Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #45

Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #45

  • Ученые создали внутривенный интерфейс мозг-компьютер.
  • Квантовый спирт: ученые доказали, что спирты проявляют квантовые свойства.
  • Изображения свиней в пещере на острове Сулавеси созданы 45,5 тысяч лет назад.
  • Ученые впервые смогли воссоздать гениталии динозавров.
  • Физики описали еще один способ получения энергии из черных дыр.
  • Российские танки научились воевать онлайн в условиях радиопомех.

news_5f33e83a97353.png

Новости одной строкой

  • Ученые предложили лечить шопоголизм и любовь к азартным играм слабыми ударами тока.
  • Людям хочется больше вредной еды, если они чувствуют напряжение и стресс. Кроме того, ученые заметили, что чем более напряженными были испытуемые, тем больше сладостей и фастфуда они съедали.
  • В российской Арктике появятся плавучие аэродромы.
  • Virgin Orbit впервые успешно запустила ракету с борта Boeing-747. Компания Ричарда Брэнсона со второй попытки успешно отправила на орбиту ракету LauncherOne.
  • Огневые испытания двигателей для ракеты SLS завершились неудачей. Агрегаты не проработали на стенде столько, сколько должны были.
  • Военные лётчики впервые устроили групповой пилотаж на тяжёлых транспортных самолётах Ан-124. Сразу 6 "Русланов" пролетели "этажеркой".

https://youtu.be/9x2T5T72JNE

Научная среда

Ученые впервые смогли воссоздать гениталии динозавров

Специалисты из Великобритании и США впервые смогли создать модели гениталий динозавров. Оказалось, что животные имели разноцветные внешние половые органы, которые, вероятно, служили для привлечения партнеров.

ченым удалось реконструировать гениталии вида пситтакозавр, который жил около 145 – 100 миллионов лет назад. Ископаемый образец был обнаружен в Сихэтуне, в китайской провинции Ляонин.

Большинство млекопитающих имеют различные отверстия для таких функций как размножение, дефекация и мочеиспускание, однако земноводные, пресмыкающиеся и птицы имеют для всего этого лишь один проход — клоаку. Как оказалось, пситтакозавры также размножались через клоаку размером почти в 2 сантиметра.

Авторы исследования также обнаружили, что по обе стороны от отверстия, вероятно, находились пахучие железы, которые тоже служили для привлечения внимания. Такую же особенность можно заметить у современных крокодилов, что позволяет ученым предположить, что, возможно, пситтакозавр также имел пенис, скрытый внутри клоаки.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_6008890881f41.webp

Как мозг различает тональные и шумовые сигналы

Нейрофизиологи выявили в головном мозге клеточную структуру, которая позволяет отличать тон от шума, и предположили, что она помогает выделять речь в потоке случайных звуков. Также им удалось определить роль нейромедиатор ацетилхолина в этом процессе.

Все звуки делятся на тоны и шумы. Тоном называется звук с колебанием с постоянной или закономерно изменяющейся по времени частотой, а шумом – с неритмическими колебаниями. Пример тоновых сигналов – гласные звуки, возникающие при ритмичных колебаниях голосовых связок. Шумы создаются непериодическими колебаниями струи воздуха, выходящей из легких, и превращаются в глухие согласные. Звонкие согласные образуются при слиянии шумов и тонов. Благодаря тональным свойствам речи мы легко отличаем ее в потоке шума, выделяя, например, слова из множества звуков на улице.

Как выяснили исследователи из США и Германии, различать шум и тональное звучание помогают нейроны из области головного мозга, называемой медиальным ядром трапециевидного тела (medial nucleus of the trapezoid body, MNTB). Это структура представляет собой совокупность нейронов ствола мозга и, как уже было известно ранее, помогает определить источник звука.

Ученые также определили, что важную роль в выделение тоновых сигналов играет нейромедиатор ацетилхолин. Исследование показало, что именно ацетилхолин улучшает распознавание слабых звуковых сигналов и помогает выделять тональные звуки при шумовом фоне. Ученые также предполагают, что описанный механизм схож с выделением человеческим мозгом речи из шума.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_60087fc50cc34.png

Создан самый быстрый метод квантовой генерации случайных чисел

Ученые НИТУ «МИСиС», Российского квантового центра в составе международной исследовательской группы разработали самый быстрый и доступный квантовый генератор случайных чисел. Созданное устройство генерирует случайные числа со скоростью 8.05 Гб в секунду и подтверждает их случайный характер в режиме реального времени. Технология может лечь в основу производства коммерческих генераторов случайных чисел, применяемых в криптографии и для моделирования сложных систем.

Генераторы случайных чисел – важная составляющая многих алгоритмов, включая алгоритмы шифрования и численного моделирования. Они также используются при разработке компьютерных игр и игровых автоматов. Использование генерации случайных чисел позволяет создавать «ключи» шифрования для защиты информации при ее передаче. Кроме того, генераторы случайных чисел могут существенно повысить возможности искусственного интеллекта.

Новый метод генерации истинно случайных чисел, предложенный учеными НИТУ «МИСиС», РКЦ, Окфордского университета, Голдсмитского колледжа и Свободного университета Берлина, основан на использовании квантовых свойств фотонов. Числа, которые производит разработанный ими оптический генератор, в режиме реального времени проходят сертификацию, чтобы подтвердить квантовый характер процесса их генерации.

Квантовые процессы позволяют генерировать числа, случайность которых гарантируется законами физики. Разрабатываемые на квантовых принципах устройства для генерации случайных чисел имеют ряд важных практических приложений.

В ходе эксперимента ученые создали устройство, которое не только генерирует случайные числа со скоростью 8.05 Гб в секунду, что делает его самым быстрым из подобных устройств, но и гарантирует случайный характер этих чисел в режиме реального времени.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_600889fc9545f.webp

Квантовый спирт: ученые доказали, что спирты проявляют квантовые свойства

Ученые Сколтеха вместе с коллегами из Российского квантового центра выявили значительную роль ядерных квантовых эффектов в поляризации спирта во внешнем электрическом поле.

Такие молекулярные жидкости, как вода или спирты, являются полярными. Полярность возникает из-за механизма разделения зарядов, вопрос о микроскопической природе которого все еще остается открытым. Фактически основное описание поляризации опирается на концепцию столетней давности, в которой диэлектрическая поляризация связывается с дипольным моментом, образованным гидроксильной функциональной группой (-OH). Высокая поляризуемость спиртов и соответствующая высокая диэлектрическая проницаемость объясняется ориентацией молекулярных диполей, однако несоответствие между измеренными и расчетными диэлектрическими постоянными показывает, что другие механизмы, которые до сих пор не рассматривались, могут играть важную роль в процессе поляризации.

Мы экспериментально исследовали и сравнили диэлектрические характеристики серии одноатомных спиртов с разной длиной молекулярной цепи и обнаружили удивительные сходства, которые нельзя было объяснить обычным механизмом вращения молекулярных диполей.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_60088a51c0ac2.webp

Ученые создали внутривенный интерфейс мозг-компьютер

В конце прошлого года ученые, опубликовав свою статью в Journal of NeuroInterventional Surgery, представили научному обществу новое устройство для управления компьютером "силой мысли". Тем, кто интересуется нейронауками, известно, что с помощью электродов, погруженных прямо в ткани мозга, можно «считывать» его электрическую активность и далее с помощью декодера, расшифровывающего сигнал, подавать ее в нейроинтерфейс – компьютер или нейропротез. Другой вариант – использовать импланты для стимуляции нужных частей мозга. В обоих случаях интерфейс мозг-компьютер представляет собой габаритную и малопривлекательную «шапочку» из проводов, использование которой, например, в повседневной жизни затруднительно. Другое дело – скрытое от посторонних глаз, надежное устройство, позволяющее, например, открывать сообщения или совершать банковские переводы прямо с домашнего компьютера парализованным пациентам.

Группе австралийских ученых под руководством Томаса Оксли удалось через венозную систему установить считывающий электродный блок вблизи здорового (на момент исследования) двигательного центра головного мозга (прецентральной извилины) у двух пациентов с боковым амиотрофическим склерозом. Несмотря на то что электроды не вводились вглубь мозговой ткани, а удерживались в просвете вены стентом, они достаточно точно собирали импульсы с двигательной коры, а чрескожный инфракрасный декодер, соединенный с мозговым блоком гибким проводом, преобразовывал сигналы в нажатия клавиш виртуальной мыши в популярной операционной системе. Курсором пациенты могли управлять с помощью «айтрекера», то есть движениями глазных яблок, так как эта функция при данном заболевании не страдает ( в отличие от "синдрома запертого человека").

Эти первые данные, полученные на людях, демонстрируют потенциал эндоваскулярного моторного нейропротеза для цифрового управления устройством с помощью нескольких команд у людей с параличом … для улучшения функциональной независимости.

news_6008868451e65.png

Полную версию материала читайте по ссылке.

Изображения свиней в пещере на острове Сулавеси созданы 45,5 тысяч лет назад

Индонезийские и австралийские археологи, изучающие палеолитическую пещерную живопись островов Зондского архипелага, выяснили, что минимальный возраст изображения сулавесской бородавчатой свиньи из пещеры Леанг Тедонгнге на юго-западе острова Сулавеси составляет 45,5 тысяч лет. Такой результат дало уран-ториевое датирование известкового натёка на ноге нарисованной свиньи. Это делает рисунок древнейшим из надежно датированных произведений изобразительного (фигуративного) искусства. Прежний рекорд — 43,9 тысяч лет — принадлежал сцене охоты из расположенной в том же районе пещеры Леанг Булу Сипонг 4.

Создателями свиных портретов в пещере Леанг Тедонгнге, скорее всего, были люди современного типа, то есть сапиенсы, стремительное заселение которыми Евразии началось около 60 тысяч лет назад (хотя отдельные группы и раньше выходили из Африки). Утверждение, что создателями рисунков почти наверняка были сапиенсы, основано на том, что до сих пор фигуративное искусство, как и другие проявления высокой верхнепалеолитической культуры, удавалось надежно связать только с сапиенсами, но не с другими видами поздних Homo. Поэтому у ученых пока нет оснований предполагать, что свиней в пещере Леанг Тедонгнге мог нарисовать кто-то кроме сапиенсов.

Впрочем, нужно иметь в виду, что какие-то люди добирались до Сулавеси уже около 200 тысяч лет назад. Об этом свидетельствуют недавно найденные на острове грубые каменные орудия. До соседнего Флореса люди добрались еще раньше: предполагаемые предки флоресских хоббитов жили здесь уже около миллиона лет назад. Аналогичная история и с островом Лусон (Филиппины), где древнейшие следы человеческого присутствия имеют возраст около 700 тысяч лет. Во всех трех случаях людям пришлось пересекать морские проливы, чтобы добраться до островов, которые не соединялись с Азиатским материком даже в периоды ледниковых максимумов, когда уровень моря был намного ниже нынешнего.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_6008881e2728f.jpg

Самая далекая галактика во Вселенной стала вместилищем колоссальной черной дыры

J0313-1806, отстоящая на миллиарды световых лет от Земли, самой далекой из обнаруженных на сегодняшний день галактик. Ее уникальные особенности бросают еще один вызов современным моделям образования черных дыр и галактик, а также подарила ученым редкую возможность заглянуть в раннюю Вселенную.

J0313-1806 — это квазар, находящийся на расстоянии более 13 миллиардов световых лет от Земли. Это полностью сформированная галактика с невероятно огромной сверхмассивной черной дырой в центре, которая с бешеной скоростью порождала звезды всего через 670 миллионов лет после Большого взрыва.

Группа исследователей под руководством Университета Аризоны даже обнаружила свидетельства горячего квазарного ветра, дующего из сверхмассивной черной дыры в центре J0313-1806 всего в пять раз медленнее, чем скорость света.

Это самое раннее свидетельство того, как сверхмассивная черная дыра влияет на родительскую галактику вокруг нее. Из наблюдений за менее далекими галактиками мы знаем, что это должно происходить — но мы никогда не видели, чтобы это случалось во времена, когда Вселенная была так молода

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_600888aad882d.webp

Динамика спина оказалась связана с толщиной материала

Американские физики впервые исследовали спиновую динамику в мезоскопических пленках. Они выяснили, что изменение толщины материала позволяет контролировать динамику спина. Это открытие может привести к созданию более компактных и энергоэффективных электронных устройств.

Спрос на компактные, но при этом мощные вычислительные устройства постоянно увеличивается. Поэтому появляются новые отрасли наноэлектроники, призванные разрабатывать более эффективные технологии. Одна из этих отраслей — магноника. Магнонных устройствах перенос информации происходит не с помощью электрических зарядов, а с помощью спиновых волн.

До недавнего времени спиновая динамика в основном изучалась с помощью нейтронного рассеяния. Однако этот метод подходит только для кусков образца весом от нескольких граммов. Для практического применения нужны материалы гораздо меньших размеров — магнитные пленки мезоскопической (10-9-10-6 метра) толщины. Понимание спиновой динамики в тонких пленках — важный шаг на пути к контролю над распространением спиновых волн, а значит, на пути к созданию эффективных устройств на основе этого явления.

Результаты говорят о том, что можно влиять на спиновую динамику образца, регулируя его толщину. Открытие позволит создавать необходимую для передачи информации магнитную среду, не подбирая материалы с нужными свойствами, а используя разные по размерам пленки одного и того же ферромагнетика.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_6008870b58c0c.jpg

Физики описали еще один способ получения энергии из черных дыр

Ученые описали новый способ извлечения энергии из черных дыр. Ее могут уносить частицы плазмы, ускоренные в результате магнитного пересоединения. Это уже не первый механизм извлечения энергии черных дыр — возможность этого процесса доказал Роджер Пенроуз в 1969 году, а способы его реализации позднее предлагали Стивен Хокинг, Роджер Блэнфорд и Роман Знаек.

Черные дыры окружены горячей плазмой, частицы которой обладают магнитным полем. Основа нового механизма получения энергии из вращающихся черных дыр — пересоединение силовых линий магнитного поля внутри эргосферы. Черная дыра при этом должна находиться во внешнем магнитном поле, иметь большой спин (a ~ 1) и окружающую ее плазму с сильной намагниченностью. Нужными свойствами обладают, например, черные дыры, образовавшиеся в результате длинных и коротких гамма-всплесков и сверхмассивные черные дыры в активных ядрах галактик.

Магнитное пересоединение ускоряет часть плазмы в направлении вращения дыры. Другая часть ускоряется в обратном направлении и падает за горизонт событий. Выделение энергии, как и в механизме Пенроуза, происходит, если поглощаемая плазма имеет отрицательную энергию, а ускоренная — «ускользает» из эргосферы.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_6008878e1fdbc.jpg

Российские танки научились воевать онлайн в условиях радиопомех, артиллерия впервые поучаствовала в "онлайн"-учениях

Новые бронемашины Т-90М на учениях испытали в условиях сетецентрической операции.

Способность новых танков Т-90М, оснащённых аппаратурой единой системы управления тактического звена, обмениваться данными онлайн друг с другом и с другими боевыми единицами была протестирована в учебно-боевых условиях, в том числе в обстановке радиоэлектронных помех. По итогам испытаний, предварительно, было отмечено повышение боевой эффективности задействованных сил и средств и подтверждена возможность ведения сетецентрических боевых действий за счет ЕСУ ТЗ

В рамках единой системы управления тактического звена танки и другая техника на поле боя имеют возможность в реальном времени получать информацию от систем наблюдения и наведения, разведывательных подразделений, беспилотных летательных аппаратов и других участников боевых действий.

news_60088d32767d1.webp

152-мм дивизионные самоходные гаубицы "Мста-С" 2С19М2 стали частью "онлайн"-сражения, где техника обменивается информацией в режиме реального времени.

Расчёты самоходных гаубиц использовали аппаратуру единой системы управления тактического звена (ЕСУ ТЗ), установленной для обмена данными и корректировки огня в режиме реального времени. Также артиллеристы отработали корректировку с использованием беспилотных летательных аппаратов, комплекса разведывательных систем для боевых машин.

Использование онлайн-решений позволяет в реальном времени передавать командованию информацию с приборов наведения и управления с задействованной в бою техники. В ходе учений выяснилось, что использование автоматизированного удаления стреляной гильзы и системы навигации позволило увеличить скорострельность гаубицы до максимально возможной, 10 выстрелов в минуту.

Полную версию материала читайте по ссылке.

news_60088dbce09c9.webp

Научные видео

https://www.youtube.com/watch?v=v49YSfp2H8c https://www.youtube.com/watch?v=K2k0N9le0Jg https://www.youtube.com/watch?v=l4DloNFmcG0

Основные источники:

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

news_5f0edf9e46fa5.png

Спасибо за внимание, и помните, что никогда не поздно "Учиться, учиться и еще раз учиться!"

Прошлый выпуск рубрики:

  • Исследование показало: "злые" геймеры показывают худшие результаты в играх.
  • Физики нашли свидетельство существования новой элементарной частицы.
  • Ученые создали новую теорию роста снежинок.
  • Даже редкие перекусы фастфудом могут "стереть" все положительные эффекты регулярного правильного питания.
  • Фотография, как коронавирус может заражать нейроны.
  • Использование электронных сигарет увеличивает риск курения табака в будущем в три раза.

Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #45

Источник

Читайте также