Цікаві відкриття 21-го століття. Збільшення тривалості робочого дня збільшує ризик інсульту. Виявлено новий предок людини
На перше місцевидання, звичайно ж, поставило виявлення частки, схожої на бозон Хіггса, колабораціями ATLAS та CMS на Великому адронному колайдері (БАК). Як ми пам'ятаємо, відкриття частинки, передбаченої майже півстоліття тому, мало завершити експериментальне підтвердження Стандартної моделі. Ось чому багато вчених визнали виявлення невловимого бозона найважливішим проривом у фізики XXIстоліття.
Це помилка Хіггса, тому що саме він дає маси елементарним частинкам. Ми перебуваємо перед порогом технологічної революції, аналогічною винаходу парового двигуна. Це нанонаука, то є наука дуже маленька. "Нано" - це префікс, який додається до величини, щоб отримати значення в мільярд разів менше. Таким чином, розмови про наносистеми включають менші об'єкти, ніж бактерії. Фізики з усього світу працюють над проектами, кінцевою метою яких є контроль за новими матеріалами штучного дизайну для атомного масштабу.
Бозон Хіггса був такий важливий вченим, тому що його поле дозволяє пояснити, як відразу після Великого вибуху виявилася порушена електрослабка симетрія, після чого елементарні частки раптом набули маси. Парадоксально, але однією з найголовніших загадок для експериментаторів тривалий час залишалася ні що інше, як маса цього бозона, оскільки стандартна модель не може передбачити. Доводилося діяти шляхом спроб і помилок, але у результаті два експерименти на ВАК незалежно друг від друга виявили частинку з масою близько 125 ГеВ/с². Причому достовірність цієї події досить велика.
Це кроки, що ведуть до нанороботів, які затоплюють сучасну наукову фантастику. Через 25 років прийдуть оптичні комп'ютери, які будуть набагато швидшими, ніж поточні. І в тому, що в міру того, як ми все більш зменшуємо, металеві частини, які використовуються для з'єднання компонентів чіпа, можуть викликати, крім іншого, втрату швидкості. Використання оптичних сполук було б альтернативою, оскільки вони не мали цих проблем, але ми повинні знайти матеріали, здатні контролювати і спрямовувати поширення світла в мікроскопічному масштабі.
Слід зазначити, що в бочку меду таки прокралася невелика ложка дьогтю - досі далеко не всі впевнені, що знайдений фізиками бозон є хіггсівським. Так, залишається незрозумілим, чому дорівнює спин цієї нової частки. Відповідно до Стандартної моделі, він повинен бути нульовим, але є ймовірність, що він може дорівнювати 2 (варіант з одиницею вже виключено). Обидві колаборації вважають, що цю проблему можна вирішити шляхом аналізу наявних даних.
Тим не менш, доступ до виключно фотонної електроніки може бути далеко і ніколи не може бути досягнуто. Тому вивчається оптоелектроніка, тобто. конструкція схем, у яких використовуються як електрони, і фотони. З його допомогою буде встановлено міст, який зв'яже електроніку з фотонікою та оптичним зв'язком.
Надпровідники за кімнатної температури. Надпровідність - відчутне макроскопічне свідчення існування квантового світу. Надпровідники дозволяють проводити електричний струм без втрат і, отже, можуть переносити щільність струму в тисячу разів від того, що робить мідний дріт. Вони використовуються в багатьох пристроїв, з лікарняного магнітно-резонансного обладнання - магнітні поля створюються надпровідними котушками - навіть при виявленні магнітних полів на одну мільярдну частку менше Землі.
Крім того, є деякі сумніви щодо ряду каналів розпаду частинки - в деяких випадках цей бозон розпадався не так, як було передбачено тим самим Стандартною моделлю. Проте співробітники колаборацій вважають, що це вдасться прояснити, зробивши більш точний аналіз результатів. До речі, на листопадовій конференції в Японії співробітники ВАК надали дані аналізу нових зіткнень з енергією 8 ТеВ, які були зроблені після липневого оголошення. І те, що вийшло в результаті, говорило на користь того, що влітку було знайдено все ж таки бозон Хіггса, а не якась інша частка.
Недоліком є те, що матеріал стає надпровідним, охолоджуючи його багато. Не зовсім зрозуміло, чому вони надпровідники. Сьогодні надпровідність є полем інтенсивних досліджень. Виявлення надпровідника при кімнатній температурі є одним із нових завдань. Життя і всесвіт краще. складність.
Упродовж кількох років фізика вирішила зрозуміти життя. Схоже, що поведінка найскладніших систем є результатом самоорганізації процесів. Вони, хоча елементи, такі як мурахи або нейрони, спілкуються тільки з фізично близькими, система може генерувати структури, такі як плями ягуара, або властивості, такі як пам'ять, які розуміються тільки в тому випадку, якщо все вивчено системи. Складність, схоже, виникає на півдорозі між порядком та безладдям. Якщо ми думаємо з погляду інформації, потреба у її зберіганні потребує певної міри впорядкованості, але водночас здатність адаптуватися і маніпулювати інформацією вимагає певної міри безладдя.
Друге місцевіддано групі вчених з Делфтського та Ейндховенського технологічного університетів (Нідерланди) під керівництвом Лео Коувенховена, які першими помітили ознаки досі невловимих ферміонів Майорани у твердому тілі. Ці кумедні частинки, існування яких передбачив ще 1937 року фізик Етторе Майорана, цікаві тим, що можуть одночасно виступати у ролі своїх власних античастинок. Передбачається також, що ферміони Майорани можуть входити до складу загадкової темної матерії. Не дивно, що на їх експериментальне виявлення вчені чекали не менше, ніж відкриття бозона Хіггса.
Однією з основних проблем, що стоять перед живими фізиками, є їхня нездатність передбачити згинання білка, тобто чому серед усіх можливостей довгий ланцюг амінокислот складається таким чином, а не іншого. Проблема в тому, що білки будуються на краю стабільності: якби вони були дещо нестійкішими, вони погіршувалися б, і якби вони були більш стабільними, вони не виконали б своєї функції. Білки тікають від пальців фізиків. Ми по суті стикаємося з відсутністю фізики.
Космологічна константа та прискорений всесвіт. Для багатьох це найцікавіша загадка фізики. Жодна із запропонованих ідей поки що не спрацювала. Космологічна константа - це щось, що виходить із усього. Його історія розпочалася з Ейнштейна. Всесвіт, що розширюється, був наслідком загальної теорії відносності, і він не міг цьому повірити. Щоб цього уникнути, він модифікував рівняння, ввівши термін, далекий від теорії, яка припинила розширення: космологічну постійну. Коли астроном Едвін Хаббл пізніше виявив розширення Всесвіту, Ейнштейн заявив, що введення космологічної константи було найбільшою помилкою у його житті.
На третє місце- робота фізиків із колаборації BaBar на колайдері PEP-II Національної прискорювальної лабораторії SLAC (США). І що найцікавіше, ці вчені знову-таки експериментально підтвердили пророцтво, зроблене 50 років тому - вони довели, що при розпаді B-мезонів відбувається порушення Т-симетрії (так називають співвідношення між прямим та зворотним процесом у оборотних явищах). У результаті дослідники з'ясували, що з переходах між квантовими станами B0-мезона їх швидкість варіюється.
Майже через 70 років астрономи виявили, що розширення Всесвіту прискорюється; щось незбагненне. Перед лицем такої катастрофи космологи відновили постійне зречення Ейнштейна. Це відштовхування може бути викликане загадковою темною енергією. Але що ж це? Можливо, саме лауреат Нобелівської премії Стівен Вайнберг найкраще висловив це здивування: "Для фізиків важко атакувати цю проблему, не знаючи, що пояснити". Звичайно, якщо темна енергія знаходиться у формі космологічної постійної, ми зіткнулися б із найгіршою теоретичною оцінкою історії науки.
На четвертому місцізнову перевірка давнього пророцтва. Ще 40 років тому радянські фізики Рашид Сюняєв та Яків Зельдович розрахували, що рух скупчень далеких галактик можна спостерігати шляхом вимірювання невеликого зсуву температури реліктового випромінювання. І ось лише цього року це вдалося здійснити на практиці Ніку Хенду з Каліфорнійського університету в Берклі (США), його колезі та шестиметровому телескопу ACT (Atacama Cosmology Telescope) у рамках проекту «Спектроскопічне дослідження баріонних коливань».
Дати огляд всіх галузей науки, не забуваючи ні про яку область. Від біології до астрономії, не забуваючи математики. Він отримав Медаль Поля. Соціальні мережі: велика комунікативна революція десятиліття, без сумніву Людина завжди прагнула дізнатися про своє минуле і серед наук, присвячених цьому, археологія є однією з найцікавіших. Кожне нове археологічне відкриття приносить низку нових питань, нові таємниці, нові можливості та, у багатьох випадках, неймовірні сюрпризи. Погляньте на цей список з 5 найдивовижнішими археологічними знахідками в історії, оскільки вони розкрили нам більше про минуле.
П'яте місцезайняло дослідження групи Алларда Моска з Інституту нанотехнологій MESA+ та Університету Твенте (Нідерланди). Вчені запропонували новий спосібдослідження процесів, що відбуваються в організмах живих істот, який менш шкідливий і точніший, ніж відома всім рентгенографія. Вченим вдалося, використовуючи ефект лазерного спекла (так називається випадкова інтерференційна картина, що утворюється при взаємній інтерференції когерентних хвиль, що мають випадкові зрушення фаз і випадковий набір інтенсивностей), розглянути мікроскопічні флюоресцентні об'єкти крізь кілька міліметрів непрозорого матеріалу. Немає потреби згадувати, що подібна технологія теж була передбачена кількома десятиліттями раніше.
Виняткові кліматичні умови та сухі піски пустелі Оксирінко зберегли ці рукописи неймовірним чином. Цінність цих робіт у Стародавній літературі просто незліченна, серед знахідок було знайдено останки творів Менеандра, Евріпіда, Софокла та великих біблійних фрагментів.
Також відома як бібліотека Ніневії, це найстаріша клинописна колекція на планеті. Ця бібліотека була знайдена в ассирійському місті Ніневії, на північ від Месопотамії, у палаці царя Ашурбаніпала. Це велика колекція глиняних табличок із чудовим листом, у яких, серед іншого, розглядаються теми граматики, релігії, мистецтва, історії, математики, астрономії та літератури. Безперечно, ця бібліотека має величну історичну та археологічну цінність.
На шостому місцівпевнено влаштувалися дослідники Марк Оксборроу з Національної фізичної лабораторії, Джонатан Брізу та Ніл Алфорд із Імперського коледжу Лондона (Великобританія). Їм вдалося побудувати те, що також мріяли довгі роки - мазер (квантовий генератор, що випромінює когерентні електромагнітні хвилі сантиметрового діапазону), здатний працювати при кімнатній температурі. До цих пір ці прилади доводилося охолоджувати до надзвичайно низької температури за допомогою рідкого гелію, що робило нерентабельним їхнє комерційне використання. А тепер мазери можна буде застосовувати у телекомунікаціях та системах створення надточних зображень.
Медузна бухта: село Вікінг у Канаді
Серед інших робіт є Поема Гільгамеша, найстаріша оповідна робота людства. Брехня Колумба, що «відкриває» Америку, є одним із найжалюгідніших базофій, який, як і багато інших, навчив мене, як маленького хлопчика у старшій школі.
Культура долини Інда: одна з найстаріших у світі
Там можна знайти знаки науки, інструменти та технології, хоча є лише археологічні пам'ятки, до сьогодні мало хто розуміє цю цивілізацію. Як і в давній Месопотамії та Єгипті, долина Інда залежала від річки загалом, а повені, що запліднювали землю, значною мірою сприяли сільськогосподарському розвитку долини.
Сьоме місцезаслужено присудили групі фізиків із Німеччини та Франції, які змогли встановити зв'язок між термодинамікою та теорією інформації. Ще 1961 року Рольф Ландауер доводив, що стирання інформації супроводжує розсіювання тепла. І ось цього року це припущення експериментально підтвердили вчені Антуан Беру, Артак Аракелян, Артем Петросян, Серджіо Сілліберто, Рауль Делліншнайдер та Ерік Лутц.
Гебеклі Тепе: найстаріший пам'ятник у світі
Стародавнє святилище Гебеклі Тепе справді революціонізувало те, як археологи розглядали минуле. Чому? Тому що, як вважають, побудовано понад тисячу років тому, це найстаріша людська конструкція, яка існує. Він розташований в безпосередній близькості від турецького міста Санліурфа, і одна з речей, яка дивує більшість вчених, полягає в тому, що на цій ділянці є великі вертикальні скелі, в яких ви можете побачити складні різьблені тварини та інші фігури.
Австрійські фізики Антон Цайлінгер, Роберт Фіклер та їхні колеги з Віденського університету (Австрія), які змогли заплутати фотони з орбітальним квантовим числом аж до 300, що в десять разів більше за попередній рекорд, потрапили на восьме місце. Це відкриттямає тільки теоретичний, а й практичний вихід - подібні «заплутані» фотони зможуть стати носіями інформації в квантових комп'ютерах і в системі оптичного кодування зв'язку, а також у дистанційному зондуванні.
Це надзвичайно важливо, оскільки воно пов'язане з важкою і незрозумілою організованою роботою, хоча можливо навіть можливо переглянути те, що було в перших формах написання, ясно, що люди організували себе і сформували складні суспільства задовго до яких, як вважають учені. Якщо вас цікавить ця неймовірна структура, гляньте на цей короткий документальний фільм.
Враховуючи все, що вони розкрили, ці відкриття справді приголомшливі, чи не так? Які ще відкриття такого роду ви хотіли б додати? Системи генного приводу переважно збільшують ймовірність того, що ген буде переданий у наступне покоління, що дозволить швидко поширити його на природні популяції.
На дев'яте місцепотрапила групі фізиків під керівництвом Деніела Стенсіла з Університету Північної Кароліни (США). Вчені працювали із нейтринним променем NuMI Національної прискорювальної лабораторії ім. Фермі та детектором MINERvA. У результаті їм удалося передати інформацію за допомогою нейтрино більш ніж на кілометр. Хоча швидкість передачі була невелика (0,1 б/с), повідомлення прийняли майже без помилок, що підтверджує принципову можливість зв'язку на основі нейтрино, яку можна використовувати під час спілкування з космонавтами не тільки на сусідній планеті, але навіть в іншій галактиці. Крім того, це відкриває великі перспективи для нейтринного сканування Землі. нової технологіїпошуку корисних копалин, а також виявлення землетрусів і вулканічної активності на ранніх стадіях.
Наприклад, системи генного приводу можуть використовуватися для поширення генів стійкості до вірусів Денге і Зіка в природних популяціях комарів і таким чином радикально змінювати передачу цих захворювань. Гуманізація свиней має дозволити великі успіхи у сфері ксенотрансплантатів.
Деякі нові напрямки для технологій у найближчі десятиліття
Алгоритми «самонавчених машин» повинні дозволяти створювати автономні системи. Декілька нових технологій у майбутні десятиліття будуть мотивовані одними з основних проблем, з якими людство вже стикається і матиме життєво важливе значення у найближчому майбутньому, таких як антропогенні впливи на природу та нові джерела енергії, які дозволяють розвивати та впроваджувати нові технології. З іншого боку, для досягнення прогресу в галузі інформаційних технологійпотрібні нові типи електронних пристроїв або аналогічні пристрої, які замінять поточну технологію на основі кремнієвих матеріалів.
Завершує топ-10 відкриття, зроблене фізиками зі США - Чжун Лінь Ваном та його колегами з Технологічного інституту штату Джорджія. Вони розробили пристрій, який видобуває енергію з ходьби та інших рухів і, звичайно, запасає її. І хоча такий спосіб був відомий і раніше, але на десяте місцеця група дослідників потрапила за те, що їм вперше вдалося навчитися перетворювати механічну енергію безпосередньо на хімічну потенційну, минаючи електричну стадію.
Розвиток нових типів матеріалів з властивостями, що перевершують існуючі, які впливають на природу, також буде рушійною силою у розвиток нових технологій. Величезним викликом для людства протягом найближчих десятиліть буде створення чистої та відновлюваної енергії, а не використання викопних ресурсів, таких як нафта, газ, вугілля тощо. способи отримання чистої енергії сьогодні ще менш ефективні і дорожчі за звичайні. Очікується, що в наступні десятиліття будуть розроблені нові типи пристроїв для підвищення ефективності та зниження використання чистих енергогенеруючих пристроїв, таких як фотоелектричні елементи, які перетворюють сонячне світлоу електрику, біоенергію, енергію вітру, приливні сили, геотермальний і т.д. збереження енергії – ще одна проблема.
Докорінно змінили наш світ, проте навіть зараз людство у плані розвитку технологій і прогресу, бачить лише верхівку айсберга. Втім, це нітрохи не остуджує запал вчених та дослідників різних мастей, а навпаки – лише підігріває їх інтерес.
Сьогодні мова піде про наш час, який ми пам'ятаємо і знаємо. Ми поговоримо про відкриття, які так чи інакше стали справжнім проривом у галузі науки і почнемо, мабуть, із найзначнішого. Тут варто обмовитися, що саме значне відкриттяне завжди значуще для обивателя, а насамперед важливо для наукового світу.
Нові технології будуть потрібні для розробки батарей, які зберігатимуть більше енергії. Третій виклик – це спосіб транспортування енергії, який стане життєздатним засобом транспорту, що ґрунтується на екологічно чистих джерелах. Дуже перспективною альтернативою є так звані паливні елементи або водневі осередки, де електрика генерується реакції між воднем і киснем, причому вода є побічним продуктом. Розробка нових матеріалів та оптимізація чистих джерел енергії обов'язково будуть ґрунтуватися на розумінні фізичних механізмів, що призводять до розробки нових способів генерації та зберігання енергії.
Першу позиціюзаймає зовсім недавнє відкриття, проте, його значимість для сучасної фізики є колосальною, це відкриття вченими «частинки-бога» або, як її зазвичай називають – бозон Хіггса. Власне, відкриття цієї частки пояснює причину виникнення маси в інших елементарних частинок.
Варто зазначити, що довести існування бозона Хігса намагалися протягом 45 років, проте вдалося це зробити лише недавно. Ще 1964 року Пітер Хіггс, На честь якого названа частка, передбачав її існування, проте практично довести це не було можливості.
Але 26 квітня 2011 року, по просторах інтернету хвилею пройшла новина про те, що за допомогою Великого адронного коллайдера, що знаходиться поряд з Женевою, вченим, нарешті, вдалося виявити частину, яка ледь не легендарною стала. Проте вченими це не одразу підтвердилося і лише у червні 2012 року фахівці заявили про свою знахідку. Втім, остаточного висновку дійшли лише в березні 2013 року, коли вчені ЦЕРН зробили заяву про те, що виявлена частка дійсно є бозоном Хіггса.
Незважаючи на те, що відкриття цієї частки стало знаковим для наукового світу, практичне її використання на даному етапі розвитку залишається під сумнівом. Сам Пітер Хіггс коментуючи можливість використання бозона сказав наступне: «Існування бозона триває лише щось близько однієї квінтильйонної частки секунди, і мені складно уявити, як стільки короткоживу частинку можна використовувати. Частинки, які живуть мільйонну частку секунди, зараз, проте, знаходять застосування в медицині». Так, свого часу, відомий англійський фізик-експериментатор, на питання про користь та практичному застосуваннівідкритої їм магнітної індукції сказав: «А яка користь може бути від новонародженої дитини?» і цим, мабуть, закрив цю тему.
Другу позиціюсеред найцікавіших, перспективних та амбітних проектів людства у ХХІ столітті займає розшифровка геному людини. Проект «Геном людини» не дарма має славу найважливішого проекту у сфері біологічних досліджень, а робота над ним почалася ще в 1990 році, хоча варто згадати про те, що це питання розглядалося й у 80-ті роки XX століття.
Мета проекту була ясна – спочатку планувалося визначення послідовності більше трьох мільярдів нуклеотидів (нуклеотиди становлять ДНК), а також визначити понад 20 тисяч генів у геномі людини. Втім, пізніше кілька дослідницьких груп розширили завдання. Варто також зазначити, що дослідження, яке завершилося в 2006 році, витратило $3 млрд.
Етапи проекту можна розбити на кілька частин:
1990 рік. Конгрес США виділяє кошти вивчення геному людини.
1995 рік. Публікується перша повна послідовність ДНК живого організму. Розглядалася бактерія Haemophilus influenzae
1998 рік. Публікується перша послідовність ДНК багатоклітинного організму. Розглядався плоский хробак Caenorhabditis elegans.
1999 рік. На цьому етапі розшифровано понад два десятки геномів.
2000 рік. Було оголошено про «перше складання геному людини» – перша реконструкція геному людини.
2001 рік. Перший малюнок геному людини.
2003 рік. Повна розшифровка ДНК залишається розшифрувати першу хромосому людини.
2006 рік. Останній етап роботи з розшифровки повного геному людини.
Незважаючи на те, що вчені всього світу будували грандіозні плани на момент закінчення проекту, очікування не справдилися. На Наразінаукова громадськість визнала проект провальним за своєю суттю, проте говорити, що він був абсолютно марним у жодному разі не можна. Нові дані дозволили прискорити темпи розвитку як медицини, так і біотехнології.
І третю, останню позицію у сьогоднішньому переліку займає… Власне, третя позиція залишиться вільною. Це не говорить про те, що більше жодних важливих і цікавих відкриттівне сталося – навпаки, відкриттів та досягнень у галузі науки більш ніж достатньо, однак визначитися, яке саме з них гідно стояти на цій позиції ми надамо вам. Можна порахувати це якщо не домашнім завданням, то нашим бажанням поспілкуватися та дізнатися про думку багатьох людей.
Так, наприклад, хтось може вважати, що відкриття води на Марсі є чудовою нагодою оголосити це досягнення кандидатом на роль бронзового призера, інші ж не погодяться і заявлять, що отримання нового матеріалу – графена, куди більш значуща подія. Так чи інакше, кожен має право на свою думку і ми впевнені, що, поділившись своїми думками, ви зможете зацікавити інших і дізнатися багато нового.