Отправлено: 13.02.11 05:42. Заголовок: Новости науки 2

Смотри телеканал Discovery Science онлайн

http://itvonline.ru/ch/discovery-science


Полнотекстовые БАЗЫ ДАННЫХ по научной тематике
http://www.aonb.ru/doc/bases/baz.html

 Отправлено: 11.08.11 18:06. Заголовок: Физики установили, ч..

Физики установили, что внутри некоторых нейтронных звезд под воздействием гравитации нейтроны могут превращаться в кубы. Статья ученых еще не принята к публикации в рецензируемом журнале, однако ее препринт доступен на сайте arXiv.org.




Линии уровней волновых функций при разных плотностях энергии-массы.


В рамках работы ученые моделировали поведение нейтронов при помощи квантовой хромодинамики. В результате оказалось, что при высоких плотностях энергии-массы нейтроны нельзя рассматривать как точечные объекты, а описывающая их теория, как следствие, должна терять инвариантность относительно вращения.

Присущая квантовой механике "размазанность" волновой функции при таких экстремальных условиях почти полностью пропадает, поэтому имеет смысл говорить о форме частицы. Чем больше давление, тем больше становится похожа на куб частица.

По словам ученых, их открытие должно помочь в описании нейтронных звезд, чья масса близка к теоретическому пределу, за которым нейтронная звезда превращается в черную дыру (считается, что этот предел лежит в районе двух солнечных масс). Дело в том, что свойства нейтронной материи внутри подобных объектов для сферических и кубических нейтронов отличаются. В частности, кубические нейтроны обеспечивают "кристаллизацию" центральной части звезды.

На настоящий момент известная всего одна подобная звезда - PSR J1614-2230. Этот объект располагается в двойной системе на расстоянии примерно 4,2 тысяч световых лет от Земли в созвездии Скорпиона. "Весит" эта звезда, которая носит титул самой массивной нейтронной звезды, известной на настоящий момент, 1,97 солнечной массы.

http://lenta.ru/news/2011/08/11/cube



Физики удачно поломали свету симметрию -
http://lenta.ru/news/2011/08/05/light

 Отправлено: 15.08.11 02:50. Заголовок: http://www.membrana...

53-летний доктор Мохамед Бабу (Mohamed Babu) провёл необычный эксперимент: посадил на парафиновую подложку капельки сахарного сиропа, сдобренные различными пищевыми красителями, и вынес её в сад.

Охочие до сладкого лакомства мураши набежали спустя несколько минут и начали поглощать цветные жидкости. В течение нескольких дней доктор наблюдал за миниатюрными существами и фотографировал их.
Муравьи поглощали так много сиропа, что их брюшки раздувались и сквозь прозрачную оболочку проявлялся цвет раствора. Получилось одновременно зрелищно и забавно.

Мохамед вскоре понял, что муравьи больше тяготеют к жёлтому и зелёному сиропу (почему, не известно). Красные и синие капли приобретали популярность только тогда, когда не оставалось свободного места у остальных.

Чтобы добиться равномерного распределения муравьёв вдоль краёв капли (исключительно ради эстетической составляющей), Бабу начал делать синие и красные меньшего размера.
Кстати, некоторые мураши, ничего не подозревая, смешивали цвета. В результате сладкий сироп в их брюшках приобретал замысловатые оттенки.

Капли не расползались, так как парафин обладает водоотталкивающими свойствами. А естественное освещение сада позволило Мохамеду сделать более качественные фотографии (фото Mohamed Babu).

"Иногда мне приходилось изрядно постараться, чтобы сделать нужный кадр. Правой рукой я настраивал камеру, а левой оттаскивал непрошенных мурашей от капли. Иногда толпа всего за несколько минут становилась неуправляемой и приходилось ждать следующего дня", — приводит слова Мохаммеда Daily Mail.

Ладно хоть Бабу статью на эту тему не выпустил. Хотя, может, и стоило?


http://www.membrana.ru/particle/16554

 Отправлено: 12.09.11 05:26. Заголовок: Исследователь из Уни..

Исследователь из Университета Иллинойса продемонстрировал возможность краткосрочного прогнозирования социальной динамики на основе семантического анализа большого объёма новостной информации.




Упоминания Усамы бен Ладена в СМИ с 1979 по 2011 год, с географической привязкой
(схема Kalev Leetaru).


Относительно новое направление в исследованиях общества, которое некоторые авторы называют «культуромикой» (Culturomics), сильно напоминает «психоисторию» из книжного цикла Айзека Азимова о Фонде (а также методики, которыми пользовался главный герой «Пересадочной станции» Клиффорда Саймака) и соприкасается с клиодинамикой. Культуромика (как и психоистория) — это анализ огромных объёмов информации (первоначально это были книги, затем — новости в традиционных и интернет-СМИ) для выявления тенденций в развитии общества (не только культурных, но также политических и экономических).

Калев Лиитару из Университета Иллинойса (США) претендует на изобретение «культуромики 2.0». Вторая версия дисциплины отличается от первой использованием средств семантического анализа текстов и географического позиционирования упомянутых в них сущностей, а также визуализации результатов (что забавно, использовавшаяся учёными у Азимова система визуализировала варианты развития исторических событий). Исследователь говорит, что ретроспективно определил по новостям местонахождение укрытия Усамы бен Ладена — зону радиусом 200 км в Пакистане, в которую попадает Абботабад (где бен и был застрелен).

Использовавшийся в исследованиях суперкомпьютер Nautilus, принадлежащий Национальному институту вычислительных систем (NICS) при Университете Теннесси, способен искать паттерны в системах с 10 млрд узлов и 100 трлн связей. Анализировались 100 млн новостных статей, датированных 1979–2011 годами. В качестве источников использовались Open Source Center и Summary of World Broadcasts — созданные соответственно правительством США и Би-би-си переводные базы данных по открытым иностранным источникам информации. Доступ к первой имеют госслужащие и государственные подрядчики; на вопрос Discovery News о своих отношениях с разведслужбами Лиитару отвечать отказался.

У метода Лиитару много ограничений; сообщения в социальных сетях анализировать трудно из-за необходимости точного перевода идиом и разговорной речи (а Facebook, например, вообще активно противится попыткам посторонних собирать контент). Кроме того, если в стране абсолютно несвободная пресса, то её анализ позволяет относительно точно предсказать внешнюю политику, но не тенденции местной общественной жизни (хотя усовершенствованный семантический анализ, наверное, позволил бы читать прессу вроде советской «между строк»).

В Египте, который в исследовании рассматривается в качестве одного из примеров, пресса имела некоторую степень свободы и при президенте Мубараке, поэтому анализ показал корреляцию между тональностью новостей и дестабилизацией внутриполитической ситуации. Восприятие Хосни Мубарака египетскими и мировыми СМИ резко ухудшилось после теракта в коптской церкви 1 января 2011 года (это восприятие служило индикатором отношения к автократу в первую очередь внутри страны, так как мировые новости начинаются с местных). Массовые демонстрации с требованием отставки президента начались 25 января; таким образом, анализ СМИ действительно позволяет делать краткосрочные прогнозы. Интересно, что «Нью-Йорк таймс» в начале 2011-го относилась к Мубараку гораздо лучше, чем Интернет и мировая пресса в целом (учтённая SWB).

Лиитару также проанализировал, насколько часто СМИ разных стран пишут о событиях в других государствах, и поделил страны мира на информационные кластеры, которые назвал «цивилизациями СМИ» (не забыв упомянуть Хантингтона). Затем исследователь построил схему отношений между кластерами.


http://science.compulenta.ru/633544

 Отправлено: 14.09.11 16:41. Заголовок: Химики показали путь..

Химики показали путь к неорганической жизни



Когда жизнь только-только рождалась, могла она выбрать другую основу, нежели углерод? Чтобы ответить на вопрос, мы должны пронаблюдать, как развиваются сложные химические системы, как большие молекулы создавают нечто, по ряду признаков похожее на жизнь. Такой подход автор новой работы называет молекулярным дарвинизмом


Чтобы структуру из множества неорганических веществ можно было назвать клеткой, это образование для начала должно иметь границу — мембрану с избирательной проницаемостью для разных соединений. Мембрана изолировала бы несколько химических процессов внутри клетки, обеспечивала бы энергетический обмен со средой. (Идея эта перекликается с гипотезой о ранних предшественниках живых клеток — пузырьках в метеоритах.)

На роль таких стенок Ли назначил катионообменные полиоксометаллаты. Учёный на опыте показал, что у таких мембран возможно настраивать морфологию, свойства и состав, что эти подобные клеткам структуры обладают хиральностью, избирательной проницаемостью для малых молекул и способны на окислительно-восстановительную деятельность (а это потенциальный двигатель для «безуглеродной» жизни).

Британцы также утверждают, что вкладывая несколько неорганических мембран друг в друга, можно создавать системы, в которых несколько химических реакций будут идти в строго заданной последовательности.



Неорганические аналоги клеток были созданы путём добавления ряда катионов к анионам полиоксометаллатов


http://www.membrana.ru/particle/16743

 Отправлено: 15.09.11 21:17. Заголовок: Биологи впервые пере..

Биологи впервые перепрограммировали геном


Saсcharomyces cerevisiae.

Ученые создали дрожжи с частично синтетическим геномом.
Это первый успешный опыт подобного рода с эукариотами - организмами, клетки которых
содержат ядра и иные сложные структуры.

В рамках исследования ученым удалось удалить некоторые фрагменты из шестой и девятой хромосомы, после чего в них были встроены синтетические участки - в общей сложности изменению подверглось около одного процента генома дрожжей. Хромосомы биологи пересадили в клетку грибка Saccharomyces cerevisiae, получив на выходе вполне жизнеспособную колонию организмов.

Искусственная часть генома стала основой системы SCRaMbLE, которая способна при помощи специального фермента, Cre-рекомбиназы, вырезать и менять местами куски генома (то есть вызывать всплеск мутаций). Система активировалась в присутствии гормона эстрогена. Как показали опытные испытания, активацию SCRaMbLE переживает около 1 процента грибков, однако, полученные в результате дрожжи обладают интересными свойствами.



"Полученные дрожжи оказываются фантастически устойчивыми, - приводит Nature News слова Энди Эллингтона, биолога из Техасского университета, который не принимал участие в работе. - Многие из нас были уверены, что они не выживут, либо избавятся от внесенных в геном изменений". Вместе с тем специалисты полагают, что если система SCRaMbLE будет затрагивать большое количество генов, то вид будет нежизнеспособным.



Новая работа является не первой статьей такого рода. Например, в мае 2010 года ученым удалось получить жизнеспособную паразитическую бактерию Mycoplasma mycoides с почти полностью синтетическим геномом (который, однако, почти не отличался от естественного, просто был собран из искусственно синтезированных кусков).

http://lenta.ru/news/2011/09/15/yeast
http://www.membrana.ru/particle/16755

http://www.nature.com/nature/journal/vaop/ncurrent/full/nature10403.html

 Отправлено: 20.09.11 01:28. Заголовок: Учёные из Великобрит..

Учёные из Великобритании, Франции и Швеции выполнили самое точное измерение целочисленного квантового эффекта Холла в разнородных материалах, включая такой экзотический, как графен. Исследователи показали, что данный эффект способен служить базой для нового определения килограмма.




Для определения параметров графена физикам пришлось построить вот такую установку, охлаждаемую до нескольких градусов выше абсолютного нуля.


Физики давно говорят, что эталон килограмма надо спасать. Сделанный из платины и иридия цилиндрик, что хранится в Париже в Международном бюро мер и весов (BIPM), за последние 60 лет похудел на какие-то доли микрограмма.

Один из предлагаемых подходов — выведение эталонного килограмма c помощью инструмента ватт-баланс (watt balance). Этот прибор сравнивает вес объекта с электромагнитными силами (через прецизионное измерение тока и напряжения).

Такой эталон будет работать, только если квантованные значения сопротивления Холла никак не зависят от испытываемых материалов, а определяются лишь соотношением постоянной Планка и квадрата заряда электрона (h/e²).
Обычный эффекта Холла заключается в возникновении напряжения на противоположных сторонах листа проводника, по которому идёт ток и перпендикулярно которому приложено магнитное поле. Квантовый эффект Холла возникает при низких температурах в столь тонких листах, что в них электроны начинают перемещаться в одной плоскости (возникает двумерный электронный газ).

Все предыдущие опыты говорили о том, что квантованное сопротивление Холла действительно от выбора материала не зависит. Но оставалось сомнение: может, в руки учёных попадали недостаточно разнородные вещества? Теперь группа экспериментаторов из британской Национальной физической лаборатории (NPL) при поддержке коллег из Швеции и Франции выполнила первое прямое сравнение сопротивления Холла в графене и полупроводнике арсениде галлия.

Учёные не измеряли параметры этих материалов по очереди, а построили установку таким образом, что при малейшей разнице в сопротивлениях двух образцов на тестовых контактах возникал бы ток. Но его выявить не удалось. Квантованные сопротивления двух материалов оказались равны с неопределённостью 8,6 × 10^–11, заключили авторы эксперимента. Его детали можно узнать из пресс-релиза лаборатории и статьи в New Journal of Physics.

Важно, что для эффекта Холла арсенид галлия и графен представляют собой принципиально различные материалы. В первом электроны проводимости ведут себя как частицы с массой, а во втором уподобляются безмассовым фотонам.

Всё это означает, что в пределах сегодняшних возможностей эксперимента мы вполне можем положиться в определении килограмма на ватт-баланс, графен и электрические мировые константы.
( Заодно через h и e должно быть пересмотрено и определение единицы силы тока – ампера, напоминают учёные. )

http://www.membrana.ru/particle/16774

 Отправлено: 22.09.11 03:53. Заголовок: Физики и биологи пос..

Физики и биологи построили крошечный лазер, взяв за основу живую человеческую клетку.
Авторы инновации полагают, что она пригодится не столько в технике, сколько в медицине и биологии.

Исследователи из медицинской школы Гарварда (HMS) методами генной инженерии создали человеческие эмбриональные клетки почки, производящие медузий зелёный флуоресцентный белок (он присутствовал по всей клетке). Затем учёные поместили одну такую клетку между двух зеркал, получив оптический резонатор поперечником в 20 микрометров.

Когда клетку через микроскоп освещали наносекундными импульсами голубого света (в качестве накачки), она испускала направленный когерентный лазерный луч зелёного цвета. Пучок был довольно слабый, но всё же видимый невооружённым глазом. При этом клетка не была повреждена и оставалась живой даже после длительной работы в роли лазера.

http://www.membrana.ru/particle/16272

 Отправлено: 24.09.11 03:41. Заголовок: Нейробиологи воссозд..

Нейробиологи воссоздали динамические зрительные образы, возникавшие в голове во время просмотра случайно отобранных видеороликов. В будущем такая технология поможет медикам наблюдать на экране галлюцинации пациентов, а богатым чудакам — выкладывать свои сны на YouTube.

Фантастический результат получен в Калифорнийском университете в Беркли: испытуемым показывали разные ролики с YouTube (фрагменты кинолент, трейлеры и прочее), в то время как магнитно-резонансный томограф детально записывал активность клеток в различных частях зрительной коры. По этой информации учёные сумели реконструировать просмотренные кадры в цвете и динамике (смотрите впечатляющий ролик в конце материала).

Качество этих восстановленных роликов может кому-то показаться неважным, но это несравненно лучше и точнее, чем то, что удалось получить «из головы» человека в первом эксперименте такого типа.

Учёные, создавшие новую программу распознавания мысленных образов, сами поочерёдно выступали в роли подопытных, поскольку им приходилось проводить внутри томографа по многу часов за раз, передаёт MedicalXpress.

Для начала исследователи записали картину мозговой активности при просмотре ряда трейлеров голливудских фильмов. Биологи построили трёхмерную компьютерную модель мозга с группами клеток (вокселями) и записали, как каждый воксель реагирует на изменение форм и движение предметов на экране. Так удалось получить грубое соответствие визуальной информации и процесса её обработки в коре мозга.

Для тестирования и доводки алгоритма учёные скормили ему тысячи часов от миллионов случайно взятых роликов со всё того же сервиса YouTube, получив на выходе обратный результат — смоделированную активность мозга, которая наблюдалась бы, если человек просматривал бы эти ролики.





Наконец, алгоритм снова обратили. При просмотре людьми в томографе тестового видео компьютер подбирал из Сети 100 роликов, которые с наибольшей вероятностью должны были вызвать именно такую картину активности клеток. Далее секунда за секундой программа смешивала кадры из этих роликов, получая размытое результирующее кино, неплохо совпадавшее с тем, что человек наблюдал в реальности.

(Подробности опыта можно найти в статье в Current Biology и преcс-релизе университета.)

«Так мы открываем окно в кино, идущее в нашем сознании», — говорит один из авторов работы Джек Галлант (Jack Gallant). Кстати, Галлант известен нам по опыту с распознаванием при помощи сканирования мозга увиденных фотографий.

Учёные объясняют, почему распознавание мыслей при помощи магнитной томографии трудно реализовать. Одна из проблем — сканер регистрирует изменения в кровотоке через кору, а они происходят гораздо медленнее, чем меняются нервные сигналы.

Потому-то ранее такой трюк удавалось проворачивать лишь со статичными картинками. «Мы решили эту проблему, создав двухступенчатую модель, которая описывает отдельно нервные клетки и сигналы кровотока», — говорит Синдзи Нисимото (Shinji Nishimoto), ведущий автор исследования.

До практического применения новой технологии может пройти десятилетие. Но уже в таком, сыром виде она способна помочь нейрофизиологам лучше разобраться, что происходит в голове человека.

http://www.youtube.com/watch?v=nsjDnYxJ0bo&feature=player_embedded


http://www.membrana.ru/particle/16803

цитата:

Судя по всему уже лет через 10-20 мы получим первые компьютерные системы способные сканировать все процессы происходящие в нейронной сети живых организмов.

 Отправлено: 26.09.11 15:17. Заголовок: Ученые из Японии пол..

Ученые из Японии получили практическое доказательство существования в нанотрубках квазичастиц трионов. Их первые наблюдения теперь должны подтвердить коллеги из других научных групп.




Существование трёхчастичных электрон-дырочных комплексов в полупроводниках было предсказано в 1958 году, а экспериментальное подтверждение эта идея получила в конце ХХ века. Однако в нанотрубках трионы ещё не наблюдались.


Естественные науки во многом развиваются благодаря неожиданным измерениям. Иногда, правда, бывает и наоборот, когда экспериментальное подтверждение следует за теоретическими предсказаниями. В частности, физика твердого тела представляет нам массу примеров частиц, которые сначала предсказывались теоретически и лишь потом наблюдались на эксперименте, или наблюдались, но пока еще не во всех ожидаемых ситуациях. Ближайший пример из области полупроводников – трионы, комплексы, состоящие из связанных электрона и двух дырок проводимости. Эти квазичастицы вызывают повышенный интерес ученых за счет своего потенциала в электронных устройствах будущего. Поэтому они наблюдались уже в самых различных полупроводниках. Но до недавнего времени ученые не могли получить практические доказательства их существования в углеродных нанотрубках.

Похоже, работа, опубликованная недавно группой японских ученых из Kyoto University в журнале Physical Review Letters, положит конец всем сомнениям, ведь они сообщили о первом наблюдении трионов в полупроводниковых нанотрубках дырочного типа. Если их эксперимент будет повторен другими группами, его можно будет назвать главным прорывом отрасли за последние несколько лет.

Как известно, углеродные нанотрубки представляют собой двумерные листы атомов углерода с гексагональной кристаллической структурой, свернутые в трубки диаметром несколько нанометров. В зависимости от диаметра трубки и способа сворачивания листа графена, трубки могут проявлять различные электронные свойства: быть как проводниками, так и полупроводниками. При этом различные типы нанотрубок отличаются на эксперименте при помощи спектрального анализа. Впервые нанотрубки наблюдались еще в 1991 году, за много лет до открытия графена. С этого момента к ним не угасал научный интерес, ведь постоянно открывались новые грани структурных, электронных и оптических свойств этих объектов.

Полупроводниковые нанотрубки могут в будущем сыграть значительную роль в развитии наноэлектроники. При этом процессы, происходящие в них, в деталях отличаются от обычных полупроводников. Когда полупроводник поглощает фотон, происходит рождение пары носителей заряда электрон-дырка. Такая пара может связываться силами Кулона, образуя неразделимую пару – квазичастицу под названием экситон. Паре может потребоваться всего несколько наносекунд на то, чтобы снова соединиться, порождая фотон. Но в отдельных полупроводниках экситоны могут существовать достаточно долго.

Так, например, происходит в нанотрубках, где экситоны могут свободно путешествовать вдоль оси трубки. Исследования ученых заключались в добавлении к экситону дополнительной дырки проводимости, т.е. создании так называемого триона, важной особенностью которого является подверженность действию электростатических сил. Проблема заключается в том, что трион не является стабильным, т.е. достаточно быстро может произойти рекомбинация пары электрон-дырка, при этом лишняя энергия будет передана второй дырке, входившей в состав триона. Однако группа японских ученых нашла методики решения этой проблемы. Зафиксированные ими на эксперименте спектры показали, что трионы в нанотрубках дырочного типа образуются вне зависимости от используемой акцепторной примеси.

Ученым еще предстоит изучить все особенности поведения нового типа квазичастиц, однако сам факт их наблюдения уже очень важен для данного направления.

http://sci-lib.com/article993.html

http://www.nanonewsnet.ru/news/2011/v-eksperimentakh-s-nanotrubkami-zaregistrirovany-slozhnye-kvazichastitsy

http://science.compulenta.ru/588062

 Отправлено: 28.09.11 03:53. Заголовок: Исследователи описал..

Исследователи описали механизм работы белка kibra, отвечающего за обучение и память. Этот белок управляет транспортом и распределением нейромедиаторных рецепторов, от которых зависит качество межнейронного соединения.



Сеть из четырёх нейронов (фото neurollero).

Белок kibra уже попадал в поле зрения нейрофизиологов: появлялись данные, что он поддерживает память и помогает противостоять болезни Альцгеймера. Но чем именно он занят в нервных клетках, до сих пор никто не знал. В своей работе, опубликованной в журнале Neuron, исследователи из Университета Джонса Хопкинса (США) сообщают, что по своим функциям kibra относится к немногочисленной «элите» белков, которые управляют структурой и распределением синапсов.

Эксперименты показали, что kibra влияет на перемещения рецепторов AMPA — мембранных белков, которые ловят нейрохимические сигналы, передаваемые от одного нейрона другому. Эти рецепторы формируются в недрах клетки, а потом транспортируются к синаптической мембране. Нейроны мозга мышиного эмбриона, в которых ген этого белка был выключен, очень быстро выставляли рецепторы AMPA на поверхность клетки. Можно сказать, что kibra совмещает должности управляющего по логистике и телефонной барышни: от того, куда и когда подвезут очередной рецептор, зависит качество связи между нейронами.

Дальнейшие исследования подтвердили роль kibra в процессах синаптической пластичности, которая лежит в основе обучения и памяти. Нейроны мышей с выключенным белком были менее активны и не так склонны образовывать прочные синапсы, что подтверждалось и поведенческими экспериментами. Мышей подвергали звуковому шоку в специфическом окружении, чтобы выработать у них условный рефлекс. После серии испытаний животные, едва оказавшись в знакомой клетке, цепенели от страха — стандартная реакция у грызунов. Мыши, у которых ген kibra был выключен, демонстрировали сильное затухание соответствующей реакции: страшная клетка довольно быстро переставала их пугать.

Исследователи считают, что kibra одинаковым образом способствует обучению и защищает мозг от симптомов болезни Альцгеймера. И обучение, и память связаны с формированием и разрывом синапсов, а качество синапса зависит от нейромедиаторных рецепторов. Управляя транспортом и распределением таких рецепторов, белок оказывается «архитектором матрицы», определяющим силу и форму нейронных цепей.

http://science.compulenta.ru/636769