Новости

РИА Новости. Изучение новых сверхпроводников, чье существование было предсказано при помощи компьютера, помогло ученым из «Сколтеха» найти связь между сверхпроводимостью и положением элементов в таблице Менделеева. Их выводы были опубликованы в Journal of Physical Chemistry Letters.

© Fotolia / Shawn Hempel

«Сама идея связи сверхпроводимости с таблицей Менделеева принадлежит Дмитрию Семенку, студенту моей сколтеховской лаборатории. Найденный им принцип настолько простой, что удивительно, что никто не заметил его раньше», ‒ рассказывает Артем Оганов, известный российский химик из Сколковского института науки и технологий.

За последние годы физики открыли или создали несколько видов сверхпроводников, способных работать при очень высоких температурах, которая в самых лучших случаях достигает всего минус 70 градусов Цельсия, что уже почти достижимо в природных условиях. К примеру, такие свойства были открыты три года назад  российскими и немецкими химиками у обычного сероводорода, сжатого до миллиона атмосфер.

Их появление потребовало нового объяснения того, как таким структурам удается проводить ток без видимых потерь, несмотря на то, что они «нарушают» основы первой теории сверхпроводимости, сформулированной еще в конце 50 годов.

Оганов и его коллеги уже достаточно долгое время изучают свойства новых сверхпроводников, используя алгоритм USPEX, созданный российским химиком для просчета того, как ведут себя различные кристаллы и другие структуры из множества атомов при экстремальных давлениях, температурах и в прочих условиях.

Изучая сверхпроводящие свойства различных сверхпроводящих соединений сверхтяжелых элементов, чье существование было предсказано USPEX, российские химики заметили необычную закономерность.

Оказалось, что высокотемпературная сверхпроводимость характерна для веществ, в состав которых входят атомы тяжелых металлов со строго заданной структурой электронных подоболочек. Под этим словом ученые понимают своеобразный квантовый «этаж», на котором живет большая группа электронов со схожим уровнем энергии.

Атомы с частично заполненными подоболочками, такие как уран, актиний, скандий, иттрий и прочие элементы из второй и третьей группы таблицы Менделеева, как выяснила команда Оганова, очень сильно реагируют на то, как расположены их соседи. В некоторых условиях это создает благоприятные условия для того, чтобы их электроны начинали вести себя как волны и объединялись в сверхпроводящие Куперовские пары.

Руководствуясь этой идеей, ученые просчитали сверхпроводящие свойства соединения актиния и 16 атомов водорода. Как показали этим расчеты, подобное вещество будет оставаться сверхпроводником даже при типично зимних температурах воздуха, около 22 градусов Цельсия ниже нуля, при условии, если его при этом будут сжимать до давлений, близких к полутора миллионам атмосфер.

Еще более интересными свойствами будут обладать соединения водорода с иттрием и лантаном. Они будут оставаться сверхпроводниками при положительных и даже комнатных температурах, что открывает дорогу для создания реальной «электропроводки будущего», если удастся избавиться от необходимости сжимать их до давлений, эквивалентных тому, которое царит в центре Земли.

Источник: РИА Новости

Группа американских и французских ученых объявила о создании нового класса антибиотиков, получивших название «одилорабдины» (odilorhabdins, ODLs). Испытания препаратов на мышах подтвердили: новые лекарства эффективны против различных типов бактерий — грамположительных и грамотрицательных. По словам исследователей, эти средства способны бороться с микроорганизмами, которые уже успели выработать устойчивость к распространенным антибиотикам.

Желтым выделен участок,
на который воздействуют новые препараты
© UIC/Yury Polikanov, et al

Источником новых соединений стали бактерии Xenorhabdus nematophila, обитающие в организме круглых червей-нематод Steinernema carpocapsae. Эти черви способны жить только внутри тела насекомого-носителя, там же они размножаются, когда насекомое погибает. Бактерии Xenorhabdus nematophila выделяют токсины, убивающие насекомое. Кроме того, они обеспечивают безопасную среду для размножения нематод, выделяя антимикробные агенты: такие соединения уничтожают другие бактерии, которые могли бы ускорить разложение насекомого. Среди этих веществ ученые и искали новый антибиотик.

Исследователи проанализировали антимикробную активность 80 штаммов бактерии Xenorhabdus nematophila и выделили несколько наиболее эффективных антибактериальных соединений одного типа. Одилорабдины, как и многие распространенные антибиотики, воздействуют на рибосомы в клетках бактерий — сложные молекулярные комплексы, играющие ключевую роль в трансляции (синтезе) белков. Рибосома распознает информацию, записанную в матричной РНК, и обеспечивает взаимодействие необходимых элементов. Связываясь с рибосомой, антибиотики воздействуют на ее способность «читать» — и при синтезе новых белков возникают ошибки. Этот процесс вызывает гибель бактериальной клетки.

По словам ученых, препараты ODLs связываются с участком рибосомы, с которым никогда не взаимодействовали другие антимикробные средства. Это позволит использовать новые препараты против бактерий, которые выработали устойчивость к распространенным антибиотикам. Тестирование показало, что одилорабдины эффективны против нескольких патогенных бактерий. Среди них — кишечная палочка, золотистый стафилококк и возбудитель пневмонии и инфекций мочеполовой системы Klebsiella pneumoniae.

Статья о препаратах опубликована в журнале Molecular Cell
Источник: naked-science .ru

РИА Новости. Ученые из НИТУ «МИСиС» и Российского квантового центра в сотрудничестве с исследователями МФТИ и Сколтеха, а также Университета Лондона и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне (Великобритания), Университета Карлсруэ и Института фотонных технологий (Германия) создали принципиально новый кубит, основанный не на джозефсоновском переходе, представляющем собой разрыв в сверхпроводнике, а на сплошной сверхпроводящей нанопроволоке. Работа исследователей опубликована в Nature Physics.

Оборудование лаборатории Сверхпроводящие метаматериалы НИТУ МИСиС,
занимающейся изучением метаматериалов и созданием квантового компьтера
© Пресс-служба НИТУ «МИСиС»

Несмотря на то, что универсальный квантовый компьютер ещё не создан, принцип вычислений, заложенный в его основу, уже сейчас позволяет решать сверхсложные задачи. Например, в некоторых лабораториях при помощи кубитов моделируют химические соединения и материалы, воссоздают механизм процессов фотосинтеза. Поэтому так важно как можно скорее усовершенствовать основные элементы квантового компьютера, в частности, – главную вычислительную ячейку – кубит.

Существует несколько подходов к созданию кубитов. Например, созданы кубиты, работающие в оптическом диапазоне. Однако их сложно масштабировать, в отличие от кубитов на сверхпроводниках, работающих в радиодиапазоне и основанных на так называемых джозефсоновских переходах. Каждый такой переход представляет собой разрыв сверхпроводника, а, точнее, слой диэлектрика, через который туннелируют электроны.

Новый кубит основан на эффекте квантового проскальзывания фазы – контролируемого периодического разрушения и восстановления сверхпроводимости в сверхтонкой (порядка 4 нм толщиной) нанопроволоке, которая в обычном состоянии имеет довольно большое сопротивление. Впервые этот предсказанный в теории эффект наблюдал в эксперименте руководитель данной работы Олег Астафьев, сейчас он заведует лабораторией «Искусственных квантовых систем» МФТИ, является профессором Университета Лондона и Национальной физической лаборатории в Теддингтоне. Его пионерская работа была опубликована в журнале Nature в 2012 году.

Как рассказал один из соавторов новой работы Алексей Устинов, руководящий группой Российского квантового центра и заведующий лабораторией «Сверхпроводящие метаматериалы» НИТУ «МИСиС», а также являющийся в Германии профессором Института технологий Карлсруэ, – сейчас удалось создать новый тип сверхпроводящих устройств, во многом аналогичных СКВИДу (SQUID, Superconducting Quantum Interference Device — «сверхпроводящий квантовый интерферометр»).

По сути, СКВИД – это сверхчувствительный магнитометр, используемый для измерения слабых магнитных полей и основанный на джозефсоновских переходах. Только вместо магнитного поля интерференция в новом устройстве вызывается электрическим полем, меняющем электрический заряд на островке между двумя нанопроволоками. Эти проволочки играют в устройстве роль джозефсоновских переходов, при этом они не требуют создания разрывов и могут быть изготовлены из одного слоя сверхпроводника.

Как отметил Алексей Устинов, в данной работе удалось показать, что данная система может работать как зарядовый интерферометр. «Если проволочку разбить на два участка, – говорит ученый, – сделать в центре утолщение, то меняя затвором заряд на этом утолщении можно, фактически, делать периодическую модуляцию процесса квантового туннелирования магнитных квантов через проволоку, что и наблюдается в этой работе». Это ключевой момент, доказывающий, что получен управляемый и когерентный эффект, и что его можно применять для создания кубитов нового поколения.

CКВИД-технологии уже нашли свое применение в ряде медицинских сканирующих аппаратов, таких как магнитокардиографы и магнитоэнцефалографы, в приборах, улавливающих ядерный магнитный резонанс, а также в геофизических и палеогеологических методах разведки горных пород.

По словам профессора Устинова, перед учеными стоит ещё много фундаментальных задач, связанных с изучением работы нового кубита. Однако уже сейчас понятно, что речь идет о кубитах, обладающих не меньшей, а может и большей функциональностью. Важно также и то, что новые кубиты более просты в изготовлении. На этом принципе может быть построен весь набор элементов сверхпроводящей электроники.

Источник: РИА Новости

Группа исследователей Великобритании, Германии и Норвегии обнаружила, что железосодержащий материал под названием оливин, из которого состоит большинство метеоритов, содержит в себе «записи» магнитных полей, существовавших во время формирования Солнечной системы, порядка 4.6 миллиарда лет назад. Это является удивительным фактом, ведь оливин имеет неоднородные магнитные свойства, и он не очень хорошо подходит для хранения информации в магнитном виде. Тем не менее, изучение данного феномена может привести к пониманию роли магнитных полей в процессе формирования объектов Солнечной системы из протопланетарного диска.

Магнитная индукционная карта магнитно-неоднородного зерна камасита (состоящего в основном из железа), который заключен в пыльный кристалл оливина в метеорите. Стрелки и цветовое колесо указывают направление магнитной индукции. Шкала шкалы: 200 нм.
© Иллюстрация из статьи в Nature Communications

«Результаты наших исследований показывают, что следы магнитных полей, существовавших во время «рождения» Солнечной системы, содержатся в материале метеоритов, имеющихся в наших коллекциях» — рассказывает Джей Шах (Jay Shah), ведущий исследователь, — «Получив картину остаточной намагниченности мы можем получить информацию о древних магнитных полях, которые сыграли свою роль в формировании Солнечной системы из протопланетарного диска».

В современной науке есть область, называемая палеомагнетизмом, главными объектами исследований которой являются древние скалы и другие материалы, которые прошли через цикл быстрого охлаждения во время их формирования. В недрах этих материалов сохранились образы намагниченности, которые являются отражением существовавших на момент их формирования магнитных полей. Расшифровав эту информацию, исследователи получают представление о магнитных полях и о некоторых процессах, в которых эти магнитные поля принимали участие.

Основой палеомагнетизма является так называемая теория доменов Неля, согласно которой однородно намагниченные зерна материала могут сохранять свои свойства в геологическом масштабе времени. Однако теорема Неля ничего не говорит о неоднородно намагниченных зернах материала, а именно такая форма намагниченности и является самой информативной. Некоторые из ученых исследовали этот вопрос и нашли, что состояние намагниченности сохраняется долго и при ее неоднородном характере, тем не менее, точный ответ на этот вопрос так и не найден на сегодняшний день.

Недавно полученные результаты указывают на то, что железосодержащие материалы могут сохранять неоднородную намагниченность на протяжении более 4 миллиардов лет. Во время исследований ученые нагрели оливин выше 300 градусов Цельсия, до самой высокой возможной температуры, при которой зерна магнитного материала еще сохраняют свои изначальные свойства. А для получения данных исследователи использовали несколько самых современных методов измерения и съемки карт распределения магнитных полей зернышек оливина, которые имеют диаметр в несколько сотен нанометров.

«Я надеюсь, что наши исследования позволят нам лучше понять природу и значение информации, скрытой в сложных образах древнего остаточного намагничивания» — рассказывает Джей Шах, — «Это, в свою очередь, позволит нам исследовать магнитные поля, существовавшие в Солнечной системе в то время, когда Земля только начинала формироваться».

Статья опубликована в журнале Nature Communications
Источник: dailytechinfo .org

В ходе нового исследования, проведённого на базе Стэнфордского университета (Stanford University), учёным впервые удалось на молекулярном уровне объяснить, почему люди набирают вес в результате хронического стресса, нарушений циркадных (суточных) ритмов и приёма глюкокортикоидных препаратов. Всё дело в суточных колебаниях уровня группы гормонов, объединяемых под названием «глюкокортикоиды» — в первую очередь, «гормона стресса» кортизола.

«Исследование позволяет предположить, что набор веса можно замедлить, управляя паттернами гормональных колебаний», — поясняет ведущий автор работы Мэри Теруэль (Mary Teruel), доцент химической и системной биологии из Стэнфорда.

Это объясняет, почему лечение глюкокортикоидными препаратами (без этих средств зачастую не могут обойтись пациенты с ревматоидным артритом, астмой и многими другими заболеваниями) так тесно связано с ожирением. Более того, в исследовании предлагаются способы изменения терапии таким образом, чтобы избежать распространённых побочных эффектов: набора веса и потери костной массы.

В норме 10% жировых клеток организма должны погибать и замещаться новыми. Эта пропорция, обновление именно одной десятой части липоцитов ежегодно, и позволяет нам поддерживать текущую массу тела. Но, как выяснили авторы нового исследования, если спад уровня глюкокортикоидов длится менее 12 часов, скорость созревания липоцитов резко возрастает.

У здорового человека концентрация глюкокортикоидов в крови колеблется в соответствии с циркадным ритмом. Показатель достигает пика в районе 8 часов утра, а минимума — около 3 часов ночи. Подъём уровня глюкокортикоидов выполняет функцию естественного будильника: он указывает организму на необходимость пробуждения и активирует чувство голода.

Однако уровень этих гормонов в крови зависит не только от времени суток. Стрессогенные ситуации увеличивают концентрацию глюкокортикоидов, причём кратковременные стрессы (например, физические упражнения) — ненадолго, хронические же стрессы приводят к стабильному повышению уровня глюкокортикоидов.

Учёным давно известно, что эти гормоны запускают механизм превращения клеток-предшественников в жировые клетки. Доказано также, что в жировой ткани содержится огромное количество клеток-прекурсоров, готовых по сигналу «вырасти» и занять «рабочее место» липоцитов. Однако в норме зрелости достигает менее 1% незрелых клеток жировой ткани — это необходимо, чтобы замещать повреждённые жировые клетки и поддерживать жировые депо организма в здоровом состоянии.

Почему же нормальные пики концентрации глюкокортикоидов (например, суточные или обусловленные физической активностью) не становятся причиной патологического созревания липоцитов? И, с другой стороны, почему обусловленные хроническими стрессами, джетлагом или расстройствами сна нарушения ритма секреции этих гормонов так тесно связаны с ожирением?

Проведя серию экспериментов, авторы исследования смогли продемонстрировать, что дело в периодичности подъёмов и спадов уровня глюкокортикоидов. Клетки в культуре, которая подвергалась воздействию гормонов на протяжении 48 часов, зрели гораздо активнее, чем в культуре, в которую гормоны подавались, как минимум, с двенадцатичасовыми интервалами — даже при том, что общее количество глюкокортикоидов в разных чашках Петри было одинаковым.

Завершающей стадией исследования стал эксперимент на подопытных мышах. За 21 день животные, у которых был нарушен нормальный суточный ритм колебаний глюкокортикоидов, удвоили жировую массу. Её рост оказался связан как с появлением новых жировых клеток, так и увеличением в размерах уже существующих липоцитов. Если же увеличенные вчетверо дозы глюкокортикоидов вводились животным в соответствии с циркадными ритмами, накопления жировой ткани не происходило.

Предлагая решение, которое помогло бы контролировать вес у людей, Теруэль говорит:«Да, момент наступления стресса имеет значение. Поскольку превращение клеток-предшественников в липоциты управляется биологическим «переключателем», вы можете управлять этим процессом, настраивая гормональную «пульсацию». Наши результаты позволяют предположить, что даже на фоне серьёзного стресса или глюкокортикоидной терапии можно не набрать вес — при условии, что и стресс, и введение препаратов происходят только днём. Но хронический непрерывный стресс, как и приём гормональных препаратов на ночь, нарушают нормальные колебания уровня глюкокортикоидов, что и приводит к набору веса».

Результаты исследования опубликованы в издании Cell Metabolism
Источник: 22century .ru

 

В нашей Вселенной существует три пространственных измерения, которые способны воспринимать органы чувств человека. Однако, согласно некоторым из существующих теорий, может существовать еще множество других измерений, которые человек не может ощутить из-за того, что они проявляются на самом крошечном уровне, уровне, где царят законы квантовой механики. И не так давно группа японских ученых произвела поиск этих дополнительных измерений, постоянно уменьшая масштаб эксперимента до наноуровня. Для этого ученые использовали луч нейтронов, при помощи которого они изучали гравитационные силы и взаимодействия с более высокой точностью, чем когда-либо прежде.

© agsandrew/Depositphotos

Согласно Стандартной Модели физики элементарных частиц, весь окружающий нас мир держится на четырех видах фундаментальных сил, силах гравитации, электромагнетизма, силах слабых и сильных ядерных взаимодействий. На текущий момент времени ученым удалось описать почти все эти силы относительно их проявления на макро-уровне и уровне квантовой физики, все, за исключением сил гравитации.

Универсальный закон гравитации Ньютона говорит о том, что сила гравитационного взаимодействия увеличивается при увеличении массы этих объектом и уменьшении расстояния между этими объектами. Этот закон соблюдается вплоть до субмиллиметрового масштаба, который еще можно считать макро-уровнем. Однако, согласно квантовой теории гравитации, этот закон не будет соблюдаться на меньшем масштабе.

Гравитационные силы являются самыми слабыми из всех фундаментальных сил, они возникают за счет так называемых гравитонов, гипотетических частиц, которые считаются носителями сил гравитации. И, согласно некоторым теориям, гравитоны при некоторых условиях имеют тенденцию «сбегать» в дополнительные измерения. А количество этих дополнительных измерений, согласно M-theory (лидирующей современной теории), может достигать 11.

Для того, чтобы выяснить, проявляются ли дополнительные измерения в чрезвычайно маленьком масштабе, японские ученые разработали технологию измерения гравитационных сил на субнаномиллиметровом уровне. Для этого они использовали нейтронный луч с самой сильной интенсивностью на сегодняшний день, который вырабатывается установкой, находящейся в исследовательском центре Japan Proton Accelerator Research Complex (J-PARC).

Импульс нейтронов направляется в камеру, заполненную инертным газом, ксеноном или гелием. Специальные датчики следят за временем, которое требуется нейтронам для того, чтобы пройти сквозь камеру. Датчики другого типа измеряют угол рассеивания нейтронов. Поскольку нейтроны не имеют электрического заряда, на них не действуют магнитные, электрические поля и электромагнитный «шум» окружающей среды.

Результаты проведенных экспериментов вписываются в теоретические рамки, определенные известными законами физики, что говорит о том, что закон Ньютона соблюдается на уровне меньше 0.1 нанометра. И на этом масштабе на частицы еще не действуют никакие необъяснимые силы, являющиеся результатами влияния гипотетических дополнительных измерений.

Тем не менее, полученные японскими учеными результаты не исключают полностью возможности существования дополнительных измерений, которые могут скрываться на еще меньшем уровне. Исследователи работают сейчас над увеличением чувствительности используемого оборудования, что позволит им переместиться на еще меньший масштаб в своих следующих экспериментах.

Статья опубликована в Physical Review D.
Источник: dailytechinfo .org

РИА Новости. Новые снимки с телескопа «Хаббл» показали, что частицы темной материи не взаимодействуют друг с другом в сталкивающихся галактиках, что говорит об их абсолютно «черной» природе, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале MNRAS.

Скопление галактик Abell 3827 и клубы темной материи в четырех крупных галактиках
© NASA / ESA/Richard Massey (Durham University)

«Поиски темной материи – крайне тяжелое и временами разочаровывающее занятие, но так работает вся наука. Когда мы получаем более полные данные, наши выводы часто меняются на полностью противоположные. Если темная материя и дальше не будет взаимодействовать с видимой Вселенной, то нам будет очень сложно понять, чем она является», — заявил Ричард Мэсси (Richard Massey) из Даремского университета (Великобритания).

Достаточно долгое время ученые считали, что Вселенная состоит из той материи, которую мы видим, и которая составляет основу всех звезд, черных дыр, туманностей, скоплений пыли и планет. Но первые наблюдения за скоростью движения звезд в близлежащих к нам галактиках показали, что светила на их окраинах движутся в них с невозможно высокой скоростью, которая была примерно в 10 раз выше, чем показывали расчеты на базе масс всех светил в них.

Причиной этого, как сегодня считают ученые, была так называемая темная материя – загадочная субстанция, на чью долю приходится примерно 75% от массы материи во Вселенной. Как правило, в каждой галактике примерно в 8-10 раз больше темной материи, чем ее видимой «кузины», и эта темная материя удерживает звезды на месте и не дает им «разбежаться».

Сегодня почти все ученые уверены в существовании темной материи, однако ее свойства, помимо ее очевидного гравитационного влияния на галактики и скопления галактик, остаются загадкой и предметом споров среди астрофизиков и космологов. Достаточно долго ученые предполагали, что она сложена из сверхтяжелых и «холодных» частиц-«вимпов», никак не проявляющих себя, кроме как притягивая видимые скопления материи.

Три года назад Мэсси и его коллеги поставили эти теории под сомнение, наблюдая за Abell 3827 —  крупной «семьей» галактик, которая находится в созвездии Индейца на расстоянии в 1,4 миллиарда световых лет от Земли.

Снимки, полученные «Хабблом», раскрыли неожиданную картину – скопления темной материи в сталкивающихся галактиках в этом скоплении  «отстали» от связанных с ними групп звезд примерно на 5 тысяч световых лет. Это указало на то, что клубы темной материи все же взаимодействуют друг с другом, а не просто пролетают друг через друга, как показывали прошлые наблюдения.

Получив столь неожиданные результаты, команда Мэсси решила перепроверить их, используя другой сверхмощный телескоп, микроволновую обсерваторию ALMA, установленную в пустыне Атакама в Чили.

Эти снимки помогли ученым удалить помехи с изображений, полученных «Хабблом» и наземной обсерваторией VLT, и найти еще одно скопление темной материи, которую раньше они не замечали. Повторно проанализировав их положение, астрономы обнаружили, что никаких отклонений в их распределении и положении относительно центров галактик на самом деле нет.

Это, как признает Мэсси, возвращает ученых назад к «вимпам», и очень холодной и абсолютно черной темной материи, найти которую, из-за ее «нежелания» взаимодействовать с ее видимой кузиной, будет крайне тяжело. Сейчас его команда наблюдает за другими группами галактик, проверяя новые выводы.

Источник: РИА Новости

Астрономы из США и Чили обнаружили в центре нашей Галактики дюжину умеренных по яркости двойных систем, излучающих в рентгеновском диапазоне. Как минимум большинство, а как максимум — все из них имеют черные дыры умеренной массы.

Все двенадцать кандидатов в системы с черной дырой находятся
в пределах центрального парсека нашей Галактики 
© Hailey et . al / Nature

Наша Галактика, так же как и почти все известные галактики, имеет сверхмассивную черную дыру в самом центре. Называется она Стрелец А* и удалена от Земли на 26 тысяч световых лет, а по массе в 4,3 миллиона раз превосходит Солнце. Изучать ее окрестности довольно сложно, поскольку она погружена в облако разогретого газа диаметром в шесть световых лет. Тем не менее регион этот крайне интересует астрономов, поскольку он является сосредоточением самых экзотических объектов: помимо сверхмассивной черной дыры там должно быть множество обычных черных дыр, образовавшихся из массивных звезд, которых много в центре Галактики. Сколько конкретно таких черных дыр с массой до десятков масс Солнца находится там, до недавних пор было сложно понять. Как известно, черные дыры почти не излучают, из-за чего наблюдать их в телескоп сравнительно сложно.

Авторы новой работы использовали космический рентгеновский телескоп «Чандра» (принадлежит NASA), чтобы отследить одну сравнительно редкую разновидность черных дыр, которые существуют в двойных системах, одна часть которой — обычная звезда, а другая — черная дыра. Поскольку последняя своей гравитацией постоянно «ворует» вещество из соседней звезды, вокруг дыры со временем образуется аккреционный диск из «утащенного» материала. Вещество в диске очень быстро вращается вокруг дыры, разогревается и начинает излучать в рентгеновском диапазоне. Это дает возможность рентгеновскому телескопу обнаружить такие системы даже несмотря на то, что сами черные дыры практически ничего не излучают.

По итогам анализа архивов наблюдений «Чандры» в центральном парсеке нашей Галактики было найдено 12 таких двойных систем. Парсек — это 3,26 светового года, что меньше, чем расстояние от Солнца до ближайшей звезды. Отсюда следует, что столь редких разновидностей систем с черными дырами в центре Млечного Пути радикально больше, чем звезд в окрестностях Солнца.

Однако, как отмечают исследователи, и это лишь вершина айсберга. Дело в том, что рентгеновское излучение от сверхмассивной черной дыры Стрелец А* сильно «засвечивает» весь центральный парсек Галактики. По расчетам авторов, только три процента двойных систем с обычными черными дырами умеренной массы достаточно яркие, чтобы «Чандра» могла их рассмотреть в столь «светлом» в рентгеновском диапазоне регионе. Иными словами, число таких двойных систем в центральном парсеке может достигать сотен. Кроме того, считается, что на 20 обычных черных дыр приходится лишь одна система, где есть и черная дыра, и звезда-компаньон. А это значит, что общее число черных дыр в центральном парсеке может достигать нескольких тысяч единиц. Эти новые наблюдения согласуются с рядом более ранних теоретических работ, где число черных дыр в центральном парсеке Галактики оценивается в 20 000.

Статья опубликована в Nature
Источник: chrdk .ru

Ученые Института генетики Смурфита (Smurfit Institute of Genetics) в Тринити-колледже Дублина выяснили, как функциональное многообразие клеток организма обеспечивается одним и тем же генетическим кодом.

Клеточное ядро содержит хромосомы в своём ДНК
© slideplayer.com

Вопрос давно интересовал ученых, еще со времен открытия ДНК. Человеческий организм содержит множество различных типов клеток. Они сильно отличаются по строению и своей роли в организме: сравните, например, красные кровяные тельца и дендриты нервной ткани. Но все клетки имеют один и тот же генокод, полученный от родительских хромосом. Возникает вопрос: как именно один и тот же код может работать настолько по-разному?

Адриан Брекен (Adrian Bracken) и его коллеги обнаружили новое семейство белков, которые назвали PALI1 и PALI2. Все позвоночные животные, от млекопитающих и до рыб, имеют эти белки в ДНК.

Ученые выяснили, что они активно работают во время развития эмбриона. PALI1 как раз осуществляет контроль развития клеток зародыша в специализированные виды. Этот процесс ученые называют формированием клеточной идентичности, им занимается особая научная дисциплина — эпигенетика. В каждом виде клеток в одном и том же коде ДНК включаются различные комбинации генов.

Приведем аналогию: есть взять книгу, то из нее можно выбирать различные последовательности слов, составляя предложения с разным смыслом. Такой метод не позволяет собрать абсолютно любой текст: некоторых слов нет, а если и есть, то они встречаются лишь в определенном порядке, и их нельзя переставить местами. Но вариантов выбора слов для составления осмысленных предложений — очень много.

Специальные белки, эпигенетические регуляторы, или PcG (Polycomb-group proteins), занимаются таким «набором предложений из слов текста». Впервые они были обнаружены у мух-дрозофил, затем — у всех животных и растений.

Недавно обнаруженные белки PALI1 и PALI2 уникальны: они имеются только у позвоночных животных и не встречаются у беспозвоночных и растений. Позвоночные животные очень давно, миллионы лет назад, произошли от беспозвоночных. Получается, что изначально гены, которые кодировали эти белки, в очень далеком прошлом принадлежали общему предку всех позвоночных.

Открытие новых белков — очень важный шаг в понимании того, как стволовые клетки животных, включая человека, становятся специализированными во время развития эмбриона. В практическом плане изучение этого механизма позволит понять, как образуются раковые клетки, и затем разработать лекарства. Уже сейчас известно, что белок EZH2 (также эпигенетический регулятор) участвует в «запуске» некоторых видов рака крови и головного мозга. Генетики собираются разработать более эффективные лекарства, в которых используются свойства белков PALI1 и PALI2. Кроме того, PcG принимают участие в метилировании нервных волокон, что необходимо для их работы. Если научиться «включать» метилирование у взрослых, то можно будет как минимум замедлять развитие болезни Альцгеймера и многих других неврологических заболеваний, а также восстанавливать нервную ткань после травм.

Источник: naked-science .ru

Известно, что исследователи Европейской организации ядерных исследований CERN, помимо экспериментов на Большом Адронном Коллайдере, проводят ряд других экспериментов в поисках новых, еще неисследованных областей физики. И недавно, в рамках эксперимента NA62, ученые обнаружили новый вид распада одной из редких частиц. Отметим, что намеки на наличие такого вида распада наблюдались учеными уже некоторое время до этого, а реализация принципиально нового метода измерений помогла ученым достоверно определить то, что они наблюдают в недрах своей установки на самом деле.

Эксперимент NA62 в ЦЕРНе
© NA62C/CERN

Наши постоянные читатели наверняка уже слышали о кварках, элементарных частицах, из которых состоят все основные субатомные частицы. На свете существует шесть видов кварков, называемых ароматами, верхний, нижний, странный, очарованный, прелестный и истинный. Основные элементарные частицы, протоны и нейтроны, состоят из двух видов кварков, верхних и нижних.

Эксперимент NA62, по существу, является фабрикой, разработанной для производства различных видов каонов. Эта экзотическая частица состоит из одного кварка и одной античастицы, являющейся антиподом странного кварка. И когда каон распадается, этот процесс приводит к появлению различных комбинаций из различных частиц. Одним из редких видов распада каона, примерно 1 на 10 миллиардов случаев, приводит к появлению нейтрино, антинейтрино и пиона, частицы, состоящей из кварка и нижнего антикварка.

Такой вид распада каона определен в Стандартной Модели физики элементарных частиц. Впервые такой распад был зарегистрирован в рамках эксперимента E949, проведенного в прошлом учеными из Национальной лаборатории Брукхейвена. Оборудование экспериментов E949 и NA62 производит каоны, ударяя лучом высокоэнергетических протонов, полученных на ускорителе, в мишень из определенного материала. В эксперименте E949 каоны улавливались специальным датчиком, который регистрировал процессы их распада. А в эксперименте NA62 все измерения проводятся во время движения луча вторичных частиц мимо высокочувствительного датчика.

Редкость исследуемого вида распада каонов означает, что этот вид является весьма хорошим инструментом для проверки достоверности Стандартной Модели. Если Модель и действительность отличаются друг от друга, то и результаты экспериментов должны отличаться от теоретических данных. Согласно теории, вероятность редкого вида распада каона составляет 8.4 случаев на 100 миллиардов. Экспериментальное обнаружение другой частоты таких распадов может послужить указателем на новые области, в которых царят новые физические законы.

Исследователи CERN экспериментальным путем определили реальную частоту появления уникального процесса распада каона, которая составила минимум 140 случаев на 100 миллиардов. Полученная разница может показаться достаточно большой, но с учетом погрешности экспериментов практические результаты еще можно считать укладывающимися в рамки Стандартной Модели. Но существует большая вероятность того, что полученная разница, находящаяся в некоей «пограничной области», является указателем на абсолютно новую физику.

В скором времени ученые CERN планирую оснастить оборудование эксперимента NA62 более высокочувствительными и высокоточными датчиками, которые позволят им регистрировать гораздо большее количество последовательных случаев распадов каонов, нежели те сотни распадов, которые может регистрировать существующее оборудование. Это, в свою очередь, позволит увеличить точность эксперимента в целом, найти даже малейшие отклонения от Стандартной Модели и получить высокий уровень достоверности, который позволит считать полученные результаты настоящим научным открытием.

По материалам CERN
Источник: dailytechinfo .org