Durante a fotossíntese, uma sinfonia de produtos químicos converte a luz em energia necessária para plantas, algas e algumas bactérias. Os cientistas agora sabem que essa reação notável requer a menor quantidade de luz possível – apenas uma Fóton – começar com.
Uma equipe de pesquisadores americanos em óptica quântica e biologia mostrou que um único fóton pode começar Fotossíntese em bactérias roxas Rhodobacter spiroidese eles estão confiantes de que funciona em plantas e algas porque todos os organismos fotossintéticos compartilham um ancestral evolutivo e processos semelhantes.
A equipe diz que suas descobertas avançam nosso conhecimento da fotossíntese e levarão a uma melhor compreensão da interseção da física quântica em uma ampla gama de sistemas biológicos, químicos e físicos complexos, incluindo combustíveis renováveis.
“Uma enorme quantidade de trabalho foi feito, teórico e experimental, em todo o mundo tentando entender o que acontece depois que um fóton é absorvido,” Ele diz Graham Fleming, bioquímico da Universidade da Califórnia, Berkeley.
“Mas percebemos que ninguém estava falando sobre o primeiro passo. Essa era uma pergunta que ainda precisava de uma resposta detalhada.”
clorofila Moléculas recebem fótons do sol, por meio dos quais um elétron na clorofila fica excitado e são passados para diferentes moléculas para formar os blocos de construção do açúcar, que dá alimento às plantas e libera oxigênio.
O sol não nos cobre com muitos fótons – em um dia ensolarado, apenas cerca de 1.000 fótons atingem uma molécula de clorofila a cada segundo – então a eficiência da fotossíntese em aproveitar a luz solar para produzir moléculas ricas em energia levou os cientistas a acreditar que um único fóton pode iniciar esta reação.
“A natureza inventou um truque muito inteligente”, disse Fleming Ele diz.
Os pesquisadores se concentraram em uma estrutura bem estudada de proteínas em bactérias roxas chamadas colheita leve 2 (LH2), pode absorver fótons em um determinado comprimento de onda.
Usando ferramentas especializadas, eles criaram uma fonte de fótons que produzia um par de fótons a partir de um único fóton de maior energia usando Limite de conversão espontânea baixo.
Durante o pulso, o primeiro fóton, chamado de “arauto”, foi observado por um detector altamente sensível, indicando a chegada do fóton parceiro, que interagiu com moléculas de LH2 em uma amostra de laboratório de bactérias roxas.
Quando um fóton de comprimento de onda de 800 nanômetros atingiu um anel de moléculas em LH2, a energia foi para um segundo anel, que emitiu fótons fluorescentes de comprimento de onda de 850 nanômetros.
Na natureza, essa transferência de energia continuará até que a fotossíntese comece. Encontrar um fóton com comprimento de onda de 850 nanômetros no laboratório foi um sinal claro de que esse processo havia começado, especialmente porque as estruturas de LH2 estavam separadas de outras partes da célula.
O desafio era lidar com fótons únicos, que são fáceis de perder. Para contornar isso, os cientistas usaram o fóton como guia.
“Acho que a primeira coisa é que esse experimento mostrou que você pode realmente fazer coisas com fótons individuais”, disse. Ele diz A física química Birgitta Wally, de Berkeley. “Portanto, este é um ponto muito importante.”
Usando um modelo de distribuição de probabilidade e um algoritmo de computador, a equipe analisou mais de 17,7 bilhões de eventos de detecção de fótons e 1,6 milhão de eventos de detecção de fótons fluorescentes.
A análise abrangente significa que os pesquisadores estão confiantes de que os resultados foram devidos apenas à absorção de um único fóton e que nenhum outro fator poderia ter influência.
um monte de Pesquisa avançada As etapas subsequentes da fotossíntese envolveram, após a absorção da luz, o envio de pulsos de laser ultrarrápidos e poderosos para as moléculas fotossintéticas.
“Existe uma enorme diferença de intensidade entre os lasers e a luz do sol – um típico feixe de laser focado é um milhão de vezes mais brilhante que a luz do sol”, diz ele. Explicar Quanwei Li, um físico quântico e engenheiro de Berkeley.
Ao mostrar como os fótons individuais se comportam durante a fotossíntese, esta pesquisa nos fornece informações importantes sobre como funciona o processo de conversão de energia da natureza. As tecnologias de fotossíntese artificial podem um dia ser a chave para sobreviver de forma sustentável e prosperar no espaço.
“Assim como você precisa entender cada partícula para construir um computador quântico”, disse Lee AdicionarPrecisamos estudar as propriedades quantitativas dos sistemas vivos para entendê-los verdadeiramente e criar sistemas sintéticos eficientes que gerem combustíveis renováveis.
Este estudo foi uma oportunidade única para duas áreas científicas que normalmente não trabalhariam juntas para aplicar e combinar as técnicas de óptica quântica e biologia.
“A próxima coisa é, o que mais podemos fazer?” Ele diz Willie.
“Nosso objetivo é estudar a transferência de energia de fótons individuais através do complexo de fotossíntese nas escalas espaciais e temporais mais curtas possíveis.”
A SpaceX lançou 20 satélites Starlink Internet da Califórnia na manhã de sexta-feira (10 de maio), incluindo 13 satélites com capacidade direta para célula.
Um foguete Falcon 9 com um veículo Starlink decolou da Base da Força Espacial de Vandenberg na sexta-feira às 12h30 EDT (04h30 GMT; 21h30 de 9 de maio, horário local da Califórnia). A SpaceX planejou originalmente lançar a missão na noite de quarta-feira (8 de maio), mas desistiu da tentativa.
O primeiro estágio do foguete Falcon 9 retornou à Terra cerca de 8 minutos após o lançamento conforme planejado, pousando no drone Of Course I Still Love You da SpaceX, que estava estacionado no Oceano Pacífico.
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Um foguete SpaceX Falcon 9 pousa no convés de um navio drone logo após o lançamento de 20 satélites Starlink da Base da Força Espacial de Vandenberg, na Califórnia, em 10 de maio de 2024. (Crédito da imagem: SpaceX)
Este foi o quarto lançamento e pouso deste primeiro estágio específico, de acordo com A Descrição da missão SpaceX.
Enquanto isso, o estágio superior do foguete Falcon 9 continuou a transportar satélites Starlink para a órbita baixa da Terra (LEO) e, eventualmente, Publique-os Lá cerca de 61,5 minutos após a decolagem.
A SpaceX acaba de lançar sua missão Starlink na quarta-feira, enviando 23 satélites para a órbita baixa da Terra a partir do Centro Espacial Kennedy da NASA, na Flórida.
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Lançamentos consecutivos não são novidade para a SpaceX atualmente. Em 30 de março, por exemplo, a empresa lançou duas missões – um Starlink boost e um satélite de comunicações Eutelsat 36D – com menos de quatro horas de intervalo, ambas da Costa Espacial da Flórida.
Nota do editor: Esta história foi atualizada às 12h30 ET do dia 9 de maio com notícias da data de lançamento do novo alvo em 9 de maio, e novamente às 2h ET do dia 10 de maio com notícias do sucesso do lançamento, pouso do foguete e implantação do satélite .
resumo: Os pesquisadores revelaram uma correlação entre depressão e atividade física em adultos. As descobertas revelam que os sintomas depressivos atuais podem impedir a atividade física anos mais tarde, embora o oposto não seja necessariamente verdadeiro – a inatividade atual não prevê sintomas depressivos futuros.
Este estudo confirma o efeito significativo da atividade física na melhoria do humor e da saúde mental, semelhante aos efeitos dos antidepressivos. Ao utilizar uma nova técnica de inferência causal, o estudo fornece uma compreensão mais precisa de como a depressão e a atividade física afetam uma à outra ao longo do tempo.
Principais fatos:
Inter-relacionamento: Os sintomas de depressão e a atividade física afetam-se mutuamente, pois mais atividade física pode levar a menos sintomas de depressão, e a depressão atual pode levar a menos atividade física no futuro.
Estudo longitudinal: A pesquisa acompanhou 3.499 adultos americanos de 1986 a 2011 e forneceu dados robustos sobre como o estilo de vida e a saúde mental evoluem ao longo do tempo.
Metodologia Avançada: O estudo aplicou uma nova técnica de inferência causal que controla a história e o contexto de vida individual, proporcionando uma visão mais clara sobre as interações entre atividade física e depressão.
fonte: Universidade de Toronto
Uma nova pesquisa da Universidade de Toronto descobriu que os adultos que relataram mais sintomas depressivos na última semana eram menos propensos a relatar serem fisicamente ativos no mesmo período, e essa relação geralmente ocorre nos dois sentidos: ser mais ativo também está associado a uma melhor saúde mental .
Publicado na revista Saúde mental e atividade físicaO estudo contribui para uma melhor compreensão de como os sintomas depressivos e a atividade física estão relacionados e se influenciam mutuamente durante a vida adulta.
Em geral, a atividade física e a saúde mental afetam-se mutuamente. Crédito: Notícias de Neurociências
“Foi surpreendente descobrir que os sintomas depressivos atuais podem impactar negativamente os seus níveis de atividade física dois a cinco anos depois, enquanto a inatividade hoje não está associada a sintomas depressivos futuros”, diz a autora Solly Dubach, doutoranda na Universidade de Toronto. Departamento de Sociologia.
“Os sintomas depressivos atuais podem ter efeitos duradouros, mas podem ser menos significativos do que os efeitos da atividade física atual.”
Muitos estudos mostram que ir regularmente à academia, dançar, fazer jardinagem ou caminhar pode melhorar sua saúde física e mental, com efeitos semelhantes aos dos medicamentos antidepressivos.
O novo estudo também apoia esta conclusão, mostrando que a atividade física semanal está associada a sintomas semanais de depressão e que movimentar-se mais pode melhorar o seu humor.
“Compreender melhor a inter-relação entre saúde mental e actividade física pode ajudar as pessoas a tomar decisões baseadas em evidências sobre a sua saúde e a saúde dos seus entes queridos e membros da comunidade”, diz Dubach.
“É importante permitir que as pessoas tomem as suas próprias decisões sobre as causas e consequências da atividade física e dos sintomas da depressão, e compreender o impacto que se movimentar mais ou menos pode ter no humor e na saúde geral.”
Seguindo uma amostra nacionalmente representativa de 3.499 adultos norte-americanos de 1986 a 2011, o estudo avaliou os efeitos duradouros das diferenças iniciais nos níveis de atividade física e nos sintomas depressivos. Como a atividade física passada prevê a atividade física futura; Como os sintomas depressivos passados predizem sintomas depressivos futuros? Essa relação se estabiliza durante a idade adulta.
Este estudo utilizou uma nova técnica de inferência causal para ajudar a garantir que estas estimativas representam as experiências das pessoas no mundo. O método é modificado para levar em conta características estáveis dos indivíduos, incluindo variáveis omitidas, como biologia individual, contextos familiares e comunitários e histórias de vida.
Embora a ideia de que os sintomas depressivos e a actividade física estejam ligados durante a idade adulta não seja nova, uma nova técnica para estudar correlações ao longo do tempo permite que vários argumentos alternativos sejam tidos em conta.
“Você pode imediatamente se perguntar como os fatores pessoais influenciam essa correlação – a genética ou a história do início da vida não importam? – e é isso que esse método nos permite ajustar, em comparação com técnicas anteriores que assumiam poucas evidências relevantes para essas questões importantes”, diz Dubach.
Em geral, a atividade física e a saúde mental afetam-se mutuamente. Semana após semana, movimentar-se mais pode melhorar seu humor.
Esta investigação mostra que os sintomas anteriores de depressão podem persistir, mas os seus efeitos a longo prazo podem ser menos impactantes do que a actividade física actual. Mostra também que, com o tempo, os sintomas depressivos não tratados podem levar a consequências negativas nos níveis de atividade física, o que pode causar problemas de saúde adicionais.
“O que realmente importa é que as pessoas tomem decisões informadas sobre como tratar os seus sintomas de saúde mental, especialmente sabendo que a actividade física continua a ser uma das melhores formas de melhorar a saúde dos indivíduos e das suas comunidades – no entanto, mais pessoas precisam de compreender como os seus sintomas A depressão pode afetar esse processo.”
Sobre estas notícias de pesquisa sobre depressão e exercícios
autor:Solly Dabash fonte: Universidade de Toronto comunicação: Solly Dubach – Universidade de Toronto foto: Imagem creditada ao Neuroscience News
A interação entre sintomas depressivos e atividade física: insights bidirecionais de um painel de 25 anos sobre mudanças na vida dos americanos
fundo
Os sintomas depressivos (DSx) e a atividade física (AF) insuficiente estão entre as principais causas de doenças e os principais contribuintes para o fardo global de saúde pública. Revisões e meta-análises sugerem que DSx e PA causam um ao outro, mas a maioria dos estudos realizados utiliza dados e análises que não podem determinar suas associações bidirecionais ao longo da vida.
O presente estudo estima modelos de painel dinâmico de efeitos fixos através de modelagem de equações estruturais com estimativa de verossimilhança de informação completa (ML-SEM) com base em 5 ondas (1986-2011) de A mudança de vida dos americanos placa (ACL). Esta é uma amostra probabilística representativa nacionalmente de 3.499 adultos norte-americanos não institucionalizados com 25 anos ou mais em 1986.
Os entrevistados participaram em média de 3,29 ondas, com 67,84% participando de pelo menos 3 ondas e 27,26% participando de todas as 5 ondas. Os modelos ajustam-se à idade, estatuto de parceiro, integração social, limitações de actividade e problemas financeiros graves. Os dados estão disponíveis no ICPSR (4690).
resultados
As estimativas de ML-SEM revelam associações transversais bidirecionais negativas e significativas entre DSx e PA. Os modelos também indicam uma associação defasada cruzada negativa e significativa de DSx para PA, mas não de PA para DSx. Em ambos os lados, os níveis passados estão significativamente relacionados com os níveis futuros de AP e DSx.
Conclusões
Este estudo é o primeiro a utilizar uma técnica de inferência causal que se ajusta a todos os fatores de confusão invariantes no tempo, ao mesmo tempo que modela associações bidirecionais entre sintomas depressivos e atividade física ao longo de 25 anos de idade adulta. Ele apóia a literatura que mostra uma relação transversal consistente e avança na compreensão de como a DSx no início da vida adulta influencia a AF à medida que as pessoas envelhecem.
Buracos negros supermassivos são capazes de devorar violentamente estrelas inteiras, distorcendo a estrutura do espaço-tempo com sua massa quase insondável e influência gravitacional. O seu imenso poder e natureza misteriosa capturaram a imaginação de gerações de cientistas e artistas, de Albert Einstein a Christopher Noland, que procuraram tornar compreensível o incognoscível através das suas obras de arte audiovisuais e pesquisas pioneiras.
Agora um novo conjunto de Simulação de supercomputador da NASA Dá ao público a oportunidade de ver de perto a realidade que distorce a influência destes objetos cósmicos, mostrando como seria viajar através do horizonte de eventos de um buraco negro supermassivo com massa equivalente a 4,3 milhões de sóis.
“As pessoas perguntam frequentemente sobre isto, e simular estes processos difíceis de imaginar ajuda-me a ligar a matemática relativística às consequências reais no universo real”, explicou o astrofísico da NASA Jeremy Schnittman do Goddard Space Flight Center em Greenbelt, Maryland. Trabalhei na criação de visualizações. “Então simulei dois cenários diferentes, um em que a câmera – ocupando o lugar de um ousado astronauta – perde o horizonte de eventos e retorna com o estilingue, e outro em que cruza a fronteira, determinando seu destino.”
Você já se perguntou o que acontece quando você cai em um buraco negro?
Graças a uma nova visualização imersiva produzida no supercomputador da NASA, estamos começando #BlackHoleWeek Com uma descida hipotética no horizonte de eventos – o ponto sem retorno para o buraco negro: https://t.co/aIk9MC1ayKpic.twitter.com/CoMsArORj4
As simulações foram projetadas por Schnittman e pelo colega cientista da NASA Brian Powell usando o supercomputador Discover localizado no Centro de Simulação Climática da NASA. De acordo com a agência, um laptop típico levaria cerca de uma década para realizar a enorme tarefa, mas os 129 mil processadores do Discover foram capazes de compilar as visualizações em apenas cinco dias, usando apenas 0,3% de seu poder computacional.
A singularidade no centro das simulações foi criada para ter a mesma massa do buraco negro supermassivo no coração da Via Láctea, conhecido como Sagitário A* (Sgr A*). Como explicou Schnittman, o tamanho surpreendente de um buraco negro supermassivo poderia ser vantajoso para os astronautas, ajudando-os a sobreviver até o ponto em que o intrépido explorador passar pelo horizonte de eventos, momento em que serão dilacerados através de um processo conhecido como espaguetização. .
“O risco de espaguete é muito maior para pequenos buracos negros equivalentes à massa do nosso Sol”, disse Schnittman num email ao IGN. Para eles, as forças das marés destruiriam qualquer nave espacial normal muito antes de esta atingir o horizonte. Para buracos negros supermassivos como Sagitário A*, o horizonte é tão grande que parece plano, assim como um navio no oceano não corre o risco de “cair no horizonte”, embora pudesse facilmente cair sobre uma cachoeira na superfície do oceano. água. Um pequeno rio.”
O astrofísico da NASA continuou: “Para calcular o ponto exato de virar espaguete, usamos a força de um corpo humano típico, que provavelmente não suportaria mais de 10 gramas de aceleração, então este é o ponto em que anunciamos a destruição de a câmera.” . “Para Sagitário A*, isso corresponde a apenas 1% do raio do horizonte de eventos. Em outras palavras, a câmera/astronauta cruza o horizonte e depois sobrevive 99% do caminho até a singularidade antes de ser dilacerada ou queimada. pela radiação extrema, mas isso é uma história para outro dia.
Quanto ao que o intrépido explorador realmente verá quando mergulhar em um dos bolsões mais escuros do universo? Pois bem, como o próprio nome sugere, a singularidade no centro de qualquer buraco negro é impossível de observar diretamente, devido ao facto de a sua gravidade impedir que até a própria luz escape do horizonte de eventos ao passar por ele. No entanto, os astrônomos Nós somos Capaz de observar a massa brilhante de material extremamente quente que rodeia o buraco negro, que se estabelece num disco plano à medida que é inexoravelmente puxado em direção ao horizonte de eventos.
As visualizações de supercomputadores da NASA revelam com detalhes requintados como a massa de 4,3 milhões de sóis poderia distorcer radicalmente a luz de um disco de acreção plano. Cada simulação começa observando o buraco negro a uma distância de cerca de 400 milhões de milhas. A partir daqui, o efeito da gravidade do leviatã cósmico já pode ser observado, pois ele manipula a luz do disco para enquadrar a parte superior e inferior do horizonte de eventos, ecoando a aparência do buraco negro “Gargantua” visto no filme Interestelar de 2014, de Christopher Noland.
À medida que o voo continua, o efeito do buraco negro supermassivo intensifica-se para criar um caleidoscópio de linhas de fotões mutáveis, que se tornam cada vez mais finas à medida que o astronauta se aproxima e passa através do horizonte de eventos.
A NASA carregou várias versões das simulações para YouTubeincluindo um vídeo de 360 graus do YouTube que dá liberdade aos espectadores Vamos olhar ao redor enquanto eles caem nos poços cósmicos mais profundosou alternativamente, Viajar para escapar da atração insaciável da exclusividade. Alguns dos vídeos também mostram informações sobre a perspectiva da câmera e como efeitos relativísticos, como a dilatação do tempo – um fenômeno no qual o tempo passa em velocidades diferentes para diferentes observadores, dependendo de onde eles estão e da velocidade com que se movem – afetariam uma pessoa enquanto eles se movem. aproximar-se da singularidade.
Confira este artigo do IGN para obter uma explicação sobre o que é a dilatação do tempo e como ela pode ser uma dor de cabeça para futuros astronautas que exploram estrelas distantes. Para mais notícias sobre astronomia, por que não ler sobre uma explosão estelar única na vida que deve ser visível da Terra ainda este ano, ou aprender como milhões de jogadores do Frontiers estão listados coletivamente como autores de um estudo científico previamente revisado.
Anthony é um colaborador freelance que cobre notícias de ciência e videogames para o IGN. Ele tem mais de oito anos de experiência cobrindo desenvolvimentos inovadores em vários campos científicos e não tem tempo para enganar você. Siga-o no Twitter @BeardConGamer
