Новости с Лента.РУ

Химики создали органическую молекулу, способную связывать отрицательно заряженные ионы растворенных веществ. Это позволяет очищать растворы от ионов, например, хлора и фтора, сообщает университет Индианы в своем пресс-релизе. Агенты (вещества), способные удалять из раствора определенный тип ионов, играют важную роль в природе и в технике. Так, например, этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) способна связывать ионы кальция и магния (Ca2+ и Mg2+) и поэтому используется, в частности, для умягчения жесткой воды. Положительно заряженные ионы, или катионы, могут связываться многими крупными органическими молекулами, часть которых имеет отрицательный заряд. С отрицательно заряженными ионами - анионами, дело, однако, обстоит сложнее: создать молекулу, часть которой будет иметь положительный заряд, несложно, но обычно такие молекулы притягивают и связывают не только ионы растворенного вещества, но и ионы растворителя. Между тем, агенты, способные связывать анионы, могли бы широко применяться в очистке растворов (например, удалять ионы хлора и фтора). Молекула, синтез которой Амар Флад (Amar Flood) и Юнцзюнь Ли (Yongjun Li) описывают в статье, опубликованной в журнале Angewandte Chemie, не обладает этим недостатком. Молекула имеет форму бублика и состоит из восьми "модулей", участком, к которому притягиваются анионы, является центр - отверстие размером 0,37 нанометра. Главными модулями молекулы являются четыре кольца триазола (C2H3N3). Содержащийся в них азот оттягивает на себя электроны углерода и водорода, атомы которых расположены ближе к отверстию. Таким образом, эти атомы приобретают частичный положительный заряд, а центр молекулы - способность притягивать анионы растворенного вещества, тогда как структура молекулы не допускает к центру ионов растворителя. Флад утверждает, что синтез молекулы несложен. Кроме того, четыре ее вспомогательных модуля могут быть легко заменены аналогичными. Таким образом можно управлять ее свойствами, например, делая ее более подходящей для связывания конкретных анионов.

Группа ученых под руководством Чарльза Баушлихера (Charles Bauschlicher) показала, что инфракрасный телескоп "Спитцер" может искать во Вселенной алмазы размером около нанометра, сообщает NASA со ссылкой на статью, принятую к публикации в Astrophysical Journal. В 1980-х годах в найденных на Земле метеоритах было обнаружено много крошечных алмазов размером около нанометра. Астрономы установили, что три процента всего углерода, содержащегося в метеоритах, находилось в форме алмазов. Если предположить, что состав межзвездной пыли близок составу метеоритов, то каждый ее грамм должен содержать множество наноалмазов - до 1016 штук. Знание о космических алмазах важно в первую очередь потому, что оно помогает понять, как ведут себя в космосе молекулы углерода - важнейшего для жизни (по крайней мере, для жизни земного типа) элемента. Несмотря на предполагаемое изобилие алмазов, астрономы обнаруживали их всего два раза. По мнению Баушлихера, причина лишь в том, что ученые толком не знали, какие именно данные наблюдений доказывают наличие алмазов. При помощи компьютерного моделирования группа Баушлихера воспроизвела условия межзвездного пространства, в котором рассеяны наноалмазы. Расчеты показали, что алмазы испускают заметное излучение (отражая свет звезд) с инфракрасными длинами волн: от 3,4 до 3,5 микрометров и от 6 до 10 микрометров. Телескоп "Спитцер" достаточно чувствителен к волнам с такими длинами, чтобы зафиксировать их и тем самым обнаружить алмазы. По мнению ученых, искать их лучше всего вблизи от горячих звезд, яркий свет которых будет лучше отражаться от алмазов.

Международный коллектив ученых смог запутать двоичную и троичную единицу квантовой информации - кубит и кутрит. Это достижение может позволить повысить безопасность и эффективность квантовых компьютеров, сообщает Physorg со ссылкой на статью в журнале Physical Review Letters. Кубит, как и классический бит, может принимать два значения (0 и 1), однако, в отличие от бита, способен находиться в двух состояниях одновременно (в суперпозиции состояний). Кубиты, как и другие квантовые объекты, могут быть запутаны друг с другом (entangled). Свойства запутанных кубитов связаны, так что при воздействии на один из запутанных кубитов изменяется и второй, даже если носители кубитов расположены не рядом и никак не соединены. Цепочка из n бит может в данный момент времени находиться только в одном состоянии. Цепочка из n запутанных кубит (квантовый регистр) - в 2n состояниях, причем за счет запутанности их можно изменять одновременно, то есть очень быстро обрабатывать информацию. Кутрит - квантовый аналог классического трита (троичной единицы информации, которая может принимать три значения - 0, 1 и 2). Он обладает теми же свойствами, что и кубит, но открывает еще более широкие возможности: так, квантовый регистр из n кутрит может одновременно находиться в 3n состояниях. Напрямую работать с кутритами, однако, достаточно сложно. Проще запутать кутрит с кубитом, после чего влиять на систему, воздействуя на кубит (например, проводя измерения его состояния). Группа австралийских, британских и канадских исследователей описала технологию запутывания кубита и кутрита и возможности дальнейшей работы с системой. Физическим носителем кубита является фотон, кутрита - бифотон (система из двух фотонов). Исследователи считают, что использование кутритов может повысить безопасность квантовых компьютеров, эффективность их квантовых логических вентилей, а также скорость передачи информации.

Команда ученых под руководством исследователей из Вашингтонского университета в Сент-Луисе завершила черновую расшифровку генома кукурузы, передает Associated Press. Последовательность ДНК кукурузы будет выложена в интернете в свободном доступе. Ученые официально объявят о завершении расшифровки генома в четверг на юбилейной пятидесятой ежегодной конференции, посвященной генетике кукурузы. Расшифровка генома кукурузы началась около десяти лет назад. Стоимость проекта составила 29,5 миллиона долларов. Деньги были предоставлены Национальным научным фондом США, министерством сельского хозяйства и министерством энергетики. Кукуруза - одно из самых важных сельскохозяйственных растений в мире. Расшифровка генома кукурузы позволит существенно ускорить процесс выведения новых линий. Кукуруза стала третьим растением, геном которого полностью расшифрован.

Американские ученые обнаружили, что основным источником ртути, содержащейся в арктическом льду, являются не осадки, а испарения с поверхности океана. В некоторых местах концентрация ртути во льду оказалась выше, чем возле угольных ТЭС, сообщает журнал Science со ссылкой на статью, которая появится 1 марта в журнале Environmental Science & Technology. Примерно половина ртути попадает в атмосферу из естественных источников (например, вулканов), половина - в результате человеческой деятельности (в первую очередь - работы угольных ТЭС). Некоторые анаэробные микроорганизмы, обитающие в водных системах, в процессе жизнедеятельности производят из ртути еще более опасное высокотоксичное органичное соединение метилртуть (CH3Hg+). Ранее считалось, что в Арктике под воздействием солнечных лучей метилртуть будет быстро разлагаться, однако недавние исследования показали, что вещество во льду накапливается, достигая неожиданно высоких концентраций. Группа американских ученых решила выяснить, каким именно образом метилртуть попадает в лед. Для этого были взято более трех сотен проб льда в различных местах в районе Аляски. Анализ показал, что в некоторых местах концентрация метилртути еще выше, чем ожидалось: выше, чем вокруг угольных ТЭС. Основным же непосредственным источником метилртути, по-видимому, является не атмосфера, а океан. Содержание метилртути в водяных парах (поднимающихся со свободной ото льда поверхности океана) превышало ее содержание в осадках в десять раз. Что именно является главным начальным источником "северной" ртути, пока остается неизвестным. Из методов борьбы ученые смогли предложить только уменьшение общего количества выбрасываемой ртути.

Ученые создали Энциклопедию Жизни - базу данных, которая будет содержать информацию обо всех видах растений, животных, грибов и бактерий, живущих или живших на Земле. Официально проект будет представлен публике в четверг, пишет газета The New York Times. Вдохновителем всеобъемлющего интернет-проекта стал биолог из Гарвардского университета Эдвард Вилсон (Edward O. Wilson). Он и его коллеги объявили о создании базы данных всех живых существ в мае прошлого года. В четверг Вилсон представит первые 30 тысяч страниц, содержащие информацию о 30 тысячах видов. В ближайшие десять лет в Энциклопедии Жизни должно появиться еще свыше 1,5 миллионов страниц. Первые 30 тысяч страниц содержат краткие сведения преимущественно о рыбах, земноводных и растениях. Для того чтобы читатели могли оценить объем информации о каждом виде, авторы проекта представят 24 эталонных страницы. В частности, уже готовы полные статьи о бледной поганке, сапсане, помидоре и картофеле. Специально разработанные алгоритмы отбирают необходимые сведения из многочисленных сетевых баз данных, научных статей и прочих источников информации, обрабатывают их и приводят к стандартному виду. В будущем авторы планируют включить в Энциклопедию всю возможную информацию о каждом виде: фотографии, последовательность ДНК, эволюционные деревья и даже записи песен для страниц о птицах. Создатели Энциклопедии Жизни попытались сделать ее удобной как для специалистов, так и для обычных пользователей. Специальная кнопка позволяет установить требуемый уровень детализации изложения. Авторы проекта приглашают к сотрудничеству специалистов в различных областях. Кроме того, все желающие могут помочь проекту, присылая интересные материалы. То есть, пополнение Энциклопедии Жизни будет производиться частично по принципу Википедии. Энциклопедия Жизни - не первая попытка создания базы данных такого рода. Все предыдущие проекты провалились. Эдвард Вилсон принимал участие в нескольких неудачных попытках и считает, что у Энциклопедии Жизни есть все шансы на выживание. Вилсон надеется на современные технологии поиска информации и многочисленные научные базы данных, позволяющие узнать почти все что угодно.

Американские ученые уточнили, как электроны в радиационных поясах Земли разгоняются до околосветовых скоростей, становясь "убийцами", способными повреждать космические аппараты. Значительную роль в этом играют радиоволны особого типа - свистящие атмосферики, сообщает NASA. В магнитном поле Земли есть две тороидальные (бубликообразные) области, в которых удерживаются и накапливаются заряженные частицы высоких энергий. Эти области называются внешним и внутренним радиационными поясами (в западной традиции - поясами Ван Аллена). Внутренний пояс располагается на высоте около четырех тысяч километров и состоит из протонов и электронов, внешний - на высоте около 17 тысяч километров и состоит из электронов. Во внешнем поясе многие электроны разгоняются до околосветовых скоростей. В западной традиции такие электроны называют "убийцами" (killer electrons), так как они повреждают оборудование (солнечные батареи спутников, их датчики и микросхемы) и представляют потенциальную опасность для астронавтов, которым (как экипажу "Аполло") придется пролетать сквозь пояс. Как именно происходит ускорение электронов, пока до конца не ясно. Исследование группы ученых под руководством Цинтии Кэттелл (Cynthia Cattell) подтвердило гипотезу о том, что существенную роль в этом играют особые низкочастотные электромагнитные волны, называемые (свистящими) атмосфериками или вистлерами (whistlers). Атмосферики имеют частоту от 1 до 30 килогерц (то есть это радиоволны), возникают, в частности, вследствие удара молнии. Группа Кэттелл обнаружила, что атмосферики могут быть в десять раз мощнее, чем считалось ранее. Электроны поглощают их энергию и достигают скорости, составляющей до 99 процентов от скорости света. Оказалось, что ускорение может происходить очень быстро - за доли секунды. Ранее считалось, что для этого необходимы минуты или даже часы. Открытие было сделано благодаря аппаратам-двойникам STEREO (Solar TErrestrial RElations Observatory - обсерватория солнечно-земных отношений), которые займутся изучением Солнца: один, двигаясь впереди Земли, другой - сзади. На аппаратах были установлены приборы TDS (Time-domain sampler, временной пробоотборник), предназначенные для изучения волн в солнечном ветре. Разработчик TDS Кит Гетц (Keith Goetz) настоял, чтобы они были включены заранее, когда STEREO еще находились вблизи Земли. 12 декабря 2006 года STEREO со включенными TDS по очереди проходили через внешний радиационный пояс. Из-за магнитосферной суббури в нем образовалось много атмосфериков, которые и зафиксировал второй аппарат STEREO.

Итальянские ученые из университета Падуи показали, что рыбы обладают примитивными математическими способностями и могут считать до четырех. Работа ученых опубликована в журнале Animal Cognition. Объектом исследования ученых стала небольшая рыбка гамбузия, завезенная в Европу из Северной Америки в начале XX века. Самки гамбузии отличаются развитым социальным поведениям и собираются в стаи численностью от двух до двадцати особей. Первоначально ученые под руководством Кристиана Агрилло (Christian Agrillo) показали, что самка гамбузии, спасаясь от навязчивого внимания самца, предпочитает укрываться от него в самой большой из окрестных стай. То есть, рыбки могут отличать большие стаи от маленьких. Проводя эксперименты в лабораторных условиях ученые установили, что самки гамбузии предпочитают присоединяться к стаям, число рыб в которых ровно на единицу больше, чем в соседней стае. Так, рыбка предпочитает стаю из четырех рыб стае из трех и стаю из трех рыб стае из двух. Однако отличить стаю из пяти рыб от стаи из четырех рыб гамбузия уже не могла. Дальнейшие исследования показали, что гамбузии могут оперировать и большими числами. Рыбы не способны точно посчитать количество особей в больших стаях, однако они могут отличать большую стаю от меньшей, если число рыб в них отличается в два раза. Так, самка гамбузии стойко предпочитала стаю из шестнадцати рыб стае из восьми, однако выбор между стаями из восьми и из двенадцати рыб она делала произвольно. То есть, гамбузии способны визуально оценивать число особей в больших стаях. В той же степени, что у гамбузий математические способности развиты у дельфинов, обезьян и детей в возрасте до двенадцати месяцев. Они тоже визуально "считают" количество предметов, когда их немного, и грубо оценивают большее число предметов. Животные сильно отличаются друг от друга по уровню математических способностей. Некоторые, например, макаки резусы, способны без тренировки складывать и вычитать небольшие числа и даже понимают понятие нуля. Кристиан Агрилло отмечает, что некоторые племена, у которых нет названий для больших цифр, ведут себя очень похоже на гамбузий.

Сотрудники проекта CDMS, посвященного поиску темной материи, значительно уточнили описание гипотетических частиц, из которых эта материя предположительно состоит, сообщает лаборатория Ферми в своем пресс-релизе. Гипотетическая частица темной материи, существование которой пока не доказано, но подтверждается многими астрономическими наблюдениями, по-английски называется WIMP (Weakly Interacting Massive Particle - слабовзаимодействующая массивная частица, ср. также wimp - зануда), по-русски иногда используется термин вимп. Вимп очень мал, невидим для электромагнитного излучения, но обладает значительной для частицы массой, а потому может быть обнаружен (если, конечно, существует). Для поиска вимпов и проверки гипотезы о темной материи в закрытой шахте в Судане при участии 16 научных учреждений был построен детектор CDMS (Cryogenic Dark Matter Search, криогенный поиск темной материи). Детектор максимально изолирован от попаданий прочих типов частиц и охлажден практически до абсолютного нуля - 40 милликельвинов. Детектор состоит из германиевых башен, которые и должны улавливать вимпы: если частица темной материи попадет в ядро германия, в кристаллической решетке возникнет вибрация, которую можно обнаружить. 22 февраля на Восьмом симпозиуме Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе по темной материи и темной энергии сотрудники проекта представили отчет об очередной фазе поиска. Не было зафиксировано ни одного события, которое можно было бы интерпретировать как попадание вимпа в детектор. Отрицательный результат, однако, позволяет заметно уточнить предполагаемые свойства вимпа. Исследователи утверждают, что им удалось уточнить массу вимпа: с вероятностью 90 процентов она равна 60 ГэВ/c2 (для сравнения: масса протона - менее 1 ГэВ/c2). Кроме того, определен верхний предел меры вероятности взаимодействия вимпа с нуклоном (эффективное поперечное сечение): 6,6x10-44 см2. Будь эти параметры иными, вимп уже должен был бы быть зафиксирован в детекторе.

Группа ученых из Германии определила ген, отвечающий за один из типов выпадения волос. Работа ученых опубликована в мартовском номере журнала Nature Genetics. Ученые под руководством Регины Бетц (Regina Betz) из Института генетики человека при Университета Бонна, Германия изучали наследственные виды облысения, получившие название Hypotrichosis simplex. Это заболевание встречается как у мужчин, так и у женщин и приводит к интенсивной потере волос еще в детстве. Исследователям удалось установить, что причиной заболевания является мутация в гене, кодирующем определенный рецептор, так называемый G-белоксопряженный рецептор. Эти рецепторы расположены на поверхности клеток волосяных фолликулов. В норме они присоединяют определенные сигнальные вещества и запускают цепь реакций в клетках. Ученые показали, что нормальная работа рецепторов необходима для поддержания роста волос. Hypotrichosis simplex - редкий наследственный дефект, однако изучение причины этой болезни может способствовать пониманию общих механизмов облысения, считает Регина Бетц. Дополнительным подтверждением важности этого гена для роста волос может служить работа ученых из Колумбийского Университета. Исследователи под руководством Анжелы Кристиано (Angela Christiano) обнаружили, что мутация в гене, кодирующем G-белоксопряженный рецептор, приводит к синдрому шерстистых волос. При этом заболевании также нарушается нормальный рост волос.