Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #70

15.07.2021 8:07

Собаки могут передавать устойчивость к антибиотикам своим хозяевам.
Фотон дважды зарегистрировали без его разрушения.
Имплантируемый датчик вернул осязание крысиной лапе.
Геном человека неизвестного вида нашли в Грузии.
Некоторые динозавры дышали по-своему: ни как люди, ни как птицы.
Космическая гонка миллиардеров: Ричард Брэнсон улетел в космос.

Новости одной строкой

Томские ученые изобрели новое биоактивное покрытие для имплантатов ускорит заживление переломов.
Наклон тела при беге влияет на риск получения травмы. Не более 30°.
Обнаружено, что гиперновые стали поставщиками золота и платины на заре жизни Млечного Пути.
"Принципиально новый военный самолет" покажут на выставке МАКС-2021. 20 июля открытие.
Лабораторные испытания шумоподавляющий винтов с использованием традиционных гипсокартонных панелей показали, что они снижают уровень звука от соседей на 9 дБ. Изобретение для стримеров! (или от стримеров)

Научная среда

Собаки могут передавать устойчивость к антибиотикам своим хозяевам

Оказалось, что бактерии домашних собак могут передавать бактериям их владельцев ген устойчивости к антибиотикам. При этом существует вероятность передачи гена и в обратном направлении — от бактерий человека бактериям собаки.

В ходе работы специалисты изучали образцы фекалий 126 здоровых жителей Лиссабона, которые проживают со 102 домашними животными (собаками и кошками) с февраля 2018 года по февраль 2020-го. Оказалось, что почти 8% собак имели бактерии, носящие ген mrc-1, которые были устойчивы к нескольким антибиотикам. При этом у бактерий кошек такой ген не нашли.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Второй закон термодинамики для черных дыр подтвержден методами гравитационной астрономии

Проверка справедливости Общей теории относительности (ОТО) для сильных гравитационных полей — одна из важнейших и сложнейших задач современной экспериментальной гравитационной физики. Проблем на этом пути много, но одна из основных заключается в том, что гравитационные поля подавляющего большинства доступных для наблюдения космических объектов сравнительно слабы. Главным источником сильных гравитационных полей являются черные дыры, «прямое» исследование которых до недавнего времени было невозможно. Но в 2015 году ученым удалось «поймать» гравитационно-волновую рябь от слияния двух черных дыр, а в 2019 году — «сфотографировать» ближайшие окрестности сверхмассивной черной дыры в центре галактики M87 и запечатлеть ее «тень» на аккреционном диске.

Сейчас счет зарегистрированных слияний черных дыр идет уже на десятки, так что у ученых нет недостатка в данных. Но продолжается анализ и самого первого зарегистрированного слияния: американские астрофизики смогли определить площадь горизонтов событий участвовавших в нем черных дыр и показали, что площадь горизонта образовавшейся в результате слияния дыры превышает сумму площадей горизонтов двух исходных дыр. Таким образом, они подтвердили сформулированное Стивеном Хокингом следствие из уравнений ОТО, согласно которому площадь горизонтов черных дыр не может уменьшаться с ходом времени. Это следствие во многих отношениях аналогично второму началу термодинамики для черных дыр.

Из первой части исследователи извлекли суммарную площадь горизонтов событий двух черных дыр до слияния, которая оказалась приблизительно равна 235 тысячам квадратных километров. Излучение колеблющегося горизонта образовавшейся черной дыры позволило определить его площадь, которая оказалась равна примерно 367 тысячам квадратных километров (для сравнения, площадь территории России составляет около 17 миллионов квадратных километров). Тем самым справедливость теоремы Хокинга подтвердилась на реальных данных. Ученые, естественно, планируют дальнейшие проверки теоремы Хокинга и других законов квантовой механики и термодинамики черных дыр на данных LIGO и его европейского аналога Virgo.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Антитела к "Спутнику V" нейтрализовали варианты коронавируса с разной эффективностью

Разработчики вакцины "Спутник V" (ГамКовидВак) протестировали способность вакцинных антител бороться с разными вариантами SARS-CoV-2 и выяснили, что in vitro они нейтрализуют их все, хоть и с разной эффективностью. Хуже всех по результатам работы, опубликованной в журнале Vaccines, нейтрализовались варианты бета (B.1.351, он же южноафриканский), гамма (P.1, бразильский) и дельта (B.1.617.2, индийский).

Оказалось, что три из протестированных штаммов требуют большего титра антител для нейтрализации. Это варианты бета, гамма и одна из разновидностей дельты (B.1.617.3), для нейтрализации которых потребовалось в 3,1, 2,8 и 2,5 раз большие титры антител по сравнению с контрольным вариантом SARS-CoV-2. Тем не менее, авторы утверждают, что это разница меньше, чем в аналогичных тестах у других вакцин.

Исследования других разработчиков также говорят о пониженной эффективности их вакцин против варианта дельта.

Этот анализ позволяет сделать косвенные выводы об эффективности вакцины против всех проверенных вариантов. Проведенный тест характеризует только одну грань вакцины — ее способность вырабатывать антитела, способные нейтрализовать вирус. Это очень важная характеристика, которая обязательно проверяется при проведении клинических испытаний, но есть и другие факторы иммунного ответа, и оценить комплексную эффективность можно только in vivo. Небольшая выборка образцов антител также накладывает ограничения: всего было протестировано 26 образцов, причем 11 из них не хватило на все штаммы вируса.

От редактора nplus1.ru

Полную версию материала читайте по ссылке.

Космическая гонка миллиардеров: Ричард Брэнсон улетел в космос

Британский миллиардер Ричард Брэнсон отправился в космос на собственном ракетоплане VSS Unity.

С помощью самолета-носителя рекетоплан VSS Unity поднимается на высоту 15-20 км, а далее подключает собственные двигатели, которые позволяют ему достигнуть высоты 80 км. В максимальной точке ракетоплан находится около четырех минут, в это время его пассажиры могут ощутить состояние невесомости. Далее ракетоплан начинает торможение и снижение, после чего возвращается в космопорт «Америка».

Это событие открывает новый вид туризма – космический. Конечно, такие путешествия смогут позволить только очень богатые люди планеты, поскольку билет в космос может обойтись в несколько сотен тысяч долларов.

Ричард Брэнсон обогнал основателя Amazon Джеффа Безоса, который хотел стать первым миллиардером, который откроет космический туризм. Полет Безоса назначен на 20 июля.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Фотон дважды зарегистрировали без его разрушения

Физикам удалось дважды зарегистрировать один и тот же фотон и при этом не разрушить его. В качестве двух детекторов они использовали оптические резонаторы на атоме рубидия, между которыми фотоны путешествовали по оптоволокну. Ученые показали, что такое последовательное детектирование фотонов позволяет увеличить вероятность их регистрации и уменьшить шум. В будущем такой метод регистрации может упростить и ускорить работу с фотонными кубитами.

Обычно для того, чтобы зарегистрировать фотон, его необходимо поглотить. Это позволяет получить информацию о самом фотоне, но не дает возможности повторить такое измерение.

Сама регистрации проходила по следующему принципу. Каждый из двух детекторов, следующих принципу квантовых неразрушающих измерений, был устроен так, что при попадании на него пучка фотонов атом рубидия в нем менял состояние, если число фотонов было нечетным (в том числе — один), и оставался в начальном состоянии в обратном случае. Фотонный импульс при этом отражался от детектора и направлялся в следующий детектор, а затем поглощался детектором одиночных фотонов. В результате ученые могли отслеживать, с какой вероятностью срабатывал каждый из детекторов, а также изучить суммарную эффективность регистрации. Оказалось, что максимальная эффективность двух детекторов при работе по одному составила 81,3 процента и 87.0 процента (отличия обусловлены качеством настройки каждого детектора), а при совместной работе она увеличилась до 95,1 процента.

Как уже было сказано, неразрушающие измерения особо полезны при работе с кубитами, и эту методику развивают не только для устройств на основе фотонов: такие измерения уже провели для кубитов на квантовой точке. А микроволновые фотоны без разрушения предложили регистрировать с помощью квантового метаматериала.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Имплантируемый датчик вернул осязание крысиной лапе

Израильские ученые разработали имплантируемый датчик с автономным питанием, который однажды сможет восстановить тактильные ощущения при повреждении нервов. В работе, опубликованной в журнале ACS Nano, исследователи протестировали устройство с трибоэлектрическим эффектом на крысах с перерезанным нервом на левой лапе. Устройство успешно восстановило чувствительность конечностей грызунов.

Потеря тактильных ощущений — обычное явление у людей с повреждением периферических нервов, которым страдают 2,8 процента пациентов с травмами. На сегодняшний день золотой стандарт восстановления нервов — хирургическая реконструкция нерва, такая как нервная аллотрансплантация. Однако успешную реконструкцию нервов можно осуществить только в первые два года после травмы, более того, важна жизнеспособность органов-мишеней. Но даже при соблюдении этих условий вероятность успеха невысока.

Альтернативный способ восстановления тактильных ощущений — это разработка нейропротезов. Однако доступные технологии нейропротезирования имеют существенные недостатки, включая сложность использования и производства, а также необходимость во внешнем источнике питания. Теперь команда исследователей из Тель-Авивского университета под руководством Ифтаха Шломо (Iftach Shlomy) для восстановления осязания предложила использовать трибоэлектрические наногенераторы.

Такие устройства основаны на использовании трибоэлектрического эффекта — появлении в материале электрического тока в результате трения. Конкретно свое разработанное устройство исследователи назвали TENG-IT. Оно состоит из двух слоев, нанесенных на тонкие слои золота, которые служат в качестве электрода. Полидиметилсилоксан выбрали в качестве отрицательно заряженного материала, а нейлон и ацетатбутират целлюлозы протестировали в качестве положительно заряженных слоев, поскольку они оба гибкие, биосовместимые и могут генерировать большой электрический потенциал.

Выяснилось, что контрольная группа животных реагировала на низкий уровень силы (2,69 ± 0,12 грамма), а крысы из второй группы (с перерезанным нервом) реагировали только на высокие уровни силы (14,12 ± 2,53 грамма). Крысы с поврежденным нервом, которым был имплантирован датчик, среагировали на гораздо меньшее количество силы (3,99 ± 3,54 грамма) по сравнению с крысами без датчика. Причем этот результат было сравним с результатами животных из контрольной группы.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Астрономы обнаружили источник гамма-излучения сверхвысокой энергии

Международная команда астрономов сообщила об обнаружении нового источника гамма-излучения сверхвысокой энергии в плоскости Крабовидной туманности. Он генерирует 20% всего потока излучения из этой галактики.

Новые наблюдения LHAASO J0341+5258 показывают, что на некоторых длинах волн его энергия излучения составляет более 200 ТэВ. Авторы выяснили, что интегральный поток энергии гамма-излучения выше 25 ТэВ для этого объекта составляет около 20% всего потока Крабовидной туманности, где он расположен. Астрономы добавили, что энергетический спектр этого источника может быть описан степенным законом, хотя есть намек на кривизну около 50 ТэВ.

Кроме того, было обнаружено, что положение LHAASO J0341+5258 совпадает местонахождением ранее известного источника гамма-излучения 4FGL J0340.4+5302. Астрономы предполагают, что оба источника могут иметь единое происхождение. Подводя итоги, авторы статьи отметили, что излучение LHAASO J0341+5258 может исходить из пульсара или его гало.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Разработана ткань, которую не может прокусить комар

Ученые создали одежду, которая на 100% защищает от укусов комаров, в том числе переносчиков лихорадки Зика, лихорадки Денге и желтой лихорадки.

Эксперименты проводились в три этапа. На первом специалисты проверили материалы, которые гипотетически должны были предотвращать укусы комаров (инфицированных среди них не было). Они обнесли тканями резервуар с кровью, после чего посчитали количество насекомых, сумевших до него добраться.

На финальном этапе исследователи сшили из нее облегающее нижнее белье и рубашку с длинными рукавами. Добровольцы в течение 20 минут находились в этой одежде в клетке с 200 голодными комарами. Во время первого тестирования базового слоя испытуемые получили около семи укусов в спину и плечи. Исследователи посчитали, что в этом виновато растяжение ткани, поэтому они удвоили слой материала вокруг плеч и в конечном итоге на 100% смогли предотвратить появление новых укусов.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Геном человека неизвестного вида нашли в Грузии

Его обнаружили в грязи пещеры, которой около 25 000 лет — еще до последнего ледникового периода.

Группа ученых во главе с биологом-эволюционистом Пере Гелабертом и археологом Роном Пинхаси из Венского университета в Австрии взяли шесть образцов почвы и тщательно проанализировали их, чтобы узнать больше о популяциях, которые когда-то населяли этот регион.

Во-первых, они обнаружили геном женщины. Точнее, была восстановлена лишь крошечная часть ее генома. Тем не менее, этого хватило, чтобы исследователи поняли — она была членом ранее неизвестной популяции современных людей. Эта группа уже вымерла, но успела внести свой вклад в сегодняшние популяции, населяющие Европу и Азию.

По словам исследователей, геном волка также представляет собой ранее неизвестную, а ныне вымершую популяцию. То есть популяции претерпели значительные изменения в конце последнего ледникового периода — около 11000 лет назад. При этом виды, подобные найденному, полностью исчезли.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Исследование показало, что некоторые динозавры дышали по-своему: ни как люди, ни как птицы

Ранее считалось, что система дыхания у всех динозавров была схожей с системой дыхания птиц. В отличие от легких людей, птичьи легкие не двигаются. Вместо этого у них есть воздушные мешки, которые нагнетают воздух внутрь и наружу. Новое исследование показало, что у некоторых динозавров был собственный способ дышать.

Трехмерная реконструкция скелета динозавра показала, что у него была необычная техника дыхания, при которой расширялась грудная клетка и нижняя часть живота. Ученые назвали эту систему «тазовые сильфоны» (pelvic bellows). Доказательства этого заключаются в форме ребер, которые имеют форму лопастей, и маленьких костей, выходящих из них, которые втягивают легкие внутрь и наружу.

Этот тип дыхания напоминает дыхание некоторых рептилий; крокодилы дышат, используя грудь, живот и «поистине странные мускулы» своего тела, в то время как ящерицы дышат, расширяя и сжимая все свое тело «и иногда даже шею», – пишут ученые.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Научные видео

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:

Исследователи рассказали, что умные технологии не делают нас глупее.
У растений нет ни синапсов, ни нервной системы.
Микроорганизмы из желудка коровы переработали пластик.
В России впервые успешно клонировали корову.
Разработан новый метод поиска преступников.
В Китае создали квантовый компьютер мощнее, чем у Google.

Источник