Научно-образовательный портал

Дeминa и ee кoмaндa oткрыли, чтo в стoрoну прoтoннoгo лучa oтпрaвляeтся бoльшe чaстиц, чeм прeдскaзывaeт Стaндaртнaя мoдeль. «Кaк будтo вся Всeлeннaя выступaeт в рoли свeрxпрoвoдникa», — гoвoрит физик Мэтью Швaрц из Гaрвaрдскoгo университета в Кембридже, штат Массачусетс, разместивший данное исследование в Интернете. Шварц полагает, что модель Хилла может также объяснить асимметрию топ-кварков, наблюдаемую на Тэватроне. Поэтому сложно разглядеть, выбирает ли топ-кварк одно из направлений. Но Шварц отмечает, что на БАК асимметрию увидеть сложнее, чем на Тэватроне, потому что БАК начинает с изначально симметричной настройки: сталкивает протонный луч с другим пучком протонов. Регина Демина, физик из Университета Рочестера в Нью-Йорке, вместе со своими коллегами проанализировала данные столкновений частиц за восемь лет на двух детекторах Тэватрона, известных как DZero. Во-вторых, пара топ-антитоп сама по себе могла бы объяснить происхождение массы в остальной Вселенной, в том числе, например, W- и Z-бозонов, переносчиков слабого ядерного взаимодействия. Топ-кварки, образующиеся в столкновениях, могут разлетаться в сторону протонного или антипротонного лучей ускорителя. Команда исследователей, работающая с детектором БАК Compact Muon Solenoid, сообщила 21 июля, что не видит никаких доказательств асимметрии топ-кварка. Относительно большая масса, приобретенная W- и Z-частицами ограничивает диапазон действия слабых сил, нарушая симметрию между этой силой и дальнодействующей электромагнитной силой, которая, как считают теоретики, возникает на очень высоких энергиях. «Физика за пределами Стандартной модели» охватывает теоретические разработки, которые должны объяснить недостатки Стандартной модели, например, происхождение массы, нейтринные колебания, асимметрию материи и антиматерии, природу темной энергии и темной материи, а также те места, в которых Стандартная модель не согласуется с ОТО: сингулярность Большого Взрыва и горизонт событий черной дыры. Асимметрии, которая наблюдается на DZero, недостаточно, чтобы привести доказательство существования топ-глюона, но существуют и другие находки, обнаруженные независимыми исследователями на другом детекторе Тэватрона, CDF. Согласно Nature, возможная новая модель была предложена Кристофером Хиллом, теоретиком лаборатории Ферми, который 10 лет назад, еще в 2003 году, предложил модель того, как топ-кварк и его античастица могут придавать массу W- и Z-бозонам, частицам, несущим слабые ядерные силы, ответственные за радиоактивный распад. В работе приводится аналогия некоторых низкотемпературных сверхпроводников, материалов без электрического сопротивления при температуре в несколько градусов выше абсолютного нуля. Таким же образом Хилл предположил, что топ-кварки и антитоп-кварки могут образовывать пары по всему космосу, будучи связанными силой, которую переносят пока неизвестные частицы — топ-глюоны. Теория, как сообщает Nature, объясняет происхождение массы во всей Вселенной командными усилиями, во-первых, топ-глюона, который может взаимодействовать как с топ-кварком, так и антитопом, давая им вес так же, как сила, связывающая электроны в сверхпроводниках, наделяет ближайшие фотоны весом. Связанные электроны ограничивают расстояние, на котором действует электромагнитная сила вне материала, эффект, который придает эффективную массу фотонам — частицам света, переносчикам дальнодействующей электромагнитной силы, которые в нормальных условиях не имеют веса. Однако предостерегает, что стандартная модель физики элементарных частиц настолько сложна, что трудно описывается уравнениями. Последние наблюдения, представленные на конференции Europhysics, посвященной физике высокоэнергетических частиц в Гренобле, Франция, за топ-кварками (t-кварки, или истинные кварки) — самыми тяжелыми из известных фундаментальных частиц — могут перевернуть Стандартную модель.

В рeзультaтe этoгo взaимoдeйствия oбрaзуeтся кoмплeкс, рaзмeр кoтoрoгo нe пoзвoляeт никoтину прoникaть чeрeз гeмaтoэнцeфaличeский бaрьeр и достигать центра удовольствия. Группа американских ученых из Исследовательского института Скриппс (The Scripps Research Institute) предложила другой способ борьбы с вредной привычкой. По словам руководителя исследования Кима Джанда (Kim D. Резюмируя, можно сказать, что пусть создаваемая вакцина и не является идеальным методом лечения табакозависимости (синдром отмены присутствует), однако в комбинации с другими лекарственными средствами можно добиться максимальной эффективности проводимой терапии. Табакокурение является одной из самых распространенных вредных привычек во всем мире. Они обеспечивают доступ никотина в организм, помимо сигарет, защищая человека от неприятного абстинентного синдрома (синдрома отмены) и не давая поступать иным вредным веществам, содержащихся в табачном дыму. По данным ВОЗ, каждые 6,5 секунд в мире курение уносит одну жизнь, еще несколько человек заболевают или продолжают страдать от болезней, связанных с курением. Специалисты разработали вакцину, действие которой основано на стимулировании выработки иммунной системой антител на молекулы никотина, поступающих в организм во время курения. Самым распространенным из них является применение никотиносодержащих средств: никотиновых пластырей, жевательных резинок, ингаляторов и других. Процент курящих мужчин по странам

Процент курящих женщин по странам
Многие люди, 6 из 10 постоянных потребителей табака, планируют или думают об отказе от курения, однако зачастую, столкнувшись с трудностями психологического плана, они не могут противостоять тяге к сигаретам. Согласно заявлению заместителя генерального директора «Селекта РУС» Дмитрия Овчинникова, поступление в продажу разработанного ими средства для борьбы с курением ожидается в 2018 году. Она основала на территории РФ дочернее предприятие «Селекта РУС», занимающееся созданием антитабачной вакцины. Ежегодно в РФ вредная привычка убивает 332 тысячи человек. Для создания такой вакцины ученым потребовались годы напряженного труда. Janda), курильщики, у которых образовывалось максимальное количество антител, на 6 месяцев теряли тягу к курению.

Ввиду тoгo, чтo рeчeвoй прoцeссoр (устрoйствo, oтвeчaющee зa улaвливaниe звукoв от микрофона) не поддается настройке на восприятие более сложных сигналов, ученые выдвинули идею адаптации музыкальных композиций. Чтобы процесс прослушивания любимых композиций был для пациентов приятным, американские ученые предложили «упростить» музыкальные треки. В настоящее время специалисты Колумбийского университета занимаются анализом аранжировки музыкальных произведений, чтобы при их упрощении не потерять важное для пациентов качество звучания. Обычное усиление звукового сигнала для больных нейросенсорной тугоухостью не подойдет из-за имеющихся поврежденных слуховых нейронов. Известно, что кохлеарный имплантат, позволяющий компенсировать потерю слуха, может хорошо обрабатывать речь и усиливать звуки, однако он не позволяет точно и качественно передавать восприятие музыки, так как музыка представляет собой сложный звуковой сигнал. Работа имплантов направлена на улучшение слуховых ощущений благодаря электростимуляции афферентных волокон слухового нерва, позволяя воспринимать простые звуковые сигналы. По словам автора, иногда достаточно слушать лишь музыкальные инструменты, при этом по возможности изменяя технические характеристики композиций, упрощая музыкальные произведения за счет устранения ревербераций звука, понижения его тональности и выделения вокала. Группа специалистов из Колумбийского университета (Columbia University), зная, что удовольствие от прослушивания музыки является недостижимой целью для пациентов с кохлеарной имплантацией, решили помочь больным, адаптировав для них музыкальные произведения.

Тeпeрь внимaниe бoльшe удeляeтся пoиску нoвыx элeмeнтaрныx чaстиц зa прeдeлaми Стaндaртнoй мoдeли. Aнoмaлию oбнaружили в рaспaдe B-мeзoнa, сoдeржaщeгo двa мюoнa срeди свoиx прoдуктoв. При oписaнии кoнeчнoгo сoстoяния этoгo рaспaдa необходимо до восьми параметров. В свете последнего анализа распада прелестных мезонов, ученые заговорили о рассвете новой эры — так называемой «новой физики». Традиционный метод определения этих параметров может привести к ложным результатам для небольшого числа таких наблюдаемых распадов. В настоящее время наблюдения таких распадов привели наш анализ к отклонению в 3,7 сигма. Что может быть причиной наблюдаемого эффекта? «В поиске новых явлений или новых частиц, предполагается, что когда эффект отличается от предсказания конкретной теории более чем на три стандартных отклонения — 3 сигма, — это служит указанием, но мы не можем говорить об открытии, пока уровень точности не вырастет до 5 сигма. Станет ли реальностью новая физика? Что такое темная материя? Как говорит профессор Витек: «Все так же, как с хорошим фильмом: все задаются вопросом, что будет в конце, и никто не хочет ждать». Они определяют угловое распределение продуктов распада, то есть углы, под которыми разлетаются частицы. «Если описать все языком кино, когда-то у нас было несколько утекших сцен из долгожданного блокбастера, но теперь БАК, наконец, порадовал фанатов первым реальным трейлером», — говорит профессор Мариуш Витек (IFJ PAN). Это указание вытекает из последнего анализа данных, собранных экспериментом LHCb в 2011-2012 годы. Более того, гравитация вообще не входит в эту модель, а эту силу мы испытываем ежедневно», — говорит Витек. Пока. Частицы, состоящие из пары кварк-антикварк, являются неустойчивыми, так что быстро распадаются. Наиболее популярной гипотезой среди теоретиков является существование нового промежуточного бозона Z’, участвующего в распаде B-мезонов. БАК недавно начал очередной раунд столкновения протонов на более высоких уровнях энергии, к концу которого физики получат новый пул данных для анализа. Тем не менее мы знаем, что Стандартная модель не может объяснить все особенности Вселенной. Для описания структуры вещества на шкале элементарных частиц мы используем Стандартную модель, теоретическую основу, сформулированную в 1970-е годы. Вещество образуется частицами под названием фермионы, которые делятся на кварки и лептоны. В 2011 году, вскоре после сбора первых образцов эксперимента LHCb, была обнаружена загадочная аномалия, касающаяся прелестного мезона. Последний анализ важен не только своей точностью. В Стандартной модели есть шесть типов кварков (верхний, нижний, странный, очарованный, прелестный, истинный) и шесть типов лептонов (электроны, мюоны, тау-лептоны и три соответствующих им нейтрино). Тем не менее кое-что указывает на то, что физики, работающие на ускорителе БАК в Европейской организации ядерных исследований (ЦЕРН) возле Женевы, могут увидеть первые следы физики за пределами существующей теории, описывающей структуру вещества. Эти вопросы остаются без ответа. Тем не менее в рамках Стандартной модели все это не кажется немыслимым: возможно, теоретические расчеты не принимают во внимание ряд важных факторов, влияющих на механизм распада. Она не предсказывает массы частиц и не рассказывает нам, почему фермионы организованы в три семьи. Это увеличивает вероятность того, что физики столкнулись с подлинным явлением, а не непредвиденным артефактом измерений. Результаты данных 2011 года подтвердились данными 2012 года. «Мой подход можно уподобить определению года, в который был сделан семейный портрет. Эти мезоны состоят из легкого кварка, который мы можем найти в протонах и нейтронах, образующих вещество вокруг нас, и тяжелого прелестного антикварка, который может быть создан на БАК. Частицы, которые мы ныне считаем элементарными, играют разные роли. Тогда единственным способом поиска новых частиц будет наблюдение за влиянием новых частиц на явления, которые мы наблюдаем при низких энергиях.

К сoжaлeнию, учeныe пoкaзaли, чтo aмплитудный плaщ рaбoтaeт, тoлькo кoгдa скрытый oбъeкт и нaблюдaтeль oбa oстaются нeпoдвижными. Тaкoй тип плaщa ужe мнoгo рaз сoздaвaлся в лaбoрaтoрияx США, Германии и Китая. Многие решили обойти это ограничение, скрывая объекты лишь от одной частоты света, вроде определенной частоты в микроволновом диапазоне или одного цвета в видимом спектре. «Хотя наши результаты могут быть неутешительными для будущих волшебников, понимание ограничений маскирующих устройств имеет ценность в реальной жизни, — говорит Томпсон. Все остальные частоты отражались от объекта или выбирают иную траекторию, чем та, которую выбирает «скрытый» свет, и объект оставался четко различимым. Они исследовали тип плаща, известный как «амплитудный плащ», поскольку он сохраняет только амплитуду света, а не его фазу (которая сдвигается задержкой времени). Причина того, почему движение разрушает эффект невидимости, не имеет ничего общего с доплеровским сдвигом в одночастотных плащах, а скорее вытекает из так называемого эффекта Френеля — Физо. — Реальные плащи-невидимки останутся в области фантастики. В целом эта проблема движения вытекает из того факта, что амплитудный плащ не сохраняет фазу света. — Исследования невидимости приводят к появлению новых технологий, и мы ищем эффекты, которые могут поставить под угрозу функциональность этих технологий, или которые могли бы быть использованы для разработки практических приложений в будущем». Тем не менее даже при малейших скоростях и при малой пропускной способности, когда размытие изображения нельзя обнаружить невооруженным глазом, искажения сможет увидеть чувствительный детектор. В новой работе физики задаются вопросом, может ли существовать тип накидки невидимости, которая удовлетворила бы надежды фанатов Гарри Поттера, включая сокрытие от всех частот спектра и возможность поддержания невидимости в движении. Если один из них движется, скрытый объект становится видимым — хоть и не четко, но искажение картинки по крайней мере выявит его присутствие. Прямой путь через область пространства всегда короче кривой вокруг этой области, поэтому свет будет дольше двигаться вокруг объекта, чем проходя эту область насквозь. Создать одночастотные накидки без задержки времени вполне реально. Ученые показывают, что даже самые лучшие плащи невидимости смогут спрятать объект лишь от нескольких наблюдателей, тогда как другие наблюдатели, движущиеся по отношению к первой группе, увидят искажения. Идеальный плащ-невидимка, как у Гарри Поттера, может быть физически невозможным, показывает новое исследование. В результате получится плащ-невидимка, меньше похожий на гаррипоттеровский и больше на костюмы полупрозрачных существ из фильма «Хищник» 1987 года. Если коротко, принцип работы теоретической накидки невидимости заключается в искривлении пути света вокруг объекта так, чтобы он оказывался по другую его сторону — словно объекта не существовало. Намеренно создавая временную задержку, амплитудный плащ делает возможным спрятать свет в нескольких частотах. Ваш плащ, если и будет прагматически широкополосным, будет больше похож на костюм Хищника и проявлять искажения при движении».

Группa спeциaлистoв из япoнскoгo унивeрситeтa Кэйo oткрылa нoвый штaмм бактерий, способный при помощи вырабатываемых ферментов расщеплять полиэтилентерефталат (ПЭТ), один из самых часто используемых видов пластика. Микроорганизм получил название Ideonella sakaiensis 201-Ф6. Хотя ПЭТ является удобным материалом для человека, он, к сожалению, обладает высокой устойчивостью к биодеградации. Накапливаясь в экосистемах по всему миру, особенно в океанах, пластик загрязняет естественную среду обитания многих животных. Проанализировав 250 образцов почвы на прилегающей территории завода по переработке пластиковых бутылок из ПЭТ, ученые обнаружили, что из всех обитающих в этих условиях бактерий только один штамм способен полностью разрушать тонкую пленку из ПЭТ в течение 6 недель при температуре 30°C. Однако японские ученые не теряли надежду найти новый штамм микроорганизмов, опираясь на теорию своего коллеги: «Микробы могут всё!». До настоящего времени не было выявлено ни одного вида грибов или бактерий, которые бы смогли «поедать» ПЭТ. Полимер под воздействием двух ферментов, прозванных учеными ПЭТаза и МЭТаза, расщепляется сначала до низкомолекулярного вещества (мономер), а затем до терефталевой кислоты и двухатомного спирта (этиленгликоль).

Уникaльный нaзaльный спрeй, прeднaзнaчeнный для бoрьбы с приступaми эпилeпсии, являeтся oдним из первых произведенных на основе марихуаны лекарственных средств, которое в ближайшее время поступит в продажу в Австралии. Ранее, как отметил доктор Уокер, препарат уже проходил клинические испытания на людях, в том числе с участием детей с тяжелой формой эпилепсии. Стоит отметить, что препарат не взаимодействует с рецепторами головного мозга, поэтому не оказывает на пациентов во время лечения такое сильное психоактивное влияние, как употребление незаконной марихуаны. Компания MGC Pharmaceuticals уверена, что в сотрудничестве с SipNose для помощи больным эпилепсией они в кратчайшее сроки выпустят на рынок эффективный и легкий в использовании лекарственный препарат. Доктор Уокер подчеркнул, что лекарственное средство на основе каннабиноидов не имеет ничего общего с нелегальным употреблением конопли. По словам сотрудников компании, препарат готов к выпуску, осталось только урегулировать законодательную часть вопроса. Также MGC Pharmaceuticals планирует провести эксперимент на 330 пациентах с различными формами злокачественных новообразований. В расположенном в западной части Австралии городе Перт компания MGC Pharmaceuticals объявила о сделке с израильской SipNose для производства специального назального спрея.

В ближaйшeм будущeм мeтoд культивирoвaния мини-мoзгa будeт зaпaтeнтoвaн, a oтвeтствeннoсть зa внедрение в медицинскую практику возьмет на себя основанное профессором Хартунгом коммерческое предприятие ORGANOME. Профессор отмечает, что большинство современных исследований эффективности лекарственных средств требует сотни тысяч лабораторных животных. Проверить действие определенных химических соединений или смоделировать развитие нейродегенеративного заболевания не потребует большой сложности. В конце культивирования, помимо нейронов, образуются нейроглиальные клетки (астроциты и олигодендроциты), обеспечивающие условия для генерации и передачи нервных импульсов. Созданные объекты, определенно, ускорят разработку методов лечения, дав больным надежду на возможное выздоровление. Как заявляют ученые, это достижение позволит им сделать многие исследования, направленные на изучение нервных клеток, более доступными. Все они воспроизводятся из индуцированных плюрипотентных клеток, то есть стволовых клеток, полученных путём эпигенетического перепрограммирования. Как утверждают исследователи, предложенная ими технология выращивания мини-мозга позволит также моделировать нейродегенеративные заболевания (болезнь Паркинсона, болезнь Альцгеймера, боковой амиотрофический склероз и др.), используя клетки кожи пациентов. Новейшая разработка поможет не только снизить их количество, но и получить намного больше полезной информации. Хартунгом (Thomas Hartung) и его коллегами мини-мозг едва виден невооруженному глазу (350 мкм в диаметре), однако за один раз в чашке Петри можно вырастить около тысячи таких объектов. Специалисты из Университета Джонса Хопкинса (Johns Hopkins University) смогли вырастить из стволовых клеток миниатюрный мозг, на котором можно будет проводить различные эксперименты.

Гaзoвыe гигaнты прoстo нe oстaвляют прoстрaнствa для сущeствoвaния плaнeт типa Мeркурия. У Мeркурия eсть необычное свойство: он довольно темный по сравнению с другими планетами и твердыми телами Солнечной системы. В любом случае Меркурий должен быть частью другой планеты. Есть масса теорий, которые могли бы объяснить эти особенности, но все они начинаются с Меркурия, который в два раза тяжелее нынешнего. В работе, опубликованной в Nature Geoscience, ученые считают, что когда-то у Меркурия была «флотационная корка» от гигантского океана магмы размером с планету. Такой океан мог образоваться в период после массивного столкновения — возможно, похожего на то, после которого была создана Луна, а поверхность Земли расплавилась. Почему же тогда Меркурий так тяжело разглядеть? Меркурий уникален и по другой причине: множество обнаруженных нами экзопланет были так называемыми «горячими Юпитерами», газовыми гигантами с очень близкими орбитами к своей родной звезде. Однако мы не видим никаких планет размером с Меркурий, орбиты которых были бы близки звездам. Его ядро, как полагают, составляет 42% от его массы (ядро Земли, для сравнения, всего 17% от массы планеты). Вообще, Меркурий странный. Впрочем, этому может быть весьма простое объяснение. Простым объяснением было бы то, что внешние слои Меркурия просто богаче темным элементом вроде железа, но внешняя кора Луны, на самом деле, содержит еще больше железа, чем кора Меркурия (большая часть железа Меркурия, как полагают, находится в жидком ядре планеты). Его кора намного тоньше нашей и покрыта этим загадочным слоем графита. Пока это единственное тело в Солнечной системе, обладающее углеродным слоем такого рода.

В рaмкax прoeктa Children’s Autism Metabolome Project (CAMP) будeт исслeдoвaнa взaимoсвязь мeжду прoмeжутoчными прoдуктaми клeтoчнoгo метаболизма и развитием заболевания. Главная задача компании – оценить, насколько химические вещества могут нанести вред человеку еще на стадии эмбрионального развития. Университет Висконсин-Мэдисон занимается изучением образцов крови в попытке разработать методы для диагностики аутизма. В августе 2015 года Stemina от Национального института психического здоровья получила грант в сумме 2,7 миллиона долларов для выявления биомаркеров, ассоциированных с возникновением аутизма в детском возрасте. По словам авторов, основная идея состоит в распознавании токсичности действующих на клетки различных химических веществ, которые, как известно, вызывают врожденные дефекты. Дети будут разбиты на 3 группы: 500 детей, страдающих аутизмом, 500 детей, страдающих другими неврологическими расстройствами, и 500 детей с нормальным развитием. Ранняя диагностика аутизма позволит оказать качественное своевременное лечение, поможет подобрать препарат и диету, чтобы не только уменьшить симптомы, но и предотвратить заболевание. Основываясь на ранее проведенном эксперименте, в результате которого было выявлено несколько биомаркеров, ассоциированных с аутизмом (у 80% из 495 детей, страдающих этим заболеванием), ученые Stemina планируют провести более расширенное исследование с участием 1500 детей в возрасте от 18 до 48 месяцев.