Автор Тема: Новости науки и технологии  (Прочитано 800068 раз)

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3980 : Ноябрь 27, 2018, 17:39:05 »
Опасны ли черные дыры для Земли



Черные дыры — объекты в космосе, сила притяжения которых настолько велика, что преодолеть ее невозможно даже со скоростью света — поглощают все, что встречается им на пути. Возникает резонный вопрос: может ли наша планета оказаться в списке жертв?

Каждый раз, когда мы видим новость об обнаружении новой черной дыры в Галактике, невольно становится страшно: угрожает ли нам что-нибудь? Из этого видео вы узнаете, как устроены черные дыры, что происходит с объектом, который попадает в ее радиус и грозит ли Голубой планете встреча с этим «пылесосом космоса».

Сейчас у ученых есть только два способа измерения черных дыр — либо с помощью их массы, либо с помощью скорости вращения. Скорость вращения может составлять от 0 до 1 (от скорости света), и, к примеру, недавно обнаруженная черная дыра в бинарной звездной системе под названием 4U 1630-47 вращается со скоростью 0,9. Теория Эйнштейна подразумевает, что если черная дыра вращается достаточно быстро, то она способна заставить вращаться пространство вокруг себя.

Так или иначе, о расположении черных дыр знать необходимо, поэтому ученые продолжают поиски. К примеру, анализ странного поведения облака межзвездного газа позволил им предположить, что рядом с ним может находиться черная дыра.



Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3981 : Ноябрь 27, 2018, 17:41:28 »
Опровергнуто устоявшееся представление о ДНК


Изображение: Torsten Wittmann / University of California / NIGMS / CC BY 3.0

Ученые Медицинского центра детской больницы в Цинциннати (США) выяснили, что митохондриальная ДНК у людей может передаваться от отцов детям. Ранее считалось, что гены митохондрий наследуются только по материнской линии. Об этом сообщает издание Science Alert.

Открытие было сделано при обследовании мальчика, который страдал от таких симптомов, как усталость и мышечная боль. Специалисты провели тесты, чтобы проверить, было ли причиной недомогания какое-либо митохондриальное заболевание.

Оказалось, что у ребенка была гетероплазмия, то есть его митохондрии отличались друг от друга генетическими последовательностями, поскольку часть из них была унаследована от отца.

Передача митохондриальной ДНК по отцовской линии известна у некоторых видов животных, однако у человека она до сих пор не наблюдалась. У матери мальчика также наблюдалась гетероплазмия: 60 процентов генов были унаследованы по женской линии, а 40 процентов — по мужской.

По словам ученых, результаты обследования показывают, что митохондрии передаются, как правило, от матерей, однако возможны исключения. Однако в масштабе эволюции передача женской митохондриальной ДНК остается доминирующим процессом.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3982 : Ноябрь 27, 2018, 17:43:24 »
Внутри протона нашли аномалию


Фото: Shutterstock

Ученые из США и Китая окончательно определили источники массы протона и их вклад. Хиггсовский механизм отвечает лишь за девять процентов массы протона, остальное приходится на явления, описываемые квантовой хромодинамикой. При этом 23 процента массы возникает из-за аномальных эффектов, возникающих при взаимодействии кварков и глюонов, сообщает издание Science News.

Протоны состоят из трех кварков: одного d-кварка (нижнего) и двух u-кварков (верхних). Кроме того, внутри протона постоянно образуются и аннигилируются виртуальные пары кварки-антикварки. Однако масса кварков, возникающая из-за хиггсовского механизма, составляет лишь девять процентов массы протона. Известно, что остальная часть возникает за счет глюонов — безмассовых частиц, которые осуществляют сильное взаимодействие между кварками. Сильное взаимодействие описывается квантовой хромодинамикой (КХД), согласно которой каждый кварк обладает цветовым зарядом, и разрешены только те комбинации кварков, в сумме дающие бесцветное состояние.

Для изучения свойств протона ученые используют метод, называемый решеточной моделью, в которой пространственно-временной континуум представлен сеткой. В узлах решетки располагаются кварки, а глюоны соединяют собой узлы. Это позволяет упростить вычисления, которые слишком сложны из-за нелинейной природы сильного взаимодействия, через дискретизацию квантовой хромодинамики. Решеточная модель КХД, ранее позволившая физикам рассчитать массу протона, помогла определить, откуда берется большая часть этой массы.

Результаты показали, что существует несколько источников массы протона. 32 процента массы образуются за счет кинетической энергии кварков, 36 процентов — за счет энергии глюонов, а оставшиеся 23 процента — за счет аномальных квантовых эффектов, происходящих при взаимодействии между кварками и глюонами.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3983 : Ноябрь 27, 2018, 17:46:11 »
НАСА показало видео приземления миссии на Марс

Американское космическое агентство НАСА показало интерактивное видео приземления миссии InSight на марсианскую поверхность. Аппарат высадился на равнине Элизий. Прямая трансляция велась на YouTube.

Модуль отправил на Землю первый снимок с поверхности Марса, фото появилось на экране в центре управления полетов НАСА.

Посадке аппарата массой 385 килограммов предшествовало торможение в марсианской атмосфере, которое началось на расстоянии около 125 километров от поверхности планеты. Снижение аппарата в газовой оболочке небесного тела заняло примерно 6,5 минуты. Раскрытие парашюта диаметром 11,88 метра произошло на расстоянии 12 километров от поверхности планеты. За 15 секунд до касания аппарат выпустил опоры и опустился на поверхность со скоростью около 8 километров в час.

Межпланетный космический аппарат InSight с посадочным модулем был выведен на траекторию полета к Марсу 5 мая ракетой-носителем Atlas V, стартовавшей с базы ВВС США Ванденберг (штат Калифорния). Целью миссии заявлено изучение геологической истории Красной планеты, в том числе поиск возможных следов жизни.



Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3984 : Ноябрь 27, 2018, 17:48:46 »
На космодроме Восточный нашли критические дефекты


Фото: Сергей Мамонтов / РИА Новости

На стартовом сооружении ракеты «Союз-2» космодрома Восточный выявлен критический дефект. Об этом пишет РИА Новости со ссылкой на договор подряда, размещенный на сайте госзакупок.

Указывается, что работы были выполнены не по проекту. Помимо того, обнаружены протечки через швы бетонирования, через отверстия крепления опалубки. Также нарушения были выявлены на центральном распределительном пункте, где для соединения арматуры применялась сварка вместо муфты, а также в резервуарах-накопителях дождевых вод. При этом акт освидетельствования представлен раньше получения результатов испытаний.

В сентябре под железобетонным основанием стартового комплекса для ракет-носителей «Союз-2» на космодроме Восточный обнаружили пустоты. На их устранение было выделено 4,57 миллиона рублей. Договор на осуществление работ заключен с компанией «Адонис», зарегистрированной в Благовещенске.

Стартовый комплекс космодрома был построен в 2012-2016 годах под ракеты «Союз-2». Первый запуск прошел в апреле 2016-го.

Восточный — первый гражданский космодром России, расположен в Амурской области. Его строительство началось в 2012 году, оно сопровождалось скандалами, связанными с выявлением хищений, а также массовыми забастовками и голодовками рабочих из-за задержек зарплаты.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3985 : Ноябрь 27, 2018, 17:51:39 »
Космическую программу России сочли фейком


Фото: Максим Блинов / РИА Новости

Вместо анонсирования заведомо нереализуемых программ «Роскосмосу» следует сосредоточиться на выполнении текущих задач, сроки по которым уже сдвинуты вправо, заявил РИА Новости научный руководитель Института космической политики Иван Моисеев.

Эксперт полагает, что «госкорпорации нужно отчитаться перед обществом за те три года, которые действует текущая Федеральная космическая программа». Моисеев упоминает следующие программы: спутники для народного хозяйства («из них половина не запущена»), пилотируемую космонавтику («на орбите должен находиться модуль "Наука", а его нет»), научная составляющая (перенос лунной программы). «Это простейшие аппараты, которые делают сегодня даже Индия и Китай. Деньги на это идут, а ничего нет», — сказал Моисеев.

По мнению специалиста, вместо контролирования выполнения текущих программ «Роскосмос» занимается анонсированием амбициозных задач: сверхтяжелой ракеты, базы на Луне, проекта «Сфера» (орбитальной группировкой в составе 640 спутников).

«Если на это будут затрачены бюджетные средства, то они будут не просто заморожены, а исчезнут, потому что эти программы в настоящей ситуации нереализуемы. Одна сверхтяжелая ракета стоит столько денег, сколько не наберется за десятки лет. Сначала ее оценили в 1,2 триллиона рублей, потом посчитали по-другому и оказалось, что она стоит 700 миллиардов рублей. Тем не менее эти программы предлагаются. Это и есть распыление денег», — считает эксперт.

В ноябре генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин заявил президенту Молдавии Игорю Додону, что «мы [в госкорпорации] такую задачу поставили: полететь проверить, были они [американцы] там [на Луне] или не были. Они говорят, что были. Но мы проверим». Впоследствии в пресс-службе госкорпорации такое заявление топ-менеджера назвали шуткой.

По данным Счетной палаты, «Роскосмос» является рекордсменом по масштабам финансовых нарушений.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3986 : Ноябрь 28, 2018, 13:19:47 »
Космический аппарат InSight прислал первое качественное фото с поверхности Марса



В 04.30 (мск) аппарат также отправил сигналы на Землю о том, что солнечные панели успешно открыты и собирают солнечную энергию с поверхности Марса. Развертывание солнечных батарей гарантирует, что InSight будет заряжаться ежедневно.

«После новости об успешном развертывании солнечных батарей команда InSight может немного выдохнуть. Это был долгий и трудный день для нас, но это только начало: с завтрашнего дня начинается новая захватывающая глава — операции на поверхности планеты и старт работы инструментов», — рассказывает Том Хоффман (Tom Hoffman), руководитель проекта InSight в Лаборатории реактивного движения NASA.

Двойные солнечные батареи InSight имеют ширину 2,2 метра. На Марсе солнечный свет гораздо слабее, чем на Земле, так как Красная планета находится гораздо дальше от Солнца, но аппарату много и не надо: панели обеспечивают от 600 до 700 ватт в ясный день, чего вполне хватает для питания всех инструментов, необходимых для работы. Даже когда пыль покроет панели — что вполне нормально для Марса, — они смогут обеспечить не менее 200-300 ватт энергии.

Камера развертывания инструмента (The Instrument Deployment Camera, IDC), расположенная на роботизированном плече InSight, уже сделала первую качественную фотографию с поверхности Марса. Пока что не включен прозрачный пылезащитный колпачок камеры, чтобы предотвратить попадание частиц на объектив камеры во время посадки. Снимок был передан на Землю с помощью космического аппарата Odyssey, который находится на орбите Красной планеты.



В ближайшие дни команда миссии займется раскрытием роботизированной руки InSight, используя ту самую камеру для определения места размещения научных приборов аппарата. На то, чтобы полностью развернуть инструменты и отправить данные на Землю, уйдет два-три месяца. В то же время InSight с помощью датчиков погоды и магнитометра займется сбором данных с нагорья Элизиум, расположенного рядом с марсианским экватором, — своего нового дома на поверхности Красной планеты. 

Аппарат оснащен сейсмометром SEIS, задача которого — исследование толчков под поверхностью планеты, различая их от толчков, провоцирующих падающие метеориты, которые, в свою очередь, не сгорают в более разреженной атмосфере Марса. Главной же целью аппарата станет скважина в недра Красной планеты, с помощью которой можно будет изучить ее кору, мантию и ядро. Глубина скважины составит пять метров, что сделает ее самой глубокой в истории космических миссий.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3987 : Ноябрь 29, 2018, 23:01:47 »
Российский аппарат по изучению Солнца планируют запустить в 2026 году


© РИА Новости / Владимир Астапкович

Российский космический аппарат "Интергелиозонд" по изучению активности Солнца из космоса планируется запустить в 2026 году, сообщил в интервью РИА Новости директор Института земного магнетизма, ионосферы и распространения радиоволн им. Н. В. Пушкова РАН Владимир Кузнецов.

Ранее ИЗМИРАН работал над проектом для исследования глобальной активности Солнца и солнечных источников космической погоды "Полярно-эклиптический патруль". До него велись работы по аналогичному проекту под названием "Интергелиос". Федеральная космическая программа решила объединить эти проекты, и теперь вместе с ведущими российскими институтами, занимающимися проблемами физики космоса, институт работает над проектом "Интергелиозонд".

"Согласно Федеральной космической программе, проект "Интергелиозонд" планируется к запуску в 2026 году. Станция будет состоять из орбитально-перелетного модуля, теплозащитного экрана для защиты комплекса научной аппаратуры и служебных систем от нагрева солнечным излучением, двигательной установки, обеспечивающей необходимые коррекции на этапе перелёта к Солнцу. Спутник сначала будет изучать Солнце и околосолнечную среду с расстояний 70-80 радиусов Солнца вблизи плоскости эклиптики, а затем удалится от Солнца и будет наблюдать его из внеэклиптических положений. Будут изучаться солнечные активные явления и связанные с ними эффекты, солнечная корона и солнечный ветер, полярные области Солнца и гелиосфера", — сказал Кузнецов.

Он отметил, что "Интергелиозонд" предполагает создание двух космических аппаратов, которые полетят к Солнцу через Венеру по такой орбите, что за счет соизмеримости периодов их вращения вокруг Солнца и Венеры они будут встречаться, и гравитационное поле Венеры будет использоваться для того, чтобы приблизить космический аппарат к Солнцу.

"Приблизиться к Солнцу и выйти из плоскости эклиптики не просто при запуске аппарата с Земли, потому что планета вращается вокруг Солнца со скоростью 30 километров в секунду, и погасить такую скорость можно либо мощной ракетой, которой нет, либо существующими ракетами в течение длительного времени, которое никого не устраивает. Это то же самое, что попытаться подойти к центру карусели – центробежная сила будет отбрасывать вас назад. Многократные гравитационные маневры у Венеры за счет силы притяжения Венеры отчасти решают эту проблему", — сказал Кузнецов.

Исследования Солнца из космоса начинались с запусков аппаратуры на ракетах за пределы атмосферы Земли. За последние годы были реализованы уникальные космические проекты по исследованию атмосферы и недр Солнца. Так, в декабре 1995 года был запущен космический аппарат SOHO (Solar and Heliodpheric Observatory), разработанный NASA и ЕSА. Он постоянно находился в либрационной точке — точке нулевой гравитации между Солнцем и Землей, которая вращается вместе с линией "Солнце-Земля". После этого были запущены такие солнечные космические миссии, как КОРОНАС-Ф, STEREO, Hinode, SDO, КОРОНАС-ФОТОН.

Недавно США запустили космический аппарат Parker Solar Probe (Солнечный зонд Паркера), который также будет совершать гравитационные маневры вокруг Венеры и в итоге приблизится к Солнцу на расстояние в 9,5 солнечных радиусов, это расстояние от Земли до Солнца, одна астрономическая единица, равная примерно 210 радиусов Солнца. Путь космического аппарата к звезде займет семь лет.

Источник: РИА Новости

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3988 : Ноябрь 29, 2018, 23:04:10 »
Пересмотрен механизм образования современной Вселенной


Фото: Nasa / Getty Images

Ученые Университета Западной Австралии пришли к выводу, что условия, возникшие после Большого Взрыва, когда формировались и взрывались первые массивные звезды, отличаются от тех, что предполагались ранее. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

Согласно современным научным представлениям, в процессе расширения Вселенной возникли облака водорода, из которого появились первые звезды. Они просуществовали несколько миллионов лет, после чего взорвались, выбросив в межзвездное пространство тяжелые элементы.

Однако результаты математического анализа показали, что, хотя взрывы сверхновых были мощными, они не были такими бурными и быстрыми, как считали ранее.

В момент вспышки сверхновой создаются турбулентные потоки газа, которые перемешивают вещество и способствуют перераспределению энергии, участвующей в формировании тяжелых элементов.

Ученые показали, что сверхновые в ранней Вселенной не были турбулентными. Вместо этого взрыв был относительно медленным, а избыток энергии оказывался «запертым» в определенных точках внутри вспыхивающей звезды. В результате в таких очагах горения происходило образование атомов железа, золота и серебра из более легких атомов.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3989 : Ноябрь 29, 2018, 23:09:46 »
Физики показали пучок мощнейшего лазера на свободных электронах XFEL


XFEL

Опубликованы первые фотографии пучка рентгеновского излучения установки XFEL — международного сверхмощного рентгеновского лазера на свободных электронах в Гамбурге, который построен с участием России. Об этом сообщается на сайте проекта.

Европейский рентгеновский лазер на свободных электронах (XFEL) представляет собой установку длиной около 3,4 километра, которая расположена в системе подземных тоннелей в окрестностях Гамбурга и предназначена для получения фемтосекундных рентгеновских импульсов высокой интенсивности. Строительство установки заняло почти 8 лет, в проекте на сегодняшний день участвуют 12 стран. Общая стоимость создания лазера оценивается в 1,22 миллиарда евро (по ценам 2005 года), основной вклад внесли Германия и Россия (58 и 27 процентов от общего объема расходов соответственно). Первый пучок рентгеновского излучения был получен на XFEL весной 2017 года, а в сентябре 2017 года состоялся его официальный запуск. По средней светимости этот лазер примерно на четыре порядка превосходит синхротрон, а по максимальной светимости — на девять порядков, на сегодняшний день XFEL является мощнейшим в мире источником рентгеновского излучения.


XFEL

На опубликованных снимках путь пучка рентгеновского излучения выглядит как тонкая синяя полоса, толщиной один миллиметр, которая образована свечением возбужденных молекул азота. Из-за относительно слабого свечения фотографии были сделаны в полной темноте, а время экспозиции составило 90 секунд. Съемка велась внутри экспериментальной камеры FXE (Femtosecond X-Ray Experiments).
Впервые подобный лазер был создан в 1971 году в Стенфорде. В отличие от синхротронов, подобные установки являются линейными ускорителями частиц. Электроны в них ускоряются сверхпроводящими резонаторами и направляются в ондуляторную линию. Она состоит из огромного числа магнитов (в XFEL их более 17 тысяч) с чередующейся полярностью — они отклоняют электроны от изначальной траектории то влево, то вправо. На каждом таком повороте испускаются кванты рентгеновского излучения. За счет очень высокой интенсивности излучения, с помощью лазера можно исследовать объекты, которые его очень слабо рассеивают, например очень небольшие кристаллы. Также с помощью рентгена можно проследить и за динамическими процессами, например за изменениями молекул в ходе химических реакций или распространением ударной волны. А несколько месяцев назад вышла первая научная статья по результатам работы лазера XFEL, в которой рассказывается об определении трехмерной структуры белков лизоцима и конканавалинов A и B.

Лазеры на свободных электронах используются для исследования быстрых реакций на атомарном уровне. К примеру, с их помощью физики засняли ранее взрывы нанометровых ксеноновых кластеров и разрыв связи в молекуле иода.

Источник: N+1

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3990 : Ноябрь 29, 2018, 23:13:11 »
Сто лет физики элементарных частиц: что мы знаем, а что нет?

Лекция прочитана 2 марта 2018 года в Центральной городской публичной библиотеке им. В. В. Маяковского, г. Санкт-Петербург.

На примерах из физики частиц лектор рассказывает, как классическое и квантовое описание процессов сменяют друг друга и чем гравитация в этом смысле особенна.


Дмитрий Сергеевич Горбунов
Доктор физико-математических наук, профессор и член-корреспондент РАН, главный научный сотрудник Института ядерных исследований РАН.



Источник: Элементы большой науки

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3991 : Ноябрь 30, 2018, 21:03:46 »
Физики обнаружили возникновение терагерцевого излучения в жидкостях



Прежде генерация такого излучения в жидкой среде считалась невозможной из-за высокого поглощения, однако в своем новом исследовании ученые описали физическую природу этого явления и показали, что источники жидкого излучения могут быть столь же эффективны, как и традиционные.

Исследовательская группа из Университета ИТМО и Университета Рочестера (США) провела исследование по формированию терагерцевого излучения в жидкостях. Результаты работы опубликованы в журнале Applied Physics Letters.

Терагерцевое электромагнитное излучение может с легкостью проходить сквозь ряд материалов, за исключением металлов и воды. Сегодня оно широко используется в системах безопасности для выявления наркотиков и оружия, также его применяют в биомедицинских исследованиях. Это подталкивает ученых, занимающихся терагерцевым излучением, фокусироваться на поиске новых, более мощных и эффективных источников.

Сейчас в качестве источников терагерцевого излучения чаще всего используют твердые материалы, реже — источники, основанные на фемтосекундной лазерной филаментации (сложная, сильно связанная пространственно-временная динамика оптического поля в нелинейной, быстро ионизирующейся среде, вызывающая уникальные режимы сверхбыстрой электродинамики) в воздухе и газах. Мощный лазерный луч создает плазму в газовой среде путем ее ионизации, в то время как свободные электроны генерируют электромагнитное терагерцевое излучение. Повторить этот процесс с жидкостями до сих пор считалось невозможным из-за высокого поглощения, однако в своем исследовании ученые доказали обратное, подчеркнув, что жидкость даже имеет несколько преимуществ по сравнению с газом.

«До того как профессор Си-Чен Чжан (Xi-Cheng Zhang) не выявил терагерцевое излучение в жидкости, это считалось невозможным. Нам удалось продемонстрировать, что с точки зрения эффективности жидкостные источники, напротив, приближаются к твердотельным источникам, чаще всего используемым в наше время. Процесс облегчает тот факт, что добыть жидкость намного легче, чем, скажем, кристаллы, а ее способность выдерживать высокую энергию накачки позволяет получить лучший конечный результат», — говорит заведующий Лабораторией фемтосекундной оптики и фемтотехнологий в Университете ИТМО Антон Цыпкин.

Как правило, излучение генерируется за счет высвобождения свободных возбужденных электронов во время филаментации: чем больше электронов получится возбудить и ионизовать, тем мощнее будет выходное терагерцевое излучение. Число возбужденных электронов одной молекулы зависит от энергии, затрачиваемой на возбуждение среды. Несмотря на то что разница между требуемой энергией «накачки» в газе и жидкости не сильно отличается, ученых прельщает тот факт, что плотность молекул в жидкости намного выше, чем в газе.

«Вместе с тем у жидкости есть и свои недостатки: например, ее значительное поглощение. Мы полагаем, что нам удастся решить этот вопрос путем оптимизации типа жидкости, формы струи, мощности насоса и некоторых других параметров. Наша цель — найти наиболее подходящие параметры для генерации излучения в разных жидкостях и разработать теоретическую модель, основанную на этих данных. Эту модель мы впоследствии планируем использовать для создания устройства, позволяющего производить различные типы терагерцевого излучения из жидкостей», — объясняет научный сотрудник Университета Рочестера Си-Чен Чжан.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3992 : Декабрь 01, 2018, 21:29:05 »
«Роскосмос» обвинил в своих провалах Маска и санкции


Фото: Кирилл Каллиников / РИА Новости

Госкорпорация «Роскосмос» опубликовала отчет за 2017 год, в котором называет причину неудач. Одной из них стала деятельность компании SpaceX, которой руководит Илон Маск.

Так, при плановой доле экспорта российской ракетно-космической техники в общем мировом объеме экспорта в 24,5 процента, фактически «Роскосмос» достиг показателя 8,5 процента. В 2016 году доля составляла 8,8 процента. Среди причин провала в сегменте выведения космических аппаратов называется «выход частных фирм США при содействии государства на мировой рынок пусковых услуг с демпинговыми ценами космических запусков (в частности фирмы SpaceX с семейством ракет-носителей Falcon)».

Также в достижении результатов «Роскосмосу» помешали санкции: «в сегменте космических аппаратов — препятствование оснащению российских КА [космических аппаратов] высококачественной импортной аппаратурой, обусловленное санкционной политикой западных государств, а также падение курса рубля по отношению к мировым валютам». Указывается, что «в настоящее время в отрасли принимаются меры по импортозамещению и сокращению операционных затрат».

Перед публикацией отчета глава Счетной палаты Алексей Кудрин рассказал, что «Роскосмос» является рекордсменом по масштабам финансовых нарушений. По его словам, госкорпорация неправильно проводит процедуры закупок, завышает цены, не использует средства на счетах месяцами, а также в ходе проверки выяснилось, что несколько миллиардов утрачено — «то есть, по сути, своровано».

В конце ноября генеральный директор «Роскосмоса» Дмитрий Рогозин объявил о планах посетить США во второй половине февраля и выразил желание встретиться с Маском: «Мне он интересен и как великий авантюрист, и как хороший инженер». До этого он заявил, что Маск занимается «чистым демпингом», продавая пуски от 50-60 миллионов долларов. Он также отметил, что за каждый пуск Пентагон платит SpaceX около 150 миллионов долларов.

Источник: Lenta.Ru

===================================================

Мне, честно говоря, совершенно непонятно, как журналист-филолог, даже имеющий учёные степени по философии, может руководить космической отраслью? Тут же технарь нужен! Или точно так же, как у нас наукой руководила религиовед?

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3993 : Декабрь 01, 2018, 21:31:26 »
Подсчитан весь свет во Вселенной


Фото: NASA

Ученые Университета Клемсона (США) подсчитали количество света, который был излучен за всю историю существования наблюдаемой Вселенной. Об этом сообщается в пресс-релизе на Phys.org.

По словам астрофизика Марко Аджелло (Marco Ajello), ведущего автора исследования, общее количество испущенных фотонов составляет 4 на 10 в 84-й степени. Кроме того, ученым удалось установить, что около 11 миллиардов лет назад интенсивность звездообразования достигла своего пика.

Возраст Вселенной достигает 13,5 миллиарда лет. Наблюдаемой Вселенной, или Метагалактикой, называют ту область пространства, из которой свет за все время существования космоса успел достичь Земли. Границей Метагалактики является космологический горизонт, за которым объекты из-за расширения Вселенной удаляются настолько быстро от Земли, что их свет никогда не достигнет Земли. Для земных астрономов границей Метагалактики является реликтовое излучение — самый удаленный наблюдаемый объект.

По подсчетам космологов, в Метагалактике находится около триллиона галактик. Ученые проанализировали данные о гамма-излучении 739 активных галактик, полученные космическим телескопом Ферми, и определили количество фотонов, из которых состоит внегалактический фоновый свет. Последний представляет собой свет в ультрафиолетовой, видимой и инфракрасной области спектра, который был излучен всеми галактиками за всю историю существования Метагалактики. Фоновый свет мешает распространению гамма-лучей через фотон-фотонные взаимодействия, что влияет на спектр-излучения гамма-источников.

Источник: Lenta.Ru

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3994 : Декабрь 01, 2018, 21:38:50 »
Новые сверхточные атомные часы могут «почувствовать» гравитационные волны



Физики, работающие в Национальном институте стандартов и технологий США, создали рекордно точные атомные часы на основе атомов иттербия, захваченных в оптических решетках. Тем самым они надеются изучить некоторые самые таинственные феномены во Вселенной.

Экспериментальные атомные часы в Национальном институте стандартов и технологий США (NIST) поставили три новых рекорда. Теперь они функционируют достаточно точно, не только чтобы отслеживать время и навигацию, но и для регистрации слабых сигналов из ранней Вселенной, гравитационных волн и, возможно, даже темной материи. Статья о работе опубликована в журнале Nature.

Часы захватывают тысячу атомов иттербия в оптические решетки, созданные лазерными лучами. Атомы тикают, вибрируя или прыгая между двумя энергетическими уровнями. Физики из NIST добились рекордных показателей в трех важных значениях: систематическая неопределенность, стабильность и воспроизводимость.

Систематическая неопределенность показывает, насколько хорошо часы представляют естественные вибрации — или частоту — атомов. Исследователи из NIST обнаружили, что каждый из их приборов тикает со скоростью, соответствующей естественной частоте, с возможной погрешностью всего в 1,4 части из 1018 — около одной миллиардной от одной миллиардной.


Упрощенная экспериментальная схема / © NIST/Nature

Стабильность связана с тем, насколько частота часов меняется за определенный временной интервал. Это значение составило 3,2 части из 1019 (или 0,00000000000000000032) за день.

Воспроизводимость связана с тем, насколько точно два устройства тикают на одной и той же частоте. Было проведено сравнение 10 пар часов: разница составила менее одной миллиардной от одной миллиардной.

Согласно Общей теории относительности, атомные часы будут идти медленнее, то есть частота атомных вибраций замедлится, а при более сильной гравитации — она смещается в красную сторону электромагнитного спектра. Другими словами, время идет медленнее на меньшей высоте.

Несмотря на то что красное смещение плохо сказывается на отсчете времени этих часов, такая чувствительность может быть использована для тонкого измерения гравитации. Сверхчувствительные часы могут отследить гравитационное искажение пространства-времени точнее, чем когда-либо. Это можно применить для релятивистской геодезии, измеряющей гравитационную форму Земли, регистрации сигналов из ранней Вселенной — вроде гравитационных волн — и даже темной материи, о которой до сих пор почти ничего неизвестно.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3995 : Декабрь 01, 2018, 21:46:37 »
Жорес Алферов о проблемах науки как отрасли



Запись сделана два года назад, но актуальности своей не потеряла.

P.S. Жорес Алфёров госпитализирован с гипертоническим кризом в ЦКБ. Видимо довели учёного жаждущие "порулить" наукой!

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3996 : Декабрь 02, 2018, 19:34:49 »
Раскрыты сроки появления российской базы на Луне


© РИА Новости / Антон Денисов

Россия планирует развернуть на Луне полномасштабную базу между 2036 и 2040 годами, говорится в имеющемся в распоряжении РИА Новости проекте решения совместного заседания "Роскосмоса" и совета РАН по космосу.

Ранее сообщалось, что "Роскосмос" и Российская академия наук в течение трех месяцев сформируют лунную программу России и представят ее президенту и правительству.

Как следует из документа, работа лунной базы начнется с "доставки крупнотоннажных грузов и насыщения лунных полигонов разнообразными научными экспериментами".

В проекте не уточняется, что будет представлять собой полноценная лунная база. Однако это указано в предложении рабочей группы "Роскосмоса" и РАН от 2014 года. База включает в себя модули с системами жизнеобеспечения и радиационной защитой для проживания космонавтов, центры космического мониторинга Земли, средства энергообеспечения и связи, космические стенды для экспериментов по переработке и использованию лунного вещества и природных ресурсов, стенды для отработки и испытаний новых космических средств и технологий. Вокруг базы должна располагаться лунная астрономическая обсерватория.

Такую базу планировалось развернуть в районе южного полюса Луны с учетом максимально продолжительной освещенности, постоянной радиовидимости с Земли и наличием локальных природных ресурсов для системы жизнеобеспечения.

В четверг стало известно, что в конце 2025 года с запуска базового модуля планируется начать строительство российской национальной станции на орбите Луны. В последующем к орбитальной станции будут стыковаться корабли и взлетно-посадочные модули для высадки космонавтов на поверхность спутника Земли.

Источник: РИА Новости

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3997 : Декабрь 02, 2018, 19:47:29 »
Квантовая Вселенная: можно ли превратить космос в гигантский компьютер


© Иллюстрация РИА Новости . Depositphotos / agsandrew, Depositphotos / maxkabakov

Квантовая физика управляет всем, что нас окружает. Можно ли превратить целую Вселенную в квантовый компьютер, заметят ли это пришельцы и зачем вообще нужны такие машины — Джейкоб Биамонте, профессор "Сколтеха", один из крупнейших специалистов в данной области, отвечает на эти вопросы и рассказывает, как он оказался в России.

"Светлое будущее"

"Я впервые приехал в Россию более десяти лет назад и совсем не для того, чтобы заниматься физикой. Я увлекаюсь боевыми искусствами, в том числе самбо, и прибыл сюда учиться и обмениваться опытом. Уже потом я узнал, что здесь есть все условия и для того, чтобы заниматься передовой наукой, привлекая к сотрудничеству ученых со всего мира", — рассказывает ученый.

Сегодня он возглавляет лабораторию Deep quantum labs, созданную два года назад в рамках "Сколтеха" для объединения усилий российских и зарубежных физиков, математиков, программистов и инженеров, изучающих проблемы, связанные с развитием квантовых вычислительных систем.

"Мы занимаемся не практикой, а всеми теоретическими и "программными" аспектами квантовых вычислений, и взаимодействуем с экспериментаторами, в том числе учеными "Сколтеха" и специалистами из МГУ, РКЦ и ИТМО. Мы открыты для сотрудничества и готовы помочь любым экспериментаторам, изучающим подобные вопросы", — продолжает профессор.

Что такое квантовый компьютер? По своей природе он радикально отличается от классических вычислительных устройств, позволяющих проводить простые или сложные математические операции с числами или наборами данных, выраженными нулями и единицами.

В квантовых собратьях классических компьютеров, принципы работы которых были сформулированы более 30 лет назад советским физиком Юрием Маниным, информация закодирована принципиально иным образом. Элементарные ячейки памяти, так называемые кубиты, могут содержать не либо нуль, либо единицу, а целый спектр значений в промежутке между ними.

В результате мощность подобных вычислителей растет экспоненциальным образом: поведение квантового процессора с несколькими десятками кубитов невозможно просчитать даже при помощи самых мощных классических суперкомпьютеров.

Долгое время подобные машины оставались предметом научной фантастики и теоретических изысканий физиков, однако в последние 15 лет ученые совершили прорыв в создании кубитов и в их объединении в более сложные системы. Самые продвинутые версии квантовых компьютеров, разработанные в Google, IBM и в Гарвардском университете группой Михаила Лукина, содержат от 20 до 50 кубитов.


© Тимур Сабиров ("Сколтех")
Джейкоб Биамонте, профессор физики из Сколковского института науки и технологий


Несмотря на эти достижения, разработчики этих машин предполагают, что полноценные вычислительные системы, способные решать любые задачи, появятся нескоро, через 10-20 лет. Что интересно, эта оценка не меняется с конца 1990 годов, однако постоянно возникают какие-то новые проблемы, каждый раз отодвигающие так и не наступающее "светлое квантовое будущее".

Как отмечал Биамонте на своих научно-популярных лекциях, он занимает особую позицию: по его мнению, "полезные" квантовые вычислительные системы появятся гораздо раньше, однако они будут совсем не такими, как их представляют себе широкая публика и СМИ.

"На сегодняшний день в физике существует одна большая проблема, которая одновременно является и ее основным преимуществом. Всем заправляют экспериментаторы. По каким-то причинам им кажется, что эксперименты важнее для науки, чем теория. Благодаря деньгам, вкладываемым в эту область, теоретическая физика оказалась фактически уничтоженной", — говорит Биамонте.

Сам же профессор относит себя к представителем классической теоретической физики, чьи идеи доминировали в науке век назад, на первых этапах зарождения квантовой механики и современной эйнштейновской физики. В последние десятилетия таким, как он, пришлось перебраться на математические факультеты, где им гораздо комфортнее.

"Экспериментаторов, в том числе создателей квантовых компьютеров, волнуют только их собственные разработки. За небольшими исключениями, они не интересуются тем, что известно о возможности работы таких устройств в целом. Это влияет на их менталитет и заставляет давать не рациональные, а эмоциональные оценки", — объясняет исследователь.

К примеру, до сих пор не существует единого четкого доказательства того, что квантовые компьютеры могут превосходить классические аналоги в скорости вычислений. При этом, уточняет Биамонте, если мы обобщим все упрощенные модели, демонстрирующие некоторые аспекты этого превосходства, получим вполне убедительное свидетельство в пользу преимущества квантовых счислительных машин.

"С одной стороны, Алексей Устинов, Александр Загоскин и другие лидеры в этой области правы: квантовый компьютер действительно появится нескоро. С другой стороны, речь в данном случае идет об универсальных машинах, способных исправлять свои собственные ошибки", — отмечает физик.

Отсутствие такой способности у компьютера, подчеркивает Биамонте, не делает его абсолютно бесполезным или неполноценным.

Атомный арифмометр

"В природе бесчисленное множество примеров различных квантовых систем, не обладающих этой способностью. Их поведение очень сложно просчитать, используя обычные компьютеры. Поэтому создание квантовой системы, имитирующей подобные процессы, позволит нам осуществить соответствующие расчеты и получить что-то полезное", — говорит ученый.

Эта идея далеко не нова — ее озвучил знаменитый американский физик Ричард Фейнман всего через два года после публикации первых статей Манина. Как отметил Биамонте, экспериментаторы активно разрабатывают подобные системы в последние несколько лет, а теоретики думают над тем, где их можно применять.

Такие аналоговые вычислительные устройства, так называемые адиабатические компьютеры, или "отжигатели" на жаргоне физиков, необязательно должны использовать квантовые эффекты — для решения многих задач достаточно классических взаимодействий между атомами.

"Существует три типа вычислительных машин такого рода — классические отжигатели, их квантово-ускоренные собратья и полноценные квантовые процессоры, построенные на базе квантовых логических элементов. Последние созданы в лабораториях IBM, первые — в компании Fujitsu, вторые — в D-Wave", — рассказывает ученый.

Биамонте и его коллегам по "Сколтеху" больше всего интересны машины третьего класса. Подобные устройства, по его словам, достаточно сложно создавать, однако их можно использовать для решения сложнейших оптимизационных задач: от машинного обучения до разработки новых лекарств.


© Иллюстрация РИА Новости
Внутреннее строение квантового компьютера, созданного компанией D-Wave


"Эти машины очень интересны, но первые настоящие устройства такого типа появятся лишь через несколько лет. С другой стороны, классические и квантовые отжигатели реально создать прямо сейчас. И сейчас на практике они остаются наиболее полезными среди квантовых компьютеров", — добавляет Биамонте.

Многие процессы в физике частиц, продолжает исследователь, запрограммированы природой так, что они оптимизируют себя, стремясь достичь энергетического минимума. Соответственно, если научиться управлять этими процессами, можно заставить набор атомов или каких-то других объектов выполнить эти вычисления за нас.

"Зачем тратить огромное количество процессорного времени на такую оптимизацию, если это может сделать классический отжигатель или квантовое устройство, похожее на D-Wave? Образно выражаясь, зачем, изучая ветер, использовать виртуальную аэродинамическую трубу, если у нас уже есть настоящая? Многие российские компании задумываются об этом, и мы активно с ними сотрудничаем", — подчеркивает ученый.

Успешное завершение этих опытов откроет дорогу для создания квантовых отжигателей, в которых принципы квантовой физики используются для ускорения взаимодействий между атомами и другими частицами. Конечно, некоторые научные задачи для них будут недоступными, но они смогут решить множество бытовых проблем, таких как оптимизация дорожного движения или управление портфелем акций.

Большинство наблюдателей, отмечает профессор "Сколтеха", полагают, что в квантовой гонке победит Google. Биамонте с этим не согласен: представители калифорнийской компании очень любят рассказывать об успехах, но почти не публикуют научных статей и не раскрывают секретов устройства своих квантовых машин.

По его мнению, ближе всего к цели инженеры IBM — вычислительные машины этой компании действительно работают, причем их можно проверить в любой момент через специальные облачные системы. Но масштаб пока достаточно ограничен, и эти машины еще нельзя применять для решения сложных задач.

"Думающие" галактики

Если подобные "серьезные" системы создадут в ближайшем будущем, возникает закономерный вопрос: из чего их можно делать, каких размеров они способны достигать и как они повлияют на нашу жизнь?

Как считает сам Биамонте, принципиальных физических ограничений для квантовых компьютеров (или отжигателей) с миллионами кубитов нет. С другой стороны, совершенно непонятно, сколько будет кубитов в реальности, так как мы сейчас находимся на самых ранних этапах развития квантовых технологий.

"Пока для работы с квантовыми компьютерами мы пытаемся адаптировать уже имеющиеся в электронной промышленности технологии. При этом никто не уверен, что это правильный путь. Существуют системы, которые гораздо лучше подходят для создания квантовых машин. Ими, правда, намного сложнее управлять", — объясняет ученый.

Например, особые дефекты внутри алмазов, почти столь же хорошо изолированные от внешнего мира, как одиночные атомы в вакууме космоса. Сколько подобных точек можно уместить в одном алмазе и как близко они могут находиться друг к другу, не мешая работе соседей, еще неясно. От ответа на эти вопросы зависит, будут ли алмазы использоваться в квантовых компьютерах.

Действительно большие квантовые машины, как отметил профессор "Сколтеха", будут решать не только практические задачи, связанные с повседневной жизнью человека, но и самые интересные научные загадки.

Возможно, они позволят раскрыть квантовую природу гравитации и проверить теории Биамонте о симметрии времени, наблюдая за тем, возникают ли особые возмущения в их работе при попытке нарушить эту симметрию или обратить время вспять при проведении вычислений на подобных машинах.

Когда человечество справится с этими задачами, чем наука займется дальше? Этот вопрос, считает Биамонте, парадоксальным образом связан с поисками внеземной жизни и тем, как представители инопланетных цивилизаций могут сигнализировать о своем существовании.


© Тимур Сабиров ("Сколтех")
Джейкоб Биамонте и его коллеги по лаборатории Deep quantum labs


"Представьте, что мы подчиним себе всю энергию и силу Вселенной. Что мы сделаем в первую очередь? Конечно, мы можем уничтожить себя, но есть и более интересный сценарий. К примеру, у нас появится возможность ускорить движение Земли до сверхвысоких скоростей и оставить на орбите компьютер", — рассказывает физик.

В соответствии с теорией относительности время на планете замедлится. Если мы проведем в таком состоянии десятки лет, квантовая вычислительная машина или обычный компьютер во "внешнем мире" проработают несколько тысячелетий. Причем это необязательно рукотворный компьютер, его роль могут исполнять различные космические объекты — гигантские облака газа, например.

"Как часто можно поступать подобным образом? Явного предела на такое "ускорение вычислений" нет, однако все мы знаем, что поздняя Вселенная будет для нас не очень интересным местом. Звезды постепенно начнут гаснуть, а галактики станут невидимыми друг для друга из-за расширения мироздания", — отмечает профессор.

Похожие размышления вызывають закономерный вопрос: если это под силу человечеству, что мешает инопланетянам сделать то же самое? Соответственно, какие-то следы подобных "космических" квантовых вычислений или их классических аналогов должны присутствовать в космосе. Что укажет на это, на гигантские квантовые компьютеры инопланетян?

"Я не могу дать точный ответ на вопрос о том, что это можеть быть или предположить, как их стоит искать. В то же время, существование таких "вселенских вычислителей" кажется мне гораздо более вероятным, чем спонтанное появление "разумных планет" и других космических объектов, способных осознавать себя, о чем часто рассуждают "квантовые" философы", — заключает Биамонте.

Источник: РИА Новости

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3998 : Декабрь 02, 2018, 20:24:23 »
Что такое квантовая биология



Все во Вселенной состоит из элементарных частиц. Изучением их и связанных с ними явлений занимается квантовая физика — странная наука, где много всего неопределенного. Но что, если квантовые эффекты распространяются на жизнь в целом? Поисками ответа на этот вопрос и занимается квантовая биология.

«Если тебя квантовая физика не испугала, значит, ты ничего в ней не понял».
© Нильс Бор, лауреат Нобелевской премии 1922 года, один из создателей современной физики

Биологи не очень любят связываться с физикой. Будучи студентами, они посещают вводные курсы по физике, а потом благодарят богов науки, что им больше не придется беспокоиться об Эйнштейне, Максвелле и Ньютоне. Что касается квантовой физики, то большинству биологов вообще нет нужды о ней задумываться. Они изучают молекулы в таких крупных масштабах, что им не надо знать ничего сверх основ квантовой механики. Привычной модели молекулы достаточно для изучения взаимодействий между триллионами органических молекул. Физики же изучают квантовую механику в вакууме при почти абсолютном нуле. Принято считать, что в условиях тепла и беспорядка, царящих в живых клетках, квантовые эффекты можно, по сути, игнорировать.

Между тем некоторые ученые предполагают, что существуют биологические феномены, которые можно объяснить квантовой механикой — и только. В своей книге «Что такое жизнь?» Эрвин Шредингер постулировал, что квантовая механика способна оказывать серьезное воздействие на клеточные функции. Он предположил, что генетический материал может храниться и наследоваться посредством сохранения информации в разных квантовых состояниях. И пусть позднее Джеймс Уотсон и Фрэнсис Крик выяснили, что ДНК — переносчик генетической информации, Шредингер дал начало квантовой биологии.

Квантовое туннелирование

Не так давно продуманные до мелочей эксперименты предоставили доказательство того, что квантовая биология сильно влияет на жизнь. Оказалось, ферменты — катализаторы реакций в клетке — используют так называемый туннельный эффект, или квантовое туннелирование. При помощи этого механизма они могут перемещать электрон или протон из одной части молекулы в другую.

Квантовое туннелирование предоставляет ферментам быстрый и эффективный способ переорганизации молекул для поддержания реакций. Этот процесс невозможно объяснить при помощи классической физики. Для понимания этих реакций необходимы квантовые вероятности и дуальности.

Туннельный эффект также играет роль в мутациях ДНК. ДНК — это двухцепочечная молекула, части которой удерживаются вместе при помощи водородных связей. Эти связи можно изобразить примерно так (см. картинку).


Диаграмма водородной связи в аденин-тимине / © Adam David Godbeer/Jim Al-Khalili/P. D. Stevenson

Белые атомы принадлежат водороду. В этом соединении есть две водородные связи. Считается, что атомы водорода могут «перепрыгивать» на другую сторону при помощи квантового туннелирования. Если цепочки ДНК разделены во время прыжка водорода на другую сторону, то эти связи могут скопироваться или воспроизвестись неправильно. Мутация, появившаяся в результате туннелирования водорода, потенциально может вызвать заболевание.

Квантовая когерентность

Фотосинтез — один из самых важных процессов жизни. Когда фотон света попадает в пигмент, он поглощается, а вместо него освобождается электрон. Затем электрон попадает в электрон-транспортную цепь, накапливающую химический потенциал, который можно использовать для генерации АТФ (аденозинтрифосфат, или аденозинтрифосфатная кислота). Но чтобы попасть в электрон-транспортную цепь, электрону нужно переместиться из одной точки, из которой его освобождает электрон, через хлорофилл, в точку, известную как реакционный центр. Есть множество путей, по которым электрон может достичь его.


Квантовая когерентность в фотосинтезе / © Jim Al-Khalili

При помощи принципов квантовой когерентности и квантового запутывания электроны могут перемещаться по самым эффективным путям, не затрачивая энергию на тепло. Согласно квантовой когерентности электроны могут двигаться в нескольких направлениях одновременно из-за своих волнообразных свойств. Таким образом, электроны способны перемещаться по нескольким разным путям одновременно для достижения реакционного центра. Этот феномен позволяет максимально эффективно переносить энергию.

Квантовая когерентность может влиять и на другие аспекты жизни. Некоторые ученые предполагают, что сетчатка человеческого глаза использует когерентность для передачи сигналов из глаза в мозг. Они утверждают, что фотоизомеризация — изменение в структуре фотонного рецептора — происходит так быстро, что такую скорость может обеспечить только квантовая когерентность. С учетом этого в природе вполне может существовать еще множество биохимических путей, использующих квантовую когерентность, и они только и делают, что ждут, когда их наконец откроют.

Квантовая запутанность

Запутанность — одна из самых сложных для понимания концепций квантовой механики. Она описывает взаимодействие между двумя или более квантовыми частицами. И пусть это еще не подтверждено, считается, что квантовая запутанность может объяснить магниторецепцию. Магниторецепция — способность организмов чувствовать магнитное поле и определять свое расположение на местности в соответствии с ним. Птицы и животные используют эту способность, чтобы чувствовать магнитное поле Земли и мигрировать. Долгое время точный механизм этого явления был тайной. Возможно, магнитное поле Земли влияет на механизм, использующий радикальные пары внутри сетчатки, а запутанность внутри этой пары может предоставлять организмам квантовый сигнал, работающий словно компас: об этом рассуждали Джим Аль-Халили и Джонджо МакФадден в своей книге «Жизнь на грани. Ваша первая книга о квантовой биологии».


Схематическое описание «квантового компаса» у птиц / © Zhang-qi Yin/Tongcang Li

Что же дальше?

Квантовая механика может влиять на многие биохимические функции. Некоторые считают, что обоняние — то, как мы чувствуем запахи — может быть результатом квантовых вибраций молекул. В то же время существуют исследования, указывающие на то, что с квантовой механикой связано броуновское движение внутри клетки.

В любом случае квантовая биология — молодое направление науки, но похоже, что у него есть серьезный потенциал. Остается только ждать и наблюдать за новыми исследованиями в этой области.

Источник: Naked Science

Оффлайн Новичёк

  • Administrator
  • Hero
  • *****
  • Сообщений: 11200
  • Репутация: +21/-106
    • Личное сообщение (Оффлайн)
Re: Новости науки и технологии
« Ответ #3999 : Декабрь 03, 2018, 16:37:19 »
Медики научились лечить депрессию электричеством



Стимуляция орбитофронтальной коры может стать средством для коррекции настроения даже при тяжелой депрессии.

Для снижения сильного тремора, от которого страдают люди с болезнью Паркинсона, врачи порой вынуждены прибегать к хирургическому внедрению электродов для точной и глубокой стимуляции определенного участка мозга. Такой подход исследуется и для других тяжелых заболеваний, не поддающихся менее инвазивным способам лечения, включая депрессию. Эдди Чан (Eddie Chang) и его коллеги из Калифорнийского университета в Сан-Франциско показали, что метод действительно позволяет ослабить симптомы тяжелой депрессии.

Статья ученых, опубликованная в журнале Current Biology, сообщает об экспериментах с 25 добровольцами, страдающими эпилепсией и направленными для проведения хирургической операции на мозге. Такая процедура требует точного внедрения электродов для локализации предназначенного к удалению участка, вызывающего припадки. Исследователи воспользовались этим, чтобы изучить, как глубокая стимуляция различных областей влияет на эмоциональное состояние пациентов.

Интересно, что не было найдено никакого существенного влияния при стимуляции большинства вовлеченных в работу наших эмоций участков — миндалевидного тела, гиппокампа, островка, передней поясной коры. Однако состояние пациентов заметно улучшалось, если стимуляция затрагивала латеральные области орбитофронтальной коры, расположенной непосредственно позади глаз. «Орбитофронтальная кора — один из самых недооцененных участков мозга, — говорит Эдди Чан, — а между тем она образует тесные связи со структурами, участвующими в принятии решений, работе эмоций, развитии депрессии, координируя эмоциональную и когнитивную стороны».

Ученые добавляют, что улучшение эмоционального состояния пациентов после стимуляции орбитофронтальной коры наступало практически немедленно и удивляло даже их самих. Депрессия влияет на работу многих структур мозга и зачастую крайне тяжело поддается «исправлению». И хотя даже в тяжелых случаях едва ли кто-то из больных пойдет на имплантацию «поднимающего настроение электрода», открытие команды Эдди Чана дает надежду на создание неинвазивных методов коррекции эмоционального состояния: например, с помощью транскраниальной магнитной стимуляции, электродами, которые помещаются просто на кожу головы.

Источник: Naked Science

 

Последние сообщения на форуме:

[Политика] Re: Информационная безопасность от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:23:34
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:11:40
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:09:28
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:07:36
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:04:48
[Экономика] Re: Истоки коррупции от Новичёк Ноябрь 18, 2019, 22:01:46
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 19:21:33
[Экономика] Re: Криптовалюта от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 19:19:17
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 18:44:23
[Экономика] Re: Экономика и космос от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 18:39:28
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от Новичёк Ноябрь 17, 2019, 17:49:23
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от digitalman Ноябрь 17, 2019, 09:28:29
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от Новичёк Ноябрь 16, 2019, 23:27:50
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от digitalman Ноябрь 16, 2019, 21:18:48
[Наука] Re: Скандал в "науке" от Новичёк Ноябрь 16, 2019, 19:40:20
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 16, 2019, 19:29:01
[Наука] Re: Новости науки и технологии от Новичёк Ноябрь 16, 2019, 19:25:32
[Политика] Re: Противостояние: Россия - США от Новичёк Ноябрь 16, 2019, 19:23:19
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от Новичёк Ноябрь 16, 2019, 18:55:59
[Для компьютера] Re: Клавиатура для ношения на руке, идея, (мозговой штурм) от digitalman Ноябрь 16, 2019, 04:46:01
 Rambler's Top100