Научная среда #100. Самый кусачий насекомый и самый мощный токамак

Читайте в юбилейном (для сторонников десятичной системы счисления) выпуске рубрики:

• Массу нейтрино измерили с невероятной точностью.
• Еще у одного пациента с ВИЧ ремиссия после переливания пуповинной крови.
• Физики научились закручивать звук.
• Изобретен растительный материал тверже алюминиевых сплавов.
• Физики проверили, выполняется ли ОТО при высоких энергиях.
• О чем говорят ваши музыкальные предпочтения.

Новости одной строкой

• Австралийский кузнечик установил рекорд по силе укуса среди насекомых (1290 экземпляров). А самый слабый укус среди всех насекомых, включенных в выборку, продемонстрировали австралийские наездники из рода Netelia. Сила их укуса примерно в 1200 раз меньше, чем у C. acaropenates.
• Исследование показало, что дети формируют пищевые привычки еще в утробе матери.
• Новое исследование показало, что каждый третий американец имеет в организме следы 2,4-дихлорфеноксиуксусной кислоты – токсичного химиката, который используется для уничтожения сорняков.
• Многоразовые пластиковые бутылки после мытья в посудомоечной машине выделяют в воду опасные вещества. Рекомендуются многоразовые бутылки, изготовленные из стекла или нержавеющей стали.
• В период с 2013 по 2018 год британские ученые обнаружили 146 случаев теплового удара у собак (¾ этих случаев были связаны с тем, что собаки тренировались, а 7% оказались в "ловушке" в машине. 16 случаев удара у кошек и 8 у морских свинок. С ростом глобальной температуры повышается и количество тепловых ударов у домашних животных.
• Роскосмос показал снимок с упавшими с Лабиринта Ночи на Марсе камнями, там же заметны и следы влияния ветра на поверхность.

Научная среда

Массу нейтрино измерили с невероятной точностью

Ученые на эксперименте KATRIN смогли установить новый верхний предел для массы нейтрино, еще сильнее уточнив ее значение. Физики уже давно пытаются установить как можно более точную массу каждого из трех видов нейтрино. Сделать это сложно, поэтому первоначальной задачей является определение средней массы всех трех частиц. В новой работе физикам удалось получить самое точное на сегодняшний день значение этой величины.

Эксперимент KATRIN использует бета-распад трития, нестабильного изотопа водорода, для определения массы нейтрино по распределению энергии электронов, высвобождаемых в процессе распада. Для этого в эксперименте используется самый мощный в мире источник трития, а также гигантский спектрометр для измерения энергии электронов распада с очень высокой точностью.

Работа эксперимента началась в 2019 году и продолжается до сих пор. Анализ данных первого года измерений и моделирование массы нейтрино идеально совпали. Исходя из этого физики смогли определить новый верхний предел массы нейтрино в 0,8 эВ. Это первый случай, когда прямой эксперимент с массой нейтрино вошел в космологически и физически важный для частиц диапазон масс ниже 1 эВ.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Врачи сообщили о ремиссии у пациентки с ВИЧ после переливания пуповинной крови

Американские врачи сообщили о четвертом вероятном случае излечения от ВИЧ после пересадки стволовых клеток. Пациентка из Нью-Йорка вот уже 14 месяцев после отмены антиретровирусной терапии находится в ремиссии. Ей не только пересадили стволовые клетки взрослого, но также и перелили пуповинную кровь, клетки которой лучше адаптируются к реципиенту.

ВИЧ-инфекция пока остается неизлечимой, хотя недавно начались клинические испытания системы CRISPR/Cas, в которых медики попытаются вырезать ВИЧ из генома лимфоцитов. Обезьян в доклинических испытаниях полностью избавить от вируса не удалось, но количество вирусной ДНК уменьшилось в некоторых случаях на 95 процентов.

Тем не менее уже известны единичные случаи излечения людей от ВИЧ. Всем таким пациентам пересадили клетки костного мозга с мутацией в гене CCR5. Рецептор CCR5 нужен вирусу, чтобы проникнуть в клетки иммунной системы, а мутация затрудняет этот процесс и делает носителя устойчивым к инфекции. На сегодняшний день было известно о трех таких пациентах, и вот к ним добавилась еще одна женщина.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Физики научились закручивать звук

Физики предложили концепцию устройства для создания акустических волн, переносящих орбитальный угловой момент. Устройство представляет собой трубку, один из концов которой имеет пилообразный профиль. Ученые показали, что при погружении такой трубки в воду, орбитальный момент будет передаваться волнам давления в жидкости. Это можно использовать для передачи вращения объектам, захваченным акустическим пинцетом.

Английские и итальянские исследователи при участии Грегори Чаплэйна (‪Gregory Chaplain) из Эксетерского университета решили сфокусироваться именно на этом вопросе. Они теоретически рассмотрели распространение волн упругости вдоль стенок полой трубы и показали, что им можно передать орбитальный момент с помощью акустического аналога спиральной пластинки. Оказалось, что если есть контакт между трубкой и жидкостью, то в последнюю может передаться закрученность, что было бы полезно при создании акустических пинцетов или иных микрофлюидных устройств.

Физики также изучили возможность передачи волн с угловым моментом в жидкость. Для этого они рассмотрели алюминиевую трубу, частично погруженную в воду. В трубке с помощью спирально-фазового структурирования возбуждались изгибные волны со степенью закрутки, равной трем. Симуляция показала, что это создает в жидкости закрученные волны давления. Такие волны можно использовать для селективной доставки вращения в нужные точки.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Нарушение обоняния при COVID-19 обусловлено сбоем в считывании генов

Исследователи из Нью-Йоркского и Колумбийского университетов выяснили, что происходит с обонятельными нейронами, когда человек заболевает новой коронавирусной инфекцией и теряет при этом обоняние. Оказывается, нарушается считывание генов, ответственных за воспроизводство новых белковых соединений, служащих обонятельными рецепторами на поверхности нейронов. Причем, эти нарушения могут быть длительными, что объясняет нескорое или даже неполное восстановление обоняния после перенесенной болезни.

Ранее выдвигались предположения, что вирус может обладать нейротропными свойствами, то есть способен напрямую поражать обонятельные нейроны и подниматься по нервным волокнам в мозг. Но эта гипотеза не находила адекватных экспериментальных подтверждений. А вот гипотеза, что коронавирус запускает чрезмерную активацию иммунной системы и связанные с этой активацией воспалительные реакции, в том числе и в сосудах, пока еще на плаву. И похоже, что именно она наиболее правдоподобна. Недавняя работа немецких и американских ученых подтвердила, что в мозг через обонятельные нейроны вирус SARS-CoV-2 все-таки не проникает, но действует другими путями, впрочем, не менее пагубными. Это подтверждает и новое исследование.

Дело в том, что на поверхности обонятельных нейронов находятся белки-рецепторы, которые улавливают подходящие по строению молекулы запаха, связываются с ними и отправляют соответствующую информацию в обонятельные луковицы, где она фильтруется и уходит далее в мозг. Если по каким-то причинам эти белки перестают производиться в клетке, то она лишается своей функции. Если так происходит в подавляющем количестве обонятельных нейронов, "настроенных" на разные запахи, возможность ощущать их пропадает.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Этот растительный материал тверже алюминиевых сплавов. Как такое возможно?

Ученые создали композит из нанокристаллов целлюлозы, смешанных с небольшим количеством синтетического полимера. Оказалось, что он прочнее костей и тверже некоторых алюминиевых сплавов.

Клеточная стенка древесины построена из волокон целлюлозы – самого распространенного в природе полимера и основного структурного компонента всех растений и водорослей. Внутри каждого волокна находятся упрочняющие нанокристаллы целлюлозы, которые представляют собой цепочки органических полимеров, расположенных в структуре кристалла.

На наноуровне эти нанокристаллы прочнее и жестче кевлара. Если бы из них можно было получить полноценные материалы, растительные композиты могли бы стать более прочными, устойчивыми и жесткими. В новой работе ученые нашли способ сделать это. Они разработали материал, в котором нанокристаллов целлюлозы находится от 60 до 90 процентов по объему – это самая высокая доля таких структур на сегодняшний день.

Что самое интересное, получить такой композит можно при помощи как 3D-печати, так и обычного литья.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Крупнейший термоядерный реактор поставил новый рекорд – он выработал невиданное ранее количество энергии

Европейский токамак ДЖЭТ (JET) побил свой собственный рекорд по выработке энергии, который поставил аж в 1997 году. 9 февраля 2022 года ученые сообщили, что ДЖЭТ побил собственный рекорд по количеству энергии, выработанной в результате термоядерной реакции.

Как говорится в сообщении, распространенном в среду британским правительством и Еврокомиссией, в ходе эксперимента, проведенного 21 декабря 2021 года, за пять секунд удалось произвести 59 МДж энергии – столько же энергии высвободится при взрыве 14 килограммов тротила. Это вдвое превышает предыдущий рекорд установки – 21,7 мегаджоулей, выпущенных в 1997 году.

Эти знаменательные результаты сделали нас на огромный шаг ближе к решению одной из самых больших научных и инженерных задач. Обеспечить планету энергией из устойчивого источника невероятно важно, это наша миссия. В последние годы мы столкнулись с целым рядом препятствий и проблем, которые нам пришлось решить, и достигнутый результат показывает, что все они преодолимы. Поэтому для нас это так важно.

Ян Чапмэн, руководитель Центра термоядерной энергии Калхэма (CCFE)

Полную версию материала читайте по ссылке.

1, 2, 3, 4… 5? Слова нужны, чтобы думать о числах

Задумывались ли вы, что для представления точной числовой величины, превышающей четыре, людям может потребоваться слово для обозначения этого числа? Исследователи из Массачусетского технологического института (MIT) изучили то, как люди думают о числах, на примере носителей языка цимане (чимане, мосетен) – вымирающего языка в Боливии.

Когда мы доберемся до больших чисел, даже до пяти и шести, нам понадобится какой-то способ представить это, если вы хотите представить это точно. Это не обязательно должны быть слова – вы могли бы использовать свои пальцы или что-то подобное, – но вам нужно какое-то независимое представление чисел.

Эдвард Гибсон, профессор Массачусетского технологического института по мозгу и когнитивным наукам, один из авторов исследования

В исследовании 2014 года Гибсон, Пиантадоси и бывший аспирант Массачусетского технологического института Джулиан Хара-Эттингер обнаружили, что дети цимане усваивают значения числовых слов по той же траектории развития, что и дети в промышленно развитых обществах. То есть сначала они понимают “один”, затем последовательно добавляют “два“, ”три“ и "четыре". Однако в этот момент происходит резкий сдвиг в понимании, и дети понимают значения не только “пять” и “шесть”, но и всех известных им числовых слов.

Для нового исследования, опубликованного в Psychological Science, Гибсон и его коллеги определили 15 носителей языка цимане, которые могли считать где-то от шести до 20, и 15, которые могли считать не менее 40. Это дало им возможность сравнить людей с различными способностями к вербальному счету и проверить гипотезу о том, что без числовых слов люди не могут выполнять задачи точного сопоставления, требующие от них мысленного представления чисел больше четырех.

Полную версию материала читайте по ссылке.

Физики проверили, выполняется ли ОТО при высоких энергиях

Исследователи из Института физики высоких энергий Китайской академии наук изучили данные эксперимента LHAASO и проверили один из основных постулатов ОТО о фундаментальном пределе скорости.

Согласно теориям, эффект нарушения симметрии Лоренца значителен только в так называемой планковской энергетической шкале, которая начинается с порога в 1019 ГэВ (1 ГэВ = 1 миллиард электронвольт).

Поскольку созданные человеком ускорители могут создавать энергии только около 104 ГэВ, эффекты нарушения симметрии Лоренца слишком слабы, чтобы их можно было измерить. Но во Вселенной происходят очень бурные астрофизические процессы, при которых частицы могут ускоряться до энергий, намного превышающих те, которые могут создать люди. Поэтому астрофизические события являются естественной лабораторией для поиска эффектов нарушения симметрии Лоренца.

LHAASO – это крупномасштабный эксперимент с космическими лучами в Китае. В процессе строительства в 2021 году LHAASO зарегистрировал гамма-излучение с самой высокой энергией в мире – она достигла 1,4 ПэВ (1 ПэВ = 1015 электронвольт). Полученные данные также предоставили ценную возможность для изучения нарушения симметрии Лоренца.

Полную версию материала читайте по ссылке.

"Невидимое" землетрясение спровоцировало мощнейшее цунами: почему ученые его не увидели

Новое исследование показало, что таинственным источником цунами, охватившего весь земной шар и распространившегося на 10 000 километров от его эпицентра, было "невидимое" землетрясение.

В августе 2021 года огромное цунами обрушилось на Северную Атлантику, Тихий и Индийский океаны. Это был первый раз, когда цунами было зарегистрировано в трех разных океанах после катастрофического землетрясения в Индийском океане в 2004 году; в то время ученые думали, что это было вызвано землетрясением магнитудой 7,5 баллов, обнаруженным недалеко от Южных Сандвичевых островов (британская территория в южной части Атлантического океана).

Исследователи смогли извлечь сигнал третьего землетрясения из клубка сейсмических волн, разбив данные на более длинные 500-секундные фрагменты и используя алгоритм для выделения его составных частей. Только тогда проявилось 200-секундное землетрясение, которое, по словам сейсмолога из Калифорнийского технологического института Чжэ Цзя, составило 70% энергии, высвобождаемой во время всего события. Скрытое землетрясение, разорвавшее границу между двумя плитами длиной 200 км, произошло всего в 15 км под поверхностью Земли – идеальная глубина для возникновения цунами.

Исследователи говорят, что землетрясение осталось скрытым, потому что оно было гибридом двух типов океанских землетрясений: типа "глубокого разрыва", который возникает в результате внезапного сдвига плит, и "медленного цунамигенного сдвига", когда тектонические плиты могут тереться друг об друга неделями.

Полную версию материала читайте по ссылке.

О чем говорят ваши музыкальные предпочтения: исследования

Мы все слушаем разную музыку: поп, рок, хип-хоп и классику! Но говорит ли наш выбор что-нибудь о нашей личности? В исследовании приняли участие более 350 000 человек из более чем 50 стран, и было установлено, что связь между музыкальными предпочтениями и личностью универсальна.

Исследователи из Кембриджского университета, Великобритания, обнаружили, что по всему миру предпочтения в музыке определяют одни и те же черты характера. Например, песня Эда Ширана Shivers понравится экстравертам как в Великобритании, так и тем, кто живет в Аргентине или Индии. А люди с невротическими чертами характера проникнутся духом Nirvana: и в США, и в Дании, и в Южной Африке.

Ученые обнаружили одинаковые ассоциации между экстраверсией и современной музыкой по всему миру. А также между добросовестностью и неприхотливой музыкой; между любезностью и мягкой музыкой; между открытостью и современной, интенсивной и утонченной музыкой.

Ученые определи пять ключевых стилей:

• "Мягкий" (с романтическими, медленными и тихими мелодиями, которые можно услышать в софт-роке, R&B);
• "Неприхотливый" (простые, расслабляющие и неагрессивные музыкальные атрибуты, которые можно услышать в жанрах кантри);
• "Утонченный" (вдохновляющие, сложные и динамичные черты, звучащие в классических, оперных, авангардных и традиционных джазовых жанрах);
• "Интенсивный" (искаженные, громкие и агрессивные атрибуты, которые можно услышать в жанрах классического рока, панка, хэви-метала и пауэр-попа);
• "Современный" (ритмичные, оптимистичные и электронные атрибуты, которые можно услышать в жанрах рэпа, электроники, латыни и евро-попа).

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:

• Загадочная частица: протон оказался еще меньше, чем считалось.
• Миллионы в секунду: на основе магнитных аномалий создали генератор случайных чисел.
• Свободное движение помогает решать креативные задачи.
• Собаки не могут без человека! Об этом говорит все больше исследований.
• Создан биоэлектронный язык, который может точно измерить сладость продукта.
• Люди с тревожными расстройствами чаще испытывают АСМР и получают от нее удовольствие.

Юбилейные научные опыты:

И историческая справка.

Источник