Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #32

Потехе время, а делу час или даже меньше – именно столько займет изучение материалов нашей еженедельной рубрики:

• Первый в мире снимок фотонов в реальном времени.
• К концу века у всех людей будет дополнительная артерия.
• В России создают быстрообучаемые нейросети.
• Ученые заметили, как близкую к нам звезду разрывает черная дыра.
• Российский процессор "Эльбрус" получил 16-ядерный вариант.
• Школьник собрал дома настоящий ядерный реактор.

Новости одной строкой

• Аргентина станет первой в мире страной, где разрешено выращивание генетически модифицированной пшеницы.
• Ученые впервые воспроизвели в пробирке первые этапы заражения вирусом иммунодефицита человека (ВИЧ).
• Научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт (НАМИ) займется созданием отечественных транспортных средств на топливных элементах. Они занимались созданием Aurus.
• Москва обогнала Европу по количеству электробусов. В столице РФ их больше, чем в любом другом европейском городе.
• Обучение игре на музыкальном инструменте в детстве помогает в будущем быть более сосредоточенным, а также улучшает память на протяжении всей жизни.
• Ученые из СПбГУ обнаружили новый минерал во время экспедиции на Камчатку. Его назвали гликинитом в честь профессора кафедры кристаллографии Аркадия Гликина.
• По данным ООН, за последние 20 лет было зарегистрировано 7348 крупных стихийных бедствий, унесших 1,23 миллиона жизней, затронувших 4,2 миллиарда человек и причинивших экономический ущерб в размере 2,97 триллионов долларов.
• Новый широкофюзеляжный дальнемагистральный пассажирский самолет Ил-96−400М ляжет в основу воздушного командного пункта для руководства России, так называемого самолета "судного дня".

Научная среда

К концу века у всех людей будет дополнительная артерия

Новое исследование предполагает, что развитие и эволюция людей происходят «быстрее, чем когда-либо за последние 250 лет». К этим выводам пришли ученые из Университета Флиндерса и Университета Аделаиды, обнаружившие, что с конца XIX века у людей все чаще остается артерия в предплечье, которая обычно исчезает примерно через восемь недель после рождения.

Обычно, когда срединная артерия исчезает, на ее месте образуются две другие артерии (лучевая и локтевая). В настоящее время ученые наблюдает увеличение случаев, когда у людей остаются все три артерии. Распространенность такой особенности началась примерно в 1880-х годах у 10% населения, но к ХХ веку она возросла до 30%. Команда обнаружила, что этот сосуд в настоящее время присутствует у 35% людей, и теоретически люди, которые родятся через 80 лет, будут точно иметь срединную артерию.

Анатомы изучают распространенность этой артерии у взрослых с XVIII века, и наше исследование показывает, что она явно увеличивается. То, что мы видим сейчас, указывает на значительный рост за довольно короткий период времени, когда речь заходит об эволюции. Это увеличение могло быть результатом мутаций генов, участвующих в развитии средней артерии, или проблем со здоровьем у матерей во время беременности, или того и другого вместе. Если эта тенденция сохранится, то к 2100 году большинство людей будут иметь срединную артерию.

Старший автор работы профессор Мацей Хеннеберг сказал, что это является прекрасным примером того, как мы все еще развиваемся. Интересно, что эта артерия – не единственный показатель того, что люди все еще развиваются. Сейчас все чаще фиксируются случаи, когда люди рождаются без зубов мудрости. Команда говорит, что это происходит из-за того, что человеческие лица становятся меньше и в них остается меньше места для этих зубов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Первый в мире снимок фотонов в реальном времени

Поскольку крошечные фотоны движутся со скоростью света, сфотографировать их чрезвычайно сложно. Специально для этого международная группа исследователей спроектировала и собрала самую быструю УФ-камеру в мире, способную фиксировать сверхбыстрые события, длящиеся всего лишь пикосекунду.

Устройство создано Канадским национальным институтом научных исследований и носит название UV-CUP. CUP – это новая технология визуализации, которая используется для захвата сверхбыстрых событий со скоростью, измеряемой триллионами кадров в секунду. Однако до сих пор она ограничивалась видимыми длинами волн и длинами волн ближнего инфракрасного диапазона.

Многие явления, которые происходят в очень коротких временных масштабах, также происходят и в очень малых пространственных масштабах. Чтобы увидеть их, нужно уловить более короткие волны. Выполнение этого в УФ или даже рентгеновском диапазонах – событие чрезвычайно важное.

В результате ученые получили «микрофильм» с длительностью от пикосекунды до наносекунды. Снимок внизу – это визуальная проекция УФ-импульсов, показывающая движение фотонов в реальном времени. Он был получен с помощью компактного устройства со скоростью обработки изображений 0,5 триллиона кадров в секунду!

Полную версию материала читайте по ссылке.

Российский процессор "Эльбрус" получил 16-ядерный вариант

Первый инженерный образец "Эльбрус-16С" публике показали в рамках форума "Микроэлектроника"-2020, прошедшего в Крыму. На мероприятии в Ялте российская компания МЦСТ, разрабатывающая линейку процессоров «Эльбрус», показала прототип микропроцессора с архитектурой «Эльбрус» 6-го поколения. Разработку этого процессора, которую поддерживает Министерство промышленности и торговли России, ведут с 2018 года и планируют завершить в 2021 году.

Процессор «Эльбрус-16С» — система на кристалле (СнК), которая содержит 16 вычислительных ядер общей производительностью 1,5 ТФлопс одинарной точности и 750 ГФлопс двойной точности, 8 каналов памяти DDR4−3200 ECC, встроенные контроллеры Ethernet 10 и 2,5 Гбит/с, 32 линии PCI-Express 3.0, 4 канала SATA 3.0. Он будет поддерживать объединение в многопроцессорные системы до 4 процессоров с общим объемом оперативной памяти до 16 Тбайт. Общее число транзисторов в процессоре составит 12 млрд.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Быть футболистом в Италии – значит, подвергать себя риску БАС

Как связан профессиональный спорт и боковой амиотрофический склероз? На этот вопрос у врачей пока нет ответа. Однако исследование профессора Адриано Чио, опубликованное в 2009 году в Amyotrophic Lateral Sclerosis, показало, что итальянские профессиональные футболисты болеют БАС в шесть раз чаще, чем в среднем в популяции.

Идею для исследования доктору Адриано Чио, профессору кафедры неврологии Туринского университета, подсказало расследование итальянского юриста Раффаэля Гвариньелло, который выступил обвинителем по делу о применении футболистами запрещенных препаратов. В ходе расследования он запросил отчет о причинах смерти 24 000 игроков, выступавших в профессиональных и полупрофессиональных клубах Италии в период с 1960 по 1996 годы.

Тем не менее, в результате проведенного исследования профессор Чио выяснил, что вероятность поражения нейронов напрямую зависит от того, как долго человек занимается профессиональным спортом: чем дольше он играет в футбол, тем выше шанс заполучить БАС. Особенно это почему-то касается полузащитников. Более того, средний возраст заболевших футболистов составил 41,6 лет, что почти на 20 лет раньше, чем в популяции.

У доктора Чио и его коллег есть несколько возможных объяснений, почему профессиональные футболисты более подвержены риску заболеть БАС, однако ни про одно из них нельзя говорить с абсолютной уверенностью. Отсутствие случаев БАС среди шоссейных велогонщиков и баскетболистов свидетельствует о том, что прямой связи между развитием БАС и физической активностью нет, а значит, на здоровье футболистов оказывали влияние и другие факторы.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Школьник собрал дома настоящий ядерный реактор

Школьник из города Мемфис в американском штате Теннесси начал строить у себя дома ядерный реактор после того, как прочел о том, что его соотечественник Тейлор Уилсон сумел осуществить ядерный синтез в возрасте 14 лет, установив мировой рекорд. Джексон Освальт решил побить этот рекорд и на протяжении двух лет разрабатывал собственный реактор.

По его словам, он выполнял все работы самостоятельно.

Проект был очень сложным. Я бы сказал, сложнейшей его частью было понять, как изготовить воздухонепроницаемую изоляцию. Мне потребовалось около полугода, чтобы наконец сделать это правильно.

Полную версию материала читайте по ссылке.

https://youtu.be/Wh5TUlzBwLw

Революция в записи на магнитные носители: новое поколение

Хранение информации на магнитной ленте может показаться восхитительной ретро-методикой, ​​но на самом деле она все еще широко используется для архивных целей благодаря высокой плотности данных. Исследователи из Токийского университета создали магнитную ленту с использованием нового материала, который обеспечивает еще более высокую плотность хранения и большую защиту от помех, а также присовокупили к ней новый способ записи на ленту с использованием высокочастотных миллиметровых волн.

Новый магнитный материал называется эпсилон-оксид железа и отлично подходит для длительного цифрового хранения данных. Когда данные записываются в него, магнитные состояния, которые представляют биты, становятся устойчивыми к внешним "паразитным" магнитным полям, которые в противном случае могли бы вызвать дефекты. Иными словами, у нового материала сильная магнитная анизотропия. Конечно, эта функция также означает, что сами данные записать несколько сложнее; однако у нас есть новый подход и к этой части процесса.

Чтобы записать данные, команда разработала новый метод, который они назвали магнитной записью с помощью фокусированной миллиметровой волны (F-MIMR). Миллиметровые волны на частотах от 30 до 300 ГГц нацелены на полосы эпсилон-оксида железа, находясь под воздействием внешнего магнитного поля. Это заставляет частицы на ленте менять свое магнитное направление, что создает небольшой объем информации.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Ученые заметили, как близкую к нам звезду разрывает черная дыра

В 215 миллионах световых лет от нашей планеты черная дыра разорвала звезду. Эта невероятная космическая смерть известна как событие приливного разрушения (tidal disruption event, TDE). Важность его в том, что оно – ближайшее к нам из когда-либо зарегистрированных. Когда черная дыра уничтожила звезду, появилась яркая вспышка света, дающая понимание этого явления.

Новое событие приливного разрушения, впервые обнаруженное год назад, черная дыра в один миллион раз больше массы Солнца разорвала на части звезду размером примерно с Солнце. Когда объект подходит слишком близко к черной дыре, он испытывает огромную гравитацию. Чаще всего это приводит к смерти объекта из-за спагеттификации.

К счастью, ученые заметили явление рано и успели разглядеть, как "поднимается завеса из пыли и обломков, когда черная дыра запускает мощный поток материала со скоростью до 10 000 км/с".

Полную версию материала читайте по ссылке.

https://youtu.be/AKCp-1OGGP4

Носимые датчики распечатали на коже без нагрева

Исследователи из Инженерного колледжа штата Пенсильвания создали относительно простую технологию печати, которая позволяет наносить различные датчики прямо на человеческую кожу без теплового воздействия.

Ранее ученые создали гибкие печатные платы, которые можно использовать в носимых датчиках. Однако печать такими материалами непосредственно на коже была невозможна, так как металлические элементы в датчике необходимо было соединить между собой, что требовало нагрева до 300 °C. Очевидно, что кожа человека не выдержит такой температуры.

При печати датчика по новой технологии ученым требуется нагреть материал всего до 40 °C – это не так много и практически незаметно для нашей кожи. Однако в качестве растворителя в новых чернилах использовалась вода, поэтому исследователям необходимо было использовать фен для охлаждения поверхности и более быстрого удаления воды с нее.

По словам авторов, новые датчики могут использоваться в том числе для мониторинга симптомов различных заболеваний, обычная дифференциальная диагностика которых очень сложна.

Полную версию материала читайте по ссылке.

В России создают быстрообучаемые нейросети

Специалисты Новосибирского государственного технического университета НЭТИ работают над созданием быстрообучаемых нейросетей, которые в дальнейшем могут помочь в разработке искусственного интеллекта для различных сфер деятельности человека. Так, например, в медицине "электронный пациент" будущего позволит проводить исследования и выявлять побочные действия вакцин или препаратов без участия людей, а "умная" поисковая система поможет искать нужную информацию в огромных международных базах научных публикаций и систематизировать эти знания для решения сложных задач. Нейросети будут устойчивы к ошибкам, за счет чего затраты на обработку данных будут минимальными.

Искусственная нейронная сеть – это программное воплощение математической модели и один из основных элементов искусственного интеллекта, который построен по принципу работы сетей нервных клеток мозга. В разработке искусственного интеллекта важную роль играет машинное обучение, а именно построение алгоритмов, позволяющих быстрее обучать нейросеть. Сотрудники НГТУ НЭТИ решили использовать робастный метод для создания быстрообучаемых нейросетей. Работу специалистов сибирского технического вуза уже поддержали в Российском фонде фундаментальных исследований.

Сейчас в медицине стоит сложная задача – создать математическую модель организма для того, чтобы свести к минимуму испытания вакцин или новых препаратов на живых существах. Главные проблемы в реализации этой идеи – отсутствие технических возможностей и знаний. Но если «электронный пациент» перейдет из разряда фантастики в реальность, то работа организма будет описана, например, огромной нейронной сетью, а робастный подход поможет быстро изучать побочные действия вакцин или препаратов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Сверхтонкие графитовые пленки: материал будущего

Учет каждого микрометра является ключевым моментом для дизайнеров и инженеров, работающих над современными смартфонами, и новый материал может освободить для них столь ценное пространство. Ученые разработали форму графита нанометровой толщины, которая помогает сохранять электронные устройства в охлажденном состоянии и при этом почти не занимает места.

Графитовые пленки играют важную роль в охлаждении многих электронных устройств, поскольку их превосходная теплопроводность используется для нейтрализации тепла, выделяемого окружающими компонентами. Но их не так-то просто изготовить, поскольку это многоступенчатый процесс, в ходе которого материал подвергается воздействию экстремальных температур до 3200 °C, чтобы на выходе получить пленку толщиной около нескольких микрометров.

Метод, используемый для изготовления графитовых пленок с полимером в качестве исходного материала, сложен и очень энергоемок.

Новые графитовые пленки нанометровой толщины (NGF) намного тоньше, чем используемые в настоящее время графитовые пленки микрометровой толщины, но при этом намного толще, чем однослойный графен. Таким образом, по мнению исследователей, материал может занять золотую середину: с одной стороны, он гибкий и прочный, с другой – дешевле в производстве, чем аналоги.

Эти токопроводящие полупрозрачные листы можно использовать не только для охлаждения мобильных устройств. Исследователи говорят, что их универсальный характер позволяет применять NGF в качестве компонентов солнечных элементов или датчиков, обнаруживающих газ NO2.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

https://www.youtube.com/watch?v=tJZPVIVZ9D4 https://www.youtube.com/watch?v=tPKB9GQlC2o https://www.youtube.com/watch?v=ONnUzKEkC1s

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:

• Нобелевскую премию по химии присудили за метод редактирования генома.
• Физики успешно создали систему квантовой запутанности.
• Ученые разглядели самую первую черную дыру.
• NVIDIA разработала алгоритм нейросетевого сжатия видео.
• Homo Erectus смог бы играть на пианино?
• Нобелевскую премию по физике присудили за исследование черных дыр.

Источник