– Antiatomerna kan hjälpa oss att förstå en av universums stora gåtor, säger Sveriges representant i ALPHA, Svante Jonsell vid Fysikum vid Stockholms universitet. Detta är en milstolpe på vägen mot studier av antimateria, men mycket arbete återstår.

Vår vanliga materia är uppbyggd av atomer och molekyler, som i sin tur består av mindre partiklar. För varje partikel finns också en spegelbild, en antipartikel.

– Så vitt vi vet är antimaterien likadan som vanlig materia förutom att dess elektriska laddning är motsatt. Ändå finns det en uppenbar skillnad – hela världen runt omkring oss är uppbyggd enbart av vanlig materia, säger Svante Jonsell. Varför det är så vet vi inte än. Kanske är spegelbilden inte helt perfekt?

För att hålla kvar antiatomerna använder forskarna en atomfälla där antiatomer i vakuum hålls fast av magnetiska krafter. Svårigheterna gör att bara små mängder av antiatomer fångats än så länge, därför måste experimentet effektiviseras innan forskarna kan gå vidare.

Antimateria kan inte lagras i vanliga behållare, eftersom antipartiklarna förgörs så fort de kommer i kontakt med vanlig materia. I tidigare experiment har antiatomerna förstörts nästan omedelbart, så det har inte gått att studera deras egenskaper.

Om någon liten skillnad kan hittas skulle det kunna förklara vart all antimateria tagit vägen. I Big Bang skapades både materia och antimateria, men eftersom de förintas när de träffar på varandra är frågan hur den materia vi idag ser i universum blev över. Skapades det mer materia än antimateria? Forskarna vill nu jämföra antiatomernas egenskaper med vanliga atomers för att försöka förstå varför.

Men både att tillverka och att hålla kvar antiatomer är komplicerat. Antipartiklarna måste skapas i partikelacceleratorer. Experimenten där den enklaste formen av antiatomer, antiväte, skapas, utförs därför vid det europeiska forskningslaboratoriet CERN utanför Genève. Forskarna i ALPHA har nu lyckats med bedriften att fånga en del av de antiatomer som skapas.

– Nästa steg är att undersöka ljuset från antiväte, och se om det finns något liten skillnad jämfört med vanligt väte. Då blir det riktigt spännande! Kan vi äntligen förstå varför vårt universum inte enbart består av ljus? säger Svante Jonsell.

Artikelns titel: Andresen, G. B. et al: Trapped antihydrogen. Nature advance online publication, doi:10.1038/nature09610 [Ref 1] (2010)

Högupplöst pressbild: http://www.atom.physto.se/~jonsell/Svante3.jpg

Om ALPHA
ALPHA (Antihydrogen Laser PHysics Apparatus) är ett samarbete mellan 15 institut i 8 länder, med syfte att skapa, fånga och studera antiväte. ALPHA startades år 2005 som en efterföljare till ATHENA-experimentet, där antiatomer i stora mängder skapades för första gången år 2002. Experimentet ligger vid det europeiska partikelfysiklaboratoriet CERN och använder antipartiklar från dess Antiproton Declerator (AD). Det svenska bidraget till ALPHA finansieras av Vetenskapsrådet.
http://alpha.web.cern.ch/alpha/

Vidare upplysningar
Docent Svante Jonsell, Fysikum, Stockholms universitet
Tel 08 – 5537 8625
Mobil 076 – 82 87 827
E-post jonsell@fysik.su.se

Universitetet i huvudstaden – utbildning och forskning på högsta nivå där öppna sinnen möts och utvecklas. Universitetet deltar i regionala, nationella och internationella samarbeten, i debatt och i samhällsutveckling. Här är mer än 50 000 studenter och 6 000 medarbetare verksamma inom humaniora, juridik, naturvetenskap och samhällsvetenskap.

Den 16 november lägger Fredrik Sikström fram sin avhandling Modeling and Simulation for Welding Automation. Forskningen har han utfört på Högskolan Väst i Trollhättan där också disputationen äger rum. Examinerande universitet är Chalmers tekniska högskola.
Robotar som svetsar är som regel programmerade att utföra arbetet på precis samma sätt hela tiden. Det betyder att alla förhållanden måste vara likadana från gång till gång för att det ska fungera. Till exempel måste arbetsstyckena ligga i exakt rätt lägen och de måste alltid ha exakt samma mått.

– Då är det intressant om man med hjälp av sensorer kan övervaka processen och få systemet att korrigera sig själv i en situation som inte är som den var tänkt, säger Fredrik Sikström.
Han har arbetat med infraröda sensorer som mäter temperatur i ett område omkring svetssmältan. När det automatiska systemet får kontinuerlig information om temperaturen kan svetseffekten regleras under pågående process.

Fördelarna med sensorer i automatiska svetssystem är flera. Systemen blir mindre känsliga för störningar, vilket betyder att man kan låta inkommande arbetsstycken hålla lägre kvalitet utan att det orsakar problem. Vill man höja produktionstakten eller få högre kvalitet på slutprodukten kan man göra det.

Att införa sensorer kräver omfattande omställningar av produktionssystemet. Produktionen måste stoppas, utrustningen programmeras om och tester genomföras. Ett sätt att göra omställningen smidigare är att datorsimulera tester av den sensorstyrda svetsningen. Fredrik Sikström har gjort detta möjligt genom att lyfta in sensorer i simuleringar av svetsning. Detta minimerar behovet av att stoppa produktionen för att köra en massa olika tester i praktiken.

– Jag vill lyfta fram nyttan med att göra experiment och undersökningar i en virtuell värld så mycket det går, säger Fredrik Sikström.

Hans avhandlingsarbete har varit en del av projektet AFFIX, Aligning, Holding and Fixing Flexible and Difficult to Handle Components, finansierat av EU:s sjätte ramprogram. Hans handledare på Högskolan Väst har varit Anna-Karin Christiansson, docent i produktionsteknik, och på Chalmers, Bengt Lennartson, professor i automation.

Kontaktinformation
För mer information kontakta Fredrik Sikström, 0704-813960.

Genom att formulera om en klassisk beräkningsformel för investeringskostnader i fjärrvärmenät har forskarna tagit fram en unik modell som gör det möjligt att beräkna investeringskostnader för fjärrvärmesystem också på orter som inte har fjärrvärme i dag. Tidigare beräkningar har endast kunnat utföras för befintliga nät.

Forskarna har därefter analyserat fjärrvärmeteknikens nuvarande ställning på värmemarknaden i 83 städer i fyra europeiska länder: Tyskland, Frankrike, Belgien och Nederländerna. Dessutom har man värderat teknikens framtida konkurrenskraft i förhållande till lokala uppvärmningsalternativ och minskade värmebehov.

År 2006 stod fjärrvärmen i de undersökta städerna för i genomsnitt 21 procent av värmemarknaden.

– Vid våra beräkningar fann vi emellertid att marknadsandelar motsvarande 60 procent skulle vara en kostnadseffektiv genomsnittlig utbyggnadsnivå. Det innebär att det skulle vara möjligt att trefaldiga den nuvarande fjärrvärmemarknaden i de städer som vi har tittat på, med en lönsamhet beräknad på dagens situation, säger Urban Persson, doktorand i energiteknik, som har ingått i forskargruppen.

Studien visar också att det i befolkningstäta städer inte finns några större risker för fjärrvärmens ställning på grund av ett varmare klimat. Bland annat kan ny teknik, till exempel det som nu utvecklas i den fjärde generationens fjärrvärmeteknik, bidra till detta.

Fjärrvärmestudien ingår i ett treårigt svenskt projekt om skilda energiteknologier: ”Pathways – Swedish Systems Solutions”, som görs i samarbete Chalmers och finansieras av Energimyndigheten. Det är i sin tur ett parallellprojekt till det större internationella ”Pathways to Sustainable European Energy Systems”.

Studien heter Heat distribution and the future competitiveness of district heating, Persson & Werner, 2011. Applied Energy 88 (2011) s. 568–576.

Kommentar till bilden:
Nuvarande nivåer för marginell distributionskapitalkostnad och motsvarande värmemarknadsandelar för fjärrvärme i de fyra studerande länderna.

Kontaktinformation
För mer information, kontakta Sven Werner, tel. 035-16 71 30 eller Urban Persson, tel. 035-16 74 05.

Det visar ny forskning vid SLU (Sveriges lantbruksuniversitet) som har  publicerats i den vetenskapliga tidskriften PNAS.

I nordliga skogsekosystem finns det stora mängder kol lagrat i marken. Omsättningen av detta kolförråd är en avgörande komponent i beräkningsmodeller som används för att beskriva effekter av framtida klimatförändringar.

Under senare år har det uppmärksammats att även vinterhalvåret kan ha stor betydelse för skogars kolbalans, då mikroorganismer (svampar och bakterier) fortsätter bryta ned organiskt kol trots att det är minusgrader och marken är frusen.

Hur mikroorganismerna går till väga för att bryta ned organiskt kol under så ogynnsamma förhållanden har till stor del varit okänt, vilket har gjort det mycket svårt att göra tillförlitliga beräkningar över skogens kolbalans under vintern.

— Resultat från tidigare studier har tolkats som att mikroorganismer i frusen mark inte kan tillväxa utan bara andas bort viss koldioxid. En forskargrupp vid SLU i Umeå och Umeå universitet har nu visat att så inte är fallet. Istället är mikroorganismernas förmåga att växa i frusen mark förbluffande lik den tillväxt som sker under sommarhalvåret, även om hastigheten är lägre, säger Mats Öquist från SLU som lett studien.

Dessa resultat publiceras i veckan i den prestigefulla tidskriften PNAS, som ges ut av den Amerikanska vetenskapsakademin.

Studien har genomförts i nära samarbete mellan forskarna Mats Öquist, Mats Nilsson och Stina Harrysson Drotz vid SLU, samt Jürgen Schleucher och Tobias Sparrman (Umeå universitet).
I tidigare publikationer har forskarna fastslagit att aktiviteten hos mikroorganismer i frusen mark i huvudsak regleras av tillgången av ofruset vatten och identifierat vilka egenskaper i marken som styr vattentillgången.

Dessa studier har varit möjliga genom en metod att mäta ofruset vatten med kärnmagnetresonansspektroskopi (NMR), som utvecklats av forskargruppen. I kombination med de senaste rönen kring mikroorganismernas förmåga att utnyttja organiskt material och växa i frusen mark, möjliggör denna forskning att man kan utveckla mer tillförlitliga beräkningsmodeller över norra halvklotets kolbalans.

Kontakt: Mats Öquist, 090-786 8525, mats.oquist@sek.slu.se

Dengue blödarfeber, Gula febern och Japansk encefalit är några exempel på myggburna infektionssjukdomar som orsakas av flavivirus. Flera faktorer, som till exempel klimatförändringar, har gjort att spridningen och förekomsten av flera flavivirus har ökat kraftigt den senaste tiden vilket gör flavivirussläktet till ett mycket allvarligt globalt virushot.

I Europa och Asien är fästingburen encefalit (TBE) en mycket elakartad flavivirussjukdom, som orsakas av att TBE-virus infekterar det centrala nervsystemet. Idag känner man till tre typer av TBE-virus, men det finns ytterligare ett antal närbesläktade virus som kan ge helt andra symptom med alltifrån blödarfeber till sjukdomar som främst drabbar boskap. Antalet infektioner orsakade av TBE-virus ökar i Östersjöområdet, och viruset verkar etablera sig i nya regioner. De mer aggressiva sub-typerna, Sibirisk- och ”Far Eastern”-TBE, finns i Baltikum och nyligen hittades stammar av Sibirisk TBE i Finland.
– Jag är intresserad av att ta reda på var gränsen för de olika virusvarianterna går i Östersjöområdet, säger Magnus Johansson, docent i biokemi.

Han och hans kollegor Wessam Melik, Annelie Elväng, Yann Bertrand, Mikael Lönn och Michael Wigerius, arbetar med fästing- och myggburna sjukdomar, bland annat i ett projekt där de undersöker spridningen av olika former av TBE.

De har också tittat på hur viruset förökar sig i cellerna. För det har forskargruppen behövt samla in fästingar från områden där viruset är vanligt förekommande. Ett insamlingsställe – Torö i Stockholms skärgård – visade sig vara särskilt ”lyckosamt”. Genom den mängd virus som fanns i fästingarna där kunde man för första gången sekvensera TBE-virusets hela RNA-genom direkt från fästingar. Genomet har sedan använts i Magnus Johanssons grupp för att konstruera viktiga verktyg för att studera TBE-virusets livscykel, och för att kunna utveckla framtida förbättrade TBE-virusvaccin.
– Vi har totalt samlat nästan 10 000 stycken fästingar i våra försök, berättar Magnus Johansson.

En överraskande upptäckt har gjorts med hjälp av datorsimuleringar. Det har visat sig att strukturerna i virusgenomet verkar vara temperaturkänsliga. Genom att de temperaturmässiga förutsättningarna ändras kan virusets förmåga att föröka sig också förändras.
– När en virusinfekterad fästing, som är kallblodig, suger blod från ett djur eller en människa, höjs temperaturen i fästingkroppen, och därmed ändras temperaturen i virusets omgivning. Detta är förmodligen en mycket viktig aspekt i forskningen kring förekomst och spridning av viruset i naturen, säger Magnus Johansson.

Magnus Johansson och hans forskargrupp tilldelades i höst drygt 6 miljoner kr i projektmedel för det treåriga projektet ”Molecular epidemiology, molecular evolution and vaccine development of Tick-borne encephalitis virus within the Baltic Sea region”. Projektet har tre delmål: 1) Studera molekylär epidemiologi av TBEV i fästingar, alltså TBEV-förekomst i fästingar (till exempel vilka subtyper WE-, S- eller FE- TBEV) och dess spridning i framförallt i nordöstra Polen och norra Sverige. 2) Studera molekylär evolution av TBEV i olika värdceller, alltså fästing kontra däggdjursceller. 3) Ta fram kandidater för ett förbättrat TBEV vaccin.

Kontaktinformation
Magnus Johansson, mobiltelefon: 073-704 84 85.

– Det är av betydande vikt för proteinatlasen att vi har kommit så långt som halvvägs med kartläggningen. Det är ett viktigt steg mot målet med en komplett databas med människokroppens alla proteiner, något vi förväntar oss kommer att ske år 2015, säger Mathias Uhlén, professor i mikrobiologi vid KTH.

Han är en av de som står bakom proteinatlasprojektet och han fortsätter med att berätta att det är tack vare kartläggningen som forskare kan dra full nytta av The Human Genome Project, ett stort internationellt projekt vars mål är att kartlägga hela den mänskliga arvsmassan.
Men redan nu använder forskare från hela världen proteinatlasen för att få mer kunskap om proteinernas roll när det kommer till olika sjukdomar. Proteinatlasen, när den är klar, kommer att utgöra ett stabil grund att stå på i kampen mot cancer, hjärt- och kärlsjukdomar och sjukdomar i nervsystemet.

Proteiner är en viktig byggsten i de mänskliga cellerna och involverade i princip alla kroppsfunktioner hos såväl friska som sjuka människor. Om de är missbildade, eller deras funktion är satt ur spel, har dessa kritiska byggstenar inte möjligheten att fullfölja sin viktiga rollwe vilket leder till olika sjukdomar.
Det finns drygt 20 000 proteiner i människokroppen, och en klar majoritet av dessa har aldrig blivit identifierade eller analyserade: 98 procent av alla mediciner riktar sig mot 3 procent av de mänskliga proteinerna.

Proteinatlasprojektet, som startade 2003, är ett samarbete mellan KTH och Uppsala universitet där det senare lärosätet står för projektets biologiska del.

Klockan 17:30 idag släpps nästa version av proteinatlasen på www.proteinatlas.org.

Kontaktinformation
För mer information, kontakta Mathias Uhléns assistent Inger Åhlén på 08 – 55 37 84 03 / ingera@kth.se eller Anneli Waara på 018 – 471 19 74 / anneli.waara@uadm.uu.se.