Ещё одно противоречие в физике. Рациональное проектирование. Как охладить собаку.Новости QWERTY №316
Всем привет! Вы смотрите научно-популярный канал крти. Меня зовут Владимир, эта новость вам будет полезной, если у вас есть собака. Ну а своевременно она будет, если вы живёте в Южном полушарии, потому что в нашем Северном лето уже всё.
Жаркое лето приносит не только радость, но и опасность для наших четвероногих друзей. Приступы теплового стресса у собак - это не редкость, особенно в условиях высокой температуры и влажности. Вообще, гипертермия - это состояние, при котором температура тела поднимается выше нормы. У разных пород она варьируется, но обычно считают опасной температуру от 39,5 °C и выше. Если показатель достигает 41 °C, это может грозить серьёзными последствиями вплоть до летального исхода, если не предпринять меры незамедлительно.
Активные псы, будь то служебные или домашние, особенно уязвимы. Даже незначительные физические нагрузки в жаркие дни могут привести к перегреву. Тогда владелец должен быть внимателен и помнить о признаках перегрева: это сильная одышка, слюнотечение, беспокойство и желание найти тень. Важно заметить эти сигналы вовремя и начать охлаждать животное.
Обычно специалисты рекомендуют охладить собаку с помощью полива водой, прикладывания или обтирания мокрыми полотенцами, вентиляторов или льда. Но эти средства не всегда можно быстро найти. Поэтому вместо них ветеринары из центра служебного собаководства при Пенсильванском университете предложили другой метод. Они провели исследование, в котором сравнили различные методы охлаждения, используя 12 служебных псов. Самым эффективным, кстати, лучше, чем мокрое полотенце и лёд, оказалось погружение морды собак в воду до уровня глаз или ушей.
Троекратное тридцати секундное погружение головы в прохладную воду не только быстро охлаждало, но и снижало подъём температуры после нагрузки. Для приучения собак к новому методу ветеринары рекомендуют использовать игру: бросать воду, лакомство или игрушки, чтобы питомец сам нырял за ними. Начинать приучение нужно с небольшого количества воды комнатной температуры и постепенно повышать её уровень. И уж если полное погружение невозможно, тогда стоит животное напоить и облить его голову холодной водой.
"Держи голову в холоде!" — Dog Edition. Ну а нам холодная голова помогает собирать самые интересные новости науки за предыдущую неделю. И как обычно, все ссылки на источники и подробности в описании.
[музыка]
Интересная и полезная задумка выросла до многомиллионного стартапа, помогающего в создании клеточных терапий. Возможно, о компании gcat терапевт вы услышите не только из нашего ролика. Начнём мы, однако, с того, что существуют так называемые индуцированные плюрипотентные стволовые клетки или iPSC. Эти клетки могут превращаться в любые другие клетки организма. Они как универсальные строительные блоки, способные стать любой фигурой из тетриса.
Изначально их получил из фибробластов кожи японский Нобелевский лауреат Синья Яманака, который использовал для этого четыре фактора транскрипции, называемые сейчас как раз факторами Яманаки. Однако есть и другие транскрипционные факторы, которые позволяют как получать сами плюрипотентные клетки, так и превращать их в другие клетки нашего организма. Нужно только узнать, что это за факторы и когда их активировать.
Транскрипционные факторы - это по сути белки, которые управляют тем, какие гены будут активированы. Они как дирижёры в оркестре ДНК, которые определяют, какая мелодия генов будет звучать. Так вот, компания gcat собрала полный набор транскрипционных факторов человека. Далее компания сосредоточилась на создании специальной платформы для работы с транскрипционными факторами, назвали её ФОМ; можно перевести как совокупность транскрипционных факторов. Она управляет судьбой клеток. С её помощью можно превратить iPSC в желаемые клетки за считанные дни, причём с эффективностью выше 90%.
Так в чём же революция? Обычные методы обработки индуцированных плюрипотентных стволовых клеток включают в себя длительные сложные процессы со множественными этапами проверки. А стартап позволяет упростить эту процедуру и ускорить создание клеточных терапий иногда до сотни раз и, соответственно, сделать их гораздо дешевле. Как их называют - это мощные клеточные продукты, которые можно производить в больших масштабах и использовать для лечения различных заболеваний: от желудочно-кишечных до неврологических и иммунных.
Одна из главных целей стартапа - это сделать высококачественные клеточные терапии доступными людям по всему миру. Тогда, когда медицина сталкивается с проблемами масштабирования и высокой начальной стоимостью продукта, ФОМ обещает стать настоящим прорывом.
А сейчас мы окунемся в магию проектирования. Вот как сейчас получают материалы с нужными заданными свойствами. Например, мы предполагаем, что сверхпроводимость можно получить, если в сплаве или в керамике будут вот такие и вот такие элементы. Тогда мы генерируем несколько новых формул, по этим новым формулам мы создаём новые материалы и начинаем их тестировать. Будет там сверхпроводимость или нет - ещё вопрос.
Но можно не идти традиционным путём, когда новый материал изначально находят, а потом уже изучают его свойства. Можно сделать предсказание и сразу смоделировать материал с заданными ему свойствами, пока что вот на компьютере, в виде некой формулы или кристаллической структуры. К примеру, опять же, мы знаем, что двумерные материалы толщиной в один атом, графен и подобные ему - это звёздочки в мире физики. Их слои можно накладывать друг на друга с микроскопической точностью. В зависимости от угла между листами они приобретают новые, часто необычные свойства.
Но получать их довольно сложно. Для идеального узора требуется идеальная точность на атомном уровне. И тогда, чтобы получить нужный угол и нужную структуру, физики пошли гораздо более простым путём. Они взяли порошки нужных им материалов, вы их все видите на экране, и грубо говоря положили их все в тигель и нагрели до сотен градусов цельсия. А дальше за них всю работу сделали химические реакции, которые привели к естественному образованию макрокристаллов. Кристаллы были крупными, что облегчало дальнейшее исследование, так они сразу обладали нужными свойствами.
То, как взаимодействуют между собой элементы, материал определяет его свойства. Учёные говорят, что это было не просто просто, а очень просто. Всё как предсказывала моделирование. В этом кристаллическом пироге слои тантала и серы чередуются со слоями тантала, серы и стронция. И всё вместе это наделяет материал необычными свойствами. Смотрите, что происходит: слои тоньше миллионной доли метра складываются таким образом, что образуют волнообразную структуру. Всё потому что структура слоёв со стронцием и без стронция чуть отличается.
Поэтому каждый слой со стронцием должен изгибаться, чтобы уместиться в кристалле. Это и создаёт равномерные волны по всему образцу. Этот материал при температуре около 3 кельвинов начинает демонстрировать сверхпроводимость. При этом перенос энергии по волнообразной структуре меньше. В зависимости от волн: добавьте к этому необычные металлические свойства. Электроны словно скользят по впадинам волн и замирают на вершинах. Это не просто материал, это своеобразный волнообразный лабиринт для электронов.
Этот успех осторожно намекает нам на то, что мы приближаемся к доминированию рационального проектирования над стихийным поиском. Учёные скорее будут создавать рецепты материалов с нужными заданными свойствами, чем полагаться на счастливую находку. Учёные постоянно пытаются заглянуть за границы стандартной модели привычной нам физики. Для этого часто нужно что-то уничтожить, желательно красивое.
Используя высокоинтенсивный пучок протонов, направляемых в неподвижную мишень, учёные создавали почти миллиард частиц в секунду. Это были обломки протонов — вторичные частицы, которые улавливала детектор. 6% из частиц - это заряженные коны, нестабильные частицы, состоящие из пары антиквар, способные распадаться на более мелкие фрагменты. Именно их и исследовали на детекторе, способном точно фиксировать каждый распад.
У них прям множество. Итогом исследований коллаборации N62 стал отчёт о первом экспериментальном наблюдении ультраредкого распада заряженного кона на заряженный пион и пару нейтрино-антинейтрино. В масштабах физики элементарных частиц это событие похоже на выигрыш в лотерею с шансами 1 на 100 миллиардов. Такая теоретическая редкость заставила физиков приступить к этим исследованиям в надежде найти что-то ещё неизвестное современной науки.
Ну и понятно, что этой новости бы не было, если бы результаты эксперимента в точности соответствовали бы теории, но это оказалось не так. Доля редких распадов на 50% превысила теоретические предсказания. Их было целых 13 на 100 миллиардов событий, а это говорит о том, что возможно существование новых, ещё не открытых частиц, которые влияют на вероятность такого распада, то есть на что-то, выходящее за пределы известной нам физики.
Учёные вдохновлены также и тем, что крайне сложные эксперименты с событиями, вероятность которых составляет миллиардные доли, оказываются реализуемыми и значимыми. Если собрать больше данных, то может оказаться, что обнаружится нечто, меняющее правила игры. А это вполне возможно, потому что эта коллаборация постоянно обновляет своё оборудование. Этому проекту N62 уже 15 лет, и новые результаты были получены исключительно благодаря апгрейду оборудования детекторов, которые позволили быстрее собирать данные и обрабатывать их с большей точностью, чем когда-либо.
А заодно и усилить пучок протонов на целых 30%. Теперь у учёных на повестке дня вопрос: а что дальше? Ведь для того чтобы выйти за рамки текущих научных знаний им нельзя останавливаться.
Лучшей новостью предыдущего выпуска вы признали новость про то, что одно из популярных лекарств от диабета может увеличивать продолжительность здорового отрезка жизни и отодвигать старение. Исследование метформина на приматах показало, что регулярный приём лекарства улучшает их когнитивные функции, замедляет возрастную деградацию мозга и сохраняет молодое состояние внутренних органов. То есть в целом дольше поддерживает организм в состоянии биологической молодости.
Предположительно, происходит это за счёт активации белка, отвечающего за защиту клеток от повреждений. И стоит подчеркнуть, что подобные исследования на животных не гарантируют эффект для людей, поэтому не стоит скупать метформин пачками. К тому же обезьян было всего 12, и все они были мужского пола. Поэтому ждём экспериментов на людях. Скорее всего, они должны быть довольно продолжительными. И пишут, что Китай уже запустил подобное на 120 людях.
Ну а из шнобелевской и полезно напомню, что исследования по ректальной вентиляции проводились в острые ковидные времена, и вообще-то заполучить помощника в виде кишечника для лёгких в ситуациях, когда они не справляются, это важно и могло бы спасать множество жизней.
Ну что ж, а на этом на сегодня всё. Большое спасибо вам за просмотр! Напишите в комментариях, а как вы предпочитаете охлаждать своих собак?
Ну а если вдруг кому-то показалось, что я сегодня был утомлён, это действительно так. Вот с утра пробежал десятку на забеге в рамках Алматинского марафона. Вот мои 10 секунд хвастовства. Ну а за самую интересную новость выпуска можно, как обычно, проголосовать в нашем Telegram канале, ссылочка будет в описании. И до скорых встреч!
[музыка] Пока!