Научная среда #92. Обнаружены ледники на Марсе, а физики сомневаются, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов

• Байкальский нейтринный телескоп поймал нейтрино от активного блазара.
• Микробы по всему миру начали "атаковать" пластик.
• Выделяющийся при занятиях спортом белок кластерин улучшает здоровье и когнитивные функции.
• Зонд "Паркер" впервые определил границы Солнца.
• Физики встроили тихоходку в кубит.
• Новгородцам XI века приглянулось катание на костяных коньках.

Научная среда

Байкальский нейтринный телескоп поймал нейтрино от активного блазара

Российские физики из коллаборации Baikal-GVD, работающие на Байкальском нейтринном телескопе, сообщили о регистрации кандидата в нейтрино высоких энергий от блазара PKS 0735+17, находящегося сейчас в состоянии повышенной активности. Примечательно, что открытие было сделано спустя несколько часов после того, как нейтрино от этого же блазара было зафиксировано детектором IceCube в Антарктиде.

8 декабря 2021 года нейтринный детектор IceCube в Антарктиде зафиксировал событие IceCube-211208A — мюонную «дорожку», образовавшуюся в ходе взаимодействия астрофизического нейтрино с энергией порядка 172 тераэлектронвольта со льдом. Направление прихода частицы указывало на один из ярчайших в радиодиапазоне блазаров PKS 0735+17. В настоящее время блазар находится в состоянии вспышки, демонстрируя повышенный поток излучения в оптическом, рентгеновском, гамма- и радиодипазонах волн.

Теперь же, ученые из коллаборации Baikal-GVD, работающие на Байкальском нейтринном телескопе, сообщили, что через 3,95 часа после регистрации нейтрино IceCube зафиксировали прилет нейтрино с энергией 43 тераэлектронвольта. Область прилета частицы находится в 4,68 углового градуса от PKS 0735+17 и 5,3 градуса от наилучшей области-кандидата, определенной по данным IceCube. Статистическая значимость события оценена в 2,85 сигма.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Зонд "Паркер" впервые определил границы Солнца

Солнечный зонд "Паркер" впервые в истории на практике определил положение критической поверхности Альвена, считающейся границей между короной Солнца и свободным потоком солнечного ветра. Это произошло в апреле этого года, когда зонд трижды входил в корону Солнца. Сама граница несферическая и находится на среднем расстоянии 18,8 радиуса Солнца от центра звезды.

До недавнего времени космическим аппаратам был доступен для исследований лишь поток солнечного ветра, уже не связанный со звездой. Ситуация изменилась в 2018 году, когда в космос был запущен зонд "Паркер", который на данный момент совершил десять сближений с Солнцем из запланированных 24. Он ведет исследования параметров солнечного ветра и внешних слоев звезды во время очень тесных сближений с ним.

На основе собранных данных ученым удалось провести реконструкцию объемной картины магнитного поля в области между фотосферой Солнца и зондом. Было установлено, что поверхность Альвена действительно несферическая и находится на среднем расстоянии 18,8 радиуса Солнца от центра звезды. Область короны ниже этой границы характеризуется альвеновским числом Маха 0,78 и магнитной энергией, превышающей как кинетическую, так и тепловую энергию заряженных частиц.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Микробы по всему миру начали "атаковать" пластик

Пять лет назад международная группа ученых собрала образцы почвы у центра переработки пластмасс в Японии. Тогда специалисты обнаружили бактерию, которая питалась упаковочным материалом ПЭТ, выделяя особые ферменты. Сегодня ученые находят доказательства тому, что такие ферменты, разлагающие пластмассы, увеличиваются в количестве и разнообразии в ответ на загрязнение пластиком по всему миру.

В ходе работы было выявлено в общей сложности 30 000 ферментов, способных разлагать 10 видов распространенных пластмасс. Также ученые заметили, что наибольшее разнообразие ферментов встречалось в наиболее загрязненных районах мира.

Используя наши модели, мы обнаружили множество доказательств, подтверждающих тот факт, что потенциал глобального микробиома сильно коррелирует с измерениями загрязнения окружающей среды пластиком. Это демонстрация того, как окружающая среда реагирует на давление, которое мы оказываем на нее.

Алексей Железняк

Полную версию материала читайте по ссылке.

Выделяющийся при занятиях спортом белок кластерин улучшает здоровье и когнитивные функции

Американские ученые исследовали, как занятия спортом влияют на состояние мозга и когнитивные функции. Эксперименты проводились на мышах: часть из них имела возможность бегать в колесе, а часть — нет. Между этими группами выявились различия, и все они были в пользу "бегунов": у них и нейровоспалительные процессы не развивались, и память была крепче, и смекалка живее. Как выяснилось, у "бегунов" в кровь выделяется ряд белковых факторов, которые опосредуют эти различия. Среди этих белков самым эффективным (из изученных) оказался кластерин — белок, связанный с работой врожденного иммунитета и с функционированием сосудов мозга. Если этот белок просто ввести нетренированным мышам, то получится тот же эффект, что и при занятиях спортом.

Эту работу ученые выполнили на мышах. Одной группе мышей (для эксперимента брали только самцов) дали возможность бегать в колесе (группа "бегунов"). А у второй группы мышей, составленной из братьев "бегунов", такой возможности не было. Все мыши через месяц тренировки проходили тест на когнитивные способности (водный лабиринт (см. Morris water maze) и формирование условного рефлекса на болевой шок). А для того, чтобы выявить анатомические различия мозга между "бегунами" и их собратьями из второй группы, у нескольких мышей по окончании тренировок изучали срезы гиппокампа — части мозга, вовлеченной в исполнение когнитивных задач и формирование памяти. Будут ли видны различия?

Различия выявились сразу: количество нейронов в гиппокампе, их предшественников и астроцитов увеличилось. Действенность физкультурных упражнений подтвердилась и в отношении когнитивных функций: во всех случаях "бегуны" показали результаты лучше, чем мыши из второй группы.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Грунт астероида Рюгу оказался необычно пористым

Планетологи, работающие с образцами вещества астероида Рюгу, добытыми станцией "Хаябуса-2", представили первые результаты анализа частиц грунта в лабораторных условиях. Оказалось, что вещество Рюгу очень пористое и содержит много гидратированных соединений и органических веществ, однако бедно хондрами.

Среднее значение расчетной насыпной плотности частиц Рюгу составило 1282 килограммов на кубический метр, что меньше, чем у метеоритов типа CI-хондритов и метеорита из озера Тагиш (самый пористый метеорит, когда-либо найденный на Земле) и немного больше объемной плотности самого Рюгу, определенной на основе наблюдений станции и составившей 1190 килограммов на кубический метр. Это свидетельствует о высокой (около 46 процентов) микропористости грунта, что ранее не наблюдалось для вещества метеоритов.

Группа исследователей во главе с Седриком Пилорже (Cédric Pilorget) из Института космической астрофизики в Университете Париж-Сакле представила результаты исследований минералогического состава грунта Рюгу при помощи гиперспектрального микроскопа MicrOmega, работающего в ближнем инфракрасном диапазоне. Собранные данные указывают на соединения, богатые OH, CH и NH, такие как карбонаты (часть из них обогащена железом), гидроксид алюминия, филлосиликаты, гидратированные соли и богатые азотом органические вещества.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Итальянские и российские ученые объединились для создания новой системы автоматической обработки томографических данных

Научно-исследовательская компания Smart Engines, специализирующаяся на разработке алгоритмов компьютерного зрения, машинного обучения и ИИ, и CNR-Институт Нанотехнологий Национального исследовательского совета Италии (CNR-Nanotec), подписали соглашение о трехлетнем сотрудничестве. Его цель — обмен опытом в сфере разработки алгоритмов томографической реконструкции при оценивании эффективности применения передовых методов лечения и изучении нервно-сосудистых заболеваний. Совместная научная группа приступила к реализации проектов по использованию нейросетевых технологий для работы с изображениями фазоконтрастной томографии.

Для Smart Engines сотрудничество с ведущим итальянским академическим университетом нанотехнологий — отличная возможность увеличить количество научных достижений в области компьютерной томографии. Со своей стороны мы предлагаем собственные нейросетевые архитектуры, применение которых позволяет снизить необходимую дозу облучения пациентов при проведении рентгеновской компьютерной томографии. И, конечно, важно отметить, что взаимодействие между учеными разных стран является необходимым условием для научного прогресса.

Владимир Арлазаров, к.т.н., генеральный директор Smart Engines

Полную версию материала читайте по ссылке.

Физики встроили тихоходку в кубит

Ученые из нескольких стран доложили о результатах эксперимента, в ходе которого они использовали тихоходку, чтобы изменить состояние трансмонного кубита, запутанного с другим кубитом в условиях очень низких температур и давлений. Тихоходка пережила этот эксперимент, обновив рекорд по экстремальности физических условий, которые она может выдержать.

Ученые из пяти стран при участии Райнера Думке из Национального университета Сингапура сообщили о том, что им удалось создать квантовую суперпозицию между двумя трансмонными кубитами, один из которых был связан с тихоходкой электростатическим взаимодействием. Как утверждают сами авторы, многоклеточный организм впервые был переведен ими в состояние квантовой суперпозиции. Кроме того, исследователи поставили рекорд по экстремальности условий, которые может выдержать сложная форма жизни.

В качестве объекта исследования физики выбрали особь датской популяции тихоходок вида Ramazzottius varieornatus, которой они дали имя Нил Вормстронг (Neil Wormstrong). Тихоходки известны своей живучестью, которая обусловлена состоянием ангидробиоза, то есть анабиоза, вызванного усыханием. Для выбранного авторами вида характерно усыхание до 100-150 микрометров при длине 200-450 микрометров в активном состоянии.

Сначала физики помещали спящую тихоходку на обкладки конденсатора в свехпроводящем трансмонном кубите при температуре 10 милликельвин и давлении 6 × 10−6 миллибар, что приводило к смещению его резонансной частоты на восемь мегагерц. Они смоделировали этот эффект, представив тихоходку в виде диэлектрического куба с длиной ребра, равной 100 микрометров. Он воспроизводился для диэлектрической постоянной, равной примерно четырем, что соответствует нижней границе диэлектрический свойств белков. Затем исследователи построили микроскопическую модель взаимодействия кубита с тихоходкой, описав колебания зарядов в последней с помощью N гармонических осцилляторов. При этом они ограничивались лишь двумя возможными состояниями системы осцилляторов, по сути рассматривая тихоходку в качестве третьего кубита.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Новгородцам XI века приглянулось катание на костяных коньках

Археолог Олег Олейников исследовал костяные коньки, обнаруженные в Великом Новгороде, и выяснил, что катание на них было популярно во второй половине XI — начале XIII века. В коллекции из 51 артефакта оказались коньки двух типов: с креплением и без него, поэтому способ передвижения на коньках отличался. Видимо, в первом случае люди отталкивались палками, а во втором — катались как на самокате.

В Великом Новгороде археологи нашли 51 подобный артефакт, аналогии которым известны как у прибалтийских, финских и североевропейских народов, так и в культурах эпохи бронзы и раннего железа.

Длина обнаруженных коньков варьируется от 17 до 39 сантиметров, причем часть маленьких артефактов (17–20 сантиметров), по всей видимости, принадлежала детям. Типологически эти коньки отличаются друг от друга. В первую очередь это касается наличия или отсутствия креплений. Все коньки из Великого Новгорода были изготовлены из трубчатых костей лошадей (n = 43) или крупного рогатого скота (n = 8). По мнению археолога, коллекция указывает на то, что катание на коньках из кости было особенно популярно в Новгороде во второй половине XI — начале XIII века, так как к этому времени относится 94 процента находок.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Trace Gas Orbiter заподозрил наличие ледника в экваториальных широтах Марса

Нейтронный детектор FREND, работающий на борту орбитального зонда Trace Gas Orbiter, нашел доказательства того, что под поверхностью каньона Кандор в экваториальной зоне Марса может залегать крупный ледник, состоящий либо из водяного льда, либо из смеси льда и высокогидратированных минералов.

В период с мая 2018 года по февраль 2021 года FREND вел наблюдения за Долинами Маринера — гигантской системой каньонов на Марсе, длиной 4500 километров и глубиной до семи километров. Этот регион считается интересной целью с точки зрения поиска приповерхностных залежей водяного льда.

В результате работы исследователи построили карту содержания воды в грунте на дне Долин Маринера. Наиболее любопытным районом оказался каньон Кандор (Candor Chasma), где содержание водорода в пересчете на воду соответствует массовой доле воды в грунте около 40,3 процента. Это не вписывается в модели адсорбированной воды на поверхности частиц реголита или в составе гидратированных минералов. Предполагается, что либо в каньоне Кандор залегает крупный ледник, либо залежи из льда, смешанного с высокогидратированными минералами. В любом случае данные FREND дают практические доказательства наличия крупного резервуара воды в экваториальных широтах Марса, которые могли сохраняться в течение долго времени за счет дополнительной тени от стен каньона, низкой температуры и повышенном давлении на дне каньона.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Карта массовой доли воды в верхнем слое грунта.

Физики высказали сомнения, что ядра атомов состоят из протонов и нейтронов

Физики Университета Аделаиды, возможно, обнаружили новую возможность построения атомных ядер. Согласно их исследованию, кварки могут соединяться между собой не так, как считалось раньше.

В результате нового эксперимента ученым удалось собрать ценную информацию о кварках и природе вещества в течение 20 лет наблюдений. Эти данные помогли понять результаты других научных работ, выполненных физиками по всему миру за это время. Но самое главное — результаты этого эксперимента показали, что кварки в атомном ядре могут соединяться не только традиционным известным способом, но и по альтернативному механизму.

Фундаментальный, остававшийся без ответа вопрос для ядерной физики заключается в том, состоят ли ядра из протонов и нейтронов или они состоят из квазичастиц с квантовыми числами нейтронов и протонов, но с внутренней структурой кварков, которая была изменена огромными силами, сжимающими внутренности ядер.

Энтони Томас

Открытие означает, что ядро атома и правда может быть совокупностью кварков с квазичастицами в виде протонов и нейтронов. Но эти результаты физикам еще предстоит подтвердить множеством экспериментов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

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:

• У найденного в Африке древнейшего анкилозавра шипы крепились прямо к ребрам.
• Физики завершили 16-летний эксперимент, проверяющий теорию относительности.
• Астрономы уточнили массу сверхмассивной черной дыры в центре Млечного Пути.
• Выживает глупейший: почему мы начали терять мозг?
• Синхронизация мозговой активности выше при пересказе веселых историй.
• Является ли ваша кошка психопатом: ученые разработали анкету для определения психопатических наклонностей питомцев.

Немного исторического юмора.

Источник