Goodtech

Рубрика: Наіука і космос

  • Найкращі наукові фото та відео вересня від Nature: галактики, нейрони та фізичні процеси

    Найкращі наукові фото та відео вересня від Nature: галактики, нейрони та фізичні процеси

    Журнал Nature представив добірку найкращих наукових фото за вересень 2025 року.

    Космічні феєрверки та спагеті з блискавок 

    Центр прийняття рішень у мозку миші, неймовірна фізика танення льоду та мікросвіти у квітах

    Науковці з Міжнародної лабораторії мозку зафіксували момент прийняття рішень у мозку миші, коли тваринка виконувала завдання з переміщення візуального об’єкта на екрані вліво або вправо. Перша загальномозкова карта прийняття рішень демонструє активізацію понад 75 тис. нейронів. Нейронна активність спочатку наростає у зорових областях у задній частині мозку миші, потім в областях по всьому мозку, коли миша обробляє поведінковий вибір переміщення. Потім активуються нейрони, які контролюють рух, коли миша робить свій вибір; нарешті, спостерігається великий сплеск активності по всьому мозку, коли тварина отримує винагороду за виконання завдання. 

    Як тече лід


    Відео демонструє спосіб, у який лід утворює різноманітні форми , обертається та перекидається в процесі танення. Дослідники, які знімали це, підготували довгі циліндричні крижані блоки та помістили їх у резервуар із водою кімнатної температури. Дивно, але лід набув форми п’ятикутника через кут обертання. Крижані блоки оберталися 10-15 разів протягом 30 хвилин, які знадобилися їм для повного танення. 

    “Наше дослідження робить фундаментальний внесок у розуміння фізики льоду, яка є життєво важливим фактором здоров’я нашої планети і яку необхідно розуміти для покращення моделювання клімату та прогнозування погоди”, — зазначає математик з Нью-Йоркського університету Лейф Рістроф. 

    Маленький світ

    Конкурс Nikon “Маленький світ у русі” відзначає кращі динамічні зображення мікросвітів. Цьогорічні переможці представили підбірку відео, включно із квітами великим планом, які прокидаються на світанку, тихохідками та нейронами, що зростають. Перше місце присудили Джею Макклеллану за його відео, що демонструє самозапилення вероніки тимелевістної (Veronica serpyllifolia) — звичайного бур’яну, який часто росте прямо під ногами. 

    Друге місце посів Бенедикт Плейєр з відео водоростей Вольвокс (Volvox globator), які плавають у краплі води в отворі всередині японської монети номіналом 50 єн. 

    Джерело: Nature

    https://itc.ua/ua/novini/najkrashhi-naukovi-foto-ta-video-veresnya-vid-nature-vid-galaktyk-do-nejroniv/

  • Вчені знайшли натуральну антигостру приправу: просто заїжте перець

    Вчені знайшли натуральну антигостру приправу: просто заїжте перець

    Американські дослідники з Університету штату Огайо виявили сполуки, які роблять перець чилі не таким гострим. 

    Результати дослідження демонструють можливе використання цих сполук для створення “антигострої” приправи для страв, які інакше здаватимуться занадто гострими для вживання . Для того, аби зрозуміти, чому гострота перцю взагалі може змінюватись, дослідники проаналізували низку зразків та виділили три сполуки, пов’язані зі зменшенням гостроти. 

    Хімічний аналіз дозволив передбачити ефект, а кваліфікована комісія дегустаторів підтвердила, що зразки, які містили ці сполуки, не викликали таких пекучих вражень. Отримані результати можуть бути використані кількома способами, дозволяючи створити перець чилі з заданою гостротою, вивчити альтернативні варіанти полегшення пекучого присмаку, окрім капсаїцину, запропонувати домогосподарствам з різними уподобаннями у спеціях нову приправу, яка зменшуватиме гостроту. 

    “Якщо ви вдома і замовили страву, в якій занадто багато спецій і яка може здатися комусь занадто гострою, ви можете просто посипати її перцем чилі, що містить переважні речовини, які пом’якшують гостроту. Я думаю, що ідея використання натурального матеріалу як антиприправи, особливо для тих, хто має дітей, матиме цінність як домашній інгредієнт”, — зазначає старший автор дослідження, професор кафедри харчових наук та технологій Девін Петерсон. 

    Пекучість перцю чилі довгий час пояснювалась двома сполуками з класу капсаїциноїдів —капсаїцину та дигідрокапсаїцину. Одиниці пекучості Сковілла, шкала, використовувана понад століття для визначення гостроти перцю чилі, розраховується з урахуванням концентрації цих двох сполук у кожному перці. 

    У рамках дослідження Девін Петерсон та його колеги відібрали 10 сортів перцю чилі та визначили їхню гостроту за шкалою Сковілла за вмістом капсаїциноїдів та нормалізували групу таким чином, щоб всі зразки, приготовані у вигляді сухого порошку, мали однакову кількість одиниць Сковілла. Після цього дослідники додали стандартизовані порошки у томатний сік і попросили спеціально навчену групу дегустаторів оцінити їхню гостроту.

    “Всі вони знаходяться на одному рівні та всі нормалізовані, тому у них мало бути однакове сприйняття пекучості, але цього не сталося. Це досить явна вказівка ​​на те, що інші фактори відігравали свою роль і впливали на сприйняття”, — пояснює Петерсон. 

    За результатами даних сенсорного сприйняття дослідники створили статистичні моделі та проаналізували молекулярні структури у наявних  бібліотеках хімічних речовин, щоб виділити п’ять сполук-кандидатів, які, як передбачається, знижують гостроту перцю. 

    Далі друга навчена група дегустаторів порівняла гостроту низки зразків капсаїциноїдів, змішаних з різними рівнями цих сполук-кандидатів, під час тестів, у ході яких різні зразки одночасно поміщалися на кожну сторону язика. Другий раунд сенсорних результатів у поєднанні з мас-спектрометрією високої роздільної здатності та експериментами з ядерним магнітним резонансом дозволив команді звузити ефекти придушення пекучості до трьох сполук: капсіанозиду I, розеозиду та імбирного гліколіпіду А. 

    Результати описують загальний механізм, який впливає на рівень гостроти перцю чилі та не є винятковим для будь-яких конкретних сортів. Лабораторія Петерсона вивчає складні взаємозв’язки між рецепторами ротової порожнини та харчовими сполуками, які впливають на сприйняття смаку людиною . Основна мета: застосувати отримані результати для покращення смаку здорової їжі без додавання цукру, солі та жирів.

    Рецептори TRPV1 у ротовій порожнині відповідають за сприйняття гостроти перцю чилі та активуються молекулами, такими як капсаїцин, що викликають відчуття пекучості та гостроти. Ці ж рецептори є у всьому організмі, а це означає, що капсаїцин у формі добавок і для місцевого застосування полегшує відчуття від перцю чилі, впливаючи на рецептори дратівливим сигналом та у підсумку знижуючи чутливість. За словами Петерсона, нещодавно виявлені сполуки, що пригнічують пекучість, можуть мати той самий ефект, що десенсибілізує, але без початкового опіку.

    Результати дослідження опубліковані у журналі Journal of Agricultural and Food Chemistry

    Джерело: SciTechDaily

    https://itc.ua/ua/novini/vcheni-znajshly-naturalnu-antygostru-prypravu-prosto-zayizhte-perets/

  • Спиногризи: вчені створили ембріони з клітин людської шкіри

    Спиногризи: вчені створили ембріони з клітин людської шкіри

    Американські дослідники створили людські яйцеклітини у лабораторних умовах, а потім за допомогою екстракорпорального запліднення (ЕКЗ) перетворили їх на ембріони.

    Для створення яйцеклітин використовувався той самий процес, що й для клонування вівці Доллі свого часу. Хоча сам метод ще далекий від клінічних випробувань, колись він може прокласти шлях до нових способів лікування безпліддя .

    “Крім того, що цей метод дає надію мільйонам людей з безпліддям через відсутність яйцеклітин або сперми, він також дасть можливість одностатевим парам мати дитину, генетично споріднену обом партнерам”, — зазначає співавторка дослідження, професорка акушерства та гінекології Медичній школі Університету охорони здоров’я та науки штату Орегон, Паула Амато. 

    Процес створення яйцеклітини включав видалення ядра з наявної людської яйцеклітини та заміну його ядром з клітини людської шкіри. Цей перший етап називається переносенням ядра соматичної клітини. Він використовувався для клонування багатьох тварин, включно із вівцею Доллі.

    Дослідники прагнули створити функціональну яйцеклітину, а не клон. Яйцеклітини містять половину хромосом, як у всіх інших не статевих клітин в організмі. Під час запліднення 23 хромосоми яйцеклітини об’єднуються з 23 хромосомами сперматозоїда. В результаті цього загальна кількість хромосом сягає 46.

    Щоб змусити створені яйцеклітини позбавитись половини хромосом, дослідники застосували електричні імпульси та препарат росковітін, який впливає на ферменти, що регулюють клітинний цикл — процес ділення. За результатами експерименту було отримано 82 яйцеклітини, які запліднили спермою внаслідок екстракорпорального запліднення .

    Однак подібний етап запліднення поки не є абсолютно безпечним. Лише близько 9% доходять до стадії бластоцисти. На цьому етапі яйцеклітина ділиться, утворюючи порожню сферу з клітин, яку можна ввести у матку за допомогою ЕКЗ.

    Більшість запліднених яйцеклітин не дійшли до стадії бластоцисти і ділились стільки разів, скільки було необхідно, щоб утворити від чотирьох до 8 клітин. На думку авторів дослідження, повільний розвиток бластоцисти, ймовірно, обумовлений хромосомними аномаліями, які зупиняли подальше ділення запліднених яйцеклітин, а також тим, що перенесені з клітин шкіри гени не були успішно перепрограмовані для підтримки ембріонального розвитку. Простіше кажучи, гени продовжували діяти наче все ще перебували у клітинах шкіри, а не у клітинах, які формуються на ранніх стадіях розвитку.

    Жодна з яйцеклітин, які досягли стадії бластоцисти, не піддалась подальшому розвитку. Оскільки вони також містили хромосомні аномалії, малоймовірно, що вони були б придатні для використання у ЕКЗ. Серед зазначених аномалій була як завелика, так і замала кількість хромосом, хоча у середньому їх було 46. Деякі яйцеклітини містили кілька копій однієї хромосоми, а у деяких — взагалі були відсутні певні хромосоми.

    Поки що фахівці визнали технологію занадто неефективною та пов’язаною із високими ризиками для негайного застосування у клінічній практиці. Самі автори дослідження підкреслюють, що на даному етапі результати виступають лише доказом самої концепції. Необхідні подальші дослідження для підтвердження ефективності та безпечності.

    Дослідники планують зосередитись на тому, як найкраще забезпечити ділення та подальше подвоєння хромосом у яйцеклітині. Науковці прагнуть якомога точніше відтворити процеси, які протікають під час реальної вагітності , щоб необхідні хромосоми спочатку відпадали під час ділення, а після правильно з’єднувались з новими хромосомами під час запліднення.

    Результати дослідження опубліковані у журналі Nature

    Джерело: LiveScience

    https://itc.ua/ua/novini/spynogryzy-vcheni-stvoryly-embriony-z-klityn-lyudskoyi-shkiry/

  • Чумацький Шлях сколихнула велетенська хвиля невідомого походження, — заява ESA

    Чумацький Шлях сколихнула велетенська хвиля невідомого походження, — заява ESA

    Дані космічної обсерваторії Gaia Європейського космічного агентства (ESA) засвідчили, що галактикою Чумацький Шлях суне велетенська хвиля невідомого походження , зміщуючи мільярди зірок.

    Галактична хвиля була помічена у картографічних даних Gaia. Телескоп із високою точністю відстежував положення та схеми руху мільйонів зірок до виведення з експлуатації на початку цього року.

    Подібно брижам у ставку, ця хвиля впливає на зірки, розташовані на відстані 30-65 тис. світлових років від центру галактики. Це значна частина Чумацького Шляху, діаметр якого складає близько 100 тис. світлових років.

    Астрономи не знають, що стало причиною цієї хвилі. У ESA заявляють, що однією з причин могло бути зіткнення з меншою карликовою галактикою . Однак для точної відповіді необхідні додаткові дослідження.

    Gaia складала карти швидкості та траєкторій руху зірок протягом майже 12 років. У 2020 році телескоп зафіксував дивні коливання Чумацького шляху . Загадкову хвилю дослідили внаслідок відстеження руху та положення молодих гігантських зірок, а також групи цефеїд — зірок з передбачуваною, але змінною яскравістю. 

    “Оскільки молоді гігантські зірки та цефеїди рухаються разом із хвилею, вчені вважають, що газ у диску також може брати участь у цій великомасштабному русі. Можливо, молоді зірки зберігають пам’ять про хвильову інформацію, отриману від газу, з якого вони народилися”, — зазначається у повідомленні ESA. 

    Астрономи Європейського космічного агентства порівняли цю хвилю з тією, що створюють спортивні вболівальники на стадіоні. Схожий тип хвильового руху видний під час спостережень за нашою галактикою у горизонтальній площині.

    Нещодавно виявлена ​​хвиля також може бути пов’язана з набагато меншою хвилею у Чумацькому Шляху, вже відомою вченим як хвиля Редкліффа. Її видно приблизно в 500 світлових роках від Сонця і вона простягається на 9 тис. світлових років у просторі.

    “Однак хвиля Редкліффа набагато менша, розташована в іншій частині галактичного диска порівняно з хвилею, яка вивчається в нашій роботі. Ці дві хвилі можуть бути пов’язані, а можуть і не бути. Саме тому ми б хотіли провести додаткові дослідження”, — зазначає провідна авторка дослідження з Національного інституту астрофізики в Італії Елоїза Поджо. 

    Результати дослідження опубліковані у журналі Astronomy & Astrophysics

    Джерело: LiveScience  

    https://itc.ua/ua/novini/chumatskyj-shlyah-skolyhnula-veletenska-hvylya-nevidomogo-pohodzhennya-zayava-esa/

  • Засновник iRobot не підходить ближче, ніж на 3 метри до сучасних "ходячих" роботів

    Засновник iRobot не підходить ближче, ніж на 3 метри до сучасних "ходячих" роботів

    Коли піонер у галузі робототехніки, який десятиліттями створював “розумні машини”, радить триматися від роботів подалі, це наштовхує на тривожні роздуми.

    Родні Брукс, почесний професор MIT і співзасновник компанії iRobot, опублікував нове технічне есе, в якому стверджує, що не підходить до роботів-гуманоїдів ближче, ніж на 3 метри, і радить всім людям дотримуватися його прикладу.

    “Моя порада людям — не наближатися ближче, ніж на 3 метри до повнорозмірного ходячого робота”, — пише Родні Брукс в есе під назвою “Чому сучасні гуманоїди не навчаться спритності”, опублікованому в його блозі минулого тижня. “Доки хтось не вигадає кращу версію, з якою набагато безпечніше перебувати поруч і контактувати, ми не побачимо, як роботів-гуманоїдів сертифікують для ходьби в зонах із людьми”.

    Дорога ілюзія

    На думку Брукса, компанії, що вкладають мільярди у створення людиноподібних машин, женуться за “дорогою ілюзією”. Він стверджує, що сучасні двоногі роботи небезпечні для людей вже самим фактом пересування: адже для утримання рівноваги, ті накопичують багато кінетичної енергії й, якщо такий робот впаде і при цьому зачепить людину кінцівкою, це може призвести до серйозних травм.

    Творець iRobot також ставить під сумнів поширене уявлення про те, що роботи-гуманоїди незабаром замінять людей, навчившись їхньої спритності по відео. Брукс не вважає, що цього “не буде ніколи”, але реальне впровадження значно далі, ніж думає більшість людей.

    На тлі швидкого розвитку штучного інтелекту зріс і загальний ажіотаж навколо роботів. До прикладу гендиректор Tesla Ілон Маск досить впевнено заявив, що їхні роботи Optimus зможуть генерувати $30 трлн доходу у майбутньому, а бос Figure Бретт Адкок передбачає, що гуманоїди переймуть “мільйони завдань” від людської робочої сили .

    Закони фізики у грі

    ШІ може дати певний приріст у програмному забезпеченні, але апаратне набагато складніше і не працює у віртуальності, а послуговується “невблаганними” законами фізики. Брукс, який працює з робототехнікою з 1970-х років, стверджує, що компаніям-розробникам бракує ключового інгредієнта — відчуття дотику.

    Аргументація науковця пов’язана з тим, як Tesla та Figure, навчають своїх роботів: обидві використовують лише візуальний підхід, коли працівники носять камери для запису таких завдань, як складання сорочок або підіймання предметів; потім дані передаються моделям штучного інтелекту, які можуть імітувати рух у нових контекстах.

    Компанія Маска нещодавно відмовилася від костюмів захоплення руху для збору даних на користь відеометоду, з яким працівники носять шоломи та рюкзаки, оснащені п’ятьма камерами; нова ініціатива Figure “Project Go-Big” також спирається на передачу знань безпосередньо з того, що вони називають “повсякденним людським відео”.

    “Ці підходи ігнорують десятиліття досліджень, які показують, що людська спритність залежить від надзвичайно складної системи сенсорного сприйняття”, — пише Брукс, посилаючись на роботу лабораторії Роланда Йоханссона з Університету Умео.

    Вищезгадане дослідження показало: коли кінчики пальців людини знеболені, то завдання підняти та підпалити сірник займає “незграбні” 30 секунд, замість 7 у звичних умовах. Людська рука містить близько 17 000 механорецепторів (причому по 1000 лише на кожному з кінчиків пальця), тому їхня нерухомість ускладнює чи навіть унеможливлює низку повсякденних дій.

    Інше сучасне дослідження лабораторії Девіда Гінті з Гарварду виявило 15 різних типів нейронів, що відповідають за відчуття дотику: від легкого натискання до вібрацій та розтягування шкіри. Це величезний масив сенсорної інформації, яку сучасні роботизовані системи ще не можуть ані відтворити, ані симулювати.

    Мета — встояти на ногах

    Окрім проблеми зі спритністю, є більш нагальне питання безпеки. Сучасні гуманоїдні роботи використовують потужні електродвигуни та давній алгоритм “zero moment point” для підтримки рівноваги. Підхід працює досить добре для того, щоб утримати робота в вертикальному положенні багато часу, але створює те, що Брукс називає “фундаментальною несумісністю” для перебування поруч з людьми.

    Особливий ризик становлять повнорозмірні моделі. Зі слів науковця, коли ви збільшуєте робота вдвічі — його маса збільшується у 8 разів, настільки ж і кінетична енергія, а також рівень ушкоджень для людей. Брукс згадує власний приклад, коли кілька років тому “перебував занадто близько” до робота Agility Robotics Digit, коли той упав. Відтоді він не наважувався наблизитись до роботів. Власне і реклама рідко коли показує рухомих роботів поряд із людьми, хіба що вони розділені меблями.

    На відео: один з футбольних івентів на Олімпіаді для роботів в Китаї


    Ця проблема виходить далеко за межі звичайних падінь. Аби роботи виконували свою обіцяну роль на виробництві, їм необхідна сертифікація для роботи в зонах, спільних із людьми. Сучасні механізми роблять таку сертифікацію практично неможливою, якщо поглянути на стандарти безпеки більшості країн світу.

    Хоча Брукс прогнозує, що цю проблему можна виправити років за 15, але з очевидним обмеженням: майбутні “гуманоїди” матимуть колеса замість ніг, більшу кількість рук і спеціалізовані датчики, які не матимуть нічого спільного з людськими очима (деякі камери будуть в руках).

    “Визначення “гуманоїд” зміниться так само як “летючі авто” перетворились на “електричні гелікоптери”, а “авто без водія” на “авто з дистанційним керуванням від людини”.

    За матеріалами блогу Родні Брукса та статті Бенджа Едвардса на ArsTechnica

    https://itc.ua/ua/novini/zasnovnyk-irobot-ne-pidhodyt-blyzhche-nizh-na-3-metry-do-suchasnyh-hodyachyh-robotiv/

  • Дволикий Місяць: темна сторона супутника Землі холодніша всередині, ніж світла

    Дволикий Місяць: темна сторона супутника Землі холодніша всередині, ніж світла

    Нове дослідження британських та китайських науковців з Університетського коледжу Лондона (UCL) та Пекінського університету встановило, що прихована внутрішня сторона зворотного боку Місяця значно холодніша за ту, що спрямована у бік Землі. 

    У рамках дослідження науковці проаналізували зразки місячного ґрунту, зібрані китайською місією “Чан’є-6” з великого місячного кратера на зворотній стороні. Результати підтвердили, що вік зразків становить близько 2,8 млрд років. Ці породи були утворені з лави, яка застигла глибоко у надрах Місяця за температури близько 1 тис. 100 C°, що приблизно на 100 C° нижче за зразки, отримані з видимої сторони. 

    “Видна та зворотна сторони Місяця сильно розрізняються як на поверхні, так і, можливо, всередині. Це одна з найбільших загадок Місяця. Ми називаємо її “дволиким Місяцем”. Гіпотеза про різку різницю температур між ближньою та зворотною сторонами мантії існує вже давно, але наше дослідження надає перші докази, отримані за допомогою реальних зразків”, — підкреслив співавтор дослідження професор Ян Лі з кафедри наук про Землю в Університетському коледжі Лондона, який також працює у Пекінському університеті. 

    Зворотний бік Місяця має товстішу кору, більш гористу та вкриту кратерами, а також, ймовірно, менш вулканічну, з меншою кількістю темних базальтових ділянок, утворених зі стародавньої лави. Дослідники припускають, що надра на зворотній стороні супутника Землі можуть бути холоднішими через менший вміст тепловидільних елементів, включно з ураном, торієм та калієм, які виділяють тепло внаслідок радіоактивного розпаду.

    Результати попередніх досліджень свідчили, що нерівномірне розподілення тепловидільних елементів могло виникнути внаслідок зіткнення астероїда або іншого космічного об’єкта зі зворотною стороною Місяця, виштовхнувши більш щільні матеріали, що містять більше тепловидільних елементів, на ближній бік. Інші теорії припускали, що ще на початку існування Місяць міг зіткнутись з іншим, меншим за розміром супутником і зразки з ближньої та дальньої сторін були отримані від двох термічно різних супутників, або що ближня сторона могла бути гарячішою через силу тяжіння Землі.

    У рамках нового дослідження британські та китайські науковці проаналізували 300 г місячного ґрунту, наданого Пекінському науково-дослідному інституту геології урану. За словами першого автора дослідження Шен Хе, зразки, зібрані місією “Чан’є-6”, стали першими, отриманими зі зворотного боку Місяця. Група досліджувала окремі ділянки зразка, що складається переважно з зерен базальту, за допомогою електронного зонда для визначення складу. 

    Дослідники виміряли крихітні варіації ізотопів свинцю за допомогою іонного зонда та визначили вік породи — 2,8 млрд років. Цей метод заснований на тому, що уран розпадається на свинець із постійною швидкістю. Дані були опрацьовані за допомогою методу, удосконаленого професором Пітером Вермешем з Університетського коледжу Лондона.

    Після цього науковці використали кілька методів для оцінки температури зразка на різних етапах його розвитку, коли він ще перебував глибоко у місячних надрах. Спершу було проведено аналіз мінерального складу та його порівняння з результатами комп’ютерного моделювання для оцінки температури породи на момент її утворення (кристалізації). Результати порівнювались з аналогічними оцінками порід, розміщених на видимому боці Місяця з різницею у 100 C°. 

    Далі дослідники глибше вивчали геологічну історію зразка та визначали його хімічний склад. Вони намагались з’ясувати, наскільки високою була температура початкової породи, до того як вона розплавилась та перетворилась на магму, щоб потім знову застигнути та перетворитись на породу, зібрану “Чан’є-6”. Порівнявши отримані результати з оцінками зразків, зібраних з ближнього боку супутника під час місій “Аполлон”, науковці знову виявили різницю близько 100 C°.

    Щоб оцінити температуру початкової породи, використовувались супутникові дані про місце посадки Чан’є на дальній стороні, які порівнювались з еквівалентними супутниковими даними з ближнього боку, і знову було виявлено різницю (цього разу 70 C°). На Місяці уран, торій та калій переважно зустрічаються разом із фосфором та рідкісноземельними елементами у матеріалі під назвою “KREEP” —абрівіатура, що включає калій, рідкісноземельні елементи та фосфор. 

    Ключова теорія утворення Місяця передбачає, що він виник з уламків внаслідок зіткнення Землі з протопланетою розміром приблизно з Марс. Початково наш ключовий супутник складався з розплавленої лави або магми, яка поступово ставала твердою у міру охолодження. Однак елементи “KREEP” були несумісними з утвореними кристалами й тому довше зберігались у магмі. Вчені очікували, що речовина KREEP буде рівномірно розподілена по всій поверхні Місяця. Натомість, як вважають, вона накопичується в мантії на ближньому боці. Розподіл цих елементів може бути причиною вищої вулканічної активності на ближньому боці.

    Результати дослідження були опубліковані у журналі Nature Geoscience

    Джерело: SciTechDaily

    https://itc.ua/ua/novini/dvolykyj-misyats-temna-storona-suputnyka-zemli-holodnisha-vseredyni-nizh-svitla/

  • Вчені розкрили таємницю блудних вогників ignis fatuus: бульбашки з мікроблискавками

    Вчені розкрили таємницю блудних вогників ignis fatuus: бульбашки з мікроблискавками

    Протягом століть моторошні історії про блудні вогники на болотах та кладовищах непокоїли людей, сприяючи поширенню чуток та уявлень про те, що вони нібито збивають мандрівників зі шляху та являють собою щось надприродне.

    Однак американські хіміки зі Стенфордського університету вважають, що знайшли значно простіше наукове пояснення цьому явищу. Вони стверджують, що блудні вогники насправді являють бульбашки з мерехтливими крихітними блискавками . Дослідження було проведене під керівництвом Юй Ся з Університету Цзянхань та Річарда Зара зі Стенфорда. 

    Результати дослідження вказують на те, що крихітні електричні заряди (мікроблискавки) здатні запалити метан у звичайних умовах. У легендах блудні вогники часто пов’язують з болотами, що цілком логічно, адже саме там активно утворюється метан. Болота бідні на кисень, тому анаеробні мікроорганізми розкладають органіку на метан. Кислотне середовище сповільнює розкладання, дозволяючи накопичуватись торфу та утримувати газ. Цей газ на болотах легко спалахує, однак його важко запалити за низьких температур. Ще у 1776 Алессандро Вольта передбачив, що блискавка може бути іскрою . Дослідники нині вважають, що він мав рацію, але в набагато скромнішому і тоншому значенні. 

    “Це не блискавка, що сяє з неба, а насправді іскра, що виходить від крапель. За допомогою води я можу висікти іскру і підпалити щось. Це щось нове”, — зазначає Річард Зар. 

    Для перевірки цього дослідники побудували резервуар з надрукованим на 3D-принтері соплом, через яке впорскували у воду мікробульбашки метану та повітря. Поки бульбашки підіймались і зіштовхувались одна з одною, високошвидкісні камери фіксували між ними слабкі спалахи світла — мікроблискавки . Фотодіод підтвердив, що спалахи відбувались навіть за використання виключно кисню. Це дозволяє припустити, що іскри виникають через різницю зарядів на межі розділу газ-рідина, а не через сам метан. 

    Однак при додаванні метану дещо змінилось. Спалахи стали яскравішими, вода нагрілась, спектри випромінювання показали явні ознаки збудженого формальдегіду та гідроксильних радикалів — сполук, які виникають під час окиснення метану. Змінилось навіть повітря над резервуаром. Мас-спектрометрія показала зниження вмісту метану та кисню та зростання вмісту вуглекислого газу, що відповідає реакціям горіння за кімнатної температури. 

    Протягом століть люди намагались зрозуміти значення подібних блудних вогників. Наприклад, в Шотландії їх називали “спункі”, у Японії — “хітодама”, що означало — душі померлих. У деяких частинах американського Півдня їх вважали кістками, що танцюють, або духами втрачених дітей. Мандрівники їх боялися, поети романтизували, а вчені ламали над ними голову. Раніше теорії пов’язували виникнення свічення з фосфіном, метаном або статичним розрядом, але жодна з них не могла повністю пояснити слабке, мерехтливе полум’я у вологому повітрі. 

    Дослідники обережно відзначають, що не всі блудні вогні, що коли-небудь спостерігалися, були викликані мікроблискавками. Ці спалахи слабкі, рідкісні та відбуваються на масштабах менше за товщину людського волосся. 

     Результати дослідження опубліковані у журналі PNAS

    Джерело: ZME Science

    https://itc.ua/ua/novini/vcheni-rozkryly-tayemnytsyu-bludnyh-vognykiv-ignis-fatuus-bulbashky-z-mikroblyskavkamy/

  • З віком люди обирають невігластво, навіть коли знання корисніші, — дослідження

    З віком люди обирають невігластво, навіть коли знання корисніші, — дослідження

    Американські дослідники з Чиказького університету визначили точний вік, у якому люди починають надавати перевагу невігластву , а не точним знанням.

    Ця поведінка відома під назвою “ефект страуса”, хоча самі страуси ніколи не ховають голову у пісок. Результати серії експериментів, які вивчали уникання інформації серед 320 американських дітей у віці від 5 до 10 років, продемонстрували, що діти молодшого віку активно шукали інформацію, тоді як, починаючи з 7 років, вони починали уникати інформації, якщо потенційні відповіді могли викликати негативні емоції .

    “Чому діти такі допитливі, а ми, ставши дорослими, якимось чином воліємо уникати інформації? Що це за перехід?” — питається докторка Радхіка Сантханагопалан. 

    У першому експерименті дослідники вивчали 5 потенційних причин, серед яких прагнення уникнути негативних емоцій, уникання негативної інформації щодо нашої власної привабливості або компетентності , уникання заперечення наших власних переконань, з метою захисту власних переконань та через прагнення діяти у власних інтересах.

    Після цього автори дослідження розглядали різні сценарії аби з’ясувати, чим була викликана подібна поведінка. Один з тестів передбачав прохання до дітей згадати свої улюблені та не дуже улюблені цукерки, а потім показати їм відео про те, чому вживання обраних ними солодощів шкідливе для зубів.

    “Ми виявили, що коли діти молодшого віку дійсно хотіли шукати інформацію, діти старшого віку почали виявляти тенденцію до уникнення. Наприклад, вони не хотіли знати, чому їхні улюблені цукерки шкідливі, але цілком спокійно дізнавалися, чому цукерки, які вони не люблять, шкідливі”, — зазначає Радхіка Сантханагопалан. 

    Це створює цікавий випадок “морального маневру”, коли люди воліють уникати інформації з огляду на власні інтереси, однак роблять це так, щоб не виглядати егоїстичними в очах інших. Це було продемонстровано у сценарії, коли дітям, що працювали в парі, пропонували два відра з наклейками — собі та партнеру. В одному відрі було більше наклейок, а інше — було закритим, і скільки там наклейок — було невідомо. Перед вибором відра дітей питали, чи хочуть вони знати, скільки наклейок отримає їхній партнер.

    “Ми хочемо діяти у власних інтересах, але при цьому дуже дбаємо про те, щоб виглядати справедливими в очах інших. Свобода дій у моральних питаннях дозволяє нам досягти обох цілей”, — пояснює Радхіка Сантханагопалан. 

    Хоча інформація про те, скільки наклейок може знаходитись у закритому відрі, не впливала на індивідуальні результати, діти старшого віку частіше воліли не знати, скільки наклейок зможе отримати їхній партнер. Таким чином, вони не відчували провини, вибираючи відро з невідомою кількістю наклейок для свого партнера. 

    “Ця моральна свобода маневру дозволяє їм вибирати зиск, виходячи з власних інтересів, зберігаючи при цьому ілюзію справедливості. Ця завіса невігластва дозволяє їм діяти у власних інтересах”, — підкреслює Радхіка Сантханагопалан. 

    Результати дослідження продемонстрували, що у міру дорослішання діти все частіше уникали інформації для захисту від негативних емоцій, що було пов’язано з усіма п’ятьма причинами, окрім компетентності. Діти без вагань дізнавались про погані результати тесту. На думку дослідників, це може бути пов’язане з тим, що школа сприяє особистісному зростанню та позитивним змінам, тому поганий результат – лише невеликий крок на шляху до гарного результату. 

    У дорослому віці уникання певної інформації зустрічається значно частіше. Дослідники додають, що таке уникнення може мати особисті та суспільні наслідки, такі як “поглиблення політичної поляризації чи ідеологічна жорсткість”. Дослідників дуже хвилює питання, чому дорослі люди уникають корисної інформації, віддаючи перевагу короткостроковому дискомфорту, порівняно із довгостроковою користю від знань. 

    “У людей є схильність прагнути до вирішення невизначеності, але коли вирішення ситуації стає загрозливим, вони можуть натомість перемикнутись на уникнення. Я думаю, що є щось особливе у здатності терпіти і навіть приймати певний рівень невизначеності. Я думаю, це може допомогти не стати жертвою уникнення інформації”, — зазначає Радхіка Сантханагопалан. 

    Результати дослідження опубліковані у журналі Psychological Science

    Джерело: New Atlas

    https://itc.ua/ua/novini/z-vikom-lyudy-obyrayut-neviglastvo-navit-koly-znannya-korysnishi-doslidzhennya/

  • Нобелівську премію з медицини отримали вчені з США, Японії та Швеції за прорив у лікуванні раку та

    Нобелівську премію з медицини отримали вчені з США, Японії та Швеції за прорив у лікуванні раку та

    У цьому році троє дослідників стали лавреатами Нобелівської премії з фізіології та медицини.

    Мері Бранкоу з Інституту системної біології в Сіетлі, Фред Рамсделл з компанії Sonoma Biotherapeutics у Сан-Франциско та Сімон Сакагучі з Осацького університету у Японії були нагороджені за відкриття механізму периферичної імунної толерантності. Їхнє дослідження вперше розкриває можливості контролю за імунною системою для боротьби з патогенами та уникнення аутоімунних реакцій.

    “Їхні відкриття відіграли вирішальну роль у нашому розумінні того, як функціонує імунна система і чому не у всіх нас розвиваються серйозні аутоімунні захворювання”, — зазначив під час церемонії нагородження голова Нобелівського комітету Олле Кемпе.

    Імунна система в людському організмі покликана захищати від великої кількості небезпечних мікроорганізмів та вірусів. Нобелівські лавреати дослідили, як організм використовує регуляторні T-клітини для боротьби з патогенами та контролю над імунною системою.

    Сімон Сакагучі зробив перше відкриття периферичної імунної толерантності у 1995 році. Тоді більшість дослідників вважала, що імунна система розвиває толерантність тільки внаслідок процесу, званого центральною толерантністю, коли шкідливі клітини імунної системи знищуються у тимусі — спеціалізованому органі у грудній клітині, який виробляє білі кров’яні клітини. 

    Однак Сакагучі продемонстрував, що імунна система значно складніша, виявивши регуляторні T-клітини, які пригнічують занадто активні імунні реакції для захисту організму від аутоімунних хвороб. Ці спеціалізовані T-клітини слідкують за іншими клітинами імунної системи для забезпечення толерантності до природних тканин організму.

    Через 6 років Мері Бранкоу та Фред Рамсделл виявили, що деякі миші мають мутацію гену Foxp3, яка робить їх особливо вразливими до аутоімунних захворювань. Вони також виявили, що зміни в людській версії цього гена відповідальні за порушення регуляції імунітету, поліендокринопатію, ентеропатію, зчеплений з Х-хромосомою (IPEX) синдром – аутоімунне захворювання.

    У 2003 році Сімон Сакагучі продемонстрував, що ген Foxp3 відповідає за керування розвитком регуляторних T-клітин. Розуміння цих складних процесів дозволило іншим фахівцям розробити низку експериментальних курсів лікування проти таких хвороб як гліобластома мозку або червоний вовчак.

    Зокрема, завдяки імунній терапії організм отримує змогу краще розпізнавати ракові клітини . Під час лікування аутоімунних захворювань також з’явився шанс усувати причини у вигляді дефектів, через які імунна система атакує клітини власного організму.

    У 2024 році Нобелівську премію з медицини присудили за відкриття мікроРНК. Лавреатами стали Віктор Амброс та Гері Равкін. МікроРНК — новий клас крихітних молекул РНК, які мають ключове значення у регуляції генів.

    У 2023 році Нобелівську премію отримали Каталін Каріко та Дрю Вайсман за розробку мРНК-вакцин від COVID-19.

    7 жовтня також має відбутись оголошення лавреатів Нобелівської премії з фізики.

    Джерело: LiveScience

    https://itc.ua/ua/novini/nobelivsku-premiyu-z-medytsyny-otrymaly-vcheni-z-ssha-yaponiyi-ta-shvetsiyi-za-proryv-u-likuvanni-raku-ta-autoimunnyh-hvorob/

  • Квантова енергетика здатна обійти цикл Карно за ефективністю, — дослідження

    Квантова енергетика здатна обійти цикл Карно за ефективністю, — дослідження

    Японські дослідники з Токійського інституту знайшли спосіб подолати традиційні термодинамічні обмеження, такі як ККД Карно, використовуючи не термалізовані квантові стани .

    У своїй роботі вчені пропонують використовувати нетермічну рідину Томонагі-Латтінжератеоретична модель, що описує взаємодію електронів (або інших ферміонів) в одномірному провіднику (наприклад, квантових дротах, таких як вуглецеві нанотрубки) для перетворення тепла, що відводиться, в електричну енергію з більшою ефективністю порівняно з традиційними системами. 

    Сучасні технології збирання енергії являють собою пристрої, які збирають енергію з навколишнього середовища, підвищуючи ефективність сучасної електроніки та промислових процесів. Тепло, що відходить, безперервно генерується комп’ютерами, смартфонами, промисловим обладнанням, потужними енергетичними системами. Збирання цієї енергії дозволяє використовувати тепло замість того, аби воно було втрачене, та перетворювати на електрику.

    Традиційні системи збирання енергії обмежені фундаментальними принципами термодинаміки. Системи, що працюють у стані теплової рівноваги, мають суворі обмеження на кількість тепла, яке можна перетворити на електроенергію. Відношення між виробленою енергією та отриманим теплом, що відводиться, визначається коефіцієнтом Карно. Додаткові обмеження, зокрема, ККД Керзона-Альборна — (ККД за максимальної вихідної потужності), ще більше обмежують кількість енергії, яку можна отримати з тепла, що відводиться.

    Дослідники під керівництвом професора Тосімаси Фудзісави з кафедри фізики Токійського наукового інституту заявляють, що знайшли спосіб обійти ці обмеження. Замість традиційних теплових станів вчені використали властивості нетеплової рідини Томонагі-Латтінжера. Ця особлива одновимірна електронна система внаслідок унікальних квантових властивостей не прагне до теплової рівноваги. Це означає, що за подачі тепла система зберігає нетепловий, високоенергетичний стан, а не розподіляє енергію рівномірно, як у традиційних теплових циклах. 

    Для демонстрації потенціалу концепції дослідники провели експеримент. Вони інжектували тепло, що відводиться від квантового точкового резистора — пристрою, який керує потоком електронів, в термоелектричну рідину. Це тепло переносилось на кілька мікрометрів у тепловий двигун на квантових точках — мікроскопічний пристрій, що перетворює тепло на електрику за допомогою квантових ефектів. 

    Вчені переконались, що нетрадиційне джерело тепла виробляло значно вищу електричну напругу і досягало більшої ефективності перетворення.

    “Ці результати спонукають нас використовувати термоелектричні рідини як нетеплове джерело енергії для нових систем збирання енергії”, — зазначає Тосімаса Фудзісава. 

    Дослідники розробили модель, засновану на бінарній функції розподілу Фермі для нетеплових електронних станів , і використали її у запропонованій системі. Вчені продемонстрували, що їхній метод перевершує не тільки ККД Карно, а й ККД Керзона-Альборна. 

    “Наші результати показують, що тепло від квантових комп’ютерів та електронних пристроїв можна перетворити на корисну енергію за допомогою високопродуктивного збирання енергії”, — підкреслює Тосімаса Фудзісава. 

    Варто зазначити, що ККД Карно являє собою максимально можливий ККД для будь-якої теплової системи, що працює за умов постійної температури нагрівача T1 та охолоджувача T2. Оскільки ідеальні процеси можуть здійснюватися лише з дуже малою швидкістю, потужність теплової машини в циклі Карно дорівнює нулю. Потужність реальних теплових машин не може дорівнювати нулю, тому реальні процеси можуть наближатися до ідеального процесу Карно тільки з більшим або меншим ступенем точності. ККД будь-якої теплової машини не може перевершувати ККД ідеальної теплової машини, що працює за циклом Карно з тими ж температурами нагрівача і холодильника. 

    Результати дослідження опубліковані у журналі Communications Physics

    Джерело: SciTechDaily

    https://itc.ua/ua/novini/kvantova-energetyka-zdatna-obijty-tsykl-karno-za-efektyvnistyu-doslidzhennya/