Естествознание в ноябре

Естествознание в ноябре

// Коротко и быстро об основных новостях естествознания

Насекомые поддержали Алана Тьюринга

// Моделирование глаз поможет создавать бионанопокрытия

Был такой знаменитый британский математик Алан Тьюринг. Большинство знает про тест, названный в его честь и определяющий степень развития машинного интеллекта, а именно сможет ли машина общаться так, чтобы собеседник не отличил её от человека. Более продвинутые граждане слышали про «машину Тьюринга» — модель, которая послужила основой для создания компьютера. Но у Алана Тьюринга было ещё немало разработок и теорий. Среди них математическое описание механизма, позволяющего формировать сложные биологические рисунки, например пятна на шкуре леопарда или узоры на коже некоторых тропических рыб.

Сотрудник и выпускники МГУ им. М.В. Ломоносова подтвердили правоту Алана Тьюринга. Применив метод атомно-силовой микроскопии, при котором поверхность объекта сканируется тончайшим зондом-иголкой (кантилевером), исследователи доказали, что формы нанопокрытий на фасеточных глазах представителей 23 отрядов насекомых полностью вписываются в модель Тьюринга.

Но в чём-то результаты работы были неожиданными: оказалось, что форма нанопокрытий на глазах никак не соотносится с эволюционным развитием насекомого. Так, структура поверхности глаз у самой примитивной щетинохвостки и эволюционно продвинутой бабочки очень похожа.

Исследование имеет и практический смысл. Используя полученные данные, можно создавать бионанопокрытия с заданными антиотражательными свойствами.

Публикация: Artem Blagodatski et al. // Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). Vol. 112. № 34. Рp. 10750–10755.

 

Фото: УрФУ

Мы теряем Восток, но ищем метеориты

// Исследование подлёдного озера приостановлено, зато к Южному полюсу отправятся космические геологи

Две новости об Антарктиде: одна печальная, другая обнадёживающая. Начнём с плохого. Приостановлен проект по изучению озера Восток. Напомним: нашей стране принадлежит одно из самых крупных географических открытий второй половины XX — начала XXI века. Под слоем льда толщиной почти четыре километра обнаружено огромное озеро, которое миллионы лет было изолировано от атмосферы. Вполне возможно, в нём обитают организмы, принципиально отличающиеся от прочей земной жизни.

В 2012 году российским бурильщикам удалось достигнуть поверхности озера. По идее, дальше должна была быть развёрнута масштабная научная программа: получение проб с различный глубины, спуск в озеро робота-зонда и так далее. Но из-за роста курса валюты и сокращения финансирования ждать великих открытий пока не приходится. «Полностью исключены из программы Российской антарктической экспедиции научные сезонные исследования на станции Восток как самые дорогостоящие», — сообщается в заявлении Арктического и антарктического НИИ.

Теперь о приятном. 16 декабря сотрудники Уральского федерального университета отправятся в первую в истории современной России метеоритную экспедицию в Антарктиду. Они рассчитывают найти там метеориты и пыль, прилетевшие с Марса и Луны. Руководит проектом профессор Виктор Гроховский: «УрФУ уже многие годы занимается изучением метеоритов. Почти 30 лет у нас работает единственная в стране студенческая метеоритная экспедиция. Найденные обломки метеоритов изучают в лаборатории в Екатеринбурге. Сейчас мы готовимся открыть первую в России программу подготовки магистров по направлению “космическая минералогия”».

Бюджет экспедиции оценивается примерно в 8–12 миллионов рублей, большую часть из которых предоставил университет. Благодаря усилиям Союза студентов УрФУ 500 тысяч рублей собрано средствами краудфандинга, ещё часть средств внесли спонсоры. Так, миллион рублей вложила екатеринбургская инженерная компания Plana. Одежду участникам экспедиции по индивидуальному заказу пошила местная фирма Discovery, а еду предоставила NL International.

Публикация: сообщения АА НИИ и УрФУ.

 

В ожидании глюбола

// Австрийские физики обещают получить невозможную частицу

Фото: CERN

Протоны и нейтроны давно уже не считают элементарными частицами. Физики доказали, что они состоят из ещё более элементарных кварков и глюонов. При этом последние являются переносчиками взаимодействия, вроде фотонов. Только фотоны могут свободно летать хоть по Вселенной, хоть по нашей квартире, а глюоны непременно находятся в связке с кварками.

Мечта физиков — получить глюоны в чистом виде. Представьте себе шарики-кварки, которые соединены друг с другом резиночками-глюонами (многие считают эту метафору грубоватой, но зато она наглядная). В обычном веществе эта конструкция существует только в комплекте. Но вдруг кому-то повезёт отодрать резиночки от шариков и собрать их отдельный клубок! Это и будет глюбол — частица, за которой охотятся уже довольно давно.

Недавно двое физиков из Австрии разработали теоретическую модель, позволяющую получить глюболы с помощью мощных ускорителей. Более того, авторы не исключают, что эти частицы уже рождались во время экспериментов, просто было непонятно, как их искать. В ближайшее время гипотеза будет проверена на Большом адронном коллайдере в CERN и на ускорителе BES-III в Пекине.

Публикация: Frederic Brünner and Anton Rebhan // Physical Review Letters. Vol. 115, iss. 13.

 

Фото: Shutterstock

После метеорита осталось много наноалмазов

// Лабораторный эксперимент подтвердил перспективность Севера

35 миллионов лет назад в Землю врезался огромный метеорит. Произошло это на месте нынешнего Красноярского края и Якутии. В результате удара образовались кратер Попигай диаметром в сто километров и новые минералы, в том числе алмазы. В сентябре 2012 года были обнародованы сведения о том, что в районе кратера находится крупнейшее в мире месторождение импактных (ударных) алмазов.

Недавние исследования показали, что этих запасов может быть ещё больше. Правда, речь в совместной работе учёных из России (Новосибирск) и Японии речь идёт не о тех сверкающих камнях, которые вставляют в кольца и серьги, а о поликристаллическом алмазе с размером зёрен менее 100 нм. Но это тоже очень ценный ресурс.

Учёные смоделировали в лаборатории условия, близкие к тем, что были во время падения метеорита: давление 15 гПа, температура 2300 °С и т. д. Оказалось, что в этих условиях графит превращается именно в поликристаллический наноалмаз.

Публикация: Hiroaki Ohfuji et al. || Scientific Reports 5, 14702.

 

 

Опубликовано в журнале «Кот Шрёдингера» №11 (13) за ноябрь 2015 г.