Рубрика: Новости

РИА Новости. Вулканическая активность сыграла значительную роль в формировании необходимых условий для образования воды на Марсе, свидетельствуют результаты исследования специалистов Калифорнийского университета в Беркли, работа опубликована в журнале Nature.

Северная полярная шапка на Марсе. Архивное фото
© SA/DLR/FU Berlin; NASA MGS MOLA Science Team

Авторы исследования полагают, что древний океан на Марсе сформировался более 3,7 миллиарда лет назад, то есть на несколько сотен миллионов лет раньше, чем считалось до этого. Образование воды на красной планете связано с формированием вулканического нагорья Тарсис.

Ученые предполагают, что извержение вулканов сопровождалось выделением газов, которые изменили атмосферу, что, в свою очередь, создало условия для образования воды на Марсе. Исследователи также пришли к выводу, что береговая линия марсианского океана образовалась незадолго до и во время формирования нагорья Тарсис.

«Наша работа утверждает, что океан на Марсе сформировался раньше, параллельно с долиной (Тарсис), и указывает на тесную связь между эволюцией океана на Марсе и вулканической активностью Тарсиса, а также влияния этих процессов на геологию, круговорот воды и климат раннего Марса», — говорится в исследовании.

Недавние наблюдения с Земли показали, что за 3,7 миллиарда лет Марс потерял воды, которой хватило бы покрыть всю поверхность красной планеты океаном на 140 метров. Некоторые учёные полагают, что большая часть этой воды могла не испариться в космос, а до сих пор быть скрытой на небольшой глубине в недрах Марса.

Источник: РИА Новости

Благодаря данным, собранным автоматическим космическим аппаратом Dawn, ученым удалось доказать, что на карликовой планете Церере до сих пор происходят активные геологические процессы. Статья, посвященная этому, опубликована в журнале Science Advances.

© NASA

Установленный на космическом аппарате спектрометр VIR (Visible-Infrared Mapping Spectrometer) позволил ученым составить карту распределения карбонатов в поверхностном слое Цереры. Широко распространенными минералами на ней оказались карбонаты кальция и магния, например, магнезит (MgCO₃) и доломит [MgCa(CO₃)₂]. Но особенное внимание ученых привлекли локальные скопления минералов, в основе которых карбонаты и гидрокарбонаты натрия (натрит (Na₂CO₃), термонатрит (Na₂CO₃ * H₂O), трона (NaHCO₃ * Na₂CO₃ * 2H₂O)). Они находятся вблизи ударных кратеров на поверхности Цереры, а гидратированные карбонаты связаны со скоплениями водяного льда. Предполагается, что гидратированные карбонаты сформировались, когда на Церере существовал подповерхностный океан, а после его замерзания оказались в составе коры карликовой планеты.

При падении на поверхность Цереры метеоритов с образованием ударных кратеров, а также вследствие внутренних процессов подъема вещества на поверхность через трещины и разломы гидрокарбонаты оказываются на поверхности Цереры, где частично обезвоживаются, переходя в карбонаты. Форма и распределения поверхностных отложений карбонатов убеждают ученых в том, что эти процессы происходят на Церере и сейчас.

Источник: polit. ru

Ученым из Амхерст-Колледжа и университета Аальто удалось впервые создать скирмионы в среде квантового газа. Скирмион — это квантовая квазичастица, возможность существования которой была предсказана около 40 лет назад, но только сейчас ученые получили возможность создавать и экспериментально изучать их свойства в различных средах. В среде чрезвычайно разреженного и холодного квантового газа физики создали «узлы», состоящие из магнитных моментов вращения атомов газа. Эти узлы демонстрируют многие свойства, совпадающие со свойствами шаровой молнии, которые, как предполагают ученые, состоят из запутанных потоков электрических токов. Стабильность таких узлов, скорее всего, является причиной, по которой шаровая молния может существовать в течение достаточно длительного времени по сравнению с разрядом обычной молнии. И полученные учеными результаты могут стать основой новых технологий сохранения стабильности плазмы в реакторах термоядерного синтеза следующих поколений.

(A) Смоделированные (верхние) и экспериментальные (нижние)
плотности столбцов частиц в разных спиновых состояниях
© Wonjae Lee at al.

«Нам удалось создать «синтетический магнитный узел», то есть, квантовый аналог шаровой молнии. При этом, мы использовали только два противонаправленных потока»— рассказывает Микко Меттенен (Mikko Mottone), ведущий исследователь, — «Мы допускаем, что подобный процесс может возникать и естественным путем в момент разряда обычной молнии».

Исследователи создали скирмионы в среде конденсата Бозе-Эйнштейна, поляризуя вращение каждого атома относительно направления естественного магнитного поля. Затем, за счет использования внешнего магнитного поля весьма хитрой конфигурации, внутри облака конденсата была создана точечная область с нулевой напряженностью магнитного поля. Атомы, находящиеся в этой области изменили направление своего вращения, выровнявшись в сторону ближайшей к ним области с ненулевым значением магнитного поля и образовали узел сложной конфигурации.

Структура полученных скирмионов состоит из запутанных петель, вращение каждой из которых имеет фиксированное значение. Из-за этого, такой квантовый узел может быть «ослаблен» или перемещен в пространстве, но «развязать», не нарушая его целостности, практически невозможно. В дальнейшем такое образование ведет себя в среде конденсата, подобно заряженной частице в среде магнитного поля. А сама квазичастица получает свое собственное магнитное поле, конфигурация которого полностью соответствует конфигурации магнитного поля шаровой молнии.

«Требуется проведение дополнительных исследований для выяснения того, можно ли создать реальную шаровую молнию при помощи подобного метода» — объясняет Микко Меттенен, — «И все это может привести к появлению нового способа удержания плазмы в стабильном состоянии, который ляжет в основу принципа работы реактора термоядерного синтеза следующего поколения».

 

Статья опубликована в журнале Science Advances
Источник: dailytechinfo.org

Живая клетка, укрытая внутри искусственной, может выполнять все необходимые функции, при этом она остается защищенной от внешней среды, а ученые могут точно контролировать ее, регулируя работу синтетической части такой «микрофабрики». Создатели данной системы считают, что подобные решения могут найти применение повсюду, от биосинтеза и доставки лекарств до создания «зеленых» батарей на основе фотосинтезирующих бактерий.

Слева – схематическое изображение системы;
справа – реализованные в ней биохимические процессы
© Elani et al., 2018

Свою разработку группа британского профессора Оскара Сиса (Oscar Ces) представила в статье, опубликованной журналом Scientific Reports. «Живые клетки способны выполнять невероятно сложные функции, но их может быть очень непросто контролировать, – сказал профессор Сис в интервью пресс-службе Имперского колледжа Лондона. – Искусственные клетки запрограммировать намного легче, но мы пока не можем создать их достаточно сложными». Новая система пытается заполнить этот пробел: искусственная клетка окружает биологическую, обеспечивая защиту и контроль.

Для этого ученые сконструировали установку из серии микроканалов и капилляров. В ней формировались микроскопические капли гидрофобного масла, заполненного клетками (в различных вариантах использовались клетки кишечной палочки, а также изолированные лимфоциты и клетки человеческой карциномы) и отдельными ферментами. Затем капли покрывались дополнительным стабилизирующим слоем липидов.

Экспериментальная система содержала компоненты для реализации демонстрационной реакции: живые клетки превращали лактозу в глюкозу, которую тут же окисляли помещенные рядом с ними внутри искусственного пузырька молекулы глюкозооксидазы. При этом выделялся пероксид водорода, который «подхватывал» следующий фермент, пероксидаза хрена, запуская реакцию с пигментом и вызывая его флуоресценцию.

Испытав такую систему в растворе с повышенным содержанием меди, токсичной для живых организмов, ученые убедились, что система продолжает работу и флуоресцирует, а значит, клетки оставались в нормальном состоянии под защитой искусственной оболочки. В будущем она может укрыть их и от атаки иммунной системы организма, и такие системы смогут синтезировать лекарство прямо в нужном участке тела. Впрочем, этим перспективы ее применения далеко не ограничиваются, а пока ученые планируют усовершенствовать искусственную мембрану, добившись большего контроля надо всем, что происходит внутри «полуживого» пузырька.

Источник: naked-science. ru

Астрономы из Австралии, КНР и США изучили динамику вращения галактик разных размеров и выяснили, что «края» более крупных галактик вращаются быстрее, чем у более мелких, из-за чего полный оборот они делают за одно и то же время. Открытие может заметно упростить изучение галактик в будущем. Соответствующая статья опубликована в Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Огромная галактика NGC 6872 и ее куда меньший по размерам
«компаньон» — галактика IC 4970
© NASA

Авторы новой работы изучили вращение дисков нескольких десятков галактик разных размеров — от карликовых неправильной формы (некоторые из них вращаются вокруг Млечного Пути) до крупных спиральных галактик (как сам Млечный Путь). Чтобы определить соотношение скоростей вращения внешних слоев галактического диска к радиусу соответствующей галактики, исследователи использовали данные из Survey of Ionization in Neutral Gas Galaxies (SINGG), Parkes All Sky Survey (HIPASS) и Survey of Ultraviolet Emission in Neutral Gas Galaxies (SUNGG). Все эти три исследования проводились ранее с помощью телескопов, работающих в видимом и ультрафиолетовом диапазоне, а также с помощью 64-метрового радиотелескопа обсерватории Паркса (Австралия). Исходно эти работы были ориентированы на изучение межзвездного газа, однако сделанные в их ходе снимки пригодны и для поиска звезд.

Анализ показал, что чем галактика крупнее, тем быстрее вращаются внешние части ее диска. Для самых огромных из них скорость движения этих частей диска доходит до 300 километров в секунду, а для «малышей» — лишь до 10 километров в секунду. Вследствие этого все изученные в работе галактики делали один полный оборот за миллиард лет независимо от своих размеров. Этот вывод поможет астрономам в будущем заметно упростить изучение вновь открытых галактик: представляя себе часть их параметров заранее, проще будет собрать данные наблюдений по ним и меньше времени придется потратить на их обработку на вычислительных мощностях.

Другой важный результат работы — обнаружение старых звезд во внешних частях галактических дисков. До сих пор считалось, что они там должны быть скорее исключением, чем нормой. Окраины галактик часто наполнены газом, поэтому там формируются новые звезды. Предполагалось, что именно они и будут составлять большинство звездного населения внешних частей галактических дисков.

Однако в действительности обнаруженное там количество молодых и старых светил было примерно одинаковым, что указывает на какие-то механизмы дрейфа старых звезд из центральных областей галактик к периферии.

Источник: chrdk. ru

РИА Новости. Зонд НАСА Juno впервые проследил за тем, как меняется облик большого красного пятна Юпитера, и обнаружил, что площадь этого «вечного урагана» постепенно сокращается, а его высота, наоборот, растет, сообщают ученые в статье, опубликованной в издании Astrophysical Journal.

Фотография Великого красного пятна Юпитера, полученная зондом Juno 10 июля 2017 года
© NASA / JPL-Caltech/ SwRI/ MSSS/ Kevin Gill

«В астрономических архивах можно найти записи о том, что Большое красное пятно увеличивалось и уменьшалось в размерах в прошлом. Сейчас его размеры относительно невелики, и оно очень давно не росло», — рассказывает Рета Биб, астроном из университета штата Нью-Мексико в Лас-Крусес (США).

Большое красное пятно, как считается, впервые обнаружил итальянский астроном Джованни Кассини: его изображение нашли в рисунках ученого от 1665 года. Как выяснили планетологи позднее, оно представляет собой мощнейший ураган-антициклон, чьи ветра движутся с невероятно высокой скоростью — около 430 километров в час.

Размеры этого пятна оцениваются не в километрах, а в диаметрах Земли – оно примерно в 1,3 раза шире, чем наша планета, а перепад температур в его теплых и холодных точках превышает несколько сотен градусов. Как сегодня считают астрономы, «великое пятно» работает, как грелка, перекачивая тепло из недр Юпитера в его атмосферу, чьи температуры заметно превышают те значения, которые предсказывает теория.

В прошлом, как отмечает Биб, размеры этого урагана были заметно больше, чем сегодня — он мог вместить в себя не одну, а сразу три Земли. Почему его площадь уменьшается и как этот процесс влияет на поведение всего пятна в целом, ученые пока не знают.

Астрономы НАСА закрыли этот пробел в знаниях, проанализировав данные, которые зонд Juno собирал на протяжении последних 1,5 лет работы на орбите Юпитера. За это время он успел сблизиться с планетой и ее пятном больше десяти раз и получить первые детальные научные данные по их внутренней структуре.

Объединив их со снимками пятна в недавнем прошлом, полученными при помощи камер «Вояджеров» и «Хаббла», ученые смогли раскрыть тайны эволюции этого загадочного урагана, и выяснить, что отличает большое пятно Юпитера от его «младших братьев» на Земле.

В частности, снимки с Juno подтвердили, что площадь урагана действительно уменьшается — его длина и ширина каждый год сокращаются примерно на 0,04 градуса, что эквивалентно примерно 48 километрам. Для сравнения, диаметр самого мощного урагана последних лет, Сэнди, составлял примерно 1500 километров.

По словам Биб, ученые ожидали, что сокращение в площади заставит ветра Большого красного пятна двигаться еще быстрее, как это происходит в «умирающих» земных ураганах. Ничего подобного не происходит на Юпитере – вместо этого «вечный ураган» начал расти вверх, охватывая все более высокие слои атмосферы планеты. Вдобавок, в последние годы начал меняться и цвет урагана – пятно становится все более темным, меняя свой цвет с кремового на черно-оранжевый.

Причины всех этих изменений остаются загадкой для ученых, и пока не понятно, стабилизируется ли ураган или он по-прежнему будет уменьшаться в длину и ширину. На текущий момент времени астрономы не исключают возможности того, что самый большой ураган Солнечной системы закончит свое существование уже в ближайшие 5-10 лет.

Источник: РИА Новости

Работники НАСА выбрали название для космического объекта, который стал следующей целью автоматического космического аппарата New Horizons. Его предложено называть Ультима Туле (Ultima Thule). По словам главного исследователя команды New Horizons Алана Стерна из Юго-западного исследовательского института в Боулдере, это название подходит для самого далекого из исследованных космическими аппаратами объектов.

© NASA/JHUAPL/SwRI/Steve Gribben

После посещения окрестностей Плутона аппарат New Horizons направился к объекту пояса Койпера, известному под обозначением 2014 MU69. Это небесное тело было открыто 24 июня 2014 года космическим телескопом Хаббла в ходе специального поиска потенциальных целей для визита New Horizons. Известно о нем пока немногое. Диаметр 2014 MU69 составляет 30 – 45 километров, а один оборот по своей орбите он совершает за 293 года. Как ожидается, космический аппарат достигнет 2014 MU69 к 1 января 2019 года. Пока планируется, что аппарат пройдет на расстоянии 12 тысяч километров над поверхностью объекта. Примерно на таком же расстоянии он был в момент максимального сближения с Плутоном.

В ноябре 2017 года НАСА провело онлайн-кампанию, в ходе которой пользователи предлагали свои названия для 2014 MU69 и голосовали за понравившиеся им варианты. Всего в голосовании участвовало более 115 000, предложивших около 34 тысяч имен. 37 самых популярных вариантов попали в список для окончательного выбора. В результате предпочтение было отдано названию Ультима Туле. Словом Туле (Θούλη) назывался далекий остров, лежащий за Британией, который посетил, согласно античным источникам, греческий путешественник IV века до нашей эры Пифей. Предполагается, что под этим именем скрывается Исландия или часть побережья Скандинавии. Уже в античную эпоху выражение Ultima Thule «последняя Туле», стало употребляться метафорически в значении «крайний предел», «нечто очень далекое», «край света».

Следует уточнить, что пока Ультима Туле служит лишь неофициальным названием для 2014 MU69, поскольку оно не утверждено Международным астрономическим союзом. Предложение официального названия команда New Horizons отправит в Международный астрономический союз после того, как аппарат исследует этот космический объект, так как для выбора названия важно, представляет ли собой 2014 MU69 единый объект или систему из двух или нескольких тел.

Источник: polit. ru

Ученые из Эдинбургского, Саутгемптонского и Гарвардского университетов установили, что в ДНК человека существует 538 генов, которые в той или иной мере определяют уровень интеллекта человека. Результаты исследования опубликованы в британском научном журнале Nature.

© EPA/MARCUS BRANDT

В ходе работы специалисты изучили ДНК 240 тыс. человек. Материал они брали из биобанка Великобритании, в котором содержится генетический материал более полумиллиона британцев. В результате были установлены не только конкретные гены интеллекта, но и то, что в человеческом геноме существует 187 определенные области, которые отвечают за развитие интеллектуальных способностей.

Ученым в некоторых случаях даже удавалось определять IQ (коэффициент интеллекта) человека, рассматривая лишь его ДНК, но, как предупреждают исследователи, эта техника определения IQ по ДНК еще не доведена до совершенства, и результаты могут быть иногда ложными.

«Нам удалось обнаружить большое количество генов, связанных с интеллектом, — заявил главный автор исследования Дэвид Хилл из Эдинбургского университета. — Но самое главное заключается в том, что нам удалось установить, что генетическое разнообразие объясняет разницу в интеллекте разных людей, нам даже удалось установить IQ человека, используя лишь его генетический материал».

Обнаруженные учеными гены интеллекта также влияют и на другие характеристики человеческого организма. Так, к примеру, ген, отвечающий за способность к обучению, может одновременно быть и определяющим фактором, влияющим на продолжительность жизни.

В прошлом году, группа европейских ученых также обнаружила гены интеллекта, однако, лишь в количестве 52. Но стоит отметить и то, что выборка была также меньше и составляла около 80 тыс. человек.

На данный момент в научном сообществе существуют различные точки зрения по поводу того, чем все-таки определяется интеллект. Большинство ученых полагает, что от 50 до 80% человеческого интеллекта наследуется от родителей и определяется именно генетикой, а оставшаяся часть уже зависит от уровня образования и достатка, экологии и других жизненных обстоятельств.

Источник: ИТАР- ТАСС

Британский физик-теоретик Стивен Хокинг скончался в среду 14 мартав возрасте 76 лет. Об этом сообщила газета The Guardian со ссылкой на заявление его семьи.

Стивен Хокинг
© EPA/FACUNDO ARRIZABALAGA

«Он был великим ученым и необыкновенным человеком, чья работа и наследие будут жить в течение многих лет», — сказали дети ученого Роберт, Тимоти и Люси. «Его мужество и настойчивость с блеском и юмором вдохновляли людей по всему миру. <…> Мы будем скучать по нему», — говорится в заявлении.

Стивен Уильям Хокинг (Stephen William Hawking) родился 8 января 1942 года в Оксфорде (Великобритания). Его родители были вынуждены переехать туда из Лондона, который подвергался бомбежкам немецкой авиации. Отец Хокинга был специалистом в области тропической медицины, мать имела экономическое образование (оба — выпускники Оксфордского университета).

В старших классах школы особый интерес проявлял к математике и физике. В 1962 году окончил физический факультет Оксфорда, затем поступил в Кембриджский университет, где изучал космологию и в 1966 году получил докторскую степень.

Болезнь

В 1963 году у Хокинга был диагностирован боковой амиотрофический склероз — хроническое заболевание центральной нервной системы, которое в дальнейшем привело к полному параличу. В 1985 году после воспаления легких перенес трахеостомию, вследствие чего потерял способность говорить и стал пользоваться синтезатором речи. С 1997 года его инвалидная коляска оснащена компьютером, которым он управляет с помощью датчика, закрепленного у мимической мышцы щеки, — единственной, сохранившей подвижность. Тяжелое заболевание не помешало Хокингу стать одним из наиболее известных физиков-теоретиков современности.​

Научная деятельность

Основная область научных изысканий Хокинга — космология и квантовая гравитация, много времени посвятил изучению черных дыр. В частности, является автором теории «испарения» черных дыр за счет радиации (это явление получило название «излучение Хокинга»). В 2016 году выдвинул гипотезу, согласно которой источником практически неограниченной энергии являются микроскопические черные дыры, обладающие огромной массой. В том же году стал одним из инициаторов проекта по отправке мини-аппаратов к звездной системе Альфа Центавра.

Исследовательскую деятельность начал вести еще во время учебы в Кембридже. Был научным сотрудником в университетском колледже Гонвилла и Киза, затем стал ассистентом профессора. Преподавал теорию гравитации, гравитационную физику. До 1973 года работал в Институте астрономии университета, после чего перешел на кафедру прикладной математики и теоретической физики Кембриджа.

В 1974 году Хокинг был приглашен на работу в Калифорнийский технологический институт (США), где, в частности, занимался вопросами общей теории относительности.

Через некоторое время вернулся в Кембридж на кафедру прикладной математики и теоретической физики. В 1979-2009 гг. был лукасовским профессором математики (одна из самых престижных академических должностей в мире; учреждена в 1664 году по инициативе английского священника и политика Лукаса Генри). Более 20 лет возглавлял группу, занимающуюся проблемами, связанными с теорией относительности, и вопросами гравитации (группа была создана при кафедре в 1961 году). До смерти занимал должность директора по исследованиям на кафедре. В 2007 году основал при Кембриджском университете Центр теоретической космологии.

С научными целями посещал СССР. Так, в 1973 году в Москве обсуждал проблемы черных дыр с учеными Яковом Зельдовичем и Алексеем Старобинским, в 1981 году вновь прибыл в Москву для участия в международном семинаре по квантовой теории гравитации.

Популяризация науки

Хокинг является автором научно-популярных книг, в том числе для детей, принимает участие в создании познавательных фильмов. Одно из наиболее популярных его произведений – «Краткая история времени» (1988). В 1993 году вышла книга «Черные дыры и молодые вселенные», в 2001 году — «Мир в ореховой скорлупке». В 2005 году была опубликована «Кратчайшая история времени» (новое издание бестселлера 1988 года; в соавторстве с Леонардом Млодиновым).

В числе фильмов с его участием — шестисерийная лента «Вселенная Стивена Хокинга» (1997), трхсерийная «Во Вселенную со Стивеном Хокингом» (2010) и «Великий замысел по Стивену Хокингу» (2012).

В 2015 году стал одним из учредителей медали, носящей его имя, которая ежегодно присуждается деятелям науки и искусства за вклад в популяризацию науки. Ученый считал, что наука должна стать такой же популярной, как музыка. Первыми лауреатами в 2016 году стали британский физик-теоретик Джим Аль-Халили и немецкий композитор Ханс Циммер, создающий, в частности, музыку к кинофильмам и компьютерным играм.

Другая деятельность

Стивен Хокинг вел активный образ жизни, много путешествовал, давал интервью.

Интересовался политикой, являлся сторонником Лейбористской партии. В марте 1968 года принимал участие в протестах против войны во Вьетнаме, а войну в Ираке 2003 года называл «военным преступлением». Поддерживал ядерное разоружение, а также борьбу с изменениями климата.

В 2007 году на модифицированном самолете Boeing-727 он совершил полет над Атлантикой, во время которого восемь раз испытал на себе состояние невесомости.

Снимался в рекламе, музыкальных клипах, а также в кино в роли самого себя (в том числе в одной из серий сериала «Звездный путь: Следующее поколение» и в эпизоде комедийного сериала «Теория Большого взрыва»). Кроме того, Хокинг неоднократно становился героем мультфильмов, (например, «Симпсоны» и «Футурама»), в которых озвучивал своего персонажа.

Награды

Стивен Хокинг отмечен орденом Британской империи (1982), орденом Кавалеров Почета (награда за выдающиеся достижения в различных областях — искусстве, литературе, музыке, науке и др.; 1989) и многими другими орденами и медалями разных стран.

Также являлся членом Лондонского королевского общества (1974), Американской национальной академии наук, имел ряд почетных степеней.

Личная жизнь

В 1965 году женился на Джейн Уайлд, студентке лингвистического факультета Кембриджского университета, которая знала о его болезни. В семье родились двое сыновей — Роберт (1967) и Тимоти (1979) — и дочь Люси (1970; в 2006 году Люси и Хокинг стали соавторами книги для детей «Джордж и тайны Вселенной»). После более 20 лет совместной жизни пара развелась, однако бывшие супруги оставались друзьями.

В 1995 году Хокинг женился на своей сиделке, Элайн Мэйсон. Этот брак продлился 11 лет и тоже кончился разводом в 2006 году.

Источник: ИТАР-ТАСС

Компания «Сервионика» (ГК «АйТеко») совместно со специалистами ПАО «РОССЕТИ», Университета ИТМО и КНИТУ-КАИ приняла участие в успешных испытаниях нового прототипа Комплекса передачи данных с гибридной квантово-классической защитой в телекоммуникационной сети. Разработка основана на фундаментальных законах квантовой физики: фотон (квант света, используемый в качестве единицы шифрования) нельзя разделить, скопировать или незаметно отвести в сторону, это приведет к его разрушению – и, соответственно, делает невозможным доступ к информации при любых способах перехвата трафика.

Комплекс разработан группой ученых Университета ИТМО. В его основе – метод, основанный на теоретической разработке д.ф.-м.н., профессора Юрия Тарасовича Мазуренко. Цель испытаний – проверить возможность перспективного применения Комплекса для защиты выделенных оптоволоконных каналов связи, которые могут использоваться для обеспечения работы критических информационных инфраструктур (КИИ, согласно 187-ФЗ от 26.07.2017). В ходе испытаний была инсценирована атака «человек посередине» (Man in the Middle, MITM) для копирования или кражи криптографических ключей, передаваемых посредством фотонов.

Комплекс позволяет безопасно и с высокой скоростью передавать криптографические ключи для классических СКЗИ, использующих симметричное шифрование (когда для шифрования и дешифрования используется одинаковый ключ). Так как симметричная криптография подразумевает содержание криптографического ключа в секрете, частая его смена затруднительна: в коммерческих СКЗИ ключи обновляются, как правило, раз в год, согласно рекомендациям производителей. Комплекс призван решить проблему безопасной передачи криптографического ключа для обеспечения более частой смены в классических СКЗИ. Это позволит обеспечить безопасность передаваемой информации, в том числе при использовании таких перспективных разработок, как квантовые компьютеры.

Испытания впервые проводились на волоконно-оптической линии протяженностью около 60 км (с учетом затухания сигнала это эквивалентно 90-100 км), специальное оборудование было размещено на электрических подстанциях 110кВ  ПАО «Ленэнерго», там же находились представители комиссии: эксперты ПАО «РОССЕТИ», ПАО «Ленэнерго», ОАО «Северо-Западная энергетическая управляющая компания» и ООО «Сервионика», а также группа ученых под руководством к.т.н., доцента кафедры фотоники и оптоинформатики, руководителя Лаборатории квантовой информатики Университета ИТМО Артура Глейма.

«Успешное экспериментальное тестирование показало работоспособность специальной аппаратуры, разработанной в ведущих российских научных центрах. Специалисты «Сервионики» планируют уже в ближайшее время обучить инженеров, которые будут интегрировать промышленные образцы такой аппаратуры у заказчиков», – прокомментировал директор департамента информационной безопасности компании «Сервионика» Василий Степаненко.

«Успех испытаний подтверждает, что метод, реализованный в нашем Комплексе, обеспечивает эффективность, экономичность и непревзойденный уровень безопасности. То, что интерес к российским разработкам в этой области проявляют такие крупные компании, как ПАО “РОССЕТИ” – важный сигнал для всей энергетической отрасли, и мы уверены, что представленный прототип быстро пройдет путь от перспективной разработки до реальных внедрений», – считает Артур Глейм, руководитель Лаборатории квантовой информатики Университета ИТМО.

«По сути, вся энергетическая система России является Критической информационной инфраструктурой, которая нуждается в современных средствах и методах защиты. Взаимодействие с крупнейшими научными институтами и ИТ-компаниями России позволяет нам изучать актуальные и эффективные технологии, в том числе в области информационной безопасности, и выбирать наиболее перспективные решения для практического применения», – подчеркнул Сергей Марков, главный эксперт ДРКиТАСУ ПАО «РОССЕТИ».

Комплекс, испытания которого состоялись 15 февраля 2018 года, представляет собой два сетевых шлюза, предназначенных для организации прозрачного туннеля с шифрованием AES-256 (реализован в качестве примера), генерируемым системой квантовой коммуникации. Также были эмитированы два клиента (ноутбука), подключенные к специальному оборудованию. В ходе испытаний передача данных осуществлялась по каналу сети технологической связи ПАО «Ленэнерго»: на ноутбуке №1, подключенном к передатчику (Alice), осуществлялась трансляция видеопотока и с помощью Teamviewer выводилась на ноутбук №2, подключенный к приемнику (Bob). Передача квантовых бит (ключей шифрования) осуществлялась по отдельному оптическому волокну на боковых (поднесущих) частотах в результате фазово-частотной модуляции. Получаемые по квантовому каналу криптографические ключи накапливались в базе и использовались в криптосхеме с AES-256, обеспечивающей VPN в канале, по которому передавалось видео. Атака MITM проводилась в оптоволоконной линии, по которой посредством квантов передавались криптографические ключи. Был применен 3-й комплект оборудования, подобрана частота, но эксперимент показал, что используемый метод защиты делает все усилия хакеров безрезультатными.

Источник: Пресс-служба Университета ИТМО