Teadus armastab unistada
Kvantarvutid
Üksikutest aatomitest või isegi footonitest loodetakse teha pisimad vooluringi elemendid. Kuid sel tasemel on elementide vaheline mõju kirjeldatav kvantmehaanika seadustega, mis kirjeldavad aatomite käitumist. Kvantarvutid oleksid eriti tihedalt pakitud ja kiired, kuid nende valmistamine põrkub suurtele raskustele.
Aatomid ja elektronid võivad olla samal ajal eri olekutes ja nõnda moodustada kvantbiti või kubiti. Nii võib elektron olla kahes olekus oma magnetmomendiga, mis justkui pöörleb ühes suunas ja vastassuunas, esitades arvutis nii olekut 0 kui ka olekut 1. Elektronide kogum saab nii esitada infot palju enam kui ränitransistoride kett, millel on vaid tavalised bittolekud.
Häda on selles, et mida enam aatomeid või elektrone kogumisse kuulub, seda tundlikum keskkonna suhtes on kvantolek, kippudes üle minema tavalise maa-ilma olekuks. Siiski on õnnestunud lõksustada elektrone teemantisse graveeritud õõnsusesse või siis ioone laetud plaatide vahele. Ioonide magnetilist suunatust ehk kubitte on siis muudetud laseri abil.
Imepärane grafeen
Grafeen on vaid aatomipaksune tasapinnaline leht, mis omab korrapärast kuusnurkadest koosnevat struktuuri, umbes nagu võrkaed. Grafeen on olnud meie silme all pidevalt, kuna selle lehtedest on moodustunud grafiitpliiatsi südamik. Kuid kummalisel kombel eraldati grafeen kui materjal alles 2004. aastal. Grafeen juhib elektrone ruumitemperatuuril kiiremini kui mis tahes teine materjal, kiiremini kui väljatransistorid. Laengukandjad kaotavad selles väga vähe energiat, põrkudes kristall-võre aatomitega. Nõnda tekib vähem jääksoojust.
Sellest loodetakse toota transistore, mis on ühe aatomi paksused ja kümne nanomeetri laiused – kolm korda pisemad kui praegu toodetavad väikseimad transistorid.
Elavad kiibid
Üks unistusi transistore kardinaalselt muuta on luua elusad transistorid, st sellised, mis põhinevad elusorganismidele vältimatutel DNA ja RNA molekulidel. Need molekulid talletavad programme, mis juhivad meie rakkude elu. Ja kui sõrmeküünesuurune kiip võib sisaldada miljardeid transistore, siis sama suur protsessor mahutab triljoneid DNA ahelaid. Need ahelad võiksid sooritada paralleelselt paljusid arvutusi ja siis ühineda, et esindada lahendust. Iisraeli Weitzmanni teadusinstituudi teadlased on ehitanud DNA-st lihtsa protsessori, üritavad sisestada see elusrakku ja suhestada selle töö raku ning selle ümbrusega.
Neandertallase naasmine
Pool miljonit aastat tagasi lahknes inimene oma sugulasest neandertallasest Homo neanderthalensis, kes mingitel seni kindlalt teadmata asjaoludel Lõuna-Euroopas 30 000 aasta eest enam hakkama ei saanud ja välja suri. Arvatakse, et muutunud kliima tõttu. Tol ajal elas Homo sapiens juba ammuilma samadel aladel. Sestap siis on ikka ja jälle spekuleeritud, kas nüü-disinimene ja neandertali inimene ka lähemalt kokku puutusid. Siiani tõendeid nende omavahelisest järglasest ei ole, kuid neandertallase genoom on 65 protsendi ulatuses teada.
On teada, et nende seas oli valge naha ja punaste juustega indiviide, ja neid, kes ei tajunud kibedat maitset, ning nad võisid kõnelda keerulist keelt. Siiani on meie lähim sugulane, kelle genoom on määratud, šimpans, kellega meil oli ühine eellane umbes kuue miljoni aasta eest ja 95 protsendi ulatuses kattuv genoom. Neandertallane ja inimene jagavad umbes 99,5 protsenti geenidest. Kui aga määratakse neandertallase genoom, ehk siis saame teada, mis tegi inimesest inimese.
Elu loomine
Inimgenoomi lahtimuukija Craig Venter lubas, et aastal 2010 loob ta laboris kokku pandud genoomist bakteriraku. Selle olendi jaoks on olemas juba nimigi – Synthia. Kahe aasta eest teatas Venter, et on loonud 521 geeni omava pisima bakteri Mycoplasma genitalium genoomi. Kuid Synthia ei sündinud. Kunstlik DNA smugeldati küll bakteri rakku, kuid see ei hakanud omaenda genoomi paljundama. Raku enda ensüümid asusid võõrast DNA-d ründama ja hävitama. Harvardi ülikooli teadlase George Churchi teatel on tema meeskond teinud valmis iseend kokku paneva ribosoomi, mis rakus vastutab valkude tootmise eest. Nüüd loodetakse sel aastal saada ka isepaljunev ribosoom.
Neutraliino ja tume mass
Suur hadronite põrguti LHC muutus möödunud aastal tõeliseks teaduse superstaariks – ehkki on valmistanud ridamisi pettumusi. Siiski käivitus see enne aasta lõppu ja selles põrkusid vastamisi ka esimesed prootonite kimbud. Ajaloo kalleimalt eksperimendilt oodatakse vastust küsimusele, kas on võimalik ehitada üles vasturääkivusteta teooria, mis seletaks ära kogu mikromaailma olemuse. See tähendab, et põrguti peaks lisaks jumalikuks algosakeseks nimetatud Higgsi bosonile, mis võib näidata, kuidas tekkis mass, ka ilmutama seni tundmatuid alg-osakesi, mis muudaksid maailma supersümmeetriliseks. Higgsi ilmumist sel aastal ei oodata, küll loodetakse näha tabamatut ja siiani vaid arvutustes esinevat osakest nimega neutraliino. See võiks rõõmustada teoreetikuid ja ka näidata, kust pärineb tumedaks aineks nimetatud müstiline aine, mis moodustab universumi mateeriast 83 protsenti.
Gravitatsioonilained
Miks ikkagi õun maha kukub? Kummaline, kuid füüsika ei tea seda täpselt siiani. Einsteini üldine relatiivsusteooria ennustas aegruumi kõveruse tillukesi fluktuatsioone, mis levivad lainena ning kannavad edasi gravitatsioonienergiat. Otseselt pole sellist lainet mõõdetud, küll aga kaudselt ühe kaksiktähe liikumise mõõtmisega 36 aasta eest. Nende lainete sagedus arvatakse olevat väga madal ning amplituud erakordselt väike. On ehitatud mitmesuguseid keskkonnast isoleeritud torusid, antenne, laserseadmeid ja projekteeritud satelliitide süsteeme, millest ESA ja NASA ühisprojekt peaks käivituma kümmekonna aasta pärast.
Geeniteraapia
Kümne aasta eest kuulutati inimgenoomi projekt lõpetatuks ja inimese genoom määratuks. 2003. aastal teatati, et määratud on genoomi järjestus. Läks aasta, mil lõpptulemused trükis ilmusid. 2006 avaldati viimase kromosoomi järjestus. Ometi on inimese genoomi kallal tööd veel palju. Tegeldakse lünkade täitmisega, mida leidub ohtralt – 300. 2009. aasta kevadeks oli täidetud 25 lünka ja lisatud kolm alternatiivset genoomi keerulise piirkonna versiooni. Arvamus, et inimese genoomi esitab täiuslikult kolme miljardi aluspaari järgnevus, on osutunud lihtsustatuks. Inimesed erinevad genoomi struktuuri variatsioonide poolest. Selline mitmekesisus muudab kahtlaseks lootuse, et peagi saab patsiendile määrata eksimatu individuaalse ravimi.
