Озоновый слой, защищающий Землю от ультрафиолетового излучения, может оказаться помехой в борьбе с глобальным потеплением, сообщает новостная служба журнала Science.
Одним из распространенных проектов, призванных снизить среднюю температуру на планете, является распыление в атмосфере сульфатных аэрозолей. Аэрозоль отражает часть падающих на Землю солнечных лучей, таким образом, планета остывает. Подобное снижение температуры наблюдается после очень мощных извержений вулканов (например, филиппинского вулкана Пинатубо в 1991 году), выбрасывающих в атмосферу сажу и диоксид серы.
Известно, однако, что после извержения Пинатубо наблюдалось сокращение озонового слоя. Симона Тайлмс (Simona Tilmes) из Национального центра атмосферных исследований США и ее коллеги изучили последствия извержения Пинатубо и построили модель, предсказывающую последствия распыления аэрозолей.
Попадание сульфатов в атмосферу запустит химические реакции, в результате которых высвободится хлор, разрушающий озон, утверждают исследователи в статье в Science. Озоновый слой над Арктикой уменьшится на 25-75 процентов. Значительного уменьшения озонового слоя над Антарктикой не произойдет, но зарастание уже существующей озоновой дыры над Антарктикой замедлится и займет на 30-70 лет дольше. Степень воздействия зависит от размера частиц аэрозоля: маленькие частицы вызовут более сильное уменьшение количества озона.
Другая группа ученых сообщает в журнале Geophysical Research Letters, что полное зарастание озоновой дыры над Антарктикой может привести к повышению температуры соответствующего участка стратосферы. К концу столетия температура может повыситься на девять градусов Цельсия.
Около 70 тысяч лет назад человечество оказалось на грани вымирания. Такие результаты были получены группой ученых из разных стран, проводивших генетический анализ популяций людей в Африке. Параллельно с этим исследованием по итогам кампании The Genographic Project было установлено и приблизительное число людей, живших на Земле в то время - около двух тысяч.
В своей работе исследователи изучали митохондриальную ДНК. Это внеядерная ДНК, которая передается только по материнской линии. В предыдущих исследованиях антропологам и генетикам удалось проследить историю человечества вплоть до "митохондриальной Евы" - женщины, которая жила в Африке около 200 тысяч лет назад и фрагменты ДНК которой есть у всех современных людей.
Считается, что древние люди начали мигрировать из Африки и заселять остальные части планеты около 60 тысяч лет назад. Однако период между появлением "митохондриальной Евы" и началом миграции был практически не изучен.
В новом исследовании ученые анализировали митохондриальную ДНК в популяциях людей в Южной и Восточной Африке. Считается, что их предки отделились от остальных групп в период между 90 и 150 тысячами лет назад.
Используя данные генетического анализа и палеоклиматические данные, ученые пришли к выводу, что непосредственно перед началом каменного века - между 135 и 90 тысячами лет назад - изменения климата, в частности, постоянные засухи, привели к тому, что число людей резко сократилось. Результаты, полученные специалистами кампании The Genographic Project, подтверждают это и уточняют число оставшихся в живых предков.
Генетический анализ показал, что именно в период изменений климата человечество разделилось на небольшие популяции, которые практически не взаимодействовали друг с другом. "Эпоха сепаратизма" продолжалась около 100 тысяч лет и окончилась примерно 40 тысяч лет назад.
Квантовый эффект Холла впервые наблюдался в отсутствии внешнего магнитного поля, сообщает коллектив физиков под руководством Захида Хасана (Zahid Hasan) из Принстонского университета в статье в журнале Nature.
Необычного поведение электронов, называемое квантовым эффектом Холла (по аналогии с классическим эффектом Холла), до сих пор наблюдалось только в очень тонких "двумерных" пленках в присутствии сильного магнитного поля.
Группа Хасана показала, что оно может возникать также в трехмерных кристаллах висмут-сурьма без приложения магнитного поля. Это открытие, подтверждающее недавние предсказания, имеет большое теоретическое значение, а также, по мнению авторов, может пригодиться для разработки квантовых и "спинтронных" вычислительных устройств.
В 1879 году Эдвин Холл обнаружил, что при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле возникает разность потенциалов, ориентированная перпендикулярно течению тока. Это явление получило название эффекта Холла. Он объясняется особенностями поведения электронов под воздействием магнитного поля.
В 1980 году Клаус фон Клитцинг обнаружил, что эффект Холла возникает также и в двумерном электронном газе (при температуре около абсолютного нуля и в сильном магнитном поле), причем он является квантованным: возникающее напряжение изменяется не непрерывно, а скачками. Открытие этого явления (квантового эффекта Холла) принесло фон Клитцингу Нобелевскую премию.
Дальнейшие исследования квантового эффекта Холла показали, что в веществах, соответствующих определенным критериям, он должен возникать и без магнитного поля: движение электронов в этих веществах на околосветовых скоростях приведет к возникновению собственного магнитного поля.
Группа Хасана обнаружила именно такой эффект в кристаллах висмут-сурьма Bi1-xSbx. Для наблюдения за поведением электронов в кристалле исследователи облучали его сверхбыстрыми рентгеновскими фотонами.
Один из основателей организации "Гринпис" Патрик Мур (Patrick Moore) высказался в поддержку использования ядерной энергии, сообщает Idaho Statesman.
По мнению Мура, строительство множества атомных электростанций - единственный приемлемый метод борьбы с загрязнением атмосферы из-за сжигания огромных количеств топлива. Основатель "Гринпис" считает, что иные альтернативы ТЭС (использование энергии воды, ветра или солнца) не способны удовлетворить потребности человечества в достаточных объемах.
Мур заявил, что связь глобального потепления с антропогенным влиянием не доказана, однако он считает, что человечеству лучше перестраховаться. Что же касается отрицательного влияния загрязненной атмосферы на здоровье людей, то оно уже давно для всех очевидно.
Основатель "Гринпис" уже выступал за использование ядерной энергии весной 2006 года. В последние годы Мур конфликтует с членами некогда созданной им организации из-за своего отношения к атомным электростанциям.
Европейский грузовой космический корабль "Жюль Верн" увеличил высоту орбиты Международной космической станции (МКС) на 4,6 километра, сообщает агентство Интерфакс.
Как рассказали агентству в пресс-службе Центра управления полетами, двигатели космического корабля отработали 739 секунд, и за это время средняя высота орбиты МКС увеличилась с 338 до 342,6 километра над Землей.
Увеличение высоты орбиты станции было проведено в рамках подготовки к приему российского грузового корабля "Прогресс М-64" и американского шаттла "Дискавери", которые полетят в космос в мае.
Впервые коррекцию орбиты МКС провел европейский корабль. Ранее это делалось с помощью двигателей российских грузовых кораблей "Прогресс" и модуля "Звезда", один раз коррекция была проведена американским челноком "Атлантис".
"Жюль Верн", корабль Европейского космического агентства (ESA), стартовал 9 марта с космодрома Куру во Французской Гвиане. 3 апреля он причалил к МКС. Корабль привез научное оборудование, продукты питания, воду и баллоны с воздухом. Полет "Жюль Верна" в составе МКС продлится более четырех месяцев, после чего его выведут с орбиты и затопят в Тихом океане. Корабль вывезет со станции до 6400 килограмм мусора и отработавшего научного оборудования.
Средняя скорость появления на рынке "нанотехнологичных" потребительских товаров в последние два года составляет 3-4 изделия в неделю, сообщает "Проект по отслеживанию развития нанотехнологий" (Project on Emerging Nanotechnologies, PEN) в своем пресс-релизе.
Расчет основан на перечне "нанотехнологичных" товаров, составляемых PEN. В марте 2006 перечень содержал 212 изделий, сейчас, по данным пресс-релиза, 609 (в самом перечне указывается, что 610).
Составители перечня не приводят строгого определения "нанотехнологичного" изделия и опираются в основном на описания производителей. Как правило, попадающие в перечень изделия содержат объекты размером не более 100 нанометров. Составители отмечают, что перечень не претендует на полноту.
Больше всего "наноизделий" (60 процентов) приходится на рубрику "Здоровье, гигиена, красота, спорт". Самым распространенным веществом, измельчающимся до наночастиц, является серебро (20 процентов изделий). Следующее место занимает углерод (разные его изомеры). Также производители упоминают цинк (в том числе оксид цинка), титан (в том числе оксид титана), кремний и золото.
В выступлении перед комиссией Сената США директор PEN Дэвид Реджески (David Rejeski) отметил необходимость повысить уровень общественного доверия к нанотехнологиям, иначе в будущем эта отрасль может оказаться в экономическом кризисе.
Астрономам впервые удалось увидеть, как в окрестностях сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре галактики, зарождается джет - разрушительная струя частиц, движущаяся с околосветовой скоростью, сообщается в статье в журнале Nature.
Джеты возникают в аккреционном диске - быстро вращающемся вокруг черной дыры диске вещества, которое постепенно поглощается дырой. Они многократно наблюдались и тщательно изучаются, однако как именно образуются, понятно не до конца.
Предполагается, что при движении вещества от края диска к его центру, линии перпендикулярного диску магнитного поля искривляются, образуя тугой "узел". Его иногда сравнивают с соплом, которое за счет разницы давлений может сгруппировать вещество в узкий пучок и выбросить его в пространство с огромной скоростью.
Теоретические модели предсказывали, что вещество в этой "ускоряющей" области с искривленными магнитными полями будет двигаться по спирали, а также излучение во всех диапазонах будет тем ярче, чем точнее его траектория направлена на Землю. Алан Маршер (Alan Marscher) из Бостонского университета и его коллеги также рассчитали, что должна наблюдаться вспышка, возникающая при столкновении вещества джета со стационарной ударной волной.
Для проверки этих теорий группа Маршера изучала джет, выброшенный в 2005 году черной дырой BL Ящерицы, удаленной от Земли на 950 миллионов световых лет. Этот источник излучения относится к классу блазаров - активных ядер галактик, выбрасывающих джет в направлении Земли (название класса образовано от обозначения BL и термина "квазар").
Маршер использовал для наблюдения за блазаром Очень длинный базовый массив (Very Long Baseline Array, VLBA) радиотелескопов Национальной радиоастрономической обсерватории США, а также телескопы восьми других обсерваторий, в том числе Крымской астрофизической. Радиотелескопы позволили точно определить положение сгустка вещества, выброшенного в виде джета, а прочие телескопы - измерить параметры его излучения.
Эти данные - точнейшие снимки блазара из имеющихся - показали, что процессы вокруг черной дыры происходят в соответствии с существующими моделями.
Ученые из Университета Техаса в Остине модифицировали геном бактерии и "заставили" ее производить большое количество целлюлозы, которая может использоваться для получения перспективного биотоплива - этанола. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Cellulose.
В качестве объекта исследования ученые выбрали цианобактерии или, как их еще называют, сине-зеленые водоросли. Они изменили геном цианобактерий, добавив туда гены, отвечающие за продукцию целлюлозы, взятые от "уксусных" бактерий Acetobacter xylinume. Модифицированные бактерии стали производить целлюлозу в виде геля. В такой форме ее очень легко расщепить на глюкозу и сахарозу - простые сахара, которые являются основным источником для получения этанола.
Авторы работы уверены, что цианобктерии с модифицированным геномом являются более перспективным источником сырья для производства этанола, чем древесина кукуруза, сахарная свекла или сахарный тростник. Дело в том, что целлюлоза, получаемая из растений, находится в кристаллической форме. Кроме того, она перемешана с лигнином и другими растительными веществами, которые загрязняют ее. Чтобы разложить растительную целлюлозу до сахаров, необходимо использовать механическую обработку и специальные ферменты, что делает производство этанола весьма затратным.
У модифицированных цианобактерий есть еще целый ряд преимуществ перед растениями. Источником энергии для цианобактерий, как и для растений, является солнечный свет. Однако цианобактерии способны фиксировать молекулярный азот, и при их выращивании не надо использовать азотосодержащие удобрения. Для того чтобы собрать производимую цианобактериями целлюлозу, сахарозу и глюкозу их не нужно убивать. В то время как для получения растительной целлюлозы убийство "производителя" является обязательным условием.
Цианобактерии можно выращивать на непахотных землях и использовать для "полива" соленую воду, которую нельзя использовать для питья или полива растений. Исходя из продуктивности цианобактерий в лаборатории, ученые подсчитали, что при одинаковом количестве производимого этанола, площадь "полей" с цианобактериями будет в два раза меньше площади, засеянной растениями, используемыми как источник целлюлозы.
Международная группа исследователей под руководством Тома Эйшеле (Tom Eichele) из Бергенского университета научилась предсказывать в ходе эксперимента ошибки испытуемого за 30 секунд до того, как он их делал. Статья с описанием эксперимента опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В ходе эксперимента 13 испытуемых выполняли однообразный примитивный тест, имитирующий монотонную работу. Все испытуемые неизбежно делали какой-то процент ошибок.
Ошибки, по мнению исследователей, могут иметь две причины (не взаимоисключающие):
первая - мгновенный сбой в нейронной активности, из-за которого человеку не удается реализовать правильные действия; вторая - систематическое неадекватное поведение мозговых систем. Анализируя активность различных участков мозга во время теста, можно научиться предсказывать повышение вероятности того, что испытуемый сделает ошибку.
Исследователи следили за активностью мозга испытуемых с помощью магнитно-резонансной томографии. Оказалось, что снижение активности задней медиальной фронтальной коры и одновременно повышение активности так называемой сети "режима по умолчанию" (Default Mode Network, DMN) действительно указывают на повышение вероятности ошибки. В некоторых случаях изменение активности начиналось за 30 секунд до совершения ошибки.
Исследователи предполагают, что мозг устает от монотонной работы и начинает экономить усилия. Активность ответственной за работу области снижается, а активность DMN (которая обычно выше в состоянии покоя), наоборот, повышается. Экономия оказывается неоправданной: человек начинает делать ошибки.
Теоретически это открытие может позволить разработать системы, отслеживающие состояние мозга человека, который занят подобной работой (водителя, оператора промышленной или научной установки, диспетчера и так далее) и при необходимости оповещающее о сбое, чтобы человек сконцентрировал внимание. Для этого, по словам Эйшеле, необходимо точнее понять, что именно вызывает сбой, а также научиться обнаруживать его более простыми методами (томограф - громоздкая и дорогая установка), например, с помощью электроэнцефалограммы.
Напомним об открытии другой группы ученых, сделанном совсем недавно: на основании данных о мозговой активности можно предсказывать сознательные решения за семь секунд до того, как человек их принимает.
Создана несложная модель, хорошо описывающая развитие городской транспортной сети, сообщают Марк Бартелеми (Marc Barthelemy) и Алессандро Фламмини (Alessandro Flammini) в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
В последнее время между сетями улиц различных городов были найдены удивительные статистические сходства, отмечают исследователи. Это позволяет предположить, что механизм роста дорожной сети в целом описывается общим механизмом, не зависящим от деталей. Именно его и моделируют Бартелеми и Фламмини.
В качестве модели дорожной сети они используют плоский граф, ребра которого представляют улицы, а вершины - их пересечения. Модель состоит из растущей сети дорог и постоянно появляющихся "центров" - новых домов, магазинов и так далее - которые нуждаются в подсоединении к сети. Новые участки дорог (фиксированной длины) появляются через промежутки времени r, центры - через заданные промежутки времени c, c>r.
Основным механизмом, управляющим ростом сети, является "принцип локальной оптимальности", который формулируется примерно следующим образом. Если два центра A и B должны быть присоединены к сети и ближайшие к ним точки сети (соответственно M1 и M2) не совпадают, то строятся два отрезка дороги M1A и M2B. Если же они совпадают в точке M, то сначала строится отрезок MM', такой чтобы сумма расстояний от A и B до M' была как можно меньше суммы расстояний от A и B до M.
В начале система состоит из нескольких центров, соединенных дорогами. Затем через каждый промежуток c к ней добавляется n новых центров (их расположение определяется случайным образом), и дороги начинают расти в соответствии с описанным алгоритмом.
Разумеется, сеть улиц каждого города зависит от его географических, исторических и социоэкономических особенностей, поэтому модель не воспроизводит никаких конкретных сетей. Она, по мнению исследователей, хорошо воспроизводит статистические макропараметры, свойственные многим реальным городским сетям (например, отношение общей длины дорог к числу перекрестков).
Озоновый слой, защищающий Землю от ультрафиолетового излучения, может оказаться помехой в борьбе с глобальным потеплением, сообщает новостная служба журнала Science.
Одним из распространенных проектов, призванных снизить среднюю температуру на планете, является распыление в атмосфере сульфатных аэрозолей. Аэрозоль отражает часть падающих на Землю солнечных лучей, таким образом, планета остывает. Подобное снижение температуры наблюдается после очень мощных извержений вулканов (например, филиппинского вулкана Пинатубо в 1991 году), выбрасывающих в атмосферу сажу и диоксид серы.
Известно, однако, что после извержения Пинатубо наблюдалось сокращение озонового слоя. Симона Тайлмс (Simona Tilmes) из Национального центра атмосферных исследований США и ее коллеги изучили последствия извержения Пинатубо и построили модель, предсказывающую последствия распыления аэрозолей.
Попадание сульфатов в атмосферу запустит химические реакции, в результате которых высвободится хлор, разрушающий озон, утверждают исследователи в статье в Science. Озоновый слой над Арктикой уменьшится на 25-75 процентов. Значительного уменьшения озонового слоя над Антарктикой не произойдет, но зарастание уже существующей озоновой дыры над Антарктикой замедлится и займет на 30-70 лет дольше. Степень воздействия зависит от размера частиц аэрозоля: маленькие частицы вызовут более сильное уменьшение количества озона.
Другая группа ученых сообщает в журнале Geophysical Research Letters, что полное зарастание озоновой дыры над Антарктикой может привести к повышению температуры соответствующего участка стратосферы. К концу столетия температура может повыситься на девять градусов Цельсия.
Около 70 тысяч лет назад человечество оказалось на грани вымирания. Такие результаты были получены группой ученых из разных стран, проводивших генетический анализ популяций людей в Африке. Параллельно с этим исследованием по итогам кампании The Genographic Project было установлено и приблизительное число людей, живших на Земле в то время - около двух тысяч.
В своей работе исследователи изучали митохондриальную ДНК. Это внеядерная ДНК, которая передается только по материнской линии. В предыдущих исследованиях антропологам и генетикам удалось проследить историю человечества вплоть до "митохондриальной Евы" - женщины, которая жила в Африке около 200 тысяч лет назад и фрагменты ДНК которой есть у всех современных людей.
Считается, что древние люди начали мигрировать из Африки и заселять остальные части планеты около 60 тысяч лет назад. Однако период между появлением "митохондриальной Евы" и началом миграции был практически не изучен.
В новом исследовании ученые анализировали митохондриальную ДНК в популяциях людей в Южной и Восточной Африке. Считается, что их предки отделились от остальных групп в период между 90 и 150 тысячами лет назад.
Используя данные генетического анализа и палеоклиматические данные, ученые пришли к выводу, что непосредственно перед началом каменного века - между 135 и 90 тысячами лет назад - изменения климата, в частности, постоянные засухи, привели к тому, что число людей резко сократилось. Результаты, полученные специалистами кампании The Genographic Project, подтверждают это и уточняют число оставшихся в живых предков.
Генетический анализ показал, что именно в период изменений климата человечество разделилось на небольшие популяции, которые практически не взаимодействовали друг с другом. "Эпоха сепаратизма" продолжалась около 100 тысяч лет и окончилась примерно 40 тысяч лет назад.
Квантовый эффект Холла впервые наблюдался в отсутствии внешнего магнитного поля, сообщает коллектив физиков под руководством Захида Хасана (Zahid Hasan) из Принстонского университета в статье в журнале Nature.
Необычного поведение электронов, называемое квантовым эффектом Холла (по аналогии с классическим эффектом Холла), до сих пор наблюдалось только в очень тонких "двумерных" пленках в присутствии сильного магнитного поля.
Группа Хасана показала, что оно может возникать также в трехмерных кристаллах висмут-сурьма без приложения магнитного поля. Это открытие, подтверждающее недавние предсказания, имеет большое теоретическое значение, а также, по мнению авторов, может пригодиться для разработки квантовых и "спинтронных" вычислительных устройств.
В 1879 году Эдвин Холл обнаружил, что при помещении проводника с постоянным током в магнитное поле возникает разность потенциалов, ориентированная перпендикулярно течению тока. Это явление получило название эффекта Холла. Он объясняется особенностями поведения электронов под воздействием магнитного поля.
В 1980 году Клаус фон Клитцинг обнаружил, что эффект Холла возникает также и в двумерном электронном газе (при температуре около абсолютного нуля и в сильном магнитном поле), причем он является квантованным: возникающее напряжение изменяется не непрерывно, а скачками. Открытие этого явления (квантового эффекта Холла) принесло фон Клитцингу Нобелевскую премию.
Дальнейшие исследования квантового эффекта Холла показали, что в веществах, соответствующих определенным критериям, он должен возникать и без магнитного поля: движение электронов в этих веществах на околосветовых скоростях приведет к возникновению собственного магнитного поля.
Группа Хасана обнаружила именно такой эффект в кристаллах висмут-сурьма Bi1-xSbx. Для наблюдения за поведением электронов в кристалле исследователи облучали его сверхбыстрыми рентгеновскими фотонами.
Один из основателей организации "Гринпис" Патрик Мур (Patrick Moore) высказался в поддержку использования ядерной энергии, сообщает Idaho Statesman.
По мнению Мура, строительство множества атомных электростанций - единственный приемлемый метод борьбы с загрязнением атмосферы из-за сжигания огромных количеств топлива. Основатель "Гринпис" считает, что иные альтернативы ТЭС (использование энергии воды, ветра или солнца) не способны удовлетворить потребности человечества в достаточных объемах.
Мур заявил, что связь глобального потепления с антропогенным влиянием не доказана, однако он считает, что человечеству лучше перестраховаться. Что же касается отрицательного влияния загрязненной атмосферы на здоровье людей, то оно уже давно для всех очевидно.
Основатель "Гринпис" уже выступал за использование ядерной энергии весной 2006 года. В последние годы Мур конфликтует с членами некогда созданной им организации из-за своего отношения к атомным электростанциям.
Европейский грузовой космический корабль "Жюль Верн" увеличил высоту орбиты Международной космической станции (МКС) на 4,6 километра, сообщает агентство Интерфакс.
Как рассказали агентству в пресс-службе Центра управления полетами, двигатели космического корабля отработали 739 секунд, и за это время средняя высота орбиты МКС увеличилась с 338 до 342,6 километра над Землей.
Увеличение высоты орбиты станции было проведено в рамках подготовки к приему российского грузового корабля "Прогресс М-64" и американского шаттла "Дискавери", которые полетят в космос в мае.
Впервые коррекцию орбиты МКС провел европейский корабль. Ранее это делалось с помощью двигателей российских грузовых кораблей "Прогресс" и модуля "Звезда", один раз коррекция была проведена американским челноком "Атлантис".
"Жюль Верн", корабль Европейского космического агентства (ESA), стартовал 9 марта с космодрома Куру во Французской Гвиане. 3 апреля он причалил к МКС. Корабль привез научное оборудование, продукты питания, воду и баллоны с воздухом. Полет "Жюль Верна" в составе МКС продлится более четырех месяцев, после чего его выведут с орбиты и затопят в Тихом океане. Корабль вывезет со станции до 6400 килограмм мусора и отработавшего научного оборудования.
Средняя скорость появления на рынке "нанотехнологичных" потребительских товаров в последние два года составляет 3-4 изделия в неделю, сообщает "Проект по отслеживанию развития нанотехнологий" (Project on Emerging Nanotechnologies, PEN) в своем пресс-релизе.
Расчет основан на перечне "нанотехнологичных" товаров, составляемых PEN. В марте 2006 перечень содержал 212 изделий, сейчас, по данным пресс-релиза, 609 (в самом перечне указывается, что 610).
Составители перечня не приводят строгого определения "нанотехнологичного" изделия и опираются в основном на описания производителей. Как правило, попадающие в перечень изделия содержат объекты размером не более 100 нанометров. Составители отмечают, что перечень не претендует на полноту.
Больше всего "наноизделий" (60 процентов) приходится на рубрику "Здоровье, гигиена, красота, спорт". Самым распространенным веществом, измельчающимся до наночастиц, является серебро (20 процентов изделий). Следующее место занимает углерод (разные его изомеры). Также производители упоминают цинк (в том числе оксид цинка), титан (в том числе оксид титана), кремний и золото.
В выступлении перед комиссией Сената США директор PEN Дэвид Реджески (David Rejeski) отметил необходимость повысить уровень общественного доверия к нанотехнологиям, иначе в будущем эта отрасль может оказаться в экономическом кризисе.
Астрономам впервые удалось увидеть, как в окрестностях сверхмассивной черной дыры, расположенной в центре галактики, зарождается джет - разрушительная струя частиц, движущаяся с околосветовой скоростью, сообщается в статье в журнале Nature.
Джеты возникают в аккреционном диске - быстро вращающемся вокруг черной дыры диске вещества, которое постепенно поглощается дырой. Они многократно наблюдались и тщательно изучаются, однако как именно образуются, понятно не до конца.
Предполагается, что при движении вещества от края диска к его центру, линии перпендикулярного диску магнитного поля искривляются, образуя тугой "узел". Его иногда сравнивают с соплом, которое за счет разницы давлений может сгруппировать вещество в узкий пучок и выбросить его в пространство с огромной скоростью.
Теоретические модели предсказывали, что вещество в этой "ускоряющей" области с искривленными магнитными полями будет двигаться по спирали, а также излучение во всех диапазонах будет тем ярче, чем точнее его траектория направлена на Землю. Алан Маршер (Alan Marscher) из Бостонского университета и его коллеги также рассчитали, что должна наблюдаться вспышка, возникающая при столкновении вещества джета со стационарной ударной волной.
Для проверки этих теорий группа Маршера изучала джет, выброшенный в 2005 году черной дырой BL Ящерицы, удаленной от Земли на 950 миллионов световых лет. Этот источник излучения относится к классу блазаров - активных ядер галактик, выбрасывающих джет в направлении Земли (название класса образовано от обозначения BL и термина "квазар").
Маршер использовал для наблюдения за блазаром Очень длинный базовый массив (Very Long Baseline Array, VLBA) радиотелескопов Национальной радиоастрономической обсерватории США, а также телескопы восьми других обсерваторий, в том числе Крымской астрофизической. Радиотелескопы позволили точно определить положение сгустка вещества, выброшенного в виде джета, а прочие телескопы - измерить параметры его излучения.
Эти данные - точнейшие снимки блазара из имеющихся - показали, что процессы вокруг черной дыры происходят в соответствии с существующими моделями.
Ученые из Университета Техаса в Остине модифицировали геном бактерии и "заставили" ее производить большое количество целлюлозы, которая может использоваться для получения перспективного биотоплива - этанола. Результаты своей работы ученые опубликовали в журнале Cellulose.
В качестве объекта исследования ученые выбрали цианобактерии или, как их еще называют, сине-зеленые водоросли. Они изменили геном цианобактерий, добавив туда гены, отвечающие за продукцию целлюлозы, взятые от "уксусных" бактерий Acetobacter xylinume. Модифицированные бактерии стали производить целлюлозу в виде геля. В такой форме ее очень легко расщепить на глюкозу и сахарозу - простые сахара, которые являются основным источником для получения этанола.
Авторы работы уверены, что цианобктерии с модифицированным геномом являются более перспективным источником сырья для производства этанола, чем древесина кукуруза, сахарная свекла или сахарный тростник. Дело в том, что целлюлоза, получаемая из растений, находится в кристаллической форме. Кроме того, она перемешана с лигнином и другими растительными веществами, которые загрязняют ее. Чтобы разложить растительную целлюлозу до сахаров, необходимо использовать механическую обработку и специальные ферменты, что делает производство этанола весьма затратным.
У модифицированных цианобактерий есть еще целый ряд преимуществ перед растениями. Источником энергии для цианобактерий, как и для растений, является солнечный свет. Однако цианобактерии способны фиксировать молекулярный азот, и при их выращивании не надо использовать азотосодержащие удобрения. Для того чтобы собрать производимую цианобактериями целлюлозу, сахарозу и глюкозу их не нужно убивать. В то время как для получения растительной целлюлозы убийство "производителя" является обязательным условием.
Цианобактерии можно выращивать на непахотных землях и использовать для "полива" соленую воду, которую нельзя использовать для питья или полива растений. Исходя из продуктивности цианобактерий в лаборатории, ученые подсчитали, что при одинаковом количестве производимого этанола, площадь "полей" с цианобактериями будет в два раза меньше площади, засеянной растениями, используемыми как источник целлюлозы.
Международная группа исследователей под руководством Тома Эйшеле (Tom Eichele) из Бергенского университета научилась предсказывать в ходе эксперимента ошибки испытуемого за 30 секунд до того, как он их делал. Статья с описанием эксперимента опубликована в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
В ходе эксперимента 13 испытуемых выполняли однообразный примитивный тест, имитирующий монотонную работу. Все испытуемые неизбежно делали какой-то процент ошибок.
Ошибки, по мнению исследователей, могут иметь две причины (не взаимоисключающие):
первая - мгновенный сбой в нейронной активности, из-за которого человеку не удается реализовать правильные действия; вторая - систематическое неадекватное поведение мозговых систем. Анализируя активность различных участков мозга во время теста, можно научиться предсказывать повышение вероятности того, что испытуемый сделает ошибку.
Исследователи следили за активностью мозга испытуемых с помощью магнитно-резонансной томографии. Оказалось, что снижение активности задней медиальной фронтальной коры и одновременно повышение активности так называемой сети "режима по умолчанию" (Default Mode Network, DMN) действительно указывают на повышение вероятности ошибки. В некоторых случаях изменение активности начиналось за 30 секунд до совершения ошибки.
Исследователи предполагают, что мозг устает от монотонной работы и начинает экономить усилия. Активность ответственной за работу области снижается, а активность DMN (которая обычно выше в состоянии покоя), наоборот, повышается. Экономия оказывается неоправданной: человек начинает делать ошибки.
Теоретически это открытие может позволить разработать системы, отслеживающие состояние мозга человека, который занят подобной работой (водителя, оператора промышленной или научной установки, диспетчера и так далее) и при необходимости оповещающее о сбое, чтобы человек сконцентрировал внимание. Для этого, по словам Эйшеле, необходимо точнее понять, что именно вызывает сбой, а также научиться обнаруживать его более простыми методами (томограф - громоздкая и дорогая установка), например, с помощью электроэнцефалограммы.
Напомним об открытии другой группы ученых, сделанном совсем недавно: на основании данных о мозговой активности можно предсказывать сознательные решения за семь секунд до того, как человек их принимает.
Создана несложная модель, хорошо описывающая развитие городской транспортной сети, сообщают Марк Бартелеми (Marc Barthelemy) и Алессандро Фламмини (Alessandro Flammini) в статье, опубликованной в журнале Physical Review Letters.
В последнее время между сетями улиц различных городов были найдены удивительные статистические сходства, отмечают исследователи. Это позволяет предположить, что механизм роста дорожной сети в целом описывается общим механизмом, не зависящим от деталей. Именно его и моделируют Бартелеми и Фламмини.
В качестве модели дорожной сети они используют плоский граф, ребра которого представляют улицы, а вершины - их пересечения. Модель состоит из растущей сети дорог и постоянно появляющихся "центров" - новых домов, магазинов и так далее - которые нуждаются в подсоединении к сети. Новые участки дорог (фиксированной длины) появляются через промежутки времени r, центры - через заданные промежутки времени c, c>r.
Основным механизмом, управляющим ростом сети, является "принцип локальной оптимальности", который формулируется примерно следующим образом. Если два центра A и B должны быть присоединены к сети и ближайшие к ним точки сети (соответственно M1 и M2) не совпадают, то строятся два отрезка дороги M1A и M2B. Если же они совпадают в точке M, то сначала строится отрезок MM', такой чтобы сумма расстояний от A и B до M' была как можно меньше суммы расстояний от A и B до M.
В начале система состоит из нескольких центров, соединенных дорогами. Затем через каждый промежуток c к ней добавляется n новых центров (их расположение определяется случайным образом), и дороги начинают расти в соответствии с описанным алгоритмом.
Разумеется, сеть улиц каждого города зависит от его географических, исторических и социоэкономических особенностей, поэтому модель не воспроизводит никаких конкретных сетей. Она, по мнению исследователей, хорошо воспроизводит статистические макропараметры, свойственные многим реальным городским сетям (например, отношение общей длины дорог к числу перекрестков).
