Форум
Выбрать дату в календареВыбрать дату в календаре

Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
22 июля 1887 года родился Густав Людвиг Герц, немецкий физик, лауреат Нобелевской премии по физике в 1925 году «за открытие законов соударения электрона с атомом» (совместно с Джеймсом Франком). Племянник знаменитого Генриха Герца

Густав Людвиг Герц родился в Гамбурге. Обучался с 1909 по 1911 годы в центрах современной ему физики — Гёттингене, Мюнхене и Берлине. Защитил диссертацию под руководством Генриха Рубенса в Берлине и стал ассистентом в физическом институте Университета Гумбольдта в Берлине.

Совместно с доцентом того же университета, физиком Джеймсом Франком, Герц разработал в 1912—1913 годах опыты по соударению электронов с атомами, которые впоследствии оказались существенным подтверждением Боровской теории атома и квантовой механики. Эксперимент известен теперь под именем эксперимента Франка — Герца. В 1925 году Герц и Франк получили за это Нобелевскую премию по физике.

В апреле 1915 года, после агитации со стороны Фрица Габера, участвовал в газовой войне при Ипре.

В 1925 году возглавил на 5 лет руководство физическими лабораториями фабрики лампочек фирмы Филипс в Эйндховене. Занимался там физикой газового разряда. Затем стал профессором физики в Галле и Берлине. В 1935 году был лишён права принимать экзамены по причине еврейского происхождения, в результате чего отказался от профессуры. Хотя он и остался почётным профессором, Герц предпочёл такой полупрофессуре работу исследователя в промышленности, в исследовательских лабораториях фирмы Siemens & Halske. В 1935 году специально для него в компании была создана лаборатория Siemens-Forschungslaboratorium II.

В Siemens Герц занимался диффузионными разделительными установками лёгких изотопов, которые стали впоследствии основной технологией при обогащении урана для производства атомной бомбы, а также исследованиями в области электроакустики. По этой причине его, совместно с Манфредом фон Арденне, Максом Штеенбеком и другими атомными специалистами, специальное отделение Красной Армии в апреле 1945 года перевезло в Сухуми, где Герцу суждено было возглавить исследовательскую лабораторию, состоящую из немецких специалистов.

По результатам работы института в Сухуми Герц был награждён Сталинской премией второй степени совместно с Хайнцем Барвихом и Ю. А. Крутковым за исследования динамики и устойчивости каскадов газодиффузионного разделения изотопов урана, результаты которых были использованы на промышленной установке в Новоуральске «Kефирштате», название вылетевшее из уст другого «бывшего фашиста» проф. Тиссенa. Возвращение Герца осенью 1954 года было частью подготовки Восточной Германии к разработке атомной промышленности. Герц возглавил подготовку и стал в 1955 году руководителем научного совета по мирному применению атомной энергии при Совете министров ГДР. В этом совете была проведена вся подготовка по концентрации рассеянных до тех пор институтов в одном новом Дрезденском центральном институте ядерных исследований.

В 1954 году Герц был директором физического института в Университете имени Карла Маркса в Лейпциге, членом Академии наук ГДР и сооснователем Исследовательского совета ГДР. Иностранный член АН СССР. Занимал центральное место в развитии ядерной физики в ГДР посредством издания трёхтомного учебника по ядерной физике. В 1975 году умер в Берлине. Похоронен в семейной могиле на кладбище в Гамбурге.


22 июля 1888 года родился Зельман Абрахам Ваксман, американский микробиолог и биохимик. Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1952) за «открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулёза». При вручении ему Нобелевской премии Арвид Волгрен из Каролинского института приветствовал Ваксмана как одного из величайших благодетелей человечества

Родился Зельман Абрахам Ваксман в местечке Новая Прилука, что в 15 км. от Винницы, в семье мелкого арендатора Якова Ваксмана и владелицы промтоварного магазина Фрейды Ваксман (урождённой Лондон). Окончил гимназию № 5 в Одессе. В 1910 году эмигрирует в США. Там, какое-то время жил у сестёр на ферме в штате Нью-Джерси. Поступил в сельскохозяйственный колледж, в котором изучал микробиологию почвы. Магистр естественных наук (1915). В 1918 году изучая химию ферментов в Калифорнийском университете в Беркли получает степень доктора. Дальнейшая его карьера связана с Ратгерским университетом в штате Нью-Джерси. В 1925 году назначен адъюнкт-профессором, в 1931 году — профессором.

В 1932 году Американская ассоциация по борьбе с туберкулезом обратилась к Зельману Ваксману с просьбой изучить процесс разрушения палочки туберкулеза в почве. Учёный дал заключение, что за этот процесс ответственны микробы-антагонисты. В конце 1930-х годов Зельман Ваксман разрабатывает новую программу, касающуюся использования результатов, полученных исследований в области микробиологии для лечения болезней. В течение четырех лет Ваксман и его коллеги исследовали около десяти тысяч различных микроорганизмов почвенного покрова в поисках антибиотиков, способных воздействовать на бактерии. В 1940 году ученые выделили актиномицин, оказавшийся довольно токсичным. Спустя два года они открыли стрептотрицин, антибиотик оказавшийся эффективным в отношении возбудителей туберкулёза. В 1943 году обнаружен стрептомицин. После нескольких лет тестирования и доработки, в 1946 году стрептомицин начинает широко использоваться для борьбы с туберкулёзом и проказой. Стрептомицин оказался весьма ценным, так как был эффективен в отношении бактерий, устойчивых к сульфаниламидным препаратам и пенициллину. Получение стрептомицина побудило других ученых к поиску новых антибиотиков. Развитие этого направления лекарственных средств — безусловная заслуга работ Зельмана Ваксмана.

Лауреат Нобелевской премии по физиологии и медицине (1952) за «открытие стрептомицина, первого антибиотика, эффективного при лечении туберкулеза».

Награждён орденом Почётного легиона (1950), почётный доктор университетов Льежа и Ратгера. Член Американской национальной академии наук, Национального исследовательского общества американских биологов, Американского научного почвоведческого общества, Американского химического общества и Общества экспериментальной биологии и медицины.


22 июля 1895 года родился Павел Осипович Сухой, советский авиаконструктор, доктор технических наук, один из основателей советской реактивной и сверхзвуковой авиации

Дважды Герой Социалистического Труда (1957, 1965), лауреат Ленинской (1968 г.), Сталинской (1943) и Государственной (1975) премий, лауреат премии № 1 им. А. Н. Туполева (1975, посмертно).

П. О. Сухой родился в с. Глубокое Дисненского уезда Виленской губернии (ныне г. Глубокое Витебской области, Белоруссия) в семье учителя народной школы. Белорус. Закончил гомельскую гимназию (сейчас БелГУТ).

После окончания МВТУ (1925) работал в КБ А. Н. Туполева (АГОС), входившем тогда в структуру ЦАГИ, и на заводе № 156 (инженер-конструктор, начальник бригады, заместитель главного конструктора). В этот период Сухим под общим руководством Туполева созданы истребители И-4, И-14, рекордные самолёты АНТ-25 (боевой вариант ДБ-1) и АНТ-37бис «Родина» (боевой вариант ДБ-2).

Принимал участие в конкурсной разработке самолёта «Иванов», закончившейся созданием боевого многоцелевого самолёта Су-2, применявшегося в первые годы Великой Отечественной войны.

В 1939?1940 главный конструктор на заводе в Харькове. В 1940—1949 — главный конструктор КБ, базировавшегося на ряде заводов в Подмосковье и Москве, одновременно директор этих заводов. В 1942—1943 под его руководством создан бронированный штурмовик Су-6. В 1949—1953 — снова заместитель главного конструктора в КБ Туполева. С 1953 — главный конструктор вновь воссозданного своего КБ, с 1956 генеральный конструктор.

В послевоенные годы Сухой был в ряду первых советских авиаконструкторов, возглавивших работы в области реактивной авиации, создав несколько опытных реактивных истребителей. После воссоздания КБ под его руководством разработан ряд серийных боевых машин, в числе которых истребитель Су-7 со скоростью полёта, вдвое превысившей скорость звука, истребители-перехватчики Су-9, Су-11, Су-15, истребители-бомбардировщики Су-7Б с лыжным и колёсно-лыжным шасси для базирования на грунтовых аэродромах и Су-17 с изменяемой в полёте стреловидностью крыла, фронтовой бомбардировщик Су-24, штурмовик Су-25, истребитель Су-27 и другие самолёты. Были также разработаны ряд не реализованных проектов, например Су-13. Под руководством П. О. Сухого разработано более 50 конструкций самолётов.

В 1958—1974 годах депутат Верховного Совета СССР.

В 1972 году (задолго до руководителей других авиационных КБ) Павел Осипович обратился в ВЦ АН СССР с просьбой о содействии в автоматизации процесса проектирования своих изделий. В ответ на его обращение была создана группа исследователей и программистов, сумевшая за несколько лет разработать и внедрить первую очередь соответствующей САПР.

Жил и работал в Москве. Скончался 15 сентября 1975 года. Похоронен на Новодевичьем кладбище в Москве.




Изменено: Елена Сальникова - 22.07.2016 17:36:06
Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
Язык влияет на мышление с младенчества

Услышанные слова помогают думать маленьким детям – даже тем, которые говорить сами ещё не умеют.

Обычно мы считаем, что язык лишь отражает особенности нашего видения, наших мыслей и чувств. Но может ли сам язык влиять на наше мышление?

Раньше это был вопрос сугубо умозрительный, но в последнее время всё чаще появляются экспериментальные работы, из которых следует, что – да, язык воздействует на сознание. Так, в 1991 году в журнале Cognition была опубликована статья, в которой говорилось, что корейцы по сравнению с англичанами больше обращают внимания на то, как объекты соединяются друг с другом, насколько хорошо они друг к другу подходят.

В 1997 году в том же Cognition появилась похожая работа, но уже про японцев – они, как оказалось, предпочитают группировать предметы в соответствии с материалом, из которого они сделаны, тогда как английский выводит на первое место форму.

В 2007 году в журнале PNAS была опубликована статья, в которой говорилось, что русскоязычные люди быстрее различают оттенки синего цвета, нежели англоязычные. Наконец, год назад мы писали об экспериментах с двуязычными людьми, говорящими на английском и немецком языках: оказалось, что их мировосприятие отчасти меняется, и меняется именно под влиянием второго языка – другой синтаксис заставляет иначе смотреть на происходящее.

Возникает вопрос, в каком возрасте впервые проявляется влияние языка на мышление. И, казалось бы, сам собой напрашивается ответ, что это происходит в детстве, когда ребёнок выучивается говорить. Исследователи из Северо-Западного университета согласны с такой точкой зрения, но с одной оговоркой – по их данным, язык начинает влиять на сознание ещё до того, как человек произносит своё первое слово.

Девятимесячным детям, ещё не умевшим говорить, показывали ярко-раскрашенных существ, которые, появляясь в случайном порядке в середине экрана, разбегались либо влево, либо вправо, а потом исчезали. Суть опыта состояла в том, что «популяцию» существ обозначали либо одним словом, либо двумя словами, и в последнем случае одно слово предназначалось для тех, кто движется в одну сторону, а другое – для тех, кто движется в другую сторону. Эти слова слышали дети, наблюдавшие за существами.

Затем наступал черёд второй части эксперимента: разноцветные создания снова появлялись в центре экрана, а психологи внимательно следили с помощью специальной аппаратуры, куда посмотрят дети. По направлению взгляда ребёнка можно было понять, чего он ждёт от существа – что оно двинется влево или же вправо. Смысл тут был в том, чтобы понять, появилась ли связь между словесными категориями, обозначавших «правых» существ и «левых» существ, и мышлением. Связь действительно появилась: те дети, которые выучивали две категории, довольно хорошо предугадывали движение фигур; а вот те, которые слышали только одно общее для всех название, предугадать направление движения не могли. Статья по результатам исследования должна вскоре появиться в журнале Cognition.

Отсюда следует, что ещё в процессе первоначального освоение языка и ещё до того, как человек сам выучивается разговаривать, языковые категории влияют и на наше восприятие, и на умение работать и анализировать то, что нам удалось воспринять.

Возможно, в дальнейшем первоначальный такой языковой эффект изменяется под влиянием новых «данных», как языковых, так и не языковых, однако сам по себе столь раннее взаимодействие сознания и внешней речи весьма примечательно. Очевидно, новые результаты должны привлечь внимание нейробиологов и педагогов, занимающихся проблемами развития мышления.


Коре мозга сделали новую карту

Новая структурно-функциональная карта делит кору больших полушарий на 180 участков.

Кора мозга устроена чрезвычайно сложно – разные её участки отличаются друг от друга как по функциям, так и по клеточному устройству. Естественно, тем, кто начал заниматься мозгом, очень скоро понадобилась «карта местности» для мозговой коры, и своеобразным золотым стандартом тут стала система цитоархитектонических полей, опубликованная немецким неврологом Корбинианом Бродманом ещё в 1909 году.

Эти поля отличаются по морфологии клеток и по тому, как клетки в них уложены друг относительно друга (то есть по клеточной цитоархитектонике). Поля Бродмана оказались необычайно полезны, но всё же у ни были некоторые существенные минусы.

Во-первых, сам Бродман построил свою карту на материале всего одного мозга, взятого от умершего человека. В дальнейшем строение полей коры уточняли уже на более разнообразном материале, и к чистой морфологическим параметрам добавились функции: за что отвечает один участок, за что другой, и т. д. Однако чем больше нейробиологи узнавали о мозге, тем ясней становилось, что кору полушарий нужно картировать заново, используя несколько признаков одновременно.

За эту работу взялись Мэтью Глассер (Matthew F. Glasser) и его коллеги из Вашингтонского университета в Сент-Луисе, Оксфорда, Университета Миннесоты и Университета Неймегена. Они взяли массив данных магнитно-резонансной томографии (МРТ), накопленных в рамках проекта Коннектом Человека (напомним, что цель проекта Коннектом Человека в том, чтобы полностью описать структуру связей в нашем мозге).

Исследователей интересовали результаты структурной МРТ, которая позволяет установить, например, толщину тех или иных участков коры и другие подобные особенности, и функциональной МРТ, с помощью которой можно увидеть функцию той или иной зоны мозга. При этом мозг во время сканирования может отдыхать, и тогда мы различим его базовую функциональную топографию, или же выполнять какое-то задание – и тогда мы увидим, какие участки работают над конкретной процедурой. Для построения новой карты коры использовали данные фМРТ, полученные при выполнении семи заданий, от аудиотестов до математических задач.

Таким образом, алгоритм, который искал в коре функциональные поля, должен был оперировать сразу несколькими параметрами, структурными и функциональными. В итоге удалось обнаружить целых 180 полей в каждом полушарии, 83 из которых ранее уже были описаны в литературе, а вот 97 оказались доселе неизвестными.

Алгоритм работал с результатами МРТ-сканирования 210 добровольцев проекта Коннектом Человека, и сразу же возникал вопрос, удастся ли определить те же зоны у других людей? Не получится ли так, что карта из 180 полей имеет смысл только для тех двух сотен человек, на которых обучали вышеупомянутый алгоритм?

Но когда попытались проанализировать набор МРТ-данных от «посторонних» людей, то у них зоны коры определялись почти так же. Более того, авторы работы также смогли определить индивидуальные отличия между теми или иными участками. (На всякий случай уточним, что индивидуальные отличия не означают, что мозг у одного устроен так, а у другого – иначе, просто зоны могут работать с разной эффективностью и быть в раной степени развитыми; аналогичным образом, если мы видим рядом высокого человека и малорослого, мы не говорим, что у них разный план строения.)

Очевидно, что новая карта (описанная в статье в Nature) пригодится как в фундаментальной науке, так и в медицине. Правда, и у неё тоже есть свои минусы, связанные, в первую очередь, с тем, что у МРТ всё-таки недостаточно высокое пространственное разрешение, то есть кора мозга может на самом деле делиться на ещё большее число полей.

С другой стороны, предстоит ещё выяснить, как устроены новые 180 зон на уровне клеток, синапсов и их молекулярных характеристик. Ну и, наконец, не будем забывать про недавнюю работу, поставившую под вопрос тысячи и тысячи результатов МРТ-сканирования – будем надеяться, что новая карта коры от этого разоблачения не слишком пострадает.


То, что мешает, то и поможет

В оптоволоконных системах связи информация передается светом, распространяющимся в кабеле из прозрачного материала. В настоящее время они получили широкое распространение. Наряду с большими достоинствами оптоволокно имеет и существенный недостаток – из-за рассеяния света в материале кабеля энергия излучения практически полностью теряется при прохождении расстояния порядка 100 км, поэтому через каждые 50-70 км на таких линиях стоят дорогостоящие усилители.

Однако некоторое время тому назад физики обратили внимание, что многократное рассеивание может приводить не только к потерям энергии, но и к усилению излучения. Построенные на этом эффекте устройства получили название случайные лазеры, поскольку рассеяние носит случайный характер. В качестве рабочего тела в них использовались, например, размолотые в порошок кристаллы. Их достоинство – в отсутствии резонатора, обязательного элемента традиционного лазера, требующего высокоточного изготовления. 

Случайная лазерная генерация из-за рассеяния в волоконных световодах была открыта физиками из Новосибирска в 2010 году. Рассеяние в них слабо, но происходит по всей длине кабеля, которая была велика, около 300 км, так что физикам  удалось получить стабильный сигнал. До этого получить устойчивую случайную генерацию не удавалось из-за малости рассеяния в коротких световодах. Однако для практического применения физикам предстояло научиться управлять процессом и подобрать материал кабеля.

20 июля 2016 в статье, опубликованной в журнале Scientific Reports, российские физики сообщили, что им впервые удалось продемонстрировать случайный волоконный лазер на основе висмутового активного световода. В работе приняли участие физики из московского Научного центра волоконной оптики (НЦВО) РАН руководством академика Е.М. Дианова и новосибирского Института автоматики и электрометрии (ИАиЭ) СО РАН под руководством чл.-корр. РАН С.А. Бабина. 

Материалы для световодов с добавлением висмута представляют собой новый тип активных сред, предложенный  и активно развиваемый в НЦВО РАН, в основном для создания сверхширокополосных усилителей для оптоволоконных линий связи. Активными такие среды названы благодаря тому, что не только пропускают излучение, но и сами способны генерировать люминесцентное излучение, что и позволяет их использовать для усиления сигнала. Именно активные световоды, используемые и в обычных волоконных лазерах, наиболее оптимально подходят для использования в случайных лазерах, которые разрабатываются в Новосибирске. По сравнению с другими добавками повышение концентрации висмута ведёт к его кластеризации (образованию групп) и соответственно увеличению коэффициента рассеяния, что позволяет уменьшить необходимую длину волокна.

Получившийся в результате сотрудничества случайный волоконный лазер обладает не только компактной и простой схемой, но и уникальными выходными характеристиками.  В частности, у него высокий коэффициент полезного действия по лазерной генерации, то есть велика доля рассеиваемой энергии превращающейся в лазерное излучение. Ширина спектра (диапазон частот) оказалась даже в 3 раза меньше, чем у обычного лазера с двухзеркальным резонатором в том же световоде. А это влияет на такой важный параметр как длина когерентности, определяющий как быстро в световоде колебания утрачивают согласованность. Исследователи также построили теоретическую модель работы такого лазера, объясняющую его свойства. 

Помимо использования в системах связи подобные лазеры найдут применение для создания новых источников света, используемых  в различных технологиях визуализации, например, в микроскопии, биомедицинской диагностике и лазерных дисплеях. Особенно важно то, что их спектр позволит улучшить чёткость получаемых изображений.



Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
22 июля 1711 года родился  Георг Вильгельм Рихман, российский физик; действительный член Академии наук и художеств (адъюнкт с 1740, профессор физики с 1741). Основные работы по калориметрии и электричеству. Вывел носящую его имя формулу для определения температуры смеси однородных жидкостей, имеющих разные температуры. Проводил опыты по теплообмену и испарению жидкостей в различных условиях. Предложил первую работающую модель электроскопа со шкалой. Соратник и друг М. В. Ломоносова. Погиб при проведении опытов с атмосферным электричеством.

Родился Георг Вильгельм Рихман в Пернове (ныне Пярну, Эстония). Отец его, бывший шведский рентмейстер в Дерпте, укрывшийся во время войны со Швецией в Пернове, дал сыну своему хорошее образование, которое молодой Рихман довершил в Германии, в Галле и Иене. В начале 1730-х годов Рихман вернулся в Санкт-Петербург в качестве воспитателя детей графа Остермана . В 1735 году Р. подал "главному командиру" Санкт-Петербургской академии, барону И.А.Корфу, сочинение по физике и был принят в академию со званием "студента по физическому классу"; здесь он учился у профессора физики Г.В.Крафта и состоял его помощником "по физическому департаменту". В 1740 году Рихман был возведен в звание адъюнкта, а в 1741 году, в виду "особливых трудов" и "доброго искусства", был назначен, "не в пример другим", вторым профессором в академии, с жалованием в 500 рублей.

В 1744 году Крафт ушел из академии и Рихман занял его место. Работы Рихмана по физике касаются, главным образом, вопросов теплоты и электричества и напечатаны в "Commentarii Academiae Petropolitanae" (т. XIII) и в "Novi Commentarii" (тома I - III). В учении о теплоте Рихман первый правильно поставил вопросы калориметрии, т. е. измерения количеств теплоты, и дал основания метода смешения (Калориметрия); заслуги его в этом отношении правильно оценены Mach'ом в его "Principien der Waermelehre" (1896). Целый ряд работ Рихмана касался вопросов об испарении жидкостей при различных условиях и о замерзании воды. С 1745 года Рихман начинает заниматься электричеством, в 1748 году академией отведено было даже для его электрических опытов отдельное помещение. Когда в 1752 году появилось в "Санкт-Петербургских Ведомостях" первое известие об опытах В.Франклина, доказывавших, что грозовые явления молнии суть явления электрические, Рихман тотчас принялся за исследование атмосферного электричества и в начале лета 1752 года соорудил у себя на квартире прибор для получения электричества из грозовых туч.

Прибор состоял из изолированного железного листа, пропущенного сквозь крышу дома и оканчивавшегося в комнате "электрическим гномоном", построенным по идее Рихмана и представлявшим простой электроскоп - первый когда-либо построенный измерительный электрический прибор (Ostwald, "Elektrochemie", 1896; прибор описан Ватсоном в "Philosoph. Transactions" в 1754 году, по смерти Рихмана). В течение лета 1752 и лета 1753 года Рихман неутомимо работал со своим прибором, который усовершенствовал, сообщив его с лейденской банкой (Конденсатор), и о результатах своих работ сообщал в "Санкт-Петербургских Ведомостях"; 26 июля 1753 года, при безоблачном небе приблизившись к своему прибору, Рихман поражен был молнией.

Необыкновенная смерть Рихмана вызвала в свое время сильное возбуждение в ученом мире. Ломоносов, сообщая И.Шувалову о смерти Рихмана, пишет: " Рихман умер прекрасной смертью, исполняя по своей профессии должность. Память его никогда не умолкнет". Но в то же время беспокоится, "чтобы сей случай не был истолкован противу приращений наук". Академия не нашла возможным, чтобы на предстоявшем торжественном акте произнесена была речь об электричестве "по причине случая смертного профессора Рихмана". Множество брошюр появилось в Германии и Франции, трактовавших о смерти Рихмана и об опасности опытов над атмосферным электричеством; некоторые из них написаны специально, чтобы доказать, что смерть Рихмана не была наказанием Божиим.


22 июля 1784 года родился  Фридрих Вильгельм Бессель, немецкий астроном и математик

Родился Фридрих Вильгельм Бессель в Миндене. Самостоятельно изучал математику и астрономию, в 1804 вычислил орбиту кометы Галлея. В 1806 стал ассистентом крупного астронома И.Шрётера в Лилиентале, вскоре приобрел репутацию видного астронома-наблюдателя и вычислителя-математика. В этом качестве в 1810 был приглашен в Кёнигсбергский университет для организации обсерватории, директором которой оставался до конца жизни. Полагая, что в результаты наблюдений необходимо вносить поправки, учитывающие наличие самых незначительных факторов, Бессель разработал математические методы коррекции результатов наблюдений.

Первой работой в этом направлении стала корректировка положений звезд в каталоге, составленном в 18 в. английским астрономом Дж.Брадлеем. В дальнейшем Бессель сам вел наблюдения за звездами; в 1821–1833 он определил положение более 75 тысяч звезд и составил обширные каталоги, которые легли в основу современных знаний о звездном небе. Бессель одним из первых измерил параллаксы звезд и расстояние до них. 

В 1838 определил расстояние до двойной звезды 61 Лебедя, оказавшейся одной из самых близких к Солнечной системе. Наблюдая в течение ряда лет яркие звезды Сириус и Процион, Бессель обнаружил в их траектории такие особенности, которые можно было объяснить только наличием спутников. Эти предположения впоследствии подтвердились: в 1862 был обнаружен спутник Сириуса, а в 1896 – спутник Проциона. 

Известны работы Бесселя в области геодезии (определение длины секундного маятника, изобретение базисного прибора). В математике есть функции его имени, которые нашли широкое применение в физике, технике и астрономии. Умер Бессель в Кёнигсберге 17 марта 1846 года.

Бремен. Памятник Бесселю. 


22 июля 1795  года родился Габриэль Ламе, французский математик, физик и инженер , член-корреспондент Санкт-Петербургской Академии Наук (1829); член Парижской Академии Наук (1843), профессор Политехнической школы (1832-1863) и Парижского университета (1848-1863)

Родился Габриэль Ламе в Туре. В 1820-1832 работал в России (в Институте корпуса инженеров путей сообщения в Санкт-Петербурге). Основные труды по математической физике и теории упругости. Разработал (1833) общую теорию криволинейных координат, ввёл (1859) т. н. коэффициенты Ламе и специальный класс функций (1839, функции Ламе). После окончания курса в Политехнической школе Ламе вскоре был приглашён, вместе с Клапейроном, в Россию, где руководил в правление императора Александра I работами по организации дорог. В период 1820-1832 годов он преподавал в ранге профессора в Институте корпуса инженеров путей сообщения.

Был направлен в командировку продолжительностью шесть месяцев в Англию с целью исследования состояния железных дорог. В рамках своего пребывания в Англии познакомился со знаменитым железнодорожным инженером Джоржем Стефенсоном. Вернувшись во Францию в 1832, Ламе был назначен профессором физики в политехнической школе. Принимал активное участие в постройке железных дорог из Парижа в Версаль и в Сен-Жермен. С 1845 Ламе был экзаменатором в политехнической школе по физике, механике и машиноведению. Полная глухота заставила его выйти в отставку в 1863.

Ламе был членом Парижской академии (1843) и многих научных обществ. Помимо своих занятий в политехнической школе Ламе занимал одно время (с 1848 г.) кафедру теории вероятностей на факультете наук и при этом последовательно читал целый ряд курсов: по математической теории упругости, по теплоте, по теории эллиптических функций и т. д. Умер в Париже 1 мая 1870 года.

Изменено: Елена Сальникова - 21.07.2016 21:58:50
Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
22 июля 1802 года в Москве состоялось торжественное открытие бесплатной больницы для бедных, , построенной в соответствии с завещанием полномочного посла России в Вене Дмитрия Михайловича Голицына. Согласно воле покойного в больницу должны были приниматься не только бедные русские, но и иностранцы. Больница строилась с 1796 по 1801 год. 

Исполнителем воли покойного и первым директором больницы стал его двоюродный брат Александр Михайлович Голицын. Все представители рода Голицыных воспринимали больницу как свое родовое дело и вплоть до 1918 года субсидировали ее развитие. Поначалу она была рассчитана на 50 человек, но к 1805 год в ней уже было 100 кроватей. В 1824 году при больнице был основан приют для неизлечимых больных на 30 человек и в том же году – глазное отделение. Заведующий отделением офтальмолог П.Ф.Броссе был инициатором открытия два года спустя в Москве первой глазной больницы. 

В 1832 году начала работать фельдшерская школа, куда впервые в истории России стали принимать мальчиков из крепостного сословия, работавших в больнице. 

В 1868 году открылось родовспомогательное отделение, а в 1876-м была организована одна из первых в Москве амбулаторий для приходящих больных. Поначалу в ней трудились всего три врача: хирург, терапевт и гинеколог. Впоследствии вся Калужская улица, где размещалась Голицынская больница, была застроена лечебными учреждениями практической и научной медицины. Ныне это Городская клиническая больница № 1 на Ленинском проспекте.

Во время русско-турецкой войны 1877 года в больнице было определено специальное отделение на 20 кроватей для бесплатного лечения больных и раненых воинов.

Известно, что в штате зубных врачей в 1899 году была женщина - Л.Д.Аквилова-Сохацкая. Здесь же работал врачом и тесть композитора А.П.Бородина, который останавливался у него в левом флигеле больницы и писал здесь оперу "Князь Игорь".

Голицынская больница стала первым медицинским учреждением в том районе, позднее почти полностью застроенным лечебными заведениями. Так, в 1833 году была открыта 1-я Градская больница, построенная архитектором О.Бове - тогда единственная в Москве клиника, созданная в связи с частыми эпидемиями на средства городского управления, откуда и произошло ее название. (Все остальные строились или на частные пожертвования, как Голицынская, или на средства из императорского двора.) Место для нее было куплено у знаменитой графини Орловой-Чесменской. Больница была рассчитана на 450 мест, учитывая то, что к 1820 году больничных коек в Москве всего было 977. Это была огромная помощь городу.

А в марте 1866 года по инициативе московского градоначальника князя А.А.Щербатова была открыта 2-я Градская больница - также на средства городской Думы. Для нее были отданы два корпуса суконной фабрики разорившегося купца Титова, чьи владения на Большой Калужской улице Московская управа оставила за собой. Строительство этой больницы было вызвано необходимостью срочной изоляции тифозных больных - подальше от центра Москвы. Так инфекционные болезни поначалу явились профилями обеих градских больниц. Только после революции все они вместе с Голицынской были объединены в одну больницу, названную именем Пирогова.

Сохранились сведения о том, что в 1918 году активисты из больничного персонала разорили могилы Голицыных в храмовом склепе и отправили медные гробы на нужды государства. Прах же перезахоронили во дворе больницы, причем место осталось неизвестно.

Во время Великой Отечественной войны в больнице работали эвакуационные пункты под руководством С.И.Федорова. Главное, помощь оказывали во время налетов непосредственно, а не после них, чем уменьшалось количество потерь. (Первый налет произошел 21 июля 1941 года, последний - 9 июля 1943 года).

Как рассказал нам главный врач ГКБ N1 О.В. Рутковский, в настоящее время под эгидой юбилея идет работа по созданию музея истории больницы.

Традиционно в России главные врачи крупных больниц жили на ее территории. Эту традицию теперь собираются восстановить: существует флигель, где на втором этаже расположится служебная квартира главврача, а на первом будет создан музей больницы. В связи с этим руководство больницы обращается к гражданам с просьбой о помощи в сборе материалов для этого музея - необходимы фотографии, письма, воспоминания о работе больницы в годы Великой Отечественной войны, о ее персонале, какие-либо личные документы. 


22 июля 1936 году заканчивается беспосадочный дальний перелет Москва - Дальний Восток, совершенный В.П.Чкаловым, Г.Ф.Байдуковым и А.В.Беляковым

20 июля 1936 начался беспосадочный перелёт от Москвы до острова Удд. Его совершил экипаж Валерия Чкалов на самолёте АНТ-25. 

В те годы многие страны пытались установить рекорд дальности полёта, и СССР не остался в стороне. Еще в 1933 году был закончен самолёт АНТ-25, который как раз был рассчитан на дальние полёты. А в 1936 экипаж Чкалова, обратился к Орджоникидзе, что бы тот дал разрешение на перелёт из Москвы через Северный полюс в Америку. Позже весь экипаж был вызван в Кремль. Сталин объявил, что перелёт через полюс – важно, но сейчас больше нужен беспосадочный полёт из Москвы в Петропавловск-Камчатский».

Полет начался в Москве 20 июля 1936 года и завершился 22 июля на острове Удд в заливе Счастья, вблизи города Николаевска-на-Амуре. Перелёт длился 56 часов 20 минут. Было преодолено 9374 километра.

После этого все мировые СМИ стали рассказывать о подвиге советского экипажа.

Коллекция радиофонда располагает следующими документальными записями участников перелета: Байдукова Георгия Филипповича, генерал-полковника авиации, Героя Советского Союза - о завершающем этапе беспосадочного перелета по маршруту Москва-Камчатка-остров Удд и возвращении его участников в Москву (запись 1936 года), Белякова Александра Васильевича, генерал-лейтенанта авиации, Героя Советского Союза - о подготовке экипажа к предстоящему перелету. О выборе маршрута. О технических характеристиках самолета «АНТ-25». О завершающем этапе полета - посадке самолета на острове Удд. О теплой встрече экипажа на Щелковском аэродроме в Москве.


22 июля 1951 года с полигона «Капустин Яр» в Астраханской области были впервые отправлены на границу с космосом две собаки - Дезик и Цыган. Полет был успешным. Одним из руководителей этого судьбоносного запуска был Анатолий Благонравов

В 1948 году уже генерал и академик Анатолий Благонравов возглавил Государственную комиссию по организации и проведению полетов животных на ракетах. По сути, это была подготовка к запуску в космос человека. В начале 1950-х годов Анатолий Аркадьевич стал председателем комиссии Академии наук по исследованию верхних слоев атмосферы. 

Под его началом геофизическая ракета Р-1А утром 22 июля 1951 года и была запущена на высоту примерно в 101 км. В отделяемой головной части находился мохнатый «экипаж» - тщательно подобранные по весу и росту псы-дворняги Цыган и Дезик. Почему дворняги? По причине более высокой живучести в сравнении с породистыми собратьями. 

Первые космонавты летели, упрятанные в специальные лотки. В похожих отсеках через 10 лет стали запускать людей. 

По воспоминаниям очевидцев, на фоне мудрого спокойствия Анатолия Благонравова было очень заметно волнение конструктора Сергея Королева. Конечно, многое зависело от этого запуска, но и за собак все переживали - Цыган и Дезик стали общими любимцами. 

Полет прошел удачно. Хотя пережили храбрые псы немало. За несколько коротких минут ракета взлетела до условной границы атмосферы Земли и космоса, а затем отсек с приборами и собаками отделился и понесся вниз. На отметке в 7 км раскрылся парашют, и отсек приземлился вполне благополучно. Обе собаки остались живы, только Цыган получил небольшую травму при посадке. 

Значение первого удачного собачьего полета под руководством Благонравова очень велико. Стало ясно, что живой организм выдерживает полет на такую высоту. Никаких особых отклонений в физиологических функциях у собак не было. 

Академик Благонравов как всегда был внешне спокоен. А вот конструктор Королев своей радости не скрывал. По воспоминаниям медика Александра Серяпина, Королев примчался к месту приземления, схватил Дезика и Цыгана на руки, бегал с ними вокруг кабины, поил водой, колбасы давал и сахара, а потом на своей машине повез в «штаб». 

Через неделю Дезик с собачкой Лисой отправился в следующий полет. Но им не повезло. Из-за тряски отказало реле, отвечавшее за раскрытие парашюта, и спускаемая часть ракеты рухнула на землю. Дезик и Лиса погибли. 

И тут академик Благонравов проявил себя удивительным образом. Понимая, что и уцелевшего первопроходца космоса Цыгана экспериментаторы запросто снова запустят куда повыше, он решил вмешаться. Сначала запретил использовать пса в полетах, а потом взял его к себе в Москву: «Пусть этот герой теперь живет у меня». 

Кто-то из очевидцев припомнил еще, что Цыган отличался крутым нравом и даже укусил какого-то генерала, посещавшего питомник с «подопытными» четвероногими космонавтами. Да и сам Благонравов потом рассказывал, что Цыган стал лидером среди окрестных московских собак. И своей активностью доказал, что никакого вреда первый полет ему не нанес. Цыган прожил у Благонравова еще лет десять, до самого почтенного собачьего возраста.

Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
7 продуктов, продлевающих молодость кожи

Дерматолог Джошуа Цайхнер составил список суперпродуктов, которые улучшат качество кожи и отсрочат появление первых признаков старения.

Для поддержания красоты кожи необходим правильно подобранный уход: бальзамы для защиты от пигментации, средства с ретинолом для обновления, гиалуроновая кислота и витамин Е для питания и увлажнения. Но для достижения максимального результата необходимо питать кожу изнутри – подобрать диету, состоящую из необходимых витаминов и минералов.

Эти семь продуктов творят чудеса, они способны не только сохранить естественную красоту и продлить молодость, но и бороться с первыми признаками старения.


В нем содержится олеиновая кислота из группы омега-9, которая помогает коже сохранять влагу и оставаться упругой.


Эти темные ягоды содержат в себе большое количество витамина С и Е. Такой мощный дуэт антиоксидантов борется со свободными радикалами и пигментацией, возвращает сияние коже. За ровный тон кожи отвечает и арубтин, в избытке содержащийся в спелых ягодах.


Он богат витамином С, одним из самых сильных антиоксидантов. Регулярное употребление зерен граната поможет предотвратить преждевременное появление морщин, сухости и будет бороться с токсинами.

Арбуз содержит ликопин, натуральный антиоксидант, который защищает кожу от вредного ультрафиолета
Гранат также содержит антоцианы, стимулирующие выработку коллагена и эллаговой кислоты, которая снимает воспаления, вызванные ультрафиолетовым излучением.


Арбуз не зря считается летним десертом. Свой яркий красно-розовый цвет мякоть этой летней ягоды приобрела благодаря содержанию ликопина. Этот натуральный антиоксидант защищает кожу от вредного воздействия ультрафиолетовых лучей.


У этого деликатеса, помимо нежного вкуса, есть целый ряд бонусов для кожи. К примеру, мясо лобстера богато цинком, который ускоряет обновление клеток кожи. Также цинк обладает мощными противовоспалительными свойствами – именно поэтому он содержится во многих средствах для борьбы с акне. Так что, выбирая в ресторане между спагетти с лососем или лобстером, отдавайте предпочтение последнему.


В зеленых листьях этого суперфуда содержится много витамина К и железа. Они отвечают за хорошее кровообращение, поэтому регулярное потребление кале (в готовом виде!) поможет сохранить ровный и здоровый цвет лица надолго. А также избавит от синяков под глазами.


В сладкой оранжевой мякоти много бета-каротина и витамина А. Именно они нормализуют выработку кожного жира и предотвращают забитость пор.


Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
Роспатент: число заявок на изобретения в этом году достигло максимума

Число заявок на изобретения в этом году достигло максимума за последние годы, сообщил на круглом столе в Федеральной палате адвокатов руководитель Федеральной службы по интеллектуальной собственности (Роспатент) Григорий Ивлиев.

"Университетская активность, технопарки — все это привело к тому, что у нас сейчас больше заявок на изобретения, чем в самом успешном 2013 году", — сказал Ивлиев.

Он выразил намерение поддерживать изобретателей.


Геологи раскрыли необычную связь между землетрясениями и Луной

Геологи раскрыли необычную связь между положением и фазами Луны и силой землетрясений в Калифорнии, наблюдая за недавними слабыми толчками на территории этого штата США, говорится в статье, опубликованной в журнале PNAS.

Луна, Земля и Солнце вращаются друг вокруг друга не по идеально круговым орбитам, постоянно сближаясь и удаляясь друг от друга. Продуктом этих сближений и удалений являются так называемые приливные силы, которые, к примеру, "вытягивают" атмосферу и океаны Земли в сторону Луны, что создает приливы и отливы. Схожие процессы в недрах спутников планет-гигантов разогревают их породы. Это позволяет океанам из жидкой воды существовать подо льдами Энцелада, спутника Сатурна, и Европы, спутника Юпитера.

Пол Джонсон (Paul Johnson) из Национальной обсерватории в Лос-Аламосе (США) и его коллеги раскрыли необычное проявление этого феномена, изучая серии слабых толчков и землетрясений, которые поражают Калифорнию практически каждый день в окрестностях разлома Сан-Андреас.

На идею провести подобное исследование их натолкнули недавние наблюдения ученых из Геологической службы США, обнаруживших, что частота слабых толчков в этой сейсмической зоне менялась вместе со временем суток и тем, как были напряжены местные горные породы. Эти изменения были слишком слабыми и периодическими для того, чтобы их могли вызвать процессы внутри недр самой Земли. 

Это навело группу Джонсона на мысль, что данные землетрясения могут быть вызваны или каким-то образом зависеть от того, где сейчас находится Луна по отношению к Земле. Они проверили эту идею, сопоставив частоту землетрясений, скорость порождаемых ими колебаний и силу толчков с тем, как Луна "растягивала" и "сжимала" недра Земли.

Расчеты ученых показали, что колебания в частоте и силе толчков в Калифорнии подчинялись тем же 14-дневным циклам, что и действие лунного притяжения на Землю (14 дней – половина классического цикла смены фаз Луны в 29 дней) в комбинации с аналогичными силами, порождаемыми взаимодействием притяжений Солнца, Луны и Земли. 

Что интересно, смены лунных фаз вызывали землетрясения в разломе Сан-Андреас не тогда, когда их ожидали увидеть ученые – они чаще происходят тогда, когда приливные силы ослабевают, а не усиливаются. Пока геологи не знают, почему происходит так, однако они предполагают, что эти странности связаны с тем, как взаимодействуют "лунные" и "земные" силы, отвечающие за возникновение тектонического напряжения и его высвобождении в виде толчков и землетрясений.


Археологи нашли древний колодец в Высоко-Петровском монастыре в Москве

Археологи нашли древний колодец XVII века в ходе работ по реставрации Высоко-Петровского монастыря в Москве, говорится в материалах на портале столичной мэрии.

Бревенчатый сруб в виде усечённой пирамиды находился на глубине четырёх метров. Его возраст помогли установить обнаруженные фрагменты керамики, отмечается в материале.

"Но главное открытие состояло в том, что колодец ожил и стал давать воду", — подчеркивается в нем. После завершения археологических работ увидеть колодец смогут все желающие — он получит статус музейного объекта.

По архивным данным, святой монастырский колодец был утрачен около 200 лет назад. На существующих планах территории его точное местоположение найти не удавалось, документы лишь кратко упоминали о том, что колодец находился предположительно в центре двора. Когда археологи дошли до его дна, внутри открылось ещё два (один в другом) бревенчатых колодца, добавляется в сообщении.

За последние два года археологи нашли больше тысячи древних артефактов, включая части строений. Их фрагменты по возможности законсервируют, превратив в экспонаты. Некоторые улицы уже становятся частью музейной экспозиции, напоминается в нем.

Ученые выяснили, почему ленивцы стали ленивыми

Причиной медлительности ленивцев оказалась среда их обитания — сочетание "древесного" образа жизни с диетой из листьев просто не позволяет им обладать более быстрым метаболизмом, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале American Naturalist.

Когда первые конкистадоры увидели ленивцев, они посчитали их воплощением одного из семи смертных грехов — праздности, так как эти животные двигались и реагировали на все события крайне медленно и вальяжно. Эта медленность, как выяснили биологи уже в настоящее время, является уникальным приспособлением их метаболизма к обитанию в крайне бедной энергией экологической среде и позволяет им экономить силы буквально на всем.

Джонатан Паули (Jonathan Pauli) из университета штата Висконсин в городе Мэдисон (США) и его коллеги выяснили это, изучая, как много калорий в день тратят различные подвиды этих животных, как часто они питаются и что они едят.

Для этого ученые подготовили специальные образцы листьев и воды с большим количеством радиоактивных изотопов, которые они скармливали двупалым и трехпалым ленивцам в лесах Коста-Рики, а затем замеряли количество атомов этих веществ в их экскрементах и образцах тканей. Это позволило биологам точно измерить, сколько энергии данные животные тратят в день в состоянии покоя и при поиске пищи. 

Оказалось, что и тот и другой вид ленивцев способен прожить целый день, потратив фантастические 110 калорий или чуть большее количество энергии в случае с двупалыми ленивцами. Подобное количество энергии содержится в одной сваренной картофелине или в других небольших корнеплодах.

По словам ученых, низкая скорость метаболизма оказалась характерной не только для ленивцев, но и для других животных, питающихся листьями и живущих на ветках деревьев или на поверхности Земли. Это означает, что именно такой стиль обитания и бедная калориями диета сделала ленивцев такими медленными — более быстрые темпы обмена веществ просто невозможны без увеличения размеров тела, что невозможно для животного, которое живет в лесу.

"Для млекопитающих подобный стиль жизни является крайне большой редкостью. Если вы представляете себе животное, которое питается листьями, в вашей памяти сразу всплывают лоси, олени или антилопы, то есть достаточно крупные существа. Интересно, что такое невозможно для "древесных" животных, которым приходится решать эту проблему иными путями", — заключает Паули.

Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
Биологи из МГУ создали безвредные наночастицы для лечения рака

Ученые из Московского университета и Германии разработали наночастицы из кремния, которые могут проникать в раковые клетки, убивать их при помощи своей "начинки", и при этом не наносить вред остальной части организма, сообщает пресс-служба МГУ им. М.В. Ломоносова.

"Наночастицы действуют быстро, попадают куда нужно, вылечивают рак или иное заболевание, однако спустя месяцы у пациента начинают болеть печень, почки, легкие или даже голова. Все это происходит потому, что наночастицы из золота, серебра, оксида титана, селенида кадмия и почти все другие их типы фактически не выводятся из организма. При попадании в кровоток они застревают во внутренних органах и спустя некоторое время начинают наносить вред организму", — рассказывает Любовь Осминкина из Московского государственного университета.

Осминкина и ее коллеги из МГУ и Института фотонных технологий в Йене (Германия) выяснили, какие типы наночастиц выводятся из организма быстрее всего и меньше вредят ему, наблюдая за их путешествиями по тканям тела при помощи так называемой рамановской спектроскопии.

Она, как рассказывает ученая, позволяет "просвечивать" живые клетки и следить за движением различных объектов и их распадом внутри них, при этом не повреждая самих живых тканей. Подобные наблюдения показали, что противораковые лекарства и прочие препараты лучше всего "упаковывать" в кремниевые наночастицы, сотканные из нанонитей этого вещества.

Подобные наночастицы, по словам Осминкиной, обладают достаточной прочностью для того, чтобы доставить свое содержимое в опухоль, и при этом они достаточно быстро распадаются на части, разлагаясь на кремниевую кислоту и ряд других молекул, не вызывая долговременных токсических эффектов.

Наблюдения за движением наночастиц в культурах клеток рака груди показали, что они начинают распадаться уже на 9 час после их ввода в организм, а через две недели они полностью исчезают. Это, как считает физик, позволяет говорить, что эти частицы можно использовать для лечения рака, не опасаясь побочных эффектов, традиционно ассоциирующихся с подобными терапиями.

Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
Астрономы впервые изучили атмосферу ближайшего "двойника Земли"

Ученым впервые удалось "попробовать на вкус" атмосферу ближайшей к нам землеподобной планеты в звездной системе TRAPPIST-1 и подтвердить, что она является каменистым аналогом Земли с потенциально жизнеспособной атмосферой, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Когда мы узнали, что две из трех планет системы пройдут по диску одновременно, мы подумали, может быть ребята из научной команды "Хаббла" согласятся дать нам время на ведение наблюдений. Мы написали заявку всего за сутки, отправили ее, и она была одобрена немедленно. Теперь у нас есть первые в истории спектроскопические наблюдения за таким "двойным" проходом, которые позволили нам изучить атмосферу этих планет за один присест", — заявил Джульен де Вит (Julien de Wit) из Массачусетского технологического института (США).

В мае этого года де Вит и его коллеги заявили об открытии крайне необычной звездной системы в ближайшей округе Земли – TRAPPIST-1, удаленной от нас всего на 40 световых лет в сторону созвездия Водолея. Все три планеты, вращающиеся вокруг этого красного карлика, находятся внутри так называемой "зоны жизни", где вода может существовать в жидком виде, и предположительно обладают массой, сопоставимой с земной.

Благодаря помощи участников научной команды "Хаббла", буквально через два дня после объявления об открытии TRAPPIST-1, авторы статьи получили возможность проследить за тем, как лучи светила "прошивают" атмосферы второй и третьей планеты системы (TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c) во время их движения по диску звезды.

Как объясняют ученые, когда лучи света проходят через атмосферу планеты на пути к Земле, в них "отпечатываются" сведения о ее химическом составе, плотности, толщине и даже скорости движения ветров в ней. Подобные данные крайне важны для оценки обитаемости далеких экзомиров, а также раскрытия их сути – являются ли они землеподобными планетами или газовыми гигантами, подобными Юпитеру или Нептуну.

Атмосферы и той и другой планеты оказались "узкими" и тонкими, что исключает вероятность того, что они являются газовыми гигантами. Их воздух, судя по данным спектроскопии, может содержать в себе большое количество воды, углекислоты, кислорода и азота, чьи доли и наличие пока сложно определить по имеющимся данным. Потенциальное наличие облаков, по словам ученых, затрудняет точное определение состава атмосферы и оценку жизнеспособности TRAPPIST-1b и TRAPPIST-1c.

Помимо состава атмосферы, это редкое явление позволило ученым измерить среднюю температуру воздуха на этих планетах. На второй планете она составляет 92 градуса Цельсия, что вряд ли совместимо с жизнью, а на третьей – более комфортные 41 градус Цельсия. Дальнейшие наблюдения за этой системой при помощи "Хаббла" и других телескопов, как надеются авторы статьи, поможет понять, пригодны ли они для зарождения жизни или же только похожи на Землю внешне.


Нейрофизиологи составили первую точную карту коры мозга

Ученые подготовили первую полноценную карту связей в коре человеческого мозга, которая помогла им выделить более сотни ранее неизвестных уголков нервной системы, отвечающие за речь, зрение и движение, говорится в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Мозг абсолютно не похож на компьютеры, которые могут поддерживать любые операционные системы и запускать любые типы программ. Если говорить в компьютерных терминах, "софт" нашего мозга – то, как мозг работает – плотно связан с его структурой – его "железом". Если мы хотим понять, на что способен этот "софт", мы должны понять, как устроены и связаны друг с другом разные части мозга", — заявил Дэвид ван Эссен (David van Essen) из университета Вашингтона в Сент-Луисе (США).

Ван Эссен и его коллеги уже более шести лет работают над раскрытием тайн человеческого мозга в рамках проекта Human Connectome Project. В рамках этого проекта, общий бюджет которого составляет 38,5 миллиона долларов, ученые исследуют мозг 1,2 тысячи взрослых добровольцев, в числе которых — 300 пар близнецов.

Одна из главных целей этого проекта – составление карты связей между различными отделами коры человеческого мозга, самой сложной его части, отвечающей за работу памяти, самосознания, способности человека к членораздельной речи, эмоциям и другим сложным поведенческим реакциям. Кора состоит из большого количества слоев нервных клеток, связанных друг с другом и с другими регионами мозга сотнями миллионов связей.

Объединив данные, собранные за минувшие четыре года с момента запуска проекта, Ван Эссен и его коллеги подготовили первую полноценную карту коры, которая оказалась разделена на 180 отдельных участков, которые отличаются друг от друга функциями, физиологическими свойствами и тем, с какими регионами мозга они соединены.

Первые карты коры, составленные в начале 20 века немецким нейрофизиологом Корбинианом Бродманном, указывали на наличие в ней всего 52 регионов, часть из которых была впоследствии связана с даром речи, слухом, зрением и прочими умениями человека. Human Connectome Project показал, что их на самом деле в четыре раза больше, в том числе и участков, связанных с высшей нервной деятельностью.

Как надеются ученые, новая карта коры мозга, составленная при помощи современных технологий, поможет ученым выделить и основательно изучить те участки, которые отвечают за членораздельную речь и другие уникальные черты человека, которые до этого почти не поддавались изучению, и понять, что отличает нас от других приматов.

Самой необычной чертой этого исследования стала его открытость – все полученные данные и методы исследования, как пообещали ученые, будут опубликованы в открытом виде в глобальной сети и на 200 страницах в журнале Nature, чье руководство, как полушутя отмечает ван Эссен, не сразу удалось уговорить на публикацию такого "талмуда".


Ученые нашли следы падения зародыша планеты на поверхность Луны

Один из крупнейших "водоемов" на поверхности Луны, море Дождей площадью в 829 тысяч квадратных километров, могло возникнуть в далеком прошлом в результате падения протопланеты на поверхность спутницы нашей планеты, пишут астрономы в статье, опубликованной в журнале Nature.

"Мы показали, что море Дождя было, скорее всего, сформировано в результате падения супер-гигантского объекта, чьих размеров вполне достаточно, чтобы называть его протопланетой. Это первая оценка прародителя этой лунной равнины, сделанная по тем геологическим чертам, которые мы видим на поверхности Луны в данном "море", — заявил Питер Шульц (Peter Schultz) из Брауновского университета (США).

Шульц и его коллега Дэвид Кроуфорд (David Crawford) выяснили, что примерно 3,8 миллиарда лет назад на Луну упал небольшой "зародыш" планеты диаметром в 250 километров, оставив за собой гигантский кратер шириной в 1120 километров и многокилометровую впадину, ставшую впоследствии Морем Дождей. Они пришли к такому выводу, изучив почти исчезнувшие следы этой катастрофы на поверхности главного спутника Земли.

Сегодня ученые считают, что Луна возникла примерно 4,2 миллиарда лет назад в результате другого, более масштабного "космического ДТП", в ходе которого ее прародительница Тейя столкнулась с Землей. Как сегодня считают ученые, новорожденная Луна, возникшая из останков этого столкновения, служила своеобразным щитом для Земли в эпоху так называемой "поздней тяжелой бомбардировки", защищая ее от падений крупных комет и астероидов.

Как рассказывают ученые, одним из примеров работы этого "щита" является Море Дождей – крупная вмятина на поверхности Луны, считавшаяся следом падения крупного астероида. На сегодняшний день среди ученых нет общего мнения по его размерам – часть считает, что его диаметр составлял "всего" 50 километров, а другие заявляют о его более крупных габаритах.

Шульц и Кроуфорд попытались уточнить эти оценки, обратив внимание на то, как устроены края этого гигантского кратера и попытавшись воспроизвести их в лаборатории при помощи рукотворного мини-аналога Луны.

Изначально у ученых были большие проблемы с воспроизведением набора "двойных" трещин, окружающих границы моря Дождей. Анализируя результаты "обстрела" мини-Луны объектами разных масс и размеров, планетологи поняли, что эти трещины были прочерчены у "берегов" Моря Дождей не упавшим астероидом, а обломками лунных пород, которые он "выбил" при падении.

Осознание этого помогло астрономам разработать точную компьютерную модель, описывающую формирование Моря Дождей, и выяснить, что породивший его объект был в разы больше, чем представляли ученые – его диаметр составлял как минимум 250 километров, а более вероятно – свыше 300 километров. Это позволяет сказать, что Луна пережила в своей ранней истории как минимум два столкновения с другими планетами.

Используя ту же методику, Шульц и Кроуфорд определили размеры астероидов, породивших два других крупных моря – Московское и Восточное на обратной стороне Луны. Они оказались гораздо скромнее – около 100 и 110 километров, но при этом все равно выше, чем предсказывали простые компьютерные модели, только учитывающие размеры кратера, но не его рельеф.

Как считают ученые, подобный характер образования кратеров на Луне может объяснять те странности в минеральном составе лунных пород, которые были доставлены на Землю экспедициями из программы "Аполлон". Часть из образцов грунта, извлеченных астронавтами в Море Дождей, может на самом деле быть останками другой планеты, заключают ученые.


Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
21 июля 1620  года родился Жан Пикар, французский астроном

О детстве и юности Пикара сохранились весьма скудные данные. Есть вероятность, что он обучался в духовной семинарии и даже принял сан. Некоторое время он помогал в исследованиях П. Гассенди. Пикар принимал деятельное участие в мероприятиях Парижской Академии Наук. А так же являлся одним из организаторов создания Парижской обсерватории.

Пикар значительно улучшил средства наблюдения, расширив возможности позиционных наблюдений и увеличив их точность. Им совместно с А. Озу было проведено усовершенствование микрометра с подвижной нитью. С его помощью Пикар измерил угловые диаметры Луны, солнца и некоторых планет. 

Впервые именно Пикар использовал в угломерных приборах - квадрантах и секстантах - телескоп с крестообразно натянутыми в фокусе нитями. С их помощью он чрезвычайно точно определил длину меридиана между Амьеном и Парижем, что позволило определить радиус Земли. Его измерения отличаются от современных всего на 30 метров (По данным Пикара 1 градус меридиана равен 111,21 километра). Позднее И. Ньютон, для подтверждения доказываемого им закона всемирного тяготения, использовал исследования астронома. Жан Пикар одним из первых оценил ценность для астрономии маятниковых часов,  изобретённых Х. Гюйгенсом. Именно он способствовал введению точного измерения времени Парижской обсерватории при определении прямых восхождений светил в момент их прохождения через меридиан. В 1668 произведя наблюдения в дневное время, он определил зависимость величины атмосферной рефракции от температуры.

В 1671-1672 Пикар и О. Рёмер вычислили точные координаты обсерватории Ураниборг, расположенной на острове Вен близ Копенгагена, чтобы сравнить наблюдения Т. Браге, работавшего там в 1576-1597, с будущими наблюдениями Парижской обсерватории. В 1672 Жан Пикар, Ж. Рише и Дж. Кассини наблюдали Марс во время его противостояния. Благодаря этим наблюдениям учёные получили наиболее верное значение солнечного параллакса(9.5). Это значение превзошло по своей точности все предыдущие варианты этой астрономической постоянной. Он участвовал в регулярных наблюдениях вместе с Дж. Кассини, Ф. де Ля Гиром и Рёмером. В 1762-1674 он принял участие в нескольких экспедициях, призванных точно определить координаты городов Франции. А в 1679-1681 на базе данных, полученных этими экспедициями, была создана базисная триангуляционная сеть, использовавшаяся при создании карты Франции.

В 1678 Пикаром был основан астрономический ежегодник с названием «Connaissance des temps», который выпускается и в наши дни.


21 июля 1799 года родился  Федор Федорович Матюшкин, российский флотоводец и государственный деятель, лицейский товарищ Пушкина

Родился Федор Федорович Матюшкин в Штутгарте.С 1811 по 1817 г. учился в Царскосельском лицее вместе с А.С.Пушкиным, который вспоминает о нем в стихотворении: "19 октября"("Морской Сборник", 1872, № 12; Общий морской список). По окончании Императорского Царскосельского лицея поступил волонтером во флот и в молодых чинах участвовал в ряде кругосветных и полярных экспедиций. В 1817—19 участвовал в кругосветном плавании В.М.Головнина на шлюпе "Камчатка". В 1820— 1824, в экспедиции Ф.П.Врангеля, исследовал остров Четырехстолбовой (Медвежьи острова), тундру к Северо-Востоку от Колымы, Чаунскую губу и собрал ценный этнографический материал.

В 1825—1827 участвовал в кругосветном плавании Врангеля. С 1828 г. находился в Средиземноморской эскадре графа Гейдена, участвуя с ней в блокаде Дарданелл (1829). 30 июня 1831 г., командуя бригом "Ахиллес", в сражении с идриотами острова Пароса, отличился при атаке корвета "Специя", взорванного им под огнем берегов. батарей. Вернувшись в 1834 г. в Кронштадт, Матюшкин вскоре был переведен в Черноморский флот. Командуя фрегатом "Браилов" и кораблем "Варшава", крейсировал у Кавказских берегов, неоднократно перевозя десантные отряды и принимая деятельное участие в делах против горцев. Переведенный в Балтийский флот, Матюшкин в 1850—1851 гг. плавал у берегов Дании, Шлезвига и Голштинии. За успешную блокаду Кильского залива, во время которой он командовал бригадой линейных кораблей, Матюшкин был награжден орденом святого Владимира 3 степени.

Этим плаванием окончилась строевая деятельность Матюшкина; назначенный в 1852 г. вице-директором инспекторского департамента, он посвятил себя административной деятельности: участвовал в составлении нового морского устава, исправлял должность главного командораa Свеаборгского порта, состоял членом морского генерал-аудиториата, цензором от морского министерства, членом разных комитетов и с 1858 г. председателем морского ученого комитета, а с 1861 г. — сенатором. Умер в Санкт-Петербурге 16 сентября 1872 года. В честь Матюшкина назван мыс в Чаунской губе.


21 июля 1810 года родился  Анри Виктор Реньо, французский физик и химик

Родился Анри Виктор Реньо в Ахене. По окончании Политехнической школы в Париже (1832) учился в Горной школе. Работал в Гисенском университете в лаборатории Ю.Либиха, в Лионском университете. В 1840 получил место профессора химии в Политехнической школе, в 1841 стал профессором физики Коллеж де Франс. С помощью сконструированных им самим приборов Реньо провел многочисленные опыты по измерению физических констант газов, паров, жидкостей и твердых тел. Занимался измерением скорости звука в газах. Проверил законы Бойля – Мариотта и Дюлонга и Пти. Используя воздушный термометр собственной конструкции, определил абсолютный коэффициент теплового расширения ртути. Изобрел гигрометр и пирометр. Основное направление работ Реньо в области химии – изучение состава органических соединений.

В 1835 он впервые получил винилхлорид присоединением хлористого водорода к ацетилену, в 1838 синтезировал поливинилиденхлорид. В том же году открыл явление фотохимической полимеризации, определил элементный состав хинина. В 1840 разработал способ получения меркаптанов; совместно с Ж.Дюма предложил химическую теорию типов. В 1846 сделал важное наблюдение, что под действием электрической искры из смеси азота и водорода образуется аммиак.

Реньо – автор получившего широкое распространение учебника Начальный курс химии (Cours ?l?mentaire de chimie, 1847–1849). Был членом Парижской (1840) и Санкт-Петербургской (1848 г.) академий наук. Награжден медалями Румфорда (1848 г.) и Копли (1869) — за второй том его книги «Relation des Experiences pour determiner les lois et les donnees physiques necessaries au calcul des machines a feu», содержащей результаты его лабораторных исследований процессов, происходящих при нагреве газов и паров, а также за статьи, посвящённые упругим силам в парах. Умер Реньо в Париже 19 января 1878 года. 


21 июля 1837 года родился Вениамин Михайлович Тарновский, российский венеролог, сексопатолог, судебный психиатр

Родился Вениамин Михайлович Тарновский в селе Нижний Даймен, ныне Курской области. Брат И.М.Тарновского. Окончил медицинский факультет Московского университета. В 1859—1868 работал в Санкт-Петербурге в Калинкинской больнице — старейшей специализированной венерологической клинике России. Диссертацию доктора медицины на тему «Распознавание венерических болезней у женщин и детей» защитил в 1863 г. С 1868 г. преподаватель Санкт-Петербургской медико-хирургической академии, с 1872 г. профессор, в 1894-97 гг. заведующий кафедрой дерматологии и сифилидологии, где под его руководством работал также В.И.Зарубин.

В 1860-1870-е гг. сделал ряд важных открытий в области венерологии: доказал возможность повторного заражения сифилисом, предложил ряд новых лечебных препаратов. С 1880-х гг научные интересы Тарновского в определённой степени смещаются в область сексологии, сексопатологии, морально-юридических аспектов сексуальности. В частности, Тарновский осторожно высказывался в пользу декриминализации мужеложества в тех случаях, когда оно связано с врождённой гомосексуальностью (различая при этом гомосексуальность врождённую и приобретённую); врождённой Тарновский считал также склонность к проституции.

Считается, что в работе Тарновского «Извращения полового чувства» (1884, отдельное издание 1885, немецкое издание 1886) впервые в России введён термин «"половое" извращение» (как перевод фр. «inversion du sens genital» из одноимённой работы Ж.-М.Шарко и В.Маньяна 1882 г.), а сама эта работа во многом повлияла на труды основателя клинической сексопатологии Р.Крафт-Эбинга. 

Умер в Париже 18 мая 1906 года. 

Труды: Распознавание венерических болезней у женщин и детей (1867, второе издание); Некоторые формы сифилитической афазии (1868 г.); Курс венерических болезней (1870); Извращения полового чувства (1885); Проституция и аболюционизм (1888 г.); Половая зрелость, её течение, отклонения и болезни (1891); Излечимость сифилиса (1900).

Изменено: Елена Сальникова - 20.07.2016 22:56:11
Сегодня и завтра. Даты, Знаменательные события в мире физики, химии, биологии, географии и ИКТ. Праздники Российские и мировые.
 
Чтобы память работала, как надо, некоторые гены должны замолчать

Из-за избыточной активности некоторых генов нейроны формируют между собой лишние связи, которые затрудняют работу мозга и не дают запомнить то, что нужно.

Активность генов в наших клетках постоянно меняется, поскольку меняется среда вокруг нас и мы сами. Гены реагируют на перемены в концентрации гормонов, на инфекцию, на то, что мы съели, на физическую активность. Более того, даже умственная работа активирует одни гены и тормозит другие, и вполне понятно, почему.

Например, для того, чтобы что-то отложилось в памяти, должны сформироваться новые нейронные цепочки, то есть нейроны должны установить межклеточные контакты – синапсы, что, в свою очередь, означает, что нервным клеткам нужны новые порции белков, которые будут обслуживать межклеточный контакт и синтезировать нейромедиаторы, переносящие сигнал с нейрона на нейрон.

Долгое время исследователи обращали внимание только на то, как гены активируются, включаются. Выключение же часто игнорировали, полагая, что это простой пассивный процесс: стимул ушёл, потребность в продукте гена упала, и он сам по себе замолчал. Однако на деле клетка прилагает специальные усилия, чтобы подавить работу прежде нужного гена, и, если такая система отключения вдруг сломается, ничего хорошего не выйдет.

Исследователи из Вашингтонского университета пишут в Science, что без своевременного выключения некоторых генов в нервных клетках между ними формируются лишние связи, что, в свою очередь, плохо отражается на памяти.

Азад Бонни (Azad Bonni) и его коллеги изучали генетическую активность в мозжечке мышей. Как известно, мозжечок контролирует движения, и, когда мышь двигалась, в нейронах мозжечка какие-то гены работали, а какие-то нет. Один из основных механизмов управления активностью генов осуществляется с помощью белков гистонов: несколько молекул гистонов вместе формируют что-то вроде бобины, на которую наматывается нить ДНК. Гены на ДНК будут или не будут работать в зависимости от того, насколько плотно белковая бобина держит тот участок ДНК, на котором они записаны – если ДНК плотно привязана к гистоновому комплексу, то и гены будут молчать. (Этот и некоторые другие способы регуляции активности ДНК называются эпигенетическими.)

Оказалось, что к участкам ДНК с активными генами в нейронах мозжечка прикреплялся большой ферментный комплекс NuRD, который отвечает за перестройку ДНК-гистоновых комплексов, модифицируя гистоны так, что они начинают крепко хвататься за ДНК. И если у мышей этот ферментный комплекс по какой-то причине не работал, то гены, которые были активны во время физической активности, продолжали «активничать» и в покое. Общее же число генов, чьё функционирование зависело от ферментов NuRD, исчислялось тысячами.

На уровне нейронных сетей отсутствие «замалчивающего» фермента и излишняя генетическая активность проявлялось в том, что межклеточных связей становилось слишком много. Известно, что в ходе развития нейроны мозга формируют огромное число синапсов, большая часть которых потом ликвидируется. Также известно, что если этих связей не убавить, то впоследствии начнутся когнитивные проблемы – образно говоря, лишние синапсы означают лишние нейронные цепи, которые просто бесполезно «шумят», оттягивая на себя ресурсы и замедляя выполнение действительно необходимых процедур.

Мыши, у которых в мозжечке не было аппарата для выключения генов, двигались нормально, и с координацией у них тоже всё было в порядке, но при том они не могли запомнить какие-то сложные последовательности движений. Так, они никак не могли выучить, как нужно проходить по вертящемуся цилиндру – как если бы человек никак не мог запомнить, как крутить педали велосипеда.

Иными словами, у животных отключалась моторная память, и происходило так не потому, что некоторые гены не работали, а потому, что некоторые гены как раз работали, когда этого от них не требовалось. Возможно, что и другие виды памяти и вообще другие когнитивные функции требуют активного и принудительного отключения некоторых кусков ДНК – здесь, как говорится, требуются дальнейшие исследования, однако в перспективе, узнавая больше про подобные нейромолекулярные механизмы в нашем собственном мозге, мы могли бы корректировать целенаправленно его работу, действуя на соответствующие молекулярные рычаги.

Источник

Водоросли помогают арктическим льдам таять

Водоросли, размножающиеся в арктических льдах весной и летом, заставляют ледники поглощать больше солнечного света.

Многие наверняка помнят школьную задачу на сообразительность: «почему грязный снег тает быстрее?».
Ответ – потому что грязный снег поглощает больше солнечного света. В сельском хозяйстве иногда даже специально зачерняют некстати выпавший или слишком задерживающийся на земле снег, чтобы он поскорее исчез. Конечно, тут можно вспомнить груды грязнейшего снега, которые могут лежать и очень медленно таять чуть ли не всю весну, но это немного другой случай – тут мы имеем дело с сильно слежавшимся, сильно уплотнённым снегом и льдом, которым для таяния нужно заметно больше тепла. (Кроме того, особо толстая корка снежно-ледяной грязи на поверхности такой кучи может становиться защитой от солнца.)

Но загрязнители – это не обязательно частицы земли, песка, глины и т. д., ими легко могут оказаться, например, водоросли. В статье в Nature Communications Стефани Лутц (Stefanie Lutz) и её коллеги из Лидского университета пишут о том, как водоросли могут влиять на арктические ледники.

Исследователи провели два летних сезона, измеряя светоотражательные свойства снега и льда в Гренландии, Исландии, Норвегии и Швеции. Несмотря на, казалось бы, суровые условия для жизни, в арктическом льду можно встретить несколько разновидностей водорослей, которые большую часть года неактивны, но зато в летние месяцы дают себе полную волю.

Например, зелёная водоросль Chlamydomonas nivalis размножается на летнем солнце так бурно, что лёд и снег становятся розово-красными (так называемый «арбузный» снег) – сначала C. nivalis действительно зелёная, но потом быстро нарабатывает в себе красные каротиноиды, которые защищают её от сильного ультрафиолетового излучения. Летом льды и так тают, но красный лёд отражает на 13% меньше солнечного света, чем лёд белый – то есть, очевидно, лёд с водорослями будет таять активнее.

На этом история не заканчивается – в тающий ледник приходят другие водоросли, менее заметные на глаз из-за буроватого цвета, но, тем не менее, способные внести свой вклад в «загрязнение» снежно-ледового покрова. Очевидно, здесь предстоит ещё много работы, чтобы понять, как разные виды водорослей (и бактерий) влияют на таяние арктических льдов, в какое время их влияние сказывается сильнее всего и каким должен быть сам лёд, чтобы в него пришли жить водоросли и бактерии.

Однако, по словам авторов, уже сейчас полученные результаты (вышеупомянутые 13%, на которые из-за водорослей уменьшается светоотражение) следует включить в климатические модели, описывающие глобальное потепление. Известно, что арктические ледники, растаяв, могут поднять уровень мирового океана на семь метров, и чтобы не допустить такого развития событий, желательно знать все факторы, которые могут повлиять на этот процесс.


Рождение квантовой голографии

Впервые получена голограмма одиночного фотона, которая позволит изучать его важнейшую квантовую характеристику – волновую функцию.

Оптики физического факультета Варшавского университета получили первую в истории голограмму одиночного фотона, что ранее считалось невозможным. Она позволила наблюдать за «формой» фотона – его квантовой волновой функцией. Об этом эксперименте, рассказывает статья в журнале Nature Photonics. 

Волновая функция – ключевое понятие в квантовой механике. Информация о ней позволяет построить модель квантового объекта. В частности квадрат ее модуля представляет собой распределение вероятности нахождения частицы в определенном состоянии. Несмотря на то, что квантовая механика в настоящее время широко используется и за сто лет многократно проверена с большой точностью, физики все еще не в состоянии окончательно сказать: волновая функция – это просто удобный математический инструмент, или что-то реальное. Возможно, эта работа прольет новый свет на эту проблему.

Пространственная структура фотона представляет большой интерес для исследований в области квантовой связи, вычислений, экспериментах по запутанности фотонов и многих других. Однако до сих пор не было простого экспериментального метода получения информации о фазе волновой функции фотона. Фотография для этой цели не годится, поскольку фиксирует только интенсивность света. В отличие от нее голограмма позволяет зарегистрировать и фазу волны. Для создания обычной голограммы содержащая информацию волна, например, отраженная от трехмерного объекта, складывается с опорной волной. Если источники света когерентны, то есть имеют постоянную фазу и длину волны, то образуется сложная устойчивая  картина линий горбов и впадин (интерференционная картина). Если полученное изображение осветить лучом опорной волны, то восстанавливается исходная структура информационной волны, и можно увидеть объемное изображение объекта.

Создание голограммы одиночного фотона до недавнего времени считалось невозможным. Для получения полноценной картины необходимо было зафиксировать несколько отдельных фотонов с одинаковыми свойствами, а на практике их фаза всегда непостоянна. Тогда исследователи перешли к квантовой интерференции, в которой используются получаемые благодаря взаимодействию волновых функций неразличимые фотоны.

Эксперимент, проведенный на созданной исследователями установке, основан на создании двух одинаковых фотонов с плоскими фронтами и разной поляризацией. Электрические поля фотонов колеблются во взаимно перпендикулярных плоскостях. Отражение от изогнутой линзы искривляет фронт одного из фотонов, делая его «неизвестным». Для понимания терминов можно представить волны на воде. Прямые валы волн, накатывающиеся на берег, соответствуют плоскому фронту. Круги на воде от упавшего камня иллюстрируют искривленный фронт. Повторив измерение несколько раз, исследователи получили интерференционное изображение, соответствующее голограмме неизвестного фотона. Оно может быть использовано для полного восстановления амплитуды и фазы волновой функции неизвестного фотона.

Исследователи надеются, что их работа даст в руки физикам инструмент для исследования квантовых явлений, особенно, если в будущем они смогут использовать подобный метод для воссоздания волновых функций более сложных квантовых объектов, таких как атомы.


Может ли тёмная материя влиять на возникновение раковых заболеваний

Скопления частиц тёмной материи – так называемые зеркальные микрометеориты – теоретически способны вызывать мутации в нашей ДНК.

Теория существования зеркальной материи появилась в середине 20-го века. Физики Цзундао Ли и Чженьнин Янг выяснили, что при слабых взаимодействиях между частицами нарушается пространственная четность. Под пространственной четностью (P) понимают свойство какой-либо величины менять или не менять знак при инверсии пространственных координат.

Пространственная четность сохраняется в сильных и электромагнитных взаимодействиях и не сохраняется в слабых взаимодействиях. Согласно гипотезе, выдвинутой физиками, если бы для каждой элементарной частицы, существующей в «нашем» мире, существовала своя зеркальная частица, это объясняло бы нарушение «симметрии между правым и левым». За исследование нарушения P-четности Ли и Янг получили Нобелевскую премию в 1957 году.

Спустя некоторое время советский физик Лев Ландау предположил, что симметрию между правым и левым, нарушение которой наблюдается в слабых взаимодействиях, можно восстановить без зеркальных частиц, если сохраняется CP-четность (комбинированная четность — произведение зарядовой и пространственной четностей). Но эксперименты показали, что CP-четность тоже не сохраняется. Тогда советские физики Игорь Кобзарев, Лев Окунь и Исаак Померанчук, развивая идеи Ландау, вернулись к гипотезе Ли и Янга о зеркальных частицах и усовершенствовали ее. Термины «зеркальные частицы» и «зеркальное вещество» впервые были введены именно в их работе.

По сути зеркальная материя является одной из возможных форм тёмной материи. Теория предполагает, что зеркальные частицы взаимодействуют с материей путем гравитации, а также смешивания фотонов. Правда, вероятность смешивания «наших фотонов», переносчиков электромагнитного взаимодействия, и зеркальных фотонов очень невелика. В результате этого смешивания зеркальные электроны и протоны приобретают обычный электрический заряд — порядка 10-9 от их зеркальных электрических зарядов.

«Количество вещества во Вселенной больше, чем мы наблюдаем. В существовании тёмной материи уже, наверное, никто не сомневается, другое дело, что кандидаты на место частиц темной материи пока не зарегистрированы. Зеркальная материя – это как бы зеркальный «аналог» электронов, протонов, фотонов, благодаря которым можно было бы объяснить нарушение симметрии между левым и правым на микроскопическом уровне. Например, у нейтрино есть только левое состояние, в случае существования зеркальной материи ему бы соответствовало не антинейтрино с правым состоянием, а правое «зеркальное» нейтрино, и симметрия бы сохранялась», – объясняет доцент физического факультета Новосибирского государственного университета Зураб Силагадзе.

В 2012 году в журнале Physics Letters B вышла статья Кэтрин Фриз (Katherine Freese) из Центра теоретической физики университета Мичигана и Кристофера Саваджа (Christopher Savage) из Стокгольмского университета, в которой они в качестве частицы-кандидата тёмной материи рассматривают вимп (гипотетически существующую массивную частицу, подверженную слабым взаимодействиям) и его столкновения с ядрами атомов в теле человека. Исследователи проводили расчеты, исходя из известных характеристик вимпов, взяв за мишень тело массой 70 кг, состоящее в основном из атомов кислорода, водорода, углерода и азота. Расчеты показали, что наиболее вероятно частицы тёмной материи будут сталкиваться с ядрами кислорода и водорода, и количество столкновений может достигать 100 тысяч в год. Однако в работе подчеркивается, что такое взаимодействие в целом безопасно для человека, в частности, потому что при столкновениях выделяется сравнительно небольшое количество энергии (около 10 кЭв).

Зураб Силагадза и выпускница НГУ Ольга Чащина, которая сейчас работает в Политехнической школе в Париже, решили посмотреть на вопрос вероятности и последствий столкновения частиц тёмной материи с организмом с другой стороны и исследовали весьма экзотический случай – взаимодействие скоплений зеркальных частиц (зеркальных микрометеоритов) с ДНК.

Человеческая ДНК содержит порядка 1011 ядер. Для вытеснения атомов органических молекул микрометеоритами в связях ДНК достаточно очень малого количества энергии, всего в 0,1–10 эВ. По расчётам физиков, даже при низкой вероятности смешивания один зеркальный микрометеорит при встрече с ДНК способен при потере своей энергии привести в возбужденное состояние порядка 100 нуклеотидов. Этого достаточно, чтобы связи в цепочке ДНК разорвались и возникли множественные мутации.

Полностью результаты опубликованы в новом номере Physics Letters B. По словам Зураба Силагадзе, выводы, представленные в статье, выполняются при трех условиях: если существует зеркальная материя; если есть смешивание между зеркальным фотоном и обычным фотоном; если зеркальная пыль находится в околоземном пространстве (скорость зеркальных микрометеоритов при прохождении сквозь земную атмосферу практически не претерпевает изменений и составляет 11–70 км/с). Согласно оценкам, через атмосферу проходит не более 300 кг зеркальных микрометеоритов в год.

Известно, что злокачественные клетки в опухолях содержат тысячи случайных мутаций, возникающие из-за повреждения механизмов восстановления участков ДНК. Возможно, зеркальные микрометеориты – гораздо более опасные канцерогены, чем другие природные источники излучения.

Однако, отмечает Зураб Силагадзе, людям не стоит опасаться бомбардировок зеркальными микрометеоритами – похоже, организм оказывается сильнее этого. По его словам, «результаты проведенных нами расчетов необязательно означают, что столкновение микрометеоритов с человеком приводит к раку. Мутации происходят непрерывно, и у организмов есть защита, распознающая поврежденные клетки и восстанавливающая их. Если жизнь на Земле существует уже миллиарды лет, значит, эта защита работает».

С другой стороны, авторы указывают, что множественные одновременные мутаций могут приводить к эволюционному «скачку», так что, возможно, в будущем будет доказана важная роль зеркальной материи в редких эволюционных событиях – если окажется, что зеркальная материя действительно существует.