می‌شود. تاکنون تنها حدود ۱۰۰ نفر با چنین توانایی‌ای در مطالعات علمی ثبت شده‌اند.

افراد دارای HSAM می‌توانند تنها با دیدن یک تاریخ، خاطرات شخصی مربوط به تقریباً هر روز از گذشته خود را با سرعت و جزئیات بسیار زیاد بازیابی کنند و حتی روز هفته و رویدادهای عمومی مرتبط با آن زمان را به خاطر بیاورند.

نخستین مورد علمی شناخته‌شده در سال ۱۳۸۴ شمسی در فردی با نام مستعار AJ گزارش شد. حافظه او خودکار، مداوم و غیرارادی توصیف شده بود؛ یعنی خاطرات بدون تلاش آگاهانه به ذهنش هجوم می‌آوردند.
با این حال، HSAM همان حافظه عکاسی نیست. اساساً شواهد علمی محکمی برای وجود حافظه عکاسی به شکلی که در فیلم‌ها نمایش داده می‌شود وجود ندارد. افراد دارای HSAM نیز لزوماً جزئیات تصاویر یا متن‌ها را به‌طور کامل حفظ نمی‌کنند و حتی مانند دیگران می‌توانند دچار خاطرات کاذب یا تحریف حافظه شوند.
در پژوهش تازه، دانشمندان نوجوانی ۱۶ ساله با نام اختصاری KCL را بررسی کردند که خودش پس از پی بردن به توانایی غیرمعمول حافظه‌اش با پژوهشگران تماس گرفته بود.

آزمایش‌ها تأیید کردند که عملکرد او با معیارهای HSAM مطابقت دارد. در آزمون تاریخ‌های تصادفی که حداکثر امتیاز آن ۳۰ بود، KCL امتیاز ۲۵ گرفت؛ در حالی که فرد هم‌سن او در گروه کنترل تنها ۷ امتیاز کسب کرد.

در این آزمون، افراد باید برای ۱۰ تاریخ تصادفی، روز هفته، رویدادهای عمومی و خاطرات شخصی خود را به یاد می‌آوردند. برای مثال، بیشتر ما احتمالاً نمی‌دانیم در ۶ مهر ۱۳۷۸ یا حتی ۱۳ اسفند ۱۴۰۴ دقیقاً چه می‌کردیم؛ اما KCL در بسیاری از این موارد نه‌تنها پاسخ داشت، بلکه با اطمینان خاطره مشخصی را بازیابی می‌کرد.

پژوهشگران سپس برای نخستین‌بار در محیط آزمایشگاه بررسی کردند آیا خاطرات شخصی این نوجوان بدون تلاش آگاهانه نیز بیشتر از افراد عادی وارد ذهنش می‌شوند یا نه.
هنگام انجام یک تکلیف رایانه‌ای، در فواصل مختلف از او پرسیده می‌شد لحظاتی قبل به چه چیزی فکر می‌کرده است. نتایج نشان داد بخش بسیار بزرگی از افکار خودبه‌خودی او به خاطرات شخصی گذشته مربوط بود؛ به‌مراتب بیشتر از افراد عادی.

نکته مهم این بود که ذهن KCL به‌طور کلی بیشتر از دیگران سرگردان نمی‌شد؛ بلکه وقتی افکار خودبه‌خودی ایجاد می‌شدند، به شکل نامتناسبی به خاطرات زندگی شخصی او مربوط بودند.

همزمان، عملکرد عمومی شناختی و حافظه او در زمینه‌های دیگر در محدوده طبیعی قرار داشت. بنابراین این نوجوان الزاماً حافظه‌ای فوق‌العاده برای همه انواع اطلاعات ندارد؛ ویژگی استثنایی او عمدتاً به خاطرات زندگی شخصی محدود است.

پژوهشگران می‌گویند این یافته نخستین شواهد آزمایشگاهی را ارائه می‌کند که نشان می‌دهد HSAM ممکن است با افزایش چشمگیر خاطرات خودزندگی‌نامه‌ای غیرارادی مرتبط باشد.

به بیان ساده، تفاوت این افراد شاید فقط در مقدار چیزی که به خاطر می‌سپارند نباشد؛ بلکه مغز آن‌ها برای دسترسی به خاطرات شخصی آستانه پایین‌تری دارد و سرنخ‌های روزمره بسیار راحت‌تر می‌توانند خاطره‌ای از گذشته را فعال کنند.

این یافته می‌تواند مسیر تازه‌ای برای فهم یکی از نادرترین توانایی‌های حافظه انسان باز کند: شاید راز حافظه خارق‌العاده نه فقط در آنچه مغز نگه می‌دارد، بلکه در چگونگی و سرعت دسترسی دوباره به آن نهفته باشد.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: Cortex

#حافظه
#مغز
#علوم‌اعصاب
#روانشناسی

تلسکوپ فضایی هابل ناسا به رکورد بزرگ ۲۰۰ هزار دور به گرد زمین رسید

تلسکوپ فضایی هابل همچنان رکورد می‌شکند. این رصدخانه فضایی در ۲۸ شهریور ۱۴۰۵ دویست‌هزارمین گردش خود به دور زمین را کامل کرد؛ دستاوردی چشمگیر برای تلسکوپی که بیش از ۳۶ سال است در مدار فعالیت می‌کند.

هابل طی دوران کاری درخشان و همچنان ادامه‌دار خود بیش از ۱.۷ میلیون مشاهده علمی انجام داده است. این تلسکوپ در مدار تقریباً دایره‌ای زمین حرکت می‌کند و هر دور آن حدود ۹۵ دقیقه طول می‌کشد. همین گردش مداوم باعث شده اکنون شمار مدارهای طی‌شده آن از ۲۰۰ هزار عبور کند.

اما اجرام بسیار قدیمی‌تری هم هنوز در مدار زمین هستند. دلیل ماندگاری طولانی بعضی از آن‌ها این است که در ارتفاعات بالاتری قرار گرفته‌اند.

حتی در ارتفاع چندصد کیلومتری زمین نیز بقایای بسیار رقیق جو وجود دارد و مقدار اندکی نیروی پسا ایجاد می‌کند. این نیرو در گذر زمان سرعت ماهواره را کاهش می‌دهد. با افت سرعت، ارتفاع مدار نیز کمتر می‌شود و ماهواره وارد بخش متراکم‌تری از جو می‌شود؛ در نتیجه پسا افزایش می‌یابد تا سرانجام جسم وارد جو شده و می‌سوزد.

ماهواره‌هایی که در مدارهای پایین‌تر قرار دارند معمولاً سریع‌تر به دور زمین می‌گردند، اما عمر مداری کوتاه‌تری دارند. به همین دلیل رسیدن یک سامانه فعال به چنین تعداد زیادی گردش اتفاق رایجی نیست.

قدیمی‌ترین ماهواره‌ای که هنوز در مدار زمین باقی مانده Vanguard 1 است که در ۲۶ اسفند ۱۳۳۶ به فضا پرتاب شد. این ماهواره تاکنون صدها هزار بار زمین را دور زده و انتظار می‌رود برای مدت بسیار طولانی دیگری نیز در مدار باقی بماند.

ماهواره علمی Explorer 7 که در ۲۰ مهر ۱۳۳۸ پرتاب شد نیز شمار بسیار زیادی گردش مداری ثبت کرده است. همچنین ماهواره هواشناسی TIROS-1 که در ۱۲ فروردین ۱۳۳۹ به فضا رفت، در تاریخ هواشناسی فضایی جایگاه مهمی دارد. این ماهواره نخستین سامانه موفق هواشناسی بود که تصاویر تلویزیونی از پوشش ابری زمین تهیه کرد.

ماموریت عملیاتی بسیاری از این ماهواره‌های اولیه کوتاه بود، اما خود ماهواره‌ها یا بقایای آن‌ها ممکن است دهه‌ها در مدار باقی بمانند؛ مسئله‌ای که امروز بخشی از مشکل گسترده‌تر زباله‌های فضایی محسوب می‌شود.

اما ایستگاه فضایی بین‌المللی چطور؟

ایستگاه فضایی بین‌المللی نیز تاکنون بارها زمین را دور زده است. این ایستگاه تقریباً هر ۹۰ تا ۹۳ دقیقه یک بار گردش کامل انجام می‌دهد؛ یعنی حدود ۱۶ بار در شبانه‌روز. نخستین بخش آن در سال ۱۳۷۷ به فضا فرستاده شد و تاکنون بیش از ۱۵۰ هزار مدار را پشت سر گذاشته است.

حضور پیوسته انسان در ایستگاه فضایی از سال ۱۳۷۹ آغاز شده است. بنابراین انسان‌ها هنوز مجموعاً ۱۵۰ هزار گردش کامل و پیوسته به دور زمین را در این ایستگاه تجربه نکرده‌اند. برآورد مطرح‌شده در گزارش نشان می‌دهد این مرز در ۱۴ فروردین ۱۴۰۷ شکسته خواهد شد.

در همین حال، هابل پس از بیش از سه دهه فعالیت همچنان یکی از مهم‌ترین ابزارهای اخترشناسی جهان است و رکورد ۲۰۰ هزار مدار تنها تازه‌ترین نقطه عطف در تاریخ طولانی آن به شمار می‌رود.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: NASA

#هابل
#تلسکوپ‌فضایی
#ناسا
#اخترفیزیک

⚡Warm Synthesis

#GalaxyofMusic
#Volume20

چقدر یک کامپیوتر کوانتومی واقعاً مفید است؟ حالا معیاری برای سنجش آن داریم

پژوهشگران آمریکایی معیار تازه‌ای به نام QUOPS معرفی کرده‌اند که امکان مقایسه توان محاسباتی کامپیوترهای کوانتومی با معماری‌های کاملاً متفاوت را فراهم می‌کند. نتایج نشان می‌دهد این فناوری هنوز فاصله زیادی تا حل مسائل واقعاً کاربردی دارد، اما همین معیار از هم‌اکنون به شرکت‌ها کمک کرده محدودیت‌های دستگاه‌هایشان را بهتر شناسایی و برطرف کنند.

کامپیوترهای کوانتومی می‌توانند شیوه شبیه‌سازی بسیاری از مسائل پیچیده را دگرگون کنند. اگر روزی بتوان آن‌ها را در مقیاس کافی و با تصحیح خطای مؤثر به کار گرفت، مسائلی که حتی برای ابررایانه‌های امروزی بسیار دشوارند ممکن است به محاسباتی عادی تبدیل شوند. با این حال، هنوز با چنین مرحله‌ای فاصله زیادی داریم.

معیار جدید QUOPS که نام کامل آن Quantum Universal Operations Performance System است، مجموعه‌ای از آزمون‌هاست که می‌تواند روی انواع مختلف کامپیوترهای کوانتومی اجرا شود. این ویژگی اهمیت زیادی دارد، زیرا برخلاف رایانه‌های کلاسیک، کامپیوترهای کوانتومی با فناوری‌ها و معماری‌های بسیار متفاوتی ساخته می‌شوند و مقایسه مستقیم آن‌ها تاکنون دشوار بوده است.

در رایانه‌های معمولی می‌توان عواملی مانند سرعت پردازنده، تعداد هسته‌ها یا میزان حافظه را مقایسه کرد؛ اما در سیستم‌های کوانتومی چنین مقایسه‌ای بسیار پیچیده‌تر است. تیموتی پروکتور از آزمایشگاه‌های ملی سندیا می‌گوید این معیار طوری طراحی شده که بتواند توان محاسباتی فناوری‌ها و معماری‌های مختلف را در یک چارچوب مشترک ارزیابی کند.

این معیار دو عدد اصلی ارائه می‌دهد. عدد QUOPS اندازه بزرگ‌ترین محاسبه کوانتومی را نشان می‌دهد که دستگاه می‌تواند با موفقیت اجرا کند و مقدار QUOPS/s سرعت انجام این عملیات را بیان می‌کند.

در آزمایش‌های انجام‌شده، پردازنده Willow گوگل به ۲۱۶ QUOPS با سرعت ۲٫۰×۱۰⁷ QUOPS/s رسید. سامانه Boston شرکت IBM امتیاز ۲۰۴ QUOPS با سرعت ۳٫۱×۱۰⁵ QUOPS/s کسب کرد. سیستم H2-1 شرکت Quantinuum نیز به ۱۳۲۰ QUOPS با سرعت ۳۵۳ QUOPS/s و Helios-1 به ۱۵۰۴ QUOPS با سرعت ۳۰۳ QUOPS/s رسید.

این اختلاف چشمگیر نشان می‌دهد دستگاه‌های مختلف مصالحه‌های بسیار متفاوتی میان اندازه محاسبه و سرعت دارند. برای نمونه، سیستم‌های ابررسانای گوگل و IBM عملیات را بسیار سریع‌تر انجام می‌دهند، در حالی که سامانه‌های یون‌به‌دام‌افتاده Quantinuum قادرند محاسبات بزرگ‌تری را با سرعت پایین‌تر اجرا کنند.

پژوهشگران برای مشخص کردن فاصله فناوری فعلی با کاربردهای واقعی، نیاز تقریبی دو مسئله مهم را نیز برآورد کردند. شکستن عدد RSA-2048 به حدود ۲٫۵×۱۰⁸ QUOPS و بررسی سازوکار واکنش FeMo-co، یکی از اجزای کلیدی آنزیم نیتروژناز، به حدود ۳٫۴×۱۰⁸ QUOPS نیاز دارد.

بر این اساس، کامپیوترهای کوانتومی امروزی برای رسیدن به چنین سطحی باید حدود پنج مرتبه بزرگی پیشرفت کنند. این فاصله نشان می‌دهد توسعه سامانه‌های بزرگ‌تر، تحمل‌پذیر در برابر خطا و مجهز به تصحیح خطای کوانتومی همچنان یکی از چالش‌های اصلی این حوزه است.

این معیار حتی پیش از انتشار رسمی نیز به شناسایی محدودیت‌های Helios-1 کمک کرده است. پژوهشگران Quantinuum پس از مشاهده نتایج اولیه، بخش‌هایی از پیاده‌سازی سیستم را تغییر دادند و توانستند عملکرد آن را تا حدی بهبود دهند.

با این حال، پژوهشگران تأکید می‌کنند QUOPS قرار نیست آخرین معیار سنجش کامپیوترهای کوانتومی باشد. این حوزه با سرعت زیادی تغییر می‌کند و معیاری که امروز مناسب است ممکن است در آینده اهمیت خود را از دست بدهد. به همین دلیل، ساختار این سامانه به شکلی طراحی شده که اجزای مختلف آن در صورت نیاز قابل تغییر و جایگزینی باشند.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: ArXiv

#کامپیوترکوانتومی
#محاسبات‌کوانتومی
#تکنولوژی
#فیزیک

⚡Lux sine nomine

#GalaxyofMusic
#Volume19

آیا گرفتار من‌کیپینگ شده‌اید؟ این پدیده می‌تواند بر سلامت روان و رابطه عاطفی زنان فشار وارد کند

پژوهشی تازه نشان می‌دهد زنانی که بخش بزرگی از نیازهای عاطفی و اجتماعی شریک مرد خود را بر دوش می‌کشند، بیشتر از افسردگی، اضطراب، استرس، فرسودگی و نارضایتی از رابطه گزارش می‌دهند. پژوهشگران این الگو را من‌کیپینگ نامیده‌اند.

در سال‌های اخیر، بسیاری از مردان گزارش کرده‌اند که نسبت به نسل‌های گذشته دوستان نزدیک کمتر و حمایت عاطفی محدودتری دارند. در یک پیمایش آمریکایی در سال ۲۰۲۱، حدود ۱۵ درصد مردان گفته بودند هیچ دوست نزدیکی ندارند؛ رقمی که در سال ۱۹۹۰ حدود ۳ درصد بود. کاهش شبکه‌های دوستی در زنان نیز دیده شده، اما این تغییر در مردان چشمگیرتر بوده است.

یکی از پیامدهای احتمالی این وضعیت آن است که در برخی روابط دگرجنس‌گرایانه، زنان بیش از پیش مجبور می‌شوند خلأ ناشی از کوچک‌شدن شبکه اجتماعی شریک مرد خود را پر کنند. در چنین شرایطی، زن ممکن است علاوه بر حمایت عاطفی و مشاوره، عملاً مسئول برنامه‌ریزی روابط اجتماعی، حفظ ارتباطات و تشویق دائمی شریک خود شود؛ نقشی که گاهی او را به ترکیبی از مدیر اجتماعی، مشاور و درمانگر غیررسمی تبدیل می‌کند.

پژوهشگران دانشگاه استنفورد در سال ۲۰۲۴ برای توصیف این نوع کار عاطفی و اجتماعیِ عمدتاً جبران‌نشده، اصطلاح من‌کیپینگ را مطرح کردند.

اکنون گروهی از پژوهشگران در آمریکا و استرالیا با انجام دو مطالعه، ابزاری برای سنجش این پدیده طراحی و ارزیابی کرده‌اند.

در مطالعه نخست، ۴۰۲ زن آمریکایی که با شریک مرد خود در رابطه بودند بررسی شدند. پرسش‌ها میزان حمایت عاطفی، تلاش برای مدیریت نیازهای اجتماعی شریک، فشار ناشی از این فعالیت‌ها و میزان احساس نادیده گرفته‌شدن این تلاش‌ها را می‌سنجیدند.

نتایج نشان داد زنانی که امتیاز بالاتری در من‌کیپینگ داشتند، به‌طور متوسط افسردگی، اضطراب و استرس بیشتری گزارش می‌کردند و احساس فشار و فرسودگی بیشتری داشتند. رضایت آن‌ها از رابطه نیز پایین‌تر بود.

در مطالعه دوم، پژوهشگران ۳۹۵ زن در بریتانیا را با نسخه کوتاه‌تری از همین ابزار بررسی کردند و الگوی بسیار مشابهی به دست آمد.

البته این یافته‌ها به معنی آن نیست که من‌کیپینگ الزاماً علت افسردگی یا اضطراب است؛ مطالعه عمدتاً ارتباط میان این متغیرها را نشان می‌دهد و از آن نمی‌توان رابطه علت و معلولی قطعی نتیجه گرفت.

پژوهشگران همچنین تأکید می‌کنند که هدف این مفهوم سرزنش مردان یا کم‌اهمیت جلوه‌دادن مسئله تنهایی آن‌ها نیست. همه مردان تنها نیستند و همه زنان نیز چنین نقشی را در روابط خود بر عهده ندارند.

وینسنت مانچینی، نویسنده اصلی پژوهش، تأکید می‌کند که یافته‌های جمعیتی را نباید مستقیماً به تک‌تک زوج‌ها تعمیم داد. روابط عاطفی بسیار متنوع‌اند و تنهایی نیز مسئله‌ای در سطح سلامت عمومی است که می‌تواند همه جنسیت‌ها را درگیر کند.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: Sex Roles

#روانشناسی‌بالینی
#سلامت‌روان
#روابط‌عاطفی
#تنهایی

🎧 Track: 2 Million Light Years
👤 Artist: Way Station
💽 Release: 2 Million Light Years
📅 Date: 2014-12-22
🎹 Genre: Post-Metal

مسمومیت غذایی چگونه می‌تواند سال‌ها بعد هم علائم ایجاد کند؟

برای بیشتر افراد، مسمومیت غذایی ظرف چند روز تمام می‌شود؛ اما در بعضی افراد درد شکم، اسهال یا یبوست ماه‌ها و حتی سال‌ها ادامه پیدا می‌کند. این وضعیت سندرم روده تحریک‌پذیر پس از عفونت یا PI-IBS نام دارد و پژوهش‌ها نشان می‌دهند حاصل برهم‌خوردن چند سامانه به‌هم‌پیوسته در روده و مغز است.

پس از یک عفونت گوارشی، دست‌کم حدود یک نفر از هر ۱۰ نفر ممکن است به PI-IBS مبتلا شود. این عارضه بیشتر پس از عفونت‌های باکتریایی و انگلی دیده می‌شود تا ویروسی؛ ژیاردیا، کمپیلوباکتر، سالمونلا، ای‌کولای و شیگلا از عوامل شناخته‌شده‌اند.

هنوز دقیقاً معلوم نیست چرا یک نفر کاملاً بهبود پیدا می‌کند اما دیگری سال‌ها علامت دارد. یکی از توضیح‌های اصلی، تغییر پایدار میکروبیوم روده است. عفونت می‌تواند جامعه میکروبی روده را به‌شدت مختل کند و در برخی افراد بخشی از میکروب‌های از دست‌رفته دیگر به وضعیت قبلی برنگردند. پژوهش‌ها همچنین نشان داده‌اند این تغییرات می‌توانند فعالیت آنزیم‌های تجزیه‌کننده پروتئین را افزایش دهند و بر سد روده اثر بگذارند.

در بیماران شواهدی از التهاب خفیف ماندگار، نامنظمی پاسخ ایمنی و اختلال در پیام‌رسانی التهابی دیده شده است. مطالعات حیوانی نیز نشان داده‌اند عفونت می‌تواند به نورون‌های دیواره روده آسیب بزند و حرکت روده را برای مدت طولانی تغییر دهد. در انسان، حساسیت احشایی نیز اهمیت دارد؛ به‌طوری‌که انقباض‌های طبیعی روده که معمولاً احساس نمی‌شوند، ممکن است به شکل درد درک شوند.

فرضیه دیگری می‌گوید آنتی‌بادی‌هایی که بدن علیه سموم برخی باکتری‌ها می‌سازد، ممکن است به‌طور متقاطع به بعضی ساختارهای خود بدن هم واکنش نشان دهند و در ادامه زمینه رشد بیش‌ازحد باکتری‌ها، افزایش نفوذپذیری روده و حساسیت بیشتر را فراهم کنند. با این حال، هنوز هیچ‌یک از این سازوکارها به‌تنهایی توضیح کامل بیماری نیست.

محور روده ـ مغز هم احتمالاً نقش دارد. اضطراب، افسردگی یا استرس در زمان عفونت با خطر بیشتر علائم پایدار ارتباط دارند، اما این به معنای خیالی یا صرفاً روانی بودن بیماری نیست. مغز می‌تواند شدت پردازش درد و پیام‌های روده را تغییر دهد و استرس نیز می‌تواند سد روده و رفتار برخی پاتوژن‌ها را تحت تأثیر قرار دهد. از سوی دیگر، شواهدی هم وجود دارد که در بسیاری از موارد اختلال ابتدا از خود روده آغاز می‌شود و سپس پیامدهای مغزی ایجاد می‌کند؛ بنابراین این دو دیدگاه الزاماً متناقض نیستند.

درمان اختصاصی و واحدی برای PI-IBS وجود ندارد و درمان معمولاً بر اساس نوع علائم انجام می‌شود. ریفاکسیمین برای IBS همراه با اسهال در برخی بیماران به کار می‌رود. در یک کارآزمایی تصادفی، گلوتامین در بیمارانی که پس از عفونت دچار IBS اسهالی و افزایش نفوذپذیری روده بودند علائم را کاهش داد، اما برای تعمیم این نتیجه هنوز مطالعات بزرگ‌تر لازم است. هیپنوتراپی هدایت‌شده برای روده نیز می‌تواند در کاهش درد مؤثر باشد و پیوند میکروبی مدفوع هنوز در این زمینه در حال بررسی است.

خبر امیدوارکننده این است که وضعیت بسیاری از بیماران با گذشت زمان بهتر می‌شود. در پیگیری هشت‌ساله افرادی که پس از آلودگی آب شهری دچار گاستروانتریت شده بودند، میزان IBS به‌طور قابل‌توجهی کاهش یافت، هرچند در بخشی از بیماران علائم همچنان باقی ماند.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: NatGeo

#مسمومیت‌غذایی
#سندرم‌روده‌تحریک‌پذیر
#میکروبیوم‌روده
#سلامت‌گوارش

پلوتو ۲۰ سال پیش از مقام سیاره کنار گذاشته شد؛ اما هنوز دقیقاً نمی‌دانیم «سیاره» چیست

کشف‌های تازه نشان داده‌اند مرز میان سیاره، قمر و اجرام زیرستاره‌ای بسیار مبهم‌تر از چیزی است که تعریف‌های رسمی تصور می‌کردند. بیست سال پس از رأی جنجالی درباره پلوتو، اخترشناسان هنوز بر سر یک تعریف جامع برای «سیاره» توافق ندارند.

در ۲ شهریور ۱۳۸۵، اتحادیه بین‌المللی اخترشناسی برای نخستین بار تعریف رسمی سیاره در منظومه شمسی را تصویب کرد. طبق این تعریف، یک جرم باید به دور خورشید بچرخد، بر اثر گرانش خودش تقریباً کروی شده باشد و از نظر دینامیکی بر همسایگی مدارش غلبه کرده باشد. پلوتو شرط سوم را برآورده نمی‌کرد و در رده تازه «سیاره کوتوله» قرار گرفت.

زمینه این تصمیم یک سال قبل شکل گرفت؛ زمانی که اریس در نواحی دوردست منظومه شمسی کشف شد. اریس تقریباً هم‌اندازه پلوتو بود، اما اندازه‌گیری‌های بعدی نشان دادند جرمش حدود ۲۷ درصد بیشتر است. اگر اریس سیاره محسوب می‌شد، این پرسش مطرح می‌شد که چند جرم دیگر کمربند کویپر هم باید سیاره نامیده شوند.

مشکل اینجاست که تعریف سال ۱۳۸۵ فقط برای منظومه شمسی نوشته شده بود. با کشف هزاران سیاره فراخورشیدی، مسئله پیچیده‌تر شد. در تعریف کاری اصلاح‌شده IAU در سال ۱۳۹۷، اجرامی که به دور ستاره، کوتوله قهوه‌ای یا بقایای ستاره‌ای می‌گردند و شرایط جرمی و دینامیکی مشخصی دارند می‌توانند سیاره فراخورشیدی محسوب شوند؛ اما همین تعریف نیز همه موارد عجیب را پوشش نمی‌دهد.

نمونه تازه، سامانه CD-35 2722 در فاصله حدود ۷۳ سال نوری از ماست. در این سامانه یک کوتوله قهوه‌ای به دور یک ستاره می‌چرخد و پژوهشی در سال ۱۴۰۵ شواهدی از جرمی در مقیاس مشتری یافت که با دوره‌ای حدود ۱۷۰ روز به دور همان کوتوله قهوه‌ای می‌گردد. پژوهشگران آن را «اگزوسَتِلایت» یا ماهواره فراخورشیدی نامیده‌اند، چون حتی مشخص نیست چنین جرمی را باید قمر، سیاره یا چیزی میان این دو دانست.

مشکل به همین‌جا ختم نمی‌شود. سیارات سرگردانی داریم که به دور هیچ ستاره‌ای نمی‌چرخند و اجرام دوتاییِ هم‌جرم مشتری نیز کشف شده‌اند که به دور یکدیگر می‌گردند. طبیعت الزاماً به دسته‌بندی‌های ساده ما تن نمی‌دهد.

ژان‌لوک مارگو و همکارانش در سال ۱۴۰۳ پیشنهاد کردند معیار غلبه بر همسایگی مدار به‌صورت کمی و بر اساس جرم جرم آسمانی، جرم جسم مرکزی و ویژگی‌های مدار تعریف شود. منظور از پاک‌سازی نیز خالی شدن کامل مدار نیست، بلکه توانایی جرم برای تسلط دینامیکی بر ناحیه مداری خود در زمانی مشخص است. این روش هشت سیاره منظومه شمسی را به‌روشنی از پلوتو و اریس جدا می‌کند.

با این حال، IAU هنوز این پیشنهاد را به‌عنوان تعریف رسمی جدید نپذیرفته است. بنابراین پس از دو دهه، پرسش همچنان باز است: سیاره دقیقاً چه چیزی است؟

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع: NatGeo

#پلوتو
#سیارات
#نجوم
#اخترفیزیک

⚡Good Game

#GalaxyofMusic
#Volume18

تولد عصر دایاموندی‌آین؛ دانشمندان یک ساختار سه‌بعدی جدید از کربن ساختند

پژوهشگران سرانجام موفق شده‌اند دایاموندی‌آین، ساختاری از کربن که بیش از سه دهه فقط در حد نظریه وجود داشت، به‌طور آزمایشگاهی بسازند. این ماده شبکه‌ای سه‌بعدی و متخلخل دارد و از نظر ساختاری می‌تواند پلی میان شیمی آلوتروپ‌های کربنی و مواد متخلخلی مانند چارچوب‌های فلزی ـ آلی ایجاد کند.

توانایی اتم کربن در تشکیل چهار پیوند، دلیل تنوع خارق‌العاده ترکیبات کربنی است. کربن حتی با خودش نیز می‌تواند به شکل‌های بسیار متفاوتی پیوند برقرار کند و آلوتروپ‌هایی مانند گرافیت، الماس، فولرن‌ها، نانولوله‌های کربنی و گرافن را بسازد.

دایاموندی‌آین یکی از ساختارهایی بود که دهه‌ها فقط به‌صورت نظری پیش‌بینی شده بود. در این ساختار، اتم‌های کربن آرایشی چهاروجهی دارند و از طریق زنجیره‌هایی شامل پیوندهای سه‌گانه به یکدیگر متصل می‌شوند. حاصل، شبکه‌ای با توپولوژی مشابه الماس اما بسیار بازتر و متخلخل‌تر است.

کارل بوریشون از دانشگاه گوتنبرگ و همکارانش اکنون نشان داده‌اند که می‌توان این ساختار را واقعاً ساخت. آن‌ها دو فاز مایع حاوی پیش‌ماده کربنی و فلورید مس را در تماس با یکدیگر قرار دادند. واکنش در مرز میان دو مایع رخ داد و فیلمی کربنی حاوی بلورهای دایاموندی‌آین تشکیل شد.

برخلاف الماس، تولید این ساختار به فشارهای بسیار بالا نیاز ندارد. پژوهشگران با میکروسکوپ الکترونی الگوهای بلوری‌ای مشاهده کردند که با ساختار نظری دایاموندی‌آین تطابق داشتند. در بهترین نواحی، نظم بلوری در حجمی در حدود ۱۰ نانومتر در هر بُعد مشاهده شد.

با این حال، ماده تولیدشده هنوز کاملاً یکنواخت نیست و بلورهای دایاموندی‌آین درون یک فیلم عمدتاً کربنی پراکنده‌اند. حتی اختلال‌های کوچک هنگام رشد می‌توانند باعث شوند اتم‌های کربن به شکل‌های دیگری متصل شوند؛ بنابراین تا تولید انبوه و کنترل‌شده آن هنوز فاصله وجود دارد.

اهمیت اصلی این ماده سه‌بعدی بودن آن است. بسیاری از آلوتروپ‌های جدید کربن ساختارهای صفر، یک یا دوبعدی دارند، اما طبق مقاله پژوهشی جدید، دایاموندی‌آین پس از الماس دومین آلوتروپ شناخته‌شده کربن است که شبکه‌ای از پیوندهای کووالانسی را در هر سه بُعد تشکیل می‌دهد. این ساختار دارای ترکیبی از هیبریداسیون‌های sp و sp³ است.

فضاهای خالی موجود در شبکه می‌توانند در آینده برای عبور، به دام انداختن یا انتقال اتم‌ها و مولکول‌های کوچک مورد استفاده قرار گیرند؛ مفهومی که تا حدی یادآور چارچوب‌های فلزی ـ آلی یا MOFهاست، اما در اینجا شبکه اصلی کاملاً از کربن ساخته شده است.

این حوزه با چند دستاورد نوبلی نیز ارتباط دارد: کشف فولرن‌ها جایزه نوبل شیمی ۱۹۹۶ را به همراه داشت، پژوهش‌های بنیادی درباره گرافن برنده نوبل فیزیک ۲۰۱۰ شد و توسعه چارچوب‌های فلزی ـ آلی نیز جایزه نوبل شیمی ۲۰۲۵ را دریافت کرد.

مطالب بیشتر

💡اتاق گفتگوی علم و آگاهی

منبع:
Angewandte Chemie International Edition

#کربن
#شیمی
#علم‌مواد
#نانوفناوری

⚡I Get It

#GalaxyofMusic
#Volume17

مدار سیارات در فضا‌زمان خمیده

این ویدئو یک نمایش ساده‌شده از ایده اصلی نسبیت عام است. در این نظریه، جرم و انرژی هندسه فضا‌زمان را تغییر می‌دهند و سیارات در این هندسه روی طبیعی‌ترین مسیرهای ممکن حرکت می‌کنند؛ چیزی که ما به‌صورت مدار به دور خورشید می‌بینیم.

سطح فرورفته‌ای که در ویدئو دیده می‌شود شکل واقعی فضا‌زمان نیست؛ فقط یک مدل دوبعدی برای قابل‌تصور کردن این مفهوم است. فضا‌زمان در واقع ساختاری چهاربعدی شامل سه بُعد فضایی و یک بُعد زمانی است.
مطالب بیشتر
اتاق گفتگوی علم و آگاهی

#نسبیت‌عام
#گرانش
#فضازمان
#فیزیک