Наука | Научпоп

Антиматерия состоит из античастиц: антипротонов, антиэлектронов (позитронов) и антинейтронов. Главным отличием от обычных частиц является то, что античастицы имеют противоположный заряд: антипротон имеет отрицательный заряд, антиэлектрон – положительный заряд. Что касается нейтрона и антинейтрона, хотя они оба изначально не имеют какого-либо заряда, у них все же есть различие. Антинейтрон имеет магнитный момент, противоположный магнитному моменту нейтрона.

Может показаться, что антиматерия – это такая же гипотетическая материя, как и темная, но это не так. Отдельные античастицы, из которых можно собрать атомы антиматерии, образуются в обычной природе, хотя и в очень малых количествах по сравнению с обычной материей. Согласно предположениям ученых, после большого взрыва должно было образоваться равное количество обеих материй. Однако при столкновении антиматерии с обычной материей происходит аннигиляция с выделением огромного количества чистой энергии. Из-за этого свойства, обе материи должны были аннигилировать и оставить после себя только энергию, так как материи было равное количество. Но на данный момент мы видим преобладание обычной для нас материи над антиматерией. Считается, что какой-то механизм оказал свое влияние, тем самым оставив в преобладании обычную материю.

Изучать антиматерию – довольно трудное и дорогостоящее занятие. Это связано со сложной добычей и хранением антиматерии. Антиматерию производят в ускорителях частиц:

"Для этого пучок высокоэнергетических протонов при помощи мощного ускорителя направляется на мишень, создавая таким образом беспорядочный поток осколков атомов. Мощные магниты выделяют из этого потока антипротоны, которые затем замедляют до очень низких скоростей и подвергаются действию позитронов, которые естественным образом излучает натрий-22. Если позитрон начинает обращаться вокруг антипротона, возникает атом антиводорода, ведь атом водорода состоит из одного протона и одного электрона"

– выдержка из книги «Физика невозможного» Митио Каку.

Производство не является единственной трудностью. Так как при столкновении с обычной материей антиматерия аннигилирует, их необходимо отгородить друг от друга. Этого достигают с помощью хранилища, внутри которого практически идеальный вакуум, а чтобы антиматерия не столкнулась со стенками хранилища, она удерживается магнитным полем, образуемого мощными магнитами, находящимися в состоянии сверхпроводимости.

На этом сегодня все.


Источники информации:

https://science.cern/science/physics/antimatter

https://www.britannica.com/science/antimatter

Скоро в России начнется сезон огородных посадок. Эксперты Пермского Политеха рассказали, как определить вид почвы на вашем дачном участке и ее кислотность, какие органические удобрения можно вносить, из чего нельзя делать компост и какие условия нужно создать для самых распространенных огородных культур, чтоб получить богатый урожай.

Какие почвы встречаются в России?

Самые распространенные почвы в нашей стране — подзолистые, они охватывают около 40% территории России и встречаются в лесной зоне. Характеризуются кислым pH, низким содержанием гумуса и питательных веществ, подзолистым горизонтом (белесым слоем вымытых питательных веществ).

На втором месте — черноземы, которые занимают около 10% территории и распространены в степных районах. Темный цвет им придает высокое содержание перегноя (до 15%). Каштановые почвы содержат меньше гумуса (3-6%) и встречаются реже, в засушливых степях. Чуть менее распространены серые лесные почвы, которые занимают переходную зону между лесом и степью. По характеристикам представляют нечто среднее между подзолистыми и черноземными почвами, с умеренным содержанием гумуса и питательных веществ.

Как определить вид почвы?

— Понять, какой именно вид почвы на вашем дачном участке, можно по нескольким факторам. Цвет земли будет отличаться: подзолистые почвы имеют светло-коричневый оттенок, а при более глубоком разрезе видна бледная прослойка; черноземы обладают темным, близким к черному цветом, а каштановые — насыщенным коричневым, — объясняет Юлия Кузнецова, кандидат технических наук, доцент кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ.

Структура также будет отличаться: черноземы зернистые, подзолистая земля выраженной структуры не имеет, а каштановые почвы комковатые. Кроме того, если вы протрете чернозем между пальцами, то ощутите, что он жирный и как бы напитанный из-за высокого содержания гумуса.

Обратите внимание на то, как быстро после дождя с участка уходит вода. Плохой дренаж может указывать на подзолистую почву или высокое содержание глины. Разные виды почв поддерживают различную растительность. Если на вашем участке растут преимущественно хвойные деревья и вереск, это может указывать на подзолистую почву. Если преобладают злаки и разнотравье, скорее всего, у вас чернозем.

Если вы не уверены в определении вида почвы, можно провести анализ в лаборатории. Это даст вам более точную информацию о химическом составе, физических свойствах и плодородии почвы.

Все ли растения любят чернозем?

Мы привыкли считать, что чернозем лучше всего подходит для выращивания огородных растений. Он действительно считается одной из самых плодородных почв в мире. Однако есть растения, которые не любят чернозем или даже не переносят его. К ним относятся, например, картофель, редис и салат. Они предпочитают рыхлые, хорошо дренированные почвы (супесчаные и легкосуглинистые, например), а чернозем может быть слишком плотным для них.

— В целом, большинство огородных культур хорошо растет в черноземе, но, если вы планируете выращивать растения, которые предпочитают кислую землю или не переносят тяжелых почв, например, картофель и томаты, возможно, вам придется внести нужные им удобрения, мелиорант (торфяные гранулы, которые помогают восстанавливать плодородный слой) или выбрать другое место для выращивания, — отмечает ученый Пермского Политеха.

Как узнать кислотность почвы?

— Уровень pH почвы показывает, в какой мере она кислотная или щелочная. Шкала делится на значения от 0 до 14. Оптимальный pH для большинства растений находится в нейтральном диапазоне от 6 до 7, хотя некоторые растения предпочитают более кислую (показатель менее 6) или щелочную (уровень более 7) почву, — рассказывает Елена Шергина, магистрант кафедры химии и биотехнологии ПНИПУ.

Уровень кислотности говорит о том, каких питательных веществ в почве больше, а также влияет на их растворимость и доступность для растений. Например, железа и марганца больше в кислых почвах, а фосфором и кальцием насыщена щелочная земля. Кстати, кислотные почвы склонны к вымыванию питательных веществ, что может привести к потере структуры и ухудшению дренажа. Кроме того, в верхнем слое земли проживает множество микроорганизмов, которые играют важную роль в разложении органических веществ и круговороте питательных элементов. Различные микроорганизмы предпочитают разные уровни pH.

В домашних условиях определить уровень кислотности можно несколькими способами. Во-первых, с помощью специальных тест-полосок, которые продаются в садовых центрах или Интернете. Нужно опустить такую полоску в образец влажной почвы и сравнить цвет с прилагаемой цветовой шкалой. Во-вторых, провести уксусный тест: добавьте немного уксуса в образец почвы, если она зашипит, значит — щелочная, а если эффекта нет, то кислая или нейтральная. Похожую проверку можно сделать и с пищевой содой: добавьте немного вещества в подмоченную почву, если она вспенится, то земля кислая, если нет — то нейтральная или щелочная.

Почему в почве не хватает полезных веществ?

— Использование химических удобрений и пестицидов, монокультур (высаживание одного растения на одном и том же месте в течение нескольких лет), промышленные отходы, сточные воды и тяжелые металлы, застройка, добыча полезных ископаемых и другие виды деятельности могут истощить почву, уменьшая разнообразие микроорганизмов и содержание органических, а затем и питательных веществ, — рассказывает Дарья Нестерова, студент кафедры химии и биотехнологии Пермского Политеха.

На некачественную почву указывает состояние растений. Они могут быть вялыми, бледными и плохо растущими из-за недостатка питательных веществ или микроорганизмов, которые им нужны для здорового развития. Хлороз, пожелтение листьев между прожилками может указывать на дефицит железа, азота или магния. Микроорганизмы помогают растениям усваивать недоступные питательные элементы из почвы. Их отсутствие может привести к замедленному росту корней и снижению общей жизнеспособности растений.

Какие есть способы улучшить состояние почвы?

Повысить плодородность почвы поможет внесение органических удобрений, например, компоста или навоза. Это прибавит в ней перегноя и улучшит структуру. Химические удобрения могут быстро добавить питательные вещества в почву, но их следует использовать осторожно, чтобы не нанести вреда почвенным микроорганизмам. Другой метод — выращивание и запахивание сидеральных культур, таких как клевер, люцерна и злаки, что обогащает почву азотом и органическим веществом. Мульчирование, то есть покрытие почвы органическим материалом, таким как солома, сено или кора деревьев, помогает сохранить влагу, подавить сорняки и обогатить почву по мере разложения. А чередование разных культур на грядке помогает предотвратить истощение почвы и улучшает ее здоровье.

Некоторые растения могут сами повышать плодородие почвы. Например, бобовые (горох, фасоль) забирают азот из воздуха и обеспечивают им другие растения. Выращивание совместимых растений рядом друг с другом может улучшить рост и здоровье обоих. Например, посадка бобовых рядом с кукурузой обеспечивает ее азотом. Растения с глубокими корнями (люцерна, одуванчик и лопух) проникают глубоко в почву и вытягивают питательные вещества из нижних слоев, делая их доступными для растений на поверхности. Посев быстрорастущих растений, таких как рожь или овес, в качестве покровных культур помогает защитить почву от эрозии, подавить сорняки и добавить органическое вещество.

Что нельзя использовать для изготовления компоста?

Компост — это ценное удобрение, которое получают из органических отходов, разлагающихся под влиянием микроорганизмов. В качестве ингредиентов можно использовать зеленую массу (навоз, птичий помет, скошенную траву, плотные стебли садовых и огородных культур, зеленые сорняки, овощные и фруктовые отходы) и коричневую массу (солому, опавшую листву, древесную стружку, бумагу, картон, измельченную древесину, кору, обрезки ветвей).

Но стоит быть внимательным: в компост нельзя помещать обрезки больных растений, так как при разложении растительных остатков возбудители инфекции не погибают, а переходят на здоровые растения. Испорченные продукты можно использовать для получения компоста, однако нужно быть внимательным: не стоит применять мясо и кости животных, поскольку они долго гниют и вызывают неприятный запах, а также цитрусовые, которые тоже долго перегнивают и вредны для дождевых червей и полезных микроорганизмов. Заплесневелые продукты растительного происхождения можно использовать для компоста, но испорченный хлеб лучше не добавлять: хлебобулочные изделия могут привлечь на участок грызунов, которые могут испортить посевы.

В качестве органических удобрений применяют также все виды навоза, птичий помет, торф, солому, органический сапропель (донные отложения пресных водоемов), осадки сточных вод, отходы пищевой промышленности и различные компосты.

Первое место по значимости занимает навоз – побочный продукт животноводческой отрасли. Наиболее ценным по питательным свойствам считается лошадиный и коровий. Навозом в почву возвращается около 40-50% органического вещества, столько же азота и 60-70% фосфора и калия. Еще одним его преимуществом является то, что в результате медленного высвобождения полезных веществ из подстилочного навоза и компостов в почве не возникает их высоких концентраций, как при минеральных удобрениях. Так растения равномерно обеспечены питательными веществами на протяжении всего периода развития, что особенно важно для культур с продолжительным периодом роста.

— Важно: навоз ни в коем случае нельзя вносить в свежем виде — это чревато гибелью урожая. Свежий навоз может полностью сжечь всю корневую систему растения. Как минимум год навоз должен отлежаться, чтобы стать готовым к использованию. Можно с осени внести на грядки свежий навоз, для того чтобы к весне он перепрел, — отмечает доцент Юлия Кузнецова.

Почему фосфор, азот и калий — важнейшие минеральные удобрения?

Фосфор входит в состав фосфолипидов клеточных мембран, ДНК и РНК, соединений, участвующих в метаболизме. Азот также присутствует в составе нуклеиновых кислот, гормонов роста, защитных соединений, хлорофилла. Он является основным компонентом белков, выполняющих важные строительные, каталитические, транспортные и защитные функции в клетке.

Фосфор и азот обеспечивают активное деление клеток, быстрый рост и развитие растения, протекание процессов метаболизма: клеточного дыхания, фотосинтеза, синтеза биополимеров, гликолиз.

— Калий для роста растений может иметь такое же значение, как и азот с фосфором. Достаточное поступление калия в растение усиливает фотосинтез, улучшает устойчивость растения к болезням. Калий необходим растениям, чтобы справляться со стрессом, причиненным засухой, засолением, наводнением или травоядными животными, — добавляют ученые Пермского Политеха.

Какие условия нужны для самых популярных огородных растений?

Картофель

Лучше растет на рыхлых кислых и слабокислых почвах. Культура нуждается в обильном поливе, особенно в период с начала цветения до прекращения роста ботвы. Сильнее всего картофель нуждается в азоте, фосфоре и калии, поэтому целесообразно вносить комплексные минеральные удобрения: по 20-40 кг/га в соотношении примерно 1(азот):1(фосфор):1(калий). Приветствуются и удобрения с кальцием и магнием.

Морковь

Больше всего ей подходят очищенные от сорняков рыхлые почвы с нейтральной кислотностью, но насыщенные фосфором. Любит солнечный свет, поэтому для посадки предпочтительнее использовать незатененные места. Культура очень влаголюбива и плохо переносит засуху, начиная быстро увядать. Морковь очень чувствительна к повышенной концентрации солей, поэтому следует избегать внесения высоких количеств минеральных удобрений, иначе это может привести к снижению роста и развития культуры. При посеве на всех типах почв следует вносить суперфосфат (7,5-10 кг/га) или нитрофос (5-7 кг/га).

Огурцы

Их стоит выращивать на окультуренных и плодородных почвах с нейтральным рН. Необходимо, чтобы почва была насыщена влагой, а температура не опускалась ниже +16-18°С. В качестве основного удобрения наиболее эффективны органические (свежий навоз, 50-120 т/га) в оптимальных сочетаниях с минеральными удобрениями. Вносят навоз весной, он служит источником углекислого газа и тепла. Минеральные удобрения с азотом, фосфором и калием составляют по 45-60 кг /га и вносятся порциями: часть при посеве, часть при подкормках.

Помидоры

Наиболее пригодны для выращивания томата окультуренные суглинистые и супесчаные почвы с повышенным содержанием фосфора. Хорошо растет в при рН 5,5-7,1. Свето- и теплолюбивая культура, температура не должна опускаться ниже +15°С, комфортный диапазон — +22-24°С. Томат, особенно тепличный, любит хорошо удобренную почву: на тонну урожая томат потребляет 3,5 кг азота, 1 кг фосфора и 4,5 кг калия.

Лук

Очень жизнеспособное растение, при любых условиях успевает сформировать луковицу. Может переносить заморозки до -4°С. Нуждается в обильном поливе в первую половину вегетации. Корневая система развита плохо, а потому лук усваивает небольшое количество питательных веществ. Оптимальным является допосевное внесение 30-40 т/га перепревшего навоза (компоста) или 20 т/га перегноя.

Чеснок

Наиболее пригодны для возделывания чеснока нейтральные легкие суглинки с рН 6,5-7,9. Кислых почв не любит. Под чеснок вносят 40-60 т/га перегноя. Фосфорно-калийные удобрения способствуют лучшему вызреванию луковиц и бульбочек, повышают содержание углеводов и белка, ускоряют осеннее корнеобразование и повышают зимостойкость и сохранность после сбора. Весной, когда интенсивно отрастают листья, чеснок больше нуждается в усиленном азотном питании.

Капуста белокочанная

Кормовая капуста относится к холодостойким растениям. Наиболее оптимальны для нее плодородные структурные почвы, насыщенные воздухом. Капуста белокочанная потребляет питательные элементы в течение всего периода вегетации. На 1 м3 почвы вносят 1,5-2,0 кг аммиачной селитры, 1,7-2,0 кг суперфосфата, 0,4-0,6 кг хлористого или сульфата калия.

Зелень (укроп, петрушка)

Почва должна быть нормальной или чуть повышенной кислотности и иметь рыхлую структуру. Для посадки можно выбрать солнечное место или полутень. Зелень можно сажать в почву, где в прошлом сезоне росли капуста, лук, огурцы, помидоры, картофель. Осенью при перекопке в почву вносят 3-5 кг органических и 20-30 г минеральных удобрений на квадратный метр.

Почему не стоит высаживать культуру на одном месте каждый год?

— Растения по-разному усваивают питательные элементы из почвы. Например, корнеплодам (картофелю, моркови) требуется больше фосфора, чем другим сельскохозяйственным культурам. Если каждый год отводить под них один и тот же участок, корнеплоды ежегодно будут потреблять много фосфора, что приведет к истощению почвы, — объясняет Юлия Кузнецова.

Чередование культур может также прервать цикл специфических вредителей и заболеваний, помешав им накапливаться как в почве, так и на самих растениях. Наконец, севооборот овощных культур помогает справиться с сорной растительностью, поскольку не все растения умеют с ней эффективно бороться. После картофеля, томатов участок остается относительно свободным от сорняков, что значительно облегчает получение высокого урожая при последующей посадке других культур, менее активно конкурирующих с сорняками.

Поможет получить хороший урожай и правильное сочетание выращиваемых культур. Например, при совместном посеве лук и морковь защищают друг друга от специфических паразитов. Для защиты картофеля от колорадского жука можно между рядов высаживать бобовые (фасоль, к примеру).

Чтобы определить совместимость культур, необходимо сопоставить их потребности, выяснить, будут ли они конфликтовать за ресурсы (свет, влагу, питательные элементы) и как они смогут помочь друг другу справиться со стрессовыми условиями окружающей среды.

Вечная память ликвидаторам аварии на Чернобыльской атомной электростанции.

Документальный фильм о БАЭС — Белоярской атомной электростанции имени Игоря Васильевича Курчатова. Производство Свердловской студии кинохроники в 1964 году.

• Автор сценария и режиссёр: А. Д. Купер

• Научный консультант: Л. А. Кочетков

Оригинал оцифрован с позитива формата 35 мм в разрешении 3040x2160 пикселей.

В книге Лосос подробно описывает, как появляются виды с одинаковыми адаптивными свойствами в ответ на схожие условия обитания (самые догадливые уже поняли, что речь идёт о конвергенции). Заслуга автора в простоте языка и ярких примерах – благодаря этому комбо даже те читатели, что в прошлом злостно прогуливали уроки биологии, поймут, как именно зародилась жизнь, зачем учёные так носятся с плодовыми мушками и чем уникальна живая природа Новой Зеландии. Отдельное достоинство «Удивительной эволюции» в том, что Лосос показывает, как развивается научная мысль и рождаются новые идеи. В частности, как эволюционировала сама теория эволюции. Например, Чарльз Дарвин в своё время считал, что эволюция – процесс ужасно медленный, и наблюдать его напрямую невозможно. Но сейчас учёные знают: иногда виды изменяются просто-напросто стремительно!

Прекрасно, что автор оперирует новыми данными: книга на английском языке издана в 2017 году, и Лосос ссылается на самые свежие исследования. Хотите узнать, чем сейчас живёт биология, но тексты российских учёных на «Элементах» слишком трудны? Тогда вам по адресу. Чтобы читатели не заскучали, Лосос разбавляет рассказы об опытах уймой интересных фактов, о которых вы, возможно, раньше не слышали. Например, вы в курсе, что кончики пальцев коал покрыты бороздками и пальцевыми узорами, столь похожими на наши, что специалисты с трудом различают отпечатки пальцев коал и людей? И что, когда первые образцы утконоса доставили в Англию в конце XVIII века, учёные часами искали швы, с помощью которых умелые китайские купцы, вероятно, сшили свою подделку? В общем, читайте «Удивительную эволюцию» и расширяйте кругозор.

А ещё Лосос не боится приводить самые безумные идеи коллег. Например, почему у тираннозавра рекса такие маленькие передние лапы? Один исследователь предположил, что тот ел в такой безумной спешке, что лапы древнего ящера укоротились – чтобы тот случайно не откусил их и не съел. Спойлер: гипотеза выглядит симпатично, но, скорее всего, она неверная.

Чтобы рецензия не выглядела слишком уж хвалебной, добавлю, пожалуй, ложку дёгтя. В «Удивительной эволюции» автор приводит схему эволюционных связей двудольных растений. «Значок с дымящейся чашкой обозначает виды, вырабатывающие кофеин», – объясняет биолог. «Окей», – думаю я и… понимаю, что на иллюстрации никакой чашки, стакана и даже рюмки нет. Потерялась при переводе? Надеюсь, в следующем издании погрешность исчезнет. И ещё одна «оплошность». Как вы думаете, когда появился хомо сапиенс – сто миллионов лет назад или 200-300 тысяч? Я лично – за второй вариант. Но почему-то в «Удивительной эволюции» указан первый, хотя в те времена и приматов-то не было. Полагаю, это тоже издержки перевода…

Какими словами и в каком возрасте говорить с детьми об алкоголе и наркотиках, чтобы избежать у них появления заинтересованности? Какова разница в подходах к профилактике вредных привычек в семье и в школе? Как наследственность и воспитание влияют на формирование зависимостей? В каких регионах России самая сложная ситуация с зависимостями и почему?

Об этом и многом другом рассказывает Виктор Пономарёв, психофизиолог и педагог по профилактике зависимостей, член рабочей группы экспертного совета ГосДумы РФ по здоровому образу жизни, студенческому спорту и туризму, председатель РООО «Трезвый Дон».