Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #18

В эту среду больше новостей об отечественных разработках, как просили в комментариях:

• Новая методика поднимает наномедицину на качественно новый уровень.
• Направление магнитного поля Земли меняется быстрее, чем считалось.
• Физики из CERN открыли необычную частицу.
• Третий человек, возможно, вылечился от ВИЧ.
• Первые звезды во Вселенной погасли уже через 500 млн лет после Большого взрыва
• Бобров обвинили в разрушении вечной мерзлоты.

Новости одной строкой

• В июле можно увидеть NEOWISE - самую яркую комету за последние 7 лет. До 20 июля комету лучше наблюдать с биноклем, а после она станет хорошо видна и невооруженным глазом.
• Возобновляемые источники энергии, такие как ветроэлектростанции и солнечные батареи, строить намного дешевле, чем продолжать эксплуатировать 40% существующей угольной промышленности.
• Беспилотные автомобили и "умные дороги" для них протестируют в Самаре. Появятся интеллектуальные модули, связанные с системами фото- и видеофиксации нарушений ПДД, автоматизированный весогабаритный контроль, а также автоматические дорожные метеостанции.
• Система противовоздушной обороны нового поколения С-500 "Прометей" сможет уничтожать спутники и гиперзвуковое оружие в ближнем космосе.
• Новейший российский танк Т-14 на базе универсальной гусеничной платформы "Армата" во время предварительных испытаний впервые опробовали в беспилотном режиме. Бронемашину на тестах проверили в работе без экипажа на борту.
• Дальность поражения российского электромагнитного оружия удалось увеличить в несколько раз и довести до возможности уничтожать вражескую технику на расстоянии до 10 км.
• Команда ученых из Бостонского университета создала алгоритм, позволяющий защитить выкладываемые в интернет фотографии и видео от манипуляций.

https://youtu.be/7_7r4Ng4-bE

Научная среда

Физики из CERN открыли необычную частицу

Международный исследовательская команда из европейской организации ядерный исследований (CERN) впервые обнаружила новый тип частицы, которая состоит из четырех кварков.

Это открытие сделано благодаря Большому адронному коллайдеру, а именно его детектору LHCb. Кварк — это тип элементарной частицы. Из кварков формируются адроны, включающие протоны и нейтрины. А из адронов состоят атомы. Ранее были изестны только адроны, которые состоят только из двух или трех кварков. Но вместе с тем, теоретически физики уже предсказывали существование и четырехкварковых и пятикварковых андронов — кватракварков и пентакварков.

Частицы, состоящие из четырех кварков, уже экзотичны, и та, которую мы только что обнаружили, является первой, состоящей из четырех тяжелых кварков одного типа.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Направление магнитного поля Земли меняется быстрее, чем считалось

Магнитное поле важно не только для навигационных систем, но и для защиты от внеземного излучения и удерживания атмосферы. Понимание, того как оно меняется и как работает, невероятно важно. Новое исследование, проведенное Университетом Лидса и Калифорнийским университетом в Сан-Диего, показало, что изменения в направлении магнитного поля Земли могут происходить в 10 раз быстрее, чем считалось ранее.

Детальный анализ показывает, что самые быстрые изменения направления связаны с перемещениями потоков в жидком ядре. Такие явления распространены в более низких широтах, что предполагает, что будущие работы должны быть сосредоточены в этих областях.

Мы имеем очень неполные знания о нашем магнитном поле, которые датируются 4 веками назад. Поскольку эти быстрые изменения представляют собой некоторые из наиболее экстремальных проявлений поведения жидкого ядра, они могут дать важную информацию о поведении глубинных недр Земли.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Новая методика поднимает наномедицину на качественно новый уровень

Ученые из Московского физико-технического института совместно с коллегами из Института биоорганической химии им. М. М. Шемякина и Ю. А. Овчинникова РАН и Института общей физики им. А. М. Прохорова РАН разработали революционную технологию, которая решает ключевую проблему, десятилетиями препятствовавшую внедрению в клиническую практику новейших лекарств. Предложенная технология позволяет значительно увеличить время циркуляции в крови практически любых биомедицинских наноматериалов, повышая таким образом их терапевтическую эффективность.

Ключевая проблема применения терапевтических наночастиц кроется в удивительной эффективности нашей иммунной системы. За длительный период эволюции организм человека научился очень хорошо бороться с чужеродными наноматериалами — будь то вирусы или частицы дыма.

Мы предположили, что если заставить организм немного усилить данный естественный процесс, то иммунная система может «увлечься» удалением эритроцитов и будет уделять меньше внимания терапевтическим наночастицам. Более того, мы хотели обхитрить иммунную систему максимально мягко, в идеале — средствами самого организма, а не искусственно синтезированными веществами.

И элегантное решение было найдено: ученые ввели мышам антитела (молекулы, являющиеся основой иммунной системы млекопитающих, которые помогают распознавать, что надо удалить из организма), которые специфично связываются с эритроцитами. Гипотеза оказалась верной и крайне эффективной. Небольшая доза антител (1,25 мг/кг) позволила достичь продления циркуляции наночастиц в кровотоке в десятки раз. При этом антитела вызывали лишь легкую анемию — падение гематокрита (количества эритроцитов в крови) на 5%.

Авторы исследования полагают, что разработка открывает двери для широкого внедрения самых современных наноагентов с основным упором на функциональность, а не на «маскирующую» оболочку. Новые биомедицинские наноматериалы, созданные в соответствии с самыми смелыми идеями в области наук о материалах, могут быть оперативно внедрены в исследовательскую практику in vivo, а затем быстро усовершенствованы для клинического использования.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Мозг отфильтровывает речь во время быстрого сна

На вопрос, способны ли мы во время быстрой фазы сна воспринимать речь, попытались ответить исследователи из Парижа и рассказали о результатах в журнале Current Biology. Они выяснили, что мозг в фазе сна с быстрым движением глаз действительно реагирует как на осмысленные, так и на бессмысленные языковые конструкции, но не пытается расшифровывать их, а фильтрует, как любой другой неречевой звуковой стимул.

Наука уже давно развенчала миф о том, что если во сне прослушивать какую-то информацию, то она будет усваиваться ничуть не хуже, чем при бодрствовании, и при этом от человека не потребуется никаких усилий. Некоторые предприимчивые люди даже построили на этом свой бизнес из разряда «выучить английский язык за неделю», разводя на деньги доверчивых граждан. Но, увы, эта схема не работает – во время сна на сенсорные входы ставятся «блоки», которые не дают информации извне нарушать внутреннюю «сонную» работу. Тем не менее некоторые пропускные каналы все равно остаются, иначе тогда организм, неспособный проснуться от громкого звука, подвергался бы большой опасности.

Оказалось, что как речь, так и бессмыслицу удается реконструировать и при бодрствовании, и во время сна. То есть мозг не блокирует поступающие сигналы полностью и классифицирует их как речевые. Однако, во сне осмысленная речь восстанавливалась гораздо хуже по сравнению с периодом бодрствования и лишь немногим лучше, чем бессмыслица. Это может говорить о том, что мозг фильтрует ее и снижает восприятие, поскольку в противном случае человек может проснуться.

Причем, в периоды, когда глаза двигаются под закрытыми веками, мозг максимально «отрешен» от реальности, и как раз в эти периоды возникают сновидения. Возможно, предполагают исследователи, именно поэтому попытки внедрить в сны человека какую-то информацию при помощи ее прослушивания, проваливаются.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Первые звезды во Вселенной погасли уже через 500 млн лет после Большого взрыва

Задача поиска следов самых первых звезд, которые зажглись во Вселенной, — одна из основных в современной астрофизике. Проблема в том, что эти звезды существовали очень небольшое время после Большого взрыва, а возможностей современных телескопов едва хватает, чтобы заглядывать в те далекие времена. Недавно появилась статья, авторы которой пишут о своем подходе к работе с данными обзора Hubble Frontier Fields, дополненными наблюдениями космического инфракрасного телескопа «Спитцер» и наземного Очень большого телескопа в Чили. Ученые использовали сложное моделирование и нетривиальные алгоритмы обработки снимков далеких галактик, свет от которых был усилен гравитационными линзами. И хотя следов первых звезд им найти не удалось, эта работа всё равно дала важные результаты. Во-первых, из нее следует, что всего через 500 млн лет после Большого взрыва самых первых звезд уже не осталось. Во-вторых, применение методов, описанных в этой работе, к данным телескопа им. Джеймса Уэбба, запуск которого намечен на будущий год, наверняка приведет астрономов к долгожданному обнаружению первых звезд.

/.../ Оказалось, что есть еще более удачное поле для поиска первых звезд. Оно называется Hubble Frontier Fields (HFF) и состоит из шести небольших площадок (каждая размером около 1/1000 лунного диска), расположенных в направлении на гигантские скопления галактик, которые находятся от нас примерно в 4 миллиардах световых лет (примеры таких скоплений — Abell 370 в созвездии Кит и Abell 2744 в созвездии Скульптор). Скопления эти примечательны тем, что своей гравитацией они собирают свет от намного более далеких галактик и направляют его к нам, — то есть они являются гравитационными линзами (рис. 2) и позволяют нам при помощи телескопа «Хаббл» увидеть галактики такими, какими они были всего через 500 миллионов лет после Большого взрыва, когда возраст Вселенной составлял всего 3,6% от нынешнего.

Обсуждаемая статья ставит достаточно жесткие ограничения: спустя 500 миллионов лет после Большого взрыва галактики из широкого диапазона масс хорошо ложатся на основную последовательность, а значит, для их изучения оправданно применять модели, откалиброванные по хорошо изученным ближним галактикам.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Машинное обучение поможет выращивать искусственные органы

Ученые из Московского физико-технического института совместно с коллегами из Института системного программирования и Института глазных исследований им. Чарльза Шепенса Гарвардской школы медицины (США) разработали нейросеть, способную распознавать ткани формирующейся сетчатки еще до ее окончательной дифференцировки. Для этого алгоритму, в отличие от человека, не требуется дополнительной модификации клеток. Это позволяет применять метод при выращивании сетчатки для пересадки.

Наши результаты показывают, что критерии отбора тканей сетчатки на ранней стадии субъективны и зависят от эксперта, который принимает решение. При этом морфология (то есть структура) самой ткани даже на очень ранней стадии позволяет прогнозировать дифференцировку сетчатки. И программа, в отличие от человека, может извлечь эту информацию! С учетом того, что этот подход не требует сложных изображений, флуоресцентных репортеров или красителей для анализа, его легко внедрить. Это позволяет сделать еще один шаг в сторону создания клеточных терапий для таких заболеваний сетчатки, как глаукома и макулярная дистрофия, которые сейчас практически неминуемо приводят к слепоте. Кроме того, этот подход может быть перенесен не только на другие клеточные линии, но и на человеческие искусственные органы.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Оказалось, что троянская война была гражданской

Похоже, что ученые нашли подтверждение тому, что в Трое была гражданская война. И сражались в ней не два разных народа, а ахейцы из Греции с ахейцами из Трои. Недавние археологические раскопки, проведенные в Трое, а также более глубокое изучение табличек с линейным письмом B позволяют ученым сделать вывод о гражданском конфликте. При этом уже у Гомера в «Иллиаде» написано о том, что греки и троянцы говорили на одном языке, верили в одних и тех же богов, у них была одинаковая одежда и другие сходства. Нынешнее открытие, по словам исследователей, изменит представление о том, какой была история Северо-Западной Анатолии и Эгеи в конце второго тысячелетия до н.э.

Гектор — это ахейское имя. А Гомер, у которого в Илииаде троянцы и ахейцы говорят на одном языке, на самом деле, отразил действительность XIII века до н.э.

Полную версию материала читайте по ссылке.

В России впервые вырастили монокристаллический слиток оксида галлия

Ученые получили полупроводник, который можно использовать в силовой электронике, солнечно-слепых фотодетекторах, а также для других устройств электроники и оптоэлектроники. Работа над получением первого отечественного объёмного монокристалла Ga2O3 заняла около пяти лет. Большой интерес к созданию кристаллов Ga2O3 возник в середине 2010-х годов. Японские исследователи опубликовали ряд работ о свойствах этого материала и его преимуществах для использования в различных устройствах. До недавнего времени монокристаллы оксида галлия умели получать только в трех странах — Японии, США и Германии.

В 2012—2015 годах вышли первые статьи, в которых начали говорить о таком полупроводнике как оксид галлия, чем он привлек исследователей? Во‑первых, шириной запрещенной зоны — больше только у алмаза. Это приводит к тому, что он поглощает именно ультрафиолетовое излучение, что позволяет использовать его, скажем, в солнечно-слепых детекторах. К примеру, летит ракета, от ее сопла идет ультрафиолетовое излучение — датчик видит его, но не засвечивается солнцем. Кроме того, оксид галлия перспективен для приборов силовой электроники. Большая ширина запрещенной зоны делает оксид галлия и приборные структуры на его основе более устойчивыми к воздействию ионизирующих излучений, что открывает перспективы для применения этого материала в сфере электроники для ядерной промышленности и космической электроники.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Третий человек, возможно, вылечился от ВИЧ

Пациент из Сан-Паулу, вероятно, стал третьим в истории человеком, которого удалось полностью вылечить от ВИЧ-инфекции. Новый вероятный случай полного излечения от ВИЧ-инфекции стал возможен при помощи агрессивной комбинации антиретровирусных препаратов и никотинамида. Этот метод заставляет заражённые клетки пробуждать латентный вирус, что делает их уязвимыми для иммунитета. Пациентом стал 36-летний мужчина из Бразилии: курс лечения уменьшил количество вирусных частиц до нуля, а после прекращения терапии в марте 2019 года ВИЧ больше не наблюдался в его крови.

Сообщения о некоторых случаях излечения после антиретровирусной терапии оказались преждевременны. К примеру, ребёнок из американского штата Миссисипи считался вылеченным, однако через два года после прекращения приема препаратов, вирус вновь появился в его организме. На сегодняшний день достоверно подтверждено лишь два случая полного излечения от ВИЧ.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Депрессия утолщает кору головного мозга, препараты возвращают ее толщину к норме

Ученые из Лос-Анджелеса продемонстрировали, что депрессия приводит к изменениям в структуре коры головного мозга пациентов, однако эти изменения могут быть нивелированы приемом препаратов.

Исследователи из Детского госпиталя в Лос-Анджелесе провели двойное слепое рандомизированое плацебо-контролируемое исследование на 41 пациенте с хронической депрессией и 39 здоровых людях из группы контроля. Здоровые люди проходили МРТ-сканирование единожды, пациенты – дважды, до или после 10-недельного курса лечения. В первой фазе исследования авторы установили, что пациенты с хронической депрессией имеют утолщения коры головного мозга по сравнению со здоровыми людьми. Это явление объясняется, как нейропластический ответ мозга на депрессию под воздействием компенсаторных механизмов.

После этого половина пациентов в двойном слепом рандомизированном режиме получали препараты против депрессии (ингибитор обратного захвата серотонина и норадреналина), а половина – плацебо. После чего снова провели МРТ-сканирование. Оказалось, что пациенты, получавшие реальный препарат, не только чувствовали облегчение, но и, судя по всему, из-за того, что необходимость в компенсации исчезала, их кора головного мозга утончалась. У пациентов, получавших плацебо, изменения в коре после "лечения" не наблюдалось.

Полную версию материала читайте по ссылке.

В Краснодаре нашли древнее оружие, которому тысячи лет

Оружие древних воинов было найдено во время строительства трассы М-4 «Дон» после того, как рабочие обратились к археологам.

В данный момент археологи изучают два больших кургана, принадлежащих Новотитаровской группе, которые расположены в Динском районе, недалеко от сел Осечка и Примаки. Высота одного из курганов достигает более шести метров. Соседний с ним курган не так высок, но его длина составляет 60 метров.

Ученые заявили о находке ценных артефактов, которые датируются эпохой ранней бронзы — это третье тысячелетие до нашей эры. В частности, была обнаружена праща — каменный шар, предназначенный для метания. Запускался он с помощью ремня или веревки, на одном из концов которых делалась петля. В нее и вкладывался шар. Затем веревку раскручивали над головой и запускали булыжник во врага. К слову, праща считается «библейским» орудием, которым будущий царь Иудеи и Израиля Давид убил Голиафа.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Раскрыта 60-летняя тайна сверхтвёрдого материала

Исследователи Сколтеха совместно с коллегами разгадали загадку 1960-х годов о кристаллической структуре потенциально сверхтвердого борида вольфрама, который может оказаться полезным в самых разных областях применения.

Бориды вольфрама впервые привлекли внимание учёных в середине XX века благодаря своей твёрдости и другим интересным механическим свойствам. Одна из давних загадок, связанных с этими соединениями — кристаллическая структура соединения WB4, высшего борида вольфрама, которая сильно различается в экспериментальных моделях и теоретических предсказаниях разных групп. Экспериментально кристаллическая структура определяется рентгеноструктурным анализом. Но большая разница в атомных эффективных сечениях рассеяния (тяжелый вольфрам по сравнению с легким бором) делает позиции атомов бора в переходных боридах металлов едва различимыми для такого анализа.

В новом исследовании учёные показывают, что загадочный WB4 и новый пентаборид вольфрама WB5 на самом деле являются одним и тем же материалом. Они синтезировали новый материал, изучили его свойства и обнаружили неожиданную связь двух соединений: кристаллическая структура высшего борида вольфрама похожа на WB5 с некоторой неупорядоченностью и нестехиометрией.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Жидкометаллический аккумулятор заработал при комнатной температуре

Полную версию материала читайте по ссылке.

Самый мощный в мире атомный ледокол начали строить в России

Верфь «Звезда» в Приморском крае начала строительство сверхмощного атомного ледокола «Лидер» проекта 10510. В понедельник, 6 июля, в городе Большой Камень Приморского края состоялась первая резка металла для судна.

Новый ледокол создаётся для круглогодичной проводки крупнотоннажных транспортных судов дедвейтом свыше 100 000 тонн и шириной более 50 метров на всем протяжении Северного морского пути со скоростью порядка 15 узлов во льдах толщиной до 2 метров. В состав энергетической установки войдут два реакторами типа РИТМ-400, паротурбинная установка с четырьмя турбогенераторами по 37 МВт каждый и система электродвижения с четырьмя гребными электродвигателями по 30 МВт каждый.

Госкорпорацией «Росатом» поддержана инициатива Росатомфлота о присвоении сверхмощному атомному ледоколу проекта 10510 названия «Россия». В атомном ледокольном флоте существует преемственность в названиях судов, а также сложившаяся традиция, в соответствии с которой атомным ледоколам присваиваются имена по названиям географических объектов. Судно проекта 10510 не имеет аналогов. Уникальный атомный ледокол обладает исключительными техническими характеристиками, которые позволят ему гарантированно обеспечить круглогодичные проводки в восточном районе Арктики

Полную версию материала читайте по ссылке.

Бобров обвинили в разрушении вечной мерзлоты

Такие небольшие грузуны как бобры, вносят, по мнению ученых, довольно существенный вклад в разрушение вечной мерзлоты в Арктической зоне. Тем самым они ускоряют глобальное потепление.

Исследователи из Института морских и полярных исследований им. Альфреда Вегенера (Германия), выяснили, что североамериканские бобры используют глобальное потепление все больше распространяясь по территории Аляски, проникая в районы, которые ранее не были характерными для их обитания. Известно, что эти грызуны строят дамбы. И именно это обстоятельство, по мнению исследователей, вызывает опасение. Бобры создают небольшие водоемы между реками, ручьями и озерами. При этом вода в новых образованиях становится теплее, что приводит к таянию вечной мерзлоты.

Любой, кто хочет предсказать будущее вечной мерзлоты, должен обязательно помнить о бобре.

В нынешнем исследовании они проанализировали снимки района в 100 квадратных километров вблизи города Коцебу. Результат очень удивил ученых, поскольку с 2002 года количество дамб там возросло с 2 до 98 в 2019 году. Это привело к увеличению общей акватории в этом районе на 8,3%. При этом, исследователи полагают, что подобные процессы происходит и в Канаде.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Культура нейронов, в которой синим цветом "светит" окраска к антигенам к борнавирусу, а розовым флуоресцирует столбнячный токсин.

Научные видео

https://www.youtube.com/watch?v=u6-5GtfALew https://www.youtube.com/watch?v=HzMVPbdFoas https://www.youtube.com/watch?v=BURE6kiC3wg

Основные источники:

• neuronovosti.ru
• popmech.ru
• nplus1.ru
• elementy.ru

Спасибо за внимание, и помните, что никогда не поздно "Учиться, учиться и еще раз учиться!"

Прошлый выпуск рубрики:

• Суперкомпьютер Fugaku стал номером один в мире.
• Астрономы обнаружили аномально массивную черную дыру в ранней Вселенной.
• Airbus завершил проект визуального автопилота.
• "Роскосмос" рассказал о возможности создания версии "Ангары" с возвращаемыми ступенями при необходимости.
• Ученые доказали, что именно падение астероида погубило динозавров.

Источник