I en nyligen publicerad artikel i tidskriften Scientific Reports har forskare, från Stockholms universitet och Universidad de Sevilla, genom experiment skapat uppsättningar av tillstånd och mätningar för att visa uppkomsten av korrelationer i mätningar på den enklaste varianten av kvantsystem, så kallade ”qutritar”. Resultaten visar god överensstämmelse med kvantmekaniska förutsägelser.
Kvantmekanik är utan tvekan den mest korrekta och framgångsrika teorin i vetenskapens historia. Dess förutsägelser har bekräftats i ett flertal experiment och dess kraft ligger bakom det mesta av modern teknik. Ändå har teorin förbryllande aspekter, särskilt sin ovilja att tillåta en mer fullständig beskrivning i termer av ”dolda” variabler.
– I vardagslivet är det ingen motsättning att anta att föremål som bollar och mynt har förutbestämda egenskaper som position och hastighet som är oberoende av om man verkligen mäter dem eller inte. Men enligt kvantmekaniken motsvarar resultaten av experiment på system som atomer och fotoner inte förutbestämda egenskaper. En naturlig och grundläggande fråga är ”Vilket är det enklaste experiment där skillnaden mellan klassisk och kvantfysik kan observeras?”, säger Mohamed Bourennane, professor vid Fysikum, Stockholms universitet.
Först med experiment som visar ett icke-klassiskt resultat
År 1978 introducerade Wright det enklaste experimentet som producerar klassiskt omöjliga resultat. Det enklaste kvantsystem där man kan testa denna brytning är ett trenivåsystem, vanligen kallat en ”qutrit”.
– Vi är först med att utföra detta enklaste experiment som visar ett icke-klassiskt resultat. Det är det enklaste experimentet av två skäl. För det första eftersom det utförs på det enklaste systemet i vilket en konflikt mellan klassisk teori och kvantmekanik uppstår. För det andra eftersom experimentet testar sannolikheterna för den enklaste uppsättning påståenden så att kvantmekaniken bryter den klassiska gränsen, säger Mohamed Bourennane.
Einstein menade att kvantmekaniken är ofullständig
I Einsteins mest citerade artikel, ett gemensamt arbete med Podolsky och Rosen från 1935, hävdade han att kvantmekaniken är en ofullständig teori. Effekten de använde sig av för att föra sin argumentation var snärjelse. 1964 visade Bell att kvantmekaniken inte kan kompletteras med dolda variabler och, ännu viktigare, visade att det är möjligt att experimentellt utesluta teorier baserade på lokala dolda variabler genom att göra särskilda mätningar på två snärjda partiklar.
Icke-klassiska korrelationer kan observeras genom mätningar
1967 visade Kochen och Specker att det även för system med en enskild partikel kan finnas en konflikt mellan kvantmekanik och teorier baserade på icke-kontextuella dolda variabler. Icke-kontextualitet är en egenskap hos klassisk fysik; resultatet av en mätning påverkas inte av andra mätningar som utförs på samma system. 2008 påpekade Klyachko och Cabello oberoende av varandra att icke-klassiska korrelationer kan observeras genom att utföra en sekvens av kompatibla mätningar på system av enskilda partiklar.
– I detta arbete har vi utformat ett experiment som skapar den uppsättning tillstånd och mätningar som behövs för att visa uppkomsten av kvantmekaniska korrelationer i sekventiella mätningar på qutritar. Våra experimentella resultat visar god överensstämmelse med kvantmekaniska förutsägelser, säger Johan Ahrens, doktorand vid Fysikum, Stockholms universitet.
Publikation
Ahrens, J., Amselem, E., Cabello, A. & Bourennane, M. Two Fundamental Experimental Tests of Nonclassicality with Qutrits. Science Report 3, 2170; DOI:10.1038/srep02170 (2013).
En jätteknölkalla har slagit ut i Bergianska trädgården. Knölen är ”syskon” till den kalla som blommade 2011 och blomställningen är mer än en halvmeter högre än den förra – 194 cm. När jätteknölkallan blommande i Bergianska trädgården 2011 skapade den sensation och lockade 7 000 besökare.
Den spektakulära växten utmärker sig genom sin storlek, märkliga form och hemska stank liksom att den blommar över på bara två–tre dagar. Arten har bara blommat tre gånger tidigare i Sverige, första gången var 1935 i Bergianska trädgården.
Den första kvällen vid blomning skickar blomställningen ut en vidrig doft av kadaver, rutten fisk och bränt socker. Stanken och det köttröda hölsterbladet lurar asbaggar att försöka lägga ägg i blomställningens inre. Där hålls de fångna under två dygn innan de släpps ut igen. Det första dygnet är bara växtens honblommor utslagna. Hanblommorna släpper sitt pollen först under det andra dygnet. Inpudrade med pollen flyger asbaggarna iväg, redo att luras av nästa jätteknölkalla.
Titaniska jättar från Sumatra
Arten upptäcktes 1878 på Sumatra av en italiensk botanist och fick namnet Amorphophallus titanum vilket betyder jättelik oformlig fallos. I grekisk mytologi var de jättelika titanerna barn till Gaia (jorden) och Uranus (himlen). Bergianskas kallor har fått namn efter titanerna; Cronus blommade 2011 och Crius är på väg att blomma nu.
Växten bildar en enorm underjordisk knöl, som störst 160 kilo tung. Från knölen skjuter det upp ett enda titaniskt blad, stort som ett litet träd. När bladet vissnat ner går knölen i vila några månader och då den vaknar upp igen har förhoppningsvis en blomknopp bildats. Blomställningen skjuter upp med en väldig fart och kan växa fem till 15 cm per dygn. När den nått 1,5–2,5 meters höjd vecklar ett hölsterblad ut sig likt en purpurröd, plisserad sammetskjol.
Jätteknölkalla hör hemma i regnskogen på ön Sumatra i Indonesien. Där växer den i ett område litet större än Småland. En jätteknölkalla blommade för första gången utanför Sumatra i London 1890. Den har blivit alla botaniska trädgårdars önskeväxt och skapar en skräckblandad förtjusning bland sina åskådare.
– Det handlar om allt från att skära sig, slå delar av kroppen blå eller att hindra sår från att läka, säger Lauree Tilton-Weaver, som tillhör Center for Developmental Research, CDR vid Örebro universitet.
– 20 procent tyckte jag lät som en hög siffra men internationella kollegor har bekräftat att det ligger i linje med hur det ser ut hos dem, säger Lauree Tilton-Weaver.
Tydlig koppling
Ungdomar på sju olika högstadieskolor har ingått i studien och målet har varit att fånga upp ungdomar som medvetet orsakar skador på sin egen kropp men inte med syftet att dö. Studien har följt upp ungdomarna vid tre tillfällen under en tvåårsperiod.
Forskarna Lauree Tilton-Weaver och Håkan Stattin, båda forskare i psykologi vid Örebro universitet samt Sheila Marshall, forskare vid University of British Columbia, undersöker vad det är som ligger bakom självskadebeteenden. Tidigare forskning har visat ett tydligt samband mellan dessa men inte hur relationen ser ut – leder depression till ett självskadebeteende eller är det tvärtom?
– Studien med de svenska ungdomarna visar att depression oftast föregår självskadebeteendet. Ungdomar som lider av depression kan känna en lättnad genom att låta den inre smärtan få ett fysiskt uttryck. Tvärtemot vad man kan tro, så har det visats att fysisk smärta kan minska den psykiska smärtan, säger Lauree Tilton-Weaver.
Fysisk och psykisk smärta
Även om kopplingen mellan fysisk och psykisk smärta är stark, är det ändå en återvändsgränd. Risken är att lättnaden inte varar länge och självskadebeteendet blir ett sätt att klara av sin vardag och något som man återkommer till.
– Det finns många frågor kvar att besvara och vi ska fortsätta för att hitta svar på frågor som till exempel vad det är som utlöser självskadebeteendet. Det skulle dessutom vara önskvärt att följa upp ungdomarna med kortare intervaller för att få en tydligare bild.
– Detta är ju något som bevisligen många ungdomar lider av och därför är det viktigt att studera detta närmare för att kunna hjälpa dessa på rätt sätt, säger Lauree Tilton-Weaver.
I forskningsprojektet Kroppens Partitur studerar forskare vid Sahlgrenska akademin hur musik biologiskt påverkar vår kropp och vår hälsa. Syftet är att hitta nya former där musik kan användas för medicinska ändamål, främst inom rehabilitering och friskvård.
I den senaste studien, som publiceras i tidskriften Frontiers in Neuroscience, kan forskargruppen visa hur musikens struktur påverkar sångarnas hjärtfrekvens.
I december samlade forskaren Björn Vickhoff och hans forskargrupp femton 18-åringar på Hvitfeltska gymnasiet i Göteborg och lät dem utföra tre olika körövningar: humma entonigt, sjunga den kända körsången ”Härlig är Jorden” samt nynna ett långsamt mantra. Samtidigt registrerades sångarnas hjärtrytm.
Resultaten från studien visar att musikens melodi och struktur har en direkt koppling till sångarnas hjärtaktivitet, och att unison allsång har en synkroniserande effekt så att sångarnas hjärtfrekvens tenderar att ökar och minskar samtidigt.
– Sång styr aktiviteten i den så kallade vagusnerven, som är involverad i vårt känsloliv och vår kommunikation och som bland annat påverkar vår röstklang. Sång med långa fraser får samma effekt som andningsövningar i yoga, det vill säga att vi kan genom sång utöva kontroll över mentala tillstånd, säger Björn Vickhoff.
Körsjungandets effekter på hälsa och välbefinnande omvittnas av många, men har i liten utsträckning studerats vetenskapligt. Forskarnas hypotes är att hälsoeffekterna uppstår genom att sång ”tvingar” fram en lugn och regelbunden andning vilket har en dramatisk effekt på hjärtvariabiliteten – något som i sin tur antas har en gynnsam effekt på hälsan.
– Vid styrd, kontrollerad andning sjunker pulsen på utandningen för att åter stiga när man andas in. Detta beror på att utandningen aktiverar vagusnerven som bromsar hjärtat. Effekten kallas medicinskt för RSA och är förknippad med att man är frisk, ung, mår bra och inte är stressad. Vår hypotes är att sång är en form av regelbunden styrd andning, eftersom man andas ut på sångfraserna och in mellan dessa, säger Björn Vickhoff:
–Vi vet sedan tidigare att körsång synkroniserar sångarnas muskelrörelser och neurala aktiviteter i stora delar av kroppen. Nu vet vi också att detta också till stor del gäller hjärtat.
Forskargruppen vill nu undersöka om den biologiska synkroniseringen hos körsångare också skapar ett mentalt vi-perspektiv, och därmed skulle kunna användas som en metod för att stärka samarbetsförmågan.
– Överallt där man agerar och sjunger unisont finns det en koppling till kollektiv vilja, tänk bara på fotbollsläktare, politiska körer, arbetssånger, psalmsång i skolan, festivaltåg, religiösa körer eller militär exercis. Det finns forskning som visar att synkroniserade riter bidrar till vi-känslan, och vi funderar nu på att testa körsång som ett sätt att stärka samarbete i skolan, säger Björn Vickhoff.
En grupp forskare på Hälsohögskolan i Jönköping har fått 1 miljon kronor från Forte (tidigare FAS) för en förstudie om barn som anhöriga inom hälso- och sjukvård.
Många barn lever med föräldrar som har en allvarlig fysisk eller psykisk sjukdom, och flera tusen barn förlorar en förälder varje år. Det finns en kunskapslucka om barn som anhöriga, speciellt när det handlar om tidiga insatser på basnivå för alla barn. Under förstudien kommer forskarna att utveckla och testa mätmetoder, rutiner och utbildning som förbereder inför forskningsprojektet ”See Me – Talk to Me!”
Det tvärvetenskapliga forskningsprojektet, som forskarna ska söka pengar för under 2014, handlar om att tidigt kunna upptäcka och hjälpa de barn som behöver stöd. Den första fasen (”See Me”), kommer att vara att identifiera de barn vars föräldrar är fysiskt sjuka eller oväntat dör. Den andra fasen (”Talk to Me”), kommer att tillhandahålla och utvärdera vilken vård, information och stöd som erbjuds barnen. Den tredje fasen innebär en bedömning av vilka som behöver utökat stöd.
Huvudansvarig för projektet är Karin Enskär, Professor i omvårdnad vid Hälsohögskolan. Övriga forskare är: Marie Golsäter, Universitetslektor, Jönköpings läns landsting och Hälsohögskolan, Susanne Knutsson, Universitetslektor, Högskolan i Borås, Mats Granlund, Professor i handikappvetenskap och psykologi vid Hälsohögskolan och Boel Andersson-Gäre, Professor, Jönköpings läns landsting och Hälsohögskolan Jönköping.
Enligt prognosen ligger bärtätheten i år mycket över genomsnittet för den föregående tioårsperioden inom alla landsdelar utom Götaland, där det ser sämre ut än normalt. I Norrland och i Svealand pekar prognosen på 35-40 procent fler mogna blåbär, medan det i Götaland ser ut att bli något färre än genomsnittet för perioden 2003–2012.
– Den sämre prognosen för Götaland kan åtminstone delvis förklaras med att blåbärsriset på många håll i den här landsänden har fått kraftiga vinterskador, så att blomningen inte blev så riklig, säger Ola Langvall, försöksledare vid enheten för skoglig fältforskning, SLU.
Många har vittnat om att blåbärsriset har blivit brunt och dött i övre delen av riset, det vill säga i den del där blommorna normalt sitter. Detta tyder på att riset har blivit utsatt för extrem kyla som den normalt slipper när det finns ett tjockt snötäcke.
– På många håll i Götaland hade den mesta snön smält bort då kylan satte in under senvintern, vilket nog är den mest troliga förklaringen till de omfattande skadorna men även under andra delar av vintern kan vädret ha varit ogynnsamt för bärriset, avslutar Ola Langvall analysen av läget i Götaland.
Stora lokala variationer i bärtillgång
En presumtiv bärplockare bör dock känna till att den genomsnittliga mängden blåbär som finns i skogarna varierar ganska mycket mellan landsdelarna, där Svealand och Norra Norrland normalt får fler blåbär per kvadratmeter än Södra Norrland och Götaland. Det finns också stora lokala variationer, så det går säkert att finna ställen med mycket bär även i Götaland, om man bara letar på rätt ställen.
Bärprognosen bygger på en kombination av observationer av mängden blommor, kart och mogna bär från Riksskogstaxeringens landsomfattande provytenät och av återkommande observationer på permanenta provytor vid ett flertal försökslokaler utspridda över landet. Alla uppgifter i blåbärsprognoserna avser skogar med förekomst av blåbärsris.
– Genom den utökning av stickprovet för bärinventeringen som gjordes i Riksskogstaxeringen 2011 har vi nu bättre möjligheter att studera regionala skillnader i bärtillgången, säger Göran Kempe, som håller i materialet från Riksskogstaxeringen vid SLU. Årets prognos visar till exempel på särskilt bra med blåbär i Norrlands kustland medan bilden för Götaland är splittrad. I de norra och östra delarna ser det bra ut, medan det tycks bli väldigt få blåbär på många håll i västra och södra Götaland.
Trots att det under många år har funnits betydligt energieffektivare väg- och gatubelysning än den som oftast används i svenska kommuner idag, så sker det relativt få ny- och reinvesteringar. Möjlighet till energibesparingar har stor betydelse för benägenheten att fatta beslut om investeringar, men hinder kan uppstå när ansvaret läggs ut på entreprenad.
Studien i VTI rapport 786 identifierar faktorer som utgör hinder respektive drivkrafter för ny- och reinvesteringar i energieffektivare väg- och gatubelysning. Författarna har analyserat planerings- och beslutsprocesser, ansvarsfrågor och aktörer i ett antal svenska kommuner samt undersökt hinder och drivkrafter i 12 svenska kommuner av olika storlek genom att intervjua de ansvariga för väg- och gatubelysning (VGB).
Undersökning visar att de studerade kommunerna har varierande grad av energieffektiv VGB och olika andel kvicksilverbelysning kvar. De skiljer sig också åt avsevärt i hur de organiserat ansvarsfrågor, beslutsprocesser och hur de arbetar strategiskt med energifrågor. De kommuner som hade störst andel kvicksilverbelysning kvar i VGB hade inte samordnat frågan med någon annan strategisk fråga såsom energi, miljö eller trygghet. Dessa kommuner hade ett rent tekniskt och funktionellt synsätt på VGB och bytte endast armaturer då de gamla tjänat ut, så det strategiska arbetet med energiplaner verkade endast ha en begränsad effekt på reinvesteringsbesluten.
Det verkar som att det kan vara ett hinder för förnyelse när ansvaret för planeringen och förnyelsen av VGB läggs ut på entreprenad. Detta var typiskt för kommuner med stora andelar kvicksilverbelysning kvar. Däremot verkar inte brist på kunskap och brist på ekonomiska medel uppfattas av kommunernas ansvariga som betydande hinder mot förnyelse.
Det strategiska sammanhanget i form av energibesparingar och energieffektiviseringar tycks ha mycket stor betydelse för benägenheten att fatta beslut om reinvesteringar i VGB. Exempelvis angav fyra av de fem kommuner som helt eller till mycket stor del redan bytt ut kvicksilverbelysning mot andra typer av ljuskällor att energibesparingar var det primära skälet för att byta.
Årligen skadas och dödas människor i olyckor då förare kör alltför sömniga. Det regelverk som finns i Sverige idag är inte tillräckligt för att fälla dem som orsakat olyckor då de varit uttröttade. Om detta ska bli möjligt måste det tas fram objektiva sätt att mäta antingen sömnighet eller prestation.
– För att underlätta för förare att inte utsätta sig själv och andra för farlig körning rekommenderar vi att man avstår att köra om man varit vaken mer än 19 timmar eller sovit färre än 5 timmar den senaste sammanhängande sömnen. Man ska också undvika att förlägga körning klockan 03–06 då de flesta befinner sig i botten av dygnsrytmen, berättar projektledare Anna Anund.
Syftet med projektet som redovisas i VTI notat 20-2013 har varit att utreda begreppet ”uttröttning” med fokus på att tydliggöra vad som krävs för att en förare som orsakat en olycka ska kunna straffas. Syftet har även varit att definiera begreppet så att trafikanter vet när det kan finnas risk för uttröttning och därmed avstår från att köra.
Slutsatsen i rapporten är att det regelverk som finns i dag inte är tillräckligt för att fälla förare som kör i uttröttat tillstånd eller har orsakat olyckor då de varit uttröttade. Bedömningen är att det så länge det inte finns objektiva sätt att mäta antingen sömnighet eller prestation så är det inte möjligt att hitta en bättre lösning än det regelverk som finns idag. Forskarna förordar att lagen kvarstår som den är idag till dess att objektiva sätt att mäta finns tillgängliga.
Det mest effektiva för att förhindra körning i trött tillstånd är insatser för att förbättra kompetensen och insikten hos förare. Det finns en avsaknad av ett tydligt ansvar för kommunikation och information inom trafikområdet och det är därför viktigt att tydliggöra om detta är en fråga för Trafikverket eller Transportstyrelsen.
Forskarna framhåller också att det är viktigt att uttröttning finns med som en del i ISO 39001 arbetet och därmed blir en faktor när vi skapar en framtida säkerhetskultur inom yrkestrafiken, samt att de läkarintyg som är ett krav vid sjukdom kan baseras på systematiska och evidensbaserade bedömningar. Tekniska system spås en god framtid när de lyckas mäta förarens vakenhet och prestation. Modellering av trötthet hos förare med avseende på tid på dygnet, sömn och vakenhet är då en av förutsättningarna för att optimera till exempel scheman för yrkesförare. I rapporten rekommenderas också fortsatt arbete med räffling av vägar samt att skapa fler rastplatser som uppfyller krav från både privata förare och yrkesförare.
Prionsjukdomar är dödiga neurodegenerativa sjukdomar som uppstår när så kallade prionproteiner felveckas. Exempel på prionsjukdomar är scrapie hos får, galna kosjukan och Creutzfeldt-Jakobs sjukdom hos människor.
Vad som får prionproteinerna att felveckas till den amyloida sjukdomsorsakande formen är en öppen fråga. Den otillräckliga kunskapen om de faktorer som är involverade i felveckningen av prionproteinerna gör upptäckten av nya läkemedel mot prionsjukdomar utmanande.
– Vi har nu visat att ribosomens proteinveckningsaktivitet (PFAR) troligen är involverad i prionbildning och således är en ny potentiell måltavla för läkemedel mot prionsjukdomar. Om vi kan förstå mekanismen kan vi även hitta sätt att stoppa processen på, säger Suparna Sanyal, lektor vid institutionen för cell och molekylärbiologi vid Uppsala universitet.
Ribosomen är cellens maskin för proteinsyntes. Hur ribosomen tillverkar proteiner är väl karaktäriserat medan PFAR är en relativt ny upptäckt. PFAR är en funktion hos det ribosomala RNA:t i den stora ribosomala subenheten. Det aktiva sätet för PFAR överlappar med det aktiva sätet för proteinsyntes men de specifika nukleobaserna i RNA:t som är nödvändiga för de två funktionerna är olika.
– Våra resultat visar att de två prioninhibitorerna 6-aminophenanthridine och guanobenz acetat inhiberar prionformation genom att binda till det ribosomala RNA:t och blockera PFAR. Detta indikerar att ribosomen, och mer specifikt PFAR, är ett nytt mål för antiprionläkemedel. Vidare har vi utvecklat en in vitro mätmetod för PFAR som kan användas för att utvärdera prioninhibitorer på ett mer tids och kostnadseffektivt sätt än tidigare metoder, säger Suparna Sanyal.
Referenser: Pang, Y., Kurella, S., Voisset, C., Samanta, D., Banerjee, D., Schabe, A., Dasgupta, C., Galons, H., Blondel, M., and Sanyal, S. (2013) The antiprion compound 6-Aminophenanthridine inhibits protein folding activity of the ribosome by direct competition. J. Biol. Chem. doi/10.1074/jbc.M113.466748
Den nya forskningsmiljön, kallad TOCSYC – testning av kritiska egenskaper i komplexa system – är ett samarbete mellan Mälardalens högskola, BTH, Högskolan i Skövde, Karlstad universitet och SICS Swedish ICT. Forskningsmiljön har tillsammans beviljats finansieringen av Stiftelsen för kunskaps- och kompetensutveckling (KK-stiftelsen). Forskningsmiljön koordineras av Mälardalens högskola med projektstart i september 2013.
– De senaste åren har vi sett ett ökat intresse att applicera resultat från forskningens framkant inom programvarutestning. Jag kan konstatera att intresset att hitta tekniska lösningar för utmaningar som företag står inför avseende programvaruteknik bara ökar. Fler och fler företag har börjat ge upp på att sätta mer ingenjörer på uppgifter som datorer bör klara bättre, säger Richard Torkar, docent vid BTH.
Programvara och inbyggda datorer, så kallade inbyggda system, är ofta en mycket viktig del i svenska industriprodukter och exportvaror. Den snabba tekniska utvecklingen gör att kraven på företagen hela tiden ökar. De måste ta fram än mer avancerade produkter, vilket innebär mer komplexa och kritiska inbyggda system. Kostnaden för att testa de nya inbyggda systemen är en stor del av den totala utvecklingskostnaden för företagen och för att minska denna kostnad behövs effektivare testmetoder i ett tidigare utvecklingsskede. Med den nya forskningsmiljön kommer kunskapen om att testa kritiska egenskaper hos komplexa inbyggda system att öka.
– Det övergripande målet är att möjliggöra och stödja kostnadseffektiv testning i inbyggda system. Testning av inbyggda system kan tyckas vara en liten detalj men för företagen är testningen av stor vikt, eftersom de inbyggda systemen är avgörande för produktens prestation. Då vi är fem framstående parter inom mjukvarutestning i forskningsmiljön TOCSYC, har resultaten av forskningen goda möjligheter att få stor akademisk och industriell betydelse, säger professor Paul Pettersson som leder TOCSYC.
KK-stiftelsen finansierar i år inom ramen för SIDUS – starka distribuerade forskningsmiljöer, två nya forskningsmiljöer. TOCSYC finansieras med 27 miljoner kronor och totalt tretton personer kommer vara involverade i satsningen varav två till tre seniora forskare från BTH.
– Upptäckten gör det också möjligt att öka funktionaliteten och fortsätta pressa gränserna för miniatyrisering av elektronik, säger professor Johan Liu vid Chalmers som leder det internationella forskarsamarbetet.
Elektroniska system skapar i dag stora mängder värme, framför allt på grund av den ständigt ökande efterfrågan på mer funktionalitet. För att behålla livslängden på systemet är det viktigt att kunna avlägsna värme effektivt. En tumregel säger att om arbetstemperaturen ökar med 10 grader Celsius, så halveras livslängden i det elektroniska systemet.
I studien har forskarna fokuserat på att sänka temperaturen i den lilla del där elektroniken arbetar som mest intensivt – som till exempel inuti en processor. Sådana små värmepunkter, eller hotspots, finns i all elektronik. Storleksmässigt befinner de sig på mikro- eller nanoskalan, det vill säga runt en tusendels millimeter eller ännu mindre.
– Den normala arbetstemperaturen i de värmepunkter vi kylt med ett skikt grafen ligger mellan 55 och 115 grader Celsius. Den temperaturen har vi lyckats sänka med upp till 13 grader, vilket inte bara ger en bättre energieffektivitet utan dessutom förlänger livstiden på elektroniken, säger Johan Liu.
Effektiv kylning är en stor utmaning i många olika tillämpningar, som till exempel fordonselektronik, kraftelektronik, datorer, radiobasstationer och för olika lysdioder, så kallade LED-lampor. I fordonselektroniska system kan varje enskild enhet i tändsystemet pumpa ut upp till 80 W kontinuerligt och i övergående skede upp till 300 W (inom 10 nanosekunder). LED-lampor kan ha en värmeintensitet nästan lika stor som solens, med upp till 600 W/cm2, på grund av sin extremt lilla storlek.
Bättre kylning av elektronik kan ge mycket stora vinster. Enligt en ny amerikansk undersökning, som bygger på data från 2006, går cirka 50 procent av den totala el som används för att köra dataservrar till att kyla systemen.
Chalmers-studien, som utförts i samarbete med HongKong University of Science and Technology, Shanghai University i Kina och SHT Smart High Tech AB, har publicerats i den vetenskapliga tidskriften Carbon.
Läs artikeln: Thermal chemical vapor deposition grown graphene heat spreader for thermal management of hot spots.
Fakta om grafen
Grafen, ett enda lager av kolatomer, är starkare än stål, och ändå lättviktigt och flexibelt. I grafen förflyttar sig elektroner mycket snabbare än i kisel. Det är också en genomskinlig elektrisk ledare, som kombinerar elektriska och optiska egenskaper på ett exceptionellt sätt. Grafen är en mycket god värmeledare, hela tio gånger bättre än koppar.
Det finns flera metoder för att tillverka grafen som kan skalas upp till industriell nivå. För elektronik-tillämpningar kan grafen av hög kvalitet tillverkas med en metod som kallas för kemisk förångningsdeponering (chemical vapour deposition).
Barnacles can be found in all marine environments and are a major problem for both small boats and large ships. Barnacles accumulate on the hulls and can reduce the fuel economy of a vessel by up to 40 per cent, increasing CO2 emissions accordingly.
Barnacles penetrate the surface
While most marine organisms that attach themselves to hulls – for example mussels and algae – can easily be scraped off, barnacles literally grow into the surface and form dense calcium deposits underneath the paint.
The most common method used to prevent fouling is to mix the paint with a poisonous substance. The poison is then released slowly from the painted hull to discourage invaders, and eventually ends up in the water to the detriment of other marine organisms. This is how for example tributyltin oxide (TBTO), a biocide used in the 1980s and 1990s, led to a global environmental disaster. TBTO was banned worldwide after it was discovered that the use was making oysters and similar animals infertile.
About 90 per cent of the anti-fouling hull paints used today are based on copper oxide, causing large amounts of copper to be released into the seas and oceans.
‘This type of environmental effect cannot be accepted in the long run,’ says Pinori.
Digging their own grave in the paint
Now Pinori has found a new method. With the new method, the paint and the poison are modified so that the poison is kept inside the paint, minimising the release of it into the water. Instead, the barnacle’s own ability to penetrate the paint is used. When the organisms attach to the surface, the poisoning begins.
‘You can say that they dig their own grave in the paint,’ says Pinori.
Zero emissions possible
The toxin used in the new type of paint is ivermectin – a molecule produced by the bacterium Streptomyces avermitilis. A good effect has been achieved with only one gram of ivermectin per litre of paint, or a concentration of only .1 per cent. The effect lasts for many years and can replace the copper currently used in hull paints. The research indicates that only very small amounts of the substance leach into the water.
‘My research shows that the small amounts that are released are unrelated to the effectiveness of the method. This means that if we can eliminate the leaching completely, the effect will not be sacrificed. Zero emissions will be our next goal. We’re looking forward to continuing the development of this method within the EU project LEAF, Low Emission Anti-Fouling. It’s a three-year project that SP has been granted together with Professor Elwing’s group at the University of Gothenburg and other international partners,’ says Pinori.
Title of the doctoral thesis: Low Biocide Emission Antifouling Based on a Novel Route of Barnacle Intoxication
Link to the thesis: http://hdl.handle.net/2077/32814
Ny Örebrostudie publicerad i The Journal of Positive Psychology [Ref 1] visar ett tydligt samband mellan negativa minnen och sömnbesvär.
– Antalet negativa minnen förutsåg sömnsvårigheter, säger Shane MacDonald som skrivit artikeln tillsammans med Reza Kormi-Nouri, båda forskare i psykologi vid Örebro universitet.
Många människor drabbas av sömnproblem någon gång i livet. Hela 30 procent av vuxna svenskar rapporterar att de lider av sömnsvårigheter. Forskning har visat att negativa tankar kan vara startpunkten i en ond och negativ spiral mot depression. Psykologiforskare vid Örebro universitet visar att detsamma även kan gälla för sömnsvårigheter.
Värdesätta minnen
Deltagarna i Örebrostudien ombads att försöka minnas olika händelser från de senaste tio åren. Nästa steg var att värdesätta minnena. Deltagarna fick ge dem en status som positiva, negativa eller neutrala.
– De deltagare som hade många negativa minnen och inte så många positiva sov allra sämst. Samtidigt sov deltagarna som värdesatte sina olika minnen som positiva allra bäst. Vår studie visade alltså att det fanns ett klart samband mellan negativa minnen och sömnsvårigheter, säger Shane MacDonald.
Tankar en riskfaktor
– Vi vet redan att kön, ålder och emotion spelar in på hur vi sover. Detta blir ytterligare en pusselbit som faller på plats. Studien stödjer den kognitiva teorin om att våra tankar kan utgöra en riskfaktor för långvariga sömnproblem, säger Shane MacDonald, som tillhör Center for Health and Medical Psychology, CHAMP.
CHAMP är ett centrum för hälsopsykologi och medicinsk psykologi som startades 2005 vid Örebro universitet. Huvudsyftet med CHAMP är att undersöka psykologiska mekanismer som leder till psykisk eller fysisk hälsa eller ohälsa och målet är att hitta preventiva åtgärder.
Undersökningen bygger på anmälda ärenden hos Riksenheten mot korruption mellan åren 2003 och 2011. Totalt rör det sig om 684 avslutade ärenden och 1 248 påstådda gärningspersoner.
– Byggbranschen som redan utmärker sig för problem med ekonomisk brottslighet, sticker ut även i den här undersökningen. Nära en tredjedel av alla påstådda mutgivare är verksamma inom bygg- och anläggningssektorn, säger Lars Korsell, enhetschef på Brå. Riskfaktorn är att verksamheten består av projekt och det är viktigt att hela tiden komma i fråga för nya projekt.
I konkurrensen som uppstår vid upphandling, kan det innebära att mutor erbjuds och tas emot i flera led. Men oftast är det enklare typer av mutor som erbjuds. Det kan handla om konferensresor, tekniska prylar eller fina middagar.
Myndigheter som utfärdar tillstånd särskilt utsatta
Personer som ansvarar för tillståndsgivning och godkännanden ligger i riskzonen för att utsättas för korruption. Det handlar om verksamheter som bilbesiktning, alkoholutskänkning, livsmedelstillstånd och bygglov. Det är vanligt att korruptionen upptäcks av privatpersoner men också att den som erbjudits en muta, själv anmäler händelsen.
– Det finns en korruptionsproblematik i Sverige som bör tas på största allvar eftersom den påverkar myndighetsutövningen i enskilda beslut, säger Lars Korsell. Ytterst handlar det om allas likhet inför lagen. Korruptionen påverkar även förtroendet för privat och offentlig sektor. Men mycket görs och har gjorts, för att se över rutiner och minska utrymmet för korruption, maktmissbruk och jäv.
I rapporten föreslås en rad åtgärder för att förebygga korruption, bland annat behöver riskerna identifieras och kontrollsystemen förbättras. Brå föreslår också att riktlinjer, policyer, rutiner och liknande, upprättas eller ses över samt att utbildningsinsatser genomförs i syfte att öka kunskapen om korruption.
Anders Plantin hade arbetat som läkare i 20 år när han inledde en ny bana som logistikforskare på Chalmers.
– Jag har engagerat mig inom det här området på grund av all frustration jag har känt under åren i sjukvården, säger han. Där finns ett extremt stort behov av bättre produktionsplanering. Vårdens största problem är inte medicinska, utan organisatoriska.
Kirurgkliniken i Skövde var en ganska typisk sjukhusklinik för några år sedan. Den hade en operationskö på 120 dagar i genomsnitt. Personalen jobbade hårt och hade en hög stressnivå, men de hade svårt att se vad man kunde göra åt det hela och planeringsprocesserna var dåligt utvecklade.
Jobbar smartare, inte hårdare
Våren 2010 startade ett förbättringsprojekt på kliniken. Anders Plantin fick rollen som projektledare, samtidigt som han påbörjade en studie av förändringen, i rollen som forskare.
När studien var klar två år senare kunde han konstatera att projektet hade fått väldigt positiva konkreta resultat. Kliniken har inte fått ökade resurser under perioden, men operationskön är numera nere på 30 dagar i genomsnitt. Det är precis lagom för att kunna matcha operationstiderna med rätt patienter. Personalen upplever inte att arbetsbördan har ökat, utan att den har jämnats ut så att det blir färre dagar med överbelastning.
– Detta handlar inte om att folk ska springa ännu fortare, säger Anders Plantin. Och projektet kom inte till på grund av besparingskrav, utan ett beslut om att utbilda medarbetarna i förbättringsarbete. Förändringen har drivits fram av medarbetarna eget engagemang. Det tror jag är nödvändigt om man ska få till en förändring som är hållbar i längden.
Förbättringsprojektet har bestått av många olika processer och åtgärder (se faktaruta). Ett konkret exempel är att man nu har ett jämnare antal kirurger i tjänst på operationsavdelningen. Tidigare varierade antalet kirurger mellan 2 och 8, medan antalet övrig personal och operationssalar var mer konstant. Antalet läkare var ofta den begränsande faktorn.
Kunskap från industrin till sjukvården
Anders Plantin är doktorand vid forskningscentrumet Centre for Healthcare Improvement (CHI) på Chalmers, där man arbetar just med sjukvårdens organisatoriska problem. Kunskap om till exempel produktionsplanering har utvecklats inom tillverkningsindustrin under mer än 50 år. Forskarna på CHI arbetar med att anpassa den kunskapen och överföra den till sjukvårdens verklighet – något som kommer att behövas allt mer under kommande år när sjukvårdens utmaningar blir än större, bland annat på grund av vår åldrande befolkning.
CHI:s föreståndare Andreas Hellström menar att det finns enorma möjligheter för svensk sjukvård att förbättras på ett liknande sätt som kirurgkliniken i Skövde.
– Flera studier visar att 20 till 30 procent av sjukvårdens kostnader beror på brister i effektivitet, säger han. De kostnaderna är det första man måste försöka få bort, snarare än ta till generella nedskärningar. Mycket kan vinnas bara genom att satsa på modern kunskap om kvalitetsarbete, logistik och organisering.
EU-kommissionen har presenterat en vägledning som är tänkt att användas när offentliga organisationer i unionen ska utveckla och upphandla sina IT-system. Delar av innehållet i vägledningen baseras på forskning från Högskolan i Skövde.
Det är forskargrupper Software systems vid Högskolan i Skövde som genomfört den studie EU-kommissionen refererar till. Forskargruppen arbetar sedan fler år tillbaka med att studera användningen av öppna standarder inom svensk offentlig sektor.
– Att inte använda öppna standarder begränsar myndigheternas möjligheter att konkurrensutsätta sina IT-leverantörer och därmed rakar IT-kostnaderna i höjden. Dessutom finns det risk för att viktig information går förlorad när system som inte bygger på öppna standarder används, säger Björn Lundell, biträdande professor i datavetenskap vid Högskolan i Skövde.