Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #48

• Исследование показало, что киберспортсмены здоровее среднего человека.
• Нейтронный реактор ПИК начал выход на мощность 10 мегаватт.
• Премия президента России в области науки и инноваций для молодых ученых вручена за интерфейс "мозг-компьютер".
• Арабская станция Al Amal вышла на орбиту вокруг Марса.
• Комары способны запоминать запахи, ассоциируемые с опасностью.
• Наши предки пользовались инструментами еще до развития противостоящего пальца.

Новости одной строкой

• Нейросеть научилась распознавать музыку фортепиано по ролику, даже если звука нет.
• Содержащиеся в неволе орангутаны освоили новые способы общения с помощью языка жестов. Это указывает на то, что творческий подход к жестам – наследственная черта человекообразных обезьян.
• Комары способны запоминать запахи, ассоциируемые с опасностью, и впоследствии избегать их.
• Недавно астрономы объявили об открытии фосфина в атмосфере Венеры, что могло быть признаком наличия жизни на этой планете. Однако новое исследование показало, что обнаруженную сигнатуру можно объяснить другим газом, который никак не связан с деятельностью живых микробов.
• Беспилотный летательный аппарат, способный самостоятельно находить и уничтожать вражеские дроны, разработал концерн "Алмаз-Антей". Новый беспилотник-перехватчик "Волк-18" уже готовят к государственным испытаниям.
• Биолог намеренно заразил себя 50 анкилостомами во имя науки и позволил им размножаться внутри тела.
• Слив воды помог изучить взаимодействие черной дыры с внешним полем. Чтобы вызвать изменения в динамике вихря, физики создавали поверхностные волны.

Научная среда

Нейтронный реактор ПИК начал выход на мощность 10 мегаватт

Исследовательский нейтронный реактор ПИК, который находится Гатчине под Петербургом, вышел на следующую стадию энергетического пуска – его мощность начали повышать на уровень 10 мегаватт. Реактор ПИК начали строить в 1976 году в Петербургском институте ядерной физики имени Константинова (ПИЯФ), который сейчас входит в состав Курчатовского института. Поток нейтронов, который он должен был генерировать, предлагалось использовать для высокоточных исследований структуры вещества – в частности, биологических молекул, которые сложно изучать с помощью рентгеновского или синхротронного излучения.

После аварии на Чернобыльской АЭС строительство было остановлено и возобновилось только в 2007 году. В феврале 2011 года состоялся физический пуск на мощности порядка 100 ватт – на минимальном контролируемом уровне мощности. Тогда же реактор был включен в программу "Мегасайенс", которая предусматривает поддержку строительства в России крупных научных установок с международным участием. В рамках этой программы также идет строительство коллайдера NICA в Дубне, планируется создание нового синхротрона в Протвино.

В понедельник в ходе заседания Совета по науке и образованию президент Курчатовского института Михаил Ковальчук объявил, что начинаются тестовые эксперименты на первых пяти экспериментальных станциях реактора ПИК, две из которых созданы германскими учеными. Всего на реакторе планируется построить 25 экспериментальных станций. Полноценная научная работа на реакторе начнется после его вывода на мощность в 100 мегаватт, выход на эту ступень ожидается в 2022 году, сообщила представитель ПИЯФ.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Исследование показало, что киберспортсмены здоровее среднего человека

Геймер в глазах обывателя питается только чипсами и пьет по несколько банок энергетика в день. Эти стереотипы касаются и киберспортсменов: несмотря на то что среди профессиональных игроков большое количество здоровых и активных молодых людей, многие до сих пор думают, что они едят только нездоровую пищу и редко уделяют время физической активности. Однако новое исследование развенчало этот миф.

Ученые из Немецкого спортивного университета в Кельне провели третье ежегодное исследование, посвященное общему состоянию здоровья киберспортсменов (два других – здесь). В нем приняло участие более 800 профессиональных игроков. Исследователи фиксировали их привычки в еде, напитках и физических упражнениях в течение недели. Из-за ситуации с пандемией участники предоставляли данные самостоятельно в режиме онлайн посредством беседы с учеными. После этого исследователи сравнивали данные по населению в целом, чтобы определить, насколько киберспортсмены более здоровые в сравнении со средним человеком.

Исследователи пришли к выводу, что киберспортсмены в среднем потребляли меньше сахара, чем население в целом. Это не значит, что они не пьют энергетические напитки – почти половина опрошенных сказали, что пьют их регулярно. Однако потребление сладких напитков было компенсировано снижением сахара в других частях их рациона.

Полную версию материала читайте по ссылке

Премия президента России в области науки и инноваций для молодых ученых вручена за интерфейс "мозг-компьютер"

Премия президента России вручается ежегодно четырем лауреатам. Это высшая государственная награда для молодых ученых. Размер каждой премии – 5 млн рублей. Специалист российского ИТ-вуза Иннополиса Владимир Максименко предложил математические модели нейронных сетей, на основе которых разработаны инвазивные и неинвазивные интерфейсы мозг-компьютер – системы, преобразующие нейронные сигналы в команды управления внешними устройствами.

Старший научный сотрудник Лаборатории нейронауки и когнитивных технологий Центра компетенций НТИ по направлению "Технологии компонентов робототехники и мехатроники" Владимир Максименко объяснил, что с помощью этих моделей ученым стало понятнее нейронное взаимодействие в головном мозге.

В головном мозге каждый нейрон получает входные сигналы от нескольких сотен нейронов одновременно: сигналы поступают в нейрон в случайной фазе его цикла возбудимости, что не позволяет передать информацию. Чтобы нейроны взаимодействовали, необходима фазовая синхронизация их активности. Несмотря на существенный прорыв в нейровизуализации, большая часть информации о нейронном взаимодействии недоступна для регистрации. Это основный барьер на пути развития неинвазивных интерфейсов мозг-компьютер. Мы предложили математическую модель, которая позволяет выявить связь между процессами, протекающими в нейронной сети мозга, и свойствами регистрируемых сигналов суммарной активности нейронов. На основе математической модели был выдвинут ряд гипотез, которые проверены экспериментально на животных и человеке. Оказалось, что предложенная математическая модель верно моделируют динамику сигналов нейронных ансамблей, благодаря чему происходящее в головном мозге нейронное взаимодействие становится понятнее для научной интерпретации.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Распределенные вычисления на компьютерах добровольцев помогли найти новый пульсар-"черную вдову"

Астрономы открыли новый пульсар-"черную вдову", который постепенно разрушает звезду-компаньона. В этом им помогли добровольцы из проекта Einstein@Home, предоставившие свои компьютеры для анализа данных наблюдений за 11 лет.

Миллисекундные пульсары представляют собой старые нейтронные звезды, которые увеличили скорость своего вращения до миллисекундных периодов за счет аккреции вещества со звезды-компаньона. Некоторые из подобных объектов находятся в паре с маломассивной (⁠0,1-0,4 масс Солнца) невырожденной звездой, которую постепенно разрушают за счет пульсарного ветра и интенсивного высокоэнергетического излучения. Такие пульсары прозвали "черными вдовами" в честь одного из видов пауков.

Ученые проанализировали данные оптических наблюдений, проведенных при помощи наземных телескопов, а затем, используя модельные ограничения на характеристики пульсара, провели поиск пульсаций гамма-излучения в данных "Ферми" за 11 лет при помощи проекта распределенной системы добровольных вычислений Einstein@Home. Подобный поиск крайне трудоемок с точки зрения требуемой вычислительной мощности – одному ядру компьютера потребовалось бы на это 500 лет. Однако при помощи проекта поиск занял всего два месяца.

В итоге исследователям удалось доказать, что 4FGL J2039.5–5617 содержит в себе пульсар-"черную вдову", получивший обозначение PSR J2039–5617. Масса пульсара была оценена в 1,1–1,6 масс Солнца, а звезды-компаньона – в 0,15–0,22 массы Солнца. PSR J2039–5617 оказался первой "черной вдовой" с непредсказуемыми изменениями орбитального периода (до десяти миллисекунд). Предполагается, что звезда-компаньон может проходить циклы активности, из-за чего ее магнитное поле может вызывать изменения формы звезды, и, как следствие, ее гравитационного поля, что влияет на орбиту пульсара. Кроме того, было замечено, что орбитально модулированный компонент потока гамма-излучения от системы на самом деле представляет собой импульсное излучение, которое может быть связано с обратным комптоновским рассеянием фотонов от звезды-компаньона на высокоэнергетических частицах в ветре от пульсара.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Наши предки пользовались инструментами еще до развития противостоящего пальца: новое открытие

Ученые доказали, что предки современного человека овладели искусством использования примитивных инструментов еще до того, как у них развился противостоящий большой палец – хотя раньше считалось, что все было ровно наоборот.

Развитие противостоящего большого пальца часто считается именно тем признаком, который позволил нашим предкам эффективно использовать примитивные каменные инструменты. Некоторые ученые думают, что без способности хватать объекты или манипулировать ими с достаточно силой и точностью наш вид никогда бы не достиг такого успеха.

Это интересная гипотеза, но на самом деле противопоставленные пальцы и инструменты могут быть связаны не так сильно, как мы привыкли думать. На самом деле, древние люди могли создавать и использовать инструменты задолго до того, как их большие пальцы стали такими же, как наши.

Новое исследование показало, что противостоящие пальцы появились около 2 миллионов лет назад – однако есть свидетельства того, что предки человека делали каменные орудия и до этого. Существуют артефакты австралопитеков, доказывающие использование инструментов между 2 и 3 миллионами лет назад. Ученые утверждают, что их пальцы в то время были больше похожи на пальцы шимпанзе, чем на пальцы современного человека.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Создана модель сенсорного нейрона, участвующего в формировании боли

Австралийские нейробиологи научились массово воспроизводить нейроны, аналогичные клеткам, которые активируются болевыми стимулами. Исследование поможет изучить механизмы хронической боли.

Ноцицептор (лат. nocens – "вредный" + рецептор) – сенсорный нейрон, который активируется болевым раздражителем. Стимуляция ноцицепторов обычно происходит при порезах, переломах, ожогах или других повреждениях ткани и вызывает неприятные ощущения.

Эти нейроны были извлечены из спинномозгового узла эмбриона крысы. Под воздействием специальных веществ (форсколина и факторов роста) нервные клетки "научились" реагировать на агонистов ноцицептивного действия (соединений, усиливающих отклик рецептора) – капсаицин и АТФ. Свои свойства нейроны сохраняют до семи дней.

Наша модель воспроизводит сенсорные нейроны, расположенные в узлах, называемых ганглиями задних корешков, рядом со спинным мозгом. В них находятся тела большинства сенсорных нейронов организма, способных реагировать на тепло, вредные химические вещества, давление, зуд и холод.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Арабская станция Al Amal вышла на орбиту вокруг Марса

Межпланетная станция Al Amal успешно совершила маневр выхода на орбиту вокруг Марса, став таким образом первым исследовательским марсианским аппаратом стран Арабского мира. Ожидается, что станция проработает два земных года и узнает много нового об атмосфере Красной планеты.

Автоматическая станция Al Amal ("Надежда") была запущена в космос в середине прошлого года в рамках нового этапа космической программы Объединенных Арабских Эмиратов. Аппарат в течение двух лет будет заниматься исследованиями распределения в атмосфере Марса воды, льда, пыли, аэрозолей и озона, изучать динамику сезонных тепловых потоков, а также влияния климата на темпы потери верхними слоями атмосферы Красной планеты водорода и кислорода. Для выполнения этих задач Al Amal оснащена мультиспектральной камерой EXI и спектрометрами EMIRS и EMUS.

В ближайшее время станция начнет тестирование аппаратуры, которое займет несколько недель, после чего к середине мая перейдет на 55-часовую полусинхронную рабочую орбиту с параметрами 20 000 на 43 000 километров и приступит к научной программе.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Бумага не нужна. Россия впервые сделала ракетный двигатель полностью в цифровом виде

Самый мощный в мире жидкостный ракетный двигатель в России создали без использования бумажных чертежей.

НПО "Энергомаш", которое работает над РД-171МВ – новым самым мощным в мире жидкостным ракетным двигателем, созданным для первой ступени новой ракеты-носителя "Союз-5" и сверхтяжелой ракеты "Енисей", впервые в России разработало двигатель только в цифровом виде.

Мы освоили такой инструмент как создание конструкторской документации в 3D-формате, и сегодня мы сделали двигатель РД-171МВ для ракеты "Союз-5" полностью в цифровой документации. Более того, согласовали с заказчиком работ, что эта 3D-документация будет являться подлинником конструкторской документации. Это очень большой и прорывной шаг.

Представитель предприятия отметил, что в декабре 2020 года прошло первое огневое испытание самого мощного в мире жидкостного двигателя РД-171МВ для первой ступени ракеты-носителя "Союз-5". Ранее сообщалось, что первый двигатель для летных испытаний в составе ракеты "Союз-5" подготовят в 2021 году, а первый пуск новой ракеты ожидается в ноябре 2022 года, однако пока неизвестно, будет ли выдержан этот график.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Создано фотонное вычислительное устройство на основе квантовых точек

Исследователи из Университета Южной Калифорнии создали массивы регулярно расположенных квантовых точек определенной ориентации и формы. Технология прокладывает путь для нового типа вычислительных систем.

В традиционной вычислительной схеме носителями информации являются электроны. Квантовая оптическая схема вместо относительно медленных электронов использует фотоны – кванты света. Чтобы создавать эти частицы, устройство должно состоять из точечных источников, таких как квантовые точки. Эти полупроводниковые наночастицы, сделанные из относительно небольшого – от десятков тысяч до миллиона – числа атомов, представляют собой структуры величиной менее одной тысячной толщины человеческого волоса.

В новом исследовании ученые представили технологию, которая позволяет располагать на матрице квантовые точки одинакового размера и формы. Она основана на методе под названием "субстрат-кодированное эпитаксиальное уменьшение размера". Ученые изготовили регулярные массивы "нановпадин" в форме пирамиды с определенной ориентацией краев, формой и глубиной на плоской полупроводниковой подложке, состоящей из арсенида галлия (GaAs).

Полную версию материала читайте по ссылке.

Грибы жили на суше уже 635 миллионов лет назад

Китайские палеонтологи описали нитчатые микрофоссилии возрастом 635 млн лет, найденные в формации Доушаньтуо. Морфологические признаки этих нитчатых организмов указывают на то, что это грибы со спорами, скорее всего зигомицеты. Но важнее даже не столько таксономическое положение этих грибов, сколько их местообитание. Опираясь на минералогию образцов и их расположение в древних карстовых полостях и трещинах, авторы делают вывод об их наземной, а не морской природе. А это означает, что в раннеэдиакарское время грибы уже освоили сушу и вместе с бактериями и водорослями составляли наземный биоценоз. Прежде считалось, что грибы появились на суше примерно 470 млн лет назад.

Исходный материал, в котором ученые нашли ранние сухопутные грибы. Слева – древняя карстовая полость в доломитовом слое (обведена белым пунктиром), в которой заключена силикатная порода, образовавшаяся на месте выхода гидротермального источника (обведено желтым пунктиром). Справа – шлиф образцов, на которых видны доломит и халцедон, заполнивший карстовую трещину. Прямоугольниками обведены области с грибными нитями. Эти фотографии дают представление о том, с чем работают палеонтологи и сколько шагов нужно пройти от находок каменного материала (который еще нужно найти!) до выводов об эволюции жизни на нашей планете.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

https://www.youtube.com/watch?v=u5UVLmFl5G8 https://www.youtube.com/watch?v=RBQNFFDag-k https://www.youtube.com/watch?v=79RB7FQfs5w

Основные источники:

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

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

Прошлый выпуск рубрики:

• Neuralink научил обезьяну играть в видеоигры силой разума.
• Желающим стать Ариадной. Игра EyeWire.
• Физики поставили рекорд в измерении размера альфа-частицы.
• Роскосмос опубликовал рассекреченные документы о миссии "Луна-9".
• Темную материю объяснили при помощи пятого измерения.
• Ученые показали, как создать фотонные компьютеры.

Источник