title stringlengths 6 127 | url stringlengths 35 124 | date_published timestamp[s]date 2015-03-02 09:39:00 2026-02-28 09:26:00 | author stringclasses 172 values | tags listlengths 0 5 | difficulty float64 0.1 9.7 ⌀ | subtitle stringlengths 4 1.67k ⌀ | text stringlengths 0 18.5k |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
Мужчины с низким 2D/4D соотношением оказались дружелюбнее к женщинам | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/mensdd | 2015-03-02T09:39:00 | Юлия Нестерова | [
"Наука",
"Разное"
] | 5.1 | Пальцы оказались связаны с отношениями | Психологи из Университета МакГилла в Канаде обнаружили, что мужчины с низким соотношением длины указательного пальца к безымянному проявляют большую приветливость к женщинам. Авторы работы, которая опубликована в журнале Personality and Individual Differences, связывают это с особенностями эмбрионального развития мозга при разных уровнях андрогенов. Отношение длины указательного пальца к безымянному (2D/4D отношение) распределено по-разному среди женщин и мужчин. У большинства мужчин указательный палец короче безымянного, у женщин они имеют примерно одинаковую длину.
Половые различия в 2D/4D отношении были обнаружены впервые еще в конце XX века, но подробно исследовать их начали с 2000-х годов, когда стало ясно, что главным фактором, влияющим на это соотношение, является уровень андрогенов (мужских половых гормонов) в крови матери во время внутриутробного развития. Показано это было как в экспериментах на мышах, так и на разнополых близнецах: в ходе внутриутробного развития андрогены, вырабатываемые мужским эмбрионом, уменьшали не только его собственное 2D/4D отношение, но и соответствующий параметр у женского эмбриона. Поскольку известо, что андрогены могут влиять на развитие мозга, появилось целое направление в психологических исследованиях, где ученые пытаются на основе легкодоступных данных 2D/4D соотношения предсказать особенности поведения человека.
Исследование проводилось следующим образом. Сначала добровольцы проходили анкетирование, затем им объясняли суть задания и измеряли их 2D/4D соотношение. Согласно заданию, участники эксперимента должны были писать небольшие отчеты о каждом взаимодействии с другими людьми в течении дня. Затем психологи делили такие единичные социальные контакты на группы (приветливые/спорные) и пытались установить, какие участники эксперимента более приветливы по отношению к окружающим.
Хотя авторы и ожидали противоположного (тестостерон связывают с агрессивностью) на деле оказалось, что мужчины с низким соотношением 2D/4D (то есть испытавшие большее воздействие тестостерона в эмбриональном развитии), были более дружелюбны по отношению к противоположному полу. На взаимодействия с людьми своего пола 2D/4D отношение не влияло. Среди женщин влияния 2D/4D отношения на социализацию обнаружить не удалось. По словам авторов, большая благожелательность мужчин с низким соотношением 2D/4D к женщинам может объяснять то, что у них в среднем больше детей, чем у мужчин с высоким отношением. |
Найден рекордно длинный штамм кишечной палочки | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/longest | 2015-03-02T09:55:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 6 | Бактерии способны в сотни раз превышать размер нормальной клетки | Микробиологи обнаружили необычную мутантную форму кишечной палочки, клетки которой способны в сотни раз превышать по размеру нормальные клетки. При обычной толщине их длина достигает 0,7 миллиметра. Описание мутанта опубликовано в Journal of Bacteriology. Мутантный штамм удалось получить фактически случайно: первоначальной задачей исследователей был поиск факторов, которые делают бактерий другого штамма зависимыми от аминокислоты метионина. Для этого ученые провели рандомизированный мутагенез и среди бактерий, которые могли расти без метионина, обнаружили микроорганизмы с необычной формой клеток. Дальнейшие исследования показали, что новый штамм, получивший названии eel (extremely elongated , в английском также eel - «угорь»), практически не отличается от обычных кишечных палочек. Он удлиняется примерно с той же скорость, с какой растут нормальные Escherichia coli, переносит те же температуры и выживает в тех же условиях. Фактически, единственно отличие нового штамма заключается в низком содержании белка FtsZ, который участвует в делении бактериальных клеток. Именно этот белок во время деления образует поперечный диск, делящий бактерию на две половины. При этом сам ген белка FtsZ у бактерий штамма eel не содержит мутаций – вероятно, они появились в других генах, которые связаны с работой FtsZ. Что это за гены, и какие мутации появились у штамма eel, ученые пока не установили. Мутанты по гену FtsZ, которые при повышении температуры перестают делится, уже были известны. Они также образовывали вытянутые клетки, но никогда не вырастали настолько большими – из-за того, что погибали в течение нескольких часов. По словам авторов, мутации нового штамма eel более точные в смысле направленности на механизм деления – другими словами, они не затрагивают другие важные процессы жизнедеятельности бактерий. Ученые надеются, что подобные длинные бактериальные клетки можно будет использовать, например, в качестве игл для направленной инъекции лекарств в отдельные клетки. |
Химики рассказали о свойствах «волейбольного аналога» фуллерена | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/full | 2015-03-02T13:21:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Технологии",
"Органическое на 100%"
] | 6.1 | Изучены свойства соединения углеррода и скандия | Химики из Университета Хэбей в Китае рассчитали параметры соединения углерода и скандия, которое по структуре напоминает фуллерен, но, в отличие от него, больше похоже на волейбольный, чем на футбольный мяч. Работа выложена в виде препринта в архиве Корнельского университета, кратко о ней можно прочитать в блоге издания Technology Review. Соединение состоит из 60 атомов углерода и 20 атомов скандия. Сходство с волейбольным мячом ей придает тот факт, что атомы образуют продолговатые фрагменты, соединённые перпендикулярно друг другу, – так же, как расположены лоскуты на таком мяче. Прообраз соединения, фуллерен C60, больше похож на футбольный мяч – он состоит из 20 шестиугольников и 12 пятиугольников. Границы одного фрагмента волейболена образуют восемь атомов скандия, внутри которых заключено десять атомов углерода. Результаты моделирования говорят о том, что данная структура — наиболее выгодна с точки зрения энергии для вещества с формулой Sc20C60. По словам авторов, волейболен должен быть стабилен при нагревании и довольно инертен с химической точки зрения. Структуры, подобные фуллерену, химики уже синтезировали неоднократно. Например, были созданы аналоги молекулы-футбольного мяча, состоящие из 20, 32 и даже 42 атомов золота. В углеродные структуры также вводились атомы ванадия, циркония, гафния, хрома и других переходных металлов. |
Составлена рекордно подробная карта эпигенома человека | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/epigenom | 2015-03-02T13:40:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Биология"
] | 7.2 | Ученые завершили многолетний исследовательский проект | Крупная международная коллаборация исследователей завершила проект картирования человеческого эпигенома, задачей которого было проанализировать 111 эталонных тканей организма. Результаты этой работы опубликованы в 20 отдельных статьях, вышедших в последнем номере Nature. Эпигеном («над-геном») — совокупность всех меток, которые управляют чтением ДНК, но которые при этом не меняют самой последовательности ДНК. У ядерных организмов такие метки наносятся на белки нуклеосом — «катушек», на которые намотана ДНК в ядрах. Именно нуклеосомы являются носителями эпигенома, именно их модификации определяют, какой ген будет активно работать, а какой отправится в «архив». Исследовать эпигеном отдельных генов ученые могли и раньше, однако составить настолько подробную и корректную (в смысле качества тканей) карту удалось только сейчас. Наиболее ярким результатом работы можно назвать определение доли управляющих элементов во всем геноме человека. По наличию характерных меток в эпигеноме эта доля составила пять процентов – ровно столько занимают последовательности промоторов и энхансеров. Промоторы — это ближайшие генам, «индивидуальные» регуляторные элементы, энхансеры – элементы, управляющие группами генов, порой очень большими. Кроме того, ученым удалось создать древо эпигенетической близости разных тканей друг к другу. Понимание механизмов эпигенетического наследования имеет наиболее важное значение для эмбриологии, для понимания механизмов канцерогенеза и для создания индуцированных стволовых клеток. |
Нейробиологи обнаружили отключение «зоны речи» во время речи | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/neuro | 2015-03-02T14:04:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 5.4 | Исследователи поставили под сомнение традиционные представления о языке | На протяжении 150 лет знаменитый центр Брока рассматривался как командный центр человеческой речи, включая произношение звуков. Ученые из Беркли и Университа Джона Хопкинса оспорили старое предположение новыми данными — оказалось, что центр Брока на самом деле выключается, когда человек говорит вслух. Статья опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences. Зона Брока, названная так по имени первооткрывателя, хирурга Пьера Поля Брока, находится в лобной доле мозга, в задненижней части третьей лобной извилины левого полушария (44 и 45 цитоархитектонические поля по Бродману). Она является важным центром производства речи, но ее роль в динамике языковых сетей коры в значительной степени была неизвестна. Исследователи проследили за электрическими сигналами мозга семерых больных эпилепсией пациентов во время вокального повторения написанных и произнесенных слов. Ученые регистрировали сигналы, проходящие от слуховой коры мозга, которая отвечает за анализ услышанной речи, к центру Брока, где происходит подготовка слова к произношению, и к моторной коре, когда пациенты, наконец, произносили слова вслух.
"Центр Брока отключается в момент воспроизведения речи, но может оставаться активным во время разговоров, участвуя в планировании будущих слов и предложений." - пояснил ведущий автор работы, сотрудник Университета Нью Йорка Адин Флинкер.
"Центр Брока отключается в момент воспроизведения речи, но может оставаться активным во время разговоров, участвуя в планировании будущих слов и предложений." - пояснил ведущий автор работы, сотрудник Университета Нью Йорка Адин Флинкер.
Оказалось, что центр Брока, связывается с височной корой, ответственной за распознавание сенсорной информации, а затем и с моторной корой. Таким образом происходит анализ чужой речи и планирование того, какие звуки и движения рта использовать, и в каком порядке. Однако, как показало исследование, центр Брока отключается в тот момент, когда мы начинает говорить.
Новые данные предоставляют более сложную картину, чем более ранние гипотезы о влиянии фронтальных долей мозга на произношение звуков. Открытие имеет значительные последствия на диагностику и лечение инсультов, эпилепсию и травмы мозга, влекущие за собой нарушения речи.
Каждый год миллионы людей поражены инсультами, некоторые из которые могут приводить к жестким нарушениям в восприятии и воспроизведение речи в силу повреждения критических регионов мозга. Наши результаты могут помочь нам лучше понимать расположения зон речи во время операций и точно оценивать нарушения речи. Нейробиологи традиционно разделяли центры речи мозга на два региона – распознавание и воспроизведение. Это убеждение управляет стратегией действий во время операций и при классификации нарушений речи. Результаты нового исследования помогают нам двигаться в сторону менее дихотомического взгляда, в рамках которого центр Брока — не центр производства речи, но скорее критическая зона интеграции и координации информации между другими зонами мозга» - сообщил Флинкер.
Каждый год миллионы людей поражены инсультами, некоторые из которые могут приводить к жестким нарушениям в восприятии и воспроизведение речи в силу повреждения критических регионов мозга. Наши результаты могут помочь нам лучше понимать расположения зон речи во время операций и точно оценивать нарушения речи. Нейробиологи традиционно разделяли центры речи мозга на два региона – распознавание и воспроизведение. Это убеждение управляет стратегией действий во время операций и при классификации нарушений речи. Результаты нового исследования помогают нам двигаться в сторону менее дихотомического взгляда, в рамках которого центр Брока — не центр производства речи, но скорее критическая зона интеграции и координации информации между другими зонами мозга» - сообщил Флинкер. |
Преступников идентифицируют по краске для волос | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/hair | 2015-03-02T14:08:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 3.2 | Следователи получили новый инструмент | Ученые из Северо-Западного Университета в США предложили быстрый метод идентификации подозреваемых, который основан на определении того, какой краской для волос пользовался преступник. Исследованиеопубликовано в журнале Analytical Chemistry, кратко о нем пишет Science. Волосы, найденные на месте преступления, эксперты могут использовать двумя путями. Существует быстрый, но крайне субъективный внешний анализ — когда найденные волосы под микроскопом сравнивают с образцами волос подозреваемого. С другой стороны, если материала достаточно много, можно выделить из волос ДНК и провести генетический анализ. Этот метод обладает почти 100-процентной надежностью, однако требует уничтожения образца, занимает как минимум сутки и не может быть проведен прямо на месте преступления. Ученые предложили использовать в качестве «промежуточного варианта» метод, основанный на идентификации химической природы краски на волосах, найденных на месте преступления (если, конечно, они окрашены). Для анализа ученые применили метод усиленной поверхностью рамановской спектроскопии (SERS). Он подразумевает нанесение на волосы микроскопических частиц металлов, который затем облучают лазером, регистрируя спектральный сдвиг в отраженном свете. Рамановское рассеяние — это неупругое рассеяние фотонов, которое позволяет установить природу химических связей в веществе. Ассоциация молекулы с металлической поверхностью способна усиливать это рассеяние в 1010–10 11 раз, так что становится возможным определять отдельные молекулы веществ. По словам авторов, метод позволяет не только определить химическую природу краски, но даже установить её бренд. Сравнив волосы, найденные на месте преступления, с образцами волос подозреваемого, можно выяснить, одной ли краской они покрашены. Интерпретация этих результатов выходит за пределы компетенции химиков, но сами по себе эти данные могут быть полезны для следователей или суда. |
Человеческие гены увеличили объем мозга мышей | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/mouse | 2015-03-02T14:11:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Биология"
] | 7.1 | Получены необычные трансгенные животные | Ученые из Университета Дьюка в Северной Каролине получили трансгенных мышей с увеличенным объемом мозга. Животные стали частью эксперимента по поиску специфических для человека регуляторных участков в геноме, которые определяют больший по сравнению с другими приматами объем мозга у человека. Работа опубликована в журнале Current Biology группы Cell Press. Авторы публикации сосредоточились только на тех регуляторных участках генома человека, которые были потенциально связаны именно с работой мозга. В исходную группу попало около сотни энхансеров, из которых шесть было протестировано in vivo. Энхансерами называются регуляторные элементы, которые управляют работой групп генов на большом расстоянии. Энхансеры контролируют работу промоторов — тех «индивидуальных» регуляторных элементов, которые управляют работой гена непосредственно на месте и расположены в непосредственной близости от кодирующей последовательности гена. Работают энхансеры, физически вступая в контакт с промоторами засчет образования петли ДНК. Обычно такой контакт заканчивается активацией промотора и, соответственно, «включением» данного гена. Авторы новой работы встроили в геном мыши один из энхансеров, который значительно отличался у человека и шимпанзе (HARE5). Поскольку внутрь группы генов, которые им управляются, был встроен маркерный ген, ученые могли наблюдать за тем, где и когда включается работа этого энхансера в ходе эмбрионального развития мыши. Оказалось, что человеческий HARE5 заставляет клетки-предшественники нейронов делится гораздо чаще, чем обезьяний вариант того же управляющего элемента. В результате это приводило к тому, что у таких мышей объем мозга был на 12 процентов больше. 12 процентов — это гораздо меньше, чем разница между средним объемом мозга человека и шимпанзе (они отличаются более чем вдвое). Однако в данном случае важна не доля увеличения, а понятный механизм, по которому оно происходит. Ученые пока не установили, как увеличение объема мозга сказывается на интеллекте мышей — это планируется изучить на следующем этапе исследования. Участки генома, значительно изменившиеся за время разделения предков человека и предков современных человекообразных обезьян, изучались ранее неоднократно. Однако показать их работу в прямом эксперименте гораздо труднее, чем просто обнаружить с помощью биоинформатического анализа. В данной работе ученым удалось именно это. |
Физики превратили метаповерхность в апохроматическую линзу | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/lens | 2015-03-02T14:30:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Технологии",
"Физики смогли"
] | 8.3 | Излучение научились фокусировать без искажений | Физики из Гарвардского Университета разработали плоскую линзу, которая фокусирует свет на трех длинах волн без хроматических искажений. Ее описание опубликовано в Science. Линза представляет собой плоскую поверхность с распределенными на ней микроскопическими антеннами – специальными устройствами, которые преломляют свет. Системы таких резонаторов называют метаматериалами — их отличительным свойством является то, что их свойства прежде всего определяются структурой, а не химической природой. Метаматериалы используются, например, для создания плащей-невидимок. В данном случае ученые использовали систему микроскопических резонаторов для того, чтобы получить апохроматическую линзу — устройство, которое на трех разных длинах волны фокусирует свет в одной и той же точке. Такие линзы обладают очень низкими хроматическими искажениями (аберрациями). Обычная стеклянная линза всегда вносит искажения в фокусировку за счет того, что свет на разных длинах волн имеет разный коэффициент преломления. Однако инженеры давно научились компенсировать это искажение введением дополнительных элементов в оптическую систему. Такие элементы состоят из стекла другого состава и свет разных длин волн искажается в них по-другому, что и позволяет компенсировать хроматические аберрации. Если при этом фокус пучка совпадает на двух длинах волн, такие линзы называют ахроматами, если на трех (как в новой плоской линзе) — апохроматами. Существуют также суперапохроматы, у которых в одной точке сходится свет четырех разных длин волн. Однако все подобные системы, сделанные на основе стекла и других прозрачных минералов во-первых, довольно громоздки, а во-вторых, очень дороги. Использование плоских линз из математериалов обещают существенно облегчить оптические устройства и сделать их дешевле – конечно, при условии массового производства. |
Звуки голоса матери стимулировали развитие мозга недоношенных детей | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/voice | 2015-03-02T14:39:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 4.1 | Развитие мозга связали с воздействием голоса матери | Мозг плода еще до рождения способен реагировать на голос матери, что сопровождается увеличением слуховой коры — нарушение именно этого процесса, по-видимому, ведет к проблемам с распознаванием речи, которые характерны для некоторых преждевременно рожденных детей. К таким выводам пришли специалисты из Гарвардской медицинской школы в ходе эксперимента на 40 недоношенных, описание которого опубликовано вProceedings of the National Academy of Sciences. В ходе эксперимента преждевременно рожденных малышей возрастом от 24 недель разделили на две группы. Все они находились в одинаковых кувезах — инкубаторах с контролируемым уровнем влажности и температуры. Однако членам экспериментальной группы около трех часов в день проигрывали записи материнского пульса и голоса, а члены контрольной группы слушали только окружающие звуки. Чтобы максимально приблизить звуки к тем, что могут слышать дети до рождения, из записей были удалены высокочастотные компоненты. На тридцатый день эксперимента ученые с помощью ультразвукового анализа сравнили анатомию слуховой коры у детей из разных групп. Оказалось, что у детей, которые слушали записи матери, слуховая кора была значимо увеличена по сравнению с детьми того же возраста из контрольной группы. Насколько эта анатомическая разница влияет на работу коры, ученые пока не проверяли, однако из других работ известно, что в случае с данными зонами мозга корреляция между размером и эффективностью работы существует. Реакция мозга нерожденных детей на звуковые стимулы показана не только для человека. Известно, например, что многие птицы учатся распознавать характерные для их вида песни еще до вылупления из яйца, а вылупившись, могут отличать своих соплеменников от чужаков. |
Культурные различия предложили изучать анализом соцсетей героев Википедии | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/culture | 2015-03-02T14:46:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Гаджеты",
"Разное"
] | 4.9 | Адольфа Гитлера признали самым влиятельным человеком в современной немецкой истории | Сотрудники Массачусетского технологического института и Чжэцзянского университета предложили способ оценки культурных различий по данным разделов Википедии на разных языках. В основе способа лежит выделение соцсетей исторических лиц, живших в одно и то же время. Работу ученые представили на конференции, кратко ее содержание опубликовано в виде препринта в архиве Корнельского университета. Алгоритм выделения наиболее влиятельных исторических персонажей своего времени работает следующим образом. Из списка всех исторических персонажей ученые вычленили группы современников — тех, чьи годы жизни пересекаются.* Затем они провели поиск перекрестных ссылок между биографическими статьями, посвященными современникам, получив своеобразный квазисоциальный граф данного периода. Пропустив данный граф через алгоритм PageRank, который распределяет веса узлов по числу ссылок на него от других узлов с большим весом, ученые получили список «наиболее значимых лиц своего времени». Этот список уже ранжировали по количеству ссылок на данного персонажа. Ученые провели идентичные процедуры для четырех разделов Википедии: английского, немецкого, китайского и японского. Списки наиболее влиятельных лиц получились довольно различными. Топ-3 английской Википедии заняли Джордж Буш, Уильям Шекспир и историк Сидней Ли, немецкой — Адольф Гитлер, Иоганн Гёте и Аристотель, японской — историк Икухико Хата, основатель династии сёгунов Токугава Иэясу и объединитель Японии Тоётоми Хидэёси, китайской — Мао Цзэдун, генерал Юань Шикай и музыкант Джей Чоу.
Различие списков — результат довольно предсказуемый. Наиболее нетривиальным, с точки зрения авторов, оказалось различие социальных ролей тех людей, которые в него попали. Если в английской и немецкой версиях списка более половины из топ-10 составляли писатели, философы и религиозные деятели, то в китайской и японской версиях почти все оказались военными и политиками.
Присутствие в списках относительно слабо известных историков объясняется артефактом алгоритма — на историков ссылаются в биографических статьях как на источники.
Примечание: В качестве иллюстрации работы алгоритма в статье приводится пример Плутарха. Его современниками названы Цезарь, Нерон и Адриан, но не Пир, который умер задолго до рождения Плутарха, или Пизани, который тогда еще не родился. Однако Цезарь современником Плутарха не был
— он умер в 44 году до нашей эры, а великий биограф родился около 45 года нашей эры. Вызвана ли эта ошибка невнимательностью авторов или широким окном округления алгоритма, не ясно. |
Физики поделили экономики на «ламинарные» и «хаотические» | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/chaotic | 2015-03-02T14:53:00 | Катерина Петрова | [
"Наука",
"Физики смогли"
] | 6.7 | Ученые применили физику к экономической теории | Ученые из Университета Ла Сапиенца предложили метод классификации стран в соответствии с типом их экономики. Метод позволяет сказать, насколько поведение страны поддается прогнозу и соответствует ли оно «ламинарному» или «хаотическому» типу развития. Работа опубликована в журнале PLoS ONE, кратко о ней можнопрочитать на сайте Nature. Главной задачей исследования был поиск метрики, которая максимально точно могла бы предсказать, как будет развиваться экономика данной страны в будущем. Ранее в качестве такой метрики была предложена диверсифицированность экспорта — иными словами, то, насколько разные товары экспортирует страна. Эта метрика получила название индекса экономической сложности (ECI) и, несмотря на свою простоту, показала значительную предсказательную силу. Однако ECI, как выявили наблюдения, сама по себе способна сильно меняться с годами и для некоторых стран ведет себя аномально. Чтобы понять природу этого поведения, ученые занялись моделированием многолетней динамики экономики на двумерной диаграмме. По вертикальной оси на ней был отложен уровень подушевого ВВП, а по горизонтальной — «приспособленность» (упрощая, можно сказать, что это усовершенствованный вариант ECI с упором на нематериальные активы).
Оказалось, что по поведению экономик разные страны делятся на две большие группы. Одни из них двигаются на диаграмме ламинарно, то есть в целом согласованно и без случайных скачков. Такие страны располагаются в области с высокой приспособленностью, то есть с диверсифицированной экономикой. Другая группа вела себя хаотично, и разные члены этой группы часто двигались разнонаправленно. В этой группе преимущественно были сырьевые страны и страны со слабой экономикой.
Утверждение о том, что страны с диверсифицированной экономикой более устойчивы, можно назвать тривиальным, но главный результат данной работы касается не этого. По словам авторов, различие в поведении двух типов стран говорит о том, что использовать традиционные регрессионные модели для экономического прогноза развития стран из разных групп нельзя. Для хаотических стран даже относительно высокие показатели приспособленности могут быть случайными и, следовательно, не имеющими предсказательной силы.
Вместо этого ученые предлагают использовать в прогнозах другие методы. Например, принятый в метеорологии
метод аналогий
: когда погоду предсказывают на основании данных о похожем случае в прошлом (если в один из дней в прошлом была такая же погода, а затем пошел дождь, то скорее всего завтра тоже будет дождь). Такой подход требует моделирования фазового пространства, где каждой точке был бы сопоставлен вектор движения — на его основе и планируется делать прогноз. Прогнозирование это возможно, конечно, только для ламинарных областей фазового пространства. |
Физики разобрались с движением баранов сквозь ворота | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/goats | 2015-03-02T14:59:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Физики смогли"
] | 4.2 | Ученые смоделировали поведение толпы | Испанские физики изучили движение стада овец сквозь узкие ворота и проследили за тем, как при этом образуются пробки. По словам авторов, овцы в данном случае являются удобной промежуточной системой для исследования эвакуации людей в случае чрезвычайных ситуаций. Работа исследователей опубликована в Physical Review E, кратко о ней пишет Science.
Статистические данные о движении овец авторы собирали на одной из близлежащих испанских ферм. Поведение животных записывали на видео, которое пропускали сквозь систему распознавания изображения, переводящую движение овец в движение материальных точек. Дальнейшая обработка результатов проводилась на базе аппарата динамики сыпучих сред — раздела физики на стыке статистики, теории хаоса и коллоидной химии.
Ученые обнаружили, что движение овец (как и движение песка в некоторых обстоятельствах) происходит рывками, которые прерываются периодическими «пробками». Длительность этих заторов распределена экспоненциально, то есть частота их возникновения обратно пропорциональна константе, возведенной в степень длительности затора. Внешние обстоятельства — например, увеличение ширины ворот — не влияют на характер этой зависимости, но изменяют наклон прямой (в логарифмических координатах) и среднюю скорость движения.
Интересно, что ускорить эвакуацию можно было не только путем расширения ворот. Можно было поместить перед воротами препятствия: в таком случае овцы были бы вынуждены обходить их с двух сторон, в результате чего длительные заторы появлялись бы реже. Подобная технология используется и при работе с сыпучими средами, а несколько лет назад ее предложили использовать для ускорения эвакуации людей. В работе японских ученых эффективность препятствия была показана в эксперименте с добровольцами. Авторы новой статьи указывают на то, что в лабораторных условиях добровольцы ведут себя совсем не так, как люди в случае реальной опасности для жизни — именно поэтому для более достоверного моделирования ученым пришлось обратится к овцам. |
Физики смоделировали зомби-апокалипсис в США | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/zombie | 2015-03-02T15:06:00 | Даниил Кузнецов | [
"Наука",
"Физики смогли"
] | 5.9 | Ученые нашли законы распространения вирусов | Группа специалистов по статистической механике смоделировала эпидемию зомби в США, вдохновившись книгой Макса Брукса «Мировая война Z». Результаты симуляции будут представлены на собрании Американского физического общества 5 марта текущего года. С кратким содержанием исследования можно познакомиться в журнале Bulletin of the American Physical Society . Идея смоделировать зомби-апокалипсис возникла на семинаре по статистической механике. Известный всем сценарий из массовой культуры позволял объяснить ряд статистических методов, применяемых для моделирования эпидемий реальных заболеваний. Однако в конечном счёте шуточное задание вылилось в обширное исследование, объединившее традиционные SIR-модели (от англ. Susceptible, Infectious, Recovered — то есть модели, учитывающие число восприимчивых к заболеванию, уже инфицированных и устойчивых или иммунизированных) со статистическим аппаратом, используемым для моделирования фазовых переходов второго рода. Изначально физики применили дифференциальные уравнения, интерпретирующие эпидемический процесс как течение жидкости. Это традиционный подход, использующий механику сплошных сред. Математически он выражается в соединении в одном уравнении непрерывности двух противоположных понятий — дискретной частицы и непрерывной материальной среды. Для моделирования динамики процессов использовались стохастические модели на решетках. Конечным же итогом стала полномасштабная симуляция зомби-апокалипсиса в США, учитывающая территорию, общее количество и плотность населения. Симуляция включала четыре типа элементов — человек, инфицированный человек, зомби и мёртвый зомби, а также ряд взаимодействий — зомби кусает человека, человек убивает зомби, зомби перемещается по территории и так далее. В большинстве фильмов и книг зомби-эпидемия распространяется одинаково во всех местностях и уголках. Как результат, спустя пару месяцев на всей территории остаётся лишь маленькая группка выживших. В действительности, согласно результатам симуляции, города быстро падут, однако распространение зомби вглубь менее населённой территории займёт недели, а до границ США они доберутся лишь спустя несколько месяцев. С отходом от крупных городов динамика заболевания значительно замедляется — чем дальше от мегаполисов, тем меньше людей можно укусить. И если город Нью-Йорк падёт за один день, то у людей, проживающих на севере штата Нью-Йорк, будет около месяца, чтобы приготовиться к нашествию. А самым безопасным местом, по данным симуляции, станут северные отроги Скалистых гор. Таким образом, наиболее действенной рекомендацией по выживанию в зомби-апокалипсис будет бегство из городов и крупных поселений, отход в малонаселённую местность, максимальное снижение всех контактов — или заблаговременный переезд в горы. Своей главной заслугой исследователи считают популяризацию сложных статистических методов с помощью «горячей» и весёлой темы, демонстрацию связи науки с повседневной жизнью. В дальнейших планах учёных усложнить модель, добавив в нее такие факторы, как побег людей из очагов эпидемии и прилегающих территорий, например, на самолётах, сознательное противодействие эпидемии и борьбу с зомби. |
Травму нервного плечевого сплетения научились лечить бионическими протезами | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/bionics | 2015-03-02T15:12:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 4.9 | Создан новый тип искусственной руки | Сотрудники Венского медицинского университета разработали технологию, которая позволяет пациентам с травмой плечевого нервного сплетения управлять бионическим протезом. Работа опубликована в журнале Lancet. Плечевое сплетение дает начало нервам, которые управляют движением всех мышц руки. Травмы этого сплетения приводят к «функциональной ампутации» конечности, причем восстановить ее иннервацию обычно не удается. Вместо попыток наладить иннервацию австрийские медики решили использовать бионический протез. Управлять им должна была остаточная активность нервов плеча, а также работа нервов, ранее пересаженных пациентам вместе с мышцей с другой части тела (ноги). Обнаружив слабую активность плечевых нервов, ученые снабдили их электрическими сенсорами и начали тренировать пациентов управлять виртуальной рукой, которую показывали на экране компьютера. После девяти месяцев тренировок электрическая активность нервных окончаний значительно возросла, и к нервам подключили бионический протез. Первоначально он носился одновременно с нефункциональной рукой, и только когда пациенты научились достаточно ловко с ним управляться, медики ампутировали бесполезную конечность.
В результате пациенты с бионической рукой научились наливать жидкость из кувшина или картонной упаковки, двигали тяжелые и, наоборот, мелкие (вроде монет) предметы и даже научились расстегивать пуговицы.
Технология бионических протезов, которые управляются с помощью нервных сигналов, развивается довольно давно. Одним из самых известных примеров бионического протеза является
BeBionic
компании RSLSteeper. Частый участник телепередач
Найджел Экланд
, например, может с помощью такой бионической руки аккуратно разбивать яйца и даже писать.
Однако травма Экланда принципиально отличается от травм пациентов из новой работы. Иннервация его плеча осталась полностью интактной. Новизна работы австрийских медиков заключается не в механике протезов (это работа инженеров), а в технологии тренировки, которая позволила «вытянуть» из остаточной активности нервов плеча сигнал для управления всей рукой, в том числе и кистью. |
Россия решила отсоединить свой кусок МКС | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/iss | 2015-03-02T15:20:00 | AZ ZAZ | [
"Космос",
"Технологии",
"Разное"
] | 2.7 | Озвучена концепция развития пилотируемой космонавтики в России | Россия планирует согласиться на предложение США продлить срок эксплуатации Международной космической станции до 2024 года, а после этого будет использовать относительно «свежие» российские модули для постройки ядра новой собственной станции. Об этом говорится в концепции российской пилотируемой космонавтики на период до 2030 года и дальнейшую перспективу, выдержки из которой опубликованы на сайте Роскосмоса. Ранее партнеры по МКС — Россия, США, ЕКА, Япония и Канада — договорились, что станция, первый модуль которой был запущен в 1998 году, будет работать до 2020 года. США предложили продлить срок жизни станции до 2024 года. Россия и другие партнеры пока не давали ответов на это предложение, но антиамериканская риторика вице-премьера Дмитрия Рогозина, отвечающего за космос, а также информация о планах создания чисто российской станции, заставляли думать, что РФ ответит отказом. Хотя концепция пилотируемой космонавтики еще не утверждена и окончательные решения не приняты, это первая официальная реакция на американское предложение — а значит, есть вероятность, что МКС действительно доживет до 2024 года. Затем часть российских модулей получит вторую жизнь уже в составе российской орбитальной базы. Для нее будут использованы многоцелевой лабораторный модуль (МЛМ), узловой модуль (УМ) и научно-энергетический модуль (НЭМ). В этом решении есть логика: дело в том, что МЛМ будет запущен не раньше 2017 года, а НЭМ еще даже не построен. Поэтому к концу срока эксплуатации МКС эти модули будут еще очень «молодыми», и не использовать их ресурс было бы крайне расточительно. Еще одна важная новость из проекта концепции: Россия все еще планирует пилотируемую экспедицию на Луну в 2030-е годы. Если это решение будет подтверждено, это означает, что России потребуется и сверхтяжелая ракета-носитель, и новый пилотируемый корабль. Слухи о желании Роскосмоса отделить отечественные сегменты от МКС ходили еще в 2009 году. Тогда о таких планах со ссылкой на собственные источники в РКК «Энергия» сообщала BBC. Тогда говорилось, что эти планы труднореализуемы, но сравнительно реалистичны. |
Опубликованы первые коммерческие спутниковые снимки с разрешением в 30 сантиметров | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/spacephoto | 2015-03-02T15:24:00 | AZ ZAZ | [
"Технологии",
"Наука",
"Разное"
] | 2.1 | До недавнего времени такого рода снимки были засекречены | Компания DigitalGlobe опубликовала первые коммерчески доступные снимки с разрешением в 31 сантиметр. Ранее американские компании могли продавать снимки с разрешением меньше полуметра только правительству. Разрешение появилось у компании в начале ноября, но первые снимки были опубликованы только сейчас.
Только один из спутников компании, WorldView-3, обладает панхроматическим разрешением в 31 сантиметр. При этом его мультиспектральное разрешение (разрешение по отдельным цветам) составляет 1,24 сантиметра в ближайшей точке. Запущен спутник был в 2014 году. Еще один спутник с идентичными характеристиками, GeoEye-2, готовится к запуску. |
Психологический журнал запретил авторам апеллировать к статистической значимости | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/psychostat | 2015-03-02T15:33:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 3.2 | Известное научное издание решило отказаться от математики | Журнал Basic and Applied Social Psychology запретил своим авторам использовать в статьях процедуры проверки статистической значимости нулевой гипотезы (NHSTP). Это означает, что при подаче статьи ученым нельзя будет ссылаться на статистическую значимость обнаруженного ими эффекта, его реальность придется доказывать другими способами. Статья с аргументами редакции опубликована в самом журнале, некоторые комментарии к этому решению можно прочитать, например, здесь Главной причиной, побудившей редакцию к прямому запрету использования статистической значимости, стало ее применение учеными «в качестве оправдания низкого качества работ». Отмена этого порога, по идее, должна привести к улучшению качества предлагаемых манускриптов. Однако, даже не имея данных о статистической значимости эффекта, опубликоваться в журнале будет не проще, а сложнее — так, по крайней мере, обещают члены редакции. Статистически значимой разница между величинами называется тогда, когда вероятность получить ту же разницу случайно оказывается ниже порогового уровня. Этот уровень, p-уровень, обычно принимается равным от 0,05 до 0,001. По определению, p-уровень — это вероятность получить эффект, равный или более выраженный наблюдаемому, при условии того, что эффекта нет (то есть верна нулевая гипотеза). Однако очень часто p-уровень неверно интерпретируют наоборот — как вероятность того, что эффекта нет при наличии демонстрируемых данных. Кажется, что если зависимость показана в работе с p-уровнем ниже 5 процентов, то она действительно существует (то есть проявится в эксперименте с бесконечной выборкой) с вероятностью выше 95 процентов. Такая интерпретация неверна. Например, если в некоем исследовании с p-уровнем 0,05 оказалось, что толстые люди чаще болеют раком, это вовсе не означает, что при повторении эксперимента 100 раз мы в 95 процентах случаев получим ту же зависимость. P-уровень может сильно «прыгать» при повторении одних и тех же экспериментов. Это позволяет экспериментаторам манипулировать исследованиями так, чтобы добиться нужного p-уровня — что получило название p-хакинг. Анализ многих опубликованных работ по психологии даже показал аномальное скопление p-уровней вблизи отметки 0,05, что трудно объяснить чем-то кроме умышленной или неумышленной манипуляции. Понятие статистической значимости используется в подавляющем большинстве научных работ, а в социологии и психологии оно часто является центральным: если психологам удается найти какую-либо зависимость и она оказывается статистически значимой, это почти гарантирует публикацию работы даже при отсутствии хорошего представления о том, откуда эта зависимость берется. В то же время значимость — понятие чисто статистическое. Оно само по себе не может быть доказательством верности гипотезы, которую проверяют ученые. Вместо статистической значимости редакция Basic and Applied Social Psychology призывает психологов использовать более крупные выборки и более творчески подходить к планированию экспериментов. |
Рекордно молодая сверхмассивная дыра удивила физиков скоростью роста | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/blackhole | 2015-03-02T15:37:00 | AZ ZAZ | [
"Космос",
"Наука",
"Разное"
] | 4.7 | Китайцы нашли необычный квазар | Китайские астрофизики обнаружили квазар, центр которого представляет собой сверхмассивную черную дыру из ранней Вселенной. По словам ученых, она образовалась всего 900 миллионов лет после Большого взрыва. Такой возраст не укладывается в рамки существующих моделей роста подобных объектов. Исследование опубликовано в последнем выпуске журнала Nature. Находка была обнаружена как квазар, то есть источник мощного излучения в удаленной от Земли области. Согласно современным представлениям, квазары представляют собой сверхмассивные черные дыры, находящиеся в центре галактик. Поглощая окружающее вещество, они собирают аккреционные диски, где материя разогревается до сотен миллионов градусов и испускает излучение во всем электромагнитном спектре. Ключевой особенностью черной дыры, найденной авторами статьи, является ее необычно большая масса при значительном красном смещении — оно составляет 6,3 единицы. Красное смещение, то есть смещение излучения в красную область в результате расширения Вселенной — это параметр, который непосредственно измеряется спектрометром. Зная скорость света, можно перевести смещение в расстояние от Земли и в возраст объекта относительно возраста Вселенной. Для данного квазара время образования оказалось очень малым — всего 900 миллионов лет после Большого взрыва. Необычность такого возраста заключается в том, что согласно современным представлениям сверхмассивные черные дыры должны расти достаточно медленно. По одной из гипотез они возникают в ходе слияния обычных черных дыр, которые, в свою очередь, образуются из стареющих звезд достаточно большой массы. В рамках этих представлений у новой черной дыры просто не было достаточно времени на формирование, так как первые звезды возникли не ранее 400 миллионов лет после Большого взрыва (по последним данным даже позже — около 550 миллионов лет). Возможно, в формировании сверхмассивной дыры был задействован механизм прямого коллапсирования межзвездного газа, но теория этого механизма пока разработана плохо. |
РНК-интерференция победила колорадских жуков | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/rna | 2015-03-02T15:43:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Технологии",
"Разное"
] | 5.1 | Ученые вывели неуязвимую картошку | Ученые из Института молекулярной физиологии растений Макса Планка разработали технологию защиты растений от насекомых. Она основана на синтезе в пластидах рибонуклеиновой кислоты, выключающей работу жизненно важных генов паразитов. Описание технологии опубликовано в журнале Science. РНК-интерференция — это механизм уничтожения чужеродной двуцепочечной РНК, имеющийся у всех ядерных организмов (растений, животных, грибов). Происхождение РНК-интерференции связано с противовирусной защитой — поскольку в норме в клетке двуцепочечная РНК не синтезируется, то ее наличие говорит о заражении вирусом. Такая «потенциально вирусная» РНК с помощью специальных белков нарезается на мелкие фрагменты (siRNA), которые затем используются для поиска совпадающих матричных РНК — клетка таким образом пытается уничтожить следы вируса. Если последовательность siRNA точно совпадет с одним из собственных генов клетки, ее мРНК все равно будет уничтожена. Если же этот ген относится к числу жизненно важных, то и сама клетка погибнет.
Авторы новой работы решили использовать эту систему для борьбы с насекомыми. Для этого они заставили клетки растений вырабатывать двуцепочечную РНК, соответствующую по последовательности одному из генов насекомых — гену белка цитоскелета бета-тубулина. Такой подход ученые уже пытались использовать раньше, однако концентрация дцРНК в клетках была очень низкой из-за работы тех самых белков, которые должны были нарезать ее на siRNA. В результате скорость роста насекомых, которые питались ГМ-растениями, лишь немного снижалась. Авторы новой работы решили обойти эту сложность, введя ДНК-конструкцию, на которой синтезируется двуцепочечная РНК, не в ядерный геном, а в геном хлоропластов растений.
Подобно митохондриям, хлоропласты (пластиды вообще) являются потомками бактерий, захваченных эукариотическими клетками миллиарды лет назад. Как и у всех бактерий, у них не работает система РНК-интерференции: вместо нее борьбу с вирусами осуществляет недавно открытая система CRISPR. Именно это позволяет накапливать в пластидах огромные запасы нужной дцРНК — по словам авторов, ее количество достигает 0,4 процента от всей (в том числе и рибосомальной) клеточной РНК. Кроме того, пластидные гены не переносятся с пыльцой, что делает их существенно более привлекательными с точки зрения экологической безопасности. Такие растения называются
транспластомными
.
Предложенная авторами технология оказалась очень эффективна: 100 процентов личинок колорадских жуков, которым давали листья ГМ-картофеля, умирали в течение пяти дней. Ученые надеются, что новая технология избавит от необходимости обрабатывать растения пестицидами, которые не только небезопасны, но и становятся все менее эффективными из-за того, что насекомые вырабатывают к ним устойчивость. |
Известное в традиционной медицине вещество оказалось потенциальным лекарством от лихорадки Эбола | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/ebola | 2015-03-02T15:51:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 4.7 | Китайская народная медицина пригодилась современным докторам | Американо-немецкая группа исследователей обнаружила потенциального кандидата на роль специфического лекарства от Эболы. Им оказалось известное в традиционной китайской медицине вещество, которое блокирует вход вириона в клетку. Работа опубликована в журнале Science. Проникновение вируса Эбола в клетку млекопитающего происходит через образование микроскопических пузырьков на поверхности внешней мембраны клетки. Эти пузырьки, эндосомы, затем направляются вглубь, и одновременно увеличивается кислотность их содержимого — то есть эндосомы превращаются в лизосомы. В ходе этого процесса Эбола сбрасывает некоторые поверхностные белки и высвобождает генетический материал, который затем сливается с мембраной и проникает в цитоплазму. Что заставляет клетку формировать вокруг вириона пузырьки, до сих пор неясно. Возможно, это происходит случайно. Однако в новой работе ученым удалось установить, что проникновение в цитоплазму, которое происходит уже после формирования эндосом, требует взаимодействия вируса с одним из хозяйских белков — кальциевым каналом двойного типа, TPC2. В линиях клеток, у которых был удален или искусственно выключен за счет РНК-интерференции ген, кодирующий белок TPC2, заражения не происходило. Более того, ученым удалось идентифицировать низкомолекулярные ингибиторы TPC2, которые нарушают взаимодействие белка с вирусом. Среди них наиболее выраженным эффектом обладал тетрандрин (tetrandrine) — уже известное вещество, выделенное из растения Stephania tetrandra. Это растение применяют в традиционной китайской медицине, но в Европе и США его использование в роли лекарства для людей не разрешено. Мыши, которые получали тетрандрин одновременно с заражением, выживали существенно чаще, чем животные из контрольной группы. Никаких выраженных побочных эффектов найти у вещества не удалось. Однако авторы редакционного материала в Science, который сопровождает публикацию, призывают трезво оценивать возможности препарата. Дело в том, что задержка применения тетрандрина даже на один день существенно снижала его эффективность. Кроме того, вещество работало в высокой концентрации, а само исследование проводилось на мышах, а не на приматах, которые считаются «золотым стандартом» в подобных исследованиях. На данный момент известно около 60 низкомолекулярных веществ, которые могут оказывать то или иное противовирусное действие при заражении тропической лихорадкой. Из них только два участвуют в клинических исследованиях: favipiravir и brincidofovir. Тетрандрин выгодно отличается от обоих веществ тем, что ученые точно знают механизм его действия при заражении Эболой. Это позволяет надеяться, что вещество или его аналоги могут стать эффективными лекарствами — по крайней мере, в качестве средства профилактики заражения. |
Человеческий ген создал извилины в мозге мышей | https://nplus1.ru/news/2015/03/02/gene | 2015-03-02T15:56:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Биология"
] | 6.9 | Ученые поправили мышление мышей "привет" | Немецкие ученые обнаружили ген, который участвовал в процессе увеличения мозга у предков человека. Введенный мышам, этот ген привел в к образованию у них зачаточных извилин, которые не встречаются у грызунов. Исследование опубликовано в Science, кратко о нем можно прочитать на сайте издания. Обнаружить искомый ген удалось за счет анализа траскрипцинной активности в нескольких популяциях клеток радиальной глии. Эти клетки существуют только во время роста коры мозга, а после его окончания превращаются в другие типы клеток. Роль радиальной глии сильно отличается от глии взрослого животного – это название скорее историческое, чем функциональное. Клетки радиальной глии, во-первых направляют нейроны при их миграции в кору, а во-вторых, активно делятся и дают начало как нейронам, так и «настоящим» глиальным клеткам. Фактически, они являются промежуточной формой между стволовыми клетками и дифференцированными глиальными клетками, имеющими в мозге чисто вспомогательную роль. В своей работе ученые искали гены, которые по-разному экспрессируются в клетках нскольких популяций радиальной глии у мышей и у человека. Таким образом было найдено 56 генов, преимущественно активных именно в клетках человека. Сравнение экспрессии генов в коре мозга между видами ранее проводилось неоднократно, однако в данном случае ученые сравнивали определенные популяции клеток, а не ткань целиком – именно это и определило успех работы. Самая драматическая разница в экспрессии была показана для гена ARHGAP11B, кодирующего один из белков сигнального пути. Предшественник этого гена, как известно из результатов секвенирования, у предков человека испытал дупликацию, в результате чего неандертальцы, денисовцы и сапиенсы получили по две копии (в том числеARHGAP11B), а у шимпанзе осталась только одна копия. Самый интересный результат работы заключается в том, что введение ARHGAP11B в геном мышей привел к сильному увеличению частоты деления клеток радиальной глии. Это увеличило общий объем коры и даже привело к образованию примитивных извилин, которых в норме у мышей нет. Как извилины сказались на поведении мышей не ясно – авторы этого не проверяли. Несколько дней назад была опубликована очень схожая по тематике работа, в которой также ученые занимались поиском генетических основ экспансии коры у предков человека. Тогда удалось обнаружить энхансер HARE5, человеческий вариант которого заставляет гораздо чаще делится предшественники нейронов, чем вариант шимпанзе. Эксперимент, как и в новой работе проводился на генномодифицированных мышах – встраивание HARE5 в их ДНК на 12 процентов увеличивало объем их мозга. |
Шины Goodyear смогут вырабатывать электричество из тепла | https://nplus1.ru/news/2015/03/18/tyres | 2015-03-18T13:38:00 | Николай Воронцов | [
"Технологии",
"Транспорт"
] | null | null | На Женевском автосалоне Goodyear продемонстрировала концепт шин, способных превращать тепло в электричество и заряжать батареи электромобилей.
Концепт, названный BHO3, может работать следующим образом: шина нагревается от трения при движении автомобиля или солнечным светом на стоянке. Изнутри покрышки покрыты термоэлектрическим материалом, который и превращает тепловую энергию в электрическую.
«Шина генерирует электричество при помощи материалов, которые собирают и преобразуют тепло, выделяемое при деформации шины в процессе эксплуатации», — говорится в пресс-релизе компании.
«Шина генерирует электричество при помощи материалов, которые собирают и преобразуют тепло, выделяемое при деформации шины в процессе эксплуатации», — говорится в пресс-релизе компании.
Наиболее привлекательной выглядит возможность применения таких шин на электромобилях. Для них до сих пор основной проблемой является малый запас хода на одном заряде батарей. Способность подзаряжать батареи от тепла как на ходу, так и на стоянке, теоретически может ощутимо увеличить дальность поездки на электромобиле.
Женевский автосалон — ежегодная международная выставка, на которой демонстрируются новые серийно выпускаемые автомобили, концепт-кары и другие передовые разработки автомобилестроения. |
Найден старейший из римских фортов | https://nplus1.ru/news/2015/03/18/roman-fort | 2015-03-18T14:26:00 | Великий Робот | [
"Наука",
"Разное"
] | null | Артефакты, найденные в местах недалеко от итальянского Триеста, датируются II веком до нашей эры | Группа археологов из Италии, Словении и Австралии обнаружила развалины римских укреплений на полуострове Истрия на границе Италии и Словении. Фрагменты керамики и металлический обувной гвоздь, найденные на месте раскопок, датируются началом II века — серединой I века до нашей эры, что по словам археологов делает эти поселения старейшими из известных римских фортов. Работа ученых опубликована в Proceedings of Natural Academy of Sciences, а коротко о ней можно прочитать на портале phys.org. Ученые использовали лидар (лазерный радар) и технологию GPR (ground-penetrating radar) для изучения рельефа местности, скрытого под лесной растительностью. Таким образом удалось обнаружить очертания трех групп построек, из которых самая большая, форт San Rocco, по мнению ученых была довольно крупным поселением и имела стратегическое значение из-за своего расположения «на входе» полуострова Истрия. На месте раскопок было обнаружено несколько римских артефактов, из которых наибольшую важность представляют осколки керамики, датируемые началом II века до нашей эры и сапожный гвоздь середины I века до нашей эры. Ученые также нашли отсылки к найденным местам в работах античных авторов. На основе этих данных авторы делают вывод, что укрепления, вероятно, активнее всего использовались в период 178-177 годов до нашей эры, то есть во время второй Истрийской войны, но заложены были раньше. Результаты этой работы позволяют сделать важные заключения: современный город Триест, который расположен в непосредственной близости к местам раскопок, произошедший от римского поселения Тергест, был стратегически важным пунктом, так как находился на торговом пути между крупным римским городом Аквилея и полуостровом Истрия. Последний римляне пытались колонизировать как минимум дважды: в первую и вторую истрийские войны, из которых вторая (178-177 года до нашей эры) увенчалась успехом. Найденное укрепление San Rocco и его датировка является важным фактором в трактовке событий истрийских войн, и, по мнению авторов статьи, развитии военного дела в древнем Риме. Также ученые выдвигают версию, что форт San Rocco был родоначальником современного Триеста, долгое время выступая в качестве центрального укрепления в регионе. |
Наличие у звезд планет в "обитаемой зоне" оказалось обыденным явлением | https://nplus1.ru/news/2015/03/18/exoplanets | 2015-03-18T14:50:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Космос",
"Разное"
] | 5.5 | Наличие у звезд планет в "обитаемой зоне" оказалось обыденным явлением | По расчетам международной группы астрономов из Австралии и Дании, большинство звезд, имеющих экзопланеты, должны иметь минимум одну экзопланету, находящуюся в так называемой “обитаемой зоне” - области, в пределах которой на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Исследование вселяет оптимизм в плане поисков планет, пригодных для поддержания жизни. Статья о работе опубликована в журнале Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, препринт доступен здесь.
Авторы изучали данные, собранные орбитальным телескопом “Кеплер”. Этот телескоп был создан специально для поиска экзопланет транзитным методом. При этом вывод о наличии около звезды планеты делается по периодическим изменениям яркости звезды, соответствующим прохождению планеты по звездному диску.
К уже открытым планетам было применено так называемое обобщенное правило Тициуса-Боде (ОПТБ). Это правило утверждает, что в системе “спутников”, вращающихся вокруг общего “материнского” небесного тела (планеты одной и той же звезды, спутники одной и той же планеты и т.п.) периоды обращения первого и второго “спутника” относятся друг к другу примерно так же, как периоды второго и третьего, периоды третьего и четвертого - и так далее.
В ходе описываемой работы изучались не все планеты, а только системы, где планет было открыто от 3 до 6 штук. Таких систем было насчитано 151. Первичные результаты показали, что в 124 из них периоды планет с удовлетворительной точностью отвечают ОПТБ. После этого авторы попробовали, используя правило, предсказать существование новых планет в этих системах. Далее они исследовали оставшиеся 27 систем из 151 и, используя ОПТБ, предложили планеты, которые, по их мнению, могут существовать, но при этом еще не быть открытыми.
Всего исследователями было предсказано существование 228 планет, среди которых 77 были выбраны приоритетными как планеты, с наибольшей вероятностью могущие совершить прохождение перед своей звездой и, таким образом, быть открытыми транзитным методом.
Наконец, авторы исследовали возможность наличия в других планетных системах планет в “обитаемой зоне”. Так называют область пространства, где на поверхности планеты может существовать жидкая вода. Если планета находится ближе “обитаемой зоны” - вода испаряется, если дальше - замерзает. Существенно отметить, что размеры этой зоны не являются постоянной и зависят от размера и яркости конкретной звезды.
Как показали расчеты, для большинства исследованных систем в пределах “обитаемой зоны находилось от 1 до 3 планет. Экстраполируя этот результат на всю галактику Млечный путь, авторы сделали вывод, что в ней могут присутствовать миллиарды планет в “обитаемых зонах”. Поскольку наличие жидкой воды - обязательное условие наличие жизни в любом известном нам виде, это, возможно, делает жизнь во Вселенной чуть менее редким явлением, чем считалось ранее.
Авторы надеются, что в дальнейшем ученые смогут открыть предсказанные ими экзопланеты. Разумеется, при условии, если эти планеты существуют - все же ОПТБ не является фундаментальным законом. Так, системы спутников планет-гигантов оно описывает значительно лучше, чем Солнечную систему в целом.
В последнее время, особенно после запуска “Кеплера”, экзопланеты изучаются достаточно активно. Так, у одной планеты был открыт состав облаков, у другой - исследована магнитосфера, а у звезды β Живописца исследуют даже экзокометы. |
Математики оптимизировали выбор между Uber и городским такси | https://nplus1.ru/news/2015/03/18/taxi-uber | 2015-03-18T15:44:00 | Великий Робот | [
"Гаджеты",
"Наука",
"Разное"
] | 3.7 | Короткие поездки до $35 через Uber оказались дороже, чем в обычных «желтых такси» | Группа ученых из Бельгии и Великобритании провела анализ открытой статистики поездок на такси в Нью-Йорке за 2013 год и сравнила цены на одни и те же маршруты с тарифами сервиса Uber, который стал популярной альтернативой городскому такси. По результатам работы авторы делают вывод, что короткие поездки (стоимостью до $35) обойдутся дешевле, если воспользоваться городским такси, тогда как более длинные поездки выгоднее совершать через Uber. С материалами исследования можно ознакомиться в препринте статьи. В качестве отправной точки авторы взяли открытую базу данных, содержащую каждую поездку, совершенную городским такси Нью-Йорка в 2013 году. В ней фиксировались координаты начала и конца маршрута, а также его стоимость. Авторы вносили каждый маршрут в бесплатный сервис UberX и сравнивали полученные тарифы между собой. В качестве основного результата работы авторы приводят следующую зависимость: для всех маршрутов, которые в городском такси стоят X, рассчитывается медиана стоимости этих же маршрутов в Uber. Согласно полученным результатам поездки до $35 оказались дешевле в городском такси, а свыше $35 — в Uber. По итогам работы авторы также запустили приложение, которое по заданному маршруту рассчитывает сразу две стоимости: на основании тарифов UberX и по статистике базы данных городского такси. Само собой, приложение работает только в Нью-Йорке.
Сервис Uber был основан в 2009 году в качестве альтернативы городскому такси. В его основе лежит мобильное приложение, которое позволяет заказчику выбрать и зарезервировать автомобиль, отслеживать его перемещение, а также расплачиваться онлайн по данным банковской карты. UberX - вариант сервиса, стартовавший в 2012 году и представлящий бюджетный сегмент, тогда как в оригинальном Uber все автомобили относятся к представительскому классу. |
Обновление до Windows 10 будет бесплатным даже для пиратов | https://nplus1.ru/news/2015/03/18/windows10 | 2015-03-18T15:51:00 | Николай Воронцов | [
"Технологии",
"IT"
] | 1.2 | Корпорация Microsoft намерена предложить бесплатное обновление операционных систем до Windows 10 не только владельцам оригинальных копий | Обновление до Windows 10 может быть бесплатным для всех пользователей windows, вне зависимости от обладания лицензионной копией, заявил Терри Майерсон, исполнительный вице-президент по операционным системам корпорации Microsoft.
С таким заявлением он выступил на конференции WinHEC, которая проходит в китайском городе Шэньчжэнь.
меню Пуск в Windows 10
Также озвучены технические требования для установки Windows 10. Для стационарных ПК и ноутбуков это не менее 1GB RAM и 16GB на жёстком диске. Для мобильных устройств не менее 512MB RAM и 4GB встроенной памяти, экраны диагональю от 3 до 8 дюймов с максимальным разрешением 2560 x 2048.
Релиз операционной системы запланирован летом 2015 года в 190 странах с поддержкой 111 языков. |
Илистые прыгуны оказались способными использовать воду в качестве замены языку | https://nplus1.ru/news/2015/03/18/mudskippers | 2015-03-18T17:43:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | 2.3 | null | Группа ученых из Антверпенского университета (Бельгия) раскрыла механизм, по которому илистые прыгуны захватывают свою добычу, находясь на суше. Оказалось, что он, фактически, использует “искусственный язык” (здесь и далее слово “язык” означает орган, с помощью которого происходит глотание, а не что-либо, связанное с речью) из воды, которую заранее набирает, выходя из водоема. Это может помочь пролить свет на возникновения языка у первых наземных позвоночных. Статья о работе опубликована в журнале Proceedings of the Royal Society B.
Илистые прыгуны - группа рыб, способных некоторое время находиться на суше, а также охотиться как на суше, так и в воде. Однако долгое время оставался неясным механизм заглатывания добычи в последнем случае. Для рыбы, находящейся в воде, процесс поглощения пищи достаточно прост: рыба втягивает в себя воду, вода увлекает добычу за собой, добыча попадает в рот, вода выходит наружу через жабры. Однако на суше такой такой механизм невозможен: вокруг рыбы элементарно нет воды.
Авторы засняли питание илистого прыгуна в видимом и рентгеновском диапазонах на скорости 500 кадров в секунду. Анализ замедленных записей показал, что илистые прыгуны, выходя на поверхность, набирают в рот воду. Далее они используют ее в качестве языка, помогающего протолкнуть пищу в пищевод. Более того, движение подъязычной кости у илистых прыгунов более похоже на таковое у наземных животных, чем у других рыб.
Чтобы показать, что вода действительно играет в этом важную роль, исследователи заменили поверхность, на которой находилась рыба, с простого стекла на сильный адсорбент типа активированного угля. В результате при захватывании пищи значительная часть воды из рта всасывалась адсорбентом, и проглотить пищу прыгуну уже не удавалось.
Как рассчитывают авторы, их работа позволит лучше понять механизм приспособления первых наземных позвоночных к новой среде обитания. |
Гравитационная радуга поможет искать микроскопические черные дыры | https://nplus1.ru/news/2015/03/18/string-theory | 2015-03-18T18:38:00 | Великий Робот | [
"Наука",
"Космос",
"Коллайдер"
] | null | По утверждению авторов предыдущие попытки обнаружения черных дыр в коллайдерах не удавались из-за неправильного расчета | Группа физиков-теоретиков из США, Канады и Египта провела новый расчет диапазона энергий, необходимых для образования микроскопических черных дыр в экспериментах на Большом Адронном Коллайдере (БАК). По результатам работы авторы делают вывод, что предыдущие попытки обнаружения таких черных дыр в БАКе оканчивались неудачей, так как расчет параметров столкновения проводился без учета поправок, следующих из двойной специальной теории относительности, и играющих наибольшую роль как раз на тех малых масштабах, о которых идет речь в экспериментах. Работа опубликована в Physics Letters B, а ее популярный разбор представлен на портале phys.org.Если две частицы, обладающих достаточной энергией, столкнутся, — может образоваться черная дыра. Этот тезис следует «даже» из специальной теории относительности, без необходимости привлечения более сложных построений, таких, например, как теория струн. Основным препятствием для экспериментального подтверждения этого явления остается очень высокий энергетический барьер, — порядка 10^19 гигаэлектрон-вольт, — недостижимый в современных экспериментах.В теории струн существует возможность понижения этого барьера до величин, доступных экспериментаторам. Эта особенность является следствием того, что теория струн оперирует более чем четырьмя измерениями, и можно показать, что гравитационная энергия, необходимая для образования черной дыры, «растекается» по нескольким измерениям, таким образом в привычных нам четырех измерениях предел снижается до терраэлектрон-вольт.На основании последнего вывода на БАКе были проведены эксперименты в рассчитаном диапазоне энергий, целью их было обнаружение микроскопических черных дыр и таким образом подтвердить справедливость утверждений теории струн о многих измерениях. Однако все эксперименты завершились неудачей и теория струн до сих пор остается недоказанной.Авторы текущей работы показывают, что предыдущие расчеты, на основании которых проводились эксперименты, могли быть некорректными, так как в них не были учтены поправки, возникающие из еще одной теории: двойной специальной теории относительности. В ее рамках постулируется наличие эффекта «гравитационной радуги», то есть зависимости угла отклонения фотона в гравитационном поле от его скорости. Это является следствием деформации связи энергии и импульса при приближении к масштабу Планка, и этот эффект предсказан практических во всех теориях квантовой гравитации.Модифицированный расчет показывает, что для образования черных дыр необходимы более высокие энергии, чем использовались в предыдущих экспериментах. В том случае, если в экспериментах с новым диапазоном энергий столкновения удасться обнаружить черные дыры, то это подтвердит не только терию струн и существование дополнительных измерений, но и двойную специальную теорию относительности и эффект гравитационной радуги. |
Ученые составили генетическую карту Великобритании | https://nplus1.ru/news/2015/03/19/greatbritain | 2015-03-19T10:32:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Биология"
] | null | null | Международная группа ученых из Австралии, Великобритании, Финляндии и США получила рекордно подробную карту генетических вариаций жителей Великобритании по состоянию на конец XIX века, после чего по полученным данным уточнили историю миграций на Британские острова. Исследование важно для более детального понимания истории расселения людей в регионе. Статья о работе опубликована в журнале Nature.
Сейчас люди намного более мобильны, чем ранее, и рождение детей у родителей, родившихся далеко друг от друга - норма. Это делает невозможным исследование генетических вариаций, характерных для конкретной местности, поэтому авторы большое время посвятили поиску людей для исследования. К ним предъявлялись два основных требования. Первое - европейское происхождение. Второе - их оба бабушки и оба дедушки должны были родиться на расстоянии не больше 80 километров друг от друга. В итоге было найдено 2039 человек, проживающих в различных районах Великобритании.
У этих 2039 людей была секвенирована ДНК. Поскольку ДНК ребенка представляет из себя смесь из ДНК бабушек и дедушек, можно утверждать, что результаты секвенирования отражают мелкие генетические особенности, характерные для региона, где жили их бабушки и дедушки. При этом следует помнить о возможности возникновения у ребенка новых мутаций, отсутствующих у родителей, а также возможности, что кто-либо из родителей не являлся биологическим - например, из-за супружеской измены или адоптации (усыновления/удочерения).
Результаты показали, что генетические коды действительно позволяют кластеризовать людей по общим генетическим вариациям. И хотя кластеры были получены только анализом ДНК, когда их наложили на карту Великобритании, оказалось, что географически они полностью совпадают. Детальный анализ полученной карты позволил выявить общие закономерности. Так, на Оркнейских островах, небольшом - чуть больше 1000 кв. километров - архипелаге на северо-востоке Шотландии, жители разделились на целых три отдельных кластера. Это связали с затруднениями при перемещении с острова на остров. Самую большую группу, напротив, составляет кластер центральной и южной Великобритании, относительно легкой для перемещений уже в XIX веке.
Чтобы оценить вклад других народов в генетическое разнообразие архипелага, авторы также исследовали геномы 6209 европейцев из континентальной Европы. Результаты подтвердили миграцию англосаксов с территории современной Германии после захвата Рима готами в 410 году. После этого, вопреки одной из версий, англосаксы не просто вытесняли коренное население, а смешивалось с ним, оставляя подтверждение этого в виде “своих” генов. Для сравнения, позже викинги, под чьей оккупацией Великобритания была несколько веков на рубеже I и II тысячелетий, оставили весьма незначительный след в британском генофонде.
Ученые надеются, что проделанная ими работа позволит, анализируя особенности генома, связанные с географией, искать генетические маркеры, связанные с болезнями. Кроме того, им было бы интересно провести подобное исследование в США - хотя, конечно, осуществить такое там было бы значительно сложнее. |
Рацион пауков повлиял на форму паутины | https://nplus1.ru/news/2015/03/19/spiders | 2015-03-19T14:32:00 | Николай Воронцов | [
"Наука"
] | 4.5 | null | Международная группа ученых нашла связь между структурой паучьей сети и добычей, поедаемой пауком. Результаты эксперимента опубликованы в журнале Royal Society Open Science.
В эксперименте четыре группы пауков Nephila pilipes кормили различным образом: живыми сверчками (CC), живыми мухами (FF), мёртвыми сверчками имитируя колебания паутины от мух (CD) или мёртвыми мухами, имитируя колебания паутины от сверчков. (FD).
Пауки при строительстве сети не следуют одному шаблону и могут менять структуру, степень клейкости сети и натяжение радиальных нитей. Эксперимент показал зависимость этих параметров от добычи, которая попадает в паутину.
Пауки из группы CD строили самые липкие сети с наименьшим использованием паутины, в то время как пауки группы FF строили самые большие по радиусу сети с наибольшей полезной площадью. Пауки из группы CC строили небольшие прочные сети с крупными ячейками для ловли живых сверчков.
В предыдущих работах исследовалось влияние белка в рационе на структуру паутины. Выяснилось, что при повышенном потреблении белка пауки строят более прочные ловчие сети с большим количеством радиальных нитей. |
Биологи составили базу спектров отражения 137 видов бактерий | https://nplus1.ru/news/2015/03/19/bacteria-spectra | 2015-03-19T14:33:00 | Великий Робот | [
"Наука",
"Технологии",
"Разное"
] | 4.9 | Полученный каталог планируется использовать для детекции жизни на экзопланетах | Коллектив биологов из Германии и США составил базу данных по 137 видам бактерий, в которую помимо информации о виде вошли их спектры отражения в видимом диапазоне. Полученные данные авторы предлагают использовать в качестве референсных точек в исследованиях, направленных на обнаружение признаков жизни на экзопланетах. Работа опубликована в Proceedings of National Academy of Sciences. Все полученные данные находятся в открытом доступе на сайте https://biosignatures.astro.cornell.edu. Чистую культуру бактерий, выращенную в жидкой среде, осаждали при помощи фильтрации. С полученной массы снимали спектр полусферического коэффициента отражения, то есть сумму двунаправленной функции отражений (BRDF) по телесному углу 2*pi — полусфере. Фактически этот параметр представляет собой усредненную по всем углам величину I/I0, то есть отношение интенсивности отраженного света к интенсивности падающего. Спектры снимали в диапазоне длин волн падающего света от 0,35 до 2,50 микрон, что соответствует видимому свету и ближней инфра-красной области.
PNAS
Выбор именно этих параметров для создания каталога ученые объясняют тем, что более высокочастотное излучение — ультрафиолет, например, — в значительной степени поглощается, к примеру, атмосферой планеты, что затруднит обнаружение требуемых частот в спектре экзопланет, кроме того жесткое УФ излучение, как известно, приводит к гибели микроорганизомв. Что касается более длинноволнового спектра — дальнего инфракрасного, — то он искажается за счет теплового излучения экзопланет. Таким образом, видимый свет является оптимальным диапазоном для каталога бактерий. Анализ спектров показал, что главный вклад в поглощение видимого света вносят пигменты, содержащиеся в бактериях, а ближнее ИК излучение в основном поглощается водой. Последний фактор приводит к тому, что сигнал для одного и того же вида бактерий заметно меняется в зависимости от степени дегидрации микроорганизма. Пигментный же состав отличается достаточно сильно для бактерий, обитающих в критических условиях (термофилы, например), и бактерий из умеренной среды. Также Ученые обращают внимание, что для гетеротрофных бактерий содержание пигментов, а следовательно и спектр отражения, меняется в зависимости от текущего метаболизма и содержания тех или иных питательных веществ в непосредственной среде обитания. PNASИнтерес к подобному исследованию диктуется активным развитием астрономии экзопланет: то есть планет, находящихся в «зоне жизни». Наличие живых организмов в таких системах принято искать косвенным методом: по наличию в атмосфере молекулярного кислорода (окислитель) и метана (восстановитель). Присутствие двух этих веществ одновременно означает отсутствие химического равновесия, одной из причин которого может быть наличие живых организмов, в особенности — растений. Однако авторы статьи замечают, что по сравнению с бактериями растения (на примере Земли) существуют не так давно, поэтому стоит также обратить внимание на поиски жизни в ее более раннем проявлении, для чего необходимо иметь каталог «отпечатков пальцев» одноклеточных организмов. |
Дизайнеры создали туфли на основе электронных чернил | https://nplus1.ru/news/2015/03/19/e-ink-shoes | 2015-03-19T16:33:00 | Великий Робот | [
"Гаджеты",
"Технологии",
"Красота"
] | 2.7 | Дисплей e-ink позволит изменять внешний вид обуви под каждый новый наряд | Коллектив стартапа iShuu из Литвы предложил концепт туфель Volvorii Timeless, внешний вид которых можно менять через приложение на смартфоне. Благодаря встроенному гибкому дисплею e-ink владелец может выбирать один из предустановленных узоров: от черного и белого моно-цвета до горошка или гусиных лапок. В настоящий момент проект собирает финансирование на крауд-сорсинговой платформе www.indiegogo.com, в предзаказе туфли обойдутся покупателю в $250, предварителньная дата запуска в серию — декабрь 2015.Помимо самого дисплея в туфли встроен Bluetooth модуль и аккумулятор, который по словам создателей обеспечит туфлям от двух месяцев до полугода работы без подзарядки. Для переключения узоров можно будет воспользоваться мобильным приложением.
Технология e-ink изначально была создана для портативных устройств для чтения, однако в последние годы она была успешно перенесена на рынок мобильной электроники: часы Pebble, смартфон Yotaphone. Создание гибкого варианта дисплея позволило перенести его и на обувь. В основе технологии большинства электронных чернил лежат так называемые «частицы Януса»: капсулы, наполненные черными или белыми частицами, чувствительными к электричесому полю. При подаче напряжения на обкладки экрана частицы внутри капсул перераспределяются, таким образом создавая текст или рисунок на дисплее. Примечательно, что энергия таким устройством потребляется только в момент «перелистывания», а на поддержание картинки практически не расходуется.
Еще одной важной особенность электронных чернил является то, что они сами по себе не испускают свет, в отличие от традиционных ЖК или плазменных дисплеев. Благодаря этому свойству электронные чернила ведут себя так же, как бумага или ткань: для того, чтобы разглядеть рисунок, необходимо внешнее освещение. |
Сверхмалым спутникам предложили реактивный двигатель на основе льда | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/cubesats | 2015-03-19T21:20:00 | AZ ZAZ | [
"Космос",
"Разное"
] | null | null | Группа ученых из Нидерландов предложила использовать лед в качестве топлива для сверхмалых спутников CubeSat. Возможная практическая реализация задумки способна резко расширить сферу применения этих спутников. Статья с описанием идеи опубликована в журнале Acta Astronautica.
CubeSat - формат спутника объемом порядка одного кубического дециметра. Из-за малого размера и веса на одной ракете таких спутников можно запускать сразу большое количество. Это резко снижает стоимость запуска в пересчете на один спутник, и по этой причине им прогнозируют большое будущее. Однако из-за того же малого веса и размера на такие спутники нельзя поместить полноценный реактивный двигатель. В результате высотой CubeSat’ов становится невозможно управлять, и спустя несколько месяцев после запуска либо падают в атмосферу. По той же причине сфера их применения ограничивается земной орбитой - CubeSat’ы нельзя послать за ее пределы.
Авторы предложили принципиально новую конструкцию реактивного двигателя, основной компонент которого - обычный водяной лед. В вакууме под действием солнечных лучей он сублимируется: вода переходит из твердого состояния в газообразное, минуя жидкую фазу. По расчетам авторов, использование сопла поможет направлять спутник в нужную сторону, и при этом для одного двигателя понадобится лишь около 150 г воды.
Есть, однако, ряд недостатков. Так, добавление любого двигателя в конструкцию спутника уменьшит максимальную массу его электроники. Кроме того, в таком двигателе нужно избежать таяния воды при взлете и выходе на орбиту. Однако авторы надеются, что последняя задача не является принципиально нерешаемой. И если ее все же решить, время жизни CubeSat’ов на орбите резко увеличится. В таком случае они смогут выполнять большое количество новых задач. |
Люминесценция грибов оказалась не просто красивым эффектом | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/bioluminescence | 2015-03-19T22:08:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | null | null | Группа ученых из Бразильского химического университета (Сан-Паулу, Бразилия) определили причину, по которой среди грибов есть виды, обладающие способностью к люминесценции. Как выяснилось, свечение привлекает насекомых, переносящих споры гриба на удаленные расстояния от исходного гриба. Работа важна для более детального понимания того, как грибы распространяются в природе. Статья об исследовании опубликована в журнале Current Biology.
Способностью к люминесценции обладает множество живых существ, однако грибов среди них очень мало - только 71 вид из, примерно, 100000. Как считалось ранее, их свечение не несет никакой конкретной цели и является лишь побочным результатом метаболизма. Однако при внимательном изучении графика яркости от времени для гриба вида Neonothopanus gardneri оказалось, что она подчиняется циркадным ритмам - то есть повышается и понижается с определенной периодичностью. Ярче всего гриб светился ночью, когда заметить его было проще всего.
Чтобы понять, для чего гриб использует люминесценцию, авторы создали муляж гриба из резины и поставили его в том же лесу, где обитают настоящие N. gardneri, рядом с зелеными светильниками. Оказалось, что свечение привлекает огромное множество насекомых - жуков, мух, ос, муравьев и т.п. Как посчитали авторы, “выгода” гриба заключается в том, что, прилетая или приползая к грибу, насекомые захватывают его споры и в дальнейшем переносят их на новое место, помогая распространению вида.
Помимо чисто теоретического интереса, работа позволяет лучше понять механизмы распространения грибов в живой природе. Кроме того, среди группы базидиомицетов - паразитов культурных растений - есть светящиеся виды. Исследование этих видов может позволить разработать новые способы борьбы со всей группой базидиомицетов в целом. |
Тест на наличие ДНК за 90 минут | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/DNAtest | 2015-03-20T13:12:00 | Николай Воронцов | [
"Наука",
"Разное"
] | 3.3 | null | Ученые из Университета Квинсленда разработали новый экспресс-тест для обнаружения патогенов по ДНК, который, потенциально, может заменить в полевых условиях сложные лабораторные исследования. Описание метода
опубликовано
в
Chemical Communications
Стандартным методом обнаружения ДНК является полимеразная цепная реакция, в ходе которой нужный фрагмент ДНК многократно копируется (амплифицируется), а затем либо окрашивается в геле, либо детектируется в самом приборе, где проводилась ПЦР. Идея ученых заключалась в том, чтобы вместо ПЦР, которая требует дорогостоящего термоциклера и наличия электросети, использовать старый метод коллоидной химии - флокулляцию, то есть резкое выпадение осадка из наночастиц. При этом все равно требуется проводить амплификацию искомого участка ДНК, но ПЦР в таком случае заменяется
методом амплификации, который не требует изменения температуры раствора
, а значит может проводиться вообще без приборов.
Метод работает следующим образом. В тестируемый образец добавляются наночастицы и
праймеры
искомой ДНК и запускается реакция амплификации. Если искомая ДНК находилась в образце, количество молекул ДНК в пробе возрастает в геометрической прогрессии. После этого длинные молекулы ДНК связывают между собой наночастицы, из-за чего они слипаются в хлопья и выпадают в осадок, а раствор становится прозрачным. Если же искомой ДНК нет в образце, синтез новых молекул ДНК не происходит, наночастицы не связываются друг с другом, раствор остается мутным. Самих по себе праймеров недостаточно для того, чтобы вызвать флокуляцию - их размеры слишком малы, чтобы связать наночастицы.
Профессор Мэтт Троу, один из авторов работы, полагает, что тест найдёт применение в здравоохранении и сельском хозяйстве, поскольку способен обнаруживать следы вирусов, бактерий, грибка и паразитов в организме людей, животных и даже в сельскохозяйственных культурах. При помощи теста уже были успешно обнаружены в образцах человека ВИЧ, малярия, туберкулёз и свиной грипп, кишечная палочка в воде, вирус герпеса у коров и грибок в зерне.
Тестирование на наличие следов определённой ДНК достаточно давно и успешно применяется в различных сферах, однако необходимость проведения анализа в лабораторных условиях влияет на время получения результата и стоимость процедуры. Ранее исследователи не рассматривали молекулы ДНК как полимер, при помощи которого можно запустить процесс флокуляции. С описанным авторами исследования методом анализ «на месте» становится реальной перспективой. |
Розетта нашла молекулярный азот на комете Чурюмова-Герасименко | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/nitrogen | 2015-03-20T14:06:00 | Великий Робот | [
"Космос",
"Наука",
"«Филы» и «Розетта»"
] | null | Новые данные станут важным ключом к объяснению происхождения объектов Солнечной системы | Международный коллектив ученых впервые in situ измерил соотношение молекулярного азота к монооксиду углерода в атмосфере кометы Чурюмова-Герасименко. Из полученных данных следует, что комета формировалась в холодной части протосолнечной туманности. Также получается, что источником азота на Земле не могли стать кометы семейства Юпитера, как считалось ранее. Работа опубликована в журнале Science. Измерения содержания азота проводились при помощи масс-спектрометра ROSINA (Rosetta Orbiter Spectrometer for Ion and Neutral Analysis), построенного в Бернском Университете, Швейцария. Измеренное содержание молекулярного азота по отношению к монооксиду углерода составило около 0.57%, что существенно меньше, чем предсказывают модели протосолнечной туманности, из которой образовалась Солнечная система. Одними из самых ранних объектов, сформировавшихся в туманности, были кометы, именно поэтому их состав и строение представляют собой важный источник информации о ранней Солнечной системе. Согласно общепринятому взгляду, молекулярный азот был главным источником азота в протосолнечной туманности, тогда как монооксид углерода — одним из главных источников углерода. Измерив соотношение этих двух компонентов в атмосфере комет, можно делать вывод об их происхождении и участии в образовании других объектов, например, — планет. Масс-спектрометр ROSINA-RTOF Изображение: space.unibe.ch/
Существует две основных модели формирования комет, которые могут объяснить сравнительно низкое соотношение азота и монооксида углерода в атмосфере кометы Чурюмова-Герасименко: согласно одной из них кометы формировались вокруг ядра, образованного аморфным льдом из воды, в который включение молекулярного азота происходит крайне неэффективно, что объясняет его пониженную концентрацию в комете на данный момент. Согласно другой модели, в качестве ядра комет выступали клатраты: соединения, представляющие собой упорядоченную оболочку, в полости которой находится неполярная молекула (в данном случае азот). С изменениями температуры и давления в комете происходила перестройка клатратов в аморфный лед, что также приводило к снижению уровня азота, включенного в тело кометы. В любом случае обе эти модели предсказывают температуру формирования комет не выше 30 кельвинов, что соответствует одним из наиболее холодных регионов протосолнечной туманности. Поскольку комета Чурюмова-Герасименко относится к семейству комет Юпитера, авторы работы на основе своих данных ставят вопрос о том, могли ли другие кометы из этого семейства быть важным источником азота на Земле? Согласно их рассуждениям и данным предыдущих измерений концентраций азотосодержащих веществ на других планетах, а также изотопного состава Юпитера и Земли, делается вывод, что вклад молекулярного азота, включенного в тело комет, оказался бы в 15 раз слабее, чем вклад от других источников азота. Таким образом, кометы, по мнению авторов, не были главным источником азота при формировании нашей планеты. |
Дрон научили передвигаться по стене | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/drone | 2015-03-20T15:57:00 | Николай Воронцов | [
"Гаджеты",
"Роботы и дроны"
] | 3 | null | Инженеры из Корейского института передовых технологий (KAIST) сконструировали квадрокоптер, способный передвигаться по вертикальным поверхностям при помощи колёс, сообщает IEEE SpectrumВыбор такой необычной конфигурации для робота обусловлен тем, что в некоторых случаях летающий дрон не может обеспечить необходимой неподвижности или близости к объекту проведения работ. Также квадрокоптер не годится для задач пристального исследования поверхности объекта.Главным преимуществом своего робота создатели считают наличие страховки от срыва. В случае потери контакта со стеной робот просто зависнет в воздухе и сможет без повреждений спуститься на землю. По словам инженеров, именно проблема отсутствия страховки при падении отпугивает потенциальных покупателей подобных роботы и тормозит их промышленное использование для работ на высоте.
Карабкающиеся роботы не являются чем-то принципиально новым, однако применяемые способы передвижения по вертикальным поверхностям постоянно меняются в зависимости от целей. |
Биологи сделали томографию «сахарной» ивы | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/willow | 2015-03-20T16:53:00 | Великий Робот | [
"Наука",
"Разное"
] | null | Новые данные объяснили, почему деревья, растущие под углом, дают больше биотоплива | Команда ботаников из Великобритании и Канады провела рентгеновскую томографию прутовидной ивы (Salix viminalis) и объяснила резкое увеличение выхода сахаров в растениях, растущих под углом. Причиной оказалось утолщение клеточной стенки, что увеличивает прочность древесного волокна. Работа опубликована в BMC Plant Bilogy, также о ней можно прочитать в релизе Имперского Колледжа в Лондоне.Авторы работы изучали срезы стволов прутовидной ивы возрастом 12 недель: три из них росли вертикально в качестве контроля, а 3 были наклонены под углом 45 градусов. В качестве основного метода использовали рентгеновскую компьютерную томографию, также отдельно измеряли плотность древесины и проводили клеточное исследование.Плотность деревьев, растущих под наклоном (275 г/л) оказалась почти в полтора раза больше плотности древесины контрольных образцов (195 г/л), а при изучении среза было явно заметно образование гелеобразных волокон (g-fibres) в наклоненных деревьях. По результатам компьютерной томографии ученые сделали вывод, что для увеличения механической прочности ствола клетки древесины наращивают стенку в ущерб внутреннему объему клетки. Это ухудшает транспорт питательных веществ, но только локально, что в целом не приводит к уменьшению выхода биомассы древесины по сравнению с контрольными образцами.
С точки зрения получения биотоплива практически все увеличение плотности древесины приходится на клеточную стенку, богатую сахарами, что в итоге позволяет существенно увеличить выход топлива на единицу биомассы. И несмотря на то, что этот факт был известен раньше, текущая работа впервые демонстрирует изменение структуры древесного ствола на клеточном уровне и в трех измерениях.
Древесина ивы считается перспективным сырьем для ферментативного синтеза биотоплива, так как она богата сахарами, а сами растения являются очень непривередливыми и достаточно быстрорастущими. Их можно выращивать в неблагоприятных условиях, чем часто пользуются, например, для очистки отдельно взятого региона от загрязнений в почве. |
Ученые открыли пять новых форм диоксида кремния | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/silica | 2015-03-20T20:13:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | null | null | Группа ученых из Института Карнеги (Вашингтон, США) получила пять новых форм диоксида кремния с разными кристаллическими структурами. Открытие важно в контексте понимания строения Земли. Статья о работе принята к публикации в журнале Nature Communications, пресс-релиз доступен на сайте института.
Диоксид кремния имеет формулу SiO2. Известно, что это основной компонент земной коры и мантии, но для понимания строения земных оболочек необходимо понимать, в каких кристаллических модификациях он там содержится.
До этой работы уже было известно несколько модификаций SiO2. При нормальных условиях наиболее устойчива форма, образованная тетраэдрами, у которых в центре находятся атомы кремния, а в вершинах - атомы кислорода. При этом говорят, что координационное число (КЧ) кремния равно четырем. В такой своей модификации диоксид кремния хорошо известен неспециалистам - это основная составляющая большинства видов песка.
Другие модификации SiO2 устойчивы лишь при больших давлениях и/или температурах. Так, достаточно давно известны коэсит (образован теми же тетраэдрами, но чуть иначе упакованными) и стишовит (образован октаэдрами, где, опять, в центре атомы кремния, а в вершинах - кислорода; здесь КЧ кремния равно 6). Достаточно давно возник вопрос: существуют ли модификации, “промежуточные” между коэситом и стишовитом?
Однако результаты авторов опровергли это предположение. Варьируя давление, которому подвергался SiO2, от 257 до 523 тысяч атмосфер (26 - 53 ГПа), они получили сразу 5 новых кристаллических структур. Структура, отвечающая наибольшему давлению, содержала только атомы кремния с КЧ 6. Остальные четыре структуры содержали атомы кремния как с КЧ 4, так и с КЧ 6 - в разных пропорциях и взаимном расположении.
Все полученные кристаллические решетки строго периодические, что было доказано методами рентгеновской дифракции. Результаты опровергают гипотезу, в соответствии с которой при изменении КЧ кремния от 4 до 6 диоксид кремния на некоторое время становится аморфным, то есть не имеющим строгой периодичности строения.
Эксперименты проводились при комнатной температуре, в то время как в земной коре и мантии температуры сильно выше, и делать вывод, что открытые модификации реально присутствуют в земных недрах, преждевременно. Однако это вполне можно считать первыми набросками, которые позволят понять, в каком направлении продолжить поиск новых фаз при высоких температурах. |
Впервые получен и проанализирован спектр иона CH5+ | https://nplus1.ru/news/2015/03/20/ch5 | 2015-03-20T20:29:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Разное"
] | null | null | Группа ученых из Германии и Японии впервые получила и проанализировала колебательный спектр метония - иона CH5+. Из-за возникающих практических сложностей детальная регистрация этого спектра является небольшим шагом вперед в области спектроскопии. Краткая заметка о работе опубликована в журнале Science.
Метоний - это крайне нестабильная структура, образующаяся при присоединении протона к молекуле метана. В обычных условиях она быстро распадается на карбокатион CH3+ и молекулу H2. Ранее предпринимались попытки регистрации ее колебательного спектра при пониженных температурах, однако на пути к этому есть сложность. Дело в том, что все пять атомов водорода не могут связаться обычной ковалентной связью с атомом углерода одновременно. Поэтому связи C-H в CH5+ непрерывно разрываются и образуются. Это резко усложняет спектр, и до сих пор его тонкую структуру разрешить не удавалось.
Тем не менее, применив частотную гребенку (особый тип источника излучения, прочитать про который подробнее можно здесь), авторам удалось получить спектр, состоящий из 2897 линий. На основе спектра квантовыми расчетами была воссоздана структура низших энергетических уровней. Поскольку для иона такой структуры, фактически, не было общепринятых упрощений, моделирование делалось “из первых принципов”.
Любопытно, что структура уровней соответствует простейшему предположению, при котором атомы водорода могут практически свободно перемещаться вокруг атома углерода, при этом сохраняя межатомные расстояния примерно постоянными. Как ожидают авторы, уточнить корректность такой модели помогут дальнейшие исследования.
Кроме того, перспективным представляется поиск ионов CH5+ в космическом пространстве - возможно, они являются одними из промежуточных стадий при образовании углеводородов в условиях космоса. В последнем случае это позволит еще немного приблизиться к пониманию истории возникновения жизни. |
Суперхищником триаса был предок крокодила | https://nplus1.ru/news/2015/03/21/once-upon-a-time | 2015-03-21T13:11:00 | Николай Воронцов | [
"Наука",
"Разное"
] | null | null | Американскими палеонтологами университета Северной Каролины были найдены окаменелые останки сверххищника позднего триаса, предка современных крокодилов, результаты работы опубликованы в журнале Scientific Reports
Хищник, получивший имя Carnufex carolinensis (Каролинский мясник), обитал на суше и передвигался на задних лапах при длине тела почти 3 метра. От черепа удалось найти только несколько фрагментов, которые были отсканированы, затем учёные прибегли к трёхмерному моделированию для того чтобы понять, как выглядел череп хищника при жизни. Недостающие фрагменты подбирались из аналогичных у родственных видов.
На юге Пангеи конкуренцию крокодиломорфам составляли равизухии и попозавры, однако массовое вымирание в конце Триасового периода привело к исчезновению крупных представителей этих групп по неизвестным пока причинам и нишу высших хищников на следующие 135 млн лет заняли тероподы — хищные динозавры. |
Астероиды оказались способны разваливаться через вращение | https://nplus1.ru/news/2015/03/22/asteroids | 2015-03-22T15:45:00 | AZ ZAZ | [
"Космос",
"Наука",
"Разное"
] | null | null | Группа ученых под руководством астрономов из Ягеллонского университета (Краков, Польша) получила новые данные о природе т.н. активных астероидов - экстремально редкого типа объектов, самопроизвольно испускающих пыль. Данные позволили предположить, что астероид вращается настолько быстро, что “крошится” вблизи экватора. Статья о работе принята к публикации в журнале Astrophysical Journal Letters, препринт статьи доступен здесь, пресс-релиз выложен на сайте Обсерватории Кека (Гавайи, США), где были получены соответствующие результаты.
Активные астероиды отличаются от обычных тем, что не просто двигаются по своим орбитам, а оставляют за собой хвост из испаряющейся воды, подобно кометам. В 2010 году был открыт “подвид” таких астероидов - из них пыль выбивалась с меняющейся интенсивностью. С того момента и до конца августа 2014 года таких астероидов было открыто лишь четыре.
Для объяснения такого поведения было предложено две основные гипотезы. Первая утверждает, что время от времени астероид испытывает столкновения с другими телами, размер которых слишком мал, чтобы их можно было увидеть в телескоп. Вторая - что скорость вращения астероида вокруг своей оси столь велика, что вещество буквально выбрасывается с поверхности объекта. Каких-либо преимуществ ни одна из версий не имела.
Авторы использовали телескоп Обсерватории Кека, чтобы наблюдать за астероидом. На снимках августа 2014 года они обнаружили строгую периодичность в изменении яркости объекта. Это было интерпретировано как результат вращения асимметричного ядра астероида вокруг своей оси. По снимкам удалось посчитать длительность “суток” - она составила лишь 3,24 часа. Как полагают ученые, для тела размером порядка одного-двух километров соответствующая угловая скорость вполне достаточна, чтобы часть материала астероида смогла под действием сил инерции приобрести скорость, превышающую вторую космическую - и в результате оторваться от поверхности.
Работа дает возможность углубить понимание свойств малых небесных тем Солнечной системы. Как отмечают авторы, результаты не позволяют однозначно вычеркнуть гипотезу столкновений, однако делают версию быстрого вращения значительно более вероятной. |
Инженеры научились делать аккумуляторные аноды из выброшенного пенопласта | https://nplus1.ru/news/2015/03/23/peanuts | 2015-03-23T15:35:00 | Великий Робот | [
"Наука",
"Разное"
] | null | Новая технология может стать решением проблемы переработки упаковочных наполнителей | Группа ученых из Университета Пердью в США создала технологию переработки упаковочного наполнителя в аноды для литий-ионных батарей. Согласно тестам, полученные электроды оказались даже лучше рыночных аналогов, при том, что процесс их производства очень недорогой, а сырье по сути является мусором. Работа будет представлена на конференции 249th American Chemical Society National Meeting & Exposition в Денвере 22-26 Марта, коротко о ней можно прочесть на портале phys.org. В основе предложенной технологии лежит разложение наполнителя в инертное атмосфере при температурах от 500 до 900 градусов Цельсия. При этом в зависимости от конкретного режима и присутствия катализаторов образуется углерод или в виде наночастиц или в форме графитовых микро-пластин. Полученный материал проходит дополнительную оработку: как минимум прессовку и формовку, более подробные детали будут опубликованы только после конференции.
Готовые аноды получались примерно в десять раз тоньше, чем графитовые коммереческие аналоги, что по мнению авторов уменьшит время зарядки батарей. Новые аноды также показали большую удельную емкость: 420 миллиампер-часов на грамм против 372 (теоретический максимум емкости для графита). Для доказательства стабильности новых анодов ученые проводили цикл из 300 последовательных зарядок-разрядок тестовых батарей, по результатам которого не наблюдалось существенных потерь в емкости.
По словам авторов технологии, идея работы им пришла случайно: «У нас накопилось много упаковочного наполнителя, пока мы оборудовали нашу новую лабораториюю. Профессор Виллас Пол предложил, как из него сделать что-то полезное.»
«У нас накопилось много упаковочного наполнителя, пока мы оборудовали нашу новую лабораториюю. Профессор Виллас Пол предложил, как из него сделать что-то полезное.»
Проблема утилизации упаковочных наполнителей стоит довольно остро: из-за малой плотности, и, соответственно, большого объема, их транспортировка к центрам переработки оказывается очень невыгодной, поэтому около 90% всего материала в итоге оказывается на обычных свалках. При этом упаковочные наполнители вместе с бутылками и пластиковыми пакетами составляют больше 30% от общего количества производимого мусора (в США). Авторы настоящей работы считают, что дешевизна и простота их метода позволит найти пути решения этой проблемы. |
Алмазными пленками научились покрывать любые поверхности | https://nplus1.ru/news/2015/03/23/diamonds | 2015-03-23T16:56:00 | Великий Робот | [
"Наука",
"Разное"
] | null | Новый метод может найти применение в области создания электронных устройств и микрорезонаторов | Европейские физики создали метод нанесения алмазных пленок нанометровой толщины на подложку из практически любого материала. В качестве тестовых образцов они создали несколько электронных устройств, а также механических резонаторов. Препринт работы выложен на сайте arxiv.org. Авторы получали алмазные пленки на основе кварцевого субстрата, «усеянного» нано-алмазами, выступавшими в качестве зародышей будушей пленки. В качестве основного метода использовалось плазменно-химическое осаждение из газовой фазы (ХОГФ): субстрат помещался в водородную плазму с небольшой концентрацией метана, система поддерживалась при темпераутре 510-560 градусов Цельсия и давлении 33-40 миллибар. Ключевой особенностью работы стала следующая идея авторов: условия роста пленки (температура, давление, наличие примесей) можно подобрать так, что по достижению определенной толщины она начнет трескаться. С одной стороны это ведет к тому, что нельзя получить алмазную пленку большой толщины, с другой стороны, таким путем можно добиться отслаивания фрагментов пленки от субстрата. Затем фрагмент нужного размера и формы можно поднять при помощи клейкой ленты и поместить на любую подложку, после чего ленту аккуратно отклеить: на этот процесс нужно около десяти минут.
Для демонстрации концепта авторы создали два электрода на основе алмазной пленки, допированной атомами бора. Также они сделали несколько механических резонаторов из кварцевой подложки с отверстием заданного диаметра, на которую помещали алмазную пленку, которая выступала как барабанная мембрана. Измеренные характеристики всех демонстрационных устройств находились в соответствие с литературными данными и теоретическими представлениями для аналогов, на основании чего авторы выносят положительный вердикт своей работе.
Сам по себе синтез алмазных нанопленок не является новой идеей. Такие объекты сравнительно давно известны благодаря своим уникальным набором свойств: огромная теплопроводность, полупроводимость (если их допировать атомами других элементов), механическая прочность, прозрачность, биологическая инертность, доступность для химической модификации, — это только часть списка. Однако их применение ограничивается сложностью синтеза, а именно той его части, где пленку надо отделить от субстрата и поместить на нужную подложку. Именно эту проблему решает настоящая работа. Однако авторы видят и ограничения: так, выбор подходящего фрагмента пленки осуществляется при помощи оптического микроскопа и занимает достаточно много времени, что исключает возможность автоматизации. Тем не менее, в областях, где важны точные свойства, а не крупнотоннажность, новый метод может найти свое применение.
В очередной раз стоит отметить использование клейкой ленты в научных открытиях: в предудущем случае «скотч» прославился в открытии графена нобелевскими лауреатами Александром Геймом и Константином Новоселовым. В этот раз главным героем работы выступал не он, а специально синтезированная лента из полидиметилсилоксана (ПДМС), однако идея и концепция остались прежними. |
Математики научились оптимизировать зрелищность спортивных состязаний | https://nplus1.ru/news/2015/03/24/tournaments | 2015-03-24T10:45:00 | Великий Робот | [
"Наука",
"Космические дневники"
] | null | В играх на выбывание нашлось два конкурентных способа посева команд | Российским математикам удалось аналитически решить задачу об оптимальном посеве команд в турнирах на выбывание. Согласно полученному решению, существует две оптимальные схемы: или с самого начала сильные играют с сильными, слабые — со слабыми, или на каждом этапе в паре есть команда из «слабой» половины и команда из «сильной». Выбор между двумя решениями определяется параметрами конкретного турнира. С текстом работы можно ознакомиться на сайте Social Science Research Network. Для математической параметризации задачи авторы обозначали команды на турнире в соответствие с их силой от 1 до N, где 1 — самая сильная. Далее вводится характеристика матча с точки зрения зрителей: D(r,i,j) = Ar f[g(i+j) — |i-j|], где i и j — номера команд, r — номер раунда. Первый член Ar определяет степень возрастания интереса к турниру при его приближении к финалу, g(i+j) — это «качество» данного матча, пропорциональное суммарной силе команд, а -|i-j| - зрелищность матча, которая определяется тем, насколько команды близки по силе. Авторы отмечают, что эмпирически известно, что чем ближе команды по силе, тем интенсивнее будет противостояние. f — это функция, сглаживающая возможные нелинейности, она необходима для строго аналитического вывода. Задача об оптимальном посеве команд фактически сводится к выбору перестановок вектора {1,2,...,N} в каждом раунде, так, чтобы сумма D по турниру была максимальной. Первое приближение авторы строят на предположении, что в каждом матче с вероятностью p=1 побеждает более сильная команда. В этом ключе авторы получают два решения, а затем показывают, что в вероятностной модели, когда p<1, эти решения все равно оказываются оптимальными, особенно для больших p.
Первое решение соответствует классическому посеву, авторы называют его «дальним» (distant seeding): в каждом раунде команда из «сильной» половины играет с командой из «слабой» половины. Это решение хорошо известно на практике, его целью является вывод сильных команд в финальную часть турнира в ущерб зрелишности на начальных этапах. При этом фактор качества матчей также непрерывно растет.
Второе решениие представляет собой так же известный, но менее распространенный вариант «близкого» посева (close seeding): (1;2), (3;4), (5;6), (7;8) то есть в первом же раунде самый сильные играет со вторым по силе, третий — с четвертым и так далее. Такая группировка создает зрелищные и напряженные матчи в самом начале, тогда как ближе к финалу накал спадает.
История спортивных турниров показывает, что предпочтение отдается обычно первому варианту посева, чтобы увеличить вероятность финала, в котором будут играть две сильные команды. Тем не менее, авторы статьи замечают, что при определенном соотношении параметров g и A, то есть «качества» и роста интереса при движении к финалу, «близкий» посев становится оптимальным. |
Юпитеру приписали важную роль в образовании Земли | https://nplus1.ru/news/2015/03/25/jupiter | 2015-03-24T22:03:00 | AZ ZAZ | [
"Космос",
"Наука",
"Космические дневники"
] | null | null | Юпитеру приписали важную роль в образовании Земли
Двое планетологов российского происхождения из Калифорнийского технологического института и Калифорнийского университета (Калифорния, США) предложили версию, объясняющую, почему в Солнечной системе планеты земного типа расположены намного дальше от Солнца, чем планеты в большинстве других известных планетных систем. Работа позволяет лучше понять возможные пути развития планетных систем в целом. Статья об исследовании опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
На данный момент учеными обнаружено уже более тысячи экзопланет. Значительное их число входит в планетные системы с двумя планетами и более. Этого количества уже достаточно, чтобы пытаться собирать разного рода статистику. И даже при беглом взгляде на открытые планеты становится видно, что большинство из них сильно отличаются от планет Солнечной системы тем, что обращаются вокруг материнских звезд за считанные дни; максимум - месяцы, тогда как ближайшая к Солнцу планета, Меркурий, делает оборот вокруг него лишь за 88 дней.
Кроме того, ближние к звездам экзопланеты, как правило, массивнее “наших”. Наконец, как показывают модели, в сравнении с экзопланетами на внутренних планетах Солнечной системы слишком маленькие атмосферы, что показывает, что формировались они уже после рассеяния основной массы газа протопланетной туманности.
Статистика по открытым супер-Землям (обозначены кружками). Расстояние от центра обозначает расстояние от звезды в логарифмической шкале (для сравнения отмечены размеры орбит Меркурия, Венеры, Земли и Марса, а также 10 земных радиусов). Диаметр кругов - физический размер планеты. Цвет кругов - количество планет в системе.
Ранее для объяснения факта, что планеты-гиганты находятся на окраинах Солнечной системы (в отличие от экстрасолнечных планетных систем) уже выдвинули гипотез, по которой планеты-гиганты образовывались ближе к Солнцу, после чего мигрировали на удаление. Позже версию несколько модифицировали, предположив, что планеты-гиганты образовались примерно в тех областях системы, где они находятся сейчас (в 5-30 раз дальше от Солнца, чем Земля), после чего сначала мигрировали ближе к Солнцу, а потом вернулись обратно.
Оказалось, что вторая версия объясняет не только удаленность планет-гигантов, но и аномалии в строении внутренней Солнечной системы. Согласно смоделированному сценарию, в первое время ее жизни недалеко от Солнца появилось несколько супер-Земель (каменистых планет с массой меньше массы Земли). Однако миграция Юпитера с нынешних 5 а.е. от Солнца до 1,5 а.е. (примерно соответствует орбите Марса) сильно дестабилизировала орбиты этих супер-Земель, сделав их сильно эллиптическими. После этого практически неизбежными становились столкновения планет друг с другом, подобные тому, что привело к образованию Луны, но более сильные по масштабам. Но и это было не все: увеличение эксцентриситета (величина, показывающая отклонение эллиптической орбиты от круговой) не могло стабилизировать движение внутренних планет, и при особенно сильных колебаниях эти планеты буквально падали на Солнце, при этом исчезая. Вокруг Солнца при этом продолжали вращаться каменистые обломки планет “первого поколения”
Как предположили авторы, это типичный сценарий развития планетных систем - и на этом месте крупные события завершаются. Однако для нашей Солнечной системы миграция Юпитера оказалась обратимой из-за недавно (на тот момент) образованного Сатурна, который, заключив Юпитер в орбитальный резонанс 3:2, заставил последний начать обратный дрейф - во внешнюю часть системы. Во внутренней части после этого из оставшихся обломков сформировались планеты, известные нам: Меркурий, Венера, Земля и Марс.
Гипотеза хорошо объясняет отличие Солнечной системы от большинства других. Однако следует отметить, что статистика, под которую подстраивали модель, отражает, в первую очередь, те планеты, которые легче всего обнаружить, а не то, какие планеты в каких соотношениях встречаются. В связи с этим уместно вспомнить первые годы изучения экзопланет; тогда ученые открывали только “горячие юпитеры” (планеты-гиганты, от своих звезд отстоящие меньше, чем Меркурий от Солнца), а в научной среде велась полемика - не являются ли каменистые планеты типа Земли исключительным явлением? Сейчас мы уже знаем, что ответ отрицательный. Есть основания предполагать, что с развитием методов обнаружения экзопланет статистика, а вместе с ней и представления об эволюции системы, снова поменяется. |
Зеленые водоросли оказались перспективны в борьбе с муковисцидозом | https://nplus1.ru/news/2015/03/27/chlamydomonas | 2015-03-27T15:40:00 | AZ ZAZ | [
"Наука",
"Космические дневники"
] | null | null | Группа ученых из Пенсильванского университета (Филадельфия, США) и Колледжа Хаверфорд (Хаверфорд, США) обнаружила, что в вязкоэластичных жидкостях клетки движутся совершенно не так, как в ньютоновских. Работа может помочь в разработке новых способов лечения болезней типа муковисцидоза. Статья о работе опубликована в журнале Scientific Reports. Важной структурной составляющей легких является мерцательный эпителий - внутренний слой клеток, выстланный ресничками. Его основное назначение состоит в том, чтобы удалять попавшие с воздухом частички пыли, бактерии, а также образующуюся слизь. При муковисцидозе, среди прочего, нарушается функционирование этих ресничек, и слизь начинает накапливаться в легких. Эта слизь, как и большинство биологических жидкостей, не является ньютоновской (не обладает одной и той же вязкостью вне зависимости от скорости объекта в ней) - она проявляет как вязкие свойства, присущие жидкостям, так и упругие, присущие твердым телам. Поэтому исследователи приготовили две серии жидкостей: в одной все жидкости были ньютоновские, в другой серии - вязкоупругие. Составы подобрали так, чтобы как вязкие, так и упругие свойства изменялись в широком диапазоне. Полученные жидкости тонкими пленками расположили между натянутыми проволочками, и запустили в каждый раствор по небольшой колонии хламидомонад (Chlamydomonas reinhardtii), одноклеточных зеленых водорослей. После этого в микроскоп наблюдали за движением двух ее хлыстообразных жгутиков. Благодаря им она способна к активному перемещению в жидкостях, и как предположили авторы работы, движением этих жгутиков можно достаточно корректно приблизить движение ресничек в мерцательном эпителии.
Оказалось, что в ньютоновских жидкостях при увеличении вязкости частота колебаний жгутиков увеличивается, но динамика, то есть положение жгутика в определенный момент цикла, остается прежней. Иная картина наблюдается в вязкоупругих жидкостях: здесь характер движения резко меняется. При этом итоговая скорость хламидомонады снижается в сравнении с ньютоновскими жидкостями - даже при небольшой упругой компоненте. При этом, что удивило исследователей, при увеличении упругости частота колебаний также возрастает.
В настоящий момент рабочая группа разрабатывает “искусственные реснички”, чтобы выяснить, является изменение “стиля плавания” пассивной реакцией на изменение свойств среды, или же клетка "намеренно" меняет характер движений жгутика. Это важно для разработки новых путей лечения болезней, связанных с образованием избытка жидкостей. Кроме того, они рассчитывают узнать, отличается ли движение группы клеток от движения одиночных.
Алексей Чепига |
Во фрустрированных магнетиках нашли новый тип теплопроводимости | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/frufru | 2015-04-06T08:48:00 | Тарас Молотилин | [
"Химия",
"Материалы"
] | 3.2 | null | Физики из Принстонского университета впервые экспериментально изучили транспортные свойства спиновых возмущений во фрустрированных магнетиках. Новые данные предоставляют важную информацию о запутанных частицах в неупорядоченных спиновых системах. Работа опубликована в Science.
Фрустрированные магнетики — это вещества, в которых при низких температурах спины не могут упорядоченно выстроиться из-за геометрических причин. Самый простой пример — треугольник, в вершинах которого находятся спины. Для минимизации энергии все они должны антипараллельно друг к другу, но одновременно для всех такого состояния достичь невозможно. В трехмерном случае аналогичная ситуация встречается в тетраэдрах.
Вследствие этого во фрустрированных магнетиках при низких температурах существуют неупорядоченности, которые могут перемещаться по материалу, и таким образом переносить, к примеру, тепло. Авторам статьи удалось экспериментально измерить транспортные свойства таких неупорядоченностей и описать их в терминах квази-частиц.
Для проведения эксперимента ученые вырастили кристаллы Tb2Ti2O7, имеющего структуру пирохлора, он как раз является фрустрированным антиферромагнетиком. В его кристаллической структуре есть два мотива тетраэдров, перекрывающих друг друга, вследствие чего спины стремятся выстроиться антипараллельно, однако не могут полностью достичь этого состояния из-за геометрической фрустрации.
Для изучения отклика спиновых неупорядоченностей авторы помещали кристаллы в магнитное поле. В такой системе теплопроводность возникает из-за эффекта Холла: в магнитном поле частицы или квазичастицы, проводящие тепло, «сносятся» поперек потока, создавая дополнительный градиент температуры. Отношение проводимости поперек к проводимости вдоль называется углом Холла. В работе изучали зависимость этой величины от напряженности магнитного поля и средней температуры кристалла. Сам факт, что эффект Холла наблюдался в веществе-изоляторе, в котором нет подвижных зарядах, говорит о кардинально новых свойствах фрустрированных магнетиков.
Авторам было важно показать, что транспортные свойства, которые они измеряли в эксперименте, возникают именно из-за фрустрации, ведь существуют еще два механизма теплопроводности, которые могут приводить к похожим явлениям: фононы и магноны.
Фононы
— это квази-частицы, которые описывают колебания атомов кристаллической решетки. Этот механизм теплопроводности играет огромную роль при достаточно высоких температурах, но подавляется при приближении к абсолютному нулю.
Магноны
— это тоже квазичастицы. В идеальном кристалле все спины стремятся выстроиться параллельно, однако при конечных (но все равно очень маленьких) температурах небольшое число спинов ориентируется антипараллельно. Полученные неоднородности как раз и описывают в терминах квази-частиц. Авторы показывают, что измеренные характеристики не могут принадлежать ни фононам, ни магнонам, по крайней мере — ни в одном из известных теоретических подходов. Однако они хорошо согласуются с тем небольшим числом данных, которые доступны по фрустрированным магнетикам. Так, в частности, ученые показывают, что по теплопроводности эти материалы очень похожи на металлы с примесями, а также, что неупорядоченности в них, вероятно, являются фермионами, тогда как про магноны хорошо известно, что они являются бозонами. |
Химики нашли два новых оксида алюминия | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/nowayoxide | 2015-04-06T08:52:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"Космические дневники"
] | null | Они могли бы существовать в земном ядре и мантии экзопланет | Группа ученых под руководством российского теоретика-кристаллографа Артема Оганова предсказала существование новых форм оксида алюминия, устойчивых при высоких давлениях. Со статьей можно ознакомиться в журнале Scientific Reports.
Авторы проводили компьютерное моделирование систем, состоящих из атомов кислорода и алюминия, пытаясь обнаружить ранее не описанные устойчивые соединения. В качестве фактора, влияющего на устойчивость систем ими варьировалось внешнее давление в интервале от 0,1 до 5 миллионов атмосфер. Оказалось, что кроме известного науке оксида алюминия (корунд, сапфир и рубин) при давлениях свыше 3,3 миллионов атмосфер существуют еще два соединения: AlO2 и Al4O7 (последний устойчив в области 330-443 ГПа).
AlO2 и Al4O7 - изоляторы, обладающие ионной природой. Их отличительной особенностью является наличие пероксидных групп (-O-O-)2- наряду с оксидными (-O-)2-. Это приводит к образованию дополнительной зоны проводимости в материале и сужает запрещенную зону в два раза, до 2,92 и 2,51 электрон-вольт по сравнению с Al2O3.
Моделирование проводилось помощью алгоритма USPEX, разрабатываемого группой Оганова с 2004 года. С помощью него были предсказаны и, впоследствие, обнаружены такие ранее неизвестные соли как NaCl3, NaCl7 Na3Cl2, Na2Cl и Na3Cl, а также описаны давления при которых металлический натрий становится прозрачным изолятором.
"После того, как мы открыли запрещенные классической химией новые хлориды натрия, выяснилось, что запрещенные соединения возникают почти во всех системах под давлением. Модели классической химии просто непригодны к экстремальным условиям. Какие системы мы ни смотрели - всюду появляются странные устойчивые соединения. И пока что нет простых моделей, которые описывали бы весь этот "зоопарк", - говорит Оганов, который возглавляет лабораторию компьютерного дизайна материалов МФТИ.
Кристаллическая решетка оксида алюминия AlO2 при давлении 500 ГПаScientific ReportsПоделитьсяКристаллическая решетка оксида алюминия Al4O7 при давлении 400 ГПаScientific ReportsПоделиться
Давления в миллионы атмосфер достижимы, например, в земном ядре, но оно в основном состоит из железа и сплавов. Однако в более тяжелых суперземлях такие давления могут обеспечиваться уже в мантии, богатой кислородом и алюминием. Процессы стабилизации пероксидных соединений могут сыграть важную роль в динамике мантии таких планет. |
Появился онкотест стоимостью менее 1$ | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/onedollarcancertest | 2015-04-06T08:58:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"Космические дневники"
] | 2.4 | Золотые наночастицы служат губкой для белков-маркеров рака | Скоростной тест, разработанный группой ученых из Университета Центральной Флориды под руководством Цюнь Хо, позволит установить наличие рака простаты по образцу крови менее чем за 1$. Об этом сообщает пресс-релиз на сайте университета.
Авторы предложили использовать в качестве основы для теста наночастицы золота, покрытые оболочкой из лимонной кислоты. В суспензии с сывороткой крови они сорбируют на своей поверхности различные белки. Белковый профиль крови больных раком отличается от такового у здоровых людей и эти изменения можно проследить на поверхности наночастиц. В частности, исследование обнаружило, что на ранних стадиях рака простаты в «белковой короне» на поверхности золота сорбируется большое количество молекул иммуноглобулина G (IgG).
Тест проводят следующим образом. Сначала препарат сыворотки смешивают с раствором наночастиц золота и после 5-20 минут сорбции измеряют диаметр полученных наночастиц. Затем в раствор вводят антитела к IgG, и в результате реакции золотые наночастицы слипаются в кластеры, диаметр которых вновь измеряется через 5-20 минут эксперимента. Соотношение получившихся диаметров кластеров используют для предсказания концентрации IgG в сыворотке.
Серьезная проблема существующих тестов - большая вероятность ложно-положительного срабатывания, к примеру для PSA (prostate-specific antigene) она составляет 9-15 процентов. Это приводит к потребности в весьма болезненной процедуре биопсии, чего можно было бы избежать, имея более специфичные методы анализа. |
Психологи рассказали о влиянии пола на этические воззрения | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/gender-and-morality- | 2015-04-06T09:14:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Гендерные исследования"
] | 2.1 | Европейские ученые выяснили | Исследователи Кельнского, Техасского и Университета Уилфрида Лорье обнаружили корреляцию между полом и теми моральными принципами, на основании которых люди подходят к решению этических дилемм. Статья была опубликована в Personality and Social Psychology Bulletin.
Эксперимент проводился на базе мета-анализа 40 исследований, в которых принимали участие 6100 участников обоих полов. Участникам задавали 20 вопросов, которые представляли моральные дилеммы разной сложности. Среди них были вопросы об убийствах, пытках, лжи, абортах и экспериментах на животных: например, можно ли полицейскому пытать экстремиста-подрывника с целью получения информации о заложенных бомбах? Было бы правильнее убить Адольфа Гитлера, пока он был молодым австрийским художником, чтобы предотвратить Вторую мировую войну и спасти миллионы жизней?
Эксперимент был спланирован так, чтобы противопоставлялись два философских подхода к этике. В деонтологии (нормативной этике), допустимость действия зависит от моральной нормы, взятой за точку отсчета. Утилитаризм же, напротив, настаивает на том, что действие соответствует моральной норме, если из него можно выжать максимальную пользу, всеобщее благо. С точки зрения утилитаризма, одно и то же действие моет быть нравственным в одной ситуации, и безнравственным в другой, в зависимости от потенциального результата.
Используя специальную статистическую процедуру удалось определить подсознательную склонность принимать те или иные решения. Оказалось, что женщины более склонны, чем мужчины, придерживаться деонтологических принципов (d = 0.57, то есть разница между средними примерно в два раза меньше, чем стандартное отклонение). При этом мужчины и женщины в равной степени руководствуются утилитаризмом. Из этого авторы делают вывод о том, что у женщин более сильное эмоциональное отторжение к причинению вреда, что и объясняет разницу в отношении к деонтологическому и утилитаристскому подходу.
Влияние пола на этику исследуется не впервые. Исследователи Университете Квебека недавно попытались установить влияние внутриполовой конкуренции на моральные принципы (например, "Если перед вами стоит выбор - спасти трех представителей вашего пола или одного представителя противоположного, кого вы выберите?"). Оказалось, что в большинстве случаев мужчины спасут противоположный пол, а женщины - оставят представительниц своего пола. |
Получены древнейшие образцы ДНК неандертальцев | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/almaturaman | 2015-04-06T09:21:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Археология"
] | 2.3 | Их источником стал найденный в Италии Альматурский человек | Итальянские исследователи получили образцы ДНК альтамурского человека. Статья на базе исследования опубликована в журнале Journal of Human Evolution.
Процесс изучения останков сильно усложнялся тем, что кости были заключены в кальцит. Итальянским ученым удалось извлечь фрагмент лопаточной кости вместе с известняком и проанализировать в лаборатории. С помощью уран-ториевого датирования ученые определили, что кальцит, окружающий останки, образован 172-130 тыс. лет назад - во время предпоследнего четвертичного периода оледенения; в это время Европу населяли неандертальцы возникшие 600 тыс. лет назад и исчезнувшие с появлением людей современного типа - человек разумный (около 40 тыс. лет назад).
Помимо проведенного датирования, исследователям удалось извлечь из костей образец ДНК. Секвенирование или генотипирование нуклеиновой кислоты пока не проводилось, однако она является наиболее древней из всех существующих образцов неандертальской ДНК.
Останки альтамурского человека были обнаружены в 1993 году в карстовых пещерах Ламалунга на юге Италии. Их извлечение из породы долгое время считали опасным для сохранности, поэтому на протяжении 20 лет останки оставались на месте обнаружения. Исследователи полагают, что альтамурский человек упал в пещеру, не смог выбраться и умер от обезвоживания. О том, что он относится к неандертальцам, говорит не только его возраст, но и особенности строения черепа: форма надбровных дуг, слабо выраженные сосцевидные отростки и общее строение черепного свода. |
Создана молекула с самым большим дипольным моментом | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/rydberg | 2015-04-06T10:57:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"Гендерные исследования"
] | null | null | Американские ученые из Университета Оклахомы создали молекулу с рекордно высоким дипольным моментом из ранее наблюдавшихся, ключ к ее постройке - использование ридберговских атомов. Статья опубликована в журнале Science.
Ридберговские атомы - особый класс водородоподобных атомов, в которых внешний электрон находится в высоковозбужденном состоянии, соответствующем значениям главного квантового числа (порядкового номера энергетического уровня) вплоть до n=1000. Радиус соответствующей орбитали при этом может быть в миллионы раз больше радиуса обычных атомов, но электрон все равно остается связанным с ядром.
Авторы поставили себе задачу создать молекулу из двух атомов цезия, один из которых находился бы в ридберговском состоянии. Теория предсказывает, что при больших значениях орбитального квантового числа l внешнего электрона частица будет обладать дипольным моментом порядка нескольких тысяч Дебай (для сравнения, у воды - 1,84 Дебай).
Охлажденные до 40 милликельвинов атомы цезия помещали в специальную магнито-оптическую ловушку и облучали импульсами двух лазеров. Ридберговское состояние возникало в результате двухфотонного поглощения, в два этапа переводившего электрон на далекую орбиталь, после чего происходило связывание возбужденного атома с невозбужденным. Диаметр получающейся частицы составлял более 100 нанометров, однако ее можно считать молекулой благодаря наличию электронной связи.
Исследуя молекулярные спектры авторы показали, что значение дипольного момента полученных частиц составляет от 1910 до 2330 Дебай, что в сотни и тысячи раз превышает наблюдавшиеся ранее величины для аналогичных молекул из рубидия. Причиной этому послужило высокое содержание вырожденных состояний, характеризующихся большими l.
“Трилобито-подобное” распределение плотность вероятности обнаружения электрона в описанной системеScienceПоделиться"Трилобито-подобное” распределение плотность вероятности обнаружения электрона в описанной системеScienceПоделиться"Трилобито-подобное” распределение плотность вероятности обнаружения электрона в описанной системеScienceПоделиться
Молекулы, подобные описанной в статье, были впервые предсказаны в 1970-ых годах, но впервые их синтезировали лишь в 2009 году, поскольку связь между возбужденным и невозбужденным атомом слишком слаба и может существовать лишь в определенных условиях. Одной из потенциальных областей применений для полученных систем являются сильно коррелированные квантовые системы, такие как, например, квантовые компьютеры. |
Математики опровергли исчезновение информации в черной дыре | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/blackholes | 2015-04-06T15:57:00 | Азим Missarov | [
"Наука",
"Космос",
"Разное"
] | 9.4 | Корреляции между частицами оказались важны для ее сохранения | Информация в черных дырах не исчезает, как считалось ранее. К такому выводу пришли профессор Деян Стойкович (Dejan Stojkovic) и его аспирант Аншул Саини (Anshul Saini) из Университета Буффало. Исследование было опубликовано в журнале Physical Review Letters, кратко ознакомиться с ним можно сайте Университета Буффало.
Единственным параметром невращающейся, незаряженной черной дыры является ее масса. Согласно квантовой теории, черная дыра испускает из себя потоки элементарных частиц. Это явление называется «излучением Хокинга». Когда некое тело попадает в черную дыру, то масса черной дыры изменяется. Через какое-то время, вследствии излучения Хокинга, черная дыра возвращается к исходной массе. Так как излучение Хокинга предполагается хаотично-тепловым, а сама черная дыра в итоге не меняется, то информация о теле считается утраченной.
На математическом языке квантовой механики это означает преобразование матрицы плотностей чистого состояния квантовой системы (состояния тела до попадания в черную дыру) в матрицу плотностей смешанного состояния квантовой системы (состояния излучения Хокинга) неунитарно (то есть не сохраняющим норму). Что и говорит о потере информации.
В новом исследовании были проанализированы корреляции между частицами в излучении Хокинга. Ранее считалось, что они достаточно малы и не вносят существенного вклада в норму матрицы. Вычисления Стойковича и Саини показали, что это не так. Корреляции малы в начале, однако со временем они достигают такого же порядка, что и диагональные элементы матрицы плотности. Более того, авторы утверждают, что в работе была явно установлена унитарность преобразования старого состояния в новое.
С тех пор, как в 1970-ых Стивен Хокинг сформулировал «информационную проблему черных дыр», накопилось не мало подходов к разрешению этого парадокса. Согласно одному из них, информация теряется и переживать по этому поводу не стоит. Противоречие с квантовой механикой снимается утверждением, что квантово-механическая теория просто неприменима в случае сверхсильных гравитационных полей. Согласно другому, информация «убегает» в самый последний момент существования черной дыры. Третий подход предполагает, что информация «утекает» и «складируется» в альтернативной Вселенной. Также существует мнение, что вся информация скапливается в частицах планковского размера. Если работа Стойковича и Саини будет принята физическим сообществом, то это будет важным шагом на пути согласования квантовой механики, термодинамики и общей теории относительности. |
Инженеры преодолели литографический предел в промышленном производстве микросхем | https://nplus1.ru/news/2015/04/06/meniscus | 2015-04-06T16:56:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"Гендерные исследования"
] | 3 | Новый метод основан на маскировании с помощью водяного менискаИнженеры преодолели литографический предел в промышленном производстве микросхем Новый метод основан на маскировании с помощью водяного мениска Коллектив из Университета Райса в США создал провода тоньше десяти нанометров из золота, кремния, титана и ряда других материалов. Ученые использовали метод литографии с маскирующим мениском, ранее разработанный для синтеза графеновых нанолент. Работа опубликована в Nanoletters. В промышленном производстве электронных компонентов минимальная толщина провода составляет около десяти нанометров. Более тонкие образцы можно получить при помощи специфичных методов вроде электронно-лучевой литографии, но такое производство очень плохо масштабируется. Авторы текущей работы продемонстрировали синтез проводов с минимальной толщиной 6,9 нанометров, причем их метод практически не требует переоборудования существующих линий производства. Для синтеза нанопроводов ученые использовали свойство воды смачивать гидрофильные поверхности. Обычно оно мешает при производстве, так как образуется мениск, который может нарушить форму и размер целевого объекта. В нынешней модификации мениск использовали в качестве маски, препятствующей удалению материала, находящегося под ней. Также авторы применили этот метод для синтеза упорядоченных массивов проводов, которые пересекались между собой. Они показали, что провода в массиве можно получать как из одного, так и из разных материалов, при чем все это в рамках одного и того же процесса. | Коллектив из Университета Райса в США создал из золота, кремния, титана и ряда других материалов провода толщиной менее десяти нанометров. Ученые использовали метод литографии с маскирующим мениском, ранее разработанный для синтеза графеновых нанолент. Работа опубликована в Nanoletters.
В промышленном производстве электронных компонентов минимальная толщина провода составляет около десяти нанометров. Более тонкие образцы можно получить при помощи специфичных методов вроде электронно-лучевой литографии, но такое производство очень плохо масштабируется. Авторы новой работы продемонстрировали синтез проводов с рекордной (для этого метода) толщиной 6,9 нанометров, причем их технология практически не требует переоборудования существующих линий производства.
Для синтеза нанопроводов ученые использовали свойство воды смачивать гидрофильные поверхности. Обычно оно мешает при производстве, так как образуется мениск, который может нарушить форму и размер изделия. В нынешней модификации мениск использовали в роли маски, которая защищала находящийся под ней материал.
Также авторы применили этот метод для синтеза сетки пересекающихся проводов. Они показали, что в ее составе могут быть провода как из одного, так и из разных материалов, при чем в рамках одного и того же технологического процесса. |
У рыб обнаружили боязнь роботов | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/robot-fish | 2015-04-07T06:00:00 | Николай Воронцов | [
"Наука",
"Гаджеты",
"День в истории науки"
] | 3 | null | Для понимания процессов нервных расстройств человека учёные нередко прибегают к использованию модельных организмов. Исследователи из Политехнического института Нью-Йоркского университета использовали рыб Danio rerio для изучения реакции страха на присутствие хищника Astronotus ocellatus, результаты опубликованы в журнале Zebrafish.
Для этого эксперимента профессор Маурицио Порфири разработал специального робота, выглядящего как глазчатый астронотус.
Экспериментальный аквариум разбили на три отсека, один оставляли пустым, во второй помещали Данио рерио, а в третий помещали либо живого астронотуса, либо робота, либо демонстрировали компьютерную анимацию хищника.
Подопытные Данио рерио продемонстрировали страх разной степени перед живым и роботизированным астронотусом. Отсек с роботом рыбы покидали значительно быстрее, нежели отсек с живым хищником. Кроме того, исследователи отмечают более выраженную реакцию страха в случае с роботом.
По отношению к анимированной версии подопытные рыбы демонстрировали почти полное безразличие. «Стремление уплыть — далеко не единственная реакция,по который мы определяем наличие страха,» — комментирует профессор Порфири. «Если эти рыбы напуганы, они плывут совсем по-другому, и, к нашему удивлению,оказалось, что роботизированный хищник вызывает куда более сильный страх, чемживой».
Исследователи сознательно отказались от использования типичного для Danio rerio хищника Nandus_nandus, полагая, что реакция на его присутствие в аквариуме будет слишком сильной и не позволит увидеть нюансов в реакции.
Danio rerio (известна в англоязычной литературе как zebrafish) часто используются как модельный организм в исследованиях механизмов страха и тревоги. Ранее также изучалось влияние алкоголя на притупление скорости реакции этих рыб.
Данио-рерио были первыми домашними животными, генетически модифицированными генами биолюминесценции в 2003 году и продаются под брендом GloFish. |
Связи между преступниками научились выделять по электронной переписке | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/crime-fighter | 2015-04-07T06:08:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"Гаджеты",
"Разное"
] | 4 | Новый алгоритм позволит упрощать анализ коммерческих преступлений на всех стадиях расследования | Математики из Австралии и Малайзии создали алгоритм анализа социальных графов, который позволяет выделять небольшие «подсети» связей между подозреваемыми в преступлении по их электронной переписке. Новый метод протестировали на базе электронной почты корпорации Enron, обанкротившейся в 2001 году. Также авторы продемонстрировали преимущество своего алгоритма по сравнению с другими известными подходами к этой задаче. Преприт работы выложен на сайте arxiv.org.
Предложенный алгоритм (SPNSA: shortest paths network search algorithm) использует следующий подход: выделяют список ключевых адресов (в него входят или подозреваемые или просто определенный круг людей, например, только финансовые-менеджеры или только топ-менеджеры); для каждого адреса строится «эго-сеть», то есть граф всех его корреспондентов. В рамках этого графа выделяется адрес-посредник (Middle Man, MM, по критерию наибольшей центральности по посредничеству) и самый влиятельный адрес (Most Influential, MI, с самой большой центральностью собственного вектора). Далее выбираются кратчайшие связи между «эго», MM, MI и другими адресами из первого списка. После проведения такой процедуры для каждого адреса из первого списка авторы строят подграф, содержащий все отобранные связи.
Ученые начинали свой анализ с очистки базы электронных писем от «лишних» адресов: @amazon.com, @aircanada.com и т.п. Они удаляли ящики для автоматической рассылки, адреса с цифрами вида 235643@... и так далее. После этого они делили базу на две группы по наличию в письмах скрытой копии (bcc:). Авторы аргументируют этот шаг тем, что подобные письма часто содержат наиболее важную или приватную информацию, поэтому их анализ позволяет лучше проследить, насколько тесна связь между адресатами.
По двум группам — со скрытой копией (BCC) и без (TO&CC) — авторы строили графы связей между почтовыми адресами: с учетом «направления» писем (ориентированный граф) и без (неориентированный граф). На полученных четырех графах строили дальнейший анализ. Расматривали 3 возможных сценария: 1) аналитик знает личности преступников или хотя бы ключевых подозреваемых; 2) известны все преступники, кроме одного; 3) личности преступников неизвестны. Во всех случаях авторы использовали свой алгоритм и сравнивали его с другими популярными методами. Полученные подграфы анализировали по количеству вершин (чем их меньше, тем проще дальнейший «ручной анализ») и наличию в них наибольшего числа известных преступников (из списка обвиненных по делу Enron).
Во всех случаях оказалось, что подграфы, полученные при помощи SPNSA, содержали меньше вершин, но больше преступников из первого списка (семь из десяти или больше). Авторы делают вывод, что их алгоритм позволяет значительно упростить процедуру анализа социальных связей при расследовании преступлений, совершенных группой лиц. Поскольку новый метод не анализирует сам текст письма, он также оказывается одним из самых быстрых алгоритмов на сегодняшний день. |
Создан микрочип для выделения раковых клеток из крови | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/acoustic-sampler | 2015-04-07T06:10:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"Разное"
] | null | Новое устройство оказалось в 20 раз быстрее своих предшественников | Коллектив ученых из США создал микрофлюидный чип для акустического разделения лейкоцитов и циркулирующих в крови раковых клеток. Новое устройство оказалось в 20 раз быстрее предыдущих аналогов, при этом ему удалось успешно разделять смеси с соотношением клеток до 1:100000 с выходом более 80 процентов. Работа опубликована в Proceedings of National Academy of Sciences.
В основе микрофлюидного чипа лежит канал, расположенный между двумя встречно-штыревыми преобразователями: эти устройства создают стоячую звуковую волну. Частицы, которые вместе с основным потоком проходят через такой канал, попадают в периодические участки повышенного или пониженного давления. В зависимости от массы и размеров они сносятся к противоположным стенкам, а в конце канала разделяются на два независимых потока.
Идея и прототипы таких устройств были известны и раньше, но их широкое применение было невозможно из-за низкой скорости работы: на разделение клеток в пяти миллилитрах крови нужно было около 60-ти часов. Авторам новой работы удалось оптимизировать параметры своего чипа при помощи компьютерного моделирования. Ключевой характеристикой оказался угол между осями преобразователей. Отрегулировав его, удалось увеличить скорость работы чипа почти в 20 раз за счет увеличения скорости потока в канале, при которой еще возможно эффективное разделение.
Для проверки работы микрочипа ученые сначала использовали полистирольные микрочастицы. После оптимизации системы удалось успешно проанализировать несколько образцов крови пациентов, которым диагностировали рак груди. Устройство позволило выделить раковые клетки из образцов с рекордно малым их содержанием: около 20 на весь образец.
Интерес к созданию подобных микрофлюидных устройств диктуется тем, что в обычных условиях для исследования свойств раковой опухоли необходимо проведение биопсии: отбора тканей непосредственно из опухоли. Эта процедура болезненна, а в некоторых случаях опухоль оказывается еще и труднодоступна, что значительно усложняет подобный анализ. С другой стороны, клетки опухолей часто попадают в кровоток, что позволяет проводить их простой и быстрый анализ. Это, однако, требует эффективной процедуры выделения раковых клеток из всех клеток крови. Микрофлюидные устройства могут стать удобным решением этой проблемы. |
Губки оказались обладателями высокопрочных стеклянных "корней" | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/sponges | 2015-04-07T06:12:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"Разное"
] | null | Материаловеды нашли в природе новую идею для инженеров | Группа британских и американских материаловедов выяснила, почему некоторые морские губки так прочно крепятся к скалам. По словам исследователей, все дело в строении тончайших стеклянных иголок, обеспечивающих их высокое сцепление с поверхностью. Статья опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Euplectella aspergillum, иначе называемая Венериной корзинкой - стеклянная губка, обитающая в глубоководных областях Тихого и Индийского океана. Она закрепляется на морском дне с помощью тысяч тонких эластичных иголочек-спикул диаметром около 50 микрон и длиной до 10 сантиметров. Несмотря на небольшую толщину, требуется значительное усилие для того, чтобы разорвать их и оторвать губку от субстрата.
"Корневые" иглы губок состоят из 10-50 концентрических цилиндров, разделенных тонкими слоями живых тканей. Их основным конструкционным материалом, как и вообще в скелете губок, является стекло. Предыдущие исследования показали, что именно концентрическое строение спикул обеспечивает такую высокую прочность на разрыв, однако авторы работы решили пойти дальше и изучить, с чем связано уменьшение толщины стенок цилиндров от центра к краю.
Для этого ученые провели моделирование механических свойств искусственных волокон, пытаясь найти оптимальную последовательность толщины цилиндров для достижения максимальной прочности на разрыв. Результат оказался очень близким к реальному строению спикул губок: уменьшение толщины от центра к краю давало значительный выигрыш по сравнению с волокнами, состоящими из цилиндров равной толщины. Причем этот выигрыш был тем больше, чем меньше всего цилиндров было в материале.
По словам авторов, им впервые удалось изучить преимущества такого внутреннего строения волокон. Его можно отнести к списку полезных инженерных идей, почерпнутых у природы и использовать, например, для упрочнения различных несущих балок или канатов. |
Бактерии собираются в кристаллы из-за собственного вращения | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/bacteria-tornadoes | 2015-04-07T06:14:00 | Азим Missarov | [
"Технологии",
"Разное"
] | 5 | Бактерии Thiovulum majus образуют гексагональные решетки | Сообщества бактерий образуют "живые кристаллы". Это явление обнаружила и исследовала группа биофизиков из Университета Рокфеллера. Работа была принята к публикации в журнале Physical Review Letters, кратко ознакомиться с ней можно на сайте Университета Рокфеллера.
Серобактерии
Thiovulum majus
обитают в глубине болот. Это одни из самых быстрых бактерий – используя свои жгутики как мотор они способны за секунду переместиться на расстояние в 60 раз превосходящее длину собственного тела.
Необычные структуры, которые формируют хаотично двигающиеся бактерии, удалось зафиксировать при наблюдении за сообществом
Thiovulum majus
в капле жидкости. Столкнувшись с преградой (покровным стеклом), микроорганизмы скапливались возле нее, образуя двумерную гексагональную решетку. Гексагональная решетка – это разбиение плоскости на правильные шестиугольники, математически доказано, что это самая плотная возможная упаковка в двумерном пространстве. Обходя и обгоняя друг друга, микроорганизмы постепенно просачивались сквозь преграду. Решетка при этом уменьшалась в размерах, но сохраняла свою структуру.
Биофизики построили математическую модель, которая описывала динамику популяции Thiovulum majus, а также предложили экологическое объяснение такого поведения: предполагается, что таким образом бактерии создают для себя оптимальные условия получения питательных веществ из окружающей среды.
Коллективная динамика живых существ давно привлекает внимание ученых. Первая компьютерная модель стаи птиц , написаная в 1986-ом году, основывалась на нескольких простых принципах. Животные должны: двигаться в том же направлении, что и соседи, оставаться близкими к соседям, избегать столкновений с соседями. Последующие модели используют вариации этих правил. Было сформулировано понятие «концентрических зон », находясь внутри одной зоны, животные стремятся дистанцироваться друг от друга, а вне ее, наоборот, сблизиться. В построении подобных моделей важно учитывать сенсорные возможности различных животных. Например, птицы не могут видеть, что происходит за спиной, а рыбы способны получать информацию как зрительно, так и через гидродинамические сигналы, поступающие с боков. Недавние исследования стай скворцов показали, что эти птицы корректируют свой полет исходя из поведения 6-7 соседних особей, при этом неважно, как далеко или близко они находятся. Это дало ученым основание использовать топологические методы при моделировании полета скворцов. |
В «Черной книге Кармартена» нашли скрытые надписи | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/black-book | 2015-04-07T06:20:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"День в истории науки"
] | 1.1 | Cтертые в XVI веке комментарии удалось увидеть в ультрафиолете | Исследователи Кэмбриджского университета обнаружили стертые надписи в “Черной книге Кармартена” - манускрипте XIII века, важном источнике легенд о Короле Артуре и Мерлине. Статья опубликована на официальном сайте Кембриджского университета.
Надписи обнаружили с помощью ультрафиолетового излучения: до XVI века, когда рисунки были стерты, там находились стихотворения, зарисовки образов и комментарии на основной текст манускрипта.
Вероятнее всего, заметки на полях писали многочисленные владельцы, так как книга переходила из рук в руки. В XVI веке, предполагаемый владелец книги, Джаспар Гриффит, вытравил со страниц всю дополнительную информацию. На данный момент записи удалось восстановить лишь частично. По словам Мирии Уильямс, исследователя Кембриджского Университета, “на полях книги существуют средневековые комментарии к тексту, которые могут пролить свет на то, что наши предки думали об этих легендах”.
Оригинальное название книги Englynion y Beddau (“Могильные стансы”), но чаще ее называют “Черной книгой” из-за черного переплета. Издание манускрипта датируется 1250 годом, в нем собраны легенды о героях валлийского фольклора, светские и религиозные тексты в стихотворной форме на валлийском языке. Размер книги 17х12.5 сантиметров, она состоит из 54 листов пергамента. В Национальную библиотеку Уэльса книга поступила в 1904 году, ее приобрел основатель библиотеки, сэр Джон Уильямс. |
Окна научились менять цвет в зависимости от погоды | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/weatherwindows | 2015-04-07T08:49:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"День в истории науки"
] | 3.2 | Трибоэлектронные генераторы научились использовать энергию ветра и дождя | Ученые из института технологии Джорджии разработали новый вид "умного стекла", которое вырабатывает электричество из ветра и дождя, и к тому же умеет менять свой цвет с прозрачного на темно-синий. Подробнее узнать о разработке можно в статье, опубликованной в ACS NANO, а ее краткое изложение доступно на сайте журнала Science.
Разработанные авторами стекла состоят из двух основных слоев: генерирующего электричество и меняющего цвет под действием этого электричества. Слой-генератор состоит из двух основных каскадов, первый из которых использует капли дождя, падающие на поверхность устройства, а второй производит электричество из колебаний, создаваемых ветром. Ключевым элементом стекла являются многослойные пластинки, работающие как трибоэлектрические генераторы.
Генерация электричества из капель дождяMin-Hsin Yeh et al./ACS NANOПоделитьсяГенерация электричества из механического воздействия ветраMin-Hsin Yeh et al./ACS NANOПоделитьсяКривая силы тока, получаемого от падения капельMin-Hsin Yeh et al./ACS NANOПоделиться
Верхний каскад состоит из массива полимерных нанопирамид, расположенного на поверхности проводящего стекла (ITO - оксид олова, допированный индием), но отделенного от него слоем изолятора. Генерация электричества из капель дождя происходит следующим образом. Заряд в каплях возникает еще при падении из облака в результате трения о воздух. При контакте со стеклом положительно заряженная капля вызывает образование компенсирующего заряда в ITO. Когда она стекает с каскада, этот заряд становится избыточным и уходит со слоя ITO, тем самым производя электрический ток.
Нижний каскад закреплен сразу под предыдущим, он состоит из пары многослойных пластин. Первая из них состоит из слоев изолятора и ITO. Над ней располагается вторая пластина, "бутерброд" ITO-изолятор-полидиметилсилоксан (PDMS). Они разделены пружинами, которые под действием ветра способны сжиматься и приводить части каскада в контакт.При этом возникает разделение зарядов, компенсирующееся после отрыва пластин электрическим током.
Устройство умного стекла, разработанного авторамиMin-Hsin Yeh et al./ACS NANOПоделитьсяОбщий механизм работы устройстваMin-Hsin Yeh et al./ACS NANOПоделитьсяМикроизображения различных слоев умного стеклаMin-Hsin Yeh et al./ACS NANOПоделиться
Предложенное "умное стекло" способно таким образом генерировать до 130 милливатт с одного квадратного метра - этого достаточно для работы водителя ритма сердца или телефона в режиме ожидания. Такой же мощностью обладает солнечная батарея размером 4 на 2 сантиметра. Эта энергия расходуется на запуск химической реакции в нижнем слое стекла, результатом которой является берлинская лазурь - вещество с насыщенно-синим цветом. Прозрачность стекла при этом падает на треть.
"Умным стеклом" называются виды стекол, способные менять свои свойства под действием внешних факторов. Наиболее распространены сейчас электрохромные стекла, способные менять свою прозрачность под действием электрического тока, однако работают они от сети. Также существуют образцы, реагирующие на изменение температуры и влажности. |
Мозг крысы оказался похож на карту авиаперелетов | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/connectomearchitecture | 2015-04-07T08:54:00 | Азим Missarov | [
"Наука",
"День в истории науки"
] | 5.7 | Была описана архитектура коры головного мозга крысы | Американские нейробиологи выяснили, что кора головного мозга крысы похожа на карту авиаперелетов: в ней есть кластеры местных связей и связи между кластерами. Работа была опубликована в Proceedings of the National Academy of Sciences , ее краткое изложение можно прочитать на сайте Общественного Радио Южной Калифорнии.
Ученые собрали и проанализировали большую базу уже опубликованных данных. На основе 40 лет гистологических исследований было отобрано свыше 16 тысяч измерений аксонных связей между 73 участками коры головного мозга. Эти данные были обработаны методами сетевого анализа.
Исследователи нашли четыре кластера, участки которых имели между собой более сильные связи, чем с участками других кластеров. Один из них, судя по всему, обрабатывает информацию получаемую от органов чувств, другой управляет телом, третий отвечает за запахи и память, четвертый интегрирует работу первых трех. Кроме того, была обнаружена «подкова» проходящая по границе всех кластеров, с наибольшей «силой» аксонных связей как внутри нее, так и с остальными участками.
Совокупность нейронных связей головного мозга, по аналогии с геномом, называют коннектомом. В 1986-ом году был описан коннектом червя
Caenorhabditis elegans
. У этого животного всего 302 нейрона и 7000 соединений между ними. Описание коннектома человека, у которого примерно 100 миллиардов нейронов и невообразимое количество аксонных связей, гораздо более масштабная задача. Одним из проектов по решению этой задачи является американский
BRAIN
. |
Создан «сверхбыстрый» проводящий полимер | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/npoly | 2015-04-07T09:00:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"Разное"
] | 5 | Твердотельные литий-ионные батареи стали на шаг ближе | Коллектив ученых из США синтезировал полимер для литий-ионных батарей с рекордной скоростью зарядки. Его ключевым свойством стало сочетание проводящего сопряженного каркаса с окислительно-восстановительными фрагментами. Работа опубликована в Journal of American Chemical Society.
Для того, чтобы полимер можно было использовать в литий-ионной батарее, он должен обладать двумя свойствами: проводимостью и окислительно-восстановительной (redox) способностью. Последняя нужна для того, чтобы насытить полимер литием, этот процесс называется допированием.
Полимеры, которые исследовали в работе, содержат в структуре мономера фрагменты нафталиндиимида и дитиофена. Оба они обладают сопряженной π-электронной структурой, что обуславливает электронную проводимость полимера. При этом каждая молекула нафталиндиимида может быть допирована двумя атомами лития, то есть полимер может выступать проводником для ионов лития.
Ключевой характеристикой нового полимера, выгодно отличающей его от предшественников, стала устойчивость в процессе зарядки-разрядки. Лабораторные испытания показали, что после 3000 циклов перезарядки тестовый элемент сохранял 96% исходной емкости. Также в сравнении с полимерами, которые сейчас используют при создании аккумуляторов, новый материал показал лучшие результаты по скорости зарядки: 36 секунд до 100% при потере емкости в 5%.
Подобные полимеры уже синтезировали раньше, но они обладали характерными недостатками: плохой обратимостью допирования или слабой проводимостью в допированном состоянии. В новой работе авторы решили эти проблемы: в их полимер можно включить два атома лития на одно звено, а проводимость не подавляется даже при больших концентрациях лития.
Для того, чтобы подчеркнуть вклад в проводимость от сопряженной π-электронной структуры, ученые использовали два полимера, которые отличаются только фрагментом -CH2-CH2-. Включение этой группы нарушает сопряжение, что значительно снижает электронную проводимость соответствующего полимера. Зависимость проводимости от степени допирования для сопряженного (синий) и несопряженного (красный) полимеровLiang et al./JACSПоделиться Авторы замечают, что по сравнению с неорганическими аналогами их материал имеет небольшую удельную емкость (54 миллиамперчаса на грамм). Они объясняют это тем, что в погоне за сочетанием электронных и red-ox свойств они не уделили внимания другим вопросам молекулярного дизайна. Так, в их полимере значительную долю объема занимают алкильные «хвосты» -С8- и -C10-, которые не проводят ток и не несут заряд. Уменьшение такого «мертвого груза» может увеличить удельную емкость материала. Синтез новых полимерных материалов направлен на создание «сухих» литий-ионных аккумуляторов, в которых вместо жидкого органического электролита используется твердый полимер. В таком подходе есть ряд преимуществ: аккумуляторы с твердым «электролитом» могут иметь практически любую форму и размер, что принципиально важно в сфере мобильной электроники.
Еще одной проблемой традиционных литий-полимерных батарей является пожароопасность. Использование тверодго полимера вместо органических жидкостей сможет решить эту проблему. |
Самым используемым цветом в искусстве признан оранжевый | https://nplus1.ru/news/2015/04/07/art-colour-through-history | 2015-04-07T16:02:00 | Юлия Минц | [
"Гаджеты",
"Технологии",
"День в истории науки"
] | 1.1 | Оранжевый цвет оказался самым используемым за всю историю искусства. | Основным цветом европейской живописи оказался оранжевый. Автор работы опубликовал исследование в личном блоге.
Для анализа живописи Мартин Белландер использовал 120 тысяч картин, написанных в промежутке между 1250 и 2010 годами. Источниками изображений стали ресурсы BBC, Google Art Project, Wikiart, Wikimedia и сайты музеев со свободным доступом к галерее. Из анализа были исключены картины с неточной датировкой. Изображения за каждый год он конвертировал из цветовой модели RGB в HSV, разделил эти компоненты и объединил цветовые значения изображений каждого года.
По результатам исследования оказалось, что до недавних пор в истории искусства преобладал оранжевый цвет. В 1910 году начался рост использования синего цвета. Автор кода полагает, что это связано с тенденцией использования этого цвета, появившейся во времена Второй Мировой войны.
На проведение этого исследования автора натолкнула
работа
Виджая Пандурангана, который проанализировал цветовую гамму киноафиш с 1914 по 2011 год. Мартин Белландер решил провести более масштабное изучение использования цвета и поэтому обратился к истории изобразительных искусств. По результатам обоих исследований, на смену преобладающему оранжевому цвету пришел синий, но в случае с афишами, это произошло чуть позже (1960-е годы).
Эта тенденция может быть связана, с тем, что до конца XIX века синий цвет был дорогим и редким. Его единственными природными источниками были ляпис-лазурь и ультрамарин. Только в 1830-40-х годах был получен анилиновый краситель, а в крупных масштабах его начали использовать в начале XX века (1910-е годы). |
Ученые объяснили туннелирование фононов | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/tunneling | 2015-04-07T21:35:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"Физики смогли"
] | 6 | Данное явление удалось описать «из первых принципов» при помощи микроскопических уравнений Максвелла | Группа физиков из нескольких университетов США объяснила, почему фононы (колебания атомов кристаллической решетки) могут туннелировать через вакуум между двумя твердыми телами. Для этого авторы разработали новую теорию теплопередачи между двумя изоляторами через зазор произвольной толщины, которую приняли к публикации в Nature Communications.
В рамках новой теории авторы описывали электромагнитные взаимодействия между атомами двух тел при помощи микроскопических
уравнений Максвелла
. Эти уравнения не используют понятия диэлектрической проницаемости (которое работает только на больших масштабах), а рассматривают в качестве основного параметра частоту колебаний атомов в решетке. Передачу энергии ученые описывают при помощи функции Грина - классического метода решения подобных задач.
Используя новую теорию для описания теплопередачи между двумя кристаллами NaCl, авторы получили хорошее совпадение с экспериментом и классическими теориями; как в случае больших зазоров (десятки нанометров и больше), так и в случае нулевого зазора, то есть контакта между двумя телами. В первом варианте передача тепла проходила за счет электромагнитного излучения, а во втором — за счет теплопроводности (колебания атомов).
Наиболее интересным предсказанием теории стало то, что в зазорах толщиной от нуля до одного нанометра новая теория предсказывает резкий скачок теплопроводности. Этот эффект ученые объясняют туннелированием через зазор фононов, которое происходит за счет электромагнитного взаимодействия краевых атомов. Похожий эффект хорошо
известен
для электронов. Что касается фононов, то он был предсказан ранее для некоторых специфичных случаев, однако в новой работе получил объяснение «из первых принципов».
Эффекты туннелирования представляют собой как теоретический, так и практический интерес. Так, на туннелировании электронов построен целый класс методов сканирующей туннельной микроскопии (
СТМ
). С их помощью можно, например, изучать строение отдельных электронных орбиталей в различных веществах. Фононное туннелирование, объясняющее скачок в теплопроводности при наличии нанометровых зазоров, может также найти применение в смежных областях. Например, с помощью нового формализма, возможно, удастся описать и объяснить явления, связанные с контактным сопротивлением на границе двух материалов. |
В падении аннамского метеорита обвинили Сатурн | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/meteor | 2015-04-08T07:27:00 | Владимир Королев | [
"Космос",
"День в истории науки"
] | 2.3 | Его родиной оказался главый пояс астероидов | Международная группа ученых под руководством Испанского национального исследовательского совета восстановила орбиту аннамского метеорита, упавшего в прошлом году на Кольском полуострове. Оказалось, что он происходит из главного пояса астероидов, а покинуть свою орбиту метеорит вынудил орбитальный резонанс с одной из планет Солнечной системы. Исследование опубликовано в журнале Monthly Notices of Royal Astronomical Society.
19 апреля 2014 года жители Скандинавии и Кольского полуострова наблюдали полет чрезвычайно яркого небесного тела. Его удалось заснять участникам Финской болидной группы. Кроме того, как и известный челябинский метеорит, он попал на записи видеорегистраторов. По данным этих изображений баллистикам удалось рассчитать место падения метеорита, после чего поисковая группа УрФУ нашла его фрагменты.
Авторы работы, используя кадры падения болида, смогли точно определить орбиту, по которой двигалось небесное тело. По их словам, важную роль в этом исследовании сыграло наличие видеозаписи, полученной из Снежногорска — она позволила уточнить данные финских исследователей, поскольку была снята из удаленной, по сравнению с ними, точки. Несмотря на то, что видеорегистратор не фиксировал важных астрометрических данных, астрономам удалось восстановить координатную сетку и точное направление полета метеорита по изображению Юпитера, мелькнувшего в кадре, а также используя спутниковые изображения карт Google и Yandex.
Подробный анализ орбиты показал, что причиной выброса метеорита из пояса астероидов с вероятностью 73 прцентов послужил вековой резонанс ν6 его орбиты с орбитой Сатурна - один из самых частых поставщиков астероидов в зону внутренних планет. Оставшиеся 27 процентов приходятся на последствия орбитального резонанса 3:1 Юпитера и пояса астероидов.
Резонансы - периодические гравитационные взаимодействия между различными небесными телами, чьи периоды обращения соотносятся как A:B, где A и B - небольшие натуральные числа. Они приводят к стабилизации одних орбит и образованию групп астероидов, таких как Троянцы и Греки, и дестабилизации других. Ученые изучают такие нестабильные орбиты для того чтобы заранее находить потенциально опасные метеориты, важную роль в этом исследовании играет определение орбит тех, что уже упали на Землю. Всего известны орбиты лишь 21 такого объекта, аннамский стал двадцать вторым. |
«Умные» микроавтоматы научились чинить электронику | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/automatons | 2015-04-08T07:30:00 | Тарас Молотилин | [
"Технологии",
"Гаджеты",
"Разное"
] | 4 | Новая интеллектуальная система может найти применение для автономной починки спутников | Индийские ученые научились автоматически «залечивать» дефект в дорожках микросхем. Для этого используется дисперсия проводящих частиц, которые под действием электрического поля, возникающего между краями дефекта, выстраиваются в токопровоодящий мостик. Работа
опубликована
в
Applied Physics Letters
.
Ученые использовали два типа «лечащих» суспензий: медные микрочастицы, углеродные нанотрубки, или смесь первых и вторых. Микросхему предварительно помещали в полимерный каркас с полостями, повторяющими контуры дорожек, а затем пространство между микросхемой и каркасом заполняли этой суспензией.
В среднем дефекты «залечивались» со скоростью один микрон в секунду, а сопротивление полученных мостиков составляло восемь килоом. Ученые отмечают, что такое высокое сопротивление может нарушить работу аналоговых устройств, однако в случае цифровых микросхем, где токи малы, это не сильно изменит режим работы прибора.
Главной особенностью технологии является то, что частицы начинают двигаться только при появлении электрического поля, то есть только при наличии дефекта. Как только разрыв устранен, движущая сила исчезает, и суспензия опять переходит в «режим ожидания». По этой причине авторы называют свою систему «интеллектуальными автоматами» (automata).
Еще одним интересным свойством суспензий оказалась их способность проходить «лабиринты». Если разрыв возникает между двумя узлами проводящей решетки, суспензия находит и залечивает кратчайший путь. По словам авторов, это явление объясняется очень просто: частицы движутся вдоль силовых линий электрического поля, которые всегда проходят по наиболее короткому пути.
Системы, аналогичные описанной, были известны и раньше: они устраняли дефекты в микросхемах за счет перераспределения импедансов, или заполняя дефекты проводящей жидкостью. Новый метод выгодно отличается наличием «интеллектуальной компоненты», из-за чего его проще контролировать.
Применение он может найти в тех областях, где устранение даже небольшого дефекта может быть очень затратно или вовсе невозможно, например, в электронных системах спутников. |
Викинги населяли Гренландию дольше, чем считалось ранее | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/vikings | 2015-04-08T07:31:00 | Азим Missarov | [
"Археология",
"Экология и климат",
"День в истории науки"
] | 2.1 | Опровергнуто мнение, что викинги не смогли адаптироваться к изменению климата в Гренландии | Викинги, жившие в Гренландии, оказались гораздо более приспособленными к изменению климата, чем считалось ранее. О новом исследовании археологов из Национального Музея Дании сообщает videnskab.dk, а кратко ознакомиться с ним можно на Sciencenordic.com.
Викинги начали жить в Гренландии в конце X века. Первое поселение основал знаменитый Эрик Рыжий, изгнанный за убийство из Исландии. В период рассвета Гренландия была населена 3-5 тысячами скандинавов. Именно гренландские викинги были первыми европейцами посетившими Америку. Колонии начали приходить в упадок в XIII веке и окончательно исчезли в XV.
Согласно господствующим представлениям, жившие в Гренландии скандинавы не смогли адаптироваться к похолоданию, которое наступило в середине XIII века. Их экономика, основанная на сельском хозяйстве и торговле с Европой, пришла в упадок. Под натиском эскимосов, болезней и голода, викинги исчезли.
Новые археологические раскопки гренландских поселений показали, что скандинавы смогли выработать адаптационные механизмы, позволившие им прожить в изменившихся условиях еще около 200 лет. Гренландцы покинули разбросанные хутора и поселились в нескольких крупных поселениях. Перестав быть земледельцами и скотоводами, они стали охотниками и рыболовами. Раскопки показали, что до 80 процентов пищевого рациона поздних поселенцев составляло мясо тюленей.
По мнению ученых, причиной гибели гренландской колонии стала совокупность факторов. Скученность населения приводила к обострению социальных противоречий. Увеличилось количество конфликтов с эскимосами культуры Туле, которые постепенно мигрировали на юг. Скорее всего, следствием роста напряженности стал отток молодежи в Европу на изредка заходящих торговых судах. Так или иначе, к середине XV века гренландские поселения скандинавов перестали существовать. |
В Польше обнаружили место захоронения сокровища скифов | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/scythian-treasure | 2015-04-08T07:32:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Археология"
] | 1.1 | Польские археологи вычислили место захоронения "виташковского сокровища". | Археологи обнаружили в Польше место проведения скифских ритуалов поклонения божествам. Информация о раскопках была опубликована на сайте Science and scholarship in Poland.
В ходе раскопок был обнаружен источник, окруженный каменной оградой и чаши с омфалами для ритуальных возлияний. Область вокруг источника вымощена брусчаткой и покрыта слоем гари. Также найдены остатки деревянного моста, ведущего от кострища к источнику.
Польские археологи безуспешно искали место обнаружения сокровища с конца Второй мировой войны.130 лет назад в этом источнике была обнаружена золотая ритуальная утварь скифов. В 2004 году группа польских и британских ученых с помощью документов в архивах берлинских музеев смогли установить область поиска (пахотное поле между населенными пунктами Виташково и Козув) и начали раскопки.
Металлографический анализ золота показал, что найденные в 1882 году объекты не использовали, но на них сохранились следы огня. По мнению археологов, источник был местом поклонения божествам воды. Ритуал включал в себя возлияния и сожжение, после чего ценные предметы опускались в источник. Ученые предполагают, что артефакты «Виташковского сокровища» принадлежали одному из скифских вождей, а ритуал с источником проводился в с целью установления дружеских отношений с местными вождями.
Общий вес золотых украшений, найденных в 1882 году составлял 5 килограмм. Среди них были: украшение в форме щита, подвески, горит (чехол для лука и стрел) в форме рыбы, внутри которой изображены сцены охоты хищников, акинак (короткий скифский кинжал) и ножны. Все находки выполнены из золота и датируются VI веком до н.э. Сейчас они хранятся в берлинском античном собрании. |
Камеру видеонаблюдения научили делать «выжимки» из записей | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/flir | 2015-04-08T08:53:00 | Николай Воронцов | [
"Гаджеты",
"IT"
] | null | Часы наблюдения устройство превращает в короткие ролики | Компания FLIR Systems выпустила в продажу камеру домашнего видеонаблюдения, способную сжимать записанную за весь день информацию в видеоклип продолжительностью всего несколько минут.
Обычно для просмотра отснятого камерами видеонаблюдения материала используется ускоренное воспроизведение, но даже в таком случае просмотр занимает значительное время. Камера FLIR записывает видео на SD-карту и одновременно передаёт в облачное хранилище, к которому можно получить доступ с любого устройства, подключенного к интернету.
За компоновку видео отвечает приложение, выполняющееся на сервере. Именно оно превращает записанное за сутки видео в сжатый видеоролик. На нём компиллируется сразу несколько записанных эпизодов движения в поле зрения камеры для одновременного воспроизведения.
Камера FLIR FX обладает углом обзора 160°, записывает видео с разрешением 1080p, оснащена Wi-Fi модулем и имеет слот для SD-карт. Кроме основного использования в качестве системы домашнего видеонаблюдения, позиционируется как более дешёвый и универсальный конкурент action-камерам других производителей.
В продаже камера появилась 7 апреля и стоит $199.99 |
Евросоюз вложился в строительство крупнейшего дирижабля | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/airship | 2015-04-08T10:05:00 | Николай Воронцов | [
"Технологии",
"Разное"
] | null | Цеппелин длиной в 92 метра построит британская компания Hybrid Air Vehicles | Компания Hybrid Air Vehicles выиграла грант 2,5 миллиона евро на строительство самого большого в мире дирижабля Airlander 10. Об этом сообщается на официальном сайте Евросоюза.
Длина Airlander 10 составляет 92 метра, он может находиться в воздухе 5 дней и поднимать груз весом до 50 тонн. Поскольку конструкционно воздушное судно является дирижаблем, затраты топлива на поддержание его в полёте минимальны. Как утверждает Hybrid Air Vehicles, в полёте Airlander может набирать скорость до 160 км/ч, при этом расходует на 60 процентов меньше топлива, чем обычные самолёты.
Изначально Airlander 10 создавался для нужд Армии США (проект LEMV) для длительного наблюдения с воздуха. Первый полёт в 2012 году прошёл успешно, однако затем бюджет проекта сократили, а позже и вовсе закрыли. Британская компания выкупила прототип аппарата за $301,000 продолжила разработку проекта в Европе. Недостающие финансовые средства компания планирует привлечь через краудфандинг. |
Intel показал 3D камеру для смартфонов | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/intel-camera | 2015-04-08T10:08:00 | Владимир Королев | [
"Гаджеты",
"День в истории науки"
] | null | Смартфоны получат возможность распознавать жесты | На форуме для разработчиков IDF-2015 компания Intel продемонстрировала прототипы смартфонов, поддерживающих технологию RealSense. RealSense - это 3D камера, способная распознавать жесты, эмоции и осуществлять сканирование объемных объектов.
На сегодняшней презентации форума разработчиков Intel исполнительный директор Брайан Кржанич показал новый модуль RealSense - 3D камеры, оснащенной сенсором глубины. Разработка оказалась достаточно компактной и тонкой, чтобы встроить ее в смартфон с 6-дюймовым дисплеем, и при этом обладает небольшим тепловыделением. Ранее компания уже демонстрировала технологию RealSense Snapshot на основе аналогичного модуля, но на примере 8,4-дюймового планшета.
Подробнее ознакомиться с технологией RealSense можно на сайте Intel. «Представьте себе. Вы просыпаетесь и берёте своё устройство. Машете ему рукой, и оно включает потоковую трансляцию вашей музыки. Вы запускаете приложение, набрасываете эскиз в воздухе, и он появляется на экране устройства».
Возможности использования технологии не ограничиваются взаимодействием с человеком. Она откроет широкие возможности для домашнего 3D-сканирования и печати, уже сейчас имеются наработки в области объемного звука, будут и другие далеко идущие проекты. |
Яндекс.Карты объединились с Народными Картами | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/yandex | 2015-04-08T10:08:00 | Николай Воронцов | [
"Технологии",
"IT"
] | 1 | null | Яндекс изменил подход к источникам данных Яндекс.Карт: теперь редактировать карты может любой пользователь, а сервис «Народная карта» объединили с основным продуктом. Обновления также коснулись интерфейса Яндекс.Карт, теперь все элементы управления расположены поверх карты. Об этом сообщил руководитель картографического сервиса Павел Гущин на пресс-конференции в Москве.
Изменения, внесённые пользователями, появятся во всех картографических продуктах Яндекса после проверки. В правках участвует 18,5 тысяч активных пользователей, модерация правок производится ежедневно профессиональными картографами. В конечных картографических продуктах Яндекса правки будут появляться раз в месяц после обновления.
Изначально «Народная карта» была отдельным продуктом, не связанным с Яндекс.Картами. За время существования «Народной карты» в создании карт приняли участие более 370 тысяч человек.
Яндекс.Карты доступны на сайте maps.yandex.ru и в виде мобильных приложений для Android, iOS и Windows Phone. Сервис позволяет искать адреса и организации, просматривать спутниковые и панорамные снимки городов, строить автомобильные маршруты и маршруты общественного транспорта. |
ДНК оказалась способна собираться в жидкие кристаллы | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/httpwwwnaturecomncomms2015150310ncomms742 | 2015-04-08T10:50:00 | Аня Савченко | [
"Наука",
"Разное"
] | 4 | null | Ученые обнаружили способность ДНК-фрагментов самостоятельно собираться в растворе в короткие цепочки и формировать жидкие кристаллы. В работе приняли участие исследователи Миланского Университета и Колорадского Университета в Боулдере. Статья опубликована в Nature Communications.
В эксперименте исследователи использовали водный раствор с высокой концентрацией коротких олигомеров ДНК и РНК. В составе раствора присутствовал водорастворимый связывающий агент 1-этил-3(3-диэтиламинопропил) карбодиимид. Он отвечал за формирование связи между фосфатными и гидроксильными концами олигонуклеотидов. Отдельные цепочки ДНК (однонитевые олигомеры) формировали в растворе дуплексы, которые затем связывались между собой в области тупых концов. Полученные агрегаты собирались в упорядоченную структуру - жидкокристаллическую фазу.
В присутствии конденсирующих агентов упорядочение в жидкие кристаллы заметно повышало эффективность лигирования.
«Полученные данные свидетельствуют о том, что при наличии определенных химических условий самоорганизация фрагментов ДНК в жидкие кристаллы способствуют дальнейшему их связыванию в длинные полимеры. Это предполагает новый вариант абиотического происхождения нуклеиновых кислот. Наши результаты позволяют представить, что происходило на раннем этапе существования Земли, когда появились первые фрагменты ДНК», рассказал Ноэль Кларк, профессор физики и соавтор работы.
Открытие в 1980 году каталитической способности РНК привело к развитию концепции "РНК-мира" — гипотетической стадии возникновения жизни на Земле, во время которой функции хранения генетической информации выполняли молекулы РНК. Впоследствии из их ассоциаций возникла современная ДНК-РНК-белковая жизнь, обособленная мембраной от внешней среды. Впервые идея мира РНК была высказана Карлом Вёзе в 1968 году и окончательно сформулирована Уолтером Гильбертом в 1986 году. |
Дроны научились самостоятельно находить безопасное место для посадки | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/drones | 2015-04-08T16:08:00 | Николай Воронцов | [
"Гаджеты",
"Роботы и дроны"
] | 2 | null | Группа исследователей из Цюрихского университета разработала автономную систему стабилизации и вынужденной посадки для квадрокоптеров. Статья опубликована в The Journal of Field Robotics (PDF)
Обычный дрон во время полета сильно зависит от качества связи с оператором или навигационными спутниками, если речь идет об автономном запрограммированном полете. В случае потери сигнала дрон может просто упасть или врезаться в препятствие, что приведет к поломке как самого мультикоптера, так и оборудования, установленного на нем. Чтобы решить эту проблему, немецкие учёные разработали и протестировали систему автономной стабилизации и вынужденной посадки.
Система состоит из акселерометра, гироскопа, камеры, датчика измерения расстояния и микрочипа, который всем управляет. Дрон в полете непрерывно строит трехмерную карту поверхности под собой и определяет расположение различных объектов относительно себя. В критических ситуациях он ищет ровную площадку для посадки и строит безопасный маршрут к ней. Это и позволяет выполнить незапланированную посадку в штатном режиме.
Кроме того, мультикоптер через камеру «смотрит» на поверхность под собой и привязывает к ней навигационные маркеры. Благодаря им он быстро определяет свое положение в пространстве и стабилизируется, если его, например, сдуло сильным порывом ветра.
В последнее время квадрокоптеры все чаще используются для задач любительской и профессиональной аэрофотосъемки, компанией amazon тестируется сервис доставки легких грузов беспилотными дронами. |
Математики разработали теорию морщин | https://nplus1.ru/news/2015/04/08/wrinkles | 2015-04-08T18:57:00 | Азим Missarov | [
"Наука",
"День в истории науки"
] | null | Найдена точно решаемая модель описывающая образование складок на двухслойных структрурах | Ученые создали теорию образования морщин. Работа была опубликована в журнале Nature, а кратко ознакомиться с ней можно в журнале Quanta.
Стимулом для создания теории послужили эксперименты с силиконовыми мячиками. Исследователи выкачивали из них воздух и наблюдали как деформируется поверхность. Одни мячики покрывались ямками, другие – волнистыми лабиринтами, третьи – ямочками и лабиринтами. Эти узоры оказались похожи на те, которые возникают при нагревании тонкого слоя масла, феномена называемого ячейками Рэлея-Бенара .
Для описания поведения ячеек Рэлея-Бенара есть упрощенное, точно-решаемое уравнение гидродинамики. Ученые применили аналогичный подход для описания деформации двухслойных структур с искривленной поверхностью. Оказалось, что формирование морфологии поверхности такой структуры регулируется всего несколькими ключевыми параметрами: кривизной граничной поверхности, толщиной слоев и силой внешнего воздействия.
За последние 30 лет было создан ряд математических моделей кожи человека. Существует два основных подхода: статистический и физический. Первый подход базируется на поиске корреляций между состоянием кожи и особенностями данного человека(полом, возрастом, расой и так далее). Второй – на представлении кожи, как структуры подчиняющейся законам физики и чье поведение описывается системой уравнений. |
Наноструктуры получат встроенный таймер жизни | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/nano-self-destruct | 2015-04-08T21:10:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"Разное"
] | 3.2 | При помощи «химических часов» можно задавать точное время жизни нанокластеров и аналогичных систем | Химики из Аахенского технологического института научились программировать время жизни наноструктур. Они остаются целыми в течении любого наперед заданного времени - от минут до нескольких суток, - после чего самопроизвольно распадаются. Статья
опубликована
в
NanoLetters
.
В основе нового метода авторы использовали простейший вариант «химических часов», то есть реакций, идущих со строго определенной скоростью. Подбирая концентрации и состав исходных реагентов, ученым удалось заранее определить точные параметры раствора в нужный момент времени.
В качестве своеобразного «будильника» использовался pH раствора. В начале эксперимента он был щелочным (>8.5), что создавало условия для самосборки, а затем в системе происходила реакция, постепенно понижавшая pH. В нужный момент он достигал такого уровня, при котором наноструктуры распадаются на исходные компоненты.
Реакцией, понижающей pH, был гидролиз сложных эфиров. При этом образуется кислота, которая постепенно нейтрализует щелочную среду. Для того, чтобы этот процесс шел без резких скачков, в растворе также присутствовал буфер — вещество, способное какое-то время поддерживать pH постоянным даже при изменении концентраций кислоты или щелочи. В тот момент, когда кислоты становилось слишком много, буферной емкости не хватало, среда становилась кислотной, и наноструктуры распадалась.
Ученые подобрали несколько вариантов буфера и сложных эфиров. В работе использовался внутренний эфир глюконовой кислоты, который распадался за несколько минут, метилформиат, которому на это требовалось около трех часов, а также капролактон, который гидролизовался лишь спустя несколько суток.
Для демонстрации работоспособности концепции авторы исследовали три системы, способные к самосборке: образующие мицеллы блок-сополимеры, наночастицы золота, объединяющиеся в кластеры; а также пептидные молекулы, собирающиеся в так называемые β-листы. Во всех случаях успешно удалось контролировать время жизни образующихся структур в диапазоне от нескольких минут до суток. |
В Перу нашли массовое захоронение мумий | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/mummies | 2015-04-09T06:36:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Археология"
] | 1.3 | В перуанской долине Котуаси обнаружили мумии в общих могилах. | Археологи обнаружили массовые захоронения в перуанской долине Котауаси. О этом сообщает ресурс LiveScience со ссылкой на исследователя археологической группы, Джастина Дженнингса.
Ученые из Перу, Канады, США и Швеции обнаружили коллективные могилы в долине Котауаси. Захоронение окружает место для проведения ритуалов Тенахаха. Из 40 могил на данный момент раскопано семь, в них обнаружили останки 171 человека. Среди них мумии людей разных возрастов, самые младшие погребены в сосудах.
Судя по особенностям захоронения, прежде чем началось трупное окоченение, телам подогнули колени и скрестили руки на груди. Потом тела были связаны веревками и завернуты в саван. Мумифицированные останки плохо сохранились из-за грызунов и воздействия воды. Ученые отметили, что у некоторых мумий были намеренно сломаны кости и смешаны с костями других людей. В каждой могиле ученые обнаружили до 400 отдельных человеческих останков, включая зубы, кости рук и ног. Археологи предполагают, что перемешивание костей связано с подтверждением равноправия в обществе.
Радиоуглеродное датирование и анализ гончарных изделий показывает, что эта область обживалась в 800-1000 году н.э. В это время на территории Перу существовали 4 племени: Уари, Тиуанаку, Пиура и Лас Анимас. По гипотезе ученых, Тенахаха располагала складами, открытыми пространствами для пиршеств и областью для захоронений. Вероятно, Тенахаха служила “нейтральным местом”, где люди встречались, хоронили своих близких и пировали. О дружеских отношениях между поселениями говорят изображения улыбающихся людей, нанесенные на гончарные изделия. Археологическое исследование показывает, что деревни в долине были в основном автономны и у каждой общины был свой вождь. При жизни эти люди обитали в области Тенахаха и относились к различным народностям доинкской культуры. |
Северные европейцы дольше переходили к фермерству, чем южные | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/European-farmers | 2015-04-09T06:37:00 | Азим Missarov | [
"Наука",
"День в истории науки"
] | null | Изучение украшений неолитических жителей Европы помогает понять как распространялось сельское хозяйство | Северные европейцы долго не хотели заниматься сельским хозяйством. К таким выводам пришла группа ученых из Франции и США. Работа была опубликована в журнале PLoS ONE , а кратко с ней можно ознакомиться в пресс-релизе Университета Нью-Йорка.
Более ранние исследования установили, что для каждой неолитической культуры характерен свой набор орнаментов и украшений. В новой работе ученые использовали найденные при раскопках украшения в качестве маркеров разграничения территорий проживания земледельцев и охотников-собирателей. Археологи собрали базу данных из 200 разных типов бус, найденных в 400 древних поселениях за период от 8000 (время до появления первых земледельцев из Малой Азии) до 5000 (время первого кризиса перенаселения в Европе) лет до н.э.
Выяснилось, что бусы в форме человека и браслеты из раковин, характерные для земледельческих племен, были распространены от Греции до Бретани и от Средиземного моря до севера Германии. В Балтийском регионе этот тип украшений найден не был, зато были найдены ожерелья из зубов животных, типичные для племен охотников и собирателей.
Распространение сельского хозяйства по Земле было сложным и противоречивым процессом. Преимущества земледелия перед охотой и собирательством были неочевидны многим культурам. В Танзании племя охотников-собирателей хадза столетиями жило рядом с земледельцами банту. При этом хадза тратили на добычу пищи четыре час в день, а банту — большую часть светлого времени суток. |
В Греции нашли обнимающихся скелетов | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/spooning-skeletons | 2015-04-09T06:38:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Археология"
] | 2.1 | Археологи обнаружили захоронение 3800 года до н.э. | Археологи обнаружили в Греции обнимающиеся скелеты. Cведения о раскопках опубликованы на сайте NewsWise.
Исследователи Государственного Университета Миссиссиппи обнаружили два скелета, захороненных в обнимку. Анализ ДНК показал, что скелеты принадлежат мужчине и женщине.
Ученые сообщают, что эти люди были погребены шесть тысяч лет назад (3,8 тысяч лет до н.э.). По словам археологов, пара умерла именно в этом виде, потому что поза выглядит естественно. Есть вероятность, что их насмерть забили камнями.
Скелеты были обнаружены в Ксагунаки - каменистой возвышенности в бухте Дирос на средиземноморском побережье Греции. Ксагунаки расположен рядом с пещерой Алепотрипа («Лисья нора»), вокруг которой находилось одно из самых крупных мест захоронений эпохи неолита в Южной Европе. Пещера обнаружена в 1950-х годах Йоргосом Папатанассопулосом.
Захоронения такого типа очень редки. Известно лишь несколько подобных случаев. Одна из таких могил была обнаружена около города Красный Сулин Ростовской области в 2014 году. |
В окрестности молодой звезды впервые нашли сложную органику | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/young-star | 2015-04-09T06:47:00 | Тарас Молотилин | [
"Космос",
"Разное"
] | 4.2 | Протопланетарный диск звезды MWC 480 содержит большое количество ацетонитрила | В окрестности молодой звезды впервые в истории астрономии обнаружили сложную органическую молекулу — ацетонитрил. Это вещество является важной исходной точкой для развития химии углерода и азота, которая в последствии приводит к синтезу аминокислот и зарождению жизни. Исследование опубликовано в Nature.
Открытие было сделано при помощи телескопа Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). В протопланетарном диске вокруг звезды MWC 480 обнаружили высокие концентрации ацетонитрила и синильной кислоты. Оба этих вещества имеют связь «азот-углерод», что делает их принципиально важным «строительным блоком» для химии живых существ. Ранее ученые не были уверены, что подобные молекулы выживают на стадии протопланетарного диска из-за большого количества жесткого излучения, однако новые данные говорят об обратном.
«Изучая экзопланеты, мы узнали, что Солнечная система не уникальна в том плане, что в ней есть каменные планеты с избытком воды. Теперь мы также знаем, что она точно также не уникальна наличием органических веществ. Вновь мы доказали, что не представляем собой ничего особенного. С точки зрения жизни во Вселенной — это отличные новости.» — Карин Оберг, Гарвард-Смитсоновский Центр астрофизики, Кембридж, США.
«Изучая экзопланеты, мы узнали, что Солнечная система не уникальна в том плане, что в ней есть каменные планеты с избытком воды. Теперь мы также знаем, что она точно также не уникальна наличием органических веществ. Вновь мы доказали, что не представляем собой ничего особенного. С точки зрения жизни во Вселенной — это отличные новости.» — Карин Оберг, Гарвард-Смитсоновский Центр астрофизики, Кембридж, США.
Органические молекулы обнаружили в той части диска, где на более поздних этапах будут формироваться кометы. Именно они несут основную информацию о строении ранней звездной системы. Авторы сравнили концентрации органики в окрестности MWC 480 и кометах Солнечной системы, данные оказались сопоставимы, что говорит о схожести процессов формированиях. Считается также, что именно кометы занесли первые органические молекулы на Землю. Обнаружение ацетонитрила именно в кометообразующей области является еще одним доводом в пользу этой гипотезы.
Звезда MWC 480 находится на расстоянии 455 световых лет от Земли в созвездии Тельца, она имеет массу около двух солнечных. Ее возраст составляет примерно миллион лет, а окрестная система находится на очень ранней стадии развития: только недавно из газопылевого облака сформировался протопланетарный диск. До сих пор не получено никаких данных о формировании планет, хотя это может быть связано с недостаточным разрешением, с которым проводились наблюдения. |
Лучшее 2015: Лоуренсий «сломал» таблицу Менделеева | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/lawrencium | 2015-04-09T06:55:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"День в истории науки"
] | 7.2 | Измерен потенциал ионизации лоуренсия | Международная группа физиков впервые экспериментально измерила первый потенциал ионизации лоуренсия (Lr). Он оказался неожиданно низким, что может послужить важным аргументом в спорах о том, где следует располагать 103-й элемент таблицы Менделеева. Статья опубликована в журнале Nature.
Лоуренсий это трансурановый элемент, относящийся к группе актинидов, обычно изображаемых в нижней части периодической таблицы. Впервые его синтезировали в 60-ых годах в Объединенном Институте Ядерных Исследований (Дубна) путем бомбардировки америция-243 ионами кислорода-18. Одновременно с ними синтез проводили и в Беркли, на основе калифорния-252. Время полураспада изотопа лоуренсия-256 составляет всего 27 секунд, что значительно осложняет любую экспериментальную работу с ним.
Исследователи поставили задачу определить энергию, необходимую для отрыва электрона от атома лоуренсия — его потенциал ионизации. Для этого они захватывали атомы 256Lr в ловушки из йодида кадмия и помещали их на подложку, разогретую до 2700 К. Эта температура была достаточна для того, чтобы ионизировать некоторое количество электронов изотопа, их количество служило мерой потенциала. Он оказался необычайно низким, всего 4,96 электрон-вольт, пятый по величине потенциал среди всех изученных элементов. Меньшими потенциалами обладают лишь калий, рубидий, цезий и франций, что позволяет утверждать, что по своей химической природе внешний электрон лоуренсия гораздо ближе к электронам щелочных металлов. Это позволяет по новому взглянуть на проблему определения места в периодической системе для актинида.
По решению главного «законодательного органа» в химии — ИЮПАК (Международного союза теоретической и прикладной химии) сейчас все лантаниды и актиниды занимают равноправное положение в третьем столбце таблицы Менделеева — под скандием и иттрием. Положение элементов во многом определяется их химическими свойствами и электронным строением. Некоторые химики утверждают, что лоуренсий и его сосед сверху, лютеций, по свойствам ближе к скандию и иттрию, чем остальные f-элементы, и размещают их отдельно.
Мнения специалистов после выхода работы разделились. По словам Маттиаса Шеделя, соавтора работы, возглавлявшего Японское агенство по ядерной энергии, их результат подтверждает принадлежность Lr к актинидам, поскольку столь низкий потенциал ионизации говорит о значительных отличиях его от Sc (6.54 eV) и Y (6.38 eV). Однако химик Уильям Дженсен из университета Цинцинати утверждает обратное - в среднем, актиниды обладают более высокой энергией отрыва первого электрона от ядра по сравнению с их соседями сверху, лантанидами. Лоуренсий же нарушает эту закономерность и его правильнее относить к d-элементам. Другой соавтор работы, Сато, не считает, что данные, полученные в рамках работы позволяют ответить на вопрос каким-либо конкретным способом.
Президент неорганического отделения ИЮПАК, Ян Ридижк, сообщил, что официальной позиции по вынесению лютеция и лоуренсия из блока актинидов и лантанидов пока нет. Организация может рассмотреть его в рамках летнего саммита. |
Астрофизики уточнили «взрывной» вариант происхождения Луны | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/the-moon | 2015-04-09T06:56:00 | Тарас Молотилин | [
"Космос",
"Разное"
] | 5.8 | Данные нового моделирования «защищают» гипотезу о столкновении Земли с Тейей | Команда ученых из Франции и Израиля уточнила гипотезу о «мегаимпакте», согласно которой Луна образовалась в результате столкновения прото-Земли и планеты Тейи. Компьютерное моделирование с более высоким разрешением объяснило схожесть изотопного состава Луны и Земли — слабое место гипотезы «мегаимпакта». Работа опубликована в Nature.
Гипотеза «мегаимпакта» в настоящее время остается наиболее принятой версией происхождения Луны. Это не означает, однако, что она однозначно доказана. Наиболее слабым местом теории до сих пор было сходство изотопного состава Земли и Луны, которое предполагало, что Луна является осколком нашей планеты. Высказывались даже предположения, что Тихий Океан — это след после откалывания Луны.
Ряд работ, опубликованных в 2000-х годах, показал, что в рамках гипотезы «мегаимпакта» нет такого сценария, при котором Луна формировалась бы из земного вещества. Как минимум на 80 процентов она должна состоять из вещества Тейи. Это ставило под сомнение справделивость всей гипотезы, так как Тейя по другим данным должна была сформироваться достаточно далеко от Земли, чтобы их изотопный состав отличался.
В новой работе ученые находят ответ на это возражение. Они провели компьютерное моделирование образования планет с гораздо большим разрешением, чем до этого. Кроме того, в этот раз акцент делался на сравнении состава сталкивающихся тел, чему раньше также уделялось мало внимания. По новым данным в 20-40 процентах случаев образовавшиеся прото-планеты практически совпадали по составу с реальными Землей и Луной. Это может объяснить происхождение Тейи и ее изотопный состав, однако, этих результатов все равно недостаточно для объяснения ряда других несостыковок в химическом составе.
Основным конкурентом гипотезы «мегаимпакта» является
модель
Галимова-Кривцова, российских геофизика и математика. Они предсказывают формирования Луны как независимого тела при гравитационном сжатии газо-пылевого облака. Их теория гораздо лучше объясняет все особенности изотопного и химического составов Земли и Луны, однако хуже описывает их аномально высокий орбитальный момент. Гипотеза «мегаимпакта» напротив, объясняет этот факт: момент высокий из-за столкновения с другим крупным объектом, но она хуже предсказывает нюансы химического состава. |
Индийская полиция закупила дроны с перцовым газом | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/police-drones | 2015-04-09T10:51:00 | Николай Воронцов | [
"Гаджеты",
"Роботы и дроны"
] | 0.9 | null | Полиция индийского города Лакхнау закупила мультикоптеры, снаряженные перцовым аэрозолем для пресечения массовых беспорядков, сообщает The Guardian.
Городская полиция закупила пять дронов по цене $9,600 за штуку. Дрон поднимает в воздух два килограмма перцовой смеси и способен удаляться от оператора на один километр.
«Мы провели испытания и результаты отличные. Мы можем с высокой точностью применять аэрозоль даже в местах скопления людей», — заявил глава полиции города Яшасви Ядав.
Полиция Лакхнау и раньше использовала дроны, но только для наблюдения и оценки ситуации при проведении массовых мероприятий.
В Лакхнау проживает три миллиона человек, это второй по величине город индийского штата Уттар-Прадеш. |
Тираннозавры оказались каннибалами | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/tyrannosaur | 2015-04-09T14:02:00 | Николай Воронцов | [
"Наука",
"Разное"
] | 2.5 | null | Палеонтологи из Лондонского университета обнаружили свидетельства каннибализма среди представителей семейства тираннозавров, результаты опубликованы в PeerJ.
Исследователи проанализировали следы зубов на черепе дасплетозавра, найденного в Канаде в 1994 году. Оказалось, что некоторые из них являются следами зубов других тираннозавров. Причем часть следов появилась при жизни ящера, а часть — уже после смерти.
Прямых доказательств того, что один тираннозавр убил и съел другого, нет. Однако характер повреждений говорит о том, что дасплетозавр не только неоднократно сражался с другими представителями семейства тираннозавров при жизни, но и был частично съеден родственниками после своей смерти.
Дасплетозавр – крупный хищник мелового периода, немного уступающий в размерах своему более известному родственнику – тираннозавру. Он передвигался на двух ногах, имел типичную для тираннозавров форму тела с короткой шеей, поддерживающей массивный череп, и обладал самыми длинными в семействе передними конечностями. |
В Австрии откопали скелет верблюда из армии Османской империи | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/elephant | 2015-04-09T15:19:00 | Андрей Коняев | [
"Наука"
] | 2.3 | Животное было похоронено в подвале городской таверны | В конце XVII века Вену осаждала армия Османской империи, — именно так в Центральную Европу могли попасть верблюды. Скелет, доставшийся в этот раз археологам, находился в практически идеальном состоянии, поэтому им удалось восстановить его происхождение во всех подробностях. Исследование опубликовано в PLOS One. Авторы нашли скелет в подвале городской таверны XVII века «Auf der Rossmühle» в австрийском городе Тульн-на-Дунае. Более точную датировку — около 1690 года — удалось установить по двум находкам: монете «Rechenpfenning» и свинцовому пузырьку для лекарства со штампом венской аптеки. То, что верблюд был «целый и невредимый», говорит о том, что хоронили его местные жители, а не османские солдаты, которые бы его просто съели, как обычно делали с павшим скотом. Из этого ученые делают вывод, что верблюд при жизни достался горожанам Тульна до или во время отступления османов после их разгрома в Венской битве 1683 года.По анализу костей и ДНК ученые установили, что верблюд был гибридом одногорбого (по маме) и двухгорбого (по папе) верблюдов. Таких животных ценили наездники в верблюжьей кавалерии за выносливость и рост, что еще раз подтверждает армейское происхождение тульнского верблюда. По характерным деформациям костей черепа и позвоночника авторы установили, что животное было ездовым, но не вьючным. Дело в том, что в умеренных широтах верблюды уступают лошадям, однако в кавалерийских частях они использовались для устрашения конницы противника. В итоге авторы строят следующую картину жизни тульнского верблюда: ему было около 7 лет, в Тульн-на-Дунае животное попало в составе османской армии. Во время двухмесячной осады, предшествующей Венской битве, турецкие солдаты были в спокойных отношениях с жителями Тульна, — это известно из исторических хроник. Вероятно, что в какой-то момент верблюда или выкупили, или получили в качестве трофея при отступлении. Для местных жителей верблюды были экзотикой, а значит, за ним был должный уход. Этим же объясняется «аккуратное» захоронение животного в подвале таверны, где его не трогали дикие звери и даже грызуны. |
Математики научились предсказывать «завалы» в электронной почте | https://nplus1.ru/news/2015/04/09/machine-learning | 2015-04-09T17:22:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"IT"
] | 3.5 | Появилось приложение, которое умеет предсказывать ход электронной переписки | Коллектив ученых из Испании и США сделали приложение, которое умеет предсказывать ход электронной переписки: через сколько придет ответ, какого он будет размера, и сколько писем будем в цепочке. Препринт работы опубликован на сайте arXiv.org.
Исследование авторов состояло из двух частей: вначале они провели статистический анализ выборки, после чего обучали приложение по набору признаков, извлеченных на предыдущем этапе. Исходными данными послужили 16 миллиардов анонимных писем, предоставленных Yahoo.
При анализе рассматривались три ключевых параметра: скорость ответа на письмо, доля писем, на которые человек отвечал, эволюция писем в одной цепочке (как изменялась длина ответов при увеличении их количества). В качестве переменных использовались возраст, пол, день недели, время суток.
Авторы выяснили, что молодые пользователи, среди них мужчины в особенности, в среднем отвечали на письма быстрее и короче. В рабочее время время на ответ сильно сокращалось по сравнению с выходными, а текст писем наоборот — был длиннее.
При «перегрузе» письмами интересная закономерность выявилась для молодых и пожилых пользователей: первые отвечали на большее количество писем, но в ущерб длине ответов. Последнии хуже справлялись с завалом, но зато он никак не сказывался на «качестве» ответов.
На основании полученной статистики авторы проводили машинное обучение с целью предсказать ход развития переписки (время ответа, размер письма и длину цепочки). Они использовали набор из 83 признаков, а обучение проводили по трем классам для каждого параметра. Для обучения использовался метод «бэггинга» (сокращение от bootstrap aggregation).
В итоге предсказательная способность составила около 65 процентов. На основе такого обучения почтовые клиенты, например, смогут выстраивать входящие письма по приоритету или по предсказанному времени на ответ. |
Палеонтологи изучили пение вымершей «птицы-террориста» | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/terror-bird | 2015-04-10T08:19:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Археология"
] | 2.3 | Археологи обнаружили самый полный скелет «птицы-террориста» | Аргентинские ученые обнаружили самый полный на сегодняшний день скелет вымершей южноамериканской птицы Llallawavis scagliai («Великолепная птица Скалия») и восстановили некоторые особенности их пения. Результаты анализа окаменелостей описаны в журнале Journal of Vertebrate Paleontology.
Сохранным оказались более 90 процентов скелета, в том числе череп, гортань, трахея и все кости неба. Настолько полный скелет и, в особенности, череп и гортань, позволили определить принципы вокализации
Llallawavis scagliai.
По словам ученых, звуки, которые издавали скалии, находились в узком диапазоне частот.
Скорее всего, птицы использовали голос для внутривидовой коммуникации и устрашения жертвы. Также ученым удалось восстановить анатомию внутреннего уха, что потенциально может позволить определить слуховую чувствительность хищных птиц этого семейства.
Анализ костей показывает, что рост птицы составлял 1,20 метра, вес – около 18 килограммов. Жила она около 3,5 миллионов лет назад на территории современной Аргентины (Мар-дель-Плата, провинция Буэнос-Айрес).
«Великолепная птица Скалия» относится к семейству
фороракосовых
. Хищные птицы этой группы достигали ростом трех метров и обладали крупным загнутым клювом. У них были рудиментарные крылья, на концах которых развились крючья. Ученые полагают, что с помощью этих крючьев птицы удерживали добычу.
Представителей фороракосовых иногда называют «птицами-террористами». Вероятно, это связано с тем, что череп
Llallawavis
достигает метра в длину (клюв 46 сантиметров), и они могли легко проглотить животное размером с крупную собаку. |
В Корее нашли гробницу с человеческой жертвой | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/korean-fossils | 2015-04-10T10:12:00 | Николай Воронцов | [
"Наука",
"Разное"
] | 2.5 | null | Корейские археологи обнаружили в городе Кёнджу гробницу женщины, в которой также находился скелет мужчины, предположительно принесенного в жертву. Находка относится к V-VI веку, сообщает Korea JoongAng Daily.
Внимание археологов привлекло необычное расположение останков. Мужчина при захоронении был уложен рядом с женщиной таким образом, чтобы их головы соприкасались. Это примечательно, поскольку обычно принесённого в жертву кладут в ногах или вместе с утварью, чтобы он охранял усопшего и разговаривал с ним. Найденная в захоронении утварь и сережка на женском скелете свидетельствуют о том, что женщина принадлежала к знатному роду, и гробница была построена именно для нее.
Кёнджу был столицей древнекорейского государства Силла и одним из самых процветающих городов Восточной Азии. Силла (57 до н. э. — 935) — одно из трех корейских государств. Власть Силла, возникшего в начале 1 тыс. н. э., распространялась на большую часть Корейского полуострова в период с VII по IX век. С тех пор в городе осталось множество памятников истории и культуры. После падения династии Силла город постепенно утратил своё значение. |
Получены первые результаты с детектора нейтрино CUORE | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/CUORE | 2015-04-10T11:25:00 | Тарас Молотилин | [
"Наука",
"Разное"
] | 5.2 | «Самый холодный куб на земле» вскоре выйдет на штатный режим в поисках таинственной частицы Майорана | Сотрудники Национальной лаборатории Сан Грассо в Италии объявили о первых результатах работы детектора CUORE (Cryogenic Underground Observatory for Rare Events). В течение двух лет одна из 19 «башен» детектора собирала информацию о редком явлении в ядерной физике: безнейтриновом двойном бета-распаде. Целью этого предварительного эксперимента была проверка работоспособности инструмента.
Помимо технических данных, ученым удалось получить некоторую информацию и о исследуемом явлении. Так, по новым результатам сузился диапазон масс, в котором следует искать
нейтрино Майорана
, «уменьшив размер стога, в котором предстоит искать иголку». К концу нынешнего года не одна, а все 19 «башен» детектора будут запущены, что должно увеличить чувствительность системы в 20 раз.
Основной составляющей частью CUORE являются кристаллы оксида теллура, охлажденные до температуры в 10 тысячных градуса от абсолютного нуля. Ядра этого вещества могут вступать в двойной бета-распад, точнее, в одну из его модификаций. В первом случае при распаде выделяется также нейтрино и антинейтрино, это «обычный» процесс, который происходит чаще всего. Во втором случае происходит «безнейтринный» распад. В последнем случае, как полагают ученые, должно образовываться «нейтрино Майорана», которое является одновременно и частицей и анти-частицей. Исследуя его, можно объяснить, почему во Вселенной материи больше, чем антиматерии.
Безнейтринный двойной бета-распад происходит крайне редко. По расчетам — реже, чем раз в септиллион (триллион триллионов) лет на одно ядро. Для того, чтобы его детектировать, в CUORE собрано порядка 50 септиллионов ядер теллура. По характерному изменению их температуры в ходе распада ученые надеятся обнаружить нейтрино Майорана.
Детектор CUORE расположен под километрами камня Аппенинских гор для изоляции от космических лучей. Он признан «самым холодным пространством, искусственно созданным на земле». Впервые CUORE был запущен в 2003 году. |
Cтраховая компания заменит инспекторов дронами | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/insurance-drones | 2015-04-10T11:30:00 | Николай Воронцов | [
"Технологии",
"Роботы и дроны"
] | 1.9 | null | Федеральное управление гражданской авиации США разрешило страховой компании AIG использовать дроны на территории США. Об этом сообщается в пресс-релизе корпорации.
Беспилотники сильно облегчат работу инспекторов компании при обследовании места катастрофы или зоны стихийного бедствия. Дроны могут в режиме реального времени передавать изображение на компьютер оператора для быстрой оценки масштаба разрушений и проникать в недоступные для человека места, что делает их просто незаменимыми помощниками в зоне бедствия.
https://www.youtube.com/embed/FSTxBiNIC3Y
Компании по всему миру используют мультикоптеры для различных задач, однако часто сталкиваются с проблемой слабого регулирования полетов дронов на уровне местного законодательства. Ранее компания Amazon заявляла о создании сервиса доставки беспилотниками, однако коммерческое использование сервиса невозможно, поскольку Федеральное управление гражданской авиации США разрешает в коммерческих целях производить только пилотируемые полеты дронов в зоне прямой видимости оператора. |
Ферменты освоили реакцию классической химии | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/enzymes | 2015-04-10T11:41:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"Органическое на 100%"
] | 7.3 | Российские ученые определили как работает фермент, катализирующий реакции циклоприсоединения | Ученые из лаборатории Валентина Ананикова Института Органической Химии РАН выяснили механизм работы фермента, отвечающего за катализ реакции Дильса-Альдера в бактериях. Исследование опубликовано в журнале PLoS ONE.
Недавно исследователи обнаружили и выяснили строение фермента, отвечающего за синтез Спинозина А — природного инсектицида бактерии Saccharopolyspora spinosa. Ключевой стадией его формирования является внутримолекулярная реакция Дильса-Альдера. Оказалось, что фермент SpnF ускоряет эту реакцию примерно в 500 раз. Вопросом, вставшим перед группой Ананикова, стал механизм работы фермента. Классические ферменты увеличивают скорость реакций разбивая их на множество простых, но быстрых стадий. Но циклоприсоединение по Дильсу-Альдеру является одностадийным синхронным процессом, разбить который на стадии невозможно.
Авторы новой статьи провели квантово-химическое моделирование реакции с учетом взаимодействия исходной молекулы с белком-ферментом. Источником столь значимого прироста скорости реакции стало пошаговое искажение формы молекулы из-за возникающих водородных связей. На финальном этапе фрагменты молекулы, предназначенные для «склеивания» оказывались в наиболее предпочтительном положении друг относительно друга. Это и объяснило легкость протекания реакции.
Реакция Дильса—Альдера — одна из самых известных реакций органической химии, отмеченная, к тому же, Нобелевской премией. Она позволяет получать циклические соединения путем взаимодействия между двумя молекулами: содержащей две сопряженные (расположенные рядом) двойные связи и молекулой с одиночной двойной связью. Самым простым примером такой реакции является взаимодействие бутадиена-1,3 с этиленом, что приводит к образованию циклогексена. Несмотря на ее широкое современное применение в органическом синтезе, найти примеры реакций циклоприсоединения в биосинтезе непросто. |
Психологи отдали авторство «Двойной лжи» Шекспиру | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/Shakespeares-signature | 2015-04-10T12:17:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Языкознание"
] | 3.3 | Анализ текста подтвердил авторство Шекспира в пьесе «Двойная ложь или Бедствующие любовники». | Пьеса «Двойная ложь или Бедствующие любовники» была написана самим Шекспиром, а не его частым соавтором Джоном Флетчером или издателем Льюисом Теобальдом. К такому выводу пришли исследователи из Техасского Университета Раян Бойд и Джеймс Пенбэйкер на основании анализа особенностей словоупотребления. Исследование опубликовано в журнале Psychological Science.
Исследователи провели компьютерный анализ пьес трех потенциальных авторов: Шекспира, Льюиса Теобальда и Джона Флетчера. Задачей программы было выявление индивидуально «почерка» каждого из них. Например, анализировалось распределение частей речи (предлог, артикль, существительное, глагол), по отдельным тематикам (эмоции, семья, чувственное восприятие, религия). Каждое из произведений Шекспира, Теобальда и Флетчера было представлено в виде точки в двумерных координатах той или иной особенности текста. После этого ученые пытались установить, к какому кластеру точек более тяготеет текст «Двойной лжи».
Из всех рассмотренных авторов именно тексты Шекспира оказался наиболее близким к «Двойной лжи». Теобальд был идентифицирован в качестве автора только по результатам анализа длины предложения и количества полнозначных слов в нем (из трех рассматриваемых авторов, у Теобальда предложения самые длинные). Далее ученые проанализировали каждый акт по отдельности. В первых трех актах был определен Шекспир, четвертый и пятый показывал Шекспира и Флетчера. Наименьшая вероятность авторства была у Теобальда.
«Двойная ложь» была опубликована в 1728 году Льюисом Теобальдом, который утверждал, что написал эту пьесу в качестве адаптации, основываясь на трех рукописях Шекспира. Рукописи были утеряны, вероятно уничтожены пожаром в библиотеке, а авторство с тех пор горячо обсуждалось.
Проводивший анализ произведения Джеймс Пенбейкер является автором идеи терапии письма. Лечебный эффект терапии заключается в том, что человек может облегчить свои переживания, выражая их в письменном виде. |
Солнце опоздало на «бум» рождения звезд | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/babystarboom | 2015-04-10T13:52:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"Космос",
"Разное"
] | 3.1 | Ученые обнаружили новые подробности эволюции галактик | Группа астрономов под руководством Кэйси Паповича из Техасского университета датировала звездный «бэйби-бум», происходящий в галактиках типа Млечного Пути. В этот период процесс образования новых звезд становится в 30 раз интенсивнее происходящего сейчас в нашей Галактике. Статья, посвященная исследованию, появится на страницах The Astrophysical Journal, а познакомиться с кратким ее содержанием можно здесь.
Исследователи выбрали из существующих каталогов более 2000 галактик, подобных Млечному Пути и создали альбом, использующий их изображения в широком спектре длин волн — от ультрафиолета до дальней границы инфракрасного излучения. Благодаря тому, что наблюдаемые объекты находятся на огромных расстояниях от Земли, мы наблюдаем их внешний вид таким, каким он был миллионы и миллиарды лет назад. Это позволило авторам работы узнать, как изменялись некоторые параметры выбранного класса галактик на различных этапах их эволюции, в частности, их суммарная звездная масса. Масштабное исследование использовало данные с нескольких космических телескопов, включая «Хаббл», «Спитцер», «Гершель» и наземных обсерваторий, в частности, обсерватории Лас-Кампаньяс в Чили.
«Хаббл» позволил определить наиболее подходящих кандидатов в аналоги Млечного Пути. «Спитцер» и ряд наземных обсерваторий послужили источниками данных в ближнем инфракрасном спектре, необходимых для определения суммарных масс звезд в галактиках, а объединенные данные с «Гершеля» и «Спитцера» в дальнем ИК позволили узнать скорость образования звезд.По словам Кэйси Паповича, обнаружилось, что за последние 10 миллиардов лет в наблюдаемых галактиках произошел примерно десятикратный рост суммарной массы звезд, что согласуется с существующими теориями о развитии галактик. При этом основная доля прироста произошла в первые 5 миллиардов лет. Это еще раз подтверждает теорию о том, что поначалу галактики представляли собой небольшие группы звезд. Они интенсивно поглощают большие облака газа из окружающего пространства, что и вызывает «взрывное» усиление звездообразования.
Солнце, образовавшееся примерно 4,5 миллиарда лет назад не застало «бума» звездообразования в Млечном Пути. Однако, это могло стать важным фактором для образования впоследствии жизни на Земле — благодаря деятельности ранних звезд в Галактике широко распространились элементы тяжелее гелия и водорода. Именно они и послужили строительными блоками для планет Солнечной системы. |
Стала известна структура «васаби-рецептора» | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/wasabi | 2015-04-10T14:00:00 | Владимир Королев | [
"Наука",
"Технологии",
"День в истории науки"
] | 6.2 | Методы крио-микроскопии позволили увидеть TRPA-1 на почти атомарном уровне | Ученые из Университета Калифорнии в Сан-Франциско впервые получили изображение ионного канала, ответственного за реакцию нервных окончаний на механические воздействия и некоторые химические раздражители, в частности, васаби. Статья опубликована в журнале Nature.
TRPA1 — ионный канал, расположенный на плазматической мембране клеток чувствительного нерва. Ионные каналы способны раскрываться под действием химических веществ и пропускать внутрь клетки соли из внешней среды. Это приводит к возникновению так называемого потенциала действия — изменения электрического потенциала мембраны, распространяющегося дальше от нейрона к нейрону и вызывающего нервный импульс. Интерес к TRPA-1 вызван тем, что он способен раскрывается под действием широкого спектра веществ раздражителей, а его активность связывают с воспалительными болями и чесоткой.
Исследователи использовали для изучения строения белка метод электронной крио-микроскопии. В этом методе раствор белка в воде очень быстро замораживается — достаточно быстро, чтобы не успели образоваться кристаллики льда, которые способны нарушить естественную геометрию молекулы. Получается тонкая пластинка, содержащая тысячи молекул TRPA-1 в различных конформациях, которая затем изучается под электронным микроскопом. В результате получается более 100 000 фотографий, которые путем компьютерной обработки склеиваются в трехмерные изображения. Ученым удалось зафиксировать каналы в открытом, полузакрытом и закрытом состояниях.Строение ионного канала, вид сбоку и с обоих концов. На изображении отчетливо видны 4 составляющие его субъединицы, выстилающие канал, по которому ионы проходят внутрь клеткиCandice E. Paulsen et al./Nature, 2015ПоделитьсяНабор 2D изображений белка, полученных методом электронной крио-микроскопииCandice E. Paulsen et al./Nature, 2015ПоделитьсяОбнаружилось, что TRPA-1 состоит из четырех одинаковых субъедниц, и обладает структурой очень похожей на другой ионный канал того же класса, TRPV-1, реагирующий на действующее вещество острого перца, капсаицин. Сам канал, по которому ионы проникают внутрь клетки, ограничивается в закрытом состоянии только в двух точках. Исследователи сделали предположение, что эта структура является общей для всех каналов этого семейства.
Разрешение полученного изображения оказалось равным 0,4 нанометра, что примерно равно трем длинам связей углерод-углерод. Это позволило детально определить строение канала и понять, где и каким образом могут связываться с ним молекулы лекарств, блокируя работу канала. Данные о структуре белка являются чрезвычайно важной информацией для разработчиков различных биоактивных препаратов, они позволяют проводить предварительную оценку активности путем компьютерного моделирования, что значительно сужает область поисков потенциальных лекарств. |
MINI покажет очки дополненной реальности для водителей | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/mini-augmented-vision | 2015-04-10T14:24:00 | Николай Воронцов | [
"Гаджеты",
"Транспорт"
] | 1.5 | null | <!-- @page { margin: 2cm } p { margin-bottom: 0.25cm; line-height: 120% } -->
Компания MINI представит на автосалоне в Шанхае концепт очков дополненной реальности, специально спроектированных для водителей. Об этом сообщается в пресс-релизе автопроизводителя.
<!-- @page { margin: 2cm } p { margin-bottom: 0.25cm; line-height: 120% } -->
Гаджет c винтажным дизайном получил имя MINI Augmented Vision. Его главной особенностью обещает стать возможность видеть «сквозь» детали автомобиля, что должно значительно улучшать обзор. Кроме того, очки отображают данные с приборной панели автомобиля, позволяют читать и отвечать на текстовые сообщений. Пригодиться очки могут не только внутри автомобиля, но и снаружи: в них встроен навигатор, способный прокладывать пеший маршрут от автомобиля до места назначения.
Никаких технических параметров производитель не сообщил, также не известно, будет ли запущено серийное производство гаджета.
Шанхайский международный автосалон проходит каждый нечетный год с 1985 года в последнюю неделю апреля. Автосалон в Шанхае чередуется с Пекинским автосалоном, который проходит по четным годам. |
Затонувшие сокровища гавайского короля представили публике | https://nplus1.ru/news/2015/04/10/hawaiian-treasure | 2015-04-10T14:31:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Археология"
] | 2.1 | Сокровища Камехамеха II выставят в музее острова Кауаи. | Затонувшие два века назад сокровища гавайского короля Камехамеха II выставят в музее острова Кауаи. Об этом сообщает источником The Associated Press.
Ученые Смитсоновского Института во главе с Ричардом Роджерсом обнаружили место крушения в 1995 году, их раскопки продолжались вплоть до 2001 года. Корабль и его артефакты принадлежали гавайскому королю
Камехамеху II
(Лихолихо). Среди найденных предметов было золото, серебро, ступки для приготовления
пои
, драгоценные камни, корабельный свисток, ножи, вилки, слюда и атрибутика разных народов мира.
Камехамеха II приобрел судно под названием «Баркас Клеопатры» у Джорджа Крониншильда II в 1816 году. По словам специалиста музея Кауаи, Зенона Вонга, «Баркас Клеопатры» стал первой океанской яхтой, построенной в США. Судно было переименовано в «Гавайскую Гордость».
Согласно документам, 6 апреля 1824 года вся команда, за исключением капитана, была в состоянии алкогольного опьянения, когда корабль наткнулся на рифы. Король Камехамеха II в это время находился в Великобритании с визитом к королю Георгу IV.
Артефакты имеют, прежде всего, историческую ценность, так как являются единственными вещами, принадлежавшими королю Камехамехе II. За время своего недолгого правления (1819-1824) он отменил гавайское капу (система религиозного права) и допустил первых христианских миссионеров в королевство. |
Пол динозавров научились различать по хвосту | https://nplus1.ru/news/2015/04/13/dinosaurs | 2015-04-13T06:48:00 | Юлия Минц | [
"Наука",
"Археология"
] | 2.4 | Ученые научились определять половую принадлежность динозавров. | Канадские исследователи научились определять пол некоторых видов динозавров по особенностям анатомии костей в основании хвоста. Об этом сообщает журнал Nature.
Ученые проанализировали останки двух овираптозавров, найденных в Монголии в середине 1990-х. Скелеты были заключены в породу, которой больше 75 миллионов лет, и располагались в нескольких сантиметрах друг от друга, за что ученые назвали их «Ромео и Джульетта».
Один скелет был полным, у второго не хватало половины хвоста, но обнаруженных костей оказалось достаточно, чтобы провести исследование. У двух ящеров значительно отличались лезвиевидные кости хвоста – шевроны. У одной из особей они были уже и тоньше, чем у другой, причем это не было результатом болезни или повреждения.
По гипотезе исследователей, на базе одного этого анатомического отличия можно определить пол овираптора. Предполагается, что сравнительно небольшой размер шевронов у самки мог облегчить процесс откладывания яиц, а крупные шевроны мужских особей выполняли функцию закрепления втягивающей мышцы пениса. По другой гипотезе, сильный хвост нужен был самцам для того, чтобы демонстрировать самкам хвостовое оперение.
Поскольку на данный момент исследованы только два представителя этих овираптозавров, пока не ясно, были ли эти различия межполовыми или внутривидовыми. Овираптозавры относятся к кладе манирапторов. В эту кладу также включают птиц, которые считаются единственными динозаврами, дожившими до наших дней. |
«Нейроцветы» научились реагировать на активность мозга | https://nplus1.ru/news/2015/04/13/neuroflowers | 2015-04-13T10:06:00 | Николай Воронцов | [
"Технологии",
"Разное"
] | 1.5 | «Нейроцветы» научились реагировать на активность мозга | В Сан-Франциско прошел Market Street Prototyping Festival, на котором среди прочих работ продемонстрированы роботизированные цветы, реагирующие на активность мозга.
Нейроцветы — интерактивная арт-инсталляция из роботизированных цветов, реагирующих на активность мозга. Цветы меняют степень раскрытия и цвет, реагируя на электроэнцефалограмму человека. Электроэнцефалограмма снимается при помощи беспроводной гарнитуры, данные ЭЭГ разбиваются на два канала: «уровень внимания» и «уровень медитации», от которых зависят цвет и степень раскрытия цветка.
«Нейроцветы позволяют людям визуализировать свое внутреннее состояние. Это осязаемый пример создания собственной реальности, в которой мысли влияют на физический мир», — говорит Эшли Ньютон, создатель арт-объекта.
Электроэнцефалография не в первый раз используются для управления физическими объектами силой мысли. Ранее проводились полеты квадрокоптера, управляемого через ЭЭГ гарнитуру. |
Subsets and Splits
No community queries yet
The top public SQL queries from the community will appear here once available.