Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #57

В эту среду ИИ научился создавать кошек, ну и менее важные новости:

• Закон всемирного тяготения действует и в миллимасштабе.
• Ученые, возможно, обнаружили "пятую силу природы", до сих пор не известную науке.
• Память на запахи связана с дыханием.
• Российская многоразовая ракета получит колеса и лыжи.
• Оказалось, что предки европейцев на удивление часто спали с неандертальцами.
• В Китае обнаружен новый вид птерозавра, который похож на персонажа "Звездных войн".

Новости одной строкой

• ИИ научился создавать бесконечное количество фотографий кошек. Создай свою!
• Новая более точная климатическая модель показала, что температура океана будет повышаться медленнее, чем предсказывали предыдущие прогнозы.
• Первый полет марсианского дрона "Индженьюити" отложен на неопределенный срок. Нужен новый патч.
• Частная российская компания из Красноярска планирует в 2024 году испытать орбитальную ракету "Сибирь". Это ракета легкого класса высотой 30 метров.
• Магазины IKEA и ТЦ "Мега" в России будут работать на солнечной энергии. Общая сумма инвестиций составляет более 2,5 миллиардов евро.
• Исследование данных более 1000 человек показало, что люди, у которых падает уровень сахара в крови после еды, чувствуют себя постоянно голодными и съедают на сотни калорий больше, чем другие.
• ИИ улучшил рентгеновское изображение и показал картину, спрятанную под работой Пикассо.

Научная среда

Ученые, возможно, обнаружили "пятую силу природы", до сих пор не известную науке

Физики предвкушают грандиозное открытие, которое поможет по-новому взглянуть на нашу Вселенную: речь, возможно, идет о существовании доселе не известной фундаментальной силы. Но сначала наличие этой так называемой пятой силы придется доказать.

Четыре фундаментальных силы определяют взаимодействие всех объектов и частиц во вселенной. К примеру, сила тяжести, она же гравитация, заставляет объекты падать на землю и не позволяет отрываться от нее без приложения другой силы. Но, как утверждает международная команда физиков, в ходе исследований в рамках эксперимента Muon g-2 ("Мюон джи минус два"), проводившихся в лаборатории городка Батавия рядом с Чикаго, они, возможно, обнаружили новую, пятую силу природы.

Британский Совет по научно-техническому оборудованию объявил, что результаты экспериментов дают весомые подтверждения существованию доселе неизвестной субатомной частицы или новой силы.

К сожалению, результаты эксперимента Muon g-2 не дают пока оснований однозначно заявить о совершенном открытии.

Имеется один шанс из 40 тыс. на то, что это статистическая погрешность. Иными словами, так называемый статистический уровень значимости (или достоверности) составляет 4,1 сигма. А для того, чтобы открытие было признано, этот уровень должен составлять 5 сигма, то есть погрешность не должна превышать одного шанса на 3,5 млн.

Пятая сила могла бы дать ответ на многочисленные загадки Вселенной, которые возникли перед учеными в последние десятилетия.

К примеру, согласно наблюдениям, наша Вселенная расширяется с ускорением, и это относят на счет загадочного феномена под названием темная энергия. Но ученые и раньше выдвигали предположение, что это может быть та самая неведомая пятая сила.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Юпитер использовали как детектор темной материи

Физики впервые проанализировали гамма-излучение Юпитера в поисках следов аннигиляции темной материи. По мнению ученых, газовые гиганты в ходе движения сквозь галактическое гало могут захватывать и накапливать частицы темной материи за счет своей большой массы и малой температуры. В ходе анализа исследователи изучали данные, накопленные за 12 лет работы космического гамма-телескопа "Ферми", но не нашли в них убедительных доказательств избытка гамма-квантов, источником которых могла бы быть темная материя. Однако на нижней границе диапазона чувствительности телескопа физики смогли зарегистрировать пик интенсивности гамма-излучения Юпитера, который требует дополнительного анализа с помощью телескопов нового поколения.

Ученые предположили, что объектом, притягивающим и накапливающим в больших объемах темную материю, может быть Юпитер, и что его можно использовать для прямого поиска следов существования этой формы вещества. В пользу такого выбора говорят три фактора: Юпитер одновременно тяжелый, холодный и расположен близко к Земле. Большая масса позволяет сильнее притягивать темную материю, относительно малая температура (к примеру, в сравнении с Солнцем) означает, что частицами темной материи не будет передаваться много кинетической энергии, а значит, большие ее объемы будут удерживаться вокруг Юпитера. Наконец, близость к Земле позволяет регистрировать больший поток гамма-квантов, которые, по устоявшемуся мнению физиков, могут появляться в ходе распада рожденных при аннигиляции темной материи долгоживущих частиц. Именно промежуточные частицы делают возможным такой подход к регистрации темной материи: последняя должна накапливаться в центре Юпитера, а эти частицы способны покинуть его плотные слои и распасться уже за его пределами, в то время как сами гамма-кванты не смогли бы выбраться из центра планеты.

В ходе анализа ученые изучали данные, накопленные космическим гамма-телескопом "Ферми" за 12 лет наблюдений. Для определения вклада Юпитера в зарегистрированное телескопом гамма-излучение физики наблюдали за участком неба в окрестности 45 градусов от самой планеты, а в качестве фона брали усредненные данные за то время, когда газовый гигант находился за пределами этой области небосвода. По разности фона и наблюдений исследователи судили о том, сколько гамма-квантов определенной энергии прилетало в телескоп непосредственно от Юпитера. В результате для большей части энергетического диапазона ученым не удалось обнаружить существенного вклада Юпитера в спектр регистрируемого гамма-излучения.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Память на запахи связана с дыханием

Группа ученых из США и Китая провели исследование связности (коннективности) обонятельной коры и гиппокампа в состоянии покоя. Они обнаружили, что в отличие от других сенсорных отделов мозга обонятельная кора сохранила прямую связь с гиппокампом, что может послужить ответом на вопрос, почему человек так хорошо запоминает события, связанные с запахами. Более того, ученые обнаружили, что связанность этих отделов мозга во многом зависит от дыхания.

Все, что нам приходится запоминать, – это совокупность сигналов внешней среды: звуки, запахи, температура и так далее. Чтобы получить информацию из окружающего мира, мозг использует органы чувств. Те, в свою очередь, принимают определенный для них сигнал и передают его в сенсорные зоны мозга, строго определенные для каждого конкретного типа информации.

Изначально сенсорные области были напрямую связаны с гиппокампом – структурой, которая отвечает за формирование воспоминаний. Но в ходе эволюции, с развитием коры больших полушарий, нейронный путь от сенсорной коры человека изменился и направился к ассоциативной коре (в основном, к лобным долям мозга). Это может служить причиной гибкости человеческого поведения по сравнению с животными. Международная группа исследователей решила убедиться в том, что изменения произошли в организации всех сенсорных путей. В особенности их интересовала обонятельная зона мозга человека, которая изучена меньше всего.

25 здоровых участников прошли фМРТ-сканирование мозга. Ученые проверяли, действительно ли в состоянии покоя коннективность гиппокампа и грушевидной коры будет больше, чем гиппокампа и других сенсорных областей.

На итоговой стадии эксперимента ученые проверили, как связано дыхание с синхронизацией активности гиппокампа и обонятельной коры. Для этого они делили ЭЭГ-сигналы на фрагменты: за 0,5 с до вздоха и спустя 5 с. Ученые на этот раз вычисляли коэффициент связности обонятельной коры с гиппокампом внутри этих фрагментов. Оказалось, что дыхание приводило к увеличению связности между обонятельной корой и гиппокампом. Причем существенное увеличение связанности наблюдалось сразу после вдоха. Это подтверждает тот факт, что активность обонятельной системы напрямую связана с дыханием. Видимо, дыхание влияет на нашу память?

Полную версию материала читайте по ссылке.

Закон всемирного тяготения действует и в миллимасштабе

Австрийские физики провели эксперимент по измерению гравитационного притяжения очень маленьких тел – золотых шариков массой 90 миллиграммов и диаметром 2 миллиметра. Оказалось, что такие маленькие тела, находящиеся на расстоянии всего нескольких миллиметров друг от друга, тоже притягиваются по классическому закону всемирного тяготения Ньютона. Проверка этого закона на таком масштабе масс и расстояний проведена впервые. Авторы эксперимента надеются, что в перспективе разработанная ими методика регистрации очень слабого тяготения между шариками позволит нащупать границу, за которой в полной мере проявляются эффекты квантовой гравитации.

Не менее важным результатом эксперимента стало создание измерительной технологии, которая позволила отсечь паразитные воздействия от других тел (в том числе электромагнитные). Шары не просто подносились друг к другу на маленькое расстояние. Один из них периодически двигался вперед-назад с периодом 79 секунд (частотой 12,7 мГц), создавая периодическое воздействие на второй. А тот, подвешенный на свободном балансе, приобретал из-за этого периодическое ускорение, причем именно такое, какое и ожидается от силы, спадающей по закону обратных квадратов. Хотя, как понятно из описания выше, колебания пробного шара в большей степени определялись именно внешними факторами, но, на некоторых отдельных частотах они определялись именно силой гравитации, действующей со стороны второго шарика. В чем-то эксперимент был похож на покупку иголки, завернутой в стог сена.

Впрочем, исследователи и не ставили перед собой задачу еще раз уточнить G. И, более того, не стоит думать, что подобные эксперименты нужны только для того, чтобы убедиться в том, что гравитация "и вот на этих масштабах тоже работает".

Схема эксперимента. Два золотых шарика (ma, mt), закрепленные на жестком коромысле, подвешены на силиконовой струне. Пробная масса ms, находящаяся на среднем расстоянии 2,5 миллиметра от одного из шариков, циклически двигалась с амплитудой 3 мм и периодом около 80 секунд. Между массами располагался экран Фарадея, компенсирующий электростатические силы, а вся установка была помещена в глубокий вакуум на тяжелом оптическом столе. В ходе эксперимента измерялись колебания подвеса по смещению отраженного лазерного луча на фоточувствительном детекторе.

Полную версию материала читайте по ссылке.

В Китае обнаружен новый вид птерозавра, который похож на персонажа "Звездных войн"

Мы привыкли представлять доисторических рептилий ужасающими острозубыми особями, хотя на самом деле не все из них были такими. Например, недавно палеонтологи обнаружили окаменелый скелет нового вида птерозавров, который был пушистым малышом с большими глазами. Ученые уже сравнили животное с поргом – выдуманным существом из "Звездных войн"!

Птерозавры – это очень разнообразный отряд доисторических летающих рептилий, они считаются самыми ранними позвоночными, которые обладали способностью летать. Одно из самых редких семейств птерозавров – анурогнатиды, они жили в Азии и Европе в юрский и меловой периоды и были намного меньше своих более известных собратьев. Вместо чешуи их головы и туловища были покрыты пикнофиброй, особенной структурой, которая была похожа на волосяные нити. Также считается, что, в отличие от современных рептилий, анурогнатиды были теплокровными.

До сих пор из 12 образцов, найденных в Центральной Европе и Азии, было идентифицировано только шесть видов. Но недавно ученые сообщили о новом виде – Sinomacrops bondei, найденном в Китае.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Почвенный грибок может оставить человечество без бананов

Один из самых важных и распространенных продуктов на Земле оказался под угрозой исчезновения. Бананы – одна из самых распространенных в мире пищевых культур, которая популярна по всей планете, а для тропических стран является важным продуктом как с точки зрения питания, так и с позиции экспорта.

Впервые заболевание Tropical Race 4 (TR4), поражающее бананы, было обнаружено более 25 лет назад на Тайване, а затем распространилось в Азии, Австралии, Африке, а в 2019 году грибок, который препятствует усвоению воды и питательных веществ и фактически приводит к тому, что банан засыхает изнутри, проник в Южную Америку.

Почвенный грибок невозможно уничтожить существующими химикатами, поэтому единственным действенным способом борьбы с возбудителем панамской болезни является вывод почвы плантаций из оборота на 30–40 лет, пока грибок не погибнет сам. При этом споры грибка могут переноситься с места на места животными или на обуви человека, что осложняет борьбу с болезнью.

По данным экспертов, Tropical Race 4 особенно угрожает сорту бананов Cavendish, на который приходится 95% мирового экспорта. Несмотря на то, что австралийский биотехнолог Джеймс Дейл разработал генетически модифицированные бананы Cavendish, устойчивые к TR4, на выведение новых сортов бананов уйдут годы.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Оказалось, что предки европейцев на удивление часто спали с неандертальцами

Такое поведение было в порядке вещей около 45 000 лет назад, когда первые мигранты вдруг встретили уже живших там неандертальцев. Анализ ДНК, найденной в окаменелых останках человека той эпохи – старейших из известных – показал, что связи между Homo sapiens и неандертальцами, которые быстро вымирали, были очень прочными, семейными.

Останки трех особей H. sapiens, обнаруженные в пещере Бачо Киро в Болгарии, содержали ДНК, в которой 3–4% было от неандертальцев, заявляет группа ученых под руководством эволюционного генетика Матея Хайдинджак из Института Фрэнсиса Крика в Лондоне. Древняя ДНК была взята из зуба и двух фрагментов костей, которым примерно 43 000 – 46 000 лет.

Все люди из Бачо Киро имели среди недалеких предков неандертальцев, всего в пяти–семи поколениях ниже по их генеалогическим древам.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Богатая углеродом и паром атмосфера горячего юпитера подтвердила механизм планетарной миграции

Горячие юпитеры действительно образуются из газовых гигантов, которые мигрируют на близкие к своим звездам орбиты – к такому выводу пришли астрономы, обнаружив богатую углеродсодержащими соединениями и водяным паром атмосферу у экзопланеты Осирис.

Горячие юпитеры представляют собой газовые гиганты, которые находятся очень близко к своим звездам. Подобные экзопланеты очень удобно открывать как при помощи транзитного метода, так и метода радиальных скоростей, а их атмосферы представляют для ученых природные лаборатории с точки зрения исследования химических и физических процессов, идущих в газовых оболочках экзопланет в условиях экстремального облучения со стороны звезды.

Ученые смогли пронаблюдать четыре прохождения планеты по диску своей звезды, в ходе которых телескоп регистрировал свет звезды, прошедший сквозь атмосферу планеты и несущий информацию о ее составе. В результате были найдены молекулы воды, окиси углерода, цианистого водорода, метана, аммиака и ацетилена со статистической значимостью от 5,3 до 9,9 сигма. Проведенные моделирования показали, что обилие углерода в атмосфере Осириса с отношением углерода к кислороду, близким или большим 1, можно объяснить тем, что экзопланета образовалась в области за границей конденсации водяного пара, между границей конденсации CO2 (около 5–8 астрономических единиц от звезды) и CO (около 30–40 астрономических единиц от звезды), а затем мигрировала к своей звезде, не аккрецируя на себя богатое кислородом вещество из окружающей среды.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Российская многоразовая ракета получит колеса и лыжи. На всякий случай

Руководитель экспериментального конструкторского бюро имени Бартини ЦНИИмаш Борис Сатовский заявил, что разрабатываемая в настоящее время в России многоразовая крылатая ступень ракеты-носителя легкого класса "Крыло-СВ" сможет приземляться как на колесах, так и на лыжах – в зависимости от типа посадочных полос.

В экстремальном случае мы предполагаем возможность посадки даже на грунтовой аэродром, поэтому шасси будут иметь сменное оборудование: если посадка на бетонную полосу и классный аэродром, то это будут колеса, а если это посадка на грунт, то это будут лыжи.

В феврале 2020 года научно-технический совет Фонда перспективных исследований принял решение о начале разработки летного демонстратора. "Крыло-СВ" – это многоразовая крылатая ступень ракеты легкого класса. У нее будут размеры шесть метров в длину и 0,8 метра в диаметре. Демонстратор ракеты планируется выполнить размером в одну треть от оригинала.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Физики смогли просветить непрозрачные материалы

Исследователи из Австрии и Нидерландов смогли пропустить через непрозрачный образец оксида цинка электромагнитные волны видимого диапазона с инвариантными к рассеянию модами.

Почему одни материалы прозрачны, а другие – нет? Все дело в рассеянии проходящего излучения на атомах внутри объекта – волны поглощаются, переизлучаются и рассеиваются на электронных оболочках атомов, из-за чего их интенсивность сильно падает, и при определенной толщине материала излучение гасится в его толще, не проходя насквозь.

Однако исследователи из Венского технического и Утрехтского университетов создали генератор волн, которые способны проникать даже через непрозрачные для обычного видимого света материалы. В качестве платформы для проведения исследований ученые использовали белый порошок оксида цинка ZnO. В результате экспериментов авторы обнаружили электромагнитные волны с длиной волны в видимом диапазоне, которые способны проникать через слой оксида цинка так же хорошо, как и через воздух.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

https://www.youtube.com/watch?v=C38k69eXq9U https://www.youtube.com/watch?v=t9zKh-uEg70 https://youtu.be/uvb641POzi4

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:

• Забытая на 100 лет каменная плита оказалась самой старой картой Европы.
• В России сконструировали уникальный гибрид ядерного и термоядерного реакторов.
• Судя по строению вестибулярного аппарата, пермские антеозавры были активными и ловкими хищниками.
• Хронический недосып подавляет иммунную систему.
• Две вновь открытые галактики могут изменить взгляд на Вселенную.
• Ученые выяснили, что люди с рыжими волосами чувствуют боль иначе.
• Есть ли "нейроны влюбленности"?

Источник