LANL top-10-science-stories des Jahres 2011

Los Alamos Nationalen Laboratoriums top 10 der Wissenschaft Geschichten von 2011 verdeutlichen die Breite Vielfalt der wissenschaftlichen Exzellenz ist das Markenzeichen des Labors. In diesem Jahr Geschichten über alternative Energie-Forschung, Weltrekord magnetische Felder, Krankheit, Verfolgung, die Studie von Mars, Klimawandel, Brennstoffzellen, solar, wind und magnetischer Feldlinien.

Mars Bewohnbarkeit

Los Alamos National Laboratory ist eine einzigartige wissenschaftliche Fähigkeiten spielen eine große Rolle im internationalen Streben, zu entwirren die Geheimnisse des Mars.

Drei Los Alamos-Technologien sind an Bord des „Mars Science Laboratory“ – mission der Curiosity-rover, set, touch down auf der Oberfläche des Roten Planeten, die im kommenden August. Los Alamos radio-Isotop-Batterien sind die Bereitstellung von Strom und Wärme, Neugier, welches ist das größte rover-Fahrzeug jemals bereitgestellt zum Mars. Diese Energiequellen werden dazu beitragen, die 10 wissenschaftlichen Instrumente an Bord des Fahrzeugs.

Ein instrument, bekannt als ChemCam, ist montiert auf dem rover mast und der Einsatz von extrem starken Impulsen von Laserlicht zu verdampfen Stecknadelkopf-große Bereiche der mars-Oberfläche aus der Ferne, von 23 Meter. Die winzigen Blitze, die durch diese Impulse werden analysiert, ein Spektrometer, um den Wissenschaftlern wichtige Informationen über die Zusammensetzung von Mars-Gesteinen. Ein weiteres instrument, CheMin, verwenden Sie X-ray diffraction, um zu bestimmen, die Zusammensetzung der Proben, die gesammelt werden, und fiel in einen Trichter auf dem rover. Erzielt der Los-Alamos-Forscher beteiligt sind, mit der mission, die entworfen, um Antwort auf die brennende Frage, ob der Mars ist oder war bewohnt.

Automatisierte Influenza-System

Ein kompaktes, in sich geschlossenes, automatisiertes system für die überwachung und screening von potentiellen Pandemie-Stämme von influenza und anderen tödlichen Infektionskrankheiten ist ein Schritt näher an der Realität, Dank eine Vereinbarung zwischen Los Alamos National Laboratory, der University of California Los Angeles School of Public Health, und HighRes Biosolutions von Boston.

Forscher von LANL und der UCLA School of Public Health, testen und zertifizieren die High-Throughput-Labor-Netzwerk (HTLN), ein Prototyp Globales Bio-Lab. Die kompakte, Modulares HTLN kann zuverlässig Tausende von Proben auf Infektionserreger zu helfen, die öffentliche Gesundheit Beamten Antworten auf eine Globale Gesundheitskrise. Die Technologie die entscheidenden Werkzeuge für die Krankheit Kämpfer in abgelegene Gebiete oder Standorte, die nicht über die Ressourcen, um einen zuverlässigen public-health surveillance services in einem Notfall, wie eine Globale Pandemie.

Die Centers for Disease Control and Prevention berichten, dass die influenza verursacht mehr als 200.000 Krankenhausaufenthalte und 36.000 Todesfälle pro Jahr, mit medizinischen Kosten von schätzungsweise 10 Milliarden US-Dollar. Das HTLN-Projekt liefert eine Gelegenheit, um die Bereitstellung der Hochdurchsatz-Technologie in einer Weise, die den Schutz der Gesundheit vieler Menschen.

Welt-Rekord-Gepulsten Magnetfeld

Am August 18, Forscher am Los Alamos National Laboratory ‚ s National High Magnetic Field Laboratory einen neuen Weltrekord für das stärkste Magnetfeld, das jemals geliefert wird durch einen von zerstörungsfreien Magneten. Die Wissenschaftler erreicht eine satte 97.4 tesla—ein Magnetfeld-fast 100-mal stärker als ein Schrottplatz-magnet, und einige 30 mal stärker als das Feld geliefert, die während einer medizinischen MRT-Untersuchung.

Die Fähigkeit zum erstellen Pulse von extrem hohen Magnetfeldern zerstörungsfrei (high-power-Magnete routinemäßig rip -, sich selbst zu Stück aufgrund der großen Kräfte beteiligt) bietet Forschern mit einem beispiellosen Werkzeug für die Untersuchung grundlegender Eigenschaften von Materialien, von Metallen und Supraleitern, Halbleitern und Isolatoren.

Los Alamos “ Erfolg wrests entfernt die herrliche magnetische Aufzeichnung von einem team deutscher Wissenschaftler, und die Ergebnisse der heutigen Experimente wurden an die Guinness-Buch der Rekorde für die Aufnahme. Das nächste Ziel ist das erreichen von 100 tesla, eine wissenschaftliche Suche, verfolgt von Wissenschaftlern zu konkurrieren, magnet-labs auf der ganzen Welt, darunter Deutschland, Frankreich, China und Japan.

Schwer Hydronium

Dank einer einzigartigen Fähigkeit gefunden am Los Alamos Neutron Science Center (LANSCE), konnten die Forscher Zeuge, zum ersten mal die entscheidende Rolle, die eine schwer fassbare Molekül spielt in bestimmten biologischen Reaktionen. Die Forschung könnte Hilfe bei der Behandlung von Magen-Darm-Geschwüre oder saurem reflux-Krankheit, oder lassen Sie effizientere Umwandlung von holzartiger Abfälle in Transport-Kraftstoff.

Die Neutronen, die Forscher waren in der Lage, Ansicht einen Teil eines komplexen biologischen Molekül, das normalerweise unsichtbar unter X-ray diffraction. Forscher getauscht Atome deuterium-für-Wasserstoff-Atome innerhalb des Moleküls. Dann, durch den Beschuss des Moleküls mit Neutronen, konnten die Forscher enttarnen das schlecht verstanden katalytischen Mechanismus eines wichtigen chemischen Reaktion, die hilft, konvertieren, plant cell material in ethanol oder erzählt den menschlichen Körper, wenn Sie zum ausschalten Säure-Pumpen in den Magen.

Billiger Wasserstoff-Brennstoffzellen

Los Alamos National Laboratory haben die Forscher beschrieben einen bedeutenden Fortschritt in der Wasserstoff-Speicherung, ein Durchbruch, dass die macht Wasserstoff ein attraktiver Kraftstoff für die Fahrzeuge oder anderen Transport-Modi.

Die Technologie konzentriert sich auf die Verwendung von Ammoniak-Boran als „Chemische Speicher“ für Wasserstoff. Eines Ammoniak-Boran-system ermöglichen könnte Wasserstoff zu leicht extrahiert werden für den Einsatz in Wasserstoff-Brennstoffzellen-Batterien dann wieder aufgeladen werden, die mit Wasserstoff über und über. Die Entwicklung könnte eine Reichweite von mehr als 300 Meilen mit einer einzigen „tank“ der Treibstoff, die ein benchmark für die US Abteilung von Energie. Die Methode stellt einen beträchtlichen Schritt in Richtung zum praktischen Gebrauch des Wasserstoffs in den Kraftstoffen.

Südwest Megadroughts

Die Geheimnisse des Klimawandels wurde ein wenig weniger geheimnisvoll Dank der arbeiten von Los Alamos National Laboratory Forscher Graben um in den nahe gelegenen Valles Caldera National Preserve.

Sie arbeiten mit einem internationalen Forscherteam, dem Wissenschaftler ausgegraben einem 260 Meter langen sedimentkern, spähte zurück in klimatologischen Zeit, um die Welt, wie Sie existiert zwischen je 360.000 und 550.000 Jahren. Nach Ihren Ergebnissen, der Südwestlichen region der Vereinigten Staaten offenbar erfährt „megadroughts“—wärmeren, trockeneren Perioden dauerhafte Hunderte von Jahren oder mehr. Diese megadroughts erscheinen in Zyklen, mit dem neuesten aus heutiger Zeit, die den historischen Staub-Schüssel. Wenn Ihre Forschung ist richtig, die Menschen im Südwesten könnte für Kühler, feuchter Witterung in der Zukunft, es sei denn, der Zyklus wird beeinflusst durch erhöhte Konzentrationen von Treibhausgasen.

Entsperren Biomasse-Energie

Los Alamos National Laboratory Forscher versuchen, ordnen Sie die puzzle-Stücke Verhinderung der Umwandlung von nonedible Biomasse wie cornstalks und wechseln Sie gras in ethanol, eine sinnvolle Biokraftstoff.

Pflanzliche Zellwände bestehen aus Schichten von dicht gepackten Molekülen. Denn dieses Blatt-wie Anordnung der Schichten, ist es schwierig für Enzyme, die Förderung der Umwandlung von Massen-Pflanzen-Zellulose in fermentierbaren Zucker zu Angriff inneren Schichten des Materials. Daher, aktuelle conversion-Methoden beruhen auf die Verwendung von teuren, potenziell toxischen Materialien erforderlich sind, um Abbau der Biomasse.

Los Alamos Chemische Modellierung zeigte, dass die cellulose kann anfällig für enzymatischen Angriff, wenn vorbehandelt mit Kosten-wirksame und relativ Harmlose Ammoniak.

Spätere Forschungsergebnisse zeigten, dass die Ammoniak-Vorbehandlung erhöht den Wirkungsgrad fünf mal über den normalen Methoden, die potenziellen Kosten Hemmnisse-Biomasse-Umwandlung.

Solar-Wind-Proben

Zwei Papiere in der Wissenschaft berichtet über die ersten Sauerstoff-und Stickstoff-Isotopen-Messungen von der Sonne, die belegen, dass Sie sehr Verschieden von der gleichen Elemente auf der Erde. Diese Ergebnisse waren die beiden top-Prioritäten der NASA-mission Genesis, welche die erste Sonde, die Rückkehr aus dem jenseits der Mond, Absturz in der Utah-Wüste im Jahr 2004, nachdem sein Fallschirm Fehler beim bereitstellen während der re-entry.

Die meisten der Genesis Nutzlast Bestand aus fragilen solar-wind-Sammler, die ausgesetzt waren, um die solar-Partikel über einen Zeitraum von zwei Jahren. Fast alle diese Sammler wurden dezimiert während des Absturzes. Aber die Kapsel enthielt auch ein spezielles instrument, gebaut von einem team am Los Alamos National Laboratory zu verbessern die flow von solar-wind auf ein kleines Ziel zu ermöglichen, Sauerstoff-und Stickstoff-Messungen. Die Ziele dieser Solar-Wind-Konzentrator überlebt den Absturz und schließlich ergab die solar-Geheimnisse.

Quantum dots

Forschung von Los Alamos Wissenschaftler veröffentlichten in der Natur dokumentiert, die bedeutende Fortschritte im Verständnis des Phänomens der Quanten-Punkt blinkt. Die Effizienz der Punkte ist stark reduziert durch das blinken, aber das problem kann kontrolliert und sogar vollständig unterdrückt werden elektrochemisch, entdeckten die Forscher, als Sie entwickelten einen neuartigen Spektro-elektrochemischen experiment, das Ihnen erlaubt, um kontrollierbar Ladung und Entladung einer single quantum dot während der überwachung seinen blinkt Verhalten.

Das team der Erkenntnisse sollte die Möglichkeit erhöhen, die Biologen, verfolgen einzelne Partikel, ermöglichen Technologen entstehen neuartige Leuchtdioden und die single-photon-Quellen, und die Verstärkung der Anstrengungen der Energie-Forscher entwickeln neue Arten von hoch effizienten Solarzellen.

Magnetische Wiederverbindung

Los Alamos Physiker Bill Daughton präsentiert eine neue Theorie, wie ein grundlegender Prozess in der Physik als „magnetic reconnection“ funktioniert. Magnetische Wiederverbindung, ist das ständige brechen und Neuanordnung von Magnetfeldlinien im plasma—ein heißes ionisiertes gas.

Diese neue Theorie wurde entwickelt, um besser zu beschreiben, die Physik dieses Prozesses auf seinem grundlegendsten Niveau.

Diese 3-D-Berechnungen wurde erst kürzlich durch die Entwicklung von petascale-Supercomputern, und die Berechnungen wurden auf Roadrunner, den weltweit ersten PetaFLOPS-Maschine. Die neuen Ergebnisse sind drastisch anders als die bisherigen 2-D-Modelle und verfügen über die Entstehung und wechselvolle zusammenspiel von spiralförmigen magnetischen Strukturen, bekannt als „Fluss Seilen.“

Frühe Forscher spekuliert, dass flux Seile bilden können, während die anfängliche Entwicklung der magnetischen Wiederverbindung, aber die neuen Ergebnisse zeigen, dass die überwiegende Mehrheit dieser Strukturen produziert werden, später im intensiven Elektronen-Strom Blatt.

Diese Ergebnisse Hilfe Raumsonde Beobachtungen der magnetischen Wiederverbindung in der Magnetosphäre und im Sonnenwind.

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