Den optimala mixen för sandslott

Ingen skulle få för sig att bygga ett sandslott av helt torr sand – även en tvååring vet att det går inte att få det att hålla. Fuktig sand ska det vara. Nu har forskare visat att den optimala blandningen, för maximal stabilitet, är en del vatten till åtta delar sand.

Sand beter sig varken som ett fast ämne eller en vätska. Den kan, i torrt tillstånd, hällas på ett vätskeliknande sätt men man kan också lägger tunga föremål på dess yta utan att de sjunker. Dessutom ändras sandens egenskaper när den blir blöt, genom att vätskan bildar broar mellan kontaktpunkterna på kornen. Upp till en viss gräns blir sanden mer stabil, sedan blir blandningen mer som en trögflytande vätska (med intressanta egenskaper, se förra posten om kvicksand). Den optimala mixen för stabilitet har nu visats vara ungefär en del vatten och åtta delar sand. Bra att veta för alla som gillar att bygga sandslott och sandstatyer.

Bakom studien ligger en forskargrupp från MIT, ledd av Sarah Nowak. De har blandat små glaskorn och olja och låtit blandningen rotera i en trumma för att mäta vid vilken vinkel högen som bildas kollapsar. De har också räknat på problemet. Resultatet: en modell utan friktion. Det betyder naturligtvis inte att det inte finns friktion, utan snarare att vätskans påverkan på kornen är betydligt viktigare än friktionens påverkan. Resultatet publiceras i senaste numret av Nature Physics.

Länkar

Telegraph
artikeln (Nature Physics, pren. krävs)
kommentar till artikeln (Nature Physics, pren. krävs)

Det är en myt att man sugs ner i kvicksand

Att man sugs ner i kvicksand är en myt, enligt en nederländsk forskargrupp. En artikel om studien, som undersöker kvicksandens egenskaper och framför allt hur den beter sig under påverkan från rörelser, publicerades i går i Nature. Men Natureartikeln var nog inte egentligen först med att undersöka fenomenet: det har tidigare undersökts i programmet MythBusters (som går på TV-kanalen Discovery). Och de gjorde sitt försök med riktiga människor…

Vad är kvicksand?
Kvicksand består (enligt artikeln) av finkornig sand, lera och vatten. I ett prov från en saltsjö i Irak bestod ungefär 50% av vikten av vatten, runt 7% bestod av lera och resten av sand med en kornstorlek mellan 50 och 200 mikrometer i diameter. Den kvicksand som gruppen tillverkade i laboratoriet hade en liknande sammansättning: 90 vikt% (fuktig) sand, 10 vikt% bentonitlera i saltvatten; total vattenmängd 50 vikt%. Sammansättningen är väldigt känslig för små ändringar i belastning.

Kvicksandens egenskaper
I orört tillstånd ökar kvicksandens viskositet (seghet eller trögrörlighet) sakta med tiden. När kvicksand belastas – till exempel när man kliver på den eller skakar den – kan den temporärt bli betydligt mer flytande. Större påfrestning innebär att kvicksanden blir mer flytande. Trögheten ökar dock snabbt igen efter den initiala påfrestningen. Det är det här som gör att man fastnar, och fastnar ordentligt: när sanden satt sig igen är ansträngningen som krävs för att dra ur sin fot (det vill säga, sätta fart på vatnet i kvicksanden så att det blir tillräckligt flytande) lika stor som den ansträngning som krävs för att lyfta en medelstor bil.

Man kan inte sugas ner i kvicksand
Däremot är det omöjligt att sugas ner i kvicksand på det sätt man kan se i filmer. Kvicksanden har betydligt större densitet än en människokropp. Forskarna testade med små aluminiumklot som fick ligga på kvicksanden medan den skakades. Oavsett hur mycket de skakade fick de dock inte kulorna, som har större densitet än kvicksanden (2.7 gram per kubikcentimeter jämfört med cirka 2 gram per kubikcentimeter), att sjunka helt. Människor har lägre densitet än kvicksand, så att de skulle sjunka helt är ännu mer osannolikt, konstaterar forskarna. De flesta, åtminstone icke-akademiker, känner sig nog kanske mer övertygade av MythBusters test där de hade en gigantisk tank med “kvicksand” (noga testad sand-och-vattenblandning med finkornig sand och vanligt vatten, ingen lera). Det visade sig att ingen av försökspersonerna sjönk i den, trots ivriga ansträngningar.

Länkar
Nature News
Sammanfattning av artikeln (Nature)
Artikeln (Nature, prenumeration krävs)
Transkription av MythBusters-programmet (från fanclub-hemsidan)

Hur en genetisk variation leder till ökad risk för drogberoende

Forskare har undersökt vad som gör att en viss genvariation leder till en ökad risk för drogberoende. Det gäller en SNP (single nucleotide polymorphism) som har visat sig kraftigt minska produktionen av en opioidreceptor (my-opioidreceptorn OPRM1).

Vad är en SNP?
SNP, eller single nucleotide polymorphism (“en-nukleotids-polymorfism” eller “enkel-nukleotids-polymorfism”), är en genvariationstyp som uppkommer när en av de fyra DNA-baserna byts ut mot en annan. Minst 1% av befolkningen måste ha variationen för att den ska få kallas för SNP. Ungefär 90% av all variation i det mänskliga genomet består av SNP:er, som förekommer vid vart hundrade till trehundrade baspar (av totalt ca 3 miljarder baspar).

Studien
En forskargrupp vid Ohio State University, ledd av Wolfgang Sadee, har undersökt vävnadsprover från cortex (hjärnbarken) och pons (ett nervcellskluster vid hjärnstammen som sänder nervsignaler från ryggmärgen till cerebellum (“lillhjärnan”)). Båda dessa hjärndelar har gott om celler som är rika på my-opioidreceptorer. Opioider är ämnen med smärtstillande och beroendeframkallande egenskaper, och opioidreceptorerna reagerar på dessa ämnen.

Forskarna extraherade DNA och RNA ur nervcellerna från prover med och utan SNP:n A118G. Det genetiska materialet injicerades i celler, och man mätte sedan skillnader i hur mycket mRNA (mellansteget mellan DNA och protein) för OPRM1 som producerades och skillnader i regleringen av detta mRNA. Det visade sig att A118G-varianten ledde till att produktionen av OPRM1-proteinet (receptorn) minskade med nästan 10 gånger. Man vet ännu inte exakt vad det får för konsekvenser i form av interaktioner mellan opioida ämnen och receptorn, men misstänker att detta innebär att hjärnor med denna genvariant är mer öppna för effekterna av opioider.

Länkar
Newswise
Sammanfattning (Journal of Biological Chemistry)
Artikel (Journal of Biological Chemistry, prenumeration)
Mer information om SNP:er (engelska Wikipedia)

Vänsterhänthet kopplat till högre risk för bröstcancer

En nederländsk studie visar att vänsterhänta kvinnor har dubbelt så hög risk för bröstcancer som högerhänta kvinnor. Man tror att länken mellan vänsterhänthet och bröstcancerrisk beror på högre exponering för hormoner i livmodern.

Studien av ett slumpmässigt urval på 1500 av 12000 kvinnor tog med kända riskfaktorer (sjukdomens familjehistoria, rökning, vikt, social och ekonomisk status, antal födda barn) i beräkningen. 165 av dessa kvinnor (11.6%) var vänsterhänta. 55 kvinnor från den slumpmässigt utvalda gruppen och 371 kvinnor från den större gruppen fick bröstcancer. Analys av data gav att vänsterhänta kvinnor löper en drygt 2 gånger större risk att få bröstcancer än högerhänta kvinnor, fram till klimakteriet. Det gäller dock inte överviktiga kvinnor eller kvinnor som inte fött barn – här är riskerna lika (man antar att andra riskfaktorer spelar större roll än vänsterhäntheten i dessa fall). Liknande resultat har visats i ett par tidigare studier.

Man tror att länken mellan vänsterhänthet och bröstcancerrisk kan bero på högre exponering för vissa hormoner i livmodern. En annan studie har nämligen visat att kvinnor som exponeras för en östrogen-liknande kemikalie som ofödda har en större sannolikhet att födas vänsterhänta. Nature News lyfter, tämligen omotiverat, fram detta som att länken mellan vänsterhänthet och cancer beror på miljögifter. Det känns som en dåligt grundad slutsats och är inte heller något som diskuteras i artikeln om studien.

Länkar
Science Daily
Nature News
Artikeln (British Medical Journal, pdf)

Sex och våld gör TV-reklam mindre effektiv?

Reklampauser i TV-program som innehåller sex och/eller våld ger inte lika starka minnesbilder som reklampauser i “mer familjeorienterade” program – enligt en studie från University of Michigan.

336 personer i åldrarna 18 till 54 år fick se TV-program med insprängda 30-sekunders reklampauser för fejkade produkter. Personer som sett ett “sexigt”, “våldsamt” eller “sexigt och våldsamt” program visade lägre sannolikhet att minnas namnet på produkterna i reklamfilmerna, jämfört med de som sett ett “familjeprogram”. De sade också mer sällan att de tänkte köpa produkterna i reklamfilmerna, och valde mer sällan att ta emot rabattkuponger för produkterna. Resultaten gällde oavsett försökspersonernas kön och ålder, både för de som tyckte om och de som inte tyckte om programmet de sett.

Och vad fick de då se? Ett “sexigt” program var ett avsnitt av “Sex and the City”, ett “våldsamt” program var ett avsnitt av “24” och ett “sexigt och våldsamt” program var “Buffy, vampyrjägaren”. Man kan knappast påstå att dessa program innehåller enbart sex och/eller våld. “Familjeprogrammet” var “America’s funniest animals”.

De tre första programmen har en sak gemensamt jämfört med “America’s funniest animals” – de har en sammanhängande handling, medan “America’s funniest animals” och liknande program består av ett rätt stort antal videosnuttar som (nödtorftigt) hålls ihop med en röd tråd i form av vad programledaren säger. I ett avbrott i ett sammanhängande program borde det behövas en större ansträngning att hålla handlingen i minnet under den distraktion som reklamavbrottet innebär. Det verkar också rimligt att man engagerar sig mer i ett program med mänskliga huvudpersoner i en sammanhängande handling (framför allt i en serie som är känd nog att huvudpersonerna kan tänkas vara bekanta även för den som inte tidigare sett ett program), än i ett program med filmsnuttar av ett tidigare obekant djur. Engagemanget är säkert något större om man tycker om programmet, men att tro att folk inte alls engagerar sig bara för att de inte tycker om programmet verkar väldigt naivt. Således är det inte alls förvånande att personerna i de tre första grupperna minns reklamen sämre – och det behöver inte nödvändigtvis bero på innehållet av “våld” eller “sex”. Det är möjligt att våldsamt eller sexuellt innehåll ökar den mängd uppmärksamhet som folk lägger på ett program och därmed minskar den mängd uppmärksamhet de lägger på reklamen – men jag anser inte att det bevisas av den här studien.

Länkar
BPS newsletter (British Psychological Society)
Artikel (abstract, Psychological Science)

Automat(a)-genererade mobilsignaler

En webbsida där du genererar en ny mobilsignal med ett musklick. Melodierna genereras algoritmiskt och de flesta melodier har aldrig tidigare hörts av någon.

Stephen Wolfram har forskat på cellulära automata sedan 1980-talet. Projektet WolframTones, som utförs av företaget Wolfram (de som gör matematikprogramvaran Mathematica), bygger på hans kunskap om cellulära automata – framför allt så som de beskrivs i boken A New Kind Of Science (publicerad 2002).

Vad är cellulära automata?
Cellulära automata är en enkel uppsättning regler för att färga rutor i ett rutnät beroende på vad deras grannar har för färg. I det enklaste fallet finns bara färgerna svart och vitt (alternativt svart och “ingen färg”). Reglerna varierar något beroende på implementation. I en av de mest kända implementationerna av cellulära automata, John Conways “Game of Life”, betecknar svart en “levande” cell (ruta). Reglerna är enkla:

För en levande cell: 0 eller 1 granne – cellen dör av ensamhet i nästa steg
4 eller fler grannar – cellen dör av överbefolkning i nästa steg
2 eller 3 grannar – cellen överlever även nästa steg
För en icke levande cell: 3 grannar – cellen blir levande i nästa steg

Beroende på vilket mönster med svarta rutor man startar med kan man med denna enkla regel få antingen komplext periodiska mönster, kaos, ett mönster som alltid är likadant eller aktivitet som dör ut efter ett fåtal tidssteg. Mer information om cellulära automata finns i engelska Wikipedia.

Hur fungerar WolframTones?
Programmet genererar en “karta” med en cellulär automata-process, och skär sedan ut en långsmal bit av kartan – ett rutnät med prickar i olika färger. Denna bit blir ett “partitur” för en 30 sekunders ljudsnutt. Med hjälp av diverse regler som omvandlar prickarnas lägen och färg till toner (eller slagverksljud) tolkas informationen som olika instrument och enklare rytmfigurer. Det finns 15 olika kategorier (“klassiskt”, “jazz”, “r&b”… antagligen mostvarar de olika regler för att tolka “partituret”) och en del möjligheter att ändra inställningar.

Resultatet blir i de allra flesta fall nästan – men inte helt – olikt musik. Framför allt är det i de flesta fall (enligt mina halvtränade öron som har följt med på kör- och orkesterövningar sedan jag var liten men som definitivt inte sitter på ett proffs) ett sammanhang som saknas. Ungefär som småbarnsjoller – det har struktur men känns inte som ett språk för den som är van vid tal. Det korta formatet (30 sekunder) gör det något mindre märkbart, men inte tillräckligt.

Men det är rätt kul att leka med.

Länkar
WolframTones
Nature News om WolframTones
Mer om cellulära automata (engelska Wikipedia)
John Conways “Game of Life” (Engelska Wikipedia)

Forskarkväll över hela Europa

Den 23/9, det vill säga ikväll, firas “Forskarnas kväll” över hela Europa. Oavsett var man befinner sig händer säkert något roligt.

I Stockholm kan man gå på “Vetenskapsfestival” på LAVA (i Kulturhuset vid Sergels Torg), under namnet Utbrott (det började faktiskt redan kl 14, dvs för två timmar sedan). Bland annat kan man ligga på spikmatta – det är ju en klassiker – undersöka sin egen hjärna och uppleva en vulkan. Mest lockad är jag nog ändå av Mindball, som jag provade på för väldigt länge sedan i den svenska montern på Världsutställningen i Hannover. Man “styr” en liten boll mot ett mål på motståndarens sida genom att tänka så LITE som möjligt. Ju mer spännande det är, desto svårare blir det således. Det är nog enda gången man har tillfälle att imponera på åskådarna med sin trögtänkthet….

I Uppsala kan man bland annat bygga legorobotar på stan, blåsa jättesåpbubblor och testa 3D-glasögon – allt i ett tält på Stora Torget kl 16-19.

Det finns också aktiviteter i Lund, Örebro och Skellefteå – åtminstone.

Missar man hela forskarkvällen finns det en ny chans att se, höra och göra spännande saker nu på söndag då AlbaNova har öppet hus (Stockholm). Mellan 11.15 och 16.45 är det öppna föreläsningar. Många har någon form av anknytning till astronomi, men även andra ämnen tas upp. Man kan också gå på visningar i forskningslabben, guidad tur till arkitetkturen och konsten på AlbaNova, med mera. Bara huset är värt ett besök för den som inte tidigare varit där.

Jag ber alla icke-Stockholmska läsare om ursäkt för den nästintill totala Stockholmscentreringen. Vet ni om nåt kul som händer närmare er får ni gärna lämna tips i kommentarerna!

Svordomar är ett universiellt språk

New York Times skriver om svordomar att varje språk innehåller dem. Det kanske inte låter så märkvärdigt – förrän man funderar på att språk kan vara tämligen olika. (Vissa språk saknar till exempel i princip helt räkneord.)

Vad som anses som svordomar är naturligtvis kulturberoende, men vad svordomar har gemensamt är att de har starkare koppling till känslor än vad “vanliga” ord har. Det kan man bland annat se om man gör minnestester på listor med ord, där svordomar förekommer. Det är svordomarna folk minns mest, och dessutom glöms orden närmast före och efter svordomen bort i högre grad än andra ord i listan (något liknande verkar förekomma också när man ser på våldsamma eller erotiska bilder, som kan antas vara mer känslomässigt/personligt engagerande än vanliga bilder – man blir uppmärksamhetsmässigt “blind” ett litet tag efteråt. Se Vetenskapsnytt 15/8: Erotiska bilder gör dig kortsiktigt blind).

Man kan också fysiskt mäta reaktionen på en svordom – ledningsförmågan i huden ökar, armhår reser sig, pulsen blir snabbare (En professor i lingvistik som NYT intervjuar säger att språkälskare som hör vad de anser vara “dåligt” språk får liknande reaktioner. Och man kan ju undra om inte en del matematiker skulle reagera på liknande sätt om dom såg någon dela med noll…).

Det är en lång och intressant artikel, som också tar upp svordomar som ett sätt att hantera ilska, och snuddar vid de neurologiska mekanismerna bakom Tourettes syndrom. För att läsa den måste man visserligen registrera sig, men det står ofta riktigt läsvärda saker i NYT Science, så det är värt lite krångel.

Länk
New York Times: Almost Before We Spoke, We Swore

Ämne i grönt te skyddar mot Alzheimers

Forskare vid University of South Florida har i grönt te hittat ett ämne som skyddar mot alzheimersliknande skador – åtminstone hos möss. Det går dock inte att få skyddseffekten genom att dricka te – andra ämnen i teet motverkar skyddet.

Epigallocatechin-3-gallate (EGCG) är en välkänd antioxidant i grönt te och anses kunna ge skydd mot vissa typer av cancer. Forskargruppen har nu visat att ämnet minskar produktionen av betaamyloid – ett protein som bildar beläggningar i hjärnan, vilka orsakar nervskador och minnesförluster – både i cellkulturer och hos möss. EGCG verkar blockera produktionen av proteinet. Möss som behandlades dagligen med injektioner av EGCG hade efter några månader drygt 54% reduktion av betaamyloidbeläggningar.

Tyvärr innebär inte det att dagligt drickande av grönt te har samma skyddseffekt. För det ena så har samma grupp visat att andra ämnen i grönt te förhindrar effekten av EGCG. Men framför allt, för det andra behövs en rätt stor dos för att ge effekt på människor – 1.5 till 1.6 gram per dag. (Innehållet i en tepåse väger runt 2 gram – och består främst av andra saker än EGCG.) Gruppen kommer dock gå vidare med studier av hur effektivt ämnet är om det sväljs. Fungerar det hoppas de på att kunna genomföra kliniska prövningar.

Länk
NewsWise

UPPDATERAT 22/9 kl 10:38 Se även inlägg från den 21/9 2007; “EGCG – ett undermedel?”

Kvinnor är från Jorden – män också

Skillnader mellan män och kvinnor är mycket mindre än vad populärmedierna påstår. Det är den tydliga slutsatsen av en sammanställning av studier inom området.

Psykologiforskaren Janet S Hyde har gått igenom ett stort antal metastudier (sammanställningar av andra studier) inom området psykologiska könsskillnader. Från barndom till vuxen ålder är män och kvinnor betydligt mer lika än olika, sett till de flesta undersökta psykologiska variabler. Bland annat undersökte studierna kogntitiv förmåga, verbal och ickeverbal kommunikation, moraluppfattning och personliga egenskaper som aggression, ledarförmåga och självförtroende. Sammanlagt, för alla undersökta variabler, var skillnaderna små eller mycket små i 78% av fallen.

Studerar man sammanställningen framgår omgivningens roll i hur personer uttrycker sig. Tydligt var detta bland annat i en studie att försökspersonernas beteende ändrades när det fick veta att de inte identifierades som kvinnliga eller manliga – då betedde sig varken kvinnor eller män stereotypt. Samma mönster framkom i jämförelser av studier av hur ofta personer ler eller av hur hjälpsamma de är, där försökspersonerna kände till eller inte kände till att de blev observerade – skillnaderna mellan män och kvinnor blev mycket mindre när försökspersonerna inte trodde att de var betraktade.

Ett område där skillnaderna är mycket små är hur folk vill att deras arbete ska se ut. Oavsett om det gäller hur hög lön man vill ha, hur trygg man vill känna sig, hur utmanande arbetsuppgifter man vill ha, vilken vikt man lägger vid arbetsmiljö eller hur mycket makt man vill ha är det mycket små skillnader mellan män och kvinnor. De största skillnaderna ser ut att finnas i hur man uttrycker aggression och hur man förhåller sig till sex. (Här kunde det vara intressant att veta om försökspersonerna var “betraktade” eller inte – det vill säga, om de förväntades tillhöra kategorierna “kvinnor” och “män”. Det framgår dock inte av sammanställningen.)

Artikeln, som är ovanligt lättläst och tillgänglig för att vara en fackartikel med tonvikt på statistisk analys, är fritt tillgänglig från American Psychological Association. Rekommenderas.

Länkar
NewsWise
Artikeln (pdf)