Ќаучные открыти€ 2017 года

јвтор:
Evrocot
ѕечать
дата:
31 декабр€ 2017 00:49
ѕросмотров:
1657
 омментариев:
1
«аканчиваетс€ очередной год, и пришло врем€ в очередной раз присесть, сложить руки, глубоко вздохнуть и посмотреть на некоторые из заголовков научных статей, на которые мы, возможно, ранее не обращали внимани€. ”ченые посто€нно создают какие-то новые разработки в различных област€х, таких как нанотехнологии, генна€ терапи€ или квантова€ физика, и это всегда открывает новые горизонты.

«аголовки научных статей все больше напоминают названи€ рассказов из научно-фантастических журналов. ”читыва€ то, что нам принес 2017 год, остаетс€ только с нетерпением дожидатьс€, что принесет новый, 2018-й.

Ќаучные открыти€ 2017 года


”ченые создали темпоральные кристаллы, дл€ которых не действуют законы симметрии времени


—огласно первому закону термодинамики, создание вечного двигател€, который будет работать без дополнительного источника энергии, невозможно. ќднако в начале этого года физикам удалось создать конструкции, называемые темпоральными кристаллами, которые став€т этот тезис под сомнение.

“емпоральные кристаллы выступают в качестве первых реальных примеров нового состо€ни€ материи, называемого Ђнеравновеснымї, в котором атомы имеют переменную температуру и никогда не наход€тс€ в тепловом равновесии друг с другом. “емпоральные кристаллы имеют атомную структуру, котора€ повтор€етс€ не только в пространстве, но и во времени, что позвол€ет им поддерживать посто€нные колебани€ без получени€ энергии. Ёто происходит даже в стационарном состо€нии, которое €вл€етс€ самым низшим энергетическим состо€нием, когда движение теоретически невозможно, поскольку оно требует затрат энергии.

“ак что же, кристаллы времени нарушают законы физики? —трого говор€, нет. «акон сохранени€ энергии работает только в системах с симметрией во времени, котора€ подразумевает, что законы физики одинаковы везде и всегда. ќднако темпоральные кристаллы нарушают законы симметрии времени и пространства. » не только они. ћагниты тоже иногда считаютс€ природными асимметричными объектами, потому что у них есть северный и южный полюса.

≈ще одна причина, по которой темпоральные кристаллы не нарушают законов термодинамики, заключаетс€ в том, что они не полностью изолированы. »ногда их нужно Ђподталкиватьї Ч то есть давать внешний импульс, после получени€ которого они уже начнут мен€ть свои состо€ни€ снова и снова. ¬озможно, что в будущем эти кристаллы найдут широкое применение в области передачи и хранени€ информации в квантовых системах. ќни могут сыграть решающую роль в квантовых вычислени€х.



Ќаучные открыти€ 2017 года


Ђ∆ивыеї крыль€ стрекозы


¬ энциклопедии Merriam-Webster говоритс€, что крыло Ч это подвижный придаток из перьев или мембраны, используемый птицами, насекомыми и летучими мышами дл€ полета. ќно не должно быть живым, но энтомологи из  ильского университета в √ермании сделали несколько потр€сающих открытий, которые говор€т об обратном Ч по крайней мере относительно некоторых стрекоз.

Ќасекомые дышат с помощью трахейной системы. ¬оздух проникает в организм через отверсти€, называемые дыхальцами. «атем он проходит через сложную сеть трахей, которые доставл€ют воздух ко всем клеткам тела. ќднако сами крыль€ состо€т почти полностью из мертвой ткани, котора€ высыхает и становитс€ полупрозрачной либо покрываетс€ цветными узорами. ќбласти мертвой ткани пронизывают прожилки, и это единственные компоненты крыла, €вл€ющиес€ частью дыхательной системы.

ќднако когда энтомолог –ейнер √ильермо ‘еррейра посмотрел на крыло самца стрекозы Zenithoptera через электронный микроскоп, он увидел крошечные ветвистые трахейные трубки. Ёто был первый случай, когда нечто подобное было замечено в крыле насекомого. ƒл€ определени€ того, €вл€етс€ ли эта физиологическа€ особенность свойственной только этому виду или, возможно, встречаетс€ и у других стрекоз или даже у других насекомых, потребуетс€ много исследований. ¬озможно даже, что это единична€ мутаци€. Ќаличие обильных запасов кислорода может объ€снить €ркие сложные синие узоры, свойственные крыль€м стрекозы Zenithoptera, которые не содержат синего пигмента.



Ќаучные открыти€ 2017 года


ƒревний клещ с кровью динозавра внутри


ћы часто находим удивительные вещи, сохранившиес€ внутри €нтар€, но этот год преподнес нам суперприз. ”ченые из ћь€нмы обнаружили кусочки €нтар€, которым 99 миллионов лет, и внутри них содержались паразиты, подобные современным клещам. ќдин из них запуталс€ в пере динозавра, еще двое были найдены в кусочке гнезда динозавра, а четвертый оказалс€ заполненным кровью динозавров внутри.

 онечно, это заставило людей сразу подумать о сценарии из Ђѕарка юрского периодаї и о возможности использовани€ крови, чтобы воссоздать динозавров.   сожалению, в ближайшее врем€ этого не случитс€, потому что извлечь образцы ƒЌ  из найденных кусочков €нтар€ невозможно. ƒискуссии о том, как долго может продержатьс€ молекула ƒЌ , все еще не окончены, но даже по самым оптимистичным оценкам и в самых оптимальных услови€х срок их жизни не более нескольких миллионов лет.

Ќо, хот€ клещ, названный Deinocrotondraculi (Ђ”жасный ƒракулаї), и не помог восстановить динозавров, он все равно остаетс€ крайне необычной находкой. “еперь мы знаем не только то, что у пернатых динозавров водились древние клещи, но и то, что они заражали даже гнезда динозавров.



Ќаучные открыти€ 2017 года


ћодификаци€ генов взрослого человека


Ќа сегодн€шний день вершиной генной терапии €вл€ютс€ Ђкороткие палиндромные повторы, регул€рно расположенные группамиї, или CRISPR (от английского clustered regularly interspaced short palindromic repeats). —емейство последовательностей ƒЌ , которые в насто€щее врем€ составл€ют основу технологии CRISPR-Cas9, теоретически может навсегда изменить ƒЌ  человека.

¬ 2017 году генна€ инженери€ сделала решительный рывок вперед Ч после того как команда из ѕротеомического исследовательского центра в ѕекине объ€вила, что успешно использовала CRISPR-Cas9 дл€ устранени€ болезнетворных мутаций жизнеспособных человеческих эмбрионов. ƒруга€ команда, из лондонского »нститута ‘рэнсиса  рика, прошла противоположный путь и впервые использовала эту технологию дл€ преднамеренного создани€ мутаций в человеческих эмбрионах. ¬ частности, они Ђотключилиї ген, способствующий развитию эмбрионов в бластоцисты.

»сследовани€ показали, что технологи€ CRISPR-Cas9 работает Ч и довольно успешно. ќднако это вызвало активные этические дебаты о том, насколько далеко можно заходить в использовании этой технологии. “еоретически это может привести к Ђдизайнерским дет€мї, которые могут обладать интеллектуальными, спортивными и физическими характеристиками в соответствии с характеристиками, заданными родител€ми.

ќтбросив этику в сторону, в но€бре этого года исследовани€ зашли еще дальше, когда CRISPR-Cas9 впервые испытали на взрослом человеке. 44-летний Ѕрэд ћадду из  алифорнии страдает синдромом ’антера, неизлечимой болезнью, котора€ в конечном итоге может привести его к инвалидному креслу. ≈му вводили миллиарды копий корректирующего гена. ѕройдет несколько мес€цев, прежде чем можно будет определить, оказалась ли процедура успешной.


Ќаучные открыти€ 2017 года


„то было раньше Ч губка или гребневики?


Ќовый научный отчет, который был опубликован в 2017 году, должен раз и навсегда положить конец давней дискуссии о происхождении животных. —огласно исследованию, губки €вл€ютс€ Ђсестрамиї всех животных в мире. Ёто св€зано с тем, что губки были первой группой, котора€ отделилась в процессе эволюции от примитивного общего предка всех животных. Ёто произошло примерно 750 миллионов лет назад.

–анее велись гор€чие дебаты, которые сводились к двум основным кандидатам: вышеупом€нутым губкам и морским беспозвоночным под названием гребневики. ¬ то врем€ как губки Ч простейшие существа, которые сид€т на дне океана и питаютс€, пропуска€ и отфильтровыва€ воду через свой организм, гребневики более сложные. ќни напоминают медузу, способны двигатьс€ в воде, могут создавать световые узоры и имеют простейшую нервную систему. ¬опрос о том, кто из них был первым, Ч это вопрос о том, как выгл€дел наш общий предок. Ёто считаетс€ важнейшим моментом в отслеживании истории нашей эволюции.

’от€ результаты исследовани€ смело провозглашают, что вопрос урегулирован, всего за несколько мес€цев до этого было опубликовано другое исследование, в котором говорилось, что нашими эволюционными Ђсестрамиї €вл€ютс€ гребневики. —ледовательно, еще слишком рано говорить о том, что последние результаты можно считать достаточно надежными, чтобы подавить любые сомнени€.




≈ноты прошли древний тест на интеллект


¬ шестом веке до нашей эры древнегреческий писатель Ёзоп написал или же насобирал множество басен, которые в наше врем€ известны как ЂЅасни Ёзопаї. —реди них была басн€ под названием Ђ¬орона и кувшинї, в которой описываетс€, как хотевша€ пить ворона бросала в кувшин камешки, чтобы подн€ть уровень воды и наконец напитьс€.

Ќесколько тыс€ч лет спуст€ ученые пон€ли, что эта басн€ описывает хороший способ тестировани€ интеллекта животных. Ёксперименты показали, что подопытные животные понимали причину и следствие. ¬ороны, как и их сородичи, грачи и сойки, подтвердили истинность басни. ќбезь€ны также прошли этот тест, кроме того, в этом году к списку добавились и еноты.

¬о врем€ теста по басне Ёзопа восемь енотов получили емкости с водой, на поверхности которой плавал зефир. ”ровень воды был слишком низким, чтобы его достать. ƒвое из испытуемых успешно набросали в емкость камней, чтобы подн€ть уровень воды и получить желаемое.

ƒругие подопытные нашли свои собственные креативные решени€, которых исследователи никак не ожидали. ќдин из енотов, вместо того, чтобы бросать в емкость камни, взобралс€ на емкость и начал раскачиватьс€ на ней из стороны в сторону, пока не опрокинул. ¬ другом тесте, с использованием вместо камней плавающих и тонущих шариков, эксперты наде€лись, что еноты будут использовать тонущие шарики и отбрасывать плавающие. ¬место этого некоторые животные стали многократно окунать в воду плавающий шарик, пока подн€вша€с€ волна не прибила кусочки зефира к борту, что облегчило их извлечение.


Ќаучные открыти€ 2017 года


‘изики создали первый топологический лазер


‘изики из  алифорнийского университета в —ан-ƒиего утверждают, что создали новый тип лазера Ч Ђтопологическийї, луч которого может принимать любую сложную форму без рассеивани€ света. ”стройство работает на основе концепции топологических изол€торов (материалов, которые внутри своего объема €вл€ютс€ диэлектриками, но провод€т ток по поверхности), котора€ получила Ќобелевскую премию по физике в 2016 году.

ќбычно в лазерах дл€ усилени€ света используютс€ кольцевые резонаторы. ќни более эффективны, чем резонаторы с острыми углами. ќднако на этот раз исследовательска€ группа создала топологическую полость с использованием фотонного кристалла в качестве зеркала. ¬ частности, были использованы два фотонных кристалла с различными топологи€ми, один из которых €вл€лс€ звездообразной €чейкой в квадратной решетке, а другой Ч треугольной решеткой с цилиндрическими воздушными отверсти€ми. „лен команды Ѕубакар  анте сравнил их с бубликом и кренделем: хот€ они оба Ч хлеб с отверсти€ми, различное количество отверстий делает их различными.

 ак только кристаллы попадают в нужное место, луч принимает желаемую форму. ”правл€етс€ эта система с помощью магнитного пол€. ќно позвол€ет мен€ть направление, в котором излучаетс€ свет, тем самым создава€ световой поток. Ќепосредственное практическое применение этого способно увеличить скорость оптической св€зи. ќднако в перспективе это рассматриваетс€ как шаг вперед в создании оптических компьютеров.


Ќаучные открыти€ 2017 года


”ченые открыли экситониум


‘изики всего мира с большим энтузиазмом отнеслись к открытию новой формы материи, названной экситониум. Ёта форма представл€ет собой конденсат из квазичастиц, экситонов, которые €вл€ютс€ св€занным состо€нием свободного электрона и электронной дырки, котора€ образовываетс€ в результате того, что молекула потер€ла электрон. Ѕолее того, физик-теоретик из √арварда Ѕерт √альперин предсказал существование экситониума еще в 1960-х годах, и с тех пор ученые пытались доказать его правоту (или ошибку).

ѕодобно многим крупным научным открыти€м, и в этом открытии была изр€дна€ дол€ случайности.  оманда исследователей из ”ниверситета штата »ллинойс, котора€ обнаружила экситониум, на самом деле осваивала новую технологию, называемую спектроскопией потерь энергии в электронном потоке (M-EELS), Ч созданную специально дл€ идентификации экситонов. ќднако открытие состо€лось, когда исследователи проводили всего лишь калибровочные тесты. ќдин член команды вошел в комнату, пока все остальные смотрели на экраны. ќни сказали, что зафиксировали Ђлегкий плазмонї, предшественник экситонной конденсации.

–уководитель исследовани€ профессор ѕитер јббамонт сравнил это открытие с бозоном ’иггса Ч оно не будет иметь непосредственного использовани€ в реальной жизни, но показывает, что наше нынешнее понимание квантовой механики находитс€ на правильном пути.


Ќаучные открыти€ 2017 года


”ченые создали нанороботов, которые убивают рак


»сследователи из ”ниверситета ƒарема утверждают, что создали нанороботов, которые способны вы€вить раковые клетки и убить их всего за 60 секунд. ¬ ходе увенчавшегос€ успехом испытани€, проведенного в университете, крошечным роботам потребовалось от одной до трех минут, чтобы проникнуть через наружную мембрану в раковую клетку простаты и немедленно уничтожить ее.

Ќанороботы в 50 000 раз меньше диаметра человеческого волоса. ќни активируютс€ светом и вращаютс€ со скоростью от двух до трех миллионов оборотов в секунду, чтобы получить возможность проникнуть через оболочку клетки.  огда они достигают своей цели, то могут либо уничтожить ее, либо внедрить в нее полезный терапевтический агент.

ƒо сих пор нанороботы испытывались только на отдельных клетках, но обнадеживающие результаты побудили ученых перейти к опытам на микроорганизмах и мелких рыбешках. ƒальнейша€ цель Ч перейти к грызунам, а затем и к люд€м.


Ќаучные открыти€ 2017 года


ћежзвездный астероид может быть инопланетным космическим аппаратом


ѕрошла всего пара мес€цев с тех пор, как астрономы радостно объ€вили об открытии первого межзвездного объекта, пролетающего через —олнечную систему, астероида под названием ќумуамуа. — тех пор они наблюдали много странных вещей, происходивших с этим небесным телом. »ногда оно вело себ€ так необычно, что ученые считают Ч объект может оказатьс€ космическим кораблем инопланет€н.

ѕрежде всего настораживает его форма. ќумуамуа имеет форму сигары с отношением длины к диаметру как дес€ть к одному, чего ни разу не видели ни в одном из наблюдаемых астероидов. —начала ученые подумали, что это комета, но затем пон€ли, что это не так, потому что объект не оставл€л за собой хвоста по мере приближени€ к —олнцу. Ѕолее того, некоторые эксперты утверждают, что скорость вращени€ объекта должна была развалить любой нормальный астероид. —кладываетс€ впечатление, что он был специально создан дл€ межзвездных путешествий.

Ќо если он создан искусственно, то что это может быть? ќдни говор€т, что это инопланетный зонд, другие считают, что это может быть космический корабль, двигатели которого пришли в неисправность, и теперь он плывет через космос. ¬ любом случае участники таких программ, как SETI и BreakthroughListen, считают, что ќумуамуа требует дальнейшего исследовани€, поэтому нацеливают на него свои телескопы и прослушивают любые радиосигналы.

ѕока гипотеза об инопланет€нах никак не подтвердилась, первоначальные наблюдени€ SETI ни к чему не привели. ћногие исследователи по-прежнему пессимистично оценивают шансы, что объект может быть создан инопланет€нами, но в любом случае исследовани€ будут продолжены.

1 не понравилс€
11 понравилс€ пост
 
Ќезарегистрированные посетители не могут оценивать посты
 
 
 
 

 
 
 
 

»нформаци€

 
 
 
 
 
 
 
 
 

ќставл€ть свои CRAZY комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
ѕожалуйста пройдите простую процедуру регистрации или авторизируйтесь под своим логином. “акже вы можете войти на сайт, использу€ существующий профиль в социальных сет€х (¬контакте, ќдноклассники, Facebook, Twitter и другие)

 
 
 
 
 
Ќаверх