Наукове середовище-новини про науку і техніку. Випуск #84

21

Новини одним рядком

  • вчені прийшли до висновку, що людський мозок зменшився в розмірах приблизно 3000 років тому. Ймовірно через збільшену залежність від колективного розуму-група людей розумніші за найрозумнішу людину в групі.
  • проведення часу на природі сприяє розвитку дітей в ранньому віці і може допомогти їм у навчанні і когнітивному розвитку.
  • на російських вулицях скоро можуть з’явитися камери, які розпізнають бійки, зброю або навіть алкоголь і сигарети в руках або кишенях людей. І, в залежності від ситуації, можуть сповіщати екстрені служби або викликати поліцію. Система розпізнавання осіб вже впроваджена або впроваджується зараз в 20 регіонах росії
  • продовжуємо милуватися на незвичайні фотографії з рубрики “картинка дня”. Представляємо вам “васкуляризацію (судинну мережу) сітківки миші, зняту з 20-кратним збільшенням об’єктива:

Наукове середовище

За якою логікою працює “другий мозок” нашого організму?

Нове відкриття проливає світло на те, що кишкова нервова система людини сповнена несподіваних фактів. Дослідження, опубліковане в журналі pnas, відкриває можливості лікування різного роду кишкових розладів.

Дослідники з мічиганського університету сша зробили незвичайне відкриття, що стосується людської ентеральної (тобто кишкової) нервової системи. Потрібно сказати, що вона настільки незалежна, що кишечник міг би впоратися зі своїми повсякденними “обов’язками”, навіть якби якимось чином виявився не пов’язаний з центральною нервовою системою. Цікаво, що кількість спеціалізованих клітин нервової системи (нейронів і глії) “другого мозку” приблизно дорівнює кількості нервових клітин в котячому мозку.

крім цього, тепер ми можемо задаватися питаннями про те, як націлюватися на певний тип або групу гліальних клітин і коригувати їх функції. Фармацевтичні компанії вже зацікавлені в цьому.

Дослідники

Якщо виражатися метафорами, глія не відтворює ноти, але відповідає за тон, тривалість і гучність звуків. Незважаючи на аналогію глія грає набагато більшу роль в тому, щоб звук був якісним. Робота гліальних клітин створює більш комплексну картину того, як влаштована ентеральна нервова система.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Фізики працюють над квантовими методами шифрування – вони стійкі до дешифрування квантовим комп’ютером

Дослідники з університету айови вивчали властивості фотонів, що випускаються твердими тілами. Їх можна використовувати для принципово нового методу шифрування даних, заснованого на кольорі кожного випромінюваного фотона. Зокрема, їх цікавить, як багато фотонів, одночасно проходять по оптоволоконному кабелю, не вийде розрізнити.

Один з алгоритмів шифрування передбачає, що два простих, але дуже довгих числа, перемножуються між собою. Це число і ще одне в парі з ним – якщо говорити точно, то функція ейлера від першого числа – дають відкритий ключ шифрування, а інша пара, обчислити яку куди складніше – закритий ключ. Якщо відомі обидва ключа, розшифрувати повідомлення не складе труднощів-повідомлення шифрується відкритим ключем і дешифрується закритим. Але якщо закритого ключа немає, доведеться підбирати, з яких же простих чисел отримали відкритий ключ.

У звичайних комп’ютерів на це завдання підуть десятиліття, але квантові комп’ютери здатні вирішити її за мінімальний термін через принцип їх роботи. Щоб підготуватися до цієї проблеми, дослідники працюють над кодами, які не вийде зламати квантовими комп’ютерами, адже вони засновані на розподілі окремих фотонів. Фотони-це частинки світла, які мають певні квантові характеристики – поляризацію, спін. Між адресатом і адресантом ці характеристики є загальними – так виходить своєрідний аналог ключа шифрування. Таке шифрування вимагає, щоб фотони мали однаковий колір – тоді їх буде неможливо відрізнити один від одного.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Рентгенівська спектроскопія нікелатів підтвердила сучасну теорію надпровідності

Фізики з австрії та японії застосували метод рентгенівської спектроскопії для дослідження електронної структури нікелату. У матеріалах цього типу вчені сподіваються досягти високотемпературної надпровідності. Результати експерименту добре збіглися з прогнозами, зробленими в рамках теорії середнього поля.

Одним з найважливіших вхідних параметрів в теорії середнього поля є мінімальна енергія, яку необхідно повідомити електрону, щоб він перескочив з атома нікелю на атом кисню. Безпосередньо виміряти цю величину дуже важко, і її знаходження за допомогою методу рентгенівської спектроскопії є одним з основних експериментальних результатів роботи. Вчені передбачили результати експерименту для різних значень енергії перескоку електрона за допомогою теорії середнього поля і порівняли з даними вимірювань для нікелатів lanio2 і ndnio2 (див.малюнок). Вимагаючи максимально близького збігу експериментальних даних з прогнозами теорії, вчені змогли знайти енергію перескоку, яка для обох матеріалів виявилася дорівнює приблизно 5 електронвольтам.

Якісно передбачення теорії досить добре збіглися з результатами експерименту, проте кількісно згода не дуже хороша, і дослідники не змогли пояснити цю розбіжність в рамках теорії середнього поля. Проте вчені розраховують, що якісна згода теорії та експерименту буде мати місце і для інших нікелатів, і це допоможе встановити, в якому конкретно надпровіднику з цього класу матеріалів може бути досягнута високотемпературна надпровідність.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Матеріалознавці зробили деревину в двадцять три рази твердіше і виготовили з неї ніж

Американські матеріалознавці збільшили твердість деревини в двадцять три рази. Вони обробили її киплячим лужним розчином, а потім стиснули за допомогою гарячого преса. Це дозволило позбутися м’якої фракції деревини (лігніну), заповнити порожнечі і скріпити сусідні целюлозні волокна водневими зв’язками. Ніж з отриманого матеріалу не поступається сталевим ножам, наприклад, їм можна з легкістю різати стейки.

Твердість порівнювали за допомогою методу брінелля – в матеріал вдавлювали твердий інтендер при фіксірванном тиску і вимірювали розміри отриманої вм’ятини. Найтвердішим виявився зразок, який кип’ятили в лужному розчині чотири години – в порівнянні з необробленою деревиною його твердість збільшилася в двадцять три рази. По всій видимості, за чотири години вдається досягти максимального розчинення лігніну зі збереженням целюлозного каркаса. При меншому часу обробки в матеріалі залишається занадто багато лігніну, а при більшому починається часткове розчинення целюлозного каркаса.

Головна причина такого вражаючого поліпшення твердості – ущільнення матеріалу і заповнення внутрішніх пустот, яке, в свою чергу, призводить до утворення додаткових водневих зв’язків між сусідніми волокнами целюлози.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Астрономи, ймовірно, відкрили першу планету за межами нашої галактики

Астрономи виявили ознаки планети, що проходить повз зірку за межами нашої галактики чумацький шлях-саме це показали дані космічної рентгенівської обсерваторії nasa “чандра”.

Майже всі виявлені на сьогодні екзопланети знаходяться на відстані менше 3 тисяч світлових років від землі. Передбачувана екзопланета в галактиці м51 знаходиться на відстані близько 28 мільйонів світлових років-в тисячі разів далі, ніж екзопланети в чумацькому шляху!

Екзопланети часто знаходять по провалах в яскравості випромінювання, коли проходження планети перед зіркою блокує частину світла зірки. Раніше астрономи шукали провали в оптичному світлі, використовуючи телескоп кеплера і tess, що дозволило виявити тисячі планет у видимому діапазоні, однак цього разу вчені розглянули провали в яскравості рентгенівського випромінювання, одержуваного від яскравих подвійних зірок.

Такі системи зазвичай містять нейтронну зірку або чорну діру, що втягує газ від близько обертається зірки-компаньйона. У зв’язку з цим газ перегрівається і випромінює в рентгенівському діапазоні, але так як область, що дає яскраве рентгенівське випромінювання, невелика, планета може повністю заблокувати рентгенівське випромінювання. Це полегшує пошук планети, особливо на великих відстанях. Саме так знайшли кандидата в екзопланети в подвійній системі m51-uls-1. Швидше за все, ця планета мала бурхливе минуле- вона пережила вибух наднової, в результаті якого утворилася або нейтронна зірка, або чорна діра.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

У росії придумали, як захистити кораблі і морську інфраструктуру від іржі

Вчені національного дослідницького технологічного університету (ніту) “місіс” спільно з колегами з чехії запропонували новий спосіб захисту сталевих поверхонь від агресивного середовища, наприклад, солоної води і тертя, які з часом руйнують навіть дуже міцні вироби з нержавіючої сталі. Це дозволить підвищити термін служби морської інфраструктури, а також уникнути поломок обладнання.

Для захисту від морської води труться елементів і деталей російські вчені створили спеціальне покриття, яке здатне захистити плівку: воно не тільки забезпечує міцне зчеплення з деталлю, але і має високу міцність.

Покриття являє собою осип з тантал-цирконієвих карбідів, закріплених в металевому шарі. Коли тертя відсутня, карбідні частинки практично не впливають на корозійну стійкість, а коли воно є – механічно захищають плівку. Таке покриття може використовуватися для збільшення довговічності насосів для перекачування води шляхом захисту валу турбіни від корозії. Для нанесення захисного покриття використовується метод електроіскрового легування, коли під вплив електричних зарядів карбіди “вбудовуються” в сталь.

У майбутньому дослідники планують надати покриттю водовідштовхувальні властивості і запобігти контакту сталевих поверхонь з агресивним середовищем. Це може вирішити проблему обростання обладнання морським льодом в північних широтах.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Егоїстичний мозок відбирає енергію у м’язів

З точки зору метаболізму мозок людині обходиться дорого – в цьому полягає ціна еволюції. Щоб забезпечити роботу сірої речовини, потрібно багато енергії. Дослідження, докладніше з яким можна ознайомитися в scientific reports, підтверджує: в моменти, коли активізуються і фізичні, і психічні процеси, більше енергії все-таки отримує мозок.

Вчені з університету кембриджа протестували 62 студента чоловічої статі з елітних гребних екіпажів. Середній вік учасників – 21 рік. Веслярі виконували дві окремі трихвилинні завдання: тест на згадування слів і тест, що визначає потужність на гребному тренажері. Потім їх просили робити це одночасно. Як і очікувалося, така мультизадачність зменшувала фізичну і розумову працездатність.

добре підживлюваний мозок, можливо, зробив наші шанси на виживання вище, ніж добре підживлювані м’язи.

Доктор денні лонгман

Вчені кажуть, що ці результати додають доказів до гіпотези “егоїстичного мозку”: в процесі еволюції його власні енергетичні потреби виявилися в пріоритеті над потребами органів на периферії – наприклад, скелетних м’язів.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

“розумна” пов’язка допомагає виліковувати хронічні рани

Дослідники з болонського університету розробили пов’язку, яка може по бездротовому зв’язку передавати інформацію про рівень вологості рани – ключовий параметр процесу її загоєння.

Як можна дізнатися, зажила рана, не знімаючи пов’язку? досі зробити це було неможливо, а зняття пов’язки могло спровокувати відкриття рани. Дослідники в новій роботі представили “розумну” пов’язку, яка здатна показати, на якій стадії знаходиться процес загоєння без необхідності зняття пов’язки. Щоб розробити такий” розумний ” матеріал, вчені скористалися технікою трафаретного друку. Вони нанесли провідний полімер під назвою pedot: pss на марлю, а потім з’єднали марлю з традиційними матеріалами пов’язок.

Ідея полягає в тому, що зміни рівня вологості рани викликають зміну електричного сигналу, який фіксується датчиком, встановленому на полімері. Для передачі даних на смартфон вчені використовували просту rfid-мітку. Завдяки цій мітці дослідники змогли отримувати дані про вологість рани і в реальному часі стежити за процесом її загоєння.

Вчені виявили, що пов’язка була дуже чутливою – вона точно відрізняла низьку, високу і дуже високу вологість. Це означає, що така пов’язка може успішно використовуватися для контролю за ранами і їх лікування.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Моделювання передбачило існування стійких подвійних систем надмасивних чорних дір

Використовуючи моделювання, астрофізики дійшли висновку про можливість існування подвійних систем надмасивних чорних дір. Якщо така система дійсно може сформуватися, то дві близькі чорні діри, що знаходяться в центрі галактики, повинні утворювати гравітаційну лінзу для світла, випроміненого аккреційним диском подвійної системи, і вплив цієї лінзи на поширення випромінювання може відрізнятися від впливу однієї чорної діри. Фізики сподіваються, що цю різницю в ефектах лінзування можна буде зареєструвати за допомогою телескопів наступного покоління, підтвердивши або спростувавши результати чисельного рахунку, а значить і моделі формування галактик, які фізики використовували при моделюванні.

Такий масивний об’єкт як чорна діра, і тим більше їх пара, є джерелом дуже сильного гравітаційного поля, завдяки якому навколо центру галактики утворюється обертовий акреційний диск з галактичної речовини. Різні шари речовини всередині цього диска труться один об одного, через що диск розжарюється і інтенсивно випромінює електромагнітні хвилі. Сильне гравітаційне поле чорної діри призводить також до того, що світло, що проходить біля її горизонту, істотно відхиляється від початкової траєкторії, і якщо він потім приходить на землю, то вид космічних об’єктів, що випромінювали це світло, спотворюється для земного спостерігача – цей ефект називається гравітаційним лінзуванням. До цих пір астрофізикам не було відомо, чи можна по ньому відрізнити одиночну чорну діру від подвійної системи.

Моделювання показало, що найпростіше зареєструвати лінзування подвійною системою в разі, якщо її маса має порядок 108 – 109 мас сонця, а відношення мас чорних дір в парі дорівнює приблизно 10 – 100. Існуючі телескопи не дозволять спостерігати тонкі відмінності гравітаційного лінзування випромінювання активного галактичного ядра, викликаного подвійною системою чорних дір від лінзування однієї чорної діри, але астрофізики вважають, що споруджуваний в даний час в чилі телескоп віри рубін дозволить виявити безліч подвійних систем надмасивних чорних дір.

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

“вектор “опублікував знімки дельта-штаму коронавірусу

Російський державний науковий центр вірусології та біотехнології” вектор ” опублікував знімки дельта-штаму коронавірусу під електронним мікроскопом. Сьогодні найпоширенішим варіантом в популяції вважається дельта-штам sars-cov-2. Саме він викликає більшу частину випадків зараження covid-19.

Вчені з центру “вектор” росспоживнагляду змогли отримати зображення дельта-штаму sars-cov-2 на такому приладі. Цей патоген був штучно вирощений на клітинах епітелію нирки африканської зеленої мавпи. Завдяки спеціальній методиці пробопідготовки вченим вдалося отримати знімки цього варіанту патогена:

Повну версію матеріалу читайте за посиланням.

Наукові відео

Основні джерела:

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

Дякую за увагу, і пам’ятайте, що ніколи не пізно ” вчитися, вчитися і ще раз вчитися!”

Минулий випуск рубрики:

  • вченим вдалося побачити, як наш організм “зашиває” мікротравми в м’язах після занять спортом.
  • фізики вперше спостерігали нову фазу матерії-електронні квадруплети.
  • хірурги провели першу пересадку свинячої нирки людині.
  • створено носимий неінвазивний пристрій для моніторингу рівня глюкози по її концентрації в поту людини.
  • виявилося, що собаки можуть страждати від синдрому дефіциту уваги і гіперактивності.
  • вчені розповіли, чим тютюновий дим шкодить здоров’ю очей.
  • 3d-принтер може допомогти розробити рекордні процесори.