Научная среда – новости о науке и технике. Выпуск #77

• "Камера" размером с молекулу позволяет наблюдать за химическими реакциями в режиме реального времени.
• "Хаябуса-2" нашла признаки пыли на астероиде Рюгу.
• В новом сверхпроводнике электроны начали течь как вода в трубе.
• Глютен и когнитивные функции: новый удар по "глютенофобии".
• Хаббл перевернул представления ученых о белых карликах.
• 7000 шагов в день добавляют "годы жизни".

Новости одной строкой

• Первые пять дней сентября стали самыми холодными с начала XXI века.
• "КамАз" представил водородный автобус. Максимальная скорость водородного автобуса – 80 км/ч, а запас хода – 250 км. Испытания опытного образца на улицах Москвы должны начаться в 2022 году.
• Последний запуск ракеты-носителя "Союз-2" с использованием керосина состоится в октябре нынешнего года. Затем будет использоваться новый, более эффективный и безопасный нафтил.
• Марсоход Zhurong уже 100 дней исследует Марс. В честь юбилея была выложена панорамная фотография (кликабельно).

Научная среда

"Камера" размером с молекулу позволяет наблюдать за химическими реакциями в режиме реального времени

Ученые Кембриджского университета разработали крошечную камеру, скрепленную "молекулярным клеем", которая позволяет наблюдать химические реакции в режиме реального времени.

Согласно исследованию, устройство объединяет наночастицы золота и крошечные полупроводниковые нанокристаллы, называемые квантовыми точками, которые скреплены "молекулярным клеем". Нанокамера использует процесс, подобный фотосинтезу, чтобы показать, что именно происходит во время того, как различные молекулы взаимодействуют друг с другом в ходе химической реакции.

"Камера" предлагает гораздо более простой способ мониторинга образования различных химических соединений во время реакций, чем методы, доступные в настоящее время ученым. Для ее создания ученым потребовалось просто добавить отдельные компоненты вместе с молекулой, которую они хотели наблюдать, в воду комнатной температуры.

Это самоограничивающее свойство было неожиданным, это не было тем, что мы ожидали увидеть. Мы обнаружили, что агрегацию одного компонента из наночастиц можно контролировать путем добавления другого компонента из наночастиц.

Полную версию материала читайте по ссылке.

"Хаябуса-2" нашла признаки пыли на астероиде Рюгу

Данные японской межпланетной станции "Хаябуса-2" указывают на то, что на астероиде Рюгу может существовать мелкозернистая пыль, которая входит в состав реголита и покрывает как валуны, так и крупные зерна грунта. Ранее считалось, что Рюгу лишен пыли.

Группа астрономов опубликовала результаты анализа данных наблюдений за экваториальной частью Рюгу, проведенные при помощи камеры ONC и спектрометра ближнего инфракрасного диапазона NIRS3, установленного на борту "Хаябусы-2".

Особенности полученных спектров говорят о том, что один или несколько из следующих выводов недопустимы для описания реголита Рюгу: размеры частиц реголита больше длины волны падающего света, размеры частиц одинаковые или гранулометрический состав реголита ограничен по размерам. При этом снимки поверхности астероида ясно показывают наличие зерен реголита на поверхности Рюгу, которые могут не полностью покрывать всю поверхность валунов, в том числе частицы размером несколько сантиметров. Ранее спускаемый модуль MASCOT не нашел никаких доказательств наличия мелкозернистой пыли, однако валуны на Рюгу очень пористые и способны разрушаться с образованием мелких зерен, которые могут накапливаться и смешиваться с более крупнозернистым реголитом или даже покрывать сами зерна. Таким образом, в некоторых районах Рюгу может существовать мелкозернистая (размером менее 45 микрометров) пыль, которая является частью гранулированного реголита астероида.

Полную версию материала читайте по ссылке.

В новом сверхпроводнике электроны начали течь как вода в трубе

Исследователи смогли наблюдать виNbGe2 гидродинамическое движение электронов – поток этих частиц вел себя подобно жидкости, распространяющейся в трубе.

Авторы работы изучали проводимость электронов в новом сверхпроводнике на основе ниобия и германия – NbGe2. Они применили три экспериментальных метода: измерение электрического сопротивления показали более высокую, чем ожидалось, массу электронов, комбинационное рассеяние света показало изменение поведения вибрации кристаллической решетки NbGe2 из-за особого потока электронов, а дифракция рентгеновских лучей дала представление о кристаллической структуре материала.

Применив специальную методику, известную как "квантовые колебания", для оценки массы электронов в материале, исследователи обнаружили, что масса электронов на всех траекториях была в три раза больше ожидаемого значения. Ученые смогли объяснить это появившимся электрон-фононным взаимодействием, которое "утяжелило" частицы. Это также означало, что поток электронов поменял свое поведение с характерного для частиц в гидродинамическое.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Комбинирование частот сделало тулиевые атомные часы точнее

Российские физики применили схему измерения, основанную на использовании синтетической частоты, к оптическим атомным часам на базе атомов тулия. Они показали, что в этом случае влияние электрических и магнитных полей удается уменьшить и достичь 18 знака после запятой в нестабильности и систематической погрешности.

Современные оптические часы на основе оптических решеток вышли на уровень 19 знака после запятой в нестабильности и систематической погрешности, что позволило искать с их помощью тонкие фундаментальные эффекты, в том числе и те, что связаны с релятивизмом и гравитацией. Главными источниками погрешностей при этом оказались световые поля опрашивающих импульсов и оптических решеток, чернотельное излучение и зеемановские сдвиги.

Российские физики под руководством Николая Колачевского, директора Физического института имени П.Н. Лебедева РАН, экспериментально исследовали стабильность оптических часов на основе атомов тулия, в которых измеряется синтетическая частота перехода. В частности, они показали, что такой подход позволяет существенно снизить квадратичный зеемановский сдвиг, что в совокупности всех факторов позволяет достигнуть нестабильности уровня 10-18.

Атом тулия был выбран авторами из-за наличия в нем часового перехода с длиной волны 1,14 микрометра между компонентами сверхтонкого расщепления. Его особенность в том, что этот переход происходит за счет переворота спина в 4f оболочке, которая экранирована вышележащими 5s и 6s оболочками от межатомных столкновений и постоянных электрических полей.

Чтобы убедиться, что от зеемановских сдвигов удается избавиться, физики измеряли поправки к частотам обоих переходов, вызванные изменением магнитного поля, для различных моментов времени, а затем смотрели, как это сказывается на поправке к синтетической частоте. В результате они увидели, что синтетическая частота действительно оказывается нечувствительна к изменениям магнитного поля в различном диапазоне и к его флуктуациям со временем в пределах одного стандартного отклонения. Фактически, применение синтетической частоты уменьшило ее чувствительность к эффекту Зеемана в 1000 раз.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Глютен и когнитивные функции: новый удар по "глютенофобии"

Если вы, не будучи больным целиакией, до сих пор считаете, что продукты без глютена гораздо более полезны для мозга, нежели продукты, где он присутствует в составе, то это исследование для вас. Исследователи из более чем десятка центров США, изучая когнитивные функции 13494 человек, пришли к выводу, что никакое потребление глютена, даже долговременное, не приводит к нарушению в когнитивной сфере.

Многие фитнес-гуру и прочие любители ЗОЖ самозабвенно вещают с экранов телевизора и со страниц соцсетей о том, что глютен вреден для организма, и особенно – для мозга. А потому нужно от него отказаться в пользу безглютеновых продуктов. Мысль, конечно, здравая, но только для тех, у кого диагностировали целиакию – наследственную непереносимость белка глютена. Но вреден ли глютен для нормальных, здоровых людей?

Данные о питании собирались с 1991 по 2015 год, а данные о когнитивных функциях – с 2014 по 2019 год. Анализ данных проводился с октября 2020 года по апрель 2021 года. В состав участников вошли 13494 женщины в среднем возрасте 60,6 лет. Среднее потребление глютена составило 6,3 г/день. После учета демографических факторов риска и факторов риска образа жизни исследователи не обнаружили значительных различий в когнитивных показателях по потреблению глютена от самых высоких до самых низких его порций в день.

Наши результаты не подтверждают рекомендации по ограничению потребления глютена для поддержания когнитивных способностей при отсутствии глютеновой болезни или установленной чувствительности к глютену.

Полную версию материала читайте по ссылке.

На севере Аравийского полуострова найдены пять сменяющих друг друга палеолитических культур

Международная команда археологов описала пять последовательных комплексов каменных орудий из уникального местонахождения Халл Амайшан в пустыне Нефуд на севере Аравийского полуострова. Возраст древнейшего комплекса – около 400 тысяч лет, самого молодого – 55 тысяч лет. Каждый комплекс имеет свои особенности. Первые два относятся к нижнему палеолиту и содержат многочисленные ашельские рубила (бифасы), а в трех остальных преобладают среднепалеолитические орудия, изготовленные при помощи разных вариантов технологии леваллуа. Артефакты из комплексов 3 и 4 напоминают изделия древних сапиенсов из Восточной Африки, а комплекс 5 (самый молодой) сопоставим с неандертальскими орудиями из Леванта. Исследование показало, что засушливые районы Юго-Западной Азии в прошлом многократно заселялись разнообразными человеческими популяциями. Это происходило в относительно влажные эпохи, когда на месте нынешней пустыни в Аравии, как и в Северной Африке, росла трава, текли реки и бродили стада копытных.

Миграционные маршруты древних людей, выходивших из Африки на просторы Евразии, неизбежно проходили через Юго-Западную Азию. Однако археологические данные по раннему и среднему палеолиту этого региона, столь важного для понимания истории человечества, остаются скудными и фрагментарными. В основном они происходят из лесных районов Леванта, где в течение последних 400 тысяч лет природные условия были относительно благоприятными для древних охотников-собирателей и менялись не слишком сильно. Именно там находятся знаменитые пещеры Схул, Кафзех (Qafzeh), Табун, Кебара, Мислия (Misliya) и другие, где попеременно жили то древние сапиенсы, то приходившие с севера неандертальцы.

Таким образом, следы человеческой деятельности присутствуют в пяти из шести последовательных толщ озерных отложений, соответствующих влажным эпохам. Все пять комплексов каменных орудий отличаются друг от друга. Это говорит о долгой и сложной истории заселения региона разными человеческими популяциями и даже разными видами людей.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Хаббл перевернул представления ученых о белых карликах – на их поверхности могут идти термоядерные реакции

Международная группа астрономов обнаружила первое свидетельство того, что белые карлики могут замедлять скорость своего старения за счет реакций горения водорода.

Белые карлики – медленно остывающие звезды, переживающие последние этапы своей жизни. Такова судьба 98% всех звезд во Вселенной, включая наше Солнце. Изучение стадий их охлаждения поможет понять и предшествующие стадии жизни звезд.

Используя широкоугольную камеру Хаббла, команда наблюдала скопления M3 и M13 в ультрафиолетовом диапазоне длин волн. Сравнив более 700 белых карликов в двух скоплениях, они обнаружили, что в M3 содержатся обычные белые карлики, полностью подтверждающие стереотип об остывании. А вот в M13 обнаружилось две популяции белых карликов: обычные белые карлики и те, которым удалось сохранить внешнюю водородную оболочку, что позволило им дольше гореть, а значит, медленнее остывать – звезд со сниженными темпами остывания в М13 оказалось примерно 70%.

Полную версию материала читайте по ссылке.

MediaTek Dimensity 2000 может оказаться самым мощным процессором 2022 года

В сети появились подробности о флагманском процессоре MediaTek Dimensity 2000. На рынке мобильных процессоров для Android-смартфонов три крупных игрока – Qualcomm, MediaTek и Samsung. Долгое время MediaTek не могла догнать своих конкурентов, из-за чего ее процессоры в основном появлялись в смартфонах среднего и бюджетного сегментов.

MediaTek Dimensity 2000 будет конкурировать с Snapdragon 898. Они получат схожие технические характеристики, однако уже сейчас сообщается, что графическая подсистема MediaTek Dimensity 2000 окажется мощнее. По новым данным, новинка набирает в бенчмарке Antutu более 900 000 баллов. Она получит одно ядро Cortex-X2, три Cortex-A710 и четыре Cortex-A510.

Главной особенностью MediaTek Dimensity 2000 станет 4-нанометровый техпроцесс. За счет новой архитектуры чип должен стать не только более производительным, но и более энергоэффективным.

Полную версию материала читайте по ссылке.

7000 шагов в день добавляют "годы жизни"

Если вы всегда следите за количеством пройденных шагов на своем телефоне, у нас для вас хорошие новости. Новое исследование предполагает, что всего 7000 шагов в день "могут добавить годы жизни".

Исследование было проведено экспертами из Массачусетского университета, США. В течение 11 лет они наблюдали за сразу несколькими группами людей. Как оказалось, те, кто делал около 7000 шагов в день, имели на 50–70% более низкий риск смерти от всех причин по сравнению с людьми, которые ежедневно делали меньше шагов. Интересно, что интенсивность ходьбы не влияла на эффективность от прогулки.

Ученые считают, что их результаты связаны с тем, что 7000 шагов в день – это приличная физическая нагрузка. А уже давно известно, что спорт может снизить сердечно-сосудистый риск за счет повышения артериального давления, снижения уровня холестерина, улучшения гипергликемии [сахара в крови] при диабете и снижения веса.

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:

• Новая ловушка для антиматерии поможет раскрыть один из главных секретов Вселенной.
• Обнаружен новый путь обработки речи мозгом.
• Пару атомов возбудили одним фотоном.
• Добровольцы помогут планетологам в поисках активных астероидов.
• Молекулярную динамику жидкой воды исследовали с атомарным разрешением.
• Подтверждено существование галактики почти без темного вещества.

Источник