Новые свойства тромбоцитов и самый быстрый бозе-конденсат. Главное на QWERTY №130
[музыка]
Всем привет! Очередной понедельник и с вами вновь научно-популярный канал QWERTY. Меня зовут Владимир. Мы представляем вам выпуск самых интересных новостей науки за предыдущую неделю.
И в этом ролике больше про всплеск регистрации в детекторе темной материи, свечение после слияния черных дыр, новые функции тромбоцитов, самый быстрый бозон конденсата и запрос на сон, разработку космического туалета. Все подробности по ссылкам в описании.
Лучшей новостью прошлого выпуска стала новость про всплеск регистрации событий в детекторе темной материи коллаборации "Ксенон 1Т", расположенном глубоко под землей в Италии. Событий оказалось на 23 процента больше, чем ожидалось. Ученые считают, что причины могли стать либо гипотетические аксионы, либо неправильное нейтрино, либо следы загрязнения приемника. Но не темная материя могла попасть в детектор темной материи, в конце концов, больше подробностей при щелчке по подсказке.
Ну а так как наибольшая вероятность того, что эти избыточные регистрации были вызваны аксионами, то вот вам немного зубодробительного бонуса. Аксионы — это... вот если не считать китайскую грамоту в нижней части экрана. Так вот, это очень маленькая гипотетическая частица, которая, будь она найдена, помогла бы физикам доукомплектовать стандартную модель и решить одну из фундаментальных проблем физики элементарных частиц. Эту проблему назовем "сильной симметрией". Проблемой даже не вздумайте гуглить, я предупредил.
Возникла она из-за того, что в квантовой хромодинамике, это такая теория квантовых полей, разъясняющей немногим посвященным принципы сильного взаимодействия элементарных частиц, в ней почему-то не нарушается симметрия. Один из видов квантовой симметрии. Существует одна теория — теория "печей Куин", которые для решения этой проблемы создают некое динамическое поле.
А так как каждое поле имеет свой квант, у электромагнитного это фотон, у поля Хиггса, разумеется, недавно найденный бозон Хиггса. Так вот, квантом этого проблемного поля является как раз аксион. И хоть он в подметки не годится шумихи вокруг бозона Хиггса, художественных книг про него не писали, да и средства на его поимку уделялось гораздо меньше. Но если его все же найти, кроме решения проблемы сильной симметрии, этот аксион помог бы еще разобраться с тем, что после большого взрыва образовалось симметрично — материя и антиматерия.
Обычной материи, из которой образовались звезды, потом планеты, потом жизнь, а потом и те, кто понимает квантовую хромодинамику, так вот, этой обычной материи стало почему-то чуточку больше.
Поехали дальше по космическим делам. Первым делом успокоительная новость: астрофизики заявили, что при соблюдении определенных условий слияние черных дыр может быть ярким событием. Обычно черные дыры ничем себя не выдают, и даже их слияния происходят без особого пафоса в темных уголках Вселенной и скрытно. Никакого электромагнитного излучения, только гравитационные волны.
И если электромагнитное излучение самых различных диапазонов покорилось нам уже с давних пор, то гравитационные волны мы научились регистрировать только в 2015 году. Вот бы наблюдать слияние черных дыр по-королевски, обоими способами сразу! До сих пор как-то не задавалось, но одно из вспышек электромагнитного излучения, название вы видите на экране, это не я чихнул на клавиатуру, это идентификатор вспышки, и удалось сопоставить с гравитационным событием, зафиксированным тридцатью четырьмя днями ранее коллаборацией ЛИГО.
Пока что это кандидат на событие с вероятностью 99,9 процента, но все же произошло на 21 мая прошлого года. Крайне удачно внутри аккреционного диска вокруг черной дыры сверхмассивной массы в сто миллионов солнечных в центре далекой галактики из-за окружающего черных дыр и газа из звездного вещества вспышка стала на короткое время видимой впервые для астрономов, скажем так.
Астрономы смогли одновременно увидеть и услышать слияние двух черных дыр в огненных хватках. Вот что нужно, чтобы увидеть невидимое: танец умирающих пчел, кружащихся в бешеном танце вокруг гигантской пчелиной матки. И только задумайтесь: первое гравитационное событие было зафиксировано в 2015 году, всего пять лет назад, а уже сейчас мы эти события регистрируем десятками, и это абсолютно нормально.
Поехали дальше. Бывает, работая с человеком годами в офисе, а потом узнаешь, что он по ночам борется с коррупцией. Вот и тромбоциты, небольшие клетки крови, как оказалось, не только закупоривают рамки в сосудах и способствуют свёртыванию крови, чтобы человек ей не очень-то истек. Шведы обнаружили, что тромбоциты умеют уплотнять стенки сосудов и делать их непроницаемыми для раковых клеток.
Дело в том, что тромбоциты тиви, рукаются не только в ранах, но и в опухолях. Тогда они начинают выделять факторы роста, один из них называется фактор роста Б. Ученые, как обычно, задались вопросом: а что было бы, если бы изучаемый объект отсутствовал, и отключили этот фактор роста в тромбоцитах у организмов с раком? И стало понятно, что этот фактор роста способствовал привлечению поддерживающих клеток сосудов, питающих опухоль. Без них раковые клетки с легкостью проникали в кровоток и отправлялись в путешествие по организму.
У здоровых же организмах тромбоциты ничего подобного не делали. То есть, кажется, что можно выделить вещества, которые помогут бороться с раком методом уплотнения стенок сосудов, питающих опухоль. Но борьба с коррупцией не была бы такой сложной, если бы не нюансы. Тот же фактор роста Б, мы уже из клеток эндотелия, необходим для формирования новых сосудов. Но как показывали предыдущие исследования, когда опухоль зарождается, она точно также требует, чтобы в ней выросла сеть питающих сосудов. И ей нужен не только фактор роста из эндотелия, но и из тромбоцитов.
То есть, с одной стороны, тромбоциты способствуют сдерживанию распространения рака, а с другой — способствуют его распространению. И для того, чтобы эффективнее бороться с раком, нужно снижать и повышать активность тромбоцитов. Вот так всегда! Но, по крайней мере, мы узнали о новой функции тромбоцитов.
Поехали дальше. Интересное достижение записали на свой счет исследователи из Финляндии. Они запустили бозон конденсат за рекордное время — всего за 100 фемтосекунд, это 10 в минус 13 степени секунды. Это время относится к одному дню, так же как один день относится к возрасту Вселенной. Конденсат Бозе-Эйнштейна — это квантовый феномен, состояние вещества, при котором множество частиц начинает вести себя как одно.
Поэтому он проявляет квантовые свойства будущих вполне макроскопических объектов. Создать его можно разными путями. Финны выбрали плазменную решетку. В этом случае, при комнатной температуре, создают двумерную очень строгую упорядоченную структуру из наночастиц металла. На этот раз взяли золотые цилиндры с диаметром 100 нанометров и высотой всего 50. Вокруг частиц налили органический краситель и стали откачивать при помощи лазерных импульсов.
Таким образом, молекулы красителя энергетически возбуждались, свет, взаимодействуя с веществом, заставлял возникать бозонный конденсат и сквозь, и частиц, состоящих из фотонов и колебаний электронов в золоте. При этом возникал пучок фотонов, который улавливали, и таким образом устанавливали, получился ли конденсат и за какое время. Вы десятки раз видели, как молекулы воды из воздуха конденсируются на холодной стенке банки двойного русского имперского стаута. Наверное, так и в квантовом мире частицам нужно найти способ сбросить свою энергию, чтобы сконденсироваться на самом низком энергетическом уровне.
Обычно для этого требуется время от 1000 до триллиона долей секунды. Экспериментаторы добились еще большего ускорения процесса взаимодействия фотонов всего лишь за счет увеличения количества подаваемых фотонов. Жаль, нельзя посмотреть на это своими глазами — скорость и разрешение камер не позволили запечатлеть процесс. Но зато понимаем, насколько наш макромир медленнее процессов, происходящих на атомном уровне. Что медленно? Поехали дальше.
Кстати, мы нашли легкий способ срубить 20 тысяч баксов или публичное признание, если вы подросток. Всего-то нужно придумать космический туалет. На Земле, когда мы идем в туалет, наш основной помощник — это гравитация. NASA объявило конкурс, по которому нужно предложить проект космического туалета для программы Артемида, по которой в 2024 году на Луну отправятся мужчины и женщины, чтобы наконец-то высадить женщину на Луне.
Основные характеристики туалета вы видите на экране: вес не более 15 килограммов, на Земле потребление менее 70 ватт электроэнергии, объем не более 0,12 метров кубических. Но от туалетов на МКС он должен отличаться тем, что будет работать еще и в посадочном модуле, а значит, делать дела космонавты будут и в невесомости, и в слабой лунной гравитации.
Естественно, предназначен туалет для обоих полов, что добавляет к списку отходов менструации, без каких-либо подробностей, рвота и диарея. Но и это еще не все. Суперприз уйдет изобретателю, который сможет утилизировать отходы таким образом, чтобы космонавту не пришлось опускать лицо в туалет, а его партнеру или партнерше держать ему волосы. Наверное, и теперь мы знаем, как нужно ходить в туалет в космосе: с большой осторожностью.
Ну что ж, а на этом сегодня все. Большое спасибо вам за просмотр! Оставляйте свое мнение в комментариях и проголосуйте в прикрепленном комментарии за лучшую новость этого выпуска. Поставьте лайк, поделитесь видео с друзьями, не забудьте подписаться на канал здесь на Ютубе, в Инстаграме, Телеграме, и, пожалуйста, щелкните колокольчик. До скорых встреч, пока!
[музыка] Вот [музыка]