Учёные Сибирского государственного медицинского университета (СибГМУ) изучают, как магнитные наночастицы проникают в опухолевую ткань и как они взаимодействуют с различными клетками опухоли.
Первым этапом исследований стало изучение способности наночастиц проникать в опухолевую ткань и их взаимодействия с опухолевыми клетками. Работа проводилась в лаборатории Центра биологических исследований и биоинженерии Центральной научно-исследовательской лаборатории СибГМУ в рамках программы "Приоритет-2030".
В современной медицине наночастицы, включая магнитные, уже применяются для диагностики и лечения опухолей. Томские учёные нацелены на создание "умных" наносистем, которые смогут точно воздействовать на опухолевые клетки. Предполагается, что такие наносистемы смогут перемещаться по организму, взаимодействовать с больными клетками и даже изменять их программу.
По словам руководителя центра Александры Першиной, магнитные наночастицы представляют собой один из наиболее перспективных вариантов для создания "умных" наносистем благодаря их способности реагировать на внешнее магнитное поле.
В то время как доказательства, связывающие воду астероидов и Земли, представляются убедительными, роль комет остаётся предметом обсуждений среди ученых. Ряд измерений, проведенных на кометах семейства Юпитерианских, состоящих из примитивного материала, сохранившегося с ранней эпохи Солнечной системы и, по мнению специалистов, сформировавшихся за пределами орбиты Сатурна, продемонстрировал заметную связь между их водой и земной. Эта связь основывается на ключевой молекулярной характеристике, которую исследователи используют для отслеживания происхождения воды в Солнечной системе. Данная характеристика представляет собой соотношение дейтерия (D) и обычного водорода (H) в воде любого объекта, предоставляя ученым важные данные для понимания места его формирования. Дейтерий — это редкий и более тяжелый изотоп водорода. Сравнение соотношения водорода в кометах и астероидах помогает установить наличия связи.
Поскольку вода, содержащая дейтерий, с большей вероятностью формируется в холодных условиях, концентрация этого изотопа оказывается выше на объектах, образовавшихся вдали от Солнца, таких как кометы, по сравнению с объектами, сформировавшимися ближе к Солнцу, как, например, астероиды. Измерения содержания дейтерия в водяном паре нескольких комет юпитерианского семейства, проведенные за последние два десятилетия, показали, что его содержание в воде на Земле аналогично.
«Это действительно начало напоминать о том, что кометы могли сыграть важную роль в доставке воды на Землю», — отметила Кэтлин Мандт, планетолог из Центра космических полетов имени Годдарда NASA в Гринбелте, штат Мэриленд. Мандт возглавила исследование, опубликованное в журнале Science Advances 13 ноября, в котором осуществляется пересмотр содержания дейтерия у кометы 67P.
Таким образом, открытие о связи между водой на Земле и кометами может изменить наше понимание формирования планет и условий, способствовавших возникновению жизни на Земле. Эти исследования продолжают вызывать интерес и обсуждения в научном сообществе, открывая новые горизонты для изучения космоса и его влияния на нашу планету.
Перламутровые облака в марсианской атмосфере, глазами марсохода Кьюриосити!
Группа астрономов провела детальное изучение десятков панорамных снимков, полученных марсоходом Curiosity в 2019 и 2021 годах, и зафиксировала уникальное атмосферное явление. Перистые облака на великой высоте переливались красным, зеленым и синим цветами в лучах закатного Солнца. На Земле такие облака именуют перламутровыми, и их наблюдение на Красной планете стало настоящим прорывом. Ученые также обнаружили сезонность этих цветных переливов.
Земля, далеко не единственная планета с атмосферой, обладает своей уникальной, в то время как марсианская атмосфера кардинально отличается. На 95 процентов она состоит из углекислого газа, а оставшиеся пять процентов занимают азот и аргон. В ее составе присутствует также незначительное количество воды, которая в виде пара циркулирует от южного полушария к северному, образуя так называемый «водяной насос». Более того, как недавно выяснили исследователи, эта влага может осаждаться в виде инея на поверхности экваториальных вулканов Марса.
На Красной планете формируются облака, в том числе серебристые, известные как полярные мезосферные или ночные светящиеся, так как их подсвечивают лучи заходящего или восходящего Солнца, когда остальная часть неба по-прежнему темна. Эти серебристые облака возникают на высоте 85-95 километров и составляют углекислый газ и водяной лед, фиксируя себя как минимум на высоте до 90 километров.
Другой редкий тип облаков на Земле — перламутровые. Их можно наблюдать исключительно в полярных широтах на высоте около 35 километров. Они интенсивно изменяются в цвете от красного до синего благодаря тому, что частицы конденсата достигают размеров, схожих с длиной волны света. Астрономы из Соединённых Штатов, Канады и Испании сообщили, что марсоход Curiosity впервые запечатлел перламутровые облака в атмосфере Марса. Тем не менее, они не являются аналогами земных, так как формируются на других высотах и по иным причинам. Они больше напоминают серебристые облака. В исследовании, опубликованном в журнале Geophysical Research Letters, ученые изучили частоту возникновения этого явления и изменения размеров частиц, составляющих облака.
Таймлапс облаков, снятый марсоходом "Кьюриосити"!
Curiosity функционирует в нижних широтах на юге Красной планеты, в кратере Гейла. Исследователи собрали два набора фотографий, полученных аппаратом в период с 30 мая по 26 июня 2019 года (с 2422 по 2448 марсианские сутки) и с 3 марта по 17 апреля 2021 года (с 3047 по 3091 свои марсианские сутки). Из панорамных снимков была создана мозаика с углом обзора 360°, а с помощью положения Солнца на небе ученые определили, что ночные светящиеся облака находились на высоте более 40 километров.
Некоторые дни из выбранных групп поразили астрономов яркими радужными переливами в облаках во время заката. Это уникальное явление, фиксируемое впервые, также показало отсутствие ореола и вторичного свечения в облаках — атрибут, видимый на нижнем снимке прилагаемого коллажа.
Определяя высоту облаков, авторы исследования пришли к выводу, что перистые облака формировались на высоте до 80 километров, а те, что находились выше 50-55 километров, вероятнее всего, состояли из сухого льда (CO2). Некоторые облака имели волнообразную форму со средней длиной 7,5 километра и располагались ниже 55 километров. Эти облака различимы при дневном свете и, скорее всего, состояли из оледенелой воды. Переливы цветов указывали на то, что размеры частиц в испарениях изменялись — синие оттенки подтвердили предположение о том, что облачные частицы росли от 0,75 микрометра до 1,2 микрометра в процессе осаждения.
Специалисты выявили сезонную закономерность образования перламутровых облаков. Они регулярно возникали после захода Солнца в периоды максимальной яркости в начале осени южного полушария. Эти наблюдения подтвердили данные ультрафиолетовой фотометрии за пять лет. Тем не менее, некоторые вопросы остаются без ответа. Как быстро меняются частицы в облаках? Каковы размеры таких облаков? По словам исследователей, новые наблюдения, запланированные на период с ноября 2024 года по март 2025 года и с октября по декабрь 2026 года, могут углубить выборку и дать на них ответы.
Стартап Osmo разработал технологию, способную передавать запахи на расстоянии с использованием искусственного интеллекта и молекулярных сенсоров. Этот процесс, известный как Scent Teleportation, основывается на принципах захвата, анализа и воспроизведения запахов. Разберем подробности технологии, как она работает и её потенциал.
Основные принципы работы технологии
Это использование газового хроматографа и масс-спектрометра (GC/MS). Эти устройства позволяют анализировать молекулы аромата и создавать их цифровую модель. Такой метод используется для детального изучения химического состава и молекулярной структуры запаха.
Как это работает:
Анализ запаха: Специальные сенсоры захватывают запах, фиксируя его молекулы. Это позволяет определить его химический состав и создать цифровую «формулу» запаха.
Моделирование запаха: Искусственный интеллект осмысливает данные и строит модель запаха, основанную на молекулярном составе.
Воспроизведение: Специальное устройство, называемое «ароматный принтер», создает запах, используя безопасные и экологически чистые вещества, которые имитируют молекулы, полученные в ходе анализа.
Потенциал и применения
Osmo рассматривает множество возможных направлений применения технологии. Среди них:
Развлечения и виртуальная реальность: Представьте себе видеоигры или фильмы, где можно не только видеть и слышать, но и ощущать запахи. Это может сделать опыт более погружающим и реалистичным.
Парфюмерия: Технология может быть использована для создания новых уникальных ароматов или для точного воссоздания уже существующих. Парфюмеры смогут разрабатывать ароматы, основываясь на молекулярных данных, что повысит точность и креативность процессов.
Медицина: Запахи могут быть использованы для диагностики заболеваний, так как определенные болезни производят характерные запахи, которые можно обнаружить с помощью технологии.
Образование и наука: Применение в обучении позволяет студентам и исследователям лучше понимать химические и молекулярные свойства запахов.
Будущее технологии
Osmo также разрабатывает концепцию, подобную «Shazam» для запахов. Она позволит пользователям с помощью мобильных устройств распознавать запахи и сохранять их для последующего использования или воспроизведения. Это может быть полезно, например, для того, чтобы сохранить запах любимого парфюма или запахи природных мест, которые человек хочет «телепортировать» к себе.
Преимущества и вызовы
Преимущества технологии:
Инновационность: Появление нового способа передачи запахов открывает широкие возможности для многих отраслей.
Потенциал для персонализации: Позволяет пользователям создавать и делиться индивидуальными ароматами.
Вызовы:
Технические ограничения: Пока что технология находится на стадии лабораторных испытаний, и потребуется время для ее усовершенствования и масштабирования.
Этические вопросы: Появление новых технологий всегда вызывает вопросы о защите данных и о том, как они могут быть использованы.
Осмо продолжает работать над совершенствованием технологии и уже рассматривает возможности внедрения ее в массовое производство и использование, что обещает открыть новую эру в мире восприятия ароматов и их взаимодействия с окружающей средой.
Мы до сих пор не знаем всех аспектов влияния космоса на человеческий организм, особенно на мозг. Новое исследование, проведённое совместно Европейским космическим агентством (ESA), российским космическим агентством «Роскосмос» и американскими учёными из Университета Флориды, показало, что мозг претерпевает значительные изменения, которые могут длиться месяцами даже после возвращения на Землю. Более того, длительный космический полёт может привести к «раздуванию» структур мозга.
В ходе работы международная исследовательская группа изучила мозг 12 мужчин-космонавтов незадолго до и после их полётов на Международную космическую станцию. Затем учёные повторно проанализировали мозг тех же космонавтов через семь месяцев после их возвращения на Землю. Все испытуемые участвовали в длительных полётах, которые в среднем длились 172 дня, или чуть более пяти с половиной месяцев.
Чтобы детально исследовать серое вещество и его функции, команда использовала метод визуализации мозга, известный как трактография волокон. «Трактография позволяет создать схему «проводки» мозга», — пояснил Вуйтс. С помощью МРТ учёные изучили структуру мозга на уровне серого вещества (которое можно сравнить с микропроцессором в компьютере) и белого вещества (которое можно представить как материнскую плату), а также измерили состав спинномозговой жидкости.
«После космического полёта структуры мозга изменяются, в основном из-за деформации, вызванной сдвигом жидкости. Мы и наши коллеги также обнаружили, что длительное пребывание в условиях микрогравитации приводит к расширению желудочков головного мозга. На восстановление их нормальных размеров должно уходить около трёх лет после возвращения на Землю», — отметил Вуйтс.
Интересно, что команда также обнаружила увеличение объёма мозга у людей живущих на МКС( "привет" полумифические большеголовые «серые» пришельцы). Также было зафиксировано увеличение количества серого и белого вещества. Белое вещество помогает мозгу лучше контролировать все остальные системы организма, облегчая взаимосвязь «мозг-тело».
Отметим, что серое вещество, отвечающее за обработку информации и мышление, можно сравнить с микропроцессором в компьютере. Однако аналогия с компьютером не совсем точна, так как в мозгу нет привычных нам программ. Мозг больше похож на интернет, где триллионы нейронов — микрокомпьютеры!
В дополнение к сдвигу жидкости, команда заметила изменения формы мозга, особенно в мозолистом теле — большом пучке нервных волокон, который соединяет оба полушария. Ранее считалось, что космический полёт может вызвать структурные изменения самого мозолистого тела. Однако команда обнаружила, что на самом деле расширяются близлежащие желудочки, что смещает нервную ткань этой области вокруг мозолистого тела, изменяя его форму. Желудочки головного мозга представляют собой карманы, в которых вырабатывается и хранится спинномозговая жидкость, в которой плавают головной и спинной мозг.
Исследователи также «обнаружили изменения в нейронных связях между несколькими двигательными областями мозга», — отмечает ведущий автор исследования Андрей Дорошин, исследователь из Университета Дрекселя в Пенсильвании. Моторные области — это мозговые центры, где инициируются команды для движений. В невесомости астронавту необходимо радикально адаптировать свои стратегии движения по сравнению с Землёй.
Это исследование является частью растущего числа работ, посвящённых изучению влияния космического полёта, особенно длительного космического путешествия, на организм человека. Новая информация открывает более глубокое понимание того, как наше тело адаптируется к непривычным для него условиям.
В будущем это поможет учёным лучше защищать астронавтов от пагубного влияния космоса — что особенно важно, учитывая планы человечества колонизировать другие планеты.
Нейтрино — частицы, которые с легкостью проходят через многие объекты, включая человеческое тело, каждую секунду. Однако их взаимодействие с атомами крайне маловероятно из-за слабого ядерного взаимодействия, которое регулирует их поведение. Чтобы надежно фиксировать эти частицы, эксперименты требуют огромных объемов вещества. Например, для регистрации столкновений нейтрино с атомами атмосферы используются тысячи тонн тяжелой воды, камеры, встроенные в кубический километр антарктического льда, а также планы по установке двухсот тысяч антенн.
Но недавно физик из Университета Канзаса Стивен Прохира предложил необычный подход к обнаружению нейтрино. Он предлагает использовать не традиционные антенны, а деревья, обмотанные проводами. Несмотря на необычность этой идеи, она может привести к важным научным открытиям.
Прохира вдохновился экспериментом GRAND, в котором планируется использовать антенны для регистрации радиосигналов, возникающих при взаимодействии нейтрино с атмосферой. Однако поиск мест для установки таких антенн представляет собой серьезную проблему. Исследуя альтернативные варианты, учёный обратился к старым экспериментам армии США, где деревья использовались для приема радиосигналов в джунглях. Обмотка проволоки вокруг деревьев превращала их в чувствительные к радиоволнам элементы, что, по мнению Прохиры, может быть адаптировано для регистрации нейтрино.
Основная цель Прохиры и других учёных, использующих более традиционные способы — регистрация нейтрино с ультравысокой энергией. Эти частицы несут энергию, которая в десятки миллионов раз превышает энергию, выделяемую при ядерном делении урана. Они образуются в экстремальных космических событиях: при коллапсе звезд, активности пульсаров, вблизи массивных чёрных дыр и появлении более экзотических, гипотетических звёздных остатков. Надежное обнаружение таких нейтрино позволит лучше понять природу этих явлений.
Идея Прохиры пока находится на стадии концепции. Статья была опубликована на платформе arXiv для получения комментариев коллег до официального рецензирования. В процессе проверки эксперты могут указать на ошибки в расчетах или недостатки, связанные с разнообразием форм и размеров деревьев.
Для реализации проекта потребуется команда и тестирование прототипов. Конференции, такие как Международная конференция по космическим лучам, могут помочь в привлечении ученых и обсуждении идеи. Подобные мероприятия служат стартовой площадкой для создания экспериментальной базы.
Прототипы часто сталкиваются с неожиданными проблемами, но именно такие эксперименты позволяют находить эффективные решения. Например, проект AMANDA, предшественник IceCube, использовал антарктический лед, который оказался исключительно прозрачным и чистым. Эти данные позволили разработать более масштабные установки, такие как IceCube.
Несмотря на то что проект Прохиры может не сработать из-за сложности сигналов, связанных с деревьями, успех прототипа способен открыть новые горизонты в физике частиц. Развитие экспериментов, таких как IceCube или GRAND, показывает, что даже смелые идеи могут привести к прорывам.
Операция «Фальшивый Ньютон»: как поддельная наука обманула мир на 300 лет
Наука — фундаментальный столп нашего понимания мира. Однако история знает немало случаев, когда то, что считалось непреложной истиной, оказывалось ловко сплетённой ложью. Среди самых загадочных и интригующих обманов, которые долгое время вводили человечество в заблуждение, стоит особо отметить феномен, который историки условно назвали «операцией Фальшивый Ньютон». Эта история, как детектив, наполнена мистификациями, интригами и стремлением скрыть истину.
1. Кто такой Ньютон и почему его имя стало легендой?
Исаак Ньютон — один из титанов научной революции, чьи открытия в физике, математике и астрономии оказали влияние на всю цивилизацию. Его три фундаментальных закона движения, теория всемирного тяготения и развитие калькуляса превратили его в символ рационального подхода к познанию мира.
Однако спустя века выяснилось, что не всё, что приписывалось Ньютону, было его собственным изобретением. Некоторые утверждают, что вокруг его имени была намеренно создана «легенда», чтобы закрепить власть определённых научных и религиозных кругов.
Почему Ньютон?
Символ научного прогресса. Личность Ньютона идеально подходила для роли героя эпохи Просвещения.
Политическая надобность. Англии, вступавшей в эпоху глобального влияния, нужен был интеллектуальный лидер, равный Галлилею и Копернику.
Завуалирование альтернативных теорий. Многие труды, противоречащие доминирующим представлениям, были подавлены под видом «ложной науки».
2. Начало мистификации: что скрывается в трудах Ньютона?
Ньютон оставил огромное количество рукописей, многие из которых были посвящены алхимии, религиозным пророчествам и поискам философского камня. Однако после его смерти часть этих записей исчезла, а из оставшихся публикаций были тщательно отредактированы фрагменты, не соответствовавшие рациональному образу учёного.
Секрет алхимических трудов
В 1936 году на аукционе Сотбис была продана коллекция рукописей Ньютона, в которых описывались его эксперименты по превращению металлов в золото. Этот факт долгое время скрывался, так как он не соответствовал образу «рационального гения».
Изменённые тексты
Многие из опубликованных трудов Ньютона в XIX веке были переработаны редакторами. Историки находили записи о «вставках» и «исправлениях», добавленных задним числом, чтобы сделать выводы Ньютона более последовательными.
3. Кто стоял за операцией «Фальшивый Ньютон»?
Мистификация не могла быть проведена в одиночку. Историки предполагают, что за ней стояли влиятельные круги того времени.
Королевское общество. Основанное в 1660 году, оно стремилось создать единый научный канон. Ньютон, будучи президентом общества, стал его «визитной карточкой».
Англиканская церковь. Успех Ньютона помог укрепить представление о том, что природа — это механизм, созданный по замыслу Бога, а сам Ньютон — инструмент божественного провидения.
Политические элиты. Миф о Ньютоне как об «абсолютной истине» поддерживал англоцентричное представление о науке и культуре.
4. «Фальшивые открытия»: что приписывали Ньютону незаслуженно?
Некоторые открытия, приписываемые Ньютону, на самом деле принадлежат другим учёным или являются результатом коллективного труда.
Закон всемирного тяготения
История о том, как яблоко упало на голову Ньютона, стала почти мифом. Однако закон тяготения был известен и до него. Ньютон лишь формализовал эту концепцию, развив идеи Кеплера и Галилея.
Калькуляс
Ньютон считается основателем математического анализа, однако его работы в этой области появились одновременно с трудами немецкого математика Готфрида Лейбница. Между сторонниками обоих учёных развернулась ожесточённая борьба за приоритет, в которой Ньютон, обладая связями в Англии, одержал верх.
5. Распутывая тайну: ключевые разоблачения
Математика и философия
В конце XVIII века французские учёные начали находить расхождения между трудами Ньютона и фактами, полученными из других источников. Некоторые указывали на удивительное совпадение, что все «открытия Ньютона» как будто идеально вписывались в картину мира того времени.
Технические инструменты
Проверка рукописей Ньютона показала, что многие его расчёты содержат ошибки, исправленные позже его учениками.
6. Почему это важно сегодня?
Миф о Ньютоне показывает, как мощные институции могут формировать общественное восприятие, искажая реальность.
Уроки критического мышления. История Ньютона напоминает нам, что даже самая уважаемая фигура может быть окружена мифами.
Роль науки в обществе. Знание о манипуляциях заставляет задуматься о том, как формируется «истина» и кто контролирует её распространение.
Конец легенды или новый взгляд?
Ньютон был выдающимся учёным, но он не был непогрешимым. История операции «Фальшивый Ньютон» — это напоминание о том, что наука не стоит на месте, а мифы, даже те, что держатся веками, рано или поздно рассеиваются перед лицом новых доказательств.
Пока человечество продолжает изучать свои ошибки, его величие заключается в способности критически переосмысливать своё прошлое, пусть даже это значит поставить под сомнение самую святую из «неприкосновенных» легенд.
Международная группа астрофизиков поставила перед собой задачу детально изучить ультракрасные сплюснутые объекты (УСО) — огромные галактики, обнаруженные в ранней Вселенной с помощью телескопа «Уэбб». Особое внимание исследователей привлекло внутреннее строение этих галактик, в частности, их удивительное обилие пыли. Ученые уверены, что они близки к разгадке тайны возникновения этих объектов, которые ранее считались противоречащими теории Большого Взрыва и, следовательно, не должны были существовать. Впрочем, остаётся ещё множество вопросов.
С тех пор как новейшие телескопы начали исследовать самые удалённые уголки Вселенной, учёные столкнулись с множеством необычных открытий. Некоторые объекты казались абсолютно невероятными с учётом условий, в которых они наблюдались. Например, галактики, напоминающие Млечный Путь, выглядели вполне обычными, если бы не два поразительных аспекта: их чрезмерное космологическое смещение и аномально высокое содержание пыли. Красное смещение галактики GLIMPSE 1260 достигает 19 z, что означает, что её расстояние от нас с учётом космологического расширения составляет 35,88 миллиарда световых лет.
ИК-телескопы предыдущих поколений, такие как «Хаббл», не могли зафиксировать эти объекты из-за их низкой яркости. Однако теперь «ультракрасные сплюснутые объекты» наконец стали предметом нового исследования широкой группы астрономов.
Объединив новейшие наблюдения — самые старые из которых датируются всего лишь тремя годами — с компьютерным моделированием, учёные начали детальный анализ гигантских красных дисков, выступающих из темноты далекой Вселенной. Почти все их свечение лежит за пределами оптического диапазона, лишь некоторые из них находятся на границе между видимым и инфракрасным спектрами. Первая же особенность, которую подтвердили исследователи, — удивительное сходство УСО со спиральными галактиками нашей части космоса.
Если предположить, что Большой Взрыв действительно имел место, то для ранней Вселенной всё это оказывается не только удивительным, но и труднообъяснимым: сложный процесс эволюции этих гигантов, насчитывающих миллиарды звёзд, должен был реализоваться за считанные сотни миллионов лет. Возможно, ключ к пониманию причин такой быстроты развития скрывается в другой характерной особенности ультракрасных сплюснутых объектов — их избыточном содержании пыли.
Этот избыток мог дополнительно стимулировать процессы звездообразования. И хотя выборка из 56 галактик позволяет провести сравнительный анализ, конкретные механизмы такого влияния (если они вообще существуют) пока остаются лишь догадками. Также остаётся неясным, откуда взялась вся эта пыль. Как резюмировал ведущий автор исследования, Юстус Гибсон: «Возможно, мы не так хорошо знаем Вселенную, как нам казалось».
