WIMP jest na œwiecie

Parada planet

Na styczniowym spotkaniu American
Astronomical Society przedstawiono
nowe planety odkryte innymi metodami
ni˝ mierzenie zaburzeƒ orbitalnych.
Alycia Weinberger z University of California
w Los Angeles donios∏a, ˝e na zdj´ciach
z Kosmicznego Teleskopu Hubble’a widaç
planet´ krà˝àcà wokó∏ gwiazdy HD 141569.
Po przes∏oni´ciu Êwiat∏a gwiazdy ukaza∏ si´
otaczajàcy jà ob∏ok py∏owy o Êrednicy oko∏o

13 razy wi´kszej od
rozmiarów orbity
Neptuna. Cz´Êç
tego dysku wydaje si´
ciemna, tak jakby
okrà˝ajàca planeta
wymiot∏a szczàtki
pozosta∏e po utworzeniu
uk∏adu planetarnego.
O podobnym pierÊcieniu
z wyraênie zaznaczony-
mi konturami donosi
tak˝e Brad Smith
z University of Hawaii.
Wyglàd tego pierÊcienia
Êwiadczy o istnieniu
tam dwóch planet
utrzymujàcych jego
struktur´. Trzecia
planeta, którà
zlokalizowali Sun
Hong Rhie i David
Bennett z University

of Notre Dame, jest do tej pory najmniejsza
z odkrytych. Ma rozmiary Neptuna.
Krà˝àca w odleg∏oÊci 300 mln km od
swej gwiazdy planeta ta zosta∏a odkryta
dzi´ki mikrosoczewkowaniu, zjawisku
polegajàcemu na grawitacyjnym uginaniu
promieni Êwietlnych gwiazdy przez innà,
s∏abszà gwiazd´ przechodzàcà na jej tle.
Planeta krà˝àca wokó∏ tej s∏abszej
gwiazdy zmienia w szczególny sposób
nat´˝enie dochodzàcego Êwiat∏a.

NieÊmiertelnoÊç bez raka

Dwa artyku∏y ze styczniowego Nature
Genetics

przynoszà dobre wieÊci

dla badaczy poszukujàcych sposobu
zapewnienia komórkom nieÊmiertelnoÊci:
wprowadzenie do komórek metodà in˝ynierii
genetycznej enzymu zwanego telomerazà
nie powoduje ich zmiany w komórki rakowe.
Telomeraza, nieobecna w wi´kszoÊci
zwyk∏ych komórek, zapobiega skracaniu
koƒcowych fragmentów chromosomów
(telomerów) – procesowi, który ogranicza
d∏ugoÊç ˝ycia komórek. Natomiast
90% komórek rakowych zawiera
telomeraz´, dzi´ki której mogà dzieliç si´
bez koƒca. W jednym z doniesieƒ czytamy,
˝e zmodyfikowane ludzkie komórki
produkujàce telomeraz´ dzieli∏y si´
220 razy bez oznak transformacji
nowotworowej (zwyk∏e komórki przechodzà
oko∏o 75 podzia∏ów). W drugim artykule
opisano podobne wyniki, uzyskane
w przypadku komórek transformowanych;
co wi´cej, z komórek tych nie powstawa∏y
guzy u myszy, którym je wszczepiono.

li bezskutecznie wiele dni, usi∏ujàc wy-
ekstrahowaç DNA z przemycanej koÊci
w celu identyfikacji zwierz´cia. Szcz´-
Êliwym zrzàdzeniem losu odwiedzi∏a
nas znawczyni ssaków, Bonnie Yates.
„Popatrz na ten wspania∏y kràg ˝yra-
fy!” – krzykn´∏a.

Yates i jej wspó∏pracownicy badajà

subtelne szczegó∏y struktury, barwy
i wzoru, które pomagajà okreÊliç gatu-
nek, najpierw polegajàc na pami´ci
wzrokowej, a nast´pnie dokonujàc sta-
rannych pomiarów. Na przyk∏ad cha-
rakterystyczny wyglàd krokodylej skó-
ry przyczyni∏ si´ do natychmiastowego
usuni´cia z eleganckiego domu towaro-
wego damskiej torebki wycenionej na
6400 dolarów, a osobliwy wzór na skó-
rze pytona, ukryty pod czarnym barw-
nikiem na innej torbie, ∏atwo ujawniç
w Êwietle podczerwonym.

Zadanie morfologa staje si´ trudniej-

sze, kiedy zetknie si´ z przetworzonym
produktem zwierz´cym. Wówczas nie
ma ˝adnych przes∏anek co do geogra-
ficznego pochodzenia stworzenia.

Sto∏ek wykonany ze stopy s∏onia ∏a-

two rozpozna nawet niewprawne oko,
lecz stwierdzenie, ˝e para zwyczajnie
wyglàdajàcych butów sportowych jest
zrobiona ze s∏oniowej skóry, nie jest ju˝
tak proste. „Zadzwoni∏a do mnie pew-
na osoba z zapytaniem, czy mog∏abym
okreÊliç, do jakiego zwierz´cia nale˝à
zasuszone nozdrza” – chichocze Yates.
(Mog∏a; okaza∏o si´, ˝e nos nale˝a∏ do
serau, chronionego azjatyckiego ssaka
z rodziny kr´torogich przypominajàce-
go nieco koz´). Goddard uwa˝a, ˝e pra-
cownicy laboratorium potrafià ustaliç
pochodzenie 60–75% otrzymywanych
próbek.

Nad zagadkowà Êmiercià morsów na-

ukowcy równie˝ niema∏o si´ natrudzi-
li. Ich badania potwierdzi∏y, ˝e ods∏o-
ni´te zbiela∏e kr´gi szyjne pozbawionych
g∏ów zwierzàt by∏y zanurzone w s∏onej
wodzie morskiej od tygodni. Oznacza-
∏o to, ˝e zwierz´ta najpierw odg∏owiono,
a dopiero póêniej wrzucono do wody.
Zw∏oki przydryfowa∏y do brzegu i na
pla˝y uleg∏y rozk∏adowi. Kolejne prze-
st´pstwo zosta∏o wyjaÊnione.

Mia Schmiedeskamp

MIA SCHMIEDESKAMP jest niezale˝-
nà popularyzatorkà nauki z Seattle (stan
Waszyngton).

12 Â

WIAT

AUKI

Maj 1999

W SKRÓCIE

Ciàg dalszy na stronie 13

PierÊcieƒ py∏owy

wokó∏ HD 141569

NASA

WIMP jest na Êwiecie

Czy w∏oscy fizycy odkryli

brakujàcà ciemnà materi´?

stronomowie zapewniajà, ˝e
bardzo ich martwi fakt, i˝ nie
potrafià znaleêç 90% materii wy-

pe∏niajàcej WszechÊwiat. Zwykle jednak
mówià o tym z rozbawieniem. CoÊ bo-
wiem wiruje w niebiosach i bezszelest-
nie przenika nasze cia∏a; nie mo˝na tego
zobaczyç; jednym s∏owem – jest to tak
intrygujàca tajemnica, jakà tylko ucze-
ni mogli sobie wymarzyç. Nawet nie-
dawne doniesienie w∏oskich fizyków,
˝e natkn´li si´ na pierwsze Êlady do-
tychczas wymykajàcej si´ poznaniu
ciemnej materii, niczego nie zmieni∏o.

Samo poj´cie ciemnej materii zrodzi-

∏o si´ z rozbie˝noÊci w wynikach po-
miaru masy WszechÊwiata uzyskanych
trzema sposobami: za pomocà bezpo-
Êredniego zliczania gwiazd, py∏u i ga-
zu, wyznaczania wzgl´dnych obfitoÊci
lekkich pierwiastków oraz analizy dy-
namiki galaktyk i gromad galaktyk. Te
oszacowania wskazujà, ˝e WszechÊwiat
wype∏nia jakiÊ rodzaj niezwyk∏ej materii.

Taka materia pozwoli∏aby rozwiàzaç

jednà z najwi´kszych tajemnic w funda-
mentalnej fizyce: dlaczego podstawowe
oddzia∏ywania w przyrodzie – grawi-
tacja, elektromagnetyzm oraz s∏abe i sil-
ne oddzia∏ywania jàdrowe – tak bardzo
si´ ró˝nià swojà mocà? By zaistnia∏o to
zró˝nicowanie, efekty kwantowe dà˝à-
ce do wyrównywania – a konkretnie ry-
walizacja czàstek pól si∏owych i czàstek
materii – muszà byç zneutralizowane.

FIZYKA

SEKCJA ZW¸OK przeprowadzana

przez Richarda Strouda ma ustaliç,

czy ten kruk zosta∏ otruty celowo.

Taka ekspertyza sàdowa umo˝liwia

Êciganie przekraczajàcych prawo

myÊliwych i k∏usowników.

MARK GAMBA

WIAT

AUKI

Maj 1999 13

Jednym ze sposobów osiàgni´cia tego
celu jest supersymetria. Aran˝uje ona
ma∏˝eƒstwo dynastyczne pomi´dzy
dwiema rodzinami czàstek. Foton (czàst-
ka pola si∏) uzyskuje towarzysza w po-
staci „fotina” (czàstki materii), kwark
∏àczy si´ ze „skwarkiem” itd. Fizycy
przypuszczajà, ˝e dla ka˝dej znanej
czàstki istnieje masywniejsza „super-
czàstka”, którà dopiero nale˝y odnaleêç.

Poszukiwania superczàstek to naj-

wa˝niejszy cel fizyki czàstek elementar-
nych. Najmniej k∏opotów powinna spra-
wiç czàstka najl˝ejsza – „neutralino”.
Poniewa˝ dotychczas nie uda∏o si´ jej
wykryç, mo˝na mniemaç, ˝e musi byç
s∏aba zarówno w potocznym znaczeniu
tego s∏owa (majàca ma∏y wp∏yw na co-
kolwiek innego), jak i w znaczeniu fa-
chowym (zdolna do oddzia∏ywaƒ jedy-
nie poprzez s∏abe oddzia∏ywania jà-
drowe). Masa czàstki powinna byç 50
do kilkuset razy wi´ksza od masy pro-
tonu – stàd ksywa WIMP (weakly inte-
racting massive particle – s∏abo oddzia-
∏ujàca masywna czàstka; dodatkowo
w j´z. angielskim gra s∏ów; w slangu bo-
wiem „wimp” oznacza osob´ s∏abà,
chwiejnà, niezdecydowanà, „mi´czaka”
– przyp. t∏um.). (Zaburzenia w przebie-
gu Wielkiego Wybuchu mog∏a spowo-
dowaç obecnoÊç „WIMPZILLAS” – czà-
stek miliard razy masywniejszych.)

WIMP-y sà najlepszymi kandydata-

mi na poszukiwanà przez astronomów
ciemnà materi´. Mamy do czynienia z
zastanawiajàcà koincydencjà: przewi-
dywana iloÊç takich czàstek powsta∏ych
w czasie Wielkiego Wybuchu jest w
przybli˝eniu równa iloÊci ciemnej ma-
terii wyznaczanej przez astronomów.
Teraz, kiedy ju˝ wiadomo, ˝e nie-
uchwytne neutrina majà niewielkà ma-
s´, mo˝na je równie˝ podejrzewaç
o wk∏ad do ciemnej materii. Same neu-
trina jednak nie wystarczà. Majà zbyt
du˝e energie, by mog∏y tworzyç zarod-
ki powstajàcych galaktyk.

W porównaniu z neutrinami WIMP-y

sà doÊç statyczne; dzi´ki temu w∏oska
grupa mog∏a donieÊç o ich wykryciu. Ze-
spó∏ znany jako DAMA, kierowany przez
Rit´ Bernabei z Universitá degli Studi
di Roma La Sapienza, pos∏ugiwa∏ si´
scyntylatorami – detektorami rejestrujà-
cymi Êwiat∏o powstajàce podczas zde-
rzeƒ czàstek z atomami. Aby odró˝niç
WIMP-y od czàstek takich jak te na przy-
k∏ad, które pojawiajà si´ wskutek natural-
nej radioaktywnoÊci, zespó∏ DAMA po-
szukiwa∏ sezonowej zmiennoÊci, prze-
widzianej w 1986 roku przez amerykaƒ-
skich fizyków Andrzeja K. Drukiera, Ka-
therine Freese i Davida N. Spergla.

W odró˝nieniu od Uk∏adu S∏oneczne-

go, krà˝àcego wokó∏ centrum Drogi

Mlecznej, WIMP-y nie powinny wyka-
zywaç zorganizowanego ruchu. Aby
wywieraç oddzia∏ywanie grawitacyjne,
o którym wnioskujà astronomowie, mu-
szà byç rozmieszczone wokó∏ centrum
Galaktyki sferycznie, a regularny obrót
zniszczy∏by taki rozk∏ad. W rezultacie
Uk∏ad S∏oneczny powinien napotykaç
czo∏owy wiatr WIMP-ów; nieco silniej-
szy w czerwcu, kiedy ruch orbitalny Zie-
mi wokó∏ S∏oƒca dodaje si´ do ruchu
S∏oƒca wokó∏ centrum Galaktyki, ni˝
w grudniu. Strumieƒ innych czàstek po-
winien byç sta∏y. W pierwszych dwóch
okresach obserwacji naukowcy z DAMA
wykryli takà w∏aÊnie zale˝noÊç. Zdaje
si´ to Êwiadczyç o istnieniu czàstki 60-
-krotnie masywniejszej od protonu i bi-
lion razy s∏abiej oddzia∏ujàcej.

Wyniki, choç zgodne z poprzednimi

ograniczeniami teoretycznymi i obser-
wacyjnymi, przyj´to jednak sceptycz-
nie. Jak twierdzà Bernard Sadoulet
z University of California w Berkeley, a
tak˝e Jonathan R. Ellis z CERN i inni,
zespó∏ DAMA wykaza∏ jedynie, i˝ ener-
gia czàstek jest wy˝sza w czerwcu ni˝
w grudniu. Nie obserwowano jeszcze
zmniejszenia energii pomi´dzy grud-
niem i czerwcem.

Co wi´cej, z powodu ograniczonej

rozdzielczoÊci energetycznej scyntyla-
torów szum instrumentalny móg∏ pozo-
rowaç dzia∏anie WIMP-ów. Inni fizycy,
m.in. Gilles Gerbier z Saclay Center, na-
le˝àcego do Commissariat a l’énergie
atomique (Komisariatu ds. Energii Ato-
mowej), zg∏osili zastrze˝enia, ˝e DAMA
nie udost´pni∏ im surowych danych nie-
zb´dnych do potwierdzenia wyników.
„OczywiÊcie nie twierdz´, ˝e ich wyni-
ki sà b∏´dne – zastrzega si´ Sadoulet. –
Prosz´ tylko, by przedstawili odpowied-
nie dowody.”

Obecnie kilka wspó∏zawodniczàcych

zespo∏ów sprawdza te rezultaty, pos∏u-
gujàc si´ innym typem detektorów. Szu-
ka si´ w nich pràdu elektrycznego ge-
nerowanego w krysztale germanu przez
padajàcà czàstk´. Aby odró˝niç czàstk´
na podstawie zjawiska przez nià wywo-
∏anego, a nie kontrowersyjnych efektów
sezonowych, grupa Sadoule’a usi∏uje
te˝ wykryç drgania kryszta∏u wywo∏y-
wane zderzeniem czàstki z atomem. In-
ny uk∏ad, wykorzystywany przez Lau-
r´ Baudis i jej kolegów w Max-Planck-
-Institute für Kernphysik w Heidelber-
gu, sortuje padajàce czàstki za pomocà
wielowarstwowych detektorów. Gdy-
by doniesienie o wykryciu WIMP-ów
zosta∏o potwierdzone, otworzy∏oby
przed nami ca∏y wielki, dotychczas nie-
widzialny WszechÊwiat. Nikt jednak nie
wie, czego mo˝emy si´ spodziewaç.

George Musser

Nerwowe komórki macierzyste

Odkryciem, które w zasadniczy sposób
zmienia wiedz´ o neuronach, jest
zlokalizowanie przez Jonasa Frisena
z Karolinska Institutet w Sztokholmie
nerwowych komórek macierzystych w mózgu
szczura. Ró˝nicujà si´ one w rozmaite
rodzaje tkanek, naukowcy nie wiedzieli
jednak dotychczas, gdzie si´ znajdujà.
Jak czytamy w wydaniu Cell z 8 stycznia br.,
zespó∏ Frisena odkry∏, ˝e u gryzoni komórki
wyÊció∏kowe, pokrywajàce jamy p´cherzyków
mózgowych i rdzenia kr´gowego, dzielà si´
powoli, tworzàc komórki macierzyste,
które mogà szybko przekszta∏ciç si´
w neurony lub te˝ zasiliç tkank´ glejowà.
Niewykluczone, ˝e ludzkie nerwowe komórki
macierzyste sà umiejscowione analogicznie.
Znalezienie ich da byç mo˝e podstawy
do leczenia uszkodzeƒ rdzenia kr´gowego
oraz zaburzeƒ uk∏adu nerwowego,
takich jak choroba Parkinsona.

Nie ma odpoczynku dla grasicy

Badania wspierane przez National Institute
of Allergy and Infectious Diseases
doprowadzi∏y do odkrycia, ˝e grasica
a˝ do póênego wieku jest aktywna, choç
w mniejszym stopniu. Zburzy∏o to ca∏à
dotychczasowà wiedz´ na ten temat.
Umiejscowiony w Êródpiersiu gruczo∏
wytwarza limfocyty T, b´dàce cz´Êcià
uk∏adu odpornoÊciowego. Dotychczas
uwa˝ano, ˝e funkcjonuje on tylko u osób
m∏odych. Jak czytamy w wydaniu Nature
z 17 grudnia ub. r., naukowcy
wyciàgn´li inne wnioski z obecnoÊci
fragmentów DNA limfocytów T,
które sà wskaênikiem aktywnoÊci
grasicy. Ponadto odkryli oni, ˝e terapia
antywirusowa zaka˝enia HIV – wirus
blokuje czynnoÊç grasicy – mo˝e
przywróciç funkcjonowanie tego gruczo∏u.

Warto si´ wierciç!

Mog∏oby si´ wydawaç, ˝e chodzi o wy˝erk´
wszech czasów: przez dwa miesiàce
16 ochotników konsumowa∏o dodatkowo
1000 kalorii dziennie (czyli odpowiednik
dwóch Big Maców). W istocie jednak
by∏ to eksperyment przeprowadzony
w imi´ nauki. James Levine
wraz z kolegami
z Mayo Clinic
chcieli si´ przekonaç,
dlaczego niektórzy
ludzie tyjà – jak
si´ wydaje –
ju˝ na sam widok
jedzenia, podczas
gdy inni mogà
opychaç si´ do woli
nie tracàc linii.
Ochotnicy, którzy
zgodzili si´ na ograni-
czenie ruchu w czasie
eksperymentu, przybrali na wadze Êrednio
5 kg, skala waha∏a si´ jednak od 1 do 8 kg.
Badacze, którzy opublikowali swoje wnioski
w Science uznali, ˝e jeÊli nie chce si´ utyç,
trzeba si´ du˝o wierciç. Ci z „˝ar∏oków”,
którzy si´ wiercili, Êrednio spalali

dodatkowych kalorii, ci jednak, którzy
przytyli najmniej, spalali ich a˝ 69%.

Ciàg dalszy ze strony 12

Ciàg dalszy na stronie 14

HULTON GETTY

Liaison Agency