Дайджест научпоп-новостей за неделю, о которых мы ничего не писали
Луна оказалась старше, чем считалось ранее
Считается, что бессменный спутник нашей Земли образовался вскоре после самой планеты, примерно 4,4 млрд лет назад, когда Солнечная система была ещё молодой.
Именно тогда, согласно теории, объект размером с Марс врезался в Землю, которая была ещё тёплой, мягкой и только что сформировавшейся, и отколол от неё огромное облако обломков, которое на орбите Земли превратилось в Луну.
Однако моложавый облик Луны, по-видимому, обманчив. Новое исследование крошечных зёрен циркона в лунных образцах «Аполлона» показывает, что она даже старше, чем мы думали — на целых 40 млн лет.
Это означает, что возраст Луны составляет по меньшей мере 4,46 млрд лет, утверждает группа специалистов под руководством геолога Дженники Грир (Jennika Greer), работающей сейчас в Университете Глазго (University of Glasgow), — всего на несколько лет моложе Земли, возраст которой оценивается в 4,54 млрд лет.
«Эти кристаллы — самые древние из известных твёрдых тел, образовавшихся после гигантского удара», — говорит космохимик Филипп Хек из Музея Филда и Чикагского университета. «И поскольку мы знаем, сколько лет этим кристаллам, они служат якорем для лунной хронологии».
Точно неизвестно, как и когда образовалась Луна, но присутствие некоторых специфических элементов наводит на мысль о земном происхождении. В настоящее время наиболее популярной является гипотеза удара, произошедшего в ранней Солнечной системе, когда астрономы ожидают гораздо большее число крупных объектов и протопланет, разлетающихся и сталкивающихся друг с другом.
Исследователи разработали метод сканирования всего тела, демонстрирующий реакцию иммунной системы организма на вирусную инфекцию
Исследователи использовали метод тотальной визуализации тела на основе позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) для измерения и отслеживания иммунного ответа организма на вирусную инфекцию. Этот метод — перспективная платформа для более детального изучения иммунитета человека и может быть использован для оценки лечения рака и изучения других инфекционных и аутоиммунных заболеваний.
Во время вирусной инфекции неспециализированные (наивные) CD8+ Т-клетки активируются и становятся цитотоксичными, отыскивая и уничтожая инфицированные клетки. Некоторые CD8±клетки превращаются в патоген-специфические Т-клетки памяти, которые «запоминают» вирус, обеспечивая иммунной системе длительную защиту в случае его возвращения.
Понимание того, как иммунная система реагирует на вирусные инфекции и формирует специфическую для захватчика память, важно для разработки вакцин и методов лечения. Хотя CD8+ Т-клетки можно обнаружить в крови, в основном они обитают в некровеносных тканях, таких как селезёнка, костный мозг и лимфатические узлы, поэтому для их получения требуется биопсия тканей.
Теперь исследователи из UC Davis Health разработали неинвазивный метод измерения CD8+ T-клеток и их реакции на вирусные инфекции с помощью позитронно-эмиссионной томографии (ПЭТ) всего тела.
«В последнее время растёт интерес к изучению критической роли CD8+ Т-клеток в иммунном ответе и памяти», — говорит Негар Омидвари, ведущий автор исследования. «Однако оценка иммунологических изменений в тканях, кроме крови, затруднена из-за инвазивного характера биопсии. В некоторых случаях это даже не практикуется в определённых анатомических областях живых участников, таких как головной и спинной мозг, сердечно-лёгочная ткань и сосудистая ткань. Таким образом, задача состояла в том, чтобы найти неинвазивные количественные методы измерения распределения и трафика CD8+ T-клеток в организме, которые были бы безопасны для использования и у здоровых людей».
Китай строит крупнейший в мире подводный телескоп для поиска неуловимых нейтрино
Учёные из Китая строят крупнейший в мире детектор «частиц-призраков» на глубине 3 500 м под поверхностью океана.
Тропический глубоководный нейтринный телескоп (Tropical Deep-sea Neutrino Telescope, TRIDENT), называемый по-китайски Hai ling или «Океанский колокол», будет закреплён на дне западной части Тихого океана. После завершения строительства в 2030 г. он будет отслеживать редкие вспышки света, создаваемые неуловимыми частицами, которые на короткое время становятся ощутимыми в океанских глубинах.
Каждую секунду через каждый квадратный сантиметр вашего тела проходит около 100 миллиардов частиц-призраков, называемых нейтрино. При этом нейтрино не имеют электрического заряда и обладают почти нулевой массой, поэтому они практически не взаимодействуют с другими видами материи.
Но, замедляя нейтрино, физики могут проследить происхождение некоторых частиц, рожлённых за миллиарды световых лет от нас в древних взрывах звёзд и галактических столкновениях.
«Используя Землю в качестве щита, TRIDENT будет обнаруживать нейтрино, проникающие с противоположной стороны планеты», — рассказал журналистам на пресс-конференции 10 октября главный научный сотрудник проекта Сюй Дунлянь. «Поскольку TRIDENT находится вблизи экватора, он сможет принимать нейтрино, приходящие со всех сторон при вращении Земли, что позволит вести наблюдения во всём небе без каких-либо слепых зон».
Нейтрино присутствуют повсюду — они уступают фотонам в качестве наиболее распространённых субатомных частиц во Вселенной и образуются в ядерном огне звёзд, при огромных взрывах сверхновых, в космических лучах и радиоактивном распаде, а также в ускорителях частиц и ядерных реакторах на Земле.
Инженеры зафиксировали хаотичное поведение в самых простых электронных схемах
Оказывается, среди простых электронных схем, собранныз всего из нескольких компонентов, многие ведут себя хаотично, чрезвычайно сложным, практически непредсказуемым образом. Физики из Института ядерной физики Польской академии наук в Кракове обнаружили, изучили и описали десятки новых, необычных схем такого типа. Особенно интересно, что одна из схем генерирует импульсы напряжения, очень похожие на те, что генерируют нейроны мозга, только делает это в тысячу раз быстрее.
Всего несколько транзисторов, резисторов, конденсаторов и индукционных катушек достаточно для создания электронных схем, которые ведут себя практически непредсказуемым образом. Но даже в таких простых системах хаотические колебания сложной природы оказываются не исключением, а нормой, утверждают исследователи из Института ядерной физики Польской академии наук (IFJ PAN) в Кракове. В работе, опубликованной в журнале Chaos, они представили 49 новых, необычных хаотических электронных осцилляторов — не сконструированных, а обнаруженных с помощью компьютерного моделирования.
«Электроника обычно ассоциируется с устройствами, которые работают точно и всегда в соответствии с ожиданиями. Наши исследования показывают совершенно иную картину. Даже в электронных схемах, содержащих всего один или два транзистора, хаос встречается повсеместно! Предсказуемые и всегда одинаковые реакции электронных устройств, которыми мы пользуемся каждый день, отражают не природу электроники, а усилия конструкторов, — говорит первый автор статьи, доктор Людовико Минати (IFJ PAN).
Под хаосом мы обычно понимаем отсутствие порядка. В физике это понятие работает несколько иначе: считается, что цепи ведут себя хаотично, когда даже очень малые изменения входных параметров приводят к большим изменениям выходных. Поскольку различного рода флуктуации являются естественным свойством мира, на практике хаотические системы демонстрируют огромное богатство поведения — настолько большое, что точное предсказание их реакций очень сложно, а зачастую и невозможно. Таким образом, может создаться впечатление, что схема ведёт себя совершенно случайно, хотя на самом деле её развитие происходит по определённой сложной схеме.
В эксперименте с квантовой запутанностью учёные провели симуляцию путешествия частиц во времени
В ходе недавнего эксперимента исследователи из Кембриджского университета показали, что, манипулируя квантовой запутанностью, они могут смоделировать, что может произойти, если повернуть течение времени вспять. Их работа называется «Неклассическое преимущество в метрологии, установленное с помощью квантового моделирования гипотетических замкнутых кривых, похожих на время».
В области квантовой теории запутанность описывает ситуацию, когда группа частиц порождается, взаимодействует или находится рядом таким образом, что их квантовые состояния становятся идентичными. Как уже более века наблюдают физики, эти частицы остаются в таком состоянии ещё долгое время, даже если их разделяют огромные расстояния (Эйнштейн назвал это «жутким действием на расстоянии»). На этом основаны квантовые вычисления, в которых запутанные частицы используются для выполнения вычислений, слишком сложных для классических компьютеров.
Вопрос о том, могут ли частицы перемещаться во времени назад, также является предметом серьёзных споров среди физиков. Хотя ранее физики уже моделировали, как может происходить такое «путешествие во времени», команда из Кембриджа применила новый подход, связав свою теорию с квантовой метрологией, которая использует квантовую теорию для проведения высокочувствительных измерений. В результате Кембриджская группа показала, что запутанность может решать проблемы, которые иначе кажутся невозможными. В пресс-релизе Кембриджа ведущий автор работы Арвидссон-Шукур сказал:
«Представьте себе, что вы хотите послать кому-то подарок: вам нужно отправить его в первый день, чтобы он был доставлен на третий день. Однако вы получаете список желаний этого человека только на второй день. Таким образом, в этом сценарии с учётом хронологии невозможно заранее узнать, что он захочет получить в подарок, и быть уверенным, что отправишь именно то, что нужно. А теперь представьте, что вы можете изменить то, что отправите в первый день, с помощью информации из списка пожеланий, полученного во второй день. Наше моделирование использует манипуляцию квантовой запутанностью, чтобы показать, как можно ретроактивно изменить свои предыдущие действия, чтобы гарантировать, что конечный результат будет таким, как вы хотите».
Лазеры с искусственным интеллектом смогут уводить космический мусор с траектории столкновения
Низкая околоземная орбита изобилует космическим мусором. Согласно новым исследованиям, в этой всё более загромождённой области космоса можно было бы использовать сеть лазеров, которые переводили бы объекты, подверженные риску столкновения со спутниками или космическими аппаратами, на более безопасные орбиты.
Хотя проблема космического мусора существует уже несколько десятилетий, серьёзные инвестиции в борьбу с ним начали поступать лишь недавно. Последняя идея состоит в том, чтобы установить на спутниках или других специализированных платформах лазеры, работающие на основе искусственного интеллекта, и заставить их следить за космическим мусором. Если возникнет подозрение, что объект находится на пути столкновения с ценным космическим объектом, таким как Международная космическая станция (МКС) или спутник, лазеры теоретически смогут перевести его на более безопасную орбиту.
«Наша цель — создать сеть реконфигурируемых лазеров космического базирования, а также набор алгоритмов», — сказал в своём заявлении Ханг Вун Ли, директор лаборатории исследования операций космических систем Университета Западной Вирджинии, возглавляющий новый проект. «Эти алгоритмы станут той технологией, которая позволит создать такую сеть и получить максимальную выгоду от её использования».
NASA финансирует идею Ли, выдав на три года грант в размере $200 тыс. Несмотря на то, что план находится на начальной стадии, его конечной целью является создание системы, способной в режиме реального времени принимать решения о том, на какие космические объекты следует нацеливаться, и обеспечивать реальную безопасность новых орбит от дальнейших столкновений. Использование нескольких лазеров имеет решающее значение для эффективного изменения траектории объекта «таким образом, который был бы невозможен при использовании одного лазера», — отметил Ли в том же заявлении.
